JP4582406B2 - 生体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体撮像装置に関し、例えばバイオメトリクス認証に適用して好適なものである。

近年、生体内方に介在する血管がバイオメトリクス認証の対象の１つとして着目されている。

この血管を通る脱酸素化ヘモグロビン（静脈血）又は酸素化ヘモグロビン（動脈血）には、近赤外線帯域の光（近赤外光）を特異的に吸収するといった性質があり、この性質を利用して血管を撮像する撮像装置が提案されている。

具体的には、近赤外光光源から、撮像開口上に配された指に近赤外光を照射し、この指の内方を反射又は散乱することにより当該指から撮像開口を介して筺体内部に入射する近赤外光を、光学レンズを介して撮像素子の撮像面に導光させるようにして血管を撮像する撮像装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−１９５７９２公報（第２図、第１５図参照）

ところでかかる構成の撮像装置においては、指と撮像素子との間の距離が短いことに起因する光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理によって補正するが、その再現性には限界があるため、ある一定以上の画質の向上を見込むことができなくなるといった問題がある。特に、この画質問題は、血管画像の用途が認証対象や、医療診断における資料の一部となることを鑑みれば、より深刻となる。

一方、撮像開口と、撮像対象との距離を物理的に確保しようとすると、その分だけ撮像装置全体としての厚みが増すことになり、近年における小型化の要請にはなじまず、特に、かかる撮像装置を、薄厚化の要請が強い携帯電話機等の可搬型の端末装置に搭載する場合には、不向きとなる。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、小型化を考慮しながら画質を向上し得る生体撮像装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明は、生体撮像装置であって、電子回路が収納される筺体の表面のうち、生体部位を載置すべき載置部に撮像光を照射する照射部と、載置部に対向され、載置部に載置される生体部位から得られる撮像光を筺体に設けられる開口に導くための導光部と、導光部が撮像光を開口へ導くことが可能となる第１の位置と、生体部位の内方に介在する撮像対象以外の被写体が撮像可能となる第２の位置との間を移動自在に導光部を保持する保持部と、筺体の内部に設けられ、開口から入射される撮像光を画像信号として出力する撮像素子と、撮像素子から出力される画像信号に対して画像処理を施す画像処理手段と、第１の位置に保持部が位置する場合には撮像対象に対応する画像処理を施し、第２の位置に保持部が位置する場合には被写体に対応する画像処理を施すよう画像処理手段を制御する制御手段とを有する。

従って、この生体撮像装置では、撮像素子から導光部までの厚み方向の距離に加えて、当該導光部から載置部までの水平方向の距離を確保することができるため、全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができる。

また本発明は、生体撮像装置であって、電子回路が収納される筺体の表面のうち、生体部位を載置すべき載置部に撮像光を照射する照射部と、載置部に対向され、載置部に載置される生体部位から得られる撮像光を筺体に設けられる開口に導くための導光部と、導光部が撮像光を開口へ導くことが可能となる第１の位置と、生体部位の内方に介在する撮像対象以外の被写体が撮像可能となる第２の位置との間を移動自在に導光部を保持する保持部と、筺体の内部に設けられ、開口から入射される撮像光を画像信号として出力する撮像素子と、第１の位置に上記保持部が位置する場合に、照射部及び撮像素子を駆動する駆動手段とを有する。

従って、この生体撮像装置では、撮像素子から導光部までの厚み方向の距離に加えて、当該導光部から載置部までの水平方向の距離を確保することができるため、全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができる。

本発明によれば、生体部位における構造物を撮像対象として撮像する生体撮像装置において、電子回路が収納される筺体の表面側に設けられ、生体部位を載置する載置部と、載置部に撮像光を照射する照射部と、筺体の表面側に載置部に対向するように設けられ、載置部に載置された生体部位からの撮像光を筺体の内部側に反射させる反射板と、筺体の内部に設けられ、反射板により反射させられた撮像光を画像信号として出力する撮像素子とを設けるようにしたことにより、撮像素子から反射板までの厚み方向の距離に加えて、当該反射板から載置部までの水平方向の距離を確保することができるため、全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができ、かくして小型化を考慮しながら画質を向上することができる。

また本発明によれば、生体部位における構造物を撮像対象として撮像する生体撮像装置において、電子回路が収納される筺体の表面側に設けられ、生体部位を載置する載置部と、載置部に撮像光を照射する照射部と、筺体の表面側に載置部に対向するように設けられ、載置部に載置された生体部位からの撮像光を画像信号として出力する撮像素子とを設けるようにしたことにより、電子回路が収納される筺体内に照射部や撮像素子等の撮像系を収納することなく、当該筺体の水平方向の表面側において距離を確保することができるため、当該筺体自体を薄厚化すると共に全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができ、かくして小型化を考慮しながら画質を向上することができる。

以下図面について本発明を適用した実施の形態を詳述する。

（１）第１の実施の形態
（１−１）認証装置の外観構成
図１及びこの図１のＡ−Ａ´を断面にとった図２において、１は全体として第１の実施の形態による認証装置を示し、略直方体形状でなる筺体２には、短手一端ＥＤ１の近傍位置に、上面２Ａから筺体２の内部にわたって撮像開口部３が形成され、この撮像開口部３の底面には、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)撮像素子４が配設されている。

またこの撮像開口部３と、ＣＣＤ撮像素子４との間には、マクロレンズ機能と、近赤外光を選択的に透過するフィルタ機能とを有するレンズ、絞り及び対物レンズからなる光学系部ＯＳが設けられている。そしてこの撮像開口部３の表面には、所定材質でなる無色透明の開口カバー部５が設けられており、これにより撮像開口部３から筺体２内への異物の流入を防止すると共に、光学系部ＯＳ及びＣＣＤ撮像素子４を保護することができるようになされている。

一方、この撮像開口部３と短手一端ＥＤ１との間には、板状の反射板６が、上面２Ａに対して４５°の傾斜角度をなすように短手他端ＥＤ２側に傾斜した状態で設けられ、当該短手他端ＥＤ２の近傍位置には、指を載置する載置部７が設けられ、当該載置部７と短手他端ＥＤ２との間には、ヘモグロビンに特異的に吸収される近赤外光を血管の撮像光として載置部７に照射する３つの近赤外光照射部８（８Ａ、８Ｂ及び８Ｃ）が設けられている。

これによりこの認証装置１では、図３に示すように、載置部７に指ＦＧを載置した場合、近赤外光照射部８から照射される近赤外光は、当該指ＦＧに照射され、その指ＦＧ内方に介在する血管を通るヘモグロビンに吸収されると共に血管以外の組織で反射及び散乱するようにして指ＦＧ内方を経由し、当該指ＦＧから血管を投影する近赤外光（以下、これを血管投影光と呼ぶ）として出射する。そして、上面２Ａと略平行の血管投影光は、反射板６の反射面ＲＦで折り曲げられ、開口カバー部５及び光学系部ＯＳを順次介してＣＣＤ撮像素子４の撮像面ＩＦに入射する。この結果、この認証装置１では、載置部７に載置される指ＦＧ内方の血管がＣＣＤ撮像素子４の撮像面ＩＦに結像されることになる。

ＣＣＤ撮像素子４は、撮像面ＩＦに結像される血管を撮像し、この結果得られる信号を血管画像信号として、筺体２内に収納された電子回路に出力するようになされている。

このようにしてこの認証装置１は、指ＦＧ内方における血管を撮像することができるようになされている。

（１−２）画質向上対策
かかる構成に加えて、この認証装置１には、良質な撮像結果を得るための各種画質向上対策が講じられている。

実際上、図１及び図２からも明らかなように、反射板６には、反射面ＲＦに対する撮像光（近赤外光）の入射経路及び反射経路を除いて反射面ＲＦを被覆する被覆部９が一体形成されている。これによりこの認証装置１においては、雰囲気中の光が撮像開口部３に入射するといった事態を未然に防止することができるため、当該雰囲気中の光に起因するノイズ成分が血管画像信号に含まないように、生体内方の血管を撮像し得るようになされている。

そして反射板６と、載置部７との間には、シート状の光吸収部１０が敷設されている。これによりこの認証装置１においては、雰囲気中の光が上面２Ａの反射光として反射板６に向かうといった事態を未然に防止することができると共に、指ＦＧの内方を経由して出射する血管投影光のうち、上面２Ａと略平行の血管投影光をより選択的にＣＣＤ撮像素子４の撮像面ＩＦに入射することができるため、生体内方の血管をより忠実に撮像し得るようになされている。

なお、この認証装置１においては、上面２Ａを全体的に外界から遮蔽しないため、当該遮蔽した場合にその内部において指ＦＧを経由せずに反射した近赤外光が反射板６を介してＣＣＤ撮像素子４の撮像面ＩＦに入射するといった事態を回避できることとなる。

またこの近赤外光照射部８が設けられた上面２Ａには、当該上面２Ａと１２０°をなす傾斜角度の傾斜面ＳＦが形成されている。これによりこの認証装置１においては、図３からも明らかなように、載置部７に載置される指ＦＧ表面に対して斜め方向から近赤外光を照射することになる。このためこの認証装置１においては、上面２Ａと平行な方向から照射する場合に比して、指ＦＧ表面での反射光を大幅に低減すると共に、当該指ＦＧからより多くの血管投影光を出射させることができ、この結果、生体内方の血管をより忠実に撮像し得るようになされている。

そしてこの近赤外光照射部８は、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの双方に対して特異的に吸収される波長域（およそ900[nm]〜1000[nm]）の近赤外光を照射するようになされている。これによりこの認証装置１においては、生体の末端に混在する静脈系及び動脈系双方の血管を忠実に撮像することができるようになされている。

さらに載置部７には、上面２Ａに対して指ＦＧの指腹面が直交するように、当該指ＦＧをガイドする一対のガイド部１１（１１Ａ及び１１Ｂ）が形成されている。これによりこの認証装置１では、図４に示すように、指ＦＧの指側面を載置部７に載置させることができるため、当該指ＦＧの指腹面を載置させる場合に比して、ユーザが指ＦＧを載置部７に強く押し当てることによる血流停止を防止することができ、この結果、生体内方の血管を確実に撮像することができるようになされている。

さらにこの一対のガイド部１１の間には、図１からも明らかなように、ガイド方向に沿って、指ＦＧの接触を検知する３つのスイッチ（以下、これを指接触検知スイッチと呼ぶ）１２（１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃ）が所定間隔で設けられており、この認証装置１においては、これら指接触検知スイッチ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃによる検知結果に基づいて指ＦＧが平行であることを認識した場合に、当該指ＦＧの撮像を開始し得るようになされている。

これによりこの認証装置１では、撮像者にかかわらず同じ指の傾き状態で撮像することができ、この結果、当該撮像後に画像を回転するといった撮像結果（血管画像信号Ｓ１）に対する補正処理を省略することができるようになされている。

（１−３）認証装置の回路構成
次に、この認証装置１の回路構成を図５に示す。

この図５において、認証装置１は、制御部２０にバス２１を介して、撮像駆動部２２、画像処理部２３、認証部２４、フラッシュメモリ２５及び外部とデータの授受をするインターフェース（以下、これを外部インターフェースと呼ぶ）２６をそれぞれ接続することにより構成されている。

この制御部２０は、認証装置１全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むコンピュータ構成でなり、当該制御部２０には、３つの指接触検知スイッチ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃ（図１）から対応する検知信号Ｓ１２Ａ、Ｓ１２Ｂ及びＳ１２Ｃがそれぞれ与えられる。

またこの制御部２０には、登録血管画像をデータベース化して管理する外部の管理装置（図示せず）から外部インターフェース２６を介して、当該登録血管画像のデータ（以下、これを登録血管画像データと呼ぶ）ＤＲが与えられる。

そして制御部２０は、かかる登録血管画像データＤＲが与えられた場合には、ＲＯＭに格納された対応するプログラムに基づいて、動作モードを血管登録モードに遷移してフラッシュメモリ２５を制御し、当該登録血管画像データＤＲをフラッシュメモリ２５に記憶することにより保持させる。

一方、制御部２０は、３つの指接触検知スイッチ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃ（図１）から対応する検知信号Ｓ１２Ａ、Ｓ１２Ｂ及びＳ１２Ｃの全てが与えられた場合には、指ＦＧが平行であると認識し、ＲＯＭに格納された対応するプログラムに基づいて、動作モードを認証モードに遷移して撮像駆動部２２、画像処理部２３及び認証部２４をそれぞれ制御すると共に、フラッシュメモリ２５に登録された登録血管画像データＤＲを読み出して認証部２４に送出する。

この場合、撮像駆動部２２は、近赤外光照射部８及びＣＣＤ撮像素子４をそれぞれ駆動する。この結果、近赤外光照射部８から、このとき一対のガイド部１１Ａ及び１１Ｂ（図３）間に載置される指ＦＧに近赤外光が照射され、当該指ＦＧを経由してＣＣＤ撮像素子４の撮像面ＩＦ（図３）に導光される血管投影光が血管画像信号Ｓ１として、このＣＣＤ撮像素子４から画像処理部２３に出力される。

画像処理部２３は、血管画像信号Ｓ１に対して、例えば、Ａ／Ｄ変換処理、ノイズ成分除去や輪郭強調に対応する各種フィルタリング処理、２値化処理及びモルフォロジーと呼ばれる血管線状化処理を順次施し、この結果得られる血管画像のデータ（以下、これを血管画像データと呼ぶ）Ｄ２３を認証部２４に送出する。

認証部２４は、この血管画像データＤ２３に基づく血管画像と、フラッシュメモリ２５から読み出された登録血管画像データＤＲに基づく登録血管画像との間における血管の形成パターンの合致度を検出し、当該合致度に応じて、このとき撮像されている指ＦＧが登録者本人のものであるか否かを判定し、この判定結果を判定データＤ２４として制御部２０に送出する。

制御部２０は、このようにして撮像駆動部２２、画像処理部２３及び認証部２４を制御することによって当該認証部２４から判定データＤ２４を受け取ると、この判定データＤ２４を外部インターフェースＩＦを介して外部に転送すると共に、当該撮像駆動部２２を介して近赤外光照射部８及びＣＣＤ撮像素子４をそれぞれ停止させる。

このようにして制御部２０は、生体の内方に介在する固有構造物の血管を認証対象として本人（登録者）の有無を判定する生体認証処理を実行することにより、生体表面に有する指紋等を対象とする場合に比して、生体からの直接的な盗用のみならず第三者による登録者への成りすましをも防止できるようになされている。

（１−４）第１の実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この認証装置１は、筺体２の上面２Ａのうち、短手他端ＥＤ２の近傍に載置部７を設け、当該載置部７に対向する撮像開口部３と短手一端ＥＤ１との間に反射板６を設けると共に、当該撮像開口部３下方における筺体２の内部に、載置部７に載置された指ＦＧを経由して反射板６により折り曲げられた近赤外光を血管画像信号Ｓ１として出力するＣＣＤ撮像素子４を設けるようにする。

従って、この認証装置１では、ＣＣＤ撮像素子４から撮像開口部３の表面までの距離と、当該撮像開口部３の表面から載置部７までの距離とを反射板６によって連結するようにして、当該ＣＣＤ撮像素子４から載置部７までの距離を、従来に比して、撮像開口部３の表面から載置部７までの距離分だけ長く確保することができるため、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができ、かくして画質を向上することができる。

そしてこの認証装置１では、筺体２の上面２Ａと略平行に光路が形成されるように、載置部７及び反射板６を配置しているため、厚み方向に距離を確保する場合に比して、格段に認証装置１における厚みを抑えることができ、かくして小型化を図ることができる。

また、この認証装置１は、上述したように、筺体２の上面２Ａにおいて良質な撮像結果を得るための各種画質向上対策を講じて、ＣＣＤ撮像素子４に入射する撮像光（近赤外光）に、当該撮像光以外の雰囲気中の光の混在を低減することができるため、より画質を向上することができる。

以上の構成によれば、筺体２の上面２Ａのうち、短手他端ＥＤ２の近傍に載置部７を設け、当該載置部７に対向する撮像開口部３と短手一端ＥＤ１との間に反射板６を設けると共に、当該撮像開口部３下方における筺体２の内部に、載置部７に載置された指ＦＧを経由して反射板６により折り曲げられた近赤外光を血管画像信号Ｓ１として出力するＣＣＤ撮像素子４を設けるようにしたことにより、ＣＣＤ撮像素子４から反射板６までの厚み方向の距離に加えて、当該反射板６から載置部７までの水平方向の距離を確保することができるため、全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができ、かくして小型化を考慮しながら画質を向上することができる。

（２）第２の実施の形態
（２−１）携帯電話機の外観構成
図６及び図７において、５１は全体として第２の実施の形態による携帯電話機を示し、略直方体形状でなる第１の筺体（以下、これを第１筐体と呼ぶ）５２及び第２の筺体（以下、これを第２筺体と呼ぶ）５３が、当該第２筺体５３の一端に設けられた回転軸部５４を介して略水平方向へ回転自在に連結されことにより構成される。

この第１筺体５２の表面中央には表示部５５が設けられていると共に、当該表示部５５の上方にはスピーカ５６、下方にはジョグダイヤルと呼ばれる回転及び押圧自在の操作子（以下、これを回転押圧操作子と呼ぶ）５７がそれぞれ設けられている。

一方、第２筺体５３の表面中央には電源キー、発呼キー及び文字入力キー等の各種操作キーからなる操作部５８が設けられていると共に、当該操作部５８の下方にはマイクロフォン５９が設けられている。

そしてこの携帯電話機５１は、第１筺体５２の裏面及び第２筺体５３の表面を離した開状態において（図６）、第２筺体５３を片手で把持しながら通話又は操作部５８を操作し得る一方、第１筺体５２の裏面及び第２筺体５３の表面を重ねた閉状態において（図７）、操作部５８を保護すると共に誤操作を防止し、かつ携帯電話機５１全体の寸法を小型化して携帯性を向上し得るようになされている。

他方、この第２筺体５３の裏面には、図１との対応部分に同一符号を付した図８と、この図８のＢ−Ｂ´の断面をとった図９及び図１０とに示すように、短手一端ＥＤ３の近傍に凹形状の段差部６１が形成されており、この段差部６１の中央には、撮像開口部３が形成され、当該撮像開口部３には、開口カバー部５、光学系部ＯＳ及びＣＣＤ撮像素子４が順次配設されている。

また段差部６１には、かかるＣＣＤカメラ６１と対向する位置（以下、これをカメラ遮蔽位置と呼ぶ（図９））から、当該カメラ遮蔽位置から隔てた短手一端ＥＤ３の位置（以下、これをカメラ露出位置と呼ぶ（図１０））まで移動自在でなるスライド板６２が、第２筺体５３の裏面と対応するように設けられている。

そして段差部６１における底面の所定位置には、スライド板６２のカメラ遮蔽位置又はカメラ露出位置を検知する押圧式のスイッチ（以下、これを位置検知スイッチと呼ぶ）６３が設けられており、この携帯電話機５１においては、当該位置検知スイッチ６３による検知結果に基づいてカメラ露出位置（図１０）を認識した場合に、背景や人物等の被写体を撮像し得るようになされている。

かかる構成に加えて、このスライド板６２においては、その中央に穿設された開口部６４に反射板６と被覆部９と嵌め込むようにして保持するようになされており、これにより当該反射板６及び被覆部９をカメラ遮蔽位置（図９）からカメラ露出位置（図１０）まで自在に移動し得るようになされている。

また短手他端ＥＤ４には、この第２筺体５３の裏面と１２０°をなす傾斜角度となるように傾斜面ＳＦが形成されており、当該傾斜面ＳＦには、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの双方に対して特異的に吸収される波長域（およそ900[nm]〜1000[nm]）の近赤外光を載置部７に発射する近赤外光照射部８（８Ａ、８Ｂ及び８Ｃ）が設けられている。

さらにこの短手他端ＥＤ４の近傍位置には、指を載置させるための載置部７が設けられ、当該載置部７には、上面２Ａに対して指ＦＧの指腹面が直交するように、当該指ＦＧをガイドする一対のガイド部１１（１１Ａ及び１１Ｂ）が設けられると共に、当該ガイド部１１の間には、ガイド方向に沿って３つの指接触検知スイッチ１２（１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃ）が所定間隔で設けられている。

従って、この携帯電話機５１では、図１１に示すように、スライド板６２がカメラ遮蔽位置（図９）にあり、かつ載置部７における一対のガイド部１１Ａ及び１１Ｂ間に指ＦＧを載置した場合、近赤外光照射部８から照射される近赤外光は、当該指ＦＧに照射され、その指ＦＧ内方内方を経由して、血管投影光として当該指ＦＧから出射する。そして、第２筺体５３の裏面と略平行の血管投影光は、スライド板６２と被覆部９とによって形成される空間内に入射し、当該反射板６の反射面ＲＦで折り曲げられ、開口部６４、開口カバー部５及び光学系部ＯＳを順次介してＣＣＤ撮像素子４に入射する。この結果、このＣＣＤ撮像素子４によって、指ＦＧ内方の血管が撮像され、この撮像結果が血管画像信号として出力される。

この実施の形態の場合、携帯電話機５１においては、位置検知スイッチ６３による検知結果に基づいてスライド板６２のカメラ遮蔽位置（図９）を認識すると共に、指接触検知スイッチ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃによる検知結果に基づいて指ＦＧが平行であることを認識した場合に、自動的に、当該指ＦＧ内方の血管を撮像し得るようになされている。

従って、この携帯電話機５１のユーザは、被写体を撮像しないときには、通常スライド板６２をカメラ遮蔽位置（図９）としておくため、血管撮像時には、ガイド部１１間に指ＦＧを載置するといった必然的な行為だけで、当該血管を撮像することができることになる。

またこの実施の形態における携帯電話機５１では、被写体撮像時に、近赤外光照射部８から発射される近赤外光をフラッシュとして共用することができるようになされており、当該フラッシュ専用の光源を回避する分だけ小型化し得るようになされている。

（２−２）携帯電話機の回路構成
次に、この携帯電話機５１の回路構成を図５との対応部分に同一符号を付した図１２に示す。

この図１２において、携帯電話機５１は、制御部７０にバス２１を介して、表示部５５、撮像駆動部７２、画像処理部７３、認証部２４、フラッシュメモリ２５及び送受信部７４をそれぞれ接続することにより構成されている。このフラッシュメモリ２５には、例えば、この携帯電話機５１が購入された際に所定の血管登録装置によって、当該購入したユーザの指ＦＧ内方の血管が登録血管画像のデータ（登録血管画像データ）ＤＲとして登録されている。

この制御部７０は、認証装置１全体の制御を司るＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)とを含むコンピュータ構成でなり、当該制御部７０には、３つの指接触検知スイッチ１２Ａ〜１２Ｃ（図８）から対応する検知信号Ｓ１２Ａ〜Ｓ１２Ｃがそれぞれ与えられると共に、位置検知スイッチ６３（図８）から位置検知信号Ｓ６３が与えられる。

またこの制御部７０には、操作部５８の各種ボタンにそれぞれ対応する命令と、回転押圧操作子５７の回転操作又は押圧操作にそれぞれ対応する命令とが実行命令ＣＯＭとして操作部５８又は回転押圧操作子５７から与えられる。

そして制御部７０は、かかる検知信号Ｓ１２〜１２Ｃに基づいて指ＦＧが平行であることを認識すると共に、当該位置検知信号Ｓ６３に基づいてカメラ遮蔽位置（図９）又はカメラ露出位置（図１０）を認識し、これら認識結果と、実行命令ＣＯＭと、ＲＯＭに格納されたプログラムとに基づいて、表示部５５、撮像駆動部７２、画像処理部７３、認証部２４、フラッシュメモリ２５及び送受信部７４を適宜制御するようになされている。

撮像駆動部７２は、指内方の血管を撮像する場合には、近赤外光照射部８及びＣＣＤ撮像素子４をそれぞれ駆動するようになされている。この場合、このとき一対のガイド部１１Ａ及び１１Ｂ（図８）間に載置される指ＦＧ（図８）には、近赤外光照射部８から近赤外光が照射され、当該指ＦＧを経由してＣＣＤカメラ６１に導光される血管投影光が血管画像信号Ｓ１として、このＣＣＤカメラ６１から画像処理部７３に出力される。

また撮像駆動部７２は、被写体を撮像する場合には、ＣＣＤカメラ６１を駆動すると共に、必要に応じて近赤外光照射部８を駆動することにより近赤外光をフラッシュとして照射する。そして撮像駆動部７２は、自動露出制御処理によって光学系部ＯＳの絞りを制御することによりＣＣＤ撮像素子４に入射する光の光量を調整するとともに、オートフォーカス制御処理によって光学系部ＯＳのレンズ位置を制御することにより焦点距離及びフォーカス位置を調整する。この場合、このＣＣＤ撮像素子４に結像される被写体が、当該ＣＣＤ撮像素子４から画像信号（以下、これを被写体画像信号と呼ぶ）Ｓ１０として画像処理部７３に出力される。

画像処理部７３は、ＣＣＤ撮像素子４から血管画像信号Ｓ１が与えられた場合、当該血管画像信号Ｓ１に対して、例えば上述の第１の実施の形態の場合と同様にＡ／Ｄ変換処理、ノイズ成分除去及び輪郭強調等に対応する各種フィルタリング処理、２値化処理及びモルフォロジーと呼ばれる血管線状化処理を順次施すようにして、血管画像データＤ２３を生成する。

また画像処理部７３は、ＣＣＤ撮像素子４から被写体画像信号Ｓ１０が与えられた場合、当該被写体画像信号Ｓ１０に対して、例えばＪＰＥＧ(Joint Photographic Experts Group)と呼ばれる圧縮符号化方式に準拠した圧縮符号化処理を施すようにして、圧縮画像データＤ７３を生成するようになされている。

送受信部７４は、スピーカ５６、マイクロフォン５９及びこの携帯電話機５１に設けられたアンテナＡＮＴとそれぞれ接続されており、当該マイクロフォン５９又は制御部７０から供給される信号を変調した後に増幅し、この結果得られるアップリンク波信号をアンテナＡＮＴを介して基地局（図示せず）に送信する。

一方、送受信部７４は、基地局（図示せず）から送信されたダウンリンク波信号をアンテナＡＮＴを介して受信し、増幅した後に復調し、この結果得られる信号をスピーカ５６又は制御部７０に送出するようになされている。

（２−３）制御部の具体的な処理内容
次に、かかる制御部７０の具体的な処理内容について説明する。

この携帯電話機５１には、登録者であると判定するまでフラッシュメモリ２５へのアクセスを禁止する不正アクセス防止機能が搭載されている。

実際上、制御部７０は、電源投入に応じて動作モードを不正アクセス禁止モードに遷移するようになされており、この不正アクセス禁止モードにおいて、携帯電話機５１に有する諸機能にそれぞれ対応する各処理のうち、予め設定された対象処理の実行を制限するようになされている。

この実施の形態の場合、対象処理として、フラッシュメモリ２５に対するアクセス処理が設定されており、制御部７０は、例えば被写体撮像処理や電子メール送信処理等、フラッシュメモリ２５に対するアクセスに関する実行命令ＣＯＭを受け付けないようになされている。

すなわち制御部７０は、この不正アクセス禁止モードにおいて、スライド板６２のカメラ露出位置（図１０）を表す位置検知信号Ｓ６３が位置検知スイッチ６３（図８）から与えられると、被写体撮像処理を実行することなく、「登録者本人と確認するまでは撮影できません。認証して下さい。」等といった内容を例えば表示部５５に表示するようにして、被写体撮像処理を実行する前に生体認証処理を実行すべき旨を通知するようになされている。

また制御部７０は、電子メール送信処理等を表す実行命令ＣＯＭを受けた場合にも、当該電子メール送信処理等を実行することなく、被写体撮像処理を実行する前に生体認証処理を実行すべき旨を通知するようになされている。

一方、制御部７０は、この不正アクセス禁止モードにおいて、スライド板６２のカメラ遮蔽位置（図９）を表す位置検知信号Ｓ６３が位置検知スイッチ６３（図８）から与えられている状態において、検知信号Ｓ１２Ａ、Ｓ１２Ｂ及びＳ１２Ｃの全てが対応する指接触検知スイッチ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃ（図１）から与えられた場合には、生体認証処理を実行するようになされている。

この場合、制御部７０は、ＣＣＤ撮像素子４及び近赤外光照射部８を駆動するように撮像駆動部７２を制御し、当該ＣＣＤ撮像素子４から出力される血管画像信号Ｓ１に対して血管線状化処理等の各種処理を施すように画像処理部７３を制御する。

そして制御部７０は、かかる画像処理部７３で生成される血管画像データＤ２３と、フラッシュメモリ２５に予め登録された登録血管画像データＤＲとを認証部２４に送出し、これら血管画像データＤ２３及び登録血管画像データＤＲに基づいて登録者本人の有無を判定するように認証部２４を制御する。

ここで、制御部７０は、かかる判定結果として認証部２４から与えられる判定データＤ２４が登録者本人でないことを表すものであった場合には、ＣＣＤカメラ６１及び近赤外光照射部８を駆動するように撮像駆動部７２を制御すると共に、この不正アクセス禁止モードを維持する。

これに対して制御部７０は、判定データＤ２４が登録者本人であることを表すものであった場合には、ＣＣＤカメラ６１及び近赤外光照射部８を駆動するように撮像駆動部７２を制御すると共に、動作モードをこの不正アクセス禁止モードから通常の使用モードに遷移する。

このようにして制御部７０は、生体認証処理を実行することができるようになされている。

他方、制御部７０は、かかる使用モードにおいて、スライド板６２のカメラ露出位置（図１０）を表す位置検知信号Ｓ６３が位置検知スイッチ６３（図８）から与えられると、被写体撮像処理を実行するようになされている。

この場合、制御部７０は、ＣＣＤ撮像素子４を駆動するように撮像駆動部７２を制御すると共に、光学系部ＯＳのレンズ位置や、ＣＣＤ撮像素子４への光量を調整するように撮像駆動部７２を制御する。この際、制御部７０は、フラッシュ点灯命令を表す実行命令ＣＯＭが与えられた場合には、近赤外光照射部８から近赤外光をフラッシュとして照射するように撮像駆動部７２を制御する。

そして制御部７０は、かかる状態において撮像命令を表す実行命令ＣＯＭが与えられると、このときＣＣＤ撮像素子４から出力される被写体画像信号Ｓ１０に対して画像圧縮処理を施すように画像処理部７３を制御し、この結果得られる圧縮画像データＤ７３をフラッシュメモリ２５に記憶する。

このようにして制御部７０は、被写体撮像処理を実行することができるようになされている。

なお、制御部７０は、この使用モードにおいて、電子メール送信処理等を表す実行命令ＣＯＭを受けた場合にも、対応する各種処理を制限することなく実行するようになされている。

このようにこの携帯電話機５１においては、登録者であると判定するまでフラッシュメモリ２５へのアクセスを禁止することにより、フラッシュメモリ２５に記憶された各種データの内容を第三者から保護することができるようになされている。

（２−４）第２の実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この携帯電話機５１は、第２筺体５３の裏面のうち、短手他端ＥＤ４の近傍に載置部７を設け、当該載置部７に対向する撮像開口部３と短手一端ＥＤ３との間に反射板６を設けると共に、当該撮像開口部３下方における第２筺体５３の内部に、載置部７に載置された指ＦＧを経由して反射板６により折り曲げられた近赤外光を血管画像信号Ｓ１として出力するＣＣＤ撮像素子４を設けるようにする。

従って、この携帯電話機５１では、上述の第１の実施の形態の場合と同様に、ＣＣＤ撮像素子４から反射板６までの厚み方向の距離に加えて、当該反射板６から載置部７までの水平方向の距離を確保することができるため、全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができ、かくして小型化を考慮しながら画質を向上することができる。

これに加えて、この携帯電話機５１は、かかる反射板６を、ＣＣＤ撮像素子４と対向するカメラ遮蔽位置（図９）から、当該カメラ遮蔽位置から隔てたカメラ露出位置（図１０）まで移動自在に保持し、当該保持位置に応じて、ＣＣＤ撮像素子４から出力される信号に対する処理を、生体認証処理又は画像圧縮処理に切り替えるようにする。

従って、この携帯電話機５１では、光学系部ＯＳ及びＣＣＤ撮像素子４を共用することができるため、全体として小型化することができる。

以上の構成によれば、反射板６を、ＣＣＤ撮像素子４と対向するカメラ遮蔽位置（図９）から、当該カメラ遮蔽位置から隔てたカメラ露出位置（図１０）まで移動自在に保持し、当該保持位置に応じて、ＣＣＤ撮像素子４から出力される信号に対する処理を、生体認証処理又は画像圧縮処理に切り替えるようにしたことにより、当該ＣＣＤ撮像素子４を共用することができるため、全体として小型化することができる。

（３）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、生体部位における構造物を撮像対象として撮像する生体撮像装置を、第１の実施の形態では、認証機能を有する専用の認証装置１に、第２の実施の形態では、認証機能を有する携帯電話機５１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、医用機器に適用する等、この他種々の用途の装置に本発明の撮像装置を適用することができる。

また構造物として、上述の実施の形態では、血管を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば生体に内在する神経や、生体に表在する指紋や口紋等、この他種々の構造物を適用することができる。因みに、神経を適用する場合には、例えば神経に特異的なマーカを体内に注入し、当該マーカを撮像するようにすれば、上述の実施の形態と同様にして神経を撮像することができる。

さらに生体部位として、上述の実施の形態では、指を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば掌、腕又は目等、撮像対象に応じてこの他種々の生体部位を適用することができる。

さらに撮像装置の構成として、第１の実施の形態では、図１及び図２に示した構成でなる認証装置１を、第２の実施の形態では、図６〜図１０に示した構成でなる携帯電話機５１を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、用途又は撮像対象などに応じて、当該撮像に関係する各部の配置、形状又は構成を適宜変更するようにしても良い。

すなわち、電子回路が収納される筺体の表面側に設けられ、生体部位を載置する載置部として、上述の実施の形態では、筺体２の上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）に設けるようにしたが、これに代えて、例えば上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）から直交する方向に段差を設け、その段差部分の一部又は全部を載置部とするようにしても良い。

また、一対のガイド部１１Ａ及び１１Ｂと指接触検知スイッチ１２Ａ〜１２Ｃとからなる載置部７を適用するようにしたが、当該指接触検知スイッチ１２の個数を変更したり、ガイド部１１の形状又は構成を変更するようにしても良く、これらの一方を省略するようにしても良く、あるいは、これら双方を省略する代わりに、表面に載置用のマークを設けるようにしても良く、さらには、上述した内容を組み合わせてなる載置部を採用するようにしても良い。

次に、載置部に撮像光を照射する照射部として、上述の実施の形態では、900[nm]〜1000[nm]の近赤外光を照射するようにしたが、これに代えて、例えば可視光等、この他種々の波長からなる光を照射するようにしても良い。

また、照射部の取り付け手法として、筺体２の上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）に設けるようにしたが、これに代えて、当該上面２Ａ（裏面）に埋め込むようにしても良く、当該上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）上の空間に照射部を配置させるような部材を設け、その部材に設けるようにしても良い。但し、装置全体としての厚みを考慮する場合には、筺体２の上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）又はその近傍空間に設けることが望ましい。

また、撮像光の照射方向として、筺体２の上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）と１２０°をなす方向から照射したが、あらゆる方向から照射することができる。但し、上述の実施の形態で適用した血管のように生体に内在する構造物に対する撮像光を照射する場合には、装置全体としての厚みを考慮すると、載置部の載置面と鈍角をなす照射方向となるように設けることが望ましく、特に、載置部の載置面と１００°から１４０°までのいずれかの角度に選定すれば、より望ましい。

次に、筺体の表面側に載置部に対向するように設けられ、載置部に載置された生体部位からの撮像光を筺体の内部側に反射させる反射板として、筺体２の上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）に対して４５°の傾斜角度をなすように短手他端ＥＤ２（短手他端ＥＤ４）側に傾斜した状態で設けるようにしたが、これに代えて、例えば上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）から直交する方向に段差を設け、その段差上に設けるようにしても良く、当該上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）上の空間に反射板を配置させるような部材を設け、その部材に設けるようにしても良い。また、傾斜角度としては、４５°以外の角度を選定することもできる。

次に、筺体の内部に設けられ、反射板により反射させられた撮像光を画像信号として出力する撮像素子として、ＣＣＤ撮像素子４を適用するようにしたが、これに代えて、例えばＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等、この他種々の撮像素子を適用することができる。またこの配置位置についても、筺体内の種々の位置に配置することができる。

次に、ガイド部にガイドされる指又は手の傾きを検知する傾き検知手段として、ガイド方向に沿って所定間隔で指接触検知スイッチを設けるようにしたが、当該指接触検知スイッチに代えて、カメラを設けるようにしても良く、機械的に検知する検知機構を設けるようにしても良い。

この場合において、上述の実施の形態では、傾きの有無を検知するようにしたが、傾き角度を検知するようにしても良く、これを通知するようにしても良い。

また上述の実施の形態においては、反射板６の反射面に対する撮像光の入射経路及び反射経路を除いて反射面６を被覆するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、筺体２の上面２Ａ（第２筐体５３の裏面）を全体的に被覆するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、撮像装置として、第１の実施の形態では、図１及び図２に示した構成のものを、第２の実施の形態では、図６〜図１０に示した構成でなるものを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図２又は図９との対応部分に同一符号を付した図１３に示す構成でなる撮像装置８０を適用するようにしても良い。

この撮像装置８０は、光学系部ＯＳ及びＣＣＤ撮像素子４からなる撮像系を、筺体２の上面２Ａ（第２筺体５３の裏面）に配置した点で、当該筺体２（第２筺体５３）の内部に収納していた認証装置１（携帯電話機５１）とは大きく相違する。またこの撮像装置８０では、かかる光学系部ＯＳ及びＣＣＤ撮像素子４を、撮像面ＩＦに対する入射方向を除いて被覆する被覆部８１が設けられた点で、反射板６の反射面に対する撮像光の入射経路及び反射経路を除いて反射面６を被覆していた被覆部９とは相違する。

この撮像装置８０によれば、筺体２（第２筺体５３）の表面に、載置部７に対向するように光学系部ＯＳ及びＣＣＤ撮像素子４を設けるようにしたことにより、電子回路が収納される筺体２（第２筺体５３）内に撮像系を収納することなく、当該筺体２（第２筺体５３）の水平方向の表面において距離を確保することができるため、当該筺体２（第２筺体５３）自体を薄厚化すると共に全体としての厚みを抑えながら、光学系における収差の歪を、マクロレンズや信号処理回路による補正だけにたよらずに解消することができる。

なお、光学系部ＯＳ、ＣＣＤ撮像素子４及び被覆部８１を、第２の実施の形態におけるスライド板６１のように、第１の位置から、当該第１の位置から隔てた第２の位置まで移動自在に保持する保持部を搭載し、載置部７に載置される指の太さに応じて撮像素子ＣＣＤ撮像素子４及び載置部７間の距離を調整するようにしても良い。このようにすれば、より画質を向上することができる。

本発明は、生体を識別する技術を用いる分野又は医療分野に利用可能である。

認証装置の外観構成（１）を示す略線図である。 認証装置の外観構成（２）を示す略線図である。 近赤外光の光路の説明に供する略線図である。 指の載置の説明に供する略線図である。 認証装置の回路構成を示すブロック図である。 携帯電話機の外観構成（開状態）を示す略線図である。 携帯電話機の外観構成（閉状態（１））を示す略線図である。 携帯電話機の外観構成（閉状態（２））を示す略線図である。 第２筺体の断面（１）を示す略線図である。 第２筺体の断面（２）を示す略線図である。 第２筺体での近赤外光の光路の説明に供する略線図である。 携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。 他の実施の形態における撮像装置の構成を示す略線図である。

符号の説明

１……認証装置、２……筺体、３……撮像開口部、４……ＣＣＤ撮像素子、６……反射板、７……載置部、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ……近赤外光照射部、９、８１……被覆部、１０……光吸収部、１１Ａ、１１Ｂ……ガイド部、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ……指接触検知スイッチ、２０、７０……制御部、２１……バス、２２、７２……撮像駆動部、２３、７３……画像処理部、２４……認証部、２５……フラッシュメモリ、２６……外部インターフェース、５１……携帯電話機、５２……第１筺体、５３……第２筺体、５４……回転軸部、５５……表示部、６１……段差部、６２……スライド板、６３……位置検知スイッチ、６４……開口部、７４……送受信部、８０……撮像装置、ＯＳ……光学系部、ＥＤ１、ＥＤ３……短手一端、ＥＤ２、ＥＤ４……短手他端、ＦＧ……指、Ｓ１……血管画像信号、Ｓ１０……被写体画像信号、Ｓ１２Ａ、Ｓ１２Ｂ、Ｓ１２Ｃ……検知信号、Ｓ６３……位置検知信号、ＣＯＭ……実行命令、ＤＲ……登録血管画像データ、Ｄ２３……血管画像データ、Ｄ２４……判定データ、Ｄ７３……圧縮画像データ。

Claims (13)

1. 電子回路が収納される筺体の表面のうち、生体部位を載置すべき載置部に撮像光を照射する照射部と、
   上記載置部に対向され、上記載置部に載置される生体部位から得られる撮像光を上記筺体に設けられる開口に導くための導光部と、
   上記導光部が撮像光を開口へ導くことが可能となる第１の位置と、上記生体部位の内方に介在する撮像対象以外の被写体が撮像可能となる第２の位置との間を移動自在に上記導光部を保持する保持部と、
   上記筺体の内部に設けられ、上記開口から入射される撮像光を画像信号として出力する撮像素子と、
   上記撮像素子から出力される画像信号に対して画像処理を施す画像処理手段と、
   上記第１の位置に上記保持部が位置する場合には上記撮像対象に対応する画像処理を施し、上記第２の位置に上記保持部が位置する場合には上記被写体に対応する画像処理を施すよう上記画像処理手段を制御する制御手段と
   を有する生体撮像装置。
2. 上記保持部の位置を検知する位置検知手段
   をさらに有し、
   上記制御手段は、
   上記位置検知手段により上記第１の位置に上記保持部が位置するものと検知された場合には上記撮像対象に対応する画像処理を施し、上記第２の位置に上記保持部が位置するものと検知された場合には上記被写体に対応する画像処理を施すよう上記画像処理手段を制御する
   請求項１に記載の生体撮像装置。
3. 電子回路が収納される筺体の表面のうち、生体部位を載置すべき載置部に撮像光を照射する照射部と、
   上記載置部に対向され、上記載置部に載置される生体部位から得られる撮像光を上記筺体に設けられる開口に導くための導光部と、
   上記導光部が撮像光を開口へ導くことが可能となる第１の位置と、上記生体部位の内方に介在する撮像対象以外の被写体が撮像可能となる第２の位置との間を移動自在に上記導光部を保持する保持部と、
   上記筺体の内部に設けられ、上記開口から入射される撮像光を画像信号として出力する撮像素子と、
   上記第１の位置に上記保持部が位置する場合に、上記照射部及び上記撮像素子を駆動する駆動手段と
   を有する生体撮像装置。
4. 上記保持部の位置を検知する位置検知手段
   をさらに有し、
   上記制御手段は、
   上記位置検知手段により上記第１の位置に上記保持部が位置するものと検知された場合に、上記照射部及び上記撮像素子を駆動する
   請求項３に記載の生体撮像装置。
5. 上記載置部に対する上記生体部位の接触を検知する接触検知手段
   をさらに有し、
   上記制御手段は、
   上記位置検知手段により上記第１の位置に上記保持部が位置するものと検知され、上記接触検知手段により上記生体部位が接触するものと検知された場合に、上記照射部及び上記撮像素子を駆動する
   請求項４に記載の生体撮像装置。
6. 上記照射部は、
   上記載置部の載置面と鈍角をなす照射方向となるよう設けられる
   請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
7. 上記照射部は、
   上記載置部の載置面と１００°から１４０°までのいずれかの角度をなす照射方向となるよう設けられる
   請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
8. 上記照射部は、
   血管に対して特異的な波長でなる上記撮像光を照射する
   請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
9. 上記載置部と、上記導光部との間に設けられ、上記撮像光を吸収するシート状の光吸収部
   をさらに有する請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
10. 上記導光部は反射板でなり、
    上記反射板の反射面に対する上記撮像光の入射経路及び反射経路を除いて上記反射面を被覆する被覆部
    をさらに有する請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
11. 上記載置部に設けられ、該載置面に対して指腹面又は掌面が略直交するよう上記指又は上記手をガイドするガイド部
    をさらに有する請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
12. 上記載置部に設けられ、該載置面に対して指腹面又は掌面が略直交するよう上記指又は上記手をガイドするガイド部と、
    上記ガイド部にガイドされる指又は手の傾きを検知する傾き検知手段と、
    上記傾き検知手段の検知結果に応じて、上記照射部及び上記撮像素子を駆動する駆動手段と
    をさらに有する請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。
13. 上記載置部に設けられ、該載置面に対して指腹面又は掌面が略直交するよう上記指又は上記手をガイドするガイド部と、
    上記ガイド部にガイドされる指又は手の傾きを検知する傾き検知手段と、
    上記傾き検知手段の検知結果に応じて、上記傾きの状態を通知する通知手段と
    をさらに有する請求項１又は請求項３に記載の生体撮像装置。

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