(57)【要約】【課題】スマートフォンなどの電子機器において、虹彩認証などの生体認証を実行するのに適した構成とする。【解決手段】画像を表示する表示部と、前記表示部と同一面側に配置されたカメラと、を備える電子機器であって、前記カメラは、光を屈折させながら透過させるレンズと、透過する光の光量を調整する絞り部と、前記レンズ及び絞り部を透過した光を受光して画像データを取得する撮像部と、を有し、前記画像データに基づいて生体認証を実行する制御部をさらに備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示部と、
前記表示部と同一面側に配置されたカメラと、を備える電子機器であって、
前記カメラは、
光を屈折させながら透過させるレンズと、
透過する光の光量を調整する絞り部と、
前記レンズ及び絞り部を透過した光を受光して画像データを取得する撮像部と、を有し、
前記画像データに基づいて生体認証を実行する制御部をさらに備える、
電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記画像データに基づいて虹彩認証を行う、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記カメラは、該電子機器の角に対応する角に凹部を有している、
請求項１または請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記カメラは、該電子機器の角に対応する角に湾曲部を有している、
請求項１または請求項２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、カメラを用いた生体認証機能を搭載したスマートフォンなどの電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンなどの携帯機器では、表示部と同じ面に配置されたフロントカメラと、その逆の面に配置されたリアカメラとを有する構成のものがある。このようなスマートフォンでは、薄さ、機能、及びコストの観点から、フロントカメラ及びリアカメラのいずれも絞りを有さないものとすることが一般的である。ただし、特許文献１には、絞り機能を有するシャッタを備えたフロントカメラ及びリアカメラを搭載したスマートフォンについて開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１９９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の携帯機器では、高精度なカメラとしての機能よりも、薄型化、及び低コスト化に対する要求が高かったため、フロントカメラ及びリアカメラに絞りを設ける構成とすることがなかった。特に、フロントカメラについては、主たる用途がテレビ電話としての利用であったため、絞りを設けることがなかった。しかしながら、今後、スマートフォンに金融取引などのための重要な個人情報が入り込むことになってくると、従来よりも低い誤読率で生体認証を行う必要性が出てくることが考えられる。従来技術ではこの点について検討されているものがなかった。一方、特許文献１に開示されている技術は、カメラの機能として絞りを有しても良いという一般論が記載されているが、敢えて絞りを有するカメラを搭載する理由は存在していなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記のとおり、今後考えられる低い誤読率の生体認証を実行可能にするために、次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
画像を表示する表示部（１０８）と、
前記表示部と同一面側に配置されたカメラ（１０１）と、を備える電子機器であって、
前記カメラは、
光を屈折させながら透過させるレンズ（１０４）と、
透過する光の光量を調整する絞り部（１３）と、
前記レンズ及び絞り部を透過した光を受光して画像データを取得する撮像部（１０２）と、を有し、
前記画像データに基づいて生体認証を実行する制御部（１０７）をさらに備える、
電子機器（１）である。
【０００７】
上記構成の電子機器によれば、生体認証を実行可能な装置において、光量を調整可能にしている。そのため、光量が多い屋外などにおいても、光量を適度に絞ることで高精度な画像を取得することが可能となり、従来は困難であった光量の多い場所での生体認証を適切に行うことが可能となる。
【０００８】
上記電子機器において、好ましくは、
前記制御部は、前記画像データに基づいて虹彩認証を行う。
【０００９】
上記構成の電子機器によれば、指紋認証よりも誤読率が低く、認証に高精度な画像を必要とする虹彩認証を適切に実行することが可能となる。
【００１０】
上記電子機器において、好ましくは、
前記カメラは、該電子機器の角に対応する角に凹部を有している。
【００１１】
上記構成の電子機器によれば、湾曲した電子機器の角に対応する場所にカメラを配置したとしても、電子機器の角に干渉することなく、カメラを配置することが可能となる。
【００１２】
上記電子機器において、好ましくは、
前記カメラは、該電子機器の角に対応する角に湾曲部を有している。
【００１３】
上記構成の電子機器によれば、湾曲した電子機器の角に対応する場所にカメラを配置したとしても、電子機器の角に干渉することなく、カメラを配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態のスマートフォンを示す図である。
【図２】図２は、実施形態のカメラの斜視図である。
【図３】図３は、実施形態のカメラにおけるレンズユニットの分解斜視図である。
【図４】図４は、実施形態のスマートフォンの機能ブロックを示す図である。
【図５】図５は、変形例のスマートフォンを示す図である。
【図６】図６は、変形例のスマートフォンのカメラ周辺を示す断面図である。
【図７】図７は、変形例のスマートフォンのカメラ周辺を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．変形例
３．補足事項
【００１６】
＜１．実施形態＞
本実施形態のスマートフォンは、フロントカメラが絞りを有しており、虹彩認証を実行可能である点を特徴の一つとする。以下、本実施形態のスマートフォンについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、従来の一般的なスマートフォンと同様の構成についてはその説明を省略することがある。
【００１７】
図１は、本実施形態のスマートフォン１の外観斜視図である。図１に示されるように、本実施形態のスマートフォン１は、カメラ１０１及び表示部１０８を含んで構成される。カメラ１０１及び表示部１０８は、筐体２により保持される。
【００１８】
筐体２は、スマートフォン１の外殻部分であって、金属もしくは樹脂、またはこれらの組み合わせで形成される。筐体２は、角部分が湾曲した直方体形状である。
【００１９】
スマートフォン１において、表示部１０８の向きとカメラ１０１の向きとは同じである。スマートフォン１は、表示部１０８及びカメラ１０１の向きとは逆向きの、カメラ１０１とは別のカメラ（図示省略）を備える。本明細書では、説明の便宜上、カメラ１０１をフロントカメラ、カメラ１０１とは逆向きのカメラをリアカメラと称することがある。本明細書では、リアカメラの具体的な構成については説明を省略するが、リアカメラはフロントカメラと同様の構成を採用することができる。
【００２０】
＜カメラ１０１＞
図２は、カメラ１０１の拡大斜視図である。図２に示されるように、カメラ１０１は、撮像部１０２及びレンズユニット１０３を含んで構成される。
【００２１】
＜撮像部１０２＞
撮像部１０２は、レンズユニット１０３に設けられたレンズ１０４により撮像面に結像された被写体像を画像データ（電気信号）に変換する。撮像部１０２は、ＣＭＯＳセンサ、またはＣＣＤ等の撮像素子を含んで構成される。撮像部１０２は、撮像素子に加え、種々の電子部品を備える。
【００２２】
＜レンズユニット１０３＞
レンズユニット１０３は、図３に示されるように、レンズ１０４を保持するレンズ鏡筒１１、地板１２Ａ、絞り羽根１３、羽根駆動部１４、外枠１５、鏡筒駆動部１６、並びに板バネ１８Ａ及び１８Ｂ、を備える。なお、地板１２Ａ、絞り羽根１３、及び羽根駆動部１４、は絞りユニット２０を構成する。
【００２３】
＜レンズ鏡筒１１＞
レンズ鏡筒１１は、複数のレンズ１０４を保持する鏡筒であり、図３に示されるようにスリット１７Ｂを有する。スリット１７Ｂは、地板１２Ａを保持させるものである。
【００２４】
＜地板＞
地板１２Ａは、補助地板（図示せず）とともに羽根室を構成する。地板１２Ａ及び補助地板は、光非透過性の樹脂部材で形成され、それぞれ円形の開口部を備える。それぞれの開口部は光軸方向に重なり、露光開口を形成する。
【００２５】
＜絞り羽根１３＞
絞り羽根１３は、羽根室内に配置され、往復動作させられて開口部に進退する羽根であり、光非透過性のシート状部材により形成される。絞り羽根１３は、地板１２Ａ及び補助地板の開口部より小さい径の絞り用開口部を備える。絞り羽根１３が開口部に重なる位置にあるとき、地板１２Ａ及び補助地板の開口部の一部は絞り用開口部により遮蔽され、絞り用開口部が露光開口の外枠となる。一方、絞り羽根１３が開口部に重なる位置から退避しているとき、地板１２Ａ及び補助地板の開口部が露光開口の外枠となる。すなわち、絞り羽根１３により、透過する光の光量が調整される。なお、絞り羽根１３は、本発明の「絞り部」の一構成例である。
【００２６】
＜羽根駆動部１４＞
羽根駆動部１４は、絞り羽根１３を往復作動させる。具体的な構成は省略するが、羽根駆動部１４は、コイル、ヨーク、回転子、及び駆動ピンなどを備え、外部から供給される電力により駆動される。コイル、ヨーク、及び回転子は、電磁アクチュエータを構成しており、外部から供給された電力によりコイルが通電されると、ヨークが励磁されて電磁石となって回転子を回転させる。回転子が回転すると、駆動ピンを介して絞り羽根１３が移動する。つまり、羽根駆動部１４は、絞り羽根１３を、開口部と重なる位置、または開口部から退避した位置に移動させる。
【００２７】
＜外枠１５＞
外枠１５は、レンズ鏡筒１１を光軸方向にスライド自在に保持する部材である。外枠１５は、直方体の形状を有し、背面には撮像部１０２側の面に光を導くための円形の穴が設けられ、正面は開放されている。また、上面は開放されており、鏡筒駆動部１６が配置される。また、外枠１５及びレンズ鏡筒１１には、光軸方向にスライドするように、それぞれ摺動部６１及び６２が設けられ、摺動部６１及び６２の間には、ベアリング６３が配置されている。また、外枠１５の外には、開放された面を覆うためのカバー６４とケース６５が設けられる。
【００２８】
＜鏡筒駆動部１６＞
鏡筒駆動部１６は、外枠１５に対してレンズ鏡筒１１を光軸方向に移動させるものである。鏡筒駆動部１６は、マグネット５１、駆動コイル５２、及びホールセンサ５３を含んで構成される。マグネット５１は、磁場の漏洩を防止する部材である防磁部材５４を介して、レンズ鏡筒１１の側面に固定されている。駆動コイル５２は、マグネット５１を移動させる磁界を発生させるものであり、外枠１５に固定されている。駆動コイル５２に電流が流れると磁界が発生し、発生した磁界によりマグネット５１が移動し、これに伴いレンズ鏡筒１１が光軸方向に移動する。ホールセンサ５３は、レンズ鏡筒１１が移動した距離を検知するセンサであり、駆動コイル５２の上に配置されている。防磁部材５５は、磁場の漏洩を防止する部材であり、ホールセンサ５３の上に配置されている。
【００２９】
板バネ１８Ａ及び１８Ｂは、外枠１５から羽根駆動部１４のコイルに給電するための導電部であり、蛇行形状を有している。
【００３０】
なお、本実施形態のカメラ１０１は、上記構成に加え、手振れ補正部（ＯＩＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を備えても良い。この場合、レンズユニット１０３は、外枠１５に対してレンズ鏡筒１１を光軸に垂直な平面方向に移動させる手振れ補正部を備える。手振れ補正部は、振動を検知する振動センサによって検知された振動に関する情報に基づき、レンズ鏡筒１１を光軸に垂直な平面方向に移動させることで、撮像素子に照射される光に含まれる被写体の位置が小刻みに動いてしまうことを抑制する。振動センサは、例えば加速度センサ、または角速度センサ（ジャイロセンサ）などであって、外枠１５に取り付けられる。なお、ユーザの手振れに対しては、取得された画像データに対する画像処理を制御部１０７が行う方法で解決することも可能である。ただし、制御部１０７の負荷を軽減して処理の遅延を避けたり、生体認証の認証精度及び認証速度を向上させたりするために、上記のような手振れ補正部を備える構成とすることが好ましい。
【００３１】
図４は、実施形態のスマートフォンの機能ブロックを示す図である。スマートフォン１は、既に説明したカメラ１０１に加え、操作部１０６、表示部１０８、制御部１０７、及び記憶部１０９を含む。
【００３２】
＜操作部１０６＞
操作部１０６は、ユーザによる操作を検出し、検出した操作に対応する入力信号を制御部１０７に送信する。操作部１０６は、例えば表示部１０８と一体的に形成されたタッチパネルに対する操作を検出する。
【００３３】
＜表示部１０８＞
表示部１０８は、ＬＣＤ（液晶表示装置）または有機ＥＬディスプレイなどの表示機能を有する構成であって、制御部１０７から与えられた信号に基づいて画像を表示する。
【００３４】
＜制御部１０７＞
制御部１０７は、スマートフォン１に含まれる各構成を制御する部分であり、図４に示されるように、少なくとも生体認証部１０７ａ、及びカメラ駆動部１０７ｂを含んで構成される。制御部１０７は、例えばＣＰＵ、ＡＳＩＣ、及びＤＳＰなどの組み合わせである。
【００３５】
＜生体認証部１０７ａ＞
生体認証部１０７ａは、カメラ１０１の撮像部１０２によって取得された画像データに基づいて虹彩認証を行う。具体的には、撮像部１０２がユーザの目の瞳孔周辺の虹彩の画像データを取得すると、撮像部１０２から制御部１０７に画像データが出力される。生体認証部１０７ａは、ユーザの虹彩部分の画像データと、記憶部１０９に予め記憶されたユーザの虹彩の画像データとをパターン認識により比較し、虹彩が一致するか否かに基づく虹彩認証を行う。虹彩認証に成功したら、制御部１０７は、ユーザにより要求された処理等を実行する。一方、虹彩認証に失敗したら、制御部１０７は、ユーザにより要求された処理等を中断または停止する。
【００３６】
なお、生体認証部１０７ａは、必ずしも虹彩認証を行うのみでなく、他の生体認証を行っても良い。例えば、生体認証部１０７ａは、指紋認証、静脈認証、掌紋認証、または顔認証などを行っても良い。ただし、虹彩認証は高精度な画像を必要とするため、本実施形態の構成に特に適している。
【００３７】
＜カメラ駆動部１０７ｂ＞
カメラ駆動部１０７ｂは、カメラ１０１の羽根駆動部１４及び鏡筒駆動部１６を含むカメラ１０１の駆動部分の制御を行う。カメラ駆動部１０７ｂは、羽根駆動部１４及び鏡筒駆動部１６に含まれるコイル等に所定のタイミングで電圧を印加することで、羽根及び鏡筒の動作を制御する。
【００３８】
＜記憶部１０９＞
記憶部１０９は、不揮発性のメモリであって、種々の情報を記憶可能である。特に本実施形態では、生体認証部１０７ａにおける生体認証に用いられる情報を記憶している。具体的には、記憶部１０９は、パターン認識に用いられるユーザの虹彩の情報などを記憶する。
【００３９】
上記のような本実施形態のスマートフォンでは、虹彩認証などの生体認証を実行可能であって、絞り羽根１３（絞り部）により光量を調整可能にしている。そのため、光量が多い屋外などにおいても、光量を適度に絞ることで高精度な画像を取得することが可能となり、従来は困難であった光量の多い場所での生体認証を適切に行うことが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態のスマートフォンでは、指紋認証よりも誤読率が低く、認証に高精度な画像を必要とする虹彩認証を適切に実行することができる。
【００４１】
また、本実施形態のスマートフォンでは、生体認証用に赤外線ライトを含む赤外線カメラを搭載する必要がないため、赤外線カメラを搭載するスペースを確保する必要がなくなり、装置の小型化などが可能となる。また、絞りを有する構成とすることで、通常のカメラとしても高機能かつ高精度の撮影が可能となるため好ましい。
【００４２】
＜２．変形例＞
次に、上記実施形態の変形例について説明する。以下の変形例では、実施形態の構成とは異なるカメラ１０１の形状について説明しており、カメラ１０１の形状以外については実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。なお、以下の変形例では、カメラ１０１と同様の構成を含むカメラ１０１ａ及び１０１ｂを例に挙げて説明する。
【００４３】
図５は変形例におけるスマートフォン１の外観を示す図である。図５に示されるように、本変形例のカメラ１０１ａはスマートフォン１の左側の端部近傍に配置される。
【００４４】
図６は、本変形例のカメラ１０１ａの近傍の断面図である。図６に示されるように、スマートフォン１の筐体２の側面が湾曲している。カメラ１０１ａは、この筐体２の湾曲面に干渉しないように、直方体形状ではなく、Ｔ字形状になっている。すなわち、スマートフォン１の筐体２の角に対応するカメラ１０１ａの角が凹部を有する形状となっている。
【００４５】
上記のような形状のカメラ１０１ａを備えることにより、カメラ１０１ａを直方体形状にする場合と比較して、カメラ１０１ａをスマートフォン１の端部寄りに配置することができる。ひいては、スマートフォン１においてカメラ１０１ａを配置可能な範囲を広げることができる。
【００４６】
図７は、別の変形例のカメラ１０１ｂの近傍の断面図である。図７に示されるように、カメラ１０１ｂは、筐体２の湾曲面に干渉しないように、角に湾曲部を有している。すなわち、スマートフォン１の筐体２の角に対応するカメラ１０１ｂの角が、筐体２の角の湾曲部に沿った湾曲部を有する形状となっている。
【００４７】
上記のような形状のカメラ１０１ｂを備える構成でも、カメラ１０１ｂを直方体形状にする場合と比較して、カメラ１０１ｂをスマートフォン１の端部寄りに配置することができる。ひいては、スマートフォン１においてカメラ１０１ｂを配置可能な範囲を広げることができる。
【００４８】
なお、上記のカメラ１０１ａ及び１０１ｂの角の凹部または湾曲部は一例であって、スマートフォン１の角に対応した別の形状としても良い。例えば、図６に示した変形例では、カメラ１０１ａがＴ字形状であったが、筐体２の角に対応する角に凹部を有するＬ字形状または十字形状などを採用しても良い。
【００４９】
＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、同様の技術思想に基づいて当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００５０】
上記実施形態では、スマートフォン１を例示して説明したが、例えば、タブレット機器、ノートＰＣ、その他の携帯機器などの電子機器に採用してもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、絞り羽根の進退により、通過する光の光量を２段階に変化させる、所謂２段階絞りを備える構成について説明したが、このような構成に代え、開口部の径を任意の大きさに変化させることができる、所謂オートアイリスを採用しても良い。この場合であっても、ＶＣＭ（ヴォイスコイルモータ）により段階的に絞りの量を調整可能な、従来の絞り部の構成を採用することができる。
【００５２】
なお、２段階絞りの絞り部と、オートアイリスの絞り部とは、同じ外形で形成することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の電子機器は、虹彩認証機能を有するスマートフォンなどとして好適に利用される。
【符号の説明】
【００５４】
１…スマートフォン
２…筐体
１１…レンズ鏡筒
１２Ａ…地板
１３…羽根
１４…羽根駆動部
１５…外枠
１６…鏡筒駆動部
１７Ｂ…スリット
１８Ａ、１８Ｂ…板バネ
２０…絞りユニット
５１…マグネット
５２…駆動コイル
５３…ホールセンサ
５４…防磁部材
５５…防磁部材
６１…摺動部
６３…ベアリング
６４…カバー
６５…ケース
１０１、１０１ａ、１０１ｂ…カメラ
１０２…撮像部
１０３…レンズユニット
１０４…レンズ
１０６…操作部
１０７…制御部
１０７ａ…生体認証部
１０７ｂ…カメラ駆動部
１０８…表示部
１０９…記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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