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発明の名称 撮像装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−185032(P2000−185032A)
公開日 平成12年7月4日(2000.7.4)
出願番号 特願平10−367336
出願日 平成10年12月24日(1998.12.24)
代理人 【識別番号】100089093
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 健治
【テーマコード(参考)】
2H048
4C038
【Fターム(参考)】
2H048 CA01 CA06 CA12 CA17 FA01 FA09 FA12 
4C038 VA07 VB04 VC02
発明者 久野 裕次
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 非可視光を被験者に照射する照明部と、前記照明部が照射する非可視光が被験者の眼球に反射した反射像を撮影する撮像部と、外部光源が放射する非可視光が前記被験者の眼球に入射する位置で、かつ、前記照明部が照射した非可視光の前記反射像を前記撮像部が撮影することを妨げない位置に該外部光源が放射する非可視光を反射または吸収する波長選択特性を有する非可視光非透過フィルタを設置することを特徴とする撮像装置。
【請求項2】 請求項1に記載の撮像装置おいて、前記非可視光非透過フィルタは、前記外部光源が放射する非可視光が前記被験者の眼球に入射する位置で、かつ、前記照明部が照射した非可視光の前記反射像を前記撮像部が撮影することを妨げない位置に存在する非可視光を透過する物体に設置することを特徴とする撮像装置。
【請求項3】 請求項1に記載の撮像装置おいて、前記非可視光非透過フィルタは、前記撮像部と前記照明部の後方に設置、または、前記撮像部と前記照明部の後方に存在する非可視光を透過する物体に設置することを特徴とする撮像装置。
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置において、前記非可視光非透過フィルタは、前記外部光源が放射する非可視光を反射または吸収すると共に、前記外部光源が放射する非可視光を反射する反射物から反射した反射物像を反射または吸収する波長選択特性を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮像部の光軸は前記眼球の表面上と交わることを特徴とする撮像装置。
【請求項6】 請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮像部の光軸は前記眼球の中心軸と一致することを特徴とする撮像装置。
【請求項7】 請求項1〜4のいずれかに記載の撮像装置において、前記非可視光は赤外光であることを特徴とする撮像装置。
【請求項8】 請求項1に記載の撮像装置において、前記反射像とは、眼球部分の像であることを特徴とする撮像装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、虹彩や網膜等の眼紋を撮影する撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、個体識別処理等に用いるため、人間の目、特に虹彩を撮影する眼球撮像装置が存在する。このような技術としては、例えば、特公平5−84166号公報等に記載されているものがあった。上記のような技術では、眼球を撮像するために眼球に照明を照射し、虹彩等からの反射光で眼球像を撮影する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来の技術では、眼球照明用の照明しか考慮しておらず、例えば太陽光に代表される外光が眼球に入射した場合を想定していない。したがって、外光が眼球に入射した反射光が写り込みとなってカメラに入射し、眼球像と重なりノイズとなってしまうという問題点があった。また、外光による写り込みは眼球照射用の照明の強度を上げることにより低減することができるが、眼球への安全性を考慮すると照明の強度には限界がある。
【0004】図2は、外光が眼球に入射し、その反射光が写り込みとなる場合を説明する図である。図2において、眼球10と外部光源24の間には物体30が存在している。太陽などの外部光源24は、可視光および非可視光(赤外光等)を放射し、物体30は、例えば可視光および非可視光(赤外光等)を透過するガラス等の材質であったとする。
【0005】眼球10は、非可視光を感知するCCDを持つカメラ20の光軸12上に置かれ、眼紋がその周囲から非可視光を照射する照明21によって照明される。外部光源24から放射された可視光および非可視光(赤外光等)は、物体30を透過する。物体30を透過した可視光および非可視光は、非可視光を照射する照明21と共に眼球10の表面の角膜15、虹彩16、更に瞳孔17を通過して網膜18の各所で散乱する。散乱した非可視光の一部は反射され、カメラ20方向に進む。
【0006】カメラ20は非可視光を感知し、可視光を感知しないため、外部光源24に含まれる可視光成分は撮像されず、画像に影響を与えない。しかし、外部光源24に含まれる非可視光(赤外光等)はカメラ20が感知し撮像されるため照明21の反射光による画像に重畳されてしまう。また、外光が眼球に入射し、その反射光が写り込みとなる場合は外部光源24に含まれる非可視光が直接眼球に入射する場合だけでなく、他の物体からの反射光が眼球10に入射する場合もある。
【0007】図2において、外部光源24と物体30の間に反射物25が存在する場合は、外部光源24からの可視光および非可視光が反射物25で反射され、その反射した光が物体30を透過して眼球10に入射する。入射した非可視光(赤外光)は、角膜15、あるいは虹彩16上で再度反射してカメラに入射する。したがって、カメラ20が撮影する画像は眼球像に反射物25の像が重畳されてしまう。図3に撮像した画像に反射物25が重畳された画像の例を示す。図3では、眼球10の画像上に反射物25が写り込んでいる。
【0008】このような点から、外光が眼球に入射した場合の反射光が、写り込みとなってカメラに入射することを低減し、良好な眼球像を撮像することができる撮像装置が望まれている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を解決するため次の構成を採用する。
【0010】〈請求項1の構成〉非可視光を被験者に照射する照明部と、照明部が照射する非可視光が被験者の眼球に反射した反射像を撮影する撮像部と、外部光源が放射する非可視光が被験者の眼球に入射する位置で、かつ、照明部が照射した非可視光の反射像を撮像部が撮影することを妨げない位置に該外部光源が放射する非可視光を反射または吸収する波長選択特性を有する非可視光非透過フィルタを設置することを特徴とする撮像装置である。
【0011】〈請求項1の説明〉非可視光とは、例えば赤外光であるが、可視光以外の波長の光であればどのようなものであってもよい。外部光源とは例えば、太陽等である。外部光源が眼球に入射する位置とは、例えば眼球の上方や前方である。照明部が照射した非可視光の反射像を撮像部が撮影することを妨げない位置とは、たとば、撮像部や照明部の前面を除く位置である。非可視光非透過フィルタとは、例えば赤外光を透過しないフィルタである。非可視光でないの波長の光は、透過、反射、吸収等してもよく、非可視光を遮断するものであればよい。
【0012】請求項1の発明は、非可視光非透過フィルタを、外部光源が眼球に入射する位置で、かつ、照明部から照射した非可視光による眼球像の撮像を妨げない位置に設置するため、外部光源が眼球に入射することによって生じる眼球像への写り込みを低減することができる。
【0013】〈請求項2の構成〉請求項1に記載の撮像装置おいて、非可視光非透過フィルタは、外部光源が放射する非可視光が被験者の眼球に入射する位置で、かつ、照明部が照射した非可視光の反射像を撮像部が撮影することを妨げない位置に存在する非可視光を透過する物体に設置することを特徴とする撮像装置である。
【0014】〈請求項2の説明〉物体とは、例えばガラスなどの非可視光を透過する物質からなるものである。請求項2の発明は、非可視光透過フィルタをすでに存在する物体に直接設置することにより外部光源が眼球に入射することによって生じる眼球像への写り込みを低減することができる。
【0015】〈請求項3の構成〉請求項1に記載の撮像装置おいて、非可視光非透過フィルタは、撮像部と照明部の後方に設置、または、撮像部と照明部の後方に存在する非可視光を透過する物体に設置することを特徴とする撮像装置である。
【0016】〈請求項3の説明〉請求項3の発明は、非可視光非透過フィルタを、撮像部と照明部の後方に設置する、または、撮像部と照明部の後方に存在する非可視光を透過する物体に設置することで、眼球の正面から外部光源からの光が入射することを防ぐことができる。
【0017】〈請求項4の構成〉請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置において、非可視光非透過フィルタは、外部光源が放射する非可視光を反射または吸収すると共に、外部光源が放射する非可視光を反射する反射物から反射した反射物像を反射または吸収する波長選択特性を有することを特徴とする撮像装置である。
【0018】〈請求項4の説明〉反射物とは、例えば、樹木やガラスなどの非可視光を反射する物質からなるものである。請求項4の発明は、外部光源から直接眼球に入射せずに、反射物から反射した非可視光であっても眼球への入射を防ぐことができる。
【0019】〈請求項5の構成〉請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置において、撮像部の光軸は眼球の表面上と交わることを特徴とする撮像装置である。
【0020】〈請求項5の説明〉請求項5の発明は、撮像部と眼球像の位置関係を特定したものであり、撮像部は眼球を撮像できる位置に配置することができる。
【0021】〈請求項6の構成〉請求項1〜3のいずれかに記載の撮像装置において、撮像部の光軸は眼球の中心軸と一致することを特徴とする撮像装置である。
【0022】〈請求項6の説明〉請求項6の発明は、請求項5と同様に、撮像部と眼球像の位置関係を特定したものである。請求項6の発明では、撮像部は眼球の中心位置に配置する。
【0023】〈請求項7の構成〉請求項1〜4のいずれかに記載の撮像装置において、非可視光は赤外光であることを特徴とする撮像装置である。
【0024】〈請求項7の説明〉請求項7の発明は、非可視光を赤外光とするものである。したがって、非可視光非透過フィルタは、赤外光を遮断する赤外光非透過フィルタである。
【0025】〈請求項8の構成〉請求項1に記載の撮像装置において、反射像とは、眼球部分の像であることを特徴とする撮像装置である。
【0026】〈請求項8の説明〉請求項8の発明は、撮像対象を眼球としたものである。これにより、撮影領域が小さい眼球部分の撮影においても、被験者の負担を軽減することができ、かつ、装置の構成も簡素化できる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る撮像装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【0028】(A)本実施形態の特徴本実施形態は、カメラおよび眼球の周囲に、外光に含まれる非可視光成分(例えば、赤外光等)を低減するフィルター類を配置することにより、外光の写り込みが少ない眼球像を撮影することを特徴とする。
【0029】(A−1)本実施形態の構成および動作本実施形態は、外光(外部光源からの光)が眼球正面から入射する場合について説明する。
【0030】図1に、本実施形態の撮像装置の原理説明図を示す。図1において、眼球10を撮像する撮像部23および眼球10を照射する照明21と外部光源24の間に、赤外光非透過フィルタ31を設置する。
【0031】外部光源24は、可視光および非可視光(赤外光等)を放射する。例えば太陽などである。撮像部23は、目を撮影するためのカメラ20とレンズ22から構成され、カメラ20は非可視光を感知するCCDを内部に持ち、カメラ20の前面に光を集めるレンズ22が配置されている。照明21は、眼球を照射するものであり、照射光は被験者が眩しくないように、赤外光などの非可視光を用いる。例えば、LEDやレーザーからなる。
【0032】眼球(被験者の一部分)10は、カメラ20の光軸12上に置かれ、眼紋がその周囲から照明21によって照明されるようになっている。その結果、照明21から放出された光は眼球表面の角膜15、虹彩16、更に瞳孔17を通過して網膜18の各所で散乱される。散乱した非可視光の一部は反射され、撮像部23方向に進み眼球像が撮像される。
【0033】赤外光非透過フィルタ(非可視光非透過フィルタ)31は、赤外光などの非可視光を遮断する波長選択特性を有するフィルタである。
【0034】物体30は、可視光および非可視光(赤外光等)を透過する物質からなる物体である。例えば、ガラス等である。赤外光非透過フィルタ31と物体30は、眼球10、撮像部23、照明21と外部光源24の間に存在し、物体30の眼球側の表面に赤外光非透過フィルタ31を設置している。
【0035】外部光源24から放射された可視光および非可視光である赤外光は、眼球10の方向へ進む。眼球10と外部光源24の間に存在する物体30は、外部光源24に含まれる可視光と非可視光(赤外光等)を透過するが、物体30に設置した赤外光非透過フィルタ31は非可視光である赤外光を透過させずに遮断する。したがって、眼球10に届く外部光源24の成分は可視光のみとなる。
【0036】可視光を感知しないCCDを搭載したカメラ20は外部光源の可視光を感知しないため、撮像部23は、外部光源24の影響を受けない。
【0037】照明21から照射した非可視光(赤外光等)は、赤外光透過フィルタ31に遮断されることなく眼球10を照射するため、撮像部23は照明21が照射した非可視光が眼球表面の角膜15、虹彩16等で反射した反射光を撮像する。
【0038】次に、図1において、外部光源24と物体30の間に反射物25が存在する場合について説明する。
【0039】反射物25は、外部光源24が放射する可視光および非可視光(赤外光等)を反射する性質を有する物体である。外部光源24から放射された可視光および非可視光である赤外光は、眼球10の方向や反射物25の方向へ進む。反射物25に進んだ外部光源24は反射物25に反射して、その反射光の一部が眼球10の方向へ進む。
【0040】眼球10と外部光源24の間に存在する物体30は、外部光源24および反射物25に反射した反射光に含まれる可視光と非可視光(赤外光等)を透過するが、物体30に設置した赤外光非透過フィルタ31は非可視光である赤外光を透過させずに遮断する。したがって、眼球10に届く外部光源24の成分は可視光のみとなるため、撮像部23は、外部光源24の影響を受けずに、照明21から照射した非可視光(赤外光等)が眼球表面の角膜15、虹彩16等で反射した反射光を撮像する。
【0041】図4は、赤外光非透過フィルタ31の波長選択特性を示す説明図である。赤外光非透過フィルタ31は非可視光(赤外光等)を反射または吸収する特性を有し、非可視光がフィルタを透過しないものであればよく、様々な特性のフィルタを用いることができる。図4(a)から図4(f)は可視光と赤外光を反射、吸収、透過するなど、様々な特性を有する赤外光透過フィルタ31である。
【0042】図4(a)は、可視光を透過し、赤外光を吸収する。 図4(b)は、可視光を透過し、赤外光を反射する。 図4(c)は、可視光を吸収し、赤外光を吸収する。 図4(d)は、可視光を吸収し、赤外光を反射する。 図4(e)は、可視光を反射し、赤外光を吸収する。 図4(f)は、可視光を反射し、赤外光を反射する。図4(a)から図4(f)の赤外光非透過フィルタ31は、図1の本実施形態の赤外光非透過フィルタ31として用いることが可能であり、外部光源24の非可視光成分が眼球へ入射することを遮断することができる。
【0043】また、赤外光非透過フィルタ31は、非可視光を遮断する特性を有するフィルタをガラスの表面に蒸着させる、または非可視光を遮断する特性を有するガラスやフィルムを製造するなど、公知の技術で製造可能である。
【0044】(B)他の実施形態(a)本実施形態において、外光が眼球正面から入射する場合を例に説明したが、外光が他の方向から入射する場合は、外光が入射する方向に赤外光非透過フィルタを設置すれば良い。例えば、外部光源が放射する非可視光が被験者の眼球に入射する位置で、かつ、照明部が照射した非可視光の反射像を撮像部が撮影することを妨げない位置に赤外光非透過フィルタ31を設置することができる。例えば、外光が被験者の上方から入射する場合は、赤外光非透過フィルタ31を、撮像部の撮像を妨げない位置で、かつ、被験者の上方に設置する。
【0045】(b)物体30の眼球側の表面に赤外光非透過フィルタ31を設置したが、赤外光非透過フィルタ31は物体30の外部光源24側に設置してもよい。また、赤外光非透過フィルタ31は物体30と共に設置することなく、赤外光非透過フィルタのみを設置してもよい。
【0046】(c)屋外のように周囲から外部光源24の光が入射する場合は、照明21から眼球10へ照射した赤外光の反射光が撮像部23によって撮像されることを妨げない角度の場所であれば、撮像部23および眼球10の周囲を囲むように赤外光透過フィルタ31を設置してもよい。
【0047】(d)撮像部23を自動車のフロントガラス装着し、座席に着席した被験者の眼球を撮像する場合等に本実施形態は適用可能である。この場合は外部光源24の入射が激しいフロントガラスに赤外光非透過フィルタ31を設置することで外部光源24の入射を妨げることができる。
【0048】(e)赤外光非透過フィルタ31の設置方法は、物体30に接着してもよいが、物体30に着脱可能な状態で設置してもよい。
【0049】(f)被験者の眼球とは、人間の眼球に限定されることなく、動物(例えば、馬など)の眼球であってもよい。
【0050】
【発明の効果】以上のように、本実施形態によれば、外部光源が放射する非可視光が被験者の眼球に入射する位置で、かつ、照明部が照射した非可視光の反射像を撮像部が撮影することを妨げない位置に、外部光源24の成分である赤外光などの非可視光を遮断する赤外光非透過フィルタ31を設置することにより、以下の効果を奏する。
【0051】(1)外部光源24の成分の一部である赤外光を遮断するため、外部光源24が放射した赤外光が眼球に入射することがなく、外部光源24が入射することで生じる眼球像への写り込みが低減する。したがって、照明21が照射する赤外光が眼球に入射して角膜15や虹彩16等で反射した反射光のみを撮像することができ、良好な眼球像が得ることができる。
【0052】(2)外部光源24が一旦他の反射物25へ照射し、その反射物25からの反射光が眼球10方向へ進んだ場合であっても、外部光源24の反射光を遮断するこができる。
【0053】(3)外部光源24を遮断することができるため、例えば、日よけのない屋外や自動車などの車内やガラスに囲まれた建物のように外光の強い場所においても、外部光源24による写り込みを低減することができる。




 

 


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