(57)【要約】【課題】フォーカス調整に要する時間を従来よりも短縮する。【解決手段】フォーカス調整が可能な撮像部と、撮像部と一体に構成された距離計測部と、撮像部及び距離計測部を回動自在に支持している支持部と、各部の動作を制御する制御部とを有する。制御部は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、支持部が撮像部及び距離計測部の向きを被写体方向に向けた後、距離計測部が被写体までの距離を計測したときに、撮像部のレンズ位置を、距離計測部によって計測された被写体までの距離に応じて定まるプリセット位置に予め設定し、撮像部のフォーカス調整の本動作として、撮像部が被写体を仮撮像したときに、撮像部のレンズ位置を、撮像部によって仮撮像された被写体の撮像画像を解析することによって定まるセット位置に調整する。【選択図】図４
2008299045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標であるターゲットを撮像するための、フォーカス調整が可能な撮像部と、
前記撮像部のレンズを移動させるためのモータと、
前記撮像部と一体に構成され、かつ、計測方向が前記撮像部の光軸方向と一致するように配置された、前記ターゲットが存在する位置であるターゲット位置付近までの大まかな距離を仮計測距離として計測するための距離計測部と、
前記撮像部のフォーカス調整を含む、各部の動作を制御するための制御部とを有し、
前記制御部は、前記撮像部によって撮像された撮像画像の中からフォーカス調整のための評価位置を検出し、当該評価位置に基づいて、前記撮像部のフォーカス調整を行う機能を備え、
前記制御部は、
前記撮像部のフォーカス調整の事前動作として、
前記距離計測部が前記仮計測距離を計測したときに、当該仮計測距離に応じて定まる前記撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、前記モータに前記撮像部のレンズを初期位置から当該プリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズを当該プリセット位置に予め設定し、
前記撮像部のフォーカス調整の本動作として、
前記撮像部が前記ターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、前記撮像部によって仮撮像された撮像画像の中から前記評価位置を検出し、当該評価位置に応じて定まる前記撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、前記モータに前記撮像部のレンズを前記プリセット位置から当該セット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズの設定を調整する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御部は、さらに、予め用意された、前記ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す等高線データに基づいて、前記ターゲット位置の高さと前記評価位置の高さの差分をずれ量として検出する機能を備え、
前記制御部は、
前記撮像部のフォーカス調整の事前動作として、
前記距離計測部が前記仮計測距離を計測したときに、当該仮計測距離に応じて定まる前記撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、前記モータに前記撮像部のレンズを初期位置から当該プリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズを当該プリセット位置に予め設定し、
前記撮像部のフォーカス調整の本動作として、
前記撮像部が前記ターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、前記撮像部によって仮撮像された撮像画像の中から前記評価位置を検出し、当該評価位置に応じて定まる前記撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、前記モータに前記撮像部のレンズを前記プリセット位置から当該セット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズの設定を調整し、
さらに、前記撮像部が前記ターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、前記等高線データに基づいて、前記撮像部によって仮撮像された撮像画像を解析して、前記ターゲット位置の高さと前記評価位置の高さの差分である前記ずれ量、及び当該ずれ量に応じて定まるレンズ位置の補正量を検出し、前記モータに前記撮像部のレンズを当該補正量だけ移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズの設定を微調整して、前記撮像部のレンズを合焦点位置に再設定する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置において、
前記撮像部は、広角レンズが装着された第１カメラと、狭角レンズが装着されかつフォーカス調整が可能な第２カメラとを備え、
前記モータは、前記第２カメラのレンズを移動させるために設けられており、
前記距離計測部は、前記第２カメラと一体に構成され、かつ、計測方向が前記第２カメラの光軸方向と一致するように配置されており、
さらに、前記第２カメラ及び前記距離計測部を回動自在に支持しており、かつ、前記第２カメラ及び前記距離計測部の向きを同じ方向に同時に向けさせるための支持部を有し、
前記制御部は、
前記撮像部のフォーカス調整の事前動作として、
まず、前記第１カメラが前記ターゲットを一部に含む広範囲な領域を撮像したときに、前記第１カメラによって撮像された撮像画像の中から前記ターゲット位置を特定し、特定された前記ターゲット位置に基づいて、前記支持部に前記第２カメラ及び前記距離計測部の向きを変えさせるための制御信号を生成して、前記支持部に出力することにより、前記支持部を稼働させて前記第２カメラ及び前記距離計測部の向きを前記ターゲット位置方向に設定し、
次に、前記距離計測部が前記仮計測距離を計測したときに、当該仮計測距離に応じて定まる前記第２カメラのレンズ位置をプリセット位置とし、前記モータに前記第２カメラのレンズを初期位置から当該プリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記第２カメラのレンズを当該プリセット位置に予め設定し、
前記撮像部のフォーカス調整の本動作として、
前記第２カメラが前記ターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、前記第２カメラによって仮撮像された撮像画像の中から前記評価位置を検出し、当該評価位置に応じて定まる前記第２カメラの最適なレンズ位置をセット位置とし、前記モータに前記第２カメラのレンズを前記プリセット位置から当該セット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記第２カメラのレンズの設定を調整する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記制御部は、撮像画像の予め定められた領域内の任意の間隔で設定された各注目画素に対し、各注目画素の上下左右に任意の間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差を累積した値をインデックス値とし、当該インデックス値が最大となる位置を、前記評価位置として検出する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標であるターゲットを撮像するための、フォーカス調整が可能な撮像部と、該撮像部のレンズを移動させるためのモータと、該撮像部と一体に構成され、かつ、計測方向が該撮像部の光軸方向と一致するように配置された、該ターゲットが存在する位置であるターゲット位置付近までの大まかな距離を仮計測距離として計測するための距離計測部と、該撮像部によって撮像された撮像画像の中からフォーカス調整のための評価位置を検出し、当該評価位置に基づいて、該撮像部のフォーカス調整を行う機能を備えた、該撮像部のフォーカス調整を含む、各部の動作を制御するための制御部とを用い、
前記撮像部のフォーカス調整の事前動作として、
前記距離計測部が、前記仮計測距離を計測する距離計測ステップと、
前記制御部が、前記距離計測ステップで計測された前記仮計測距離に応じて定まる前記撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、前記モータに前記撮像部のレンズを初期位置から当該プリセット位置に移動させるための制御信号を生成して前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズを当該プリセット位置に予め設定するプリセットステップとを有し、
前記撮像部のフォーカス調整の本動作として、
前記プリセットステップで前記レンズが前記プリセット位置に設定された前記撮像部が、前記ターゲット及びその周囲を仮撮像する仮撮像ステップと、
前記制御部が、前記仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像の中から前記評価位置を検出し、当該評価位置に応じて定まる前記撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、当該セット位置を特定するセット位置特定ステップと、
前記制御部が、前記モータに前記撮像部のレンズを前記プリセット位置から前記セット位置特定ステップで特定された前記セット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズの設定を調整する調整ステップとを有し、
前記撮像部のフォーカス調整の事後動作として、
前記調整ステップで前記レンズの設定が前記セット位置に調整された前記撮像部が、前記ターゲット及びその周囲を本撮像する本撮像ステップを有する
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像方法において、
前記制御部として、さらに、予め用意された、前記ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す等高線データに基づいて、前記ターゲット位置の高さと前記評価位置の高さの差分をずれ量として検出する機能を備え、
前記撮像部のフォーカス調整の事前動作として、
前記距離計測部が、前記仮計測距離を計測する前記距離計測ステップと、
前記制御部が、前記距離計測ステップで計測された前記仮計測距離に応じて定まる前記撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、前記モータに前記撮像部のレンズを初期位置から当該プリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズを当該プリセット位置に予め設定する前記プリセットステップとを有し、
前記撮像部のフォーカス調整の本動作として、
前記プリセットステップで前記レンズが前記プリセット位置に設定された前記撮像部が、前記ターゲット及びその周囲を仮撮像する一次仮撮像ステップと、
前記制御部が、前記一次仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像の中から前記評価位置を検出し、当該評価位置に応じて定まる前記撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、当該セット位置を特定するセット位置特定ステップと、
前記制御部が、前記モータに前記撮像部のレンズを前記プリセット位置から前記セット位置特定ステップで特定された前記セット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズの設定を調整する前記調整ステップと、
前記調整ステップで前記レンズの設定が前記セット位置に調整された前記撮像部が、前記ターゲット及びその周囲を仮撮像する二次仮撮像ステップと、
前記制御部が、前記等高線データに基づいて、前記二次仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像を解析して、前記ターゲット位置の高さと前記評価位置の高さの差分である前記ずれ量、及び当該ずれ量に応じて定まるレンズ位置の補正量を検出するずれ量・補正量検出ステップと、
前記制御部が、前記モータに前記撮像部のレンズを前記ずれ量・補正量検出ステップで検出された前記補正量だけ移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記撮像部のレンズの設定を微調整して、前記撮像部のレンズを合焦点位置に再設定する微調整ステップとを有し、
前記撮像部のフォーカス調整の事後動作として、
前記微調整ステップで前記レンズが前記合焦点位置に再設定された前記撮像部が、前記ターゲット及びその周囲を本撮像する本撮像ステップを有する
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の撮像方法において、
前記撮像部は、広角レンズが装着された第１カメラと、狭角レンズが装着されかつフォーカス調整が可能な第２カメラとを備え、前記モータは、前記第２カメラのレンズを移動させるために設けられており、前記距離計測部は、前記第２カメラと一体に構成され、かつ、計測方向が前記第２カメラの光軸方向と一致するように配置されており、さらに、前記第２カメラ及び前記距離計測部を回動自在に支持しており、かつ、前記第２カメラ及び前記距離計測部の向きを同じ方向に同時に向けさせるための支持部を用い、
前記撮像部のフォーカス調整の事前動作として、
前記第１カメラが、前記ターゲットを一部に含む広範囲な領域を撮像する広領域撮像ステップと、
前記制御部が、前記広領域撮像ステップで撮像された撮像画像の中から前記ターゲット位置を特定するターゲット位置特定ステップと、
前記制御部が、前記ターゲット位置特定ステップで特定された前記ターゲット位置に基づいて、前記支持部に前記第２カメラ及び前記距離計測部の向きを変えさせるための制御信号を生成して、前記支持部に出力することにより、前記支持部を稼働させて前記第２カメラ及び前記距離計測部の向きを前記ターゲット位置方向に設定する方向設定ステップと、
前記方向設定ステップで前記ターゲット位置方向に向けられた前記距離計測部が、前記仮計測距離を計測する距離計測ステップと、
前記制御部が、前記距離計測ステップで計測された前記仮計測距離に応じて定まる前記第２カメラのレンズ位置をプリセット位置とし、前記モータに前記第２カメラのレンズを初期位置から当該プリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記第２カメラのレンズを当該プリセット位置に予め設定するプリセットステップとを有し、
前記撮像部のフォーカス調整の本動作として、
前記プリセットステップで前記レンズが前記プリセット位置に設定された前記第２カメラが、前記ターゲット及びその周囲を仮撮像する仮撮像ステップと、
前記制御部が、前記仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像の中から前記評価位置を検出し、当該評価位置に応じて定まる前記第２カメラの最適なレンズ位置をセット位置とし、当該セット位置を特定するセット位置特定ステップと、
前記制御部が、前記モータに前記第２カメラのレンズを前記プリセット位置から前記セット位置特定ステップで特定された前記セット位置に移動させるための制御信号を生成して、前記モータに出力することにより、前記モータを駆動させて前記第２カメラのレンズの設定を調整する調整ステップとを有し、
前記撮像部のフォーカス調整の事後動作として、
前記調整ステップで前記レンズの設定が前記セット位置に調整された前記第２カメラが、前記ターゲット及びその周囲を本撮像する本撮像ステップを有する
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の撮像方法において、
前記制御部は、撮像画像の予め定められた領域内の任意の間隔で設定された各注目画素に対し、各注目画素の上下左右に任意の間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差を累積した値をインデックス値とし、当該インデックス値が最大となる位置を、前記評価位置として検出する
ことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、予め定められた任意の被写体を好適に撮像する撮像装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
予め定められた任意の被写体を撮像する撮像装置としては、例えば、虹彩撮像装置がある。「虹彩撮像装置」とは、被写体として、眼の中の虹彩（こうさい；アイリス）を撮像する装置である。虹彩撮像装置によって撮像された虹彩の画像（以下、「虹彩画像」と称する）は、例えば、虹彩個人認証装置に出力されて、個人認証処理に用いられている。なお、「虹彩個人認証装置」とは、虹彩の模様を予め定められたアルゴリズムに基づいてパターン化することにより、その虹彩を有する個人を特定して、その個人を認証する装置である。虹彩撮像装置は、この虹彩個人認証装置の中に組み込まれている場合もある。
【０００３】
虹彩撮像装置には、様々なタイプがある。その中でも、２つの撮像部を備えたタイプがある（例えば、特許文献１参照）。以下、２つの撮像部のそれぞれを、「第１カメラ」及び「第２カメラ」と称する。
【０００４】
第１カメラは、広角レンズが装着された撮像部である。以下、第１カメラを、「広角カメラ」と称する。広角カメラは、第２カメラのレンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標（以下、「ターゲット」と称する）を一部に含む広範囲な領域を撮像する。以下、広角カメラによって得られた撮像画像を、「第１画像」と称する。ここでは、広角カメラは、第１画像として、ターゲットである虹彩を所有しかつ個人認証を受けようとしている人物（以下、「被認証者」と称する）の上半身の画像を撮像するものとして説明する。なお、広角カメラは、第１画像として、被認証者の顔及びその周囲だけの画像を撮像するようにしてもよい。
【０００５】
他方、第２カメラは、フォーカス調整機能を有する撮像部であって、狭角レンズが装着されている。以下、第２カメラを、「狭角カメラ」と称する。狭角カメラは、ターゲット及びその周囲に限定された狭範囲な領域を撮像する。以下、狭角カメラによって得られた撮像画像を、「第２画像」と称する。ここでは、狭角カメラは、第２画像として、ターゲットである虹彩及びその周囲の画像を撮像するものとして説明する。狭角カメラは、フォーカス調整、すなわち、レンズの移動の制御が可能な構造となっており、制御部によってフォーカス調整が行われる。なお、制御部は、虹彩をターゲットにして、狭角カメラのフォーカス調整を行う。
【０００６】
狭角カメラは、支持部によって支持されている。この支持部は、狭角カメラを回動自在に支持しており、狭角カメラの撮像方向を変更することができる。
【０００７】
このタイプの虹彩撮像装置は、まず、広角カメラで被認証者の上半身（但し、被認証者の顔及びその周囲だけの場合もある）を撮像する。
【０００８】
次に、虹彩撮像装置は、広角カメラによって得られた第１画像すなわち被認証者の上半身の画像を解析して、ターゲットとなる虹彩の位置を特定し、狭角カメラの向きが虹彩の位置方向に向くように、特定された虹彩の位置に基づいて、支持部を稼働する。
【０００９】
次に、虹彩撮像装置は、狭角カメラのフォーカス調整を行う。
【００１０】
次に、虹彩撮像装置は、狭角カメラのフォーカス調整を行うと、これに応答して、狭角カメラでターゲットである虹彩を本撮像する。
【００１１】
一方、フォーカス調整機能を有する撮像部の焦点位置決定方法については、特許文献２に開示されている。
【００１２】
この特許文献２によれば、撮像部は、以下のように動作する。
【００１３】
すなわち、まず、撮像部は、ターゲット及びその周囲を仮撮像する。次に、撮像部は、フォーカスの適合度合を評価するために、予め定められたアルゴリズムに基づいて、仮撮像によって得られた撮像画像の中から、例えば、インデックス値が最大となる位置を評価位置として検出する。なお、「インデックス値」とは、撮像画像の予め定められた領域内の任意の間隔で設定された各注目画素に対し、各注目画素の上下左右に任意の間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差を累積した値である。次に、撮像部は、検出された評価位置に基づいて、フォーカスの適合度合を評価して、大よその、合焦点位置すなわち焦点が評価位置に合うレンズ位置を特定する。次に、撮像部は、レンズ位置を初期位置から大よその合焦点位置に移動させた後、再度、ターゲット及びその周囲を仮撮像して、仮撮像によって取得された撮像画像の中から前述の評価位置を検出する。次に、撮像部は、検出された評価位置に基づいて、再度、フォーカスの適合度合を評価して、正確な合焦点位置を特定し、レンズ位置を大よその合焦点位置から正確な合焦点位置に移動させる。このようにして、フォーカス調整機能を有する撮像部の焦点位置が、決定される。
【００１４】
従来、特許文献１に開示された虹彩撮像装置の狭角カメラのフォーカス調整に、特許文献２に開示された焦点位置決定方法を適用した装置があった。以下、この装置を「従来の撮像装置」と称する。
【特許文献１】特開２００４−２９５５７２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の撮像装置は、狭角カメラのフォーカス調整にある程度以上の時間を要するため、撮像部のフォーカス調整に要する時間を短縮することが望まれているという課題があった。
【００１６】
その原因は、以下の通りである。従来の撮像装置は、狭角カメラのフォーカス調整時に、レンズを初期位置から合焦点位置に移動させている。この狭角カメラのレンズの初期位置は、予め定められたホーム位置または前回の本撮像終了時のレンズ位置のいずれかの位置に設定されており、その位置は、通常は、合焦点位置からある程度以上離れた位置となっている場合が多い。そのため、従来の撮像装置は、狭角カメラのフォーカス調整にある程度以上の時間を要する場合が多かった。
【００１７】
また、従来の撮像装置は、レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標、すなわち、ターゲットがぼやけて写っている撮像画像、すなわち、不鮮明な虹彩画像を撮像するときがあるという課題があった。
【００１８】
その原因は、以下の通りである。例えば、虹彩を撮像する場合に、虹彩は、鼻や頬等の凹凸に囲まれた領域の中に存在する。この場合、虹彩の位置と虹彩以外の部位の位置とでは、カメラの光軸に沿った方向の高さが異なる。換言すれば、撮像部の撮像面から虹彩までの距離と撮像部の撮像面から虹彩以外の部位までの距離が異なる。一方、従来の撮像装置は、狭角カメラのフォーカス調整時に、予め定められたアルゴリズムに基づいて、撮像画像の中からフォーカスの適合度合の評価に好適な評価位置を検出し、その評価位置に基づいて合焦点位置を特定していた。しかしながら、評価位置は、仮撮像で得られた画像すなわち虹彩及びその周囲の領域画像の中の、予め定められたアルゴリズムによって規定された条件に一致する位置に過ぎない。そのため、従来の撮像装置は、レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標すなわちターゲットの位置（以下、「ターゲット位置」と称する）からずれた位置を評価位置として検出し、この評価位置に基づいてフォーカスの適合度合の評価を行う場合があった。この場合、評価位置の高さがターゲット位置の高さと異なるので、従来の撮像装置は、狭角カメラの焦点をターゲット位置の高さとは異なる高さに合わせてしまう。したがって、このような場合に、従来の撮像装置の撮像画像は、ターゲットがぼやけて写っている画像、すなわち、不鮮明な虹彩画像となっていた。
【００１９】
また、従来の撮像装置は、広角カメラで撮像してから狭角カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差の間に、被認証者が動いた場合に、撮像画像が不鮮明な画像となってしまうときがあるという課題があった。
【００２０】
その原因は、以下の通りである。従来の撮像装置によれば、広角カメラで虹彩を一部に含む広範囲な領域を撮像した後、これによって取得された撮像画像を解析して、虹彩の位置を特定し、特定された虹彩の位置に基づいて、支持部を稼働させてから、狭角カメラのフォーカス調整を行い、その後に、狭角カメラで虹彩の本撮像を行っている。そのため、広角カメラで撮像してから狭角カメラで本撮像するまでの間に、時間差が生じる。この時間差の間に、被認証者が動くと、狭角カメラは、ターゲットからずれた位置、すなわち、非合焦点位置で虹彩を撮像してしまう。その結果、撮像画像は、ターゲットがぼやけて写っている画像、すなわち、不鮮明な虹彩画像となってしまう。したがって、この時間差、特に、上述した狭角カメラによるフォーカス調整時間による時間差を短縮することが望まれていた。
【００２１】
そこで、この発明の第１の目的は、フォーカス調整機能を有する撮像部のフォーカス調整時間を従来よりも短縮する撮像装置を提供することにある。
【００２２】
また、この発明の第２の目的は、常に、鮮明な虹彩画像を得ることができるように、狭角カメラのフォーカス調整を微調整する撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述の課題を解決するために、第１の発明に係る撮像装置は、フォーカス調整機能を有する撮像部とモータと距離計測部と制御部とを有する。
【００２４】
撮像部は、レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標、すなわち、ターゲットを撮像するための構成要素である。
【００２５】
モータは、撮像部のレンズを移動させるための構成要素である。
【００２６】
距離計測部は、撮像部と一体に構成され、かつ、計測方向が撮像部の光軸方向と一致するように配置された、ターゲットが存在する位置（以下、「ターゲット位置」と称する）付近までの大まかな距離を仮計測距離として計測するための構成要素である。
【００２７】
制御部は、撮像部のフォーカス調整を含む、各部の動作を制御するための構成要素である。この制御部は、予め定められた任意のアルゴリズムに基づいて、撮像部によって撮像された撮像画像を解析して、この撮像画像の中からフォーカス調整のための評価位置を検出し、この評価位置に基づいて、撮像部のフォーカス調整を行う機能を備えている。
【００２８】
この制御部は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、距離計測部が上述の仮計測距離すなわちターゲット位置付近までの大まかな距離を計測したときに、この仮計測距離に応じて定まる撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、モータに撮像部のレンズを初期位置からこのプリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズをこのプリセット位置に予め設定する。次に、この制御部は、撮像部のフォーカス調整の本動作として、撮像部がターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、撮像部によって仮撮像された撮像画像の中から上述の評価位置を検出し、この評価位置に応じて定まる撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、モータに撮像部のレンズをプリセット位置からこのセット位置に移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズの設定を調整する。なお、このセット位置は、合焦点位置すなわち撮像部のレンズの焦点がターゲットに合っているレンズ位置となっている。
【００２９】
この後は、撮像部のフォーカス調整の事後動作として、撮像部がターゲット及びその周囲を本撮像する。
【００３０】
第１の発明に係る撮像装置は、上述した構成を備えているので、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、撮像部のレンズをプリセット位置に予め設定しておくことができる。このプリセット位置は、予め定められたホーム位置をレンズの初期位置とする場合に、予め定められたホーム位置よりも合焦点位置に近い。また、このプリセット位置は、前回の本撮像終了時のレンズ位置をレンズの初期位置とする場合に、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも合焦点位置に近くなることが多い。そのため、第１の発明に係る撮像装置は、従来の撮像装置よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。なお、撮像部のレンズをプリセット位置に予め設定するために要する時間すなわち撮像部のレンズを初期位置からプリセット位置に移動させるために要する時間は、従来の撮像装置の撮像部のレンズを初期位置から大まかな合焦点位置に移動させるために要する時間よりも短い。これは、以下の理由による。すなわち、従来の撮像装置は、撮像部によって撮像された撮像画像を解析することによって大まかな合焦点位置を特定しているが、撮像画像の解析にある程度の時間を要する。これに対して、この発明の撮像装置は、距離計測部によって計測された仮計測距離に基づいてプリセット位置を特定している。ここで、仮計測距離は、距離計測部によって計測されているので、一義的に定まる値である。したがって、プリセット位置も、一義的に定まる。そのため、この発明の撮像装置は、従来の撮像装置よりも短い時間で撮像部のレンズを初期位置からプリセット位置に移動させることができる。
【００３１】
なお、この第１の発明に係る撮像装置の実施にあたり、好ましくは、制御部は、さらに、予め用意された、ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す等高線データに基づいて、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分をずれ量として検出する機能を備え、以下のように動作を制御するとよい。
【００３２】
すなわち、この制御部は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、距離計測部が仮計測距離を計測したときに、この仮計測距離に応じて定まる撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、モータに撮像部のレンズを初期位置からこのプリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズをこのプリセット位置に予め設定する。次に、この制御部は、撮像部のフォーカス調整の本動作として、撮像部がターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、撮像部によって仮撮像された撮像画像の中から評価位置を検出し、この評価位置に応じて定まる撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、モータに撮像部のレンズをプリセット位置からこのセット位置に移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズの設定を調整し、さらに、撮像部がターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、等高線データに基づいて、撮像部によって仮撮像された撮像画像を解析して、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分であるずれ量、及びこのずれ量に応じて定まるレンズ位置の補正量を検出し、モータに撮像部のレンズをこの補正量だけ移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズの設定を微調整して、撮像部のレンズを合焦点位置に再設定する。なお、この後は、撮像部のフォーカス調整の事後動作として、撮像部がターゲット及びその周囲を本撮像する。
【００３３】
この撮像装置は、上述した構成を備えているので、撮像部のフォーカス調整の本動作を行う際に、撮像部のレンズの設定を微調整することができる。
【００３４】
また、この第１の発明に係る撮像装置の実施にあたり、好ましくは、撮像部は、広角レンズが装着された第１カメラと、狭角レンズが装着されかつフォーカス調整が可能な第２カメラとを備え、モータは、第２のカメラのレンズを移動させるために設けられており、距離計測部は、第２カメラと一体に構成され、かつ、計測方向が第２カメラの光軸方向と一致するように配置されており、さらに、第２カメラ及び距離計測部を回動自在に支持しており、かつ、第２カメラ及び距離計測部の向きを同じ方向に同時に向けさせるための支持部を有する構成とし、制御部は、以下のように動作を制御するとよい。
【００３５】
すなわち、この制御部は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、まず、第１カメラがターゲットを一部に含む広範囲な領域を撮像したときに、第１カメラによって撮像された撮像画像の中からターゲット位置を特定し、特定されたターゲット位置に基づいて、支持部に第２カメラ及び距離計測部の向きを変えさせるための制御信号を生成して、支持部に出力することにより、支持部を稼働させて、第２カメラ及び距離計測部の向きをターゲット位置方向に設定し、次に、距離計測部が仮計測距離を計測したときに、この仮計測距離に応じて定まる第２カメラのレンズ位置をプリセット位置とし、モータに第２カメラのレンズを初期位置からこのプリセット位置に移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて第２カメラのレンズをこのプリセット位置に予め設定する。次に、この制御部は、撮像部のフォーカス調整の本動作として、第２カメラがターゲット及びその周囲を仮撮像したときに、第２カメラによって仮撮像された撮像画像の中から評価位置を検出し、この評価位置に応じて定まる第２カメラの最適なレンズ位置をセット位置とし、モータに第２カメラのレンズをプリセット位置からこのセット位置に移動させるための制御信号を生成して、モータに出力することにより、モータを駆動させて第２カメラのレンズの設定を調整する。
【００３６】
この撮像装置は、上述の通り、従来の撮像装置よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。そのため、この撮像装置は、第１カメラとして広角カメラを用い、第２カメラとして狭角カメラを用いる場合に、第１カメラで撮像してから第２カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差が従来の撮像装置よりも短い。したがって、この撮像装置によれば、広角カメラで撮像してから狭角カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差の間に、被認証者が動く頻度を低減させることができる。
【００３７】
また、この第１の発明に係る撮像装置の実施にあたり、好ましくは、制御部は、撮像画像の予め定められた領域内の任意の間隔で設定された各注目画素に対し、各注目画素の上下左右に任意の間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差を累積した値をインデックス値とし、このインデックス値が最大となる位置を、評価位置として検出するとよい。
【００３８】
第２の発明に係る撮像方法は、フォーカス調整機能を有する撮像部とモータと距離計測部と制御部とを用いる。撮像部は、レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標であるターゲットを撮像するための構成要素である。モータは、撮像部のレンズを移動させるための構成要素である。距離計測部は、撮像部と一体に構成され、かつ、計測方向が撮像部の光軸方向と一致するように配置された、ターゲットが存在する位置であるターゲット位置付近までの大まかな距離を仮計測距離として計測するための構成要素である。制御部は、撮像部のフォーカス調整を含む、各部の動作を制御するための構成要素である。この制御部は、予め定められた任意のアルゴリズムに基づいて、撮像部によって撮像された撮像画像を解析して、この撮像画像の中からフォーカス調整のための評価位置を検出し、この評価位置に基づいて、撮像部のフォーカス調整を行う機能を備えている。この撮像方法は、以下のようなステップを有する。
【００３９】
すなわち、この第２の発明に係る撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、距離計測部が、仮計測距離を計測する距離計測ステップと、制御部が、距離計測ステップで計測された仮計測距離に応じて定まる撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、モータに撮像部のレンズを初期位置からこのプリセット位置に移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズをこのプリセット位置に予め設定するプリセットステップとを有する。また、この第２の発明に係る撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の本動作として、プリセットステップでレンズがプリセット位置に設定された撮像部が、ターゲット及びその周囲を仮撮像する仮撮像ステップと、制御部が、仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像の中から評価位置を検出し、この評価位置に応じて定まる撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、このセット位置を特定するセット位置特定ステップと、制御部が、モータに撮像部のレンズをプリセット位置からセット位置特定ステップで特定されたセット位置に移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズの設定を調整する調整ステップとを有する。なお、このセット位置は、合焦点位置すなわち撮像部のレンズの焦点がターゲットに合っているレンズ位置となっている。また、この第２の発明に係る撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の事後動作として、調整ステップでレンズの設定がセット位置に調整された撮像部が、ターゲット及びその周囲を本撮像する本撮像ステップを有する。
【００４０】
第２の発明に係る撮像方法は、上述したステップを備えているので、第１の発明に係る撮像装置と同様に、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、撮像部のレンズをプリセット位置に予め設定しておくことができる。このプリセット位置は、予め定められたホーム位置をレンズの初期位置とする場合に、予め定められたホーム位置よりも合焦点位置に近い。また、このプリセット位置は、前回の本撮像終了時のレンズ位置をレンズの初期位置とする場合に、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも合焦点位置に近くなることが多い。そのため、第２の発明に係る撮像方法は、従来の撮像方法よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。なお、撮像部のレンズをプリセット位置に予め設定するために要する時間すなわち撮像部のレンズを初期位置からプリセット位置に移動させるために要する時間は、従来の撮像方法の撮像部のレンズを初期位置から大まかな合焦点位置に移動させるために要する時間よりも短い。そのため、この発明の撮像方法は、従来の撮像方法よりも短い時間で撮像部のレンズを初期位置からプリセット位置に移動させることができる。
【００４１】
なお、この第２の発明に係る撮像方法の実施にあたり、好ましくは、上述の制御部として、さらに、予め用意された、ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す等高線データに基づいて、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分をずれ量として検出する機能を備えた制御部を用い、以下のようなステップを有するとよい。
【００４２】
すなわち、この撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、距離計測部が、仮計測距離を計測する距離計測ステップと、制御部が、距離計測ステップで計測された仮計測距離に応じて定まる撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、モータに撮像部のレンズを初期位置からこのプリセット位置に移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズをこのプリセット位置に予め設定するプリセットステップとを有する。また、この撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の本動作として、プリセットステップでレンズがプリセット位置に設定された撮像部が、ターゲット及びその周囲を仮撮像する一次仮撮像ステップと、制御部が、一次仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像の中から評価位置を検出し、この評価位置に応じて定まる撮像部の最適なレンズ位置をセット位置とし、このセット位置を特定するセット位置特定ステップと、制御部が、モータに撮像部のレンズをプリセット位置からセット位置特定ステップで特定されたセット位置に移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズの設定を調整する調整ステップと、調整ステップでレンズの設定がセット位置に調整された撮像部が、ターゲット及びその周囲を仮撮像する二次仮撮像ステップと、制御部が、等高線データに基づいて、二次仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像を解析して、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分であるずれ量、及びこのずれ量に応じて定まるレンズ位置の補正量を検出するずれ量・補正量検出ステップと、制御部が、モータに撮像部のレンズをずれ量・補正量検出ステップで検出された補正量だけ移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて撮像部のレンズの設定を微調整して、撮像部のレンズを合焦点位置に再設定する微調整ステップとを有する。また、この撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の事後動作として、微調整ステップでレンズが合焦点位置に再設定された撮像部が、ターゲット及びその周囲を本撮像する本撮像ステップを有する。
【００４３】
この撮像方法は、上述したステップを備えているので、撮像部のフォーカス調整の本動作を行う際に、撮像部のレンズの設定を微調整することができる。
【００４４】
また、この第２の発明に係る撮像方法の実施にあたり、好ましくは、撮像部は、広角レンズが装着された第１カメラと、狭角レンズが装着されかつフォーカス調整が可能な第２カメラとを備え、モータは、第２のカメラのレンズを移動させるために設けられており、距離計測部は、第２カメラと一体に構成され、かつ、計測方向が第２カメラの光軸方向と一致するように配置されており、さらに、第２カメラ及び距離計測部を回動自在に支持しており、かつ、第２カメラ及び距離計測部の向きを同じ方向に同時に向けさせるための支持部を用い、以下のようなステップを有するとよい。
【００４５】
すなわち、この撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の事前動作として、第１カメラが、ターゲットを一部に含む広範囲な領域を撮像する広領域撮像ステップと、制御部が、広領域撮像ステップで撮像された撮像画像の中からターゲット位置を特定するターゲット位置特定ステップと、制御部が、ターゲット位置特定ステップで特定されたターゲット位置に基づいて、支持部に第２カメラ及び距離計測部の向きを変えさせるための制御信号を生成して、支持部に出力することにより、支持部を稼働させて第２カメラ及び距離計測部の向きをターゲット位置方向に設定する方向設定ステップと、方向設定ステップでターゲット位置方向に向けられた距離計測部が、仮計測距離を計測する距離計測ステップと、制御部が、距離計測ステップで計測された仮計測距離に応じて定まる第２カメラのレンズ位置をプリセット位置とし、モータに第２カメラのレンズを初期位置からこのプリセット位置に移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて第２カメラのレンズをこのプリセット位置に予め設定するプリセットステップとを有する。また、この撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の本動作として、プリセットステップでレンズがプリセット位置に設定された第２カメラが、ターゲット及びその周囲を仮撮像する仮撮像ステップと、制御部が、仮撮像ステップで仮撮像された撮像画像の中から評価位置を検出し、この評価位置に応じて定まる第２カメラの最適なレンズ位置をセット位置とし、このセット位置を特定するセット位置特定ステップと、制御部が、モータに第２カメラのレンズをプリセット位置からセット位置特定ステップで特定されたセット位置に移動させるための制御信号を生成してモータに出力することにより、モータを駆動させて第２カメラのレンズの設定を調整する調整ステップとを有する。また、この撮像方法は、撮像部のフォーカス調整の事後動作として、調整ステップでレンズの設定がセット位置に調整された第２カメラが、ターゲット及びその周囲を本撮像する本撮像ステップを有する。
【００４６】
この撮像方法は、上述の通り、従来の撮像方法よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。そのため、この撮像方法は、第１カメラとして広角カメラを用い、第２カメラとして狭角カメラを用いる場合に、第１カメラで撮像してから第２カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差が従来の撮像方法よりも短い。したがって、この撮像方法によれば、広角カメラで撮像してから狭角カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差の間に、被認証者が動く頻度を低減させることができる。
【００４７】
また、この第２の発明に係る撮像方法の実施にあたり、好ましくは、制御部は、撮像画像の予め定められた領域内の任意の間隔で設定された各注目画素に対し、各注目画素の上下左右に任意の間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差を累積した値をインデックス値とし、このインデックス値が最大となる位置を、評価位置として検出するとよい。
【発明の効果】
【００４８】
第１の発明に係る撮像装置によれば、従来の撮像装置よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。したがって、従来の撮像装置よりも、撮像部のフォーカス調整に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
また、第１の発明に係る撮像装置は、好ましくは、制御部が、予め用意された、ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す等高線データに基づいて、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分であるずれ量を検出する機能を備えるとよい。このような構成にすることにより、さらに、以下の効果を得ることができる。すなわち、この撮像装置によれば、撮像部のフォーカス調整の本動作を行う際に、撮像部のレンズの設定を微調整することができる。したがって、ターゲットが凹凸を有する面の中に存在する場合で、かつ、ターゲット位置からずれた位置を評価位置として検出した場合であっても、従来の撮像装置よりも、常に、ターゲットがくっきりと写っている撮像画像、すなわち、鮮明な虹彩画像を撮像することができる。
【００５０】
また、第１の発明に係る撮像装置は、好ましくは、第１カメラとして用いる広角カメラと第２カメラとして用いる狭角カメラとを備えた撮像部を用いるとよい。このような撮像部を用いることにより、さらに、以下の効果を得ることができる。すなわち、この撮像装置は、従来の撮像装置よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。そのため、この撮像装置は、広角カメラである第１カメラで撮像してから狭角カメラである第２カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差が従来の撮像装置よりも短い。したがって、この撮像装置によれば、広角カメラで撮像してから狭角カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差の間に、被認証者が動く頻度を低減させることができる。
【００５１】
第２の発明に係る撮像方法によれば、第１の発明に係る撮像装置と同様に、従来の撮像方法よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。したがって、従来の撮像方法よりも、撮像部のフォーカス調整に要する時間を短縮することができる。
【００５２】
また、第２の発明に係る撮像方法は、好ましくは、予め用意された、ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す等高線データに基づいて、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分であるずれ量を検出する機能を備えた制御部を用いるとよい。このような制御部とすることにより、さらに、以下の効果を得ることができる。すなわち、この撮像方法によれば、撮像部のフォーカス調整の本動作を行う際に、撮像部のレンズの設定を微調整することができる。したがって、ターゲットが凹凸を有する面の中に存在する場合で、かつ、ターゲット位置からずれた位置を評価位置として検出した場合であっても、従来の撮像方法よりも、常に、ターゲットがくっきりと写っている撮像画像、すなわち、鮮明な虹彩画像を撮像することができる。
【００５３】
また、第２の発明に係る撮像方法は、第１カメラとして用いる広角カメラと第２カメラとして用いる狭角カメラとを備えた撮像部を用いることにより、さらに、以下の効果を得ることができる。すなわち、この撮像方法は、従来の撮像方法よりも早く、レンズを合焦点位置に設定することができる。そのため、この撮像方法は、広角カメラである第１カメラで撮像してから狭角カメラである第２カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差が従来の撮像方法よりも短い。したがって、この撮像方法によれば、広角カメラで撮像してから狭角カメラで本撮像するまでの間に生じる時間差の間に、被認証者が動く頻度を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係を、この発明を理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、この発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００５５】
［実施の形態例１］
＜撮像装置の構成＞
以下、図１を参照して、この発明の実施の形態例１に係る撮像装置の構成につき説明する。なお、図１は、この撮像装置の構成を示す図である。
【００５６】
この撮像装置は、フォーカス調整機能を有する撮像部と、距離計測部と、制御部とを有している。距離計測部は、撮像部と一体に構成され、かつ、計測方向が撮像部の光軸方向と一致するように配置された、ターゲット位置付近までの大まかな距離を仮計測距離として計測する。なお、ここで、「ターゲット」とは、レンズの焦点を正確に合わすべき本来の撮像目標を意味している。さらに、制御部は、撮像部のフォーカス調整、すなわち、撮像部のレンズの移動を制御するに際して、距離計測部によって計測された仮計測距離に応じて定まる撮像部のレンズ位置をプリセット位置とし、事前に、撮像部のレンズ位置を初期位置からこのプリセット位置に移動させる制御を行う。
【００５７】
ここでは、この撮像装置を、２つのカメラ（以下、それぞれ、「第１カメラ」及び「第２カメラ」と称する）を備え、かつ、虹彩をターゲットにして撮像する虹彩撮像装置として構成した例につき説明する。
【００５８】
図１に示すように、撮像装置１０１は、第１カメラ１１０、第１距離センサ１１５、第２カメラ１２０、第２距離センサ１２５、ガイダンス部１３０、支持部１３５、制御部１４０等の構成要素を有している。
【００５９】
第１カメラ１１０は、広角レンズが装着された撮像部である。以下、第１カメラ１１０を、「広角カメラ１１０」と称する。広角カメラ１１０は、ターゲットを一部に含む広範囲な領域を撮像する。以下、この領域を広撮像領域と称する。また、以下、広角カメラ１１０によって得られた撮像画像を、「第１画像」と称する。ここでは、広角カメラ１１０は、第１画像として、ターゲットである虹彩９１０を所有する被認証者９００の上半身の画像を撮像するものとして説明する。なお、広角カメラ１１０は、第１画像として、被認証者９００の顔及びその周囲だけの画像を撮像するようにするようにしてもよい。
【００６０】
第１距離センサ１１５は、被認証者９００の接近を検出するための検出部である。第１距離センサ１１５は、計測方向が広角カメラ１１０の光軸方向と一致するように配置されている。ここでは、第１距離センサ１１５は、周知の赤外線センサとして構成されているものとして説明する。但し、第１距離センサ１１５は、距離計測ができれば計測の手法は問わないので、赤外線方式に限らず、他の計測方式のセンサによって構成されていてもよい。
【００６１】
第２カメラ１２０は、上述したフォーカス調整機能を有する撮像部であって、狭角レンズが装着されている。以下、第２カメラ１２０を、「狭角カメラ１２０」と称する。狭角カメラ１２０は、ターゲット及びその周囲に限定された狭範囲な領域を撮像する。以下、この領域を狭撮像領域と称する。また、以下、狭角カメラ１２０によって得られた撮像画像を、「第２画像」と称する。ここでは、狭角カメラ１２０は、第２画像として、ターゲットである虹彩９１０及びその周囲の画像を撮像するものとして説明する。狭角カメラ１２０は、フォーカス調整、すなわち、レンズの移動の制御が可能な構造となっており、制御部１４０によってフォーカス調整が行われる。なお、制御部１４０は、虹彩９１０をターゲットにして、狭角カメラ１２０のフォーカス調整を行う。
【００６２】
この狭角カメラ１２０は、支持部１３５によって回動自在に支持されている。
【００６３】
第２距離センサ１２５は、上述した距離計測部を構成しており、ターゲットすなわち虹彩９１０位置付近までの大まかな距離を仮計測距離として計測するためのものである。第２距離センサ１２５は、狭角カメラ１２０と一体に構成され、かつ、計測方向が狭角カメラ１２０の光軸方向と一致するように配置されている。ここでは、第２距離センサ１２５は、第１距離センサ１１５と同様に、周知の赤外線センサとして構成されているものとして説明する。但し、第２距離センサ１２５は、第１距離センサ１１５の場合と同様に、赤外線方式に限らず、他の計測方式のセンサによって構成されていてもよい。
【００６４】
この第２距離センサ１２５は、狭角カメラ１２０とともに、支持部１３５によって回動自在に支持されている。
【００６５】
ガイダンス部１３０は、被認証者９００に様々なガイダンスを与えるための構成要素であり、必要に応じて設けられている。ガイダンス部１３０は、例えば、ディスプレイやスピーカによって構成されており、表示や音声によって被認証者９００を広角カメラ１１０の光軸上に誘導する。
【００６６】
支持部１３５は、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５を回動自在に支持する構成要素である。支持部１３５は、モータ等の稼働部を備え、制御部１４０による制御に応答して、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５の向きを同じ方向に同時に向けさせることができる。
【００６７】
制御部１４０は、撮像装置１０１の各部の動作を制御するための構成要素である。制御部１４０は、例えば、広角カメラ１１０の撮像、支持部１３５の回動、狭角カメラ１２０のフォーカス調整、狭角カメラ１２０の撮像等の各部の様々な動作を制御する。この制御部１４０の詳細については、以下の＜狭角カメラ及び制御部の構造＞の章で説明する。
【００６８】
＜狭角カメラ及び制御部の構造＞
以下、図２を参照して、狭角カメラ１２０及び制御部１４０の構造につき簡単に説明する。図２は、実施の形態例１に係る撮像装置の説明に供する模式図である。
【００６９】
図２に示す例では、狭角カメラ１２０は、オートフォーカス式のカメラであって、内部に、レンズ２０５、ＣＣＤセンサ２２５、レンズ駆動機構２３０、モータ２３５、エンコーダ２４０等を有している。なお、狭角カメラ１２０自体の内部構造は、従来公知の構造であるので、必ずしも、図２に示すものに限定されない。
【００７０】
レンズ２０５は、フォーカス調整すなわち移動の制御が可能な撮像用のレンズである。レンズ２０５は、周知の通り、ターゲットである虹彩９１０及びその周囲から出た光束を狭角カメラ１２０内に取り込み、ＣＣＤセンサ２２５上に結像させる。
【００７１】
ＣＣＤセンサ２２５は、周知の通り、ＣＣＤセンサ２２５上に結像された光像を、電気的な画像データに変換する複数のＣＣＤ撮像素子によって構成されている。各ＣＣＤ撮像素子は、平面上にマトリックス状に配列されている。したがって、各ＣＣＤ撮像素子は、周知の通り、画素に相当しており、被撮像領域の画素対応点から出た光束との対応関係が一対一の関係で与えられている。ＣＣＤセンサ２２５は、各ＣＣＤ撮像素子によって得られた画像データすなわち撮像画像を、Ａ／Ｄ変換した後、制御部１４０に出力する。制御部１４０の演算部１４２は、ＣＣＤセンサ２２５から撮像画像を取得した場合に、例えば、格納部１４４に格納されている各種のデータ、例えば、支持部１３５の向きに関するデデータや、第２距離センサ１２５によって測定された仮計測距離データ、ターゲットである虹彩９１０に関するデータ等を読み出し、これらのデータを参照することにより、撮像画像の中から、ターゲットである虹彩９１０の位置や、インデックス値が最大となる位置等を適宜特定することができる。
【００７２】
レンズ駆動機構２３０は、周知の通り、フォーカス調整のために、レンズ２０５の位置を移動させるための機構である。レンズ駆動機構２３０は、歯車やラックを任意好適に組み合わせて構成されている。レンズ駆動機構２３０は、モータ２３５及びレンズ２０５に連結されており、モータ２３５の回転駆動に応じて、レンズ２０５を移動させる。
【００７３】
モータ２３５は、周知の通り、レンズ２０５の位置を移動させるための駆動部である。モータ２３５の回転は、制御部１４０から出力される制御信号によって制御される。
【００７４】
エンコーダ２４０は、周知の通り、モータ２３５の回転角度によってレンズ２０５の移動量を検出するための部材である。したがって、エンコーダ２４０は、モータ２３５の回転角度すなわちレンズ２０５の移動量に対応した検出信号を制御部１４０に出力する。
【００７５】
これら狭角カメラ１２０の各部は、制御インターフェース３３０を介して、制御部１４０によって制御される。
【００７６】
制御部１４０は、ＣＰＵによって構成された内部制御部１４１、演算部１４２、ＲＯＭ１４４ａ及びＲＡＭ１４４ｂによって構成された格納部１４４等を備えている。
【００７７】
内部制御部１４１は、格納部１４４に予め格納された制御プログラムの命令の解読、演算部１４２の各部の動作の制御、演算部１４２及び格納部１４４との信号の入出力等を行う。
【００７８】
演算部１４２は、格納部１４４から当該制御プログラムを読み出してプログラムを実行したときに、制御目的に応じた機能手段として機能する。
【００７９】
演算部１４２は、ガイダンス制御手段１４２ａ、人物接近検出手段１４２ｂ、第１画像取込手段１４２ｃ、ターゲット位置特定手段１４２ｄ、支持部調整手段１４２ｅ、仮距離判定手段１４２ｆ、第２画像取込手段１４２ｇ、評価位置検出手段１４２ｈ、フォーカス評価手段１４２ｉ、レンズ位置制御手段１４２ｊを含んでいる。
【００８０】
ガイダンス制御手段１４２ａは、ガイダンス部１３０を作動させる制御信号を生成する機能を果たす。このガイダンス制御手段１４２ａは、制御信号をガイダンス部１３０に出力してガイダンス部１３０を作動させ、これによって音声案内及びまたは画面表示案内を行って、被認証者９００を広角カメラ１１０の光軸上に誘導する。
【００８１】
人物接近検出手段１４２ｂは、第１距離センサ１１５及び広角カメラ１１０を作動させる制御信号を生成する機能を果たす。この人物接近検出手段１４２ｂは、制御信号を第１距離センサ１１５に出力して第１距離センサ１１５を作動させ、これによって広角カメラ１１０の有効撮像範囲内への被認証者９００の侵入を監視し、被認証者９００が広角カメラ１１０の有効撮像範囲内に侵入したときに、これを検出して、制御信号を広角カメラ１１０に出力して広角カメラ１１０を作動させる。
【００８２】
第１画像取込手段１４２ｃは、広角カメラ１１０が撮像した第１画像すなわちターゲットを一部に含む広範囲な領域の画像、例えば、被認証者９００の上半身の画像を、広角カメラ１１０のＣＣＤセンサから取り込んで格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに読み出し自在に格納する機能を果たす。この第１画像取込手段１４２ｃは、広角カメラ１１０のＣＣＤセンサを適正に制御し、かつ、広角カメラ１１０のＣＣＤセンサから出力された信号を焦点検出演算に適した量子化データに変換して撮像画像データとして格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納する。
【００８３】
ターゲット位置特定手段１４２ｄは、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから広角カメラ１１０が撮像した第１画像を読み出し、この第１画像の中からターゲットとなる虹彩９１０を検出し、ターゲット位置すなわち虹彩９１０の位置を特定する機能を果たす。
【００８４】
支持部調整手段１４２eは、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５を支持している支持部１３５を回転駆動させるための調整信号を生成する機能を果たす。この支持部調整手段１４２ｅは、ターゲット位置特定手段１４２ｄによって特定されたターゲット位置に基づいて、狭角カメラ１２０が現在向いている方向からターゲット位置方向への調整量を決定して、当該調整量に対応する調整信号を支持部１３５に出力することにより、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５がターゲット位置方向に向くように、支持部１３５を回転駆動させる。
【００８５】
仮距離判定手段１４２ｆは、第２距離センサ１２５から出力される検出信号の強度に応じて、ターゲット位置付近までの大まかな距離すなわち仮計測距離を判定する機能を果たす。
【００８６】
第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０が撮像した第２画像すなわちターゲット及びその周囲に限定された狭領域な画像、例えば、虹彩９１０及びその周囲の画像を、狭角カメラ１２０のＣＣＤセンサ２２５から取り込んで格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに読み出し自在に格納する機能を果たす。この第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０のＣＣＤセンサ２２５を適正に制御し、かつ、狭角カメラ１２０のＣＣＤセンサ２２５から出力された信号を焦点検出演算に適した量子化データに変換して撮像画像データとして格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納する。
【００８７】
評価位置検出手段１４２ｈは、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから、狭角カメラ１２０が撮像した第２画像を読み出し、この第２画像の中から、フォーカスの適合度合の評価に使用するための評価位置を一つ選定する機能を果たす。この評価位置検出手段１４２ｈは、評価位置を選定するに際して、例えば、インデックス値が最大となる位置を、評価位置として検出する。この評価位置検出手段１４２ｈは、評価位置を選定すると、これに応答して、この評価位置の座標に関するデータや、この評価位置のインデックス値を表すデータを、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納する。
【００８８】
なお、「インデックス値」とは、第２画像の予め定められた領域（以下、「処理対象領域」と称する）内の任意の間隔で設定された各注目画素に対し、各注目画素の上下左右に任意の間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差を累積した値である。具体的には、「インデックス値」は、第２画像の中のターゲットである虹彩９１０の周囲の、横ｗ画素、縦ｈ画素の領域を処理対象領域とし、２ｓ画素間隔で設定した注目画素（ｘ，ｙ）と、その上下左右にｓ画素間隔で隣接する参照画素との輝度差または濃度差に基づいて、下記の式（１）で算出される。
【００８９】
Ｉｎｄｅｘ＝Σ{（Ｉ（ｘ−ｓ，ｙ）−Ｉ（ｘ，ｙ））２＋（Ｉ（ｘ＋ｓ，ｙ）−Ｉ（ｘ，ｙ））２＋（Ｉ（ｘ，ｙ−ｓ）−Ｉ（ｘ，ｙ））２＋（Ｉ（ｘ，ｙ＋ｓ）−Ｉ（ｘ，ｙ））２}  …（１）
但し、総和は、全注目画素について行う。
【００９０】
フォーカス評価手段１４２ｉは、評価位置検出手段１４２ｈによって選定された評価位置のインデックス値に基づいて、フォーカスの適合度合を評価する機能を果たす。このフォーカス評価手段１４２ｉは、狭角カメラ１２０がターゲット及びその周囲を仮撮像する度に、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから、狭角カメラ１２０が撮像した第２画像を読み出す。次に、このフォーカス評価手段１４２ｉは、読み出した第２画像の中から評価位置検出手段１４２ｈによって選定された評価位置を検出し、この評価位置のインデックス値を算出して、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納する。次に、このフォーカス評価手段１４２ｉは、格納部１４４から、評価位置の今回の仮撮像時のインデックス値（以下、単に「今回のインデックス値」と称する）と前回の仮撮像時のインデックス値（以下、単に「前回のインデックス値」と称する）とを読み出し、今回のインデックス値と前回のインデックス値とを比較して、今回のインデックス値が前回のインデックス値よりも高いと判定した場合に、フォーカスの適合度合が良化したと評価し、今回のインデックス値が前回のインデックス値以下であると判定した場合に、フォーカスの適合度合が悪化したと評価する。
【００９１】
レンズ位置制御手段１４２ｊは、フォーカス評価手段１４２ｉによって評価されたフォーカスの適合度合の良否に基づいて、レンズ２０５の移動方向及び移動量を決定し、当該移動方向及び移動量に応じた制御信号を生成する機能を果たす。レンズ位置制御手段１４２ｊは、制御信号をモータ２３５に出力することによってモータ２３５を稼動させ、これによってレンズ駆動機構２３０を介してレンズ２０５を任意の位置に移動させる。なお、レンズ位置制御手段１４２ｊは、フォーカス評価手段１４２ｉによって、今回のインデックス値が前回のインデックス値よりも高いと判定された場合すなわちフォーカスの適合度合が良化したと評価された場合に、現在のレンズ位置を基準にして、前回の仮撮像時のレンズ位置から現在の仮撮像時のレンズ位置への移動（以下、「今回の移動」と称する）と同じ方向に、今回の移動と同じ移動量だけ、レンズ２０５を、移動させる制御信号を生成する。また、レンズ位置制御手段１４２ｊは、フォーカス評価手段１４２ｉによって、今回のインデックス値が前回のインデックス値以下であると判定された場合すなわちフォーカスの適合度合が悪化したと評価された場合に、前回の仮撮像時のレンズ位置を基準にして、今回の移動と同じ方向に、今回の移動よりも小さい、予め定められた移動量だけ、レンズ２０５を、移動させる制御信号を生成する。
【００９２】
格納部１４４は、制御部１４０の一連の動作を規定する制御プログラムを読み出し自在に予め格納している。格納部１４４は、ＲＯＭ１４４ａ及びＲＡＭ１４４ｂを備えている。ＲＯＭ１４４ａは、制御部１４０の一連の動作を規定する制御プログラムや、フォーカス調整に必要な狭角カメラ１２０固有のデータを予め格納しているメモリである。なお、狭角カメラ１２０固有のデータは、例えば、ターゲットまでの距離と狭角カメラ１２０のレンズ位置との関係を表すデータや、評価位置を決定するためのインデックス値評価用のプログラム、後述の狭角カメラ１２０のレンズ位置とインデックス値との関係を表すデータ（図３（Ｂ）参照）等である。ＲＡＭ１４４ｂは、第１画像や、第２画像、支持部１３５の向きに関するデータや、第２距離センサ１２５によって測定された仮計測距離データ、ターゲットである虹彩９１０に関するデータ等を、読み出し自在に格納するメモリである。
【００９３】
＜狭角カメラのレンズ位置＞
この発明の撮像装置１０１によれば、上述の通り、狭角カメラ１２０のフォーカス調整、すなわち、狭角カメラ１２０のレンズ２０５の移動を制御するに際して、第２距離センサ１２５によって計測された仮計測距離すなわちターゲット位置付近までの大まかな距離に応じて定まる狭角カメラ１２０のレンズ位置をプリセット位置（図３（Ｂ）に示す位置ＰＤＡ２参照）とし、事前に、狭角カメラ１２０のレンズ２０５をこのプリセット位置に移動させておく。このプリセット位置は、予め定められたホーム位置をレンズの初期位置とする場合に、このホーム位置（図３（Ｂ）に示す位置ＰＤＶ）よりも合焦点位置（図３（Ｂ）に示す位置ＰＤＪＰ参照）に、より近い位置である。また、このプリセット位置は、前回の本撮像終了時のレンズ位置をレンズの初期位置とする場合に、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも合焦点位置に近くなることが多い。そのため、この発明の撮像装置１０１によれば、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に際して、事前に、狭角カメラ１２０のレンズを、合焦点位置ＰＤＪＰの近くに移動させておくがことできる。これにより、この発明の撮像装置１０１によれば、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に要する時間を従来のフォーカス調整よりも短縮することができる。
【００９４】
以下、図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、狭角カメラ１２０のレンズ位置につき説明する。なお、図３（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、狭角カメラのレンズ位置の説明図である。
【００９５】
図３（Ａ）は、広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶ、第１距離センサ１１５によって計測される距離ＤＡ１、及び第２距離センサ１２５によって計測される距離ＤＡ２の関係を示している。ここで、「有効撮像範囲」とは、被認証者９００を鮮明に撮像することができる範囲を意味している。広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶは、広角カメラ１１０を基点として予め計測されており、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納されている。なお、距離ＤＡ１は、第１距離センサ１１５から被認証者９００までの距離（以下、単に「被認証者９００までの距離」と称する）を示している。また、距離ＤＡ２は、第２距離センサ１２５から仮計測距離すなわちターゲット位置付近までの大まかな距離を示している。
【００９６】
図３（Ｂ）は、狭角カメラ１２０のレンズ位置とインデックス値との関係をグラフ図で示している。図３（Ｂ）において、横軸は、狭角カメラ１２０のレンズ位置を表し、縦軸は、インデックス値を表している。なお、「インデックス値」とは、上述の通り、第２画像の予め定められた領域すなわち処理対象領域内の隣接画素（ブロック）間の輝度の差分の絶対値を累積した値である。「インデックス値」は、狭角カメラのフォーカスの適合度合の指標となっており、値が大きいほど、フォーカスが合っていることを意味している。なお、「処理対象領域」は、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納された、インデックス値評価用のプログラムによって規定されている。制御部１４０の評価位置検出手段１４２ｈは、このプログラムに基づいて、狭角カメラ１２０によって撮像された第２画像の中から処理対象領域を抽出する。ここでは、評価位置検出手段１４２ｈは、処理対象領域として、ターゲットである虹彩９１０の周囲の、ノイズの少ない領域（例えば、図８−１（Ａ）及び（Ｂ）に示す「Ｒ１」と図８−２（Ａ）及び（Ｂ）に示す「Ｒ２」参照）を抽出するものとして説明する。評価位置検出手段１４２ｈは、この処理対象領域を抽出すると、これに応答して、処理対象領域内のインデックス値を算出する。なお、インデックス値の計測方法や算出方法は、適宜、任意に設定することができる。
【００９７】
図３（Ｂ）は、狭角カメラ１２０のレンズ位置とインデックス値との対応関係が示されている。図３（Ｂ）は、広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶに対応する狭角カメラ１２０のレンズ位置ＰＤＶ、被認証者９００までの距離ＤＡ１に対応する狭角カメラ１２０のレンズ位置ＰＤＡ１、仮計測距離ＤＡ２に対応する狭角カメラ１２０のレンズ位置ＰＤＡ２、狭角カメラ１２０の合焦点位置ＰＤＪＰ、及び、これらのレンズ位置に対応するインデックス値を示している。なお、「合焦点位置」とは、インデックス値がピークとなるレンズ位置であり、ターゲットである虹彩９１０を最も鮮明に撮像することができるレンズ位置である。この合焦点位置は、狭角カメラ１２０の最適なレンズ位置を意味している。狭角カメラ１２０は、レンズ位置が合焦点位置ＰＤＪＰとなったときに、ターゲットである虹彩９１０を撮像する。なお、図３（Ｂ）に示す例では、位置ＰＤＡ２がプリセット位置となる。
【００９８】
図３（Ｂ）に示す対応関係は、予め計測されており、そのデータが格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納されている。この発明の撮像装置１０１は、図３（Ｂ）に示す対応関係に基づいて、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に際して、事前動作時に、狭角カメラ１２０のレンズをレンズの初期位置からプリセット位置ＰＤＡ２に移動させておき、本動作時に、狭角カメラ１２０のレンズを、プリセット位置ＰＤＡ２から、インデックス値がピークとなる合焦点位置ＰＤＪＰに向けて移動させる。このプリセット位置ＰＤＡ２は、予め定められたホーム位置ＰＤＶをレンズの初期位置とする場合に、予め定められたホーム位置ＰＤＶよりも合焦点位置ＰＤＪＰに近い。また、このプリセット位置ＰＤＡ２は、前回の本撮像終了時のレンズ位置をレンズの初期位置とする場合に、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも合焦点位置ＰＤＪＰに近くなることが多い。そのため、この発明の撮像装置１０１は、従来の撮像装置よりも、短時間で、狭角カメラ１２０のレンズを合焦点位置ＰＤＪＰに移動させることができる。したがって、この発明の撮像装置１０１は、従来の撮像装置よりも、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に要する時間を短縮することができる。
【００９９】
＜撮像装置の動作＞
以下、図４を参照して、この発明が適用される撮像装置の動作につき説明する。なお、図４は、実施の形態例１に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。図４は、ターゲットである虹彩９１０を撮像する際の撮像装置１０１の動作を示している。ここでは、内部制御部１４１が、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納された制御プログラムを読み出し、この制御プログラムに基づいて、演算部１４２の各部の動作を制御しているものとして説明する。また、ここでは、内部制御部１４１が、予め、ＲＯＭ１４４ａから狭角カメラ１２０固有のデータを読み出し、その中から狭角カメラ１２０のフォーカス調整に必要なデータを抽出して、演算部１４２の各部に適宜出力しているものとして説明する。
【０１００】
撮像装置１０１の動作は、図４に示すように、大別すると、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の事前動作、本動作、及び事後動作に分類される。
【０１０１】
撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の事前動作として、以下のＳ１１０〜Ｓ１７０の動作を行う。
【０１０２】
まず、制御部１４０のガイダンス制御手段１４２ａは、ガイダンス部１３０に制御信号を出力して、ガイダンス部１３０を作動させる。ガイダンス部１３０は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、被認証者９００を、広角カメラ１１０の光軸上、すなわち、第１距離センサ１１５の計測方向上に入るように誘導する。
【０１０３】
次に、制御部１４０の人物接近検出手段１４２ｂは、第１距離センサ１１５に制御信号を出力して、第１距離センサ１１５を作動させる。第１距離センサ１１５は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、計測方向に対して赤外線を周期的に放射する。この赤外線は、被認証者９００がガイダンス部１３０の誘導に従って第１距離センサ１１５の計測方向上に入ったときに、被認証者９００の人体に衝突して反射する。第１距離センサ１１５は、被認証者９００の人体で反射された赤外線の反射波を検出し、赤外線の反射波の強度に応じた検出信号を人物接近検出手段１４２ｂに出力する。これにより、人物接近検出手段１４２ｂは、被認証者９００の接近を検出する。このようにして、撮像装置１０１は、「第１距離センサ作動」を行う（Ｓ１１０）。
【０１０４】
なお、赤外線の反射波は、反射した距離が短いほど、すなわち、第１距離センサ１１５から被認証者９００までの距離が短いほど、強度が強くなる。そのため、人物接近検出手段１４２ｂは、第１距離センサ１１５から出力された検出信号に基づいて、赤外線の反射波の強度を特定することにより、被認証者９００までの距離ＤＡ１（図３（Ａ）参照）を計測することができる。
【０１０５】
人物接近検出手段１４２ｂは、被認証者９００までの距離ＤＡ１を計測すると、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａから広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶ（図３（Ａ）参照）を読み出し、距離ＤＡ１と有効撮像範囲ＤＶとを比較して、計測された被認証者９００までの距離ＤＡ１が有効撮像範囲ＤＶ以下であるか否かを判定する。そして、人物接近検出手段１４２ｂは、被認証者９００までの距離ＤＡ１が有効撮像範囲ＤＶ以下である場合に、被認証者９００が広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶ内へ進入したと判定する。このようにして、撮像装置１０１は、「有効撮像範囲内への進入検出」を行う（Ｓ１２０）。
【０１０６】
ガイダンス制御手段１４２ａは、人物接近検出手段１４２ｂによって被認証者９００が広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶ内へ進入したと判定されると、これに応答して、ガイダンス部１３０に制御信号を出力してガイダンス部１３０を作動させ、これにより、ガイダンス部１３０に、被認証者９００の上半身を撮像することを、被認証者９００に通知させる。
【０１０７】
また、このとき、人物接近検出手段１４２ｂは、広角カメラ１１０に制御信号を出力して広角カメラ１１０を作動させ、これにより、広角カメラ１１０に、被認証者９００の上半身を撮像させる。
【０１０８】
広角カメラ１１０は、被認証者９００の上半身を撮像すると、これに応答して、被認証者９００の上半身の画像すなわち第１画像を制御部１４０の第１画像取込手段１４２ｃに出力する。制御部１４０の第１画像取込手段１４２ｃは、広角カメラ１１０から撮像画像を取得すると、これに応答して、撮像画像を格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納する。このようにして、撮像装置１０１は、「広角カメラによる撮像（広領域撮像ステップ）」を行う（Ｓ１３０）。
【０１０９】
なお、上述の被認証者９００までの距離ＤＡ１を計測する動作及び上述の被認証者９００の有効撮像範囲ＤＶ内への進入を検出する動作は、人物接近検出手段１４２ｂに代わって、第１距離センサ１１５が行うことも可能である。これは、第１距離センサ１１５が、赤外線の反射波の強度に応じて被認証者９００までの距離ＤＡ１を計測するとともに、制御部１４０から広角カメラ１１０の有効撮像範囲ＤＶを取得し、距離ＤＡ１と有効撮像範囲ＤＶとを比較して、計測された被認証者９００までの距離ＤＡ１が有効撮像範囲ＤＶ以下であるか否かを判定することにより、実現することができる。
【０１１０】
Ｓ１３０において、第１画像が格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納されると、これに応答して、制御部１４０のターゲット位置特定手段１４２ｄは、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから第１画像を読み出す。そして、ターゲット位置特定手段１４２ｄは、第１画像を解析して、ターゲット位置すなわち虹彩９１０の位置を特定する。このようにして、撮像装置１０１は、「撮像画像解析（ターゲット位置特定ステップ）」を行う（Ｓ１４０）。
【０１１１】
なお、Ｓ１４０における解析は、例えば、以下のようにして行われる。すなわち、例えば、まず、ターゲット位置特定手段１４２ｄは、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納されている標準的な顔の輪郭パターンデータ及び標準的な顔のプロポーションパターンデータを読み出す。そして、ターゲット位置特定手段１４２ｄは、顔の輪郭パターンデータに基づいて、被認証者９００の上半身の撮像画像の中から被認証者９００の顔の輪郭を特定し、次に、顔のプロポーションパターンデータに基づいて、被認証者９００の眼部領域を特定する。そして、ターゲット位置特定手段１４２ｄは、特定した被認証者９００の眼部領域の中に存在する各画素の輝度値を検出して、検出した各画素の輝度値に基づいて、白眼領域の画素を特定し、さらに、黒眼領域、すなわち、虹彩９１０の領域の画素を特定する。このようにして、撮像装置１０１は、ターゲット位置すなわち虹彩９１０の位置を特定する。
【０１１２】
Ｓ１４０において、ターゲット位置特定手段１４２ｄが虹彩９１０の位置を特定すると、これに応答して、制御部１４０の支持部調整手段１４２ｅは、虹彩９１０の位置方向と、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５が現在向いている方向とのずれ角を算出する。そして、支持部調整手段１４２ｅは、虹彩９１０の位置方向と、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５が向いている方向とが一致するように、算出したずれ角に基づいて、支持部１３５に制御信号を出力して、支持部１３５を作動させる。支持部１３５は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、回動し、狭角カメラ１２０及び第２距離センサ１２５を虹彩９１０の位置方向に向けさせる。このようにして、撮像装置１０１は、「支持部稼働（方向設定ステップ）」を行う（Ｓ１５０）。
【０１１３】
Ｓ１５０の後、制御部１４０の仮距離判定手段１４２ｆは、第２距離センサ１２５に制御信号を出力して、第２距離センサ１２５を作動させる。このとき、第２距離センサ１２５は、計測方向に対して赤外線を周期的に放射する。この赤外線は、第２距離センサ１２５が虹彩９１０の位置方向に向いているので、被認証者９００の虹彩９１０付近に衝突して反射する。第２距離センサ１２５は、被認証者９００の虹彩９１０付近で反射された赤外線の反射波を検出し、赤外線の反射波の強度に応じた検出信号を仮距離判定手段１４２ｆに出力する。なお、赤外線の反射波は、反射した距離が短いほど、すなわち、第２距離センサ１２５から虹彩９１０までの距離が短いほど、強度が強くなる。そのため、仮距離判定手段１４２ｆは、第２距離センサ１２５から出力された検出信号に基づいて、赤外線の反射波の強度を特定することにより、仮計測距離すなわちターゲット位置である虹彩９１０の位置付近までの大まかな距離ＤＡ２（図３（Ａ）参照）を計測することができる。そこで、仮距離判定手段１４２ｆは、第２距離センサ１２５から出力された検出信号に基づいて、仮計測距離ＤＡ２を計測する。このようにして、撮像装置１０１は、「第２距離センサ作動（仮距離計測ステップ）」を行う（Ｓ１６０）。
【０１１４】
仮距離判定手段１４２ｆが仮計測距離ＤＡ２を計測すると、これに応答して、制御部１４０のレンズ位置制御手段１４２ｊは、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａからターゲットまでの距離と狭角カメラ１２０のレンズ位置との関係を表すデータを読み出して、このデータに基づいて、仮計測距離ＤＡ２に対応するレンズ位置すなわちプリセット位置ＰＤＡ２（図３（Ｂ）参照）を特定する。
【０１１５】
レンズ位置制御手段１４２ｊは、プリセット位置ＰＤＡ２を特定すると、これに応答して、モータ２３５に制御信号を出力して、レンズ位置がプリセット位置ＰＤＡ２になるように、モータ２３５の回転軸を対応する回転角だけ回転させることによって、レンズ駆動機構２３０を介して、レンズ２０５を移動させる。このようにして、撮像装置１０１は、「狭角カメラのレンズ移動（プリセットステップ）」を行う（Ｓ１７０）。
【０１１６】
この実施の形態例に係る撮像装置１０１は、上述の通り、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に際して、事前に、狭角カメラ１２０のレンズ２０５を初期位置からプリセット位置ＰＤＡ２に設定している。このプリセット位置ＰＤＡ２は、図３（Ｂ）に示すように、予め定められたホーム位置をレンズの初期位置とする場合に、予め定められたホーム位置ＰＤＶよりも合焦点位置ＰＤＪＰに近い。また、このプリセット位置ＰＤＡ２は、前回の本撮像終了時のレンズ位置をレンズの初期位置とする場合に、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも合焦点位置に近くなることが多い。なお、図３（Ｂ）には平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置が示されていないが、このプリセット位置ＰＤＡ２は、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも、合焦点位置ＰＤＪＰに近い場合が多い。その理由は、以下の通りである。すなわち、前回の本撮像終了時のレンズ位置は、前回の合焦点位置となっている。しかしながら、被認証者９００の立つ位置は、各回で異なる。そのため、被認証者９００までの距離は、各回で異なっており、合焦点位置も、各回で異なっている。したがって、前回の本撮像終了時のレンズ位置は、今回の本撮像における合焦点位置からある程度距離が離れている場合が多い。その結果、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置は、今回の合焦点位置からある程度距離が離れている傾向にある。これに対して、プリセット位置ＰＤＡ２は、第２距離計測センサ１２５によって測定された仮計測距離に対応して定まる。そのため、プリセット位置ＰＤＡ２は、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも、今回の合焦点位置に近くなる傾向にある。その結果、プリセット位置ＰＤＡ２は、統計的に、平均的な前回の本撮像終了時のレンズ位置よりも、合焦点位置ＰＤＪＰに近い場合が多い。
【０１１７】
この実施の形態例に係る撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に際して、事前に、狭角カメラ１２０のレンズをプリセット位置ＰＤＡ２に設定しているので、従来の撮像装置よりも早く、狭角カメラ１２０のレンズを合焦点位置ＰＤＪＰに設定することができる。したがって、撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に要する時間を、従来の撮像装置よりも短縮することができる。
【０１１８】
Ｓ１７０の後、撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の本動作として、以下のＳ１８０〜Ｓ２２０の動作を行う。なお、このフォーカス調整の本動作は、狭角カメラ１２０でターゲットである虹彩９１０を仮撮像して、これによって取得された撮像画像のフォーカスの適合度合を評価して、狭角カメラ１２０の焦点がターゲットに一致するレンズ位置、すなわち、合焦点位置ＰＤＪＰ（図３（Ｂ）参照）を特定し、特定された合焦点位置ＰＤＪＰを狭角カメラ１２０のレンズ２０５のセット位置として設定することによって行われる。ここで、「仮撮像」とは、カメラ内部のＣＣＤセンサ２２５を構成する各ＣＣＤ撮像素子に結像された撮像画像を格納部１４４に読み出し自在に格納する動作を意味している。この「仮撮像」では、古い画像は、予め定められた容量以上の画像が撮像されると、自動的に消去される。
【０１１９】
Ｓ１７０の後、まず、制御部１４０のガイダンス制御手段１４２ａは、ガイダンス部１３０に制御信号を出力して、ガイダンス部１３０を作動させる。ガイダンス部１３０は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、被認証者９００の虹彩９１０を撮像することを、音声案内及びまたは画面表示案内を介して、被認証者９００に通知する。
【０１２０】
次に、制御部１４０の第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０に制御信号を出力して、狭角カメラ１２０を作動させる。狭角カメラ１２０は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、ターゲットである虹彩９１０及びその周囲を仮撮像し、虹彩９１０及びその周囲の画像を第２画像として制御部１４０に出力する。制御部１４０の第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０から第２画像を取得すると、これに応答して、第２画像を格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに読み出し自在に格納する。このようにして、撮像装置１０１は、「狭角カメラによる仮撮像（仮撮像ステップ）」を行う（Ｓ１８０）。
【０１２１】
Ｓ１８０の後、制御部１４０の評価位置検出手段１４２ｈは、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから、狭角カメラ１２０が撮像した第２画像を読み出し、この第２画像の中から、インデックス値が最大となる位置を、評価位置として選出する。次に、制御部１４０のフォーカス評価手段１４２ｉは、撮像画像のフォーカスの適合度合を評価するために、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから第２画像を読み出し、評価位置検出手段１４２ｈによって選出された評価位置のインデックス値を検出し、この評価位置のインデックス値を算出して、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納する。これにより、撮像装置１０１は、「インデックス値算出」を行う（Ｓ１９０）。
【０１２２】
なお、インデックス値は、上述の通り、値が大きいほど、フォーカスが合っていることを意味している。そこで、フォーカス評価手段１４２ｉは、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから、評価位置の今回のインデックス値と前回のインデックス値とを読み出し、これら評価位置の今回のインデックス値と前回のインデックス値とを比較して、第２画像のフォーカスの適合度合を評価し、これにより今回のインデックス値がピーク値か否かを判定する（Ｓ２００）。なお、Ｓ２００の判定は、判定が１回目の判定である場合に、フォーカス評価手段１４２ｉがピーク値か否か判定することができないので、必ず、“ノー（Ｎｏ）”と判定される。Ｓ２００の判定の詳細については、後述する。
【０１２３】
Ｓ２００の判定で、“イエス（Ｙｅｓ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値がピーク値であると判定された場合は、狭角カメラ１２０のレンズ２０５がターゲットに一致するレンズ位置すなわち合焦点位置ＰＤＪＰ（図３（Ｂ）参照）に設定されたことを表している。この実施の形態例では、この合焦点位置ＰＤＪＰが、セット位置となる。したがって、この場合、撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ２３０に進む。そして、撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の事後動作「狭角カメラによる本撮像（本撮像ステップ）」を行う。
【０１２４】
他方、Ｓ２００の判定で、“ノー（Ｎｏ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値がピーク値でないと判定された場合に、撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ２１０に進む。この場合、フォーカス評価手段１４２ｉは、Ｓ１９０で算出されたインデックス値に基づいて、狭角カメラ１２０のレンズ２０５の移動方向及び移動量を算出する。このようにして、撮像装置１０１は、「レンズ移動方向及び移動量算出（セット位置特定ステップ）」を行う（Ｓ２１０）。なお、Ｓ２１０の狭角カメラ１２０のレンズ２０５の移動方向及び移動量の算出の詳細については、後述する。
【０１２５】
Ｓ２１０の後、制御部１４０のレンズ位置制御手段１４２ｊは、Ｓ２１０で算出された狭角カメラ１２０のレンズ２０５の移動方向及び移動量に基づいて、狭角カメラ１２０に制御信号を出力して、狭角カメラ１２０に、レンズ２０５を移動させる。このとき、狭角カメラ１２０は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、レンズ２０５を、Ｓ２１０で算出された移動方向に、算出された移動量だけ移動して、フォーカス調整を行う。このようにして、撮像装置１０１は、「狭角カメラのレンズ移動（調整ステップ）」を行う（Ｓ２２０）。
【０１２６】
なお、このとき、ターゲットである虹彩９１０は、虹彩９１０を所有する被認証者９００が人であるため、被認証者９００が動くと、これに伴って動いている可能性がある。そこで、撮像装置１０１は、Ｓ１８０〜Ｓ２２０の動作、すなわち、ターゲットである虹彩９１０及びその周囲を仮撮像する動作、第２画像のフォーカスの適合度合を評価する動作、セット位置となる合焦点位置を特定する動作、及びレンズ２０５を移動させる動作を繰り返す。これにより、狭角カメラ１２０のレンズ２０５は、最終的に、予め定められた許容誤差内で、より正確な合焦点位置に設定される。
【０１２７】
Ｓ２２０の後、撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ１８０に戻る。そして、撮像装置１０１は、Ｓ１８０で、「狭角カメラによる仮撮像（仮撮像ステップ）」を行い、Ｓ１９０で、「インデックス値算出」を行い、さらに、Ｓ２００で、Ｓ１９０で算出されたインデックス値がピーク値であるか否かを判定する。そして、撮像装置１０１は、Ｓ２００の判定で、“イエス（Ｙｅｓ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値がピーク値であると判定されるまで、Ｓ１８０〜Ｓ２２０の動作を繰り返す。これによって、撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の本動作を行う。
【０１２８】
なお、Ｓ２００の判定で、“イエス（Ｙｅｓ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出したインデックス値がピーク値であると判定された場合に、撮像装置１０１は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の事後動作として、以下のＳ２３０の動作を行う。
【０１２９】
すなわち、制御部１４０の第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０に制御信号を出力して、狭角カメラ１２０にターゲットである虹彩９１０を本撮像させる（Ｓ２３０）。これにより、撮像装置１０１は、「狭角カメラによる本撮像（本撮像ステップ）」を行う。ここで、「本撮像」とは、カメラ内部の撮像素子のＣＣＤセンサ２２５を構成する各ＣＣＤ撮像素子に結像された撮像画像を格納部１４４に読み出し自在に永続的に格納する動作を意味している。この「本撮像」では、古い画像は、消去用の指令が虹彩撮像装置に入力されない限り、保持される。このとき、狭角カメラ１２０は、虹彩９１０の撮像画像すなわち第２画像を制御部１４０に出力する。第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０から第２画像を取得すると、これに応答して、第２画像を格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに読み出し自在に永続的に格納する。なお、格納部１４４に格納された第２画像は、虹彩個人認証装置に出力される。虹彩個人認証装置は、この撮像画像を画像処理して、被認証者９００の個人識別等に使用する。
【０１３０】
以下に、Ｓ２００の判定の詳細について、説明する。なお、ここでは、制御部１４０のフォーカス評価手段１４２ｉは、Ｓ１９０で撮像画像のインデックス値を算出する度に、算出した撮像画像のインデックス値を格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに格納するものとして説明する。
【０１３１】
フォーカス評価手段１４２ｉは、Ｓ２００の判定が１回目の判定である場合に、“ノー（Ｎｏ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出された撮像画像のインデックス値がピーク値でないと判定する。
【０１３２】
他方、フォーカス評価手段１４２ｉは、Ｓ２００の判定が２回目以降の判定である場合に、以下のように判定する。
【０１３３】
すなわち、フォーカス評価手段１４２ｉは、格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂから、今回のインデックス値と前回のインデックス値を読み出し、今回のインデックス値と前回のインデックス値とを比較する。
【０１３４】
この比較は、狭角カメラ１２０のレンズ２０５がインデックス値のピーク位置である合焦点位置ＰＤＪＰを越えて設定されたことを検出するために行われる。
【０１３５】
すなわち、狭角カメラ１２０のレンズ２０５は、撮像装置１０１がＳ１８０〜Ｓ２２０の動作を繰り返すに従って、Ｓ２２０の調整ステップにより、図３に示すプリセット位置ＰＤＡ２から合焦点位置ＰＤＪＰに向けて移動される。その結果、狭角カメラ１２０のレンズ２０５は、合焦点位置ＰＤＪＰに接近してゆく。このとき、第２画像のインデックス値は、狭角カメラ１２０のレンズ２０５が合焦点位置ＰＤＪＰに接近するに従って、前回のインデックス値よりも大きくなる。
【０１３６】
しかしながら、第２画像のインデックス値は、狭角カメラ１２０のレンズ２０５がインデックス値のピーク位置である合焦点位置ＰＤＪＰを越えて設定された場合で、かつ、今回設定された狭角カメラ１２０のレンズ位置と合焦点位置ＰＤＪＰとの距離が前回の狭角カメラ１２０のレンズ位置と合焦点位置ＰＤＪＰとの距離以上である場合に、前回のインデックス値以下になる。したがって、この場合に、フォーカス評価手段１４２ｉは、今回のインデックス値と前回のインデックス値とを比較することにより、狭角カメラ１２０のレンズ２０５がインデックス値のピーク位置である合焦点位置ＰＤＪＰを越えて設定されたことを検出することができる。
【０１３７】
フォーカス評価手段１４２ｉは、今回のインデックス値と前回のインデックス値との比較で、今回のインデックス値が前回のインデックス値以下になった場合に、前回設定された狭角カメラ１２０のレンズ位置がセット位置であると判定する。そして、フォーカス評価手段１４２ｉは、Ｓ２００の判定で、”ノー（Ｎｏ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値はピーク値でないと判定する。これにより、撮像装置１０１は、再び、Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ１８０、Ｓ１９０、Ｓ２００の動作を繰り返す。このとき、撮像装置１０１は、Ｓ２２０で、狭角カメラ１２０に、レンズ２０５を、前回設定された狭角カメラ１２０のレンズ位置に設定させる。これにより、フォーカス評価手段１４２ｉは、次回のＳ２００の判定で、”イエス（Ｙｅｓ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値はピーク値であると判定する。その結果、撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ２３０に進む。
【０１３８】
なお、第２画像のインデックス値は、狭角カメラ１２０のレンズ２０５がインデックス値のピーク位置である合焦点位置ＰＤＪＰを越えて設定された場合であっても、今回設定された狭角カメラ１２０のレンズ位置と合焦点位置ＰＤＪＰとの距離が前回の狭角カメラ１２０のレンズ位置と合焦点位置ＰＤＪＰとの距離よりも小さい場合には、前回のインデックス値よりも大きくなる。この場合に、第２画像のインデックス値は、次回の比較で、前回のインデックス値よりも小さくなる。したがって、この場合に、フォーカス評価手段１４２ｉは、評価位置の次回の仮撮像時のインデックス値（以下、単に「次回のインデックス値」と称する）と今回のインデックス値とを比較することにより、狭角カメラ１２０のレンズ２０５がインデックス値のピーク位置である合焦点位置ＰＤＪＰを越えて設定されたことを検出することができる。
【０１３９】
フォーカス評価手段１４２ｉは、次回のインデックス値と今回のインデックス値との比較で、次回のインデックス値が今回のインデックス値以下になった場合には、今回設定された狭角カメラ１２０のレンズ位置がセット位置であると判定する。そして、フォーカス評価手段１４２ｉは、Ｓ２００の判定で、”ノー（Ｎｏ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値はピーク値でないと判定する。これにより、撮像装置１０１は、再び、Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ１８０、Ｓ１９０、Ｓ２００の動作を繰り返す。このとき、撮像装置１０１は、Ｓ２２０で、狭角カメラ１２０に、レンズを、今回設定された狭角カメラ１２０のレンズ位置に設定させる。これにより、フォーカス評価手段１４２ｉは、次々回のＳ２００の判定で、”イエス”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値はピーク値であると判定する。その結果、撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ２３０に進む。
【０１４０】
Ｓ２００の判定の詳細は、以上の通りである。
【０１４１】
この実施の形態例１によれば、支持部１３５によって狭角カメラ１２０とともに支持される第２距離センサ１２５を設け、第２距離センサ１２５によって計測された仮計測距離に応じて定まるプリセット位置ＰＤＡ２に、狭角カメラ１２０のレンズ２０５を予め設定しておくことで、従来の撮像装置よりも、狭角カメラ１２０のフォーカス調整に要する時間を短縮することができるという効果が得られる。
【０１４２】
［実施の形態例２］
実施の形態例２に係る撮像装置は、狭角カメラ１２０のレンズ２０５をセット位置に調整した後に、再度、狭角カメラ１２０でターゲットを仮撮像し、後述の等高線データに基づいて、狭角カメラ１２０によって仮撮像された撮像画像を解析して、後述のずれ量及びこのずれ量に応じて定まる補正量を特定し、狭角カメラ１２０のレンズ２０５を、補正量だけ移動させることにより、狭角カメラ１２０のレンズ２０５の設定を微調整することを特徴とする。
【０１４３】
以下、実施の形態例２に係る撮像装置を、撮像装置１０２と称して説明する。また、実施の形態例２に係る撮像装置１０２の各構成要素に対して、実施の形態例１に係る撮像装置１０１と同様の符号を付して説明する。
【０１４４】
＜撮像装置の構成＞
以下、図５を参照して、実施の形態例２に係る撮像装置１０２の構成につき説明する。図５は、実施の形態例２に係る撮像装置の説明に供する模式図である。
【０１４５】
図５に示すように、実施の形態例２に係る撮像装置１０２は、実施の形態例１に係る撮像装置１０１と同様の構成要素に加え、演算部１４２の中に、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋを備えている。また、実施の形態例２に係る撮像装置１０２は、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａが、ターゲット位置の周囲の高さの違いを表す後述の等高線データを予め格納している。そして、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、格納部１４４に予め格納された等高線データに基づいて、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分をずれ量として検出する機能を備えている。
【０１４６】
＜等高線データ＞
「等高線データ」とは、ターゲット位置の周囲の高さの違いを表すデータである。「等高線」は、等しい高さにある位置同士を結ぶ線を意味している。「等高線データ」は、ターゲット位置の周囲の等しい高さにある位置同士をこの等高線で結ぶことによって、作成されたデータとなっている。
【０１４７】
以下、図６（Ａ）及び（Ｂ）、図７−１（Ａ）及び（Ｂ）、並びに、図７−２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、等高線データの詳細につき説明する。
【０１４８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、標準的な顔（以下、「標準顔」と称する）の一例を示す図である。図６（Ａ）は、正面方向から見た標準顔のパターンデータを示している。図６（Ｂ）は、側面方向から見た標準顔のパターンデータを示している。
【０１４９】
標準顔のパターンデータは、サンプリング用に予め抽出された複数の人物の顔の３次元データを平均化することによって、作成されている。標準顔のパターンデータは、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納されている。なお、図６（Ａ）は、正面方向から見た標準顔のパターンデータを示し、図６（Ｂ）は、側面方向から見た標準顔のパターンデータを示している。しかしながら、標準顔のパターンデータは、好ましくは、３次元データとして作成されているとよい。
【０１５０】
なお、標準顔は、国や地域等に応じて、変わる。そこで、撮像装置１０２は、撮像装置１０２を用いる国や地域等に応じて、適宜異なる標準顔のパターンデータが格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納されているようにするとよい。
【０１５１】
図７−１（Ａ）及び（Ｂ）、並びに、図７−２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、等高線データの説明図である。
【０１５２】
図７−１（Ａ）及び（Ｂ）は、片方の眼の中央の点ＴＲ１を狭角カメラ１２０のターゲット位置とする場合の等高線データを示している。なお、図７−１（Ａ）及び（Ｂ）は、右眼の中央の点ＴＲ１を狭角カメラ１２０のターゲット位置とする場合の例を示している。図７−１（Ａ）は、正面方向から見た標準顔のパターンデータ（図６（Ａ）参照）に、標準顔の各部位の高さに応じて、等高線を付したものである。また、図７−１（Ｂ）は、側面方向から見た標準顔のパターンデータ（図６（Ｂ）参照）に、各部位の高さを表す線（以下、「高さ線」と称する）を付したものである。図７−１（Ａ）及び（Ｂ）に示す等高線データは、図８−１（Ａ）及び（Ｂ）に示す右眼領域Ｒ１を上述の処理対象領域とする場合に用いられる。
【０１５３】
図７−２（Ａ）及び（Ｂ）は、両眼の中央の点ＴＲ２をターゲット位置とする場合の、等高線データを示している。図７−２（Ａ）は、図７−１（Ａ）と同様に、正面方向から見た標準顔のパターンデータに、標準顔の各部位の高さに応じて、等高線を付したものである。また、図７−２（Ｂ）は、図７−１（Ｂ）と同様に、側面方向から見た標準顔のパターンデータに、高さ線を付したものである。図７−２（Ａ）及び（Ｂ）に示す等高線データは、後述するように、図８−２（Ａ）及び（Ｂ）に示す両眼領域Ｒ２を上述の処理対象領域とする場合に用いられる。
【０１５４】
図７−１（Ａ）及び図７−２（Ａ）に示す線ＣＬ１ａは、図７−１（Ｂ）及び図７−２（Ｂ）に示す高さ線ＣＬ１ｂに対応する等高線である。また、図７−１（Ａ）及び図７−２（Ａ）に示す線ＣＬ２ａは、図７−１（Ｂ）及び図７−２（Ｂ）に示す高さ線ＣＬ２ｂに対応する等高線である。なお、図７−１（Ｂ）及び図７−２（Ｂ）に示す例では、各高さ線の間隔は、幅Ｗ１となっている。
【０１５５】
図７−１（Ａ）に示す線ａ−ａ’は、ターゲット位置ＴＲ１上を通る線を表している。
【０１５６】
図７−１（Ｂ）中、高さ「ＨＴＲ１」は、ターゲット位置ＴＲ１の高さを表している。また、高さ「ＨＴＲ１ａ」は、図８−１（Ａ）に示す処理対象領域Ｒ１の評価位置ＴＲ１ａの高さを表している。また、高さ「ＨＴＲ１ｂ」は、図８−１（Ｂ）に示す処理対象領域Ｒ１の評価位置ＴＲ１ｂの高さを表している。
【０１５７】
図７−２（Ａ）に示す線ｂ−ｂ’は、ターゲット位置ＴＲ２上を通る線を表している。
【０１５８】
図７−２（Ｂ）中、高さ「ＨＴＲ２」は、ターゲット位置ＴＲ２の高さを表している。また、高さ「ＨＴＲ２ａ」は、図８−２（Ａ）に示す処理対象領域Ｒ２の評価位置ＴＲ２ａの高さを表している。また、高さ「ＨＴＲ２ｂ」は、図８−２（Ｂ）に示す処理対象領域Ｒ２の評価位置ＴＲ２ｂの高さを表している。
【０１５９】
これら標準顔の等高線データは、格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納されている。ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、後述のＳ２２４、すなわち、「撮像画像解析（ずれ量・補正量検出ステップ）」の動作で、格納部１４４から標準顔の等高線データを読み出して、読み出した標準顔の等高線データを撮像画像の解析に用いる。
【０１６０】
＜ずれ量・補正量の検出＞
実施の形態例２では、後述するように、狭角カメラ１２０は、Ｓ２２０の調整ステップ後に、Ｓ２２６で、予め用意された標準顔の等高線データに基づいて、ターゲット位置の高さと評価位置の高さの差分であるずれ量、及びこのずれ量に応じて定まる狭角カメラ１２０のレンズ位置の補正量を検出し、狭角カメラ１２０のレンズ２０５をこの補正量だけ移動させることにより、狭角カメラ１２０のレンズ２０５の設定を微調整して、狭角カメラ１２０のレンズ２０５を合焦点位置に再設定する（図９参照）。なお、ここでは、ずれ量を「ΔＨ」とし、微調整すべきレンズ位置の補正量を「△Ｐ」として説明する。
【０１６１】
以下、図８−１（Ａ）及び（Ｂ）、並びに、図８−２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、ずれ量・補正量の検出につき説明する。なお、図８−１（Ａ）及び（Ｂ）、並びに、図８−２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ずれ量の説明図である。
【０１６２】
図８−１（Ａ）は、右眼領域Ｒ１を処理対象領域とする場合の、ターゲット位置ＴＲ１と評価位置ＴＲ１ａとの関係を示している。図８−１（Ａ）は、ターゲット位置ＴＲ１と評価位置ＴＲ１ａが一致している場合の例を示している。この場合、ターゲット位置ＴＲ１の高さＨＴＲ１と評価位置ＴＲ１ａの高さＨＴＲ１ａとのずれ量「ΔＨ」は、「０」となる（図７−１（Ｂ）参照）。
【０１６３】
また、図８−１（Ｂ）は、右眼領域Ｒ１を処理対象領域とする場合の、ターゲット位置ＴＲ１と評価位置ＴＲ１ｂとの関係を示している。図８−１（Ｂ）は、ターゲット位置ＴＲ１と評価位置ＴＲ１ａが一致していない場合の例を示している。この場合、ターゲット位置ＴＲ１の高さＨＴＲ１と評価位置ＴＲ１ｂの高さＨＴＲ１ｂとのずれ量「ΔＨ」は、「０」よりも大きくなる（図７−１（Ｂ）参照）。なお、図８−１（Ｂ）に示すようなずれは、狭角カメラ１２０の光軸と第２距離センサ１２５の測定方向がずれたり、パルスモータ駆動等の振動により支持部１３５の位置がずれることにより、発生する。
【０１６４】
図８−１（Ｂ）に示すように、ターゲット位置ＴＲ１と評価位置ＴＲ１ｂが一致していない場合に、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、図７−１（Ｂ）に示す等高線データに基づいて、ターゲット位置ＴＲ１の高さＨＴＲ１と評価位置ＴＲ１ｂの高さＨＴＲ１ｂとの差分を、ずれ量「ΔＨ」として算出する。
【０１６５】
なお、ずれ量「△Ｈ」は、下記の式（２）で表される。
△Ｈ＝ＨＴＲ１ｂ−ＨＴＲ１  …（２）
【０１６６】
ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、ずれ量「ΔＨ」を算出すると、これに応答して、算出したずれ量「ΔＨ」を用いて、微調整すべきレンズ位置の補正量「△Ｐ」を算出する。
【０１６７】
なお、プリセット位置を「ＰＤＡ２」とし、レンズ位置ｙ近傍における物体間距離差分ｘに対するレンズ位置差分を「Ｐ（ｘ，ｙ）」とすると、微調整すべきレンズ位置の補正量「△Ｐ」は、下記の式（３）で表される。
△Ｐ＝Ｐ（△Ｈ，ＰＤＡ２）  …（３）
【０１６８】
図８−２（Ａ）は、両眼領域Ｒ２を処理対象領域とする場合の、ターゲット位置ＴＲ２と評価位置ＴＲ２ａとの関係を示している。図８−２（Ａ）は、ターゲット位置ＴＲ２と評価位置ＴＲ２ａが一致している場合の例を示している。この場合、ターゲット位置ＴＲ２の高さＨＴＲ２と評価位置ＴＲ２ａの高さＨＴＲ２ａとのずれ量「ΔＨ」は、「０」となる（図７−２（Ｂ）参照）。
【０１６９】
また、図８−２（Ｂ）は、両眼領域Ｒ２を処理対象領域とする場合の、ターゲット位置ＴＲ２と評価位置ＴＲ２ｂとの関係を示している。図８−２（Ｂ）は、ターゲット位置ＴＲ２と評価位置ＴＲ２ａが一致していない場合の例を示している。この場合、ターゲット位置ＴＲ２の高さＨＴＲ２と評価位置ＴＲ２ｂの高さＨＴＲ２ｂとのずれ量「ΔＨ」は、「０」よりも大きくなる（図７−２（Ｂ）参照）。
【０１７０】
この場合、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、図７−２（Ｂ）に示す高さ線データに基づいて、ターゲット位置ＴＲ２と評価位置ＴＲ２ａとの高さの差分を、ずれ量として算出する。
【０１７１】
図８−２（Ｂ）に示すように、ターゲット位置ＴＲ２と評価位置ＴＲ２ｂが一致していない場合に、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、図７−２（Ｂ）に示す等高線データに基づいて、ターゲット位置ＴＲ２の高さＨＴＲ２と評価位置ＴＲ２ｂの高さＨＴＲ２ｂとの差分を、ずれ量「ΔＨ」として算出する。
【０１７２】
なお、ずれ量「△Ｈ」は、下記の式（４）で表される。
△Ｈ＝ＨＴＲ２ｂ−ＨＴＲ２  …（４）
【０１７３】
ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、ずれ量「ΔＨ」を算出すると、これに応答して、算出したずれ量「ΔＨ」を用いて、微調整すべきレンズ位置の補正量「△Ｐ」を算出する。この場合、微調整すべきレンズ位置の補正量「△Ｐ」は、上記の式３の通りである。
【０１７４】
なお、好ましくは、例えば、図８−２（Ａ）または（Ｂ）に示すように、両眼を同時に撮像する場合に、すなわち、ターゲットである虹彩９１０以外の領域を評価位置とすることが予め分かっている場合に、撮像装置１０２は、自動的に、上記の式（４）によってずれ量「ΔＨ」を算出し、さらに、上記の式（３）に基づいて補正量「ΔＰ」を算出して、レンズ２０５をこの補正量ΔＰだけ移動させることにより、レンズ２０５の設定を微調整するとよい。
【０１７５】
以上の通り、撮像装置１０２は、図８−１（Ａ）または図８−２（Ａ）に示すように、ターゲット位置と評価位置とが一致する場合に、補正量「ΔＰ」を「０」として、レンズ２０５の設定を微調整する。
【０１７６】
他方、撮像装置１０２は、図８−１（Ｂ）または図８−２（Ｂ）に示すように、ターゲット位置と評価位置とが一致しない場合に、上記の式（２）または式（４）によってずれ量「ΔＨ」を算出し、さらに、上記の式（３）によって補正量「ΔＰ」を算出して、レンズ２０５の設定を微調整する。
【０１７７】
なお、補正量「ΔＰ」は、予め計測されており、テーブルデータとして格納部１４４に予め格納されるようにしてもよい。この場合、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、格納部１４４に予め格納された補正量「ΔＰ」を読み出すことにより、上記の式（２）または式（４）によるずれ量「ΔＨ」の算出や、上記の式（３）による補正量「ΔＰ」を算出することなく、レンズ２０５の設定を微調整することが可能になる。
【０１７８】
＜撮像装置の動作＞
以下、図９を参照して、この発明が適用される撮像装置の動作につき説明する。なお、図９は、実施の形態例２に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。図９は、ターゲットとなる虹彩９１０を撮像する際の撮像装置１０２の動作を示している。
【０１７９】
以下、この実施の形態例２の撮像装置１０２の動作について、実施の形態例１の撮像装置１０１と相違する動作を重点的に説明し、実施の形態例１の撮像装置１０１と同様の動作（図４参照）については、上述した実施の形態例１の撮像装置１０１の動作をこの実施の形態例２の撮像装置１０２の動作に読み替えるものとして簡略して説明する。なお、撮像装置１０２は、Ｓ２２２の動作で、Ｓ１８０の動作と同様に、「狭角カメラによる仮撮像」を行う。そこで、ここでは、Ｓ１８０の動作を「狭角カメラによる仮撮像（一次仮撮像ステップ）」と称し、Ｓ２２２の動作を「狭角カメラによる仮撮像（二次仮撮像ステップ）」と称するものとする。
【０１８０】
図９に示すように、この実施の形態例２の撮像装置１０２は、実施の形態例１の撮像装置１０１と同様に、Ｓ１１０〜Ｓ２２０の動作を行う。但し、この実施の形態例２の撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ２００の判定で、“イエス（Ｙｅｓ）”、すなわち、Ｓ１９０で算出されたインデックス値がピーク値であると判定された場合に、Ｓ２２２に進む。
【０１８１】
すなわち、Ｓ２００の判定で、“イエス（Ｙｅｓ）”と判定された場合に、制御部１４０の第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０に制御信号を出力して、狭角カメラ１２０にターゲットである虹彩９１０を仮撮像させる。このとき、狭角カメラ１２０は、虹彩９１０の撮像画像すなわち第２画像を制御部１４０に出力する。第２画像取込手段１４２ｇは、狭角カメラ１２０から第２画像を取得すると、これに応答して、第２画像を格納部１４４のＲＡＭ１４４ｂに読み出し自在に格納する。このようにして、撮像装置１０１は、「狭角カメラによる仮撮像（二次仮撮像ステップ）」を行う（Ｓ２２２）。
【０１８２】
Ｓ２２２の後、ずれ量・補正量検出手段１４２ｋは、Ｓ２２２で仮撮像された第２画像を解析して、上述のずれ量「ΔＨ」及びずれ量「ΔＨ」に応じて定まる補正量「ΔＰ」を検出する。これにより、撮像装置１０２は、「撮像画像解析（ずれ量・補正量検出ステップ）」を行う（Ｓ２２４）。
【０１８３】
Ｓ２２４の後、レンズ位置制御手段１４２ｊは、Ｓ２２４で算出された狭角カメラ１２０のレンズ２０５の補正量「ΔＰ」に基づいて、狭角カメラ１２０に制御信号を出力して、狭角カメラ１２０に、レンズ２０５を移動させる。このとき、狭角カメラ１２０は、制御部１４０から制御信号を取得すると、これに応答して、レンズ２０５を、Ｓ２２４で算出された補正量「ΔＰ」だけ移動して、フォーカスの微調整を行う。このようにして、撮像装置１０２は、「狭角カメラのレンズ移動（微調整ステップ）」を行う（Ｓ２２６）。
【０１８４】
Ｓ２２６の後、撮像装置１０１の動作フローは、Ｓ２３０に進む。そして、撮像装置１０２は、狭角カメラ１２０のフォーカス調整の事後動作「狭角カメラによる本撮像（本撮像ステップ）」を行う。
【０１８５】
なお、ここでは、事前に、個人が特定できていない場合を例にして説明している。そのため、ここでは、撮像装置１０２は、Ｓ２２４、すなわち、「撮像画像解析（ずれ量・補正量検出ステップ）」の動作で、格納部１４４から標準顔の等高線データを読み出して、読み出した標準顔の等高線データを第２画像の解析に用いている。しかしながら、撮像装置１０２は、１乃至複数の人物の顔の等高線データを格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納しておき、事前に、個人が特定できている場合に、標準顔の等高線データの代わりに、格納部１４４から特定された人物の顔の等高線データを読み出し、当該特定された人物の顔の等高線データを第２画像の解析に用いるようにしてもよい。また、撮像装置１０２は、１乃至複数の人物の顔の３次元パターンデータを格納部１４４のＲＯＭ１４４ａに予め格納しておき、事前に、個人が特定できている場合に、格納部１４４から特定された人物の顔の３次元パターンデータを読み出し、当該特定された人物の顔の３次元パターンデータに基づいて当該特定された人物の顔の等高線データを作成し、作成した等高線データを撮像画像の解析に用いるようにしてもよい。
【０１８６】
以上の通り、実施の形態例２によれば、標準顔の等高線データを備え、フォーカス調整後に標準顔の等高線データにしたがって、評価位置の高さとターゲット位置の高さの差分であるずれ量に応じて定まるレンズ位置の補正量だけ、レンズ２０５の設定を微調整することにより、ターゲット位置においては、より焦点が合った撮像が可能となる。
【０１８７】
この実施の形態例２の撮像装置１０２は、処理対象領域のインデックス値が最大となった調整ステップ後に、さらに、レンズ２０５の設定を微調整した方がよい場合に、微調整することができる。そのため、この撮像装置１０２は、さらに、焦点がターゲットである虹彩９１０に合った撮像をすることが可能となる。
【０１８８】
なお、ターゲット位置の高さと評価位置の高さにずれがある場合に、再度、モータ２３５やレンズ駆動機構２３０を作動させてフォーカス調整をし直すよりも、決められた補正量だけレンズ２０５を微調整する方が高速である。また、評価位置を第２画像の中の任意の位置に設定できるようにするよりも、装置の構成を簡素化することができる。この実施の形態例２の撮像装置１０２は、この点でも、実施の形態例１の撮像装置１０１よりも有効である。
【０１８９】
この発明は、上述の実施の形態例に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【０１９０】
上述の実施の形態例では、虹彩個人認証装置に用いる虹彩画像を撮像するための虹彩撮像装置を例にして説明したが、この発明は、虹彩撮像装置に限らず、様々な用途に用いてもよい。例えば、この発明は、監視カメラに用いることができる。この発明を監視カメラに用いた場合は、例えば、顔以外に、ネームプレート、社員章、服、靴、時計、指輪、バッグ、服飾品等の形状や模様をターゲットとし、そのターゲットを撮像するのに適用することができる。また、この発明は、医療機器に用いる画像を撮像するための撮像装置、例えば、患者の眼部画像を患者に対する拘束を緩和しながら撮像するための撮像装置に用いることができる。この発明をこのような撮像装置に用いた場合は、例えば、患者の眼部画像をターゲットとし、そのターゲットを患者への拘束を緩和しながら撮像するのに適用することができる。
【０１９１】
上述の実施の形態例では、被認証者までの距離或いはターゲットまでの距離を計測する手法の例として、カメラの光軸上に位置する目標物までの距離を計測する距離センサを用いる手法を例にして説明したが、距離を計測する手法は、このような距離センサを用いる手法に限らず、様々な手法を用いてもよい。例えば、距離を計測する手法は、ステレオカメラによる撮像画像に基づいて距離を計測する手法等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】この発明が適用される撮像装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態例１に係る撮像装置の説明に供する模式図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、狭角カメラのレンズ位置の説明図である。
【図４】実施の形態例１に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態例２に係る撮像装置の説明に供する模式図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、標準顔の一例を示す図である。
【図７−１】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、等高線データの説明図（１）である。
【図７−２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、等高線データの説明図（２）である。
【図８−１】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ずれ量・補正量の説明図（１）である。
【図８−２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ずれ量・補正量の説明図（２）である。
【図９】実施の形態例２に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９３】
１０１    …撮像装置
１１０    …第１カメラ（広角カメラ）
１１５    …第１距離センサ
１２０    …第２カメラ（狭角カメラ）
１２５    …第２距離センサ
１３０    …ガイダンス部
１３５    …支持部
１４０    …制御部
１４２    …演算部（ＣＰＵ）
１４４    …格納部（ＲＯＭ、ＲＡＭ）
９００    …被認証者
９１０    …虹彩（ターゲット）
【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７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９】
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