(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な方式で被写体全域のピントを合わせることが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１は、撮影レンズ２と、矩形の受光面を有し、受光面をレンズ光軸が中心に一致しかつレンズ光軸に対して垂直に配置する撮像センサ４と、受光面または撮像レンズ２を回転させることで受光面の光軸とレンズ光軸とのいずれか一方を他方に対して傾斜させるチルト機構８と、撮像センサ４で取得した画像データを解析する画像解析部１２と、画像解析部１２で解析した画像データに基づいてチルト機構８の傾斜角を調整するチルト機構制御部１０とを備える。【選択図】図１
2017093904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、
矩形の受光面を有し、前記受光面を前記レンズ光軸が中心に一致しかつ前記レンズ光軸に対して垂直に配置する撮像センサと、
前記受光面または前記撮像レンズを回転させることで前記受光面の光軸と前記レンズ光軸とのいずれか一方を他方に対して傾斜させるチルト機構と、
前記撮像センサで取得した画像データを解析する画像解析部と、
前記画像解析部で解析した画像データに基づいて前記チルト機構の傾斜角を調整するチルト機構制御部とを備える、撮像装置。
【請求項２】
前記チルト機構制御部は、前記画像解析部で解析した前記画像データに含まれる被写体の傾斜角度を算出し、算出した傾斜角度に基づいて前記チルト機構の傾斜角を調整する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置と、
前記撮像センサで取得した画像データに基づいて認証処理を実行する認証処理部とを備える、生体認証装置。
【請求項４】
前記認証処理部で認証処理が成功した場合の前記チルト機構の傾斜角度に関する情報を保持する傾斜角度保持部をさらに備え、
前記チルト機構制御部は、前記傾斜角度保持部で保持されている前記チルト機構の傾斜角度に関する情報に基づいて前記チルト機構の傾斜角を調整する、請求項３記載の生体認証装置。
【請求項５】
前記傾斜角度保持部は、前記認証処理部で認証処理が成功した場合の前記画像データに含まれる被写体の傾斜方向と前記チルト機構の傾斜角度に関する情報とを関連付けて保持し、
前記チルト機構制御部は、前記傾斜角度保持部で保持されている、前記画像解析部で解析した画像データに含まれる被写体の傾斜方向に対応する前記チルト機構の傾斜角度に関する情報に基づいて前記チルト機構の傾斜角を調整する、請求項４記載の生体認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影レンズにより結像する被写体像を撮像する撮像センサと、撮像センサの受光面とレンズ光軸との何れか一方を他方に対して傾けるティルト機構とを備えた撮像装置および生体認証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、被写体にピントを合わせ、それ以外の被写体のピントをぼかす撮影が知られている。この点で、特開２００８−２０５５６９号公報においては、撮像センサの受光面とレンズ光軸との何れか一方を他方に対して傾けるティルト機構を用いて調整する方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０５５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、近接撮影等の場合には、被写界深度が非常に浅くなる。被写体と撮像装置との距離とが近く、被写体が撮影レンズに対して奥行斜めになっていると、被写体が被写界深度から外れる領域が生じて撮影画像のピントがぼけてしまう可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、簡易な方式で被写体全域のピントを合わせることが可能な撮像装置および生体認証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】
【０００６】
ある局面に従う撮像装置は、撮影レンズと、矩形の受光面を有し、受光面をレンズ光軸が中心に一致しかつレンズ光軸に対して垂直に配置する撮像センサと、受光面または撮像レンズを回転させることで受光面の光軸とレンズ光軸とのいずれか一方を他方に対して傾斜させるチルト機構と、撮像センサで取得した画像データを解析する画像解析部と、画像解析部で解析した画像データに基づいてチルト機構の傾斜角を調整するチルト機構制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
簡易な方式で被写体全域のピントを合わせることが可能な撮像装置および生体認証装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に基づく撮像装置１の構成を説明する図である。
【図２】実施形態１に基づくチルト機構８の傾斜角について説明する図である。
【図３】実施形態１に基づく撮像レンズ２を２次元で傾斜させる場合について説明する図である。
【図４】実施形態１に基づく撮像装置１の処理について説明するフロー図である。
【図５】実施形態１に基づく撮像装置１により複数人を撮影する場合を説明する図である。
【図６】実施形態１に基づく撮像装置１により撮影された撮影画像から被写体を抽出する場合が示されている図である。
【図７】実施形態１に基づく被写体と撮像装置１との距離を説明する図である。
【図８】実施形態１に基づく被写体の傾斜角度を算出する方式を説明する図である。
【図９】実施形態２に基づく認証装置１００の構成を説明する図である。
【図１０】実施形態２に基づく認証装置１００の認証処理について説明するフロー図である。
【図１１】実施形態２に基づく認証装置１００により生体認証に利用する指を撮影する場合を説明する図である。
【図１２】実施形態２に基づく被写体と認証装置１００との距離を説明する図である。
【図１３】実施形態２の変形例１に基づく生体情報について説明する図である。
【図１４】認証処理の際の左手指と右手指とを撮影した撮影画面を説明する図である。
【図１５】実施形態２の変形例１に基づく認証装置１００の認証処理について説明するフロー図である。
【図１６】実施形態２の変形例２に基づく傾斜角度保持部１８のデータの更新処理について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図せず、それらと均等な構成も含む。
【００１０】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に基づく撮像装置１の構成を説明する図である。
【００１１】
図１に示されるように、撮像装置１は、撮像レンズ２と、撮像センサ４と、画像記録部６と、チルト機構８と、制御部１０と、画像解析部１２と、投光部１５とを含む。
【００１２】
撮像レンズ２に入射した光は、矩形の受光面を有する撮像センサ４に結像される。
撮像センサ４は、受光面に結像された画像を画像データとして画像記録部６に出力する。画像記録部６は、撮像センサ４から出力された画像データを記録し保存する。
【００１３】
また、撮像センサ４から出力された画像データは、画像解析部１２にも出力される。画像解析部１２は、撮像センサ４から出力された画像データを取得して、所定の画像解析処理を実行する。
【００１４】
画像解析部１２は、被写体特定部１３と、距離計測部１４とを含む。
被写体特定部１３は、既存のアルゴリズムに従う画像解析処理に基づいて被写体を特定する。たとえば、被写体の抽出には輪郭抽出などのアルゴリズムを利用することが可能である。また、公知の顔画像検出のアルゴリズムを用いて被写体として人の顔を検出するようにしても良い。
【００１５】
距離計測部１４は、取得した被写体の距離を測定する。具体的には、投光部１５に指示して投光したレーザを撮像センサ４で受光する。そして、取得した画像データから投光したレーザが対象まで往復するのにかかる時間から距離を計測するいわゆるＴＯＦ（Time Of Flight）方式により被写体の距離を測定することが可能である。そして、被写体の複数のポイントの距離を測定することにより被写体の距離の分布を取得することが可能である。また、特にＴＯＦ方式に依らずにいわゆる所定のパターンのレーザを照射して、反射した光のパターンの歪に基づいて距離を測定するパターン照射方式を採用することも可能である。
【００１６】
また、本例においては、ＴＯＦ方式により被写体の距離を測定する方式について説明したが、フォーカス調整が行えるレンズが搭載されている場合には、コントラスト方式を用いてレンズフォーカス位置を動かすことで距離を測定するようにしても良いし、像面位相差方式を利用して距離を測定するようにしても良い。像面位相差方式は、撮像素子にセンサ画素を配置してオートフォーカスを行う方式であり、当該方式により投光部１５を設けない構成とすることも可能である。
【００１７】
チルト機構８は、受光面または撮像レンズを回転させることで受光面の光軸とレンズ光軸とのいずれか一方を他方に対して傾斜させる。本例においては、主に撮像レンズ２を回転させる場合について説明する。なお、初期状態においては、レンズ光軸と受光面の光軸とは同じ方向であり一致しているものとする。
【００１８】
チルト機構８は、水平軸ティルト機構と、垂直軸ティルト機構とで構成されている。垂直軸ティルト機構は、レンズ光軸と直交する垂直軸を中心として回転することで撮像レンズ２を左右方向に傾けることが可能である。水平軸ティルト機構は、レンズ光軸と直交する水平軸を中心に回転することで撮像レンズ２を上下方向に回転させる。なお、本例においては、主に撮像レンズ２を回転させる場合について説明するが、撮像センサ４の受光面を回転させるようにすることも可能である。
【００１９】
制御部１０は、撮像装置１全体を制御するとともに、レンズ傾斜角度算出部１６を含む。
【００２０】
レンズ傾斜角度算出部１６は、画像解析部１２において解析処理された画像データに含まれる被写体および計測された当該被写体の距離に基づいて撮像レンズ２のチルト機構８の傾斜角を算出する。
【００２１】
制御部１０は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された傾斜角をチルト機構８に出力する。これにより、チルト機構８は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された傾斜角となるように撮像レンズ２を調整する。
【００２２】
図２は、実施形態１に基づくチルト機構８の傾斜角について説明する図である。
図２（Ａ）には、一例として被写体について被写界深度から外れている場合が示されている。
【００２３】
撮像センサ４は、撮像レンズ２によって結像した像を画像データに変換する。この点で、ピントがあった撮影となるためには被写界深度に被写体が収まっている必要がある。
【００２４】
一方で、被写界深度は撮影距離が短くなると浅くなることが知られており、撮影距離が短い状態で、被写体が傾斜している場合には全域にピントを合わせることが困難となる。
【００２５】
本例において、被写体に垂直な方向は、撮像センサ４の受光面の光軸および撮像レンズ２の光軸に対して角度θobject傾いて配置（被写体の傾きθobjectとも称する）されている場合が示されている。これにより、被写体が被写界深度から外れている。
【００２６】
図２（Ｂ）には、一例として被写体を被写界深度内に収めるために撮像センサ４および撮像レンズ２で構成されるモジュールを一体として傾斜させた場合が示されている。
【００２７】
この場合、モジュール全体を被写体の傾斜（傾き）（θobject）と同じだけ（θmodule)傾ける必要がある。
【００２８】
図２（Ｃ）は、一例として撮像レンズ２のみ傾斜させた場合が示されている。
具体的には、いわゆるチルト・シフトレンズの原理により像面を倒す。
【００２９】
撮像レンズ２のチルト量θlensはシャインプルーフの原理に従い、撮像レンズ２のf、撮影距離、被写体の傾きθobjectから算出することが可能である。
【００３０】
図２（Ｄ）を用いて説明する。
一例として、被写体が撮像センサ４に対して角度φ傾斜している場合について考える。
【００３１】
そして、傾斜した被写体に撮像センサ４の像面をあわせるため撮像レンズ２を角度θ傾斜させる場合について説明する。
【００３２】
このとき、角度θは以下の式により算出することが可能である。
角度θ=arctan(Ａ／Ｂtanφ)
一例として、Ａ=１ｍｍ、Ｂ＝５０ｍｍ、φ＝４５°の場合、角度θ≒1.2°となる。
【００３３】
図２（Ｂ）の構成の場合には、被写体の傾きに合わせるためにはモジュール全体を４５°傾斜させる必要があるが、撮像レンズ２のみ傾斜させる場合には、少ない傾斜で足りるため、薄型、小型化が要求される携帯端末での利用を考えた場合は、図２（Ｃ）の方式を利用するのが望ましい。
【００３４】
上記においては、説明を簡単にするために１軸で説明したが、撮像センサ４は２次元であるため撮像レンズ２についても２次元で傾斜させる。
【００３５】
図３は、実施形態１に基づく撮像レンズ２を２次元で傾斜させる場合について説明する図である。
【００３６】
図３に示されるように、チルト機構８により、撮像レンズ２のレンズ光軸と直交する垂直軸を中心として回転することで撮像レンズ２を左右方向に傾けることが可能である。また、レンズ光軸と直交する水平軸を中心に回転することで撮像レンズ２を上下方向に回転させることが可能である。本例においては、チルト機構８により撮像レンズ２を傾斜させることによりレンズ光軸がずれた場合が示されている。
【００３７】
具体的には、撮像レンズの傾斜角として、初期状態におけるレンズ光軸からｘ軸を軸として撮像レンズ２を上方向に角度θlens-ｙ、ｙ軸を軸として右方向に角度θlens-x回転した場合が示されている。これにより被写体の奥行き方向の傾斜がｘ，ｙ軸のどの方向に発生しても適切に像面を調整することが可能となる。
【００３８】
図４は、実施形態１に基づく撮像装置１の処理について説明するフロー図である。
図４に示されるように、まず、撮像装置１は、撮像センサ４を起動する（ステップＳ２）。たとえば、図示しない撮像装置１の起動ボタンの選択に従って撮像センサ４を起動させる。そして、撮像センサ４により撮影する。撮像センサ４は、撮影した画像の画像データを画像解析部１２に出力する。
【００３９】
次に、撮像装置１は、被写体を特定する（ステップＳ４）。具体的には、画像解析部１２は、撮像センサ４からの画像データの入力を受けて、被写体を特定する。被写体の特定方式としては種々の方式を採用することが可能であるが、被写体の抽出には輪郭抽出など既存のアルゴリズムを利用することが可能である。公知の顔画像検出のアルゴリズムに基づいて複数人の顔位置を検出するようにしても良い。
【００４０】
次に、撮像装置１は、被写体の距離を計測する（ステップＳ６）。具体的には、画像解析部１２の距離計測部１４を用いて、特定された被写体の距離を計測する。特定された被写体の１つのポイントとの距離を計測しても良いし、被写体の複数のポイントとの距離を計測して距離の分布を取得するようにしても良い。検出対象によって切り替えるようにしても良い。たとえば、複数人の顔を検出する場合と、指を検出する場合とで距離の計測の方式を切り替えるようにしても良い。
【００４１】
次に、撮像装置１は、撮像レンズ２の傾斜角度を算出する（ステップＳ８）。具体的には、レンズ傾斜角度算出部１６は、距離計測部１４により計測された特定された被写体の距離に基づいて特定された被写体の傾斜角を算出し、算出された傾斜角に基づいて撮像レンズ２の傾斜角度を計算する。
【００４２】
次に、撮像装置１は、撮像レンズ２の傾斜角度を調整する（ステップＳ１０）。制御部１０は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された撮像レンズ２の傾斜角度となるようにチルト機構８に指示する。
【００４３】
次に、撮像装置１は、当該調整された傾斜角度に基づいて撮影する（ステップＳ１２）。具体的には、撮像センサ４は、チルト機構８に従って調整された撮像レンズ２により結像された画像を撮影する。
【００４４】
そして、処理を終了する（エンド）。
図５は、実施形態１に基づく撮像装置１により複数人を撮影する場合を説明する図である。
【００４５】
図５に示されるように、複数人と撮像装置１との位置関係が示されており、ここでは、それらを上視した場合が示されている。本例に示されるように、撮像装置１に対する位置がそれぞれ異なる場合が示されている。
【００４６】
図６は、実施形態１に基づく撮像装置１により撮影された撮影画像から被写体を抽出する場合が示されている図である。
【００４７】
図６（Ａ）には、撮像装置１により取得された撮影画像が示されている。被写体特定部１３は、当該撮影画像に含まれる３人の顔Ｐ，Ｑ，Ｒを公知の顔画像検出により検出する。本例においては、被写体として複数人の顔画像を検出する。
【００４８】
図６（Ｂ）には、被写体特定部１３により抽出した被写体となる複数の顔画像が示されている。ここでは、白丸領域が撮影画像中の顔位置を表している。
【００４９】
図７は、実施形態１に基づく被写体と撮像装置１との距離を説明する図である。
図７に示されるように、距離計測部１４により計測された被写体毎の距離のグラフ分布が示されている。具体的には、顔Ｐが最も距離が遠く、顔Ｒが距離が近い場合が示されている。
【００５０】
図８は、実施形態１に基づく被写体の傾斜角度を算出する方式を説明する図である。
図８に示されるように、レンズ傾斜角度算出部１６は、被写体特定部１３で特定された被写体および距離計測部１４により計測された被写体の距離に基づいて傾斜方向を算出する。計測された距離等に基づいて最小二乗法により被写体の傾斜方向を示す近似される１次関数を算出する。
【００５１】
レンズ傾斜角度算出部１６は、当該算出された傾斜方向を示す近似される一次関数に基づいて図２（Ｂ）で説明したように被写体の傾斜（傾き）（θobject）を算出する。
【００５２】
そして、レンズ傾斜角度算出部１６は、図２（Ｄ）で説明した方式に基づいて撮像レンズ２の角度θを算出する。
【００５３】
本例において、レンズ傾斜角度算出部１６は、撮像レンズ２の２次元での傾斜を考慮して図３で説明したように、傾斜角として、初期状態におけるレンズ光軸からｘ軸を軸とする上下方向の角度θlens-ｙ、ｙ軸を軸とする左右方向の角度θlens-xを算出する。
【００５４】
制御部１０は、チルト機構８に対して算出した傾斜角を出力する。そして、チルト機構８は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された傾斜角となるように撮像レンズ２を調整する。
【００５５】
撮像装置１は、当該調整された傾斜角度に基づいて撮影する。その際、ＡＦ（Auto Focus）機能によりピント位置を調整するようにしても良い。当該処理により、撮像センサ４には、顔Ｐ〜Ｒすべてに合焦した光が入射するようになり、所望の被写体にすべてピントのあった画像を撮影することが可能となる。なお、ＡＦ方式としては、コントラスト方式、位相差方式等種々の方式があるが、特に方式に限定されるものでもなく、像面位相差方式を利用するようにしても良い。
【００５６】
本発明の撮像装置１により、簡易な方式で被写体全域にピントを合わせることが可能となる。
【００５７】
（実施形態２）
図９は、実施形態２に基づく認証装置１００の構成を説明する図である。
【００５８】
図９に示されるように実施形態２に基づく認証装置１００は、図１で説明した撮像装置１の各構成要素に加えて傾斜角度保持部１８の構成を設け、画像記録部６の代わりに認証部２０の構成を設けた点が異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り替えさない。
【００５９】
認証部２０は、撮像センサ４により撮影（取得した）した生体情報と、予め保持されているデータとを照合して照合結果が一致するか否かの判定処理を実行する。本例においては、一例として手のひらの指先の指紋情報（生体情報）を取得して認証処理を実行する場合について説明する。
【００６０】
傾斜角度保持部１８は、認証部２０で認証処理が成功した場合における撮像レンズ２の傾斜角を保存する。
【００６１】
傾斜角度保持部１８で撮像レンズ２の傾斜角を保存することにより、認証処理毎に撮像レンズ２の傾斜角を再計算する必要が無く、認証処理の時間を短縮して、認証処理を高速に実行することが可能である。
【００６２】
一例として、実施形態２に基づく認証装置１００の認証処理として生体認証に適用するようにしても良い。
【００６３】
認証処理はその性質上、頻繁に利用されることが想定されるため、認証完了までの時間を短縮する必要がある。
【００６４】
例えば、認証処理を実行する場合の操作（例えば「手のひら」の場合、カメラに向けて手を差し出す方向やカメラに対する奥行き方向０角度など）は個人ごとに有る程度のパターンが存在し、認証処理を実行する場合の操作ごとに大きくは変化しないことが想定される。
【００６５】
したがって、認証成功時のレンズの傾斜角度を傾斜角度保持部１８に保持する。これにより、次回の認証処理の際に、撮像レンズ２の角度の初期値として傾斜角度保持部１８に保持されたデータを利用することにより、撮像レンズ２の傾斜角度の再計算を省略することが可能であり、結果として認証時間の短縮を図ることが可能である。また、認証が成功した場合のみ傾斜角度を保存する構成としているため、初期値に誤った角度を設定する心配もない。
【００６６】
＜処理フロー＞
図１０は、実施形態２に基づく認証装置１００の認証処理について説明するフロー図である。
【００６７】
図１０に示されるように、まず、認証装置１００は、撮像センサ４を起動する（ステップＳ２）。たとえば、図示しない撮像装置１の起動ボタンの選択に従って撮像センサ４を起動させる。そして、撮像センサ４により撮影する。撮像センサ４は、撮影した画像の画像データを画像解析部１２に出力する。
【００６８】
次に、認証装置１００は、傾斜角度データが有るかどうかを判断する（ステップＳ２０）。具体的には、認証装置１００は、傾斜角度保持部１８に傾斜角度データが有るかどうかを判断する。
【００６９】
認証装置１００は、傾斜角度データが無いと判断した場合には、ステップＳ２６に進む。
【００７０】
一方、認証装置１００は、傾斜角度データが有ると判断した場合には、傾斜角度保持部１８から傾斜角度データを読み出す（ステップＳ２２）。具体的には、制御部１０は、傾斜角度保持部１８で保持されている傾斜角度データを取得して、チルト機構８に出力する。
【００７１】
次に、認証装置１００は、撮像レンズ２の角度を調整する（ステップＳ２４）。
チルト機構８は、取得した傾斜角度データに基づく傾斜角となるように撮像レンズ２を調整する。
【００７２】
次に、認証装置１００は、認証処理を開始する（ステップＳ２６）。具体的には、認証部２０による認証処理を開始する。
【００７３】
次に、認証装置１００は、認証処理が終了したかどうかを判断する（ステップＳ２８）。具体的には、認証部２０は、撮像センサ４により撮影（取得した）した生体情報と、予め保持されているデータとを照合して照合結果が一致するか否かの判定処理を実行する。
【００７４】
認証部２０は、照合結果が一致すると判断した場合には認証処理が終了したと判断して、ステップＳ３０に進む。一方、認証部２０は、照合結果が一致しないと判断した場合には認証処理が終了しないと判断して、ステップＳ４に進む。たとえば、認証部２０は、所定期間の間、照合結果が一致するか否かを判断するようにしても良い。
【００７５】
ステップＳ２８において、認証装置１００は、認証処理が終了したと判断した場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）には、レンズ傾斜角度を保存する（ステップＳ３０）。具体的には、制御部１０は、チルト機構８に出力した傾斜角度データを傾斜角度保持部１８に出力する。傾斜角度保持部１８は、当該傾斜角度データを保持する。これにより次回の認証処理の際に当該データが利用される。
【００７６】
そして、処理を終了する（エンド）。
ステップＳ２８において、認証装置１００は、認証処理が終了しないと判断した場合（ステップＳ２８においてＮＯ）には、被写体を特定する（ステップＳ４）。具体的には、画像解析部１２は、撮像センサ４からの画像データの入力を受けて、被写体を特定する。被写体の特定方式としては種々の方式を採用することが可能であるが、被写体の抽出には輪郭抽出など既存のアルゴリズムを利用することが可能である。本例においては、生体認証において利用する指を被写体として特定する。
【００７７】
次に、認証装置１００は、被写体の距離を計測する（ステップＳ６）。具体的には、画像解析部１２の距離計測部１４を用いて、特定された被写体の距離を計測する。本例においては、被写体として特定された指の複数のポイントの距離を計測して、その距離の分布を取得する。
【００７８】
次に、認証装置１００は、撮像レンズ２の傾斜角度を算出する（ステップＳ８）。具体的には、レンズ傾斜角度算出部１６は、特定された被写体の距離の分布に基づいて特定された被写体の傾斜角を算出し、算出された傾斜角に基づいて撮像レンズ２の傾斜角度を計算する。
【００７９】
次に、認証装置１００は、撮像レンズ２の傾斜角度を調整する（ステップＳ１０）。制御部１０は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された撮像レンズ２の傾斜角度となるようにチルト機構８に指示する。
【００８０】
そして、再び、ステップＳ２８に戻り、チルト機構８に従って調整された撮像レンズ２により結像された画像に従う認証処理を実行する。
【００８１】
なお、調整した場合であっても認証部２０の照合結果が一致しない場合には、照合不一致として、レンズ傾斜角度を保存することなく認証処理を終了するようにしても良い。
【００８２】
図１１は、実施形態２に基づく認証装置１００により生体認証に利用する指を撮影する場合を説明する図である。
【００８３】
図１１（Ａ）には、実施形態２に基づく認証装置１００により撮影された撮影画像から被写体を抽出する場合が示されている。
【００８４】
一例として、撮像センサ４により取得された撮影画像が示されている。被写体特定部１３は、当該撮影画像に含まれる指を公知の画像検出アルゴリズムにより検出する。本例においては、被写体として指を検出する。
【００８５】
図１１（Ｂ）には、被写体特定部１３により抽出した被写体となる指が示されている。ここでは、白い領域が撮影画像中の指位置を表している。
【００８６】
図１２は、実施形態２に基づく被写体と認証装置１００との距離を説明する図である。
図１２に示されるように、距離計測部１４により計測された被写体の距離のグラフ分布が示されている。具体的には、指先に向かって距離が遠くなっている場合が示されている。
【００８７】
そして、上記で説明したようにレンズ傾斜角度算出部１６は、被写体特定部１３で特定された被写体および距離計測部１４により計測された被写体の距離に基づいて傾斜方向を算出する。上記で説明したように計測された距離等に基づいて最小二乗法により被写体の傾斜方向を示す近似される１次関数を算出する。
【００８８】
レンズ傾斜角度算出部１６は、当該算出された傾斜方向を示す近似される一次関数に基づいて図２（Ｂ）で説明したように被写体の傾斜（傾き）（θobject）を算出する。そして、レンズ傾斜角度算出部１６は、図２（Ｄ）で説明した方式に基づいて撮像レンズ２の角度θを算出する。
【００８９】
本例において、レンズ傾斜角度算出部１６は、撮像レンズ２の２次元での傾斜を考慮して図３で説明したように、傾斜角として、初期状態におけるレンズ光軸からｘ軸を軸とする上下方向の角度θlens-ｙ、ｙ軸を軸とする左右方向の角度θlens-xを算出する。
【００９０】
制御部１０は、チルト機構８に対して算出した傾斜角を出力する。そして、チルト機構８は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された傾斜角となるように撮像レンズ２を調整する。認証装置１００は、当該調整された傾斜角度に基づいて撮影する。その際、ＡＦ（Auto Focus）機能によりピント位置を調整するようにしても良い。当該処理により、撮像センサ４には、顔Ｐ〜Ｒすべてに合焦した光が入射するようになり、所望の被写体にすべてピントのあった画像を撮影することが可能となる。
【００９１】
そして、実施形態２に従う方式によれば、認証処理が終了した場合に、レンズ傾斜角度を保存する構成であるため次回の認証処理の際に当該データを用いてチルト機構の角度の調整を実行することが可能であり、再度、チルト機構の角度の計算処理をする必要がなく、認証処理を高速に実行することが可能である。
【００９２】
（変形例１）
実施形態２の変形例１においては、手のひらの指先の指紋情報（生体情報）を用いて認証処理を実行する場合について説明する。
【００９３】
図１３は、実施形態２の変形例１に基づく生体情報について説明する図である。
図１３に示されるように、被写体が指先の場合などは、像面が倒れる方向が指の長手方向に限定される。
【００９４】
一方で、左手の指先と、右手の指先とでは、像面が倒れる方向が異なる。
図１４は、認証処理の際の左手指と右手指とを撮影した撮影画面を説明する図である。
【００９５】
図１４に示されるように、像面が倒れる方向が左手指と右手指とで異なる。
したがって、認証処理を高速に実行するためにはそれぞれの方向に応じてチルト機構の角度を調整することが望ましい。
【００９６】
本変形例１においては、被写体の方向とチルト機構の角度とを関連付けて保存することにより高速な認証処理を実行する方式について説明する。
【００９７】
画像解析部１２は、撮像センサ４により取得した画像データに基づいて被写体となる指の中心線を算出する。具体的には、公知の細線化フィルタのアルゴリズムを利用することにより、指の中心線（細線）を抽出する。そして、得られた細線から最小二乗法で近似直線を算出する。そして、算出された近似直線に沿って距離の分布を測定、像面の倒れを算出する。
【００９８】
当該方式により、最小二乗法で扱うデータ点数を大幅に削減することが可能となり、処理を高速化することが可能である。
【００９９】
図１５は、実施形態２の変形例１に基づく認証装置１００の認証処理について説明するフロー図である。
【０１００】
図１５に示されるように、まず、認証装置１００は、撮像センサ４を起動する（ステップＳ２）。たとえば、図示しない撮像装置１の起動ボタンの選択に従って撮像センサ４を起動させる。そして、撮像センサ４により撮影する。撮像センサ４は、撮影した画像の画像データを画像解析部１２に出力する。
【０１０１】
次に、認証装置１００は、被写体の中心線を特定する（ステップＳ３０）。具体的には、画像解析部１２は、上記した方式に従って撮像センサ４により取得した画像データに基づいて被写体となる指の中心線を算出する。
【０１０２】
次に、認証装置１００は、傾斜角度データが有るかどうかを判断する（ステップＳ２０）。具体的には、認証装置１００は、傾斜角度保持部１８に傾斜角度データが有るかどうかを判断する。
【０１０３】
認証装置１００は、傾斜角度データが無いと判断した場合には、ステップＳ２６に進む。
【０１０４】
一方、認証装置１００は、傾斜角度データが有ると判断した場合には、被写体の中心線に近似するレンズ傾斜方向に対応する傾斜角度データを傾斜角度保持部１８から読み出す（ステップＳ２２）。具体的には、制御部１０は、傾斜角度保持部１８で保持されている被写体の中心線に近似するレンズ傾斜方向に対応する傾斜角度データを取得して、チルト機構８に出力する。
【０１０５】
次に、認証装置１００は、撮像レンズ２の角度を調整する（ステップＳ２４）。チルト機構８は、取得した傾斜角度データに基づく傾斜角となるように撮像レンズ２を調整する。
【０１０６】
次に、認証装置１００は、認証処理を開始する（ステップＳ２６）。具体的には、認証部２０による認証処理を開始する。
【０１０７】
次に、認証装置１００は、認証処理が終了したかどうかを判断する（ステップＳ２８）。具体的には、認証部２０は、撮像センサ４により撮影（取得した）した生体情報と、予め保持されているデータとを照合して照合結果が一致するか否かの判定処理を実行する。
【０１０８】
認証部２０は、照合結果が一致すると判断した場合には認証処理が終了したと判断して、ステップＳ３８に進む。一方、認証部２０は、照合結果が一致しないと判断した場合には認証処理が終了しないと判断して、ステップＳ３４に進む。たとえば、認証部２０は、所定期間の間、照合結果が一致するか否かを判断するようにしても良い。
【０１０９】
認証装置１００は、認証処理が終了したと判断した場合（ステップＳ２８においてＹＥＳ）には、レンズ傾斜方向とレンズ傾斜角度とを保存する（ステップＳ３８）。レンズ傾斜方向は、認証処理が終了した場合における算出された被写体の中心線の方向を表す。傾斜方向は、撮影画像中の指方向であり、ｘｙ平面での角度として示される。レンズ傾斜角度は、制御部１０がチルト機構８に出力した傾斜角度データである。
【０１１０】
制御部１０は、レンズ傾斜方向およびレンズ傾斜角度を傾斜角度保持部１８に出力する。傾斜角度保持部１８は、レンズ傾斜方向とレンズ傾斜角度とを関連付けた傾斜角度データとして保持する。これにより次回の認証処理の際に当該データが利用される。
【０１１１】
そして、処理を終了する（エンド）。
ステップＳ２８において、認証装置１００は、認証処理が終了しないと判断した場合（ステップＳ２８においてＮＯ）には、被写体の中心線を特定する（ステップＳ３４）。具体的には、画像解析部１２は、撮像センサ４からの画像データの入力を受けて、被写体を特定し、上記した方式に従って被写体の中心線を特定する。
【０１１２】
次に、認証装置１００は、被写体の中心線に沿って距離を計測する（ステップＳ３６）。具体的には、画像解析部１２の距離計測部１４を用いて、中心線に沿って特定された被写体の距離を計測し、被写体の複数のポイントとの距離を計測することにより距離の分布を取得する。
【０１１３】
次に、認証装置１００は、撮像レンズ２の傾斜角度を算出する（ステップＳ８）。具体的には、レンズ傾斜角度算出部１６は、特定された被写体の距離の分布に基づいて特定された被写体の傾斜角を算出し、算出された傾斜角に基づいて撮像レンズ２の傾斜角度を計算する。
【０１１４】
次に、認証装置１００は、撮像レンズ２の傾斜角度を調整する（ステップＳ１０）。制御部１０は、レンズ傾斜角度算出部１６で算出された撮像レンズ２の傾斜角度となるようにチルト機構８に指示する。
【０１１５】
そして、再び、ステップＳ２８に戻り、チルト機構８に従って調整された撮像レンズ２により結像された画像に従う認証処理を実行する。
【０１１６】
なお、調整した場合であっても照合結果が一致しない場合には、照合不一致として、レンズ傾斜角度を保存することなく認証処理を終了するようにしても良い。
【０１１７】
実施形態２に従う方式によれば、認証処理が終了した場合に、レンズ傾斜角度を保存する構成であるため次回の認証処理の際に当該データを用いてチルト機構の角度の調整を実行することが可能であり、再度、チルト機構の角度の計算処理をする必要がなく、認証処理を高速に実行することが可能である。
【０１１８】
また、被写体の中心線を特定して、当該被写体の中心線に近似するレンズ傾斜方向に対応するレンズ傾斜角度が利用されるため、例えば左手の指を使う場合、右手の指を使う場合で傾斜角度データが自動的に切り替えられる。したがって、認証処理を高速に実行することが可能である。
【０１１９】
（変形例２）
図１６は、実施形態２の変形例２に基づく傾斜角度保持部１８のデータの更新処理について説明する図である。
【０１２０】
図１６に示されるように、傾斜角度保持部１８は、傾斜方向と傾斜角度とを関連付けた傾斜角度データとして保存する。
【０１２１】
図１６（Ａ）に示される一例として、傾斜方向と傾斜角度とを含む傾斜角度データＤＡが保存されている場合が示されている。
【０１２２】
次に、傾斜角度データＤＢに従って認証が成功した場合には、傾斜角度データＤＡおよびＤＢに基づいて傾斜角度データを更新する。
【０１２３】
具体的には、既に保存されている傾斜角度データのうち類似した保存データが有るか否かを判断する。
【０１２４】
本例においては、既に保存されている傾斜角度データの傾斜方向と、今回の傾斜角度データの傾斜方向とが所定の閾値以内の範囲内であるか否かを判断する。
【０１２５】
所定の閾値以内の範囲内であると判断した場合には、類似した保存データを更新する。
具体的には、既に保存されている傾斜角度データと、今回の傾斜角度データとに基づいて新たな更新された傾斜角度データを保存する。
【０１２６】
図１６（Ｂ）には、傾斜角度データＤＡおよびＤＢに基づいて更新された傾斜角度データＤＣを保存する場合が示されている。
【０１２７】
具体的には、傾斜角度データＤＡおよびＤＢの傾斜方向の平均値を新たな傾斜角度データの傾斜方向に設定する。また、傾斜角度データＤＡおよびＤＢの傾斜角度の平均値を新たな傾斜角度データの傾斜角度に設定する。
【０１２８】
当該処理により、認証毎のばらつきを収束して最適な傾斜角度データに更新することが可能となる。
【０１２９】
一方で、所定の閾値以内の範囲内でないと判断した場合には、類似する保存データは無いとして今回の傾斜角度データを保存する。
【０１３０】
図１６（Ｃ）には、今回の傾斜角度データＤＥが追加されて保存された場合が示されている。
【０１３１】
当該処理により、一例として指の撮影方向に応じて、適切なレンズ傾斜角度が選択的に設定されるとともに、最適な傾斜角度データに更新することが可能であるため、認証時間の短時間化を図ることが可能となる。
【０１３２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３３】
１  撮像装置、２  撮像レンズ、４  撮像センサ、６  画像記録部、８  チルト機構、１０  制御部、１２  画像解析部、１３  被写体特定部、１４  距離計測部、１５  投光部、１６  レンズ傾斜角度算出部、１８  傾斜角度保持部、２０  認証部、１００  認証装置。
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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