(57)【要約】【課題】通常撮影時には普通の撮像装置と同様に使用可能で、且つ様々な個人認証のタイプに対応することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラ２の指紋認証用の光源ユニット１２は、コネクタ１３、１４を介して、レンズ鏡筒１１の先端部に着脱自在とされている。光源ユニット１２の４個の発光素子３４は、互いに９０°ずつずれた位置に等間隔で配置されている。発光素子ドライバ８４は、タイミングをずらして４個の発光素子３４を１個ずつ発光させる。ＣＣＤドライバ５３は、この発光素子３４の駆動タイミングでその都度指紋の撮影を行うように、ＣＣＤ５１の駆動を制御する。発光素子ドライバ８４は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８で検出された被写体の色温度に応じて、各発光素子３４ａ〜３４ｃの光量を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を透過した被写体像を撮像して撮像信号を出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動を制御する素子駆動制御手段とを備えた撮像装置において、
生体の特定部位に光を照射するための光源と、
前記光源の駆動を制御する光源駆動制御手段とを有し、
前記撮像光学系に着脱自在とされた個人認証用の光源ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光源は、前記生体の特定部位に複数の異なる方向から光を照射する位置に配された複数の発光素子からなり、
前記光源駆動制御手段は、タイミングをずらして前記複数の発光素子を駆動させ、
前記素子駆動制御手段は、前記発光素子の駆動タイミングでその都度撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光源は、赤、緑、青の光を発する赤色、緑色、青色発光素子が一体化されたものを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記生体の特定部位の色温度を検出する色温度検出手段を備え、
前記光源駆動制御手段は、前記色温度検出手段の検出結果に応じて、赤色、緑色、青色発光素子のそれぞれの光量を制御することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光源は、近赤外光を発する赤外発光素子を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光源は、白色光を発する白色発光素子を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光源駆動制御手段は、前記素子駆動制御手段で前記固体撮像素子を駆動させて撮影を行う際にのみ、前記光源を駆動させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光源ユニットは、前記生体の特定部位が接触する接触部と、
前記生体の特定部位が前記接触部に接触したことを検知する接触検知手段とを有し、
前記素子駆動制御手段は、前記接触検知手段で前記生体の特定部位の接触が検知されたときに撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
前記接触検知手段は、前記生体の特定部位の前記接触部への押圧力を検知する圧力センサであることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像光学系に含まれる焦点調整用のフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるレンズ駆動制御手段と、
前記光源ユニットが装着されたことを検知する装着検知手段とを備え、
前記レンズ駆動制御手段は、前記装着検知手段で前記光源ユニットの装着が検知されたときに、前記フォーカスレンズを近接撮影に適した位置に移動させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人認証用に好適な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤなどの固体撮像素子から出力された撮像信号をＡ／Ｄ変換してデジタルの画像データとし、この画像データを内蔵メモリやメモリカードなどの記憶媒体に記録するデジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの撮像装置が普及している。
【０００３】
一方、最近、指紋や虹彩、指の静脈といった生体の特定部位を用いて個人認証を行う個人認証装置が注目されている（特許文献１および２参照）。個人認証装置には、生体の特定部位に光を照射するための光源と、光源の光に照射された生体の特定部位を撮像する撮像部とが組み込まれている。個人認証装置では、生体の特定部位と一対一で関連付けた個人の識別情報を予め登録しておき、撮像部で撮像された生体の特定部位と識別情報とを照合することで、個人認証を行っている。
【０００４】
特許文献１には、焦点距離が無限大に設定されるカメラモード位置と、光源による照射光の照射範囲に指の指紋読み取り範囲を合わせたときの指紋までの距離に設定される指紋認証モード位置との２つの位置の間でフォーカスレンズを移動させるようにしたカメラ付き携帯電話が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、指の位置を決めるガイド部と、ガイド部の両側または片側に設けた光源と、指を透過する光を撮像する撮像部と、光源の光の照射領域を制限する遮光手段とを備え、光源の光や外光が指の下半面に過多に照射されることを防ぐことで、認証の精度を向上させた個人認証装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１８５８４３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、指紋による個人認証に用途が限られるうえ、個人認証用の光源が装置内に一体的に組み込まれているため、個人認証をするとき以外は、かえって無用の長物となるおそれがあった。また、特許文献２に記載の技術では、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話のように、通常の被写体撮影が行えないのは勿論のこと、特許文献１の場合と同様に、指の静脈による個人認証に用途が限られる。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、通常撮影時には普通の撮像装置と同様に使用可能で、且つ様々な個人認証のタイプに対応することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、撮像光学系を透過した被写体像を撮像して撮像信号を出力する固体撮像素子と、前記固体撮像素子の駆動を制御する素子駆動制御手段とを備えた撮像装置において、生体の特定部位に光を照射するための光源と、前記光源の駆動を制御する光源駆動制御手段とを有し、前記撮像光学系に着脱自在とされた個人認証用の光源ユニットを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記光源は、前記生体の特定部位に複数の異なる方向から光を照射する位置に配された複数の発光素子からなり、前記光源駆動制御手段は、タイミングをずらして前記複数の発光素子を駆動させ、前記素子駆動制御手段は、前記発光素子の駆動タイミングでその都度撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることが好ましい。
【００１０】
前記光源は、赤、緑、青の光を発する赤色、緑色、青色発光素子が一体化されたものを含むことが好ましい。この場合、前記生体の特定部位の色温度を検出する色温度検出手段を備え、前記光源駆動制御手段は、前記色温度検出手段の検出結果に応じて、赤色、緑色、青色発光素子のそれぞれの光量を制御することが好ましい。
【００１１】
前記光源は、近赤外光を発する赤外発光素子を含むことが好ましい。
【００１２】
前記光源は、白色光を発する白色発光素子を含むことが好ましい。
【００１３】
前記光源駆動制御手段は、前記素子駆動制御手段で前記固体撮像素子を駆動させて撮影を行う際にのみ、前記光源を駆動させることが好ましい。
【００１４】
前記光源ユニットは、前記生体の特定部位が接触する接触部と、前記生体の特定部位が前記接触部に接触したことを検知する接触検知手段とを有し、前記素子駆動制御手段は、前記接触検知手段で前記生体の特定部位の接触が検知されたときに撮影を行うように、前記固体撮像素子を駆動させることが好ましい。この場合、前記接触検知手段は、前記生体の特定部位の前記接触部への押圧力を検知する圧力センサであることが好ましい。
【００１５】
前記撮像光学系に含まれる焦点調整用のフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるレンズ駆動制御手段と、前記光源ユニットが装着されたことを検知する装着検知手段とを備え、前記レンズ駆動制御手段は、前記装着検知手段で前記光源ユニットの装着が検知されたときに、前記フォーカスレンズを近接撮影に適した位置に移動させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮影装置によれば、生体の特定部位に光を照射するための光源と、光源の駆動を制御する光源駆動制御手段とを有し、撮像光学系に着脱自在とされた個人認証用の光源ユニットを備えたので、個人認証を行う際にのみ光源ユニットを取り付ければよく、それ以外のときは光源ユニットを取り外して通常撮影に使用することができる。また、光源ユニットを個人認証のタイプ毎に用意しておけば、様々な個人認証のタイプに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１において、本発明のデジタルカメラ２は、撮像レンズ１０が内部に組み込まれたレンズ鏡筒１１を前面に有するカメラ本体２ａと、光源ユニット１２とを備えている。レンズ鏡筒１１の先端部、および光源ユニット１２の後端部には、三つ口のコネクタ１３、１４（コネクタ１４は一口だけ図示）がそれぞれ設けられている。光源ユニット１２は、これらのコネクタ１３、１４を介して、レンズ鏡筒１１の先端部に着脱自在とされている。
【００１８】
コネクタ１３、１４には、カメラ本体２ａと光源ユニット１２との間の信号の遣り取りを媒介する信号端子や、カメラ本体２ａから光源ユニット１２に電力を供給するための電源端子、カメラ本体２ａに光源ユニット１２が装着されたことを検知する装着検知部７１（図５参照）に接続される端子などが設けられている。光源ユニット１２の装着時には、コネクタ１３とコネクタ１４とが接触し、これにより、カメラ本体２ａと光源ユニット１２とが電気的に接続される。
【００１９】
カメラ本体２ａの前面には、レンズ鏡筒１１の他に、ストロボ発光窓１５が設けられている。また、カメラ本体２ａの上面には、電源ボタン１６、モードダイヤル１７、およびレリーズボタン１８が設けられている。さらに、底面には、メモリカード６２（図５参照）が着脱自在に装填されるメモリカードスロットやＵＳＢコネクタ６３（図５参照）を覆う開閉自在な蓋１９が設けられている。
【００２０】
モードダイヤル１７が回動操作されると、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ２０（図２参照）に表示する再生モード、および各種設定を行う設定モードが切り替えられる。また、カメラ本体２ａに光源ユニット１２が装着された際には、認証モードに切り替えられる。なお、動画撮影モードでは、動画の撮影とともに、図示しないマイクロホンを介して周囲の音声がメモリカード６２に記録される。
【００２１】
レリーズボタン１８は、２段階押しのスイッチとなっている。被写体のフレーミングの後に、レリーズボタン１８を軽く押圧（半押し）すると、露出条件の決定（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン１８をもう１度強く押圧（全押し）すると、決定された露出条件、および調整された焦点距離の下で撮影が行われる。
【００２２】
図２において、カメラ本体２ａの背面には、液晶表示器（ＬＣＤ）２０、および操作部２１が設けられている。ＬＣＤ２０は、スルー画像、各種メニュー画面、およびメモリカード６２に記録された画像を表示する。操作部２１は、撮像レンズ１０のズームレンズ１０ｂ（図５参照）をワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン２２、ＬＣＤ２０にメニュー画面を表示させる際に操作されるメニューボタン２３、選択内容を決定する際に操作される決定ボタン２４、およびメニュー画面内でカーソルを移動させる際に操作される十字キー２５から構成される。
【００２３】
図３において、光源ユニット１２は、基板３０と、導光筒３１と、接触パッド３２とからなる。基板３０は、レンズ鏡筒１１の先端部と略同じ円形状の外形を有している。基板３０には、撮像レンズ１０が露呈するレンズ鏡筒１１の先端部の撮影開口と略同じ円形状の外形を有する透過穴３３が形成されている。透過穴３３は、撮像レンズ１０の光軸とその中心が一致するように形成されている。
【００２４】
基板３０の裏面には、前述のコネクタ１４が設けられている。また、前面には、４個の発光素子３４が配されている。発光素子３４は、互いに９０°ずつずれた位置に等間隔で配置されている。詳しくは図６で図示するように、発光素子３４には、赤、緑、青の光を発する赤色、緑色、青色発光素子３４ａ〜３４ｃが一体となったものが用いられており、結果として白色光を発する。
【００２５】
導光筒３１は、基板３０の外形よりも後端部が若干大きく、中央部から先端部に向かって先細な形状を有し、基板３０を覆うように基板３０に取り付けられる。導光筒３１の先端部には、透過穴３３と同様の透過穴３５が形成されている。
【００２６】
透過穴３５の周囲には、接触パッド３２に指が接触したことを検知する接触検知センサ３６が配されている。接触検知センサ３６は、例えば、指の接触を機械的に検知するボタンスイッチや、生体の導電性を利用したタッチセンサなどからなる。なお、特に図示はしないが、導光筒３１の内面には、発光素子３４からの光を接触パッド３２に向けて効率的に照射するために、黒アルマイト処理や黒布張りなどの反射防止処理が施されている。
【００２７】
接触パッド３２は、透過穴３５よりも若干大きい外形を有し、透過穴３５を覆うように、且つその周面が接触検知センサ３６に接触するように導光筒３１に取り付けられる。接触パッド３２には、発光素子３４からの光を透過する透明な材料、例えばクリアー樹脂やガラスが用いられている。図４に示すように、認証モードにおいては、指３７の第１間節部分をこの接触パッド３２に押し付け、指３７の指紋の撮影を行う。
【００２８】
カメラ本体２ａの電気的構成を示す図５において、ＣＰＵ４０は、バス４１を介してカメラ本体２ａの各部を統括的に制御する。システムメモリ４２は、撮影シーケンスを行うための各種プログラムが記憶されるＲＯＭや、プログラムの実行に必要な各種データが一時記憶されるＲＡＭから構成される。不揮発性メモリ４３は、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な記憶媒体からなり、カメラ本体２ａを動作させるために必要な各種データが記憶される。ＣＰＵ４０は、システムメモリ４２のＲＯＭや不揮発性メモリ４３に記憶されたプログラムやデータを作業用メモリであるＲＡＭに読み出し、これらに基づいてカメラ本体２ａの各部の制御を行う。
【００２９】
撮像光学系を構成する撮像レンズ１０は、主レンズ１０ａ、ズームレンズ１０ｂ、およびフォーカスレンズ１０ｃからなる。撮像レンズ１０の背後には、絞り４４が配置されている。ズームレンズ１０ｂ、フォーカスレンズ１０ｃ、および絞り４４には、レンズモータ４５、４６、およびアイリスモータ４７が接続されている。これらのモータ４５〜４７はステッピングモータであり、バス４１を介してＣＰＵ４０に接続されたモータドライバ４８〜５０から送信される駆動パルスにより動作制御される。
【００３０】
レンズモータ４５は、ズーム操作ボタン２２の操作に連動し、ズームレンズ１０ｂをワイド側、あるいはテレ側に移動させる。レンズモータ４６は、各焦点距離において、フォーカスレンズ１０ｃを移動させて合焦位置にセットする。アイリスモータ４７は、絞り４４を動作させ、絞り径を調整する。
【００３１】
絞り４４の背後には、被写体像を撮像するＣＣＤ５１が配置されている。ＣＣＤ５１には、ＣＰＵ４０によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）５２が、ＣＣＤドライバ５３を介して接続されている。ＣＣＤドライバ５３は、ＴＧ５２から入力されるタイミング信号（クロックパルス）に基づいて、ＣＣＤ５１の各セルの蓄積電荷量と電荷読み出しタイミングとを制御する。
【００３２】
ＣＣＤ５１から出力された撮像信号は、アナログ信号処理回路５４に入力される。アナログ信号処理回路５４は、ＣＣＤ５１から出力された撮像信号を、ＣＣＤ５１の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像信号として出力し、所定の増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）５５は、アナログ信号処理回路５４で増幅されたアナログの画像信号を、デジタルの画像データに変換する。
【００３３】
デジタル信号処理回路５６は、Ａ／Ｄ５５から出力されたデジタル画像データに対して、輪郭強調、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの各種信号処理を施す。輝度信号生成回路５７は、デジタル信号処理回路５６で処理が施された画像データから、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとを生成する。
【００３４】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８は、被写体の明るさに応じて露出量を決定するとともに、Ａ／Ｄ５５から出力された画像データで表される画像の色温度を検出して、ホワイトバランスの補正量を決定する。スルー画のときには、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８で決定した露出量に基づいて、絞り４４の絞り径がアイリスモータ４７により制御される。絞り４４で適正露出にすることができないときには、ＣＣＤ５１の電荷蓄積時間がＣＣＤドライバ５３により制御される。静止画撮影時には、ＡＥ／ＡＦ検出回路５９で決定された露出量に応じた絞り径、およびシャッタ速度となるように、アイリスモータ４７、およびＣＣＤドライバ５３によって、絞り４４、およびＣＣＤ５１が制御される。
【００３５】
ＡＦ検出回路５９は、レンズモータ４６を駆動させてフォーカスレンズ１０ｃを光軸に沿って移動させながら、Ａ／Ｄ５５から出力された画像データから被写体像の鮮鋭度を表すフォーカス評価値を算出し、合焦位置を検出する。
【００３６】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８、およびＡＦ検出回路５９は、スルー画表示中も所定のサイクルで検出を行っている。また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８、およびＡＦ検出回路５９は、レリーズボタン１８が半押しされたときに検出を開始し、ＣＰＵ４０に検出結果を逐次送信する。ＣＰＵ４０は、各検出回路５８、５９から送信される検出結果に基づいて、撮像レンズ１０、絞り４４、およびＣＣＤ５１の動作を制御する。
【００３７】
画像圧縮・伸張回路６０は、デジタル信号処理回路５６で各種信号処理が施された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で圧縮処理を施す。圧縮処理後の画像データは、カードＩ／Ｆ６１を経由して、メモリカード６２に記録される。
【００３８】
ＵＳＢコネクタ６３には、ＵＳＢケーブルが接続され、ＵＳＢドライバ６４を介して、パーソナルコンピュータなどの外部機器との間でデータの送受信を行う。Ｉ／Ｏポート６５には、前述の操作部２１が接続され、操作部２１を介して入力された信号をＣＰＵ４０に送信する。ＣＰＵ４０は、Ｉ／Ｏポート６５から送信された信号に応じて、カメラ本体２ａの各部を動作させる。
【００３９】
フレームメモリ６６には、デジタル信号処理回路５５で各種信号処理が施された１フレーム分の画像データが書き込まれる。ＬＣＤドライバ６７は、フレームメモリ６６に書き込まれた画像データをＮＴＳＣ方式に変換し、ＬＣＤ２０に表示させる。ストロボ装置６８は、ストロボ制御回路６９により動作制御され、ストロボ発光窓１５から被写体に向けてストロボ光を発する。
【００４０】
シリアルドライバ７０は、端子１３による光源ユニット１２との各種制御信号の授受を媒介する。装着検知部７１は、光源ユニット１２の装脱を検知し、この検知結果をＣＰＵ４０に送信する。装着検知の方法は、カメラ本体２ａ側の端子１３のうちの一つを所定の電圧でつり、光源ユニット１２側の対応する端子１４をアースに接続しておき、端子１３から繋がる信号線の出力（光源ユニット１２が装着された場合はＬｏｗ、装着されていない場合はＨｉｇｈ）をポーリングして確認することで行う。
【００４１】
ＣＰＵ４０は、装着検知部７１で光源ユニット１２のカメラ本体２ａへの装着が検知されたときに、モータドライバ４９を介してレンズモータ４６を駆動させ、フォーカスレンズ１０ｃを近接撮影に適した位置（接触パッド３２上に焦点が合う位置）に移動させる。このフォーカスレンズ１０ｃが移動される位置の情報は、不揮発性メモリ４３に予め記憶されており、ＣＰＵ４０はこの情報を不揮発性メモリ４３から読み出して、上記処理を実行する。
【００４２】
電力供給部７２は、バッテリーや電池からの電力をデジタルカメラ２の各部に供給するとともに、端子１３を介して、光源ユニット１２に電力を供給する。電力供給部７２には、出力電圧を監視するためのＡ／Ｄ変換器や、バッテリーや電池の電圧を各部に適した所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換器、電源オン／オフの際の各部の起動順序、タイミングを制御する電源制御回路などが設けられている。
【００４３】
光源ユニット１２の電気的構成を示す図６において、コネクタ１４には、シリアルドライバ８０、および電力供給部８１が接続されている。シリアルドライバ８０は、端子１４によるカメラ本体２ａとの各種制御信号の授受を媒介する。電力供給部８１は、端子１４を介してカメラ本体２ａの電力供給部７２から供給された電力を、発光素子３４を構成する赤色、緑色、青色発光素子３４ａ〜３４ｃに接続された電流源８２ａ〜８２ｃを含む光源ユニット１２の各部に供給する。電力供給部８１には、電力供給部７２と同様に、Ａ／Ｄ変換器やＤＣ／ＤＣ変換器、電源制御回路などが設けられている。
【００４４】
シリアルドライバ８０には、光源ユニット１２の各部を統括的に制御するＣＰＵ８３が接続されている。ＣＰＵ８３には、発光素子ドライバ８４が接続されている。発光素子ドライバ８４は、各発光素子３４ａ〜３４ｃに接続されたトランジスタ８５ａ〜８５ｃの駆動を制御し、各発光素子３４ａ〜３４ｃのオン／オフ制御を行う。すなわち、発光素子ドライバ８４は、接触パッド３２に指が接触したことが接触検知センサ３６で検知されたときに、各発光素子３４ａ〜３４ｃをオンさせ、ＣＣＤ５１による指３７の撮影が終了したときに、各発光素子３４ａ〜３４ｃをオフさせる。
【００４５】
また、発光素子ドライバ８４は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８で検出された被写体の色温度に応じて、電流源８２ａ〜８２ｃから各発光素子３４ａ〜３４ｃに供給される電力量を制御し、各発光素子３４ａ〜３４ｃの光量を調節する。この光量の調節は、不揮発性メモリ４３に予め記憶された色温度と指３７の指紋を最も鮮明に撮影することができる最適光量との関係を参照して行われる。
【００４６】
さらに、発光素子ドライバ８４は、タイミングをずらして４個の発光素子３４を１個ずつ発光させる。ＣＣＤドライバ５３は、この発光素子３４の駆動タイミングでその都度指紋の撮影を行うように、ＣＣＤ５１の駆動を制御する。なお、図６では、４個の発光素子３４のうちの１個を図示している。
【００４７】
デジタル信号処理回路５６は、４個の発光素子３４を１個ずつ発光させて撮影した指紋の画像データから、鮮明に指紋が浮き上がっている部分を画像認識してそれぞれ切り出し、これらを画像合成する。
【００４８】
次に、上記構成を有するデジタルカメラ２の基本的な動作について説明する。まず、デジタルカメラ２で被写体の撮影を行う際には、電源スイッチ１６を操作してデジタルカメラ２の電源を投入する。そして、モードダイヤル１７を操作して静止画撮影モード、あるいは動画撮影モードを選択する。
【００４９】
静止画撮影モードでは、撮像レンズ１０、絞り４４を介して入射した被写体像が、ＣＣＤ５１により光電変換され、アナログ信号処理回路５４でサンプリング、増幅されて、Ａ／Ｄ５５でデジタルの画像データに変換される。
【００５０】
Ａ／Ｄ５５でデジタル変換された画像データは、デジタル信号処理回路５６で各種処理を施された後、輝度信号生成回路５７で簡易的なＹＣ変換処理を施され、フレームメモリ６６に格納される。フレームメモリ６６に格納された画像データは、ＬＣＤドライバ６１を介してＬＣＤ２０にスルー画像として表示される。
【００５１】
スルー画像の表示中に、レリーズボタン１８が半押しされると、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８にて、被写体の明るさに見合った露出量が決定され、この決定された露出量に応じた絞り径、およびシャッタ速度となるように、絞り４４、およびＣＣＤ５１を制御するＡＥが実行される。また、ＡＦ検出回路５９にて、フォーカスレンズ１０ｃを移動させながらフォーカス評価値を算出し、合焦位置を検出するＡＦが実行され、撮影準備処理が完了する。
【００５２】
撮影準備処理が完了した後、レリーズボタン１８の全押しにより撮影が実行されると、決定された露出量に基づいて静止画撮影が行われ、これにより得られた画像データがフレームメモリ６６に格納される。
【００５３】
フレームメモリ６６に格納された画像データは、輝度信号生成回路５７で本格的なＹＣ変換処理を施された後、画像圧縮・伸長回路５８で圧縮処理され、再びフレームメモリ６６に格納される。最後に、フレームメモリ６６の圧縮済みの画像データがカードＩ／Ｆ６１に読み出され、メモリカード６２に記録される。
【００５４】
動画撮影モードが選択されると、静止画撮影モードと同様の処理を経てスルー画像がＬＣＤ２０に表示される。この状態でレリーズボタン１８が半押しされると、撮影準備処理が行われ、レリーズボタン１８の全押しにより動画撮影が開始される。デジタル信号処理回路５６で各種信号処理を施された画像データは、一定のフレームレートでフレームメモリ６６に順次格納される。その後、静止画撮影モードと同様の処理を経て、マイクロホンに入力された周囲の音声とともに、画像データがメモリカード６２に記録される。動画撮影は、レリーズボタン１８が再び全押しされるか、規定の動画撮影可能時間になると終了する。
【００５５】
続いて、認証モードにおけるデジタルカメラ２の動作について、図７のフローチャート、および図８のタイミングチャートを参照して説明する。両コネクタ１３、１４を介して光源ユニット１２をカメラ本体２ａに装着すると、両コネクタ１３、１４の端子同士が接触して、光源ユニット１２とカメラ本体２ａとが電気的に接続される。
【００５６】
光源ユニット１２のカメラ本体２ａへの装着が装着検知部７１で検知されると、カメラ本体２ａの電力供給部７２から光源ユニット１２の電力供給部８１に電力が供給され、光源ユニット１２の電源がオンされる。そして、デジタルカメラ２のモードが認証モードに切り替えられる。また、これと同時に、モータドライバ４９を介してレンズモータ４６が駆動され、フォーカスレンズ１０ｃが接触パッド３２上に焦点が合う位置に移動される。
【００５７】
上記のような待機状態で、接触パッド３２に指が接触したことが接触検知センサ３６で検知されると（図８のａ点）、ＣＰＵ８３からその旨を表す信号（以下、接触検知信号という。）が発生される。そして、接触検知信号がシリアルドライバ８０およびコネクタ１４を介してカメラ本体２ａに送信される。
【００５８】
接触検知信号が受信されると、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８で検出された被写体の色温度が、シリアルドライバ７０およびコネクタ１３を介して光源ユニット１２に送信される。
【００５９】
色温度の検出結果が受信されると、発光素子３４から発せられる光の光量が、色温度の検出結果に見合った最適光量となるように設定される（図８のａ、ｂ点間）。そして、発光素子ドライバ８４により、トランジスタ８５ａ〜８５ｃの駆動が制御され、１個目の発光素子３４の各発光素子３４ａ〜３４ｃがオンされる（ｂ点）。また、このとき、色温度の検出結果に応じて設定された最適光量となるように、電流源８２ａ〜８２ｃから各発光素子３４ａ〜３４ｃに供給される電力量が制御される。これにより、発光素子３４から調光された白色光が発せられ、この白色光が導光筒３１により導光されて接触パッド３２上の指３７が照明される。
【００６０】
発光素子３４から白色光が発せられた後、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５８、およびＡＦ検出回路５９によって、ＡＥ、およびＡＦが実行される（ｃ、ｄ点間）。ＡＥ、ＡＦが完了すると、ＣＣＤドライバ５３によりＣＣＤ５１が駆動されて、接触パッド３２上の指３７の指紋の撮影が行われる（ｅ、ｆ点間）。また、ｆ点の撮影終了と同時に、発光素子ドライバ８４により、１個目の発光素子３４の各発光素子３４ａ〜３４ｃがオフされる。以降、４個の発光素子３４が所定のタイミングで１個ずつ駆動され、その都度指紋の撮影が行われる。
【００６１】
４回の撮影終了後、デジタル信号処理回路５６にて、４個の発光素子３４を１個ずつ発光させて撮影した指紋の画像データから、鮮明に指紋が浮き上がっている部分が画像認識されてそれぞれ切り出され、これらが画像合成されて不鮮明な部分のない指紋の画像が生成され、メモリカード６２に記録される。
【００６２】
以上詳細に説明したように、デジタルカメラ２は、光源ユニット１２とカメラ本体２ａとを着脱自在としたので、個人認証の用途と、静止画撮影や動画撮影といった個人認証以外の通常の用途との両方でデジタルカメラ２を使用することができる。
【００６３】
４個の発光素子３４を９０°ずつずれた位置に等間隔で配置し、タイミングをずらして１個ずつ駆動して、異なる方向から指３７に光を照射し、その都度撮影を行うようにしたので、不鮮明な部分のない指紋画像を得ることができる。したがって、認証の精度を向上させることができる。また、被写体の色温度に応じて、各発光素子３４ａ〜３４ｃの光量を最適となるように調節したので、認証の精度をさらに向上させることができる。
【００６４】
撮影を行う際にのみ、発光素子３４を駆動させるようにしたので、撮影時以外は光源ユニット１２を待機状態とすることができ、省電力化を図ることができる。また、接触パッド３２に指が接触したことが接触検知センサ３６で検知されたときに自動的に撮影を行うようにしたので、操作性を向上させることができる。さらに、光源ユニット１２がカメラ本体２ａに装着されたときに、自動的にフォーカスレンズ１０ｃが接触パッド３２上に焦点が合う位置に移動されるようにしたので、焦点距離を手動で設定するなどの手間を省くことができる。
【００６５】
上記実施形態では、指３７の指紋を撮影するための光源ユニット１２を例示して説明したが、図９に示す光源ユニット９０を用いてもよい。光源ユニット９０は、近赤外光を発する赤外発光素子９１と、中央部から先端部に向かって幅広な断面形状を有する導光筒９２と、導光筒９２の先端部に取り付けられた接触パッド９３とからなる。認証モードにおいては、手のひら９４を接触パッド９３に押し付け、手のひら９４の静脈の撮影を行う。
【００６６】
ここで、生体の血管は、強い圧力をかけると潰れて広がり、さらに圧力をかけると血の流れが止まって見えなくなる。光源ユニット９０は、この生体特有の時系列変化を利用して、認証の精度をさらに高めるために、接触検知センサとして圧力センサ９５を用いている。すなわち、圧力センサ９５が反応したときに、上記のような時系列変化を画像データから検知して、これを認証の前提条件とすれば、偽指や偽手による成り済ましを防止することができる。
【００６７】
また、この場合も上記実施形態と同様に、４個の赤外発光素子９１を９０°ずつずれた位置に等間隔で配置し、タイミングをずらして１個ずつ駆動して、異なる方向から手のひら９４に光を照射し、その都度撮影を行うようにすれば、手のひら９４で反射する光と、手のひら９４を透過する光とを同時に撮影することで生じる白飛びに起因する静脈の不明瞭な部分を取り除いた画像を得ることができる。さらに、赤外発光素子９１から発せられる光の光量を変化させて連続的に撮影するようにすれば、手のひら９４の厚みなどの個人差による誤認証を防止することができる。
【００６８】
上記のように、指紋認証用の光源ユニット１２だけでなく、静脈認証用の光源ユニット９０などを用意しておけば、光源ユニットを取り替えるだけで様々な個人認証のタイプに対応することができる。
【００６９】
なお、デジタルカメラ２で得られた指紋や静脈の画像データは、指紋や静脈認証を行う専用の個人認証装置に取り込まれ、認証時に個人の識別情報と照合される画像データとして利用される。あるいは、デジタルカメラ２がインターネットなどの通信ネットワーク経由で画像のプリント注文を行う機能を有するいわゆるウェブカメラであった場合は、プリント注文サイトのログイン時やプリント注文後の支払いの際などに個人認証の手段として用いられる。
【００７０】
上記実施形態では、デジタルカメラ２を例示して説明したが、本発明はこれに限らず、図１０に示すカメラ付き携帯電話１００に適用することも可能である。カメラ付き携帯電話１００は、電話機本体１０１と、光源ユニット１０２とを備えている。
【００７１】
電話機本体１０１は、ヒンジ１０３により回動自在に係合された上部本体１０１ａと下部本体１０１ｂとからなる。上部本体１０１ａの背後にはアンテナ１０４が収納されており、その正面には受話スピーカやＬＣＤ（ともに図示せず）が設けられている。また、上部本体１０１ａの背面には、撮像レンズ１０５が露呈されている。
【００７２】
下部本体１０１ｂには、送話マイク１０６、およびダイヤルキーや各種選択キーからなる操作部１０７が設けられている。また、下部本体１０１ｂの側面には、メモリカードが装填されるメモリカードスロット１０８が設けられている。
【００７３】
光源ユニット１０２は、上記実施形態の光源ユニット１２と同様に、コネクタ（図示せず）を介して、上部本体１０１ａの背面に着脱自在とされている。光源ユニット１０２は、基板１０９と、蓋体１１０と、接触パッド１１１とからなる。基板１０９には、撮像レンズ１０５が露呈する上部本体１０１ａの背面の撮影開口と略同じ円形状の外形を有する透過穴１１２が形成されている。透過穴１１２は、撮像レンズ１０の光軸とその中心が一致するように形成されている。
【００７４】
基板１０９の裏面には、前述のコネクタが設けられている。また、前面の透過穴１１２の周囲には、８個の発光素子１１３が配されている。発光素子１１３は、互いに４５°ずつずれた位置に等間隔で配置されている。
【００７５】
図１１に示すように、発光素子１１３には、白色光を発する白色発光素子１１３ａと、近赤外光を発する赤外発光素子１１３ｂとが用いられており、これらが交互に４個ずつ配置されている。白色発光素子１１３ａは、撮影前のＡＥ、ＡＦ時、および指紋の撮影時に発光される。赤外発光素子１１３ｂは、指の静脈の撮影時に発光される。なお、白色発光素子１１３ａと区別するために、赤外発光素子１１３ｂにはハッチングを施している。
【００７６】
図１０に戻って、蓋体１１０は、断面略台形形状を有し、基板１０９上に形成されたガイドレール１１４に取り付けられる。蓋体１１０は、このガイドレール１１４によって、図示する開き位置と、発光素子１１３を覆う閉じ位置との間でスライド自在となっている。ガイドレール１１４には、蓋体１１０が閉じ位置にスライドされたことを検知する検知スイッチ１１５が設けられている。
【００７７】
蓋体１１０の上面には、透過穴１１２と同様の透過穴（図示せず）が形成され、この透過穴を覆うように接触パッド１１１が取り付けられている。接触パッド１１１には、発光素子１１３からの光を透過する透明な材料、例えばクリアー樹脂やガラスが用いられている。なお、蓋体１１０の内部は空洞となっており、上記実施形態の導光筒３１と同様に、その内面に反射防止処理が施され、発光素子１１３からの光を接触パッド１１１に向けて導光する。
【００７８】
認証を行う際には、まず、接触パッド１１１に指を載せて、指の力で蓋体１１０を開き位置から閉じ位置にスライドさせる。蓋体１１０が閉じ位置にスライドされると、検知スイッチ１１５が作動して、上記実施形態で接触パッド３２に指３７が接触したことが接触検知センサ３６で検知されたときと同様に、認証モードに移行する。
【００７９】
認証モードに移行すると、白色発光素子１１３ａが発光されてＡＥ、ＡＦが実行される。そして、ＡＥ、ＡＦの完了後、指紋の撮影が行われる。あるいは、赤外発光素子１１３ｂが発光されて指の静脈の撮影が行われる。このように、カメラ付き携帯電話１００に本発明を適用すれば、カメラ付き携帯電話１００自体の大型化を招くことなく、個人認証の機能を追加することができる。なお、得られた画像データは、上記実施形態のデジタルカメラ２の場合と同様に、個人認証装置の認証時に照合される画像データとして利用される。あるいは、有料サイトのログイン時や支払いの際などに個人認証の手段として用いられる。
【００８０】
なお、言う迄もないが、この場合も上記実施形態と同様に、４個の赤外発光素子１１３ｂを、タイミングをずらして１個ずつ駆動して、異なる方向から指に光を照射し、その都度撮影を行うようにしてもよいし、白色発光素子１１３ａの代わりに、あるいはそれに加えて、赤色、青色、緑色発光素子が一体化された発光素子を用い、被写体の色温度に応じて、各発光素子の光量を最適となるように調節してもよい。また、蓋体１１０が開き位置にあるときに、白色発光素子１１３ａを通常撮影時のストロボ光として利用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】デジタルカメラの正面外観斜視図である。
【図２】デジタルカメラの背面外観平面図である。
【図３】光源ユニットの分解斜視図である。
【図４】指の指紋を撮影する際の様子を示す状態図である。
【図５】カメラ本体の内部構成を示すブロック図である。
【図６】光源ユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図７】認証モードにおけるカメラ本体および光源ユニットの動作手順を示すフローチャートである。
【図８】認証モードにおけるカメラ本体および光源ユニットの動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】光源ユニットの別の実施形態を示す図であり、手のひらの静脈を撮影する際の様子を示す状態図である。
【図１０】カメラ付き携帯電話の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示すカメラ付き携帯電話に取り付けられる光源ユニットの発光素子の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８２】
２  デジタルカメラ
２ａ  カメラ本体
１０、１０５  撮像レンズ
１０ｃ  フォーカスレンズ
１２、９０、１０２  光源ユニット
３２、９３、１１１  接触パッド
３４、１１３  発光素子
３４ａ〜３４ｃ  赤色、青色、緑色発光素子
３６  接触検知センサ
３７  指
４０  ＣＰＵ
４６  レンズモータ
４９  モータドライバ
５１  ＣＣＤ
５３  ＣＣＤドライバ
５８  ＡＥ／ＡＷＢ検出回路
７１  装着検知部
８３  ＣＰＵ
８４  発光素子ドライバ
９１、１１３ｂ  赤外発光素子
９４  手のひら
９５  圧力センサ
１００  カメラ付き携帯電話
１０１  電話機本体
１１３ａ  白色発光素子
１１５  検知スイッチ
【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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【図８】
2007142558.tif 000010
【図９】
2007142558.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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