专利名称：摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及非接触式的摄影装置。
背景技术：
在先技术中，提出一种根据人类的身体特征来识别个人有判别是否是本人的技术。通过对通过摄影装置而获得的身体特征和预先登记的身体特征进行核对，来进行个人识别或是否是本人的判断。
摄影装置大致分为装置和身体接触的接触式装置、以及装置和身体不接触的非接触式装置。在不定数量的较多的人利用的场合下，从不易污染、卫生方面、和心理抗拒感的方面考虑，优选的是非接触式装置。
比如，在为了设施的安全对策而使用接触式装置的场合下，在每当有人出入该设施的场合下，都需要进行该人是否为许可进入的人的判别。也就是说，该装置频繁地被人触摸。所以，导致与人的皮肤相接触的玻璃面被弄脏，这样的场合下，有可能不能顺利地进行摄影，而无法得到正确的判别结果。根据这个理由，在频繁地进行判别的情况下，优选的是非接触式装置。
比如，使用在设施的进入退出管理中的场合下，也同样地，每当有人出入该设施的时候都需要进行摄影。该场合下，也同样地，接触式装置频繁地被人触摸。所以，有可能使与手所接触的玻璃面弄脏，而不能顺利地进行摄影的情况。而且，由于与弄脏的面接触，会导致卫生方面的问题、或心理上的抗拒感。根据该理由，优选的是非接触式装置。
在医疗机关或者研究机构等这样的，对卫生要求严格的场所中使用的场合下，也与接触式装置相比，优选的是非接触式装置。此外，从近年来，成为热卖商品的各种抗菌商品或卫生商品等的情况中可以了解，社会上，从卫生问题或心理抗拒感方面出发，对非接触式的产品的需求高涨。在对运动着的物体进行摄影的场合下，无法使用接触式装置。然而，在非接触式装置中，在每一次摄影时，很难使被摄体位于同样的位置。因此，存在每一次摄影中所得到的图像的亮度之间产生差异的问题。这样，摄影所得到的图像的图案与预先摄影而得到的图像的图案不一致，存在无法正确地进行个人的判别的情况。
此外，在非接触式装置中，有可能在图像中含有除被摄体之外的部分，即背景部分。这样，也使得摄影所得到的图像的图案与预先摄影而得到的图像的图案不一致，而存在无法正确地进行判别的情况。
虽然提出有几种除去背景部分的方法，但是任意一种方法也都存在问题。比如，如下述的专利文献1所述的方法是，获取并存储根据帧间差分所得到的图像的变动信息，将在过去的一定时间内没有发生任何变动的象素判断为属于背景区域，而得到背景图像。但是，若根据该方法，则在具有一样颜色的物体，比如白纸在摄影机的前面移动的场合下，难于将物体和背景进行区分。在专利文献2中记载的方法也存在同样的问题。
在专利文献3中记载的方法是，检测图像的深度，基于此，将前景和背景进行分离。但是，若根据该方法，则需要用于检测深度的装置，造成装置的规格变大，并提高了成本。专利文献4中记载的方法也存在同样的问题。
本发明是鉴于上述问题所提出的，其目的在于提供一种能够简单且高精度地进行摄影的非接触式摄影装置。
专利文献1 日本专利特开平7-284086号公报
专利文献2 日本专利特开2002-150294号公报
专利文献3 日本专利特开平5-95509号公报
专利文献4 日本专利特开2001-137241号公报
发明内容
根据本发明的摄影装置，是通过用受光装置将物体反射的光进行成像来对该物体进行摄影,其具有:计测上述物体和该摄影装置之间的距离的计测装置；相应于由上述计测装置得到的计测结果，来控制摄影时的上述受光装置的曝光时间的曝光控制装置。
此外，作为用于转换成电信号的装置的受光装置可以使用CMOS或者CCD等的图像传感器。也可以具有相应于上述计测装置的计测结果，来控制
5上述图像传感器的输出增益的增益控制装置，用来代替上述曝光控制装置。
此外，具有姿势判别装置，判别上述物体的被摄影面是否相对于该摄影 装置的摄影方向的轴垂直相交；摄影控制装置，在通过上述姿势判别装置而被 判别为上述物体的被摄影面相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交的场 合下，进行控制，使得对该物体进行摄影，其中上述计测装置作为上述距离 计测上述物体的被摄影面的至少2个点和该摄影装置之间的距离;上述姿势判 别装置根据由上述计测装置得到的对上述各点的计测结果，来判别上述物体的 被摄影面是否相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交。
此外，具有引导装置，该引导装置在被判别为上述物体的被摄影面相对于 该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交的场合、以及被判别为没有垂直相交的场 合下，通过分别输出不同的指示，来进行引导，使得该被摄影面相对于该摄影 装置的摄影方向的轴垂直相交。
此外，具有根据在每隔预定时间所得到的由上述计测装置得到的计测结 果，来判别上述物体是否静止的静止判别装置；在通过上述静止判别装置判别 为上述物体处于静止的场合下，进行控制，使得对该物体进行摄影的摄影控制 装置。
此外，具有存储上述物体没有被摄入的背景图像的背景存储装置；将上 述背景图像和通过对上述物体进行摄影而得到图像进行比较，由此抽取仅有该 物体的图像的抽取装置，其中，为了获取上述背景图像，上述摄影控制装置进 行控制，使得通过上述计测装置计测不到上述距离时才进行摄影。
本发明还提供一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像，由 此对该物体进行摄影，其具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间 的距离；曝光控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制在摄影时的上 述受光装置的曝光时间；姿势判别装置，其判别上述物体的被摄影面是否相对 于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交；摄影控制装置，其在由上述姿势判别 装置判别为上述物体的被摄影面相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交 的情况下进行控制，使得对该物体进行摄影，其中，上述计测装置计测上述物 体的被摄影面的至少2个点和该摄影装置之间的距离来作为上述距离，上述姿 势判别装置根据上述计测装置对上述各点的计测结果， 别上述物体的被摄影 面是否相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交。如上所述的摄影装置，具有引导装置，该引导装置在判别为上述物体的被 摄影面相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交的情况下、以及在判别为上 述物体的被摄影面相对于该摄影装置的摄影方向的轴没有垂直相交的情况下， 通过分别输出不同的指示来进行引导，使得该被摄影面相对于该摄影装置的摄 影方向的轴垂直相交。
本发明还提供一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像并转 换成电信号，由此对该物体进行摄影，其具有计测装置，其计测上述物体和 该摄影装置之间的距离；增益控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控 制上述电信号的输出增益；姿势判别装置，其判别上述物体的被摄影面是否相 对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交；摄影控制装置，其在由上述姿势判 别装置判别为上述物体的被摄影面相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相 交的情况下进行控制，使得对该物体进行摄影，其中，上述计测装置计测上述 物体的被摄影面的至少2个点和该摄影装置之间的距离来作为上述距离，上述 姿势判别装置根据上述计测装置对上述各点的计测结果，判别上述物体的被摄 影面是否相对于该摄影装置的摄影方向的轴垂直相交。
本发明还一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像，由此对 该物体进行摄影，其具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间的距 离；曝光控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制在摄影时的上述受 光装置的曝光时间；静止判别装置，其根据上述计测装置每隔规定时间所得到 的计测结果，判别上述物体是否静止；摄影控制装置，其在由上述静止判别装 置判别为上述物体处于静止的情况下进行控制，使得对该物体进行摄影。
本发明还提供一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像并转 换成电信号，由此对该物体进行摄影，其具有计测装置，其计测上述物体和 该摄影装置之间的距离；增益控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控 制上述电信号的输出增益；静止判别装置，其根据上述计测装置每隔规定时间 所得到的计测结果，判别上述物体是否静止；摄影控制装置，其在由上述静止 判别装置判别为上述物体处于静止的情况下进行控制，使得对该物体进行摄 影。
本发明还提供一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像，由 此对该物体进行摄影，其具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间的距离；曝光控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制在摄影时的上 述受光装置的曝光时间；背景存储装置，其存储上述物体没有被摄入的背景图 像；抽取装置，其将上述背景图像和对上述物体进行摄影而得到的图像进行比 较，由此抽取仅存在该物体的图像，其中，为了获取上述背景图像，上述摄影 控制装置进行控制，使得在上述计测装置计测不到上述距离时进行摄影。
本发明还提供一种摄影装置，通过受光装置对物体反^f的光进行成像并转 换成电信号，由此对该物体进行摄影，其具有计测装置，其计测上述物体和 该摄影装置之间的距离；增益控制装置，其根据上述if测装置的计测结果，控 制上述电信号的输出增益；背景存储装置，其存储上述物体没有被摄入的背景 图像；抽取装置，其将上述背景图像和对上述物体进纟亍摄影而得到的图像进行 比较，由此抽取仅存在该物体的图像，其中，为了获取上述背景图像，上述摄 影控制装置进行控制，使得在上述计测装置计测不到上述距离时进行摄影。
本发明还提供一种摄影方法，用于控制摄影装置，该摄影装置具有对物体 反射的光进行成像的受光装置和测距传感器，其在上述摄影装置中依次执行以 下步骤:计测上述物体的被摄影面的至少2个点和该摄影装置之间的距离的步 骤；根据计测结果，控制在摄影时的上述受光装置的曝光时间的步骤；根据对 上述各点的上述距离的计测结果，判别上述物体的被摄影面是否相对于该摄影 装置的摄影方向的轴垂直相交的步骤;在判别为上述物体的被摄影面相对于该 摄影装置的摄影方向的轴垂直相交的情况下进行控制J吏得对该物体进行摄影 的步骤。
图1是表示摄影装置整体结构的立体图。
图2是摄影装置的中央附近的侧截面图。
图3是表示左脸颊的摄影情况的例子的图。
图4是表示摄影装置和个人电脑之间的连接的例子的图。
图5是表示摄影装置的功能结构的例子的方块图。
图6是表示测距传感器的输出值和实际距离之间的关系的图。
图7是表示距离曝光表格的例子的图。
图8是说明由摄影装置进行摄影时的处理流程的例子的流程图。
8图9是表示存储在磁存储装置中的程序和数据的例子的图。
图io是表示特征信息数据库的例子的图。
图11是说明个人判别的处理流程的例子的流程图。
具体实施例方式
根据附图，对本发明进行更加详细的说明。
图1是表示摄影装置1的整体结构的立体图，图2是摄影装置的中央附近 的侧截面图，图3是表示左脸颊的摄影情况的例子的图，图4是表示摄影装置 和个人电脑之间的连接的例子的图，图5是表示摄影装置的功能结构的例子的 方块图，图6是表示测距传感器的输出值和实际距离之间的关系的图。
如图1和图2所示，根据本发明的摄影装置l，由摄影装置主体2和主体 盖3构成。该摄影装置1中，作为照明装置采用照射红外线的装置，作为受光 装置采用受光红外线的反射光的装置。这样，摄影装置1非常适合于用作对人 类或者动物的血管等进行摄影的装置。照明装置和受光装置可相应于摄影对象 进行适当的变更，且并不局限于照射或受光红外线的装置。下面，对摄影装置 是用作对人类或者动物的血管等进行摄影的装置来进行说明。
进行摄影时，预先将主体盖3安装在摄影装置主体2的正面20a上。然后， 比如，如图3所示，对人类的左脸颊进行摄影的场合，左脸颊朝向摄影装置l 的正面，使得左脸颊和摄影装置1的正面平行(也就是，作为对象物体的被摄 影面的左脸颊相对摄影方向的轴垂直地相交)，然后按下快门。下面，以对人 类的脸颊的血管的图案进行摄影的场合为例进行说明。
摄影装置主体2由壳体(筐体)20、摄影部21、电路基板22、照射部23、 接口 24、快门按钮25、测距传感器(距离传感器)27、以及灯28等构成。 摄影装置主体2，如图4所示，可通过接口24与个人电脑6相连接。
壳体20具有箱子那样的形状，正面20a是开放着的。
摄影部21由透镜211以及图像传感器212等构成。作为图像传感器212 比如可以使用CCD型的图像传感器或CMOS型的图像传感器。
电路基板22中设置有后面将要说明的用于进行对摄影装置1的各部分 的控制和D/A转换等的控制电路；存储有计算机程序(商用软件/firm ware) 和数据等的ROM; CPU等。CPU根据来自个人电脑6或者快门按钮的指令、计算机程序、或者数据等，进行运算处理。如图5所示，根据这样的结构，在 摄影装置1中能够实现快门控制部201、图像处理部202、位置判别部203、 静止判别部204、距离算出部205、背景图像存储部206、姿势判别部207等 的功能。
照射部具有LED作为光源。作为这些LED，如果摄影对象是血管的话， 可以使用发出红外线的装置。向LED供给的电流，通过接口24从个人电脑6 获得。如果使用USB作为接口 24，在能够进行与个人电脑6之间的通信的基 础上，还能够从个人电脑6获得电流。
返回到图1和图2，主体盖3由过滤板31和透镜盖32构成，其中该过滤 板31由合成树脂板或者玻璃板等构成，该透镜盖32由合成树脂板等构成。主 体盖3通过未图示的螺丝等安装在壳体20的正面20a上。作为过滤板31比如 采用如下性质的材料，即可以阻挡可视光线以及比其波长更短的光线(即，波 长约800nm或其以下的光线)，并且可以透过红外线。
测距传感器27朝向摄影的方向而安装，用于对测距传感器27自身和摄影 对象也就是被摄体之间的距离进行计测。作为测距传感器27，可以使用光学 式或者超声波式等的测距传感器(距离传感器)。
此外，本实施形式中，为了求得被摄体的姿势，采用可对被摄体的表面(被 摄影面)的3点进行计测的测距传感器27。下面，简单地称为"(从摄影装 置1)到被摄体的距离"或者"(摄影装置1)与被摄体的距离"这样的场合， 是指从摄影装置1到3点之间的各距离的平均值。
由于预先了解了测距传感器27和摄影装置1的各部分之间的位置关系， 所以根据用测距传感器27求得的距离，也可以求出从摄影装置1的各部分到 被摄体的距离。本实施形式中，将到被摄体的距离的基准定为主体盖3的正面 3c。也就是，从摄影装置1到被摄体的距离定义为从主体盖3的正面3c到被 摄体的距离。
对于作为被摄体的脸颊位于从摄影装置1距离几cm处的场合(参照图3)， 测距传感器27被设定为可对耳根附近、脸颊骨的前端附近(眼底下面附近)、 以及嘴底附近的3点的距离进行计测。
从摄影装置1到被摄体的1个点的距离，具体而言，通过如下方法最终求 出。测距传感器27输出8位也就是256灰度的计测值，作为对被摄体的表面(被摄影面)的1个点或者多个点之间的距离的计测结果。
计测值(输出值)和实际的距离之间的对应关系根据被摄体的种类分别具 有一些不同，但具有计测值越大则到被摄体的实际距离就越短的倾向。比如，
计测人类的身体的表面的场合的计测值和实际距离之间的关系，为如图6所示 的函数"D=F (x)"。所述函数是一点一点地使脸颊的位置变化并进行实际 计测所得到的函数。然后，将计测值代入相应于被摄体的种类的函数中，从而 可求出从摄影装置1到被摄体的1个点的距离。
图5的距离算出部205，通过上述方法，也就是，根据图6所示的函数以 及对脸颊的3个点的计测值(输出值)，算出从摄影装置1到脸颊的3个点的 距离。算出结果作为被摄体距离信息70而供给到快门控制部201、位置判别 部203、以及姿势判别部207。
快门控制部201在按压快门按钮25而使得快门切换的瞬间，对LED驱动 部261、 262发出指令，使得开始向LED51a 51d、 52a 52d的电流供给。然 后，发出指令使得相应于曝光时间而停止电流的供给。这样，各个LED与快 门以及快门速度(曝光时间)同步而发光。并且，打开快门的指令，还可以用 个人电脑6来进行，代替用快门按钮25。
打开快门并各个LED发光时，该光照射到作为被摄体的脸颊上。但是， 由于可视光线等通过过滤板31切断，只有红外线照射到被摄体上。 一般，人 类或者动物的血管具有吸收红外线的性质。所以，脸颊的表面中，在皮下具有 血管的部分基本上不会反射所照射的红外线，而没有血管的部分能够较好地反 射。
来自被摄体的反射光，通过过滤板31而进入到壳体20之中，通过透镜 211在图像传感器212上成像。图像传感器212通过将这些信号化而生成摄影数据。
图像处理部202，通过对该摄影数据施行图像处理，来生成脸颊的血管的 图案的图像。而且，还可以构成为，图像处理在个人电脑6中进行。
快门是如透镜快门或者屏幕快门那样的机械快门，也可以是如液晶快门那 样的光学快门等。此外，比如还可以具有这样的结构，即与摄影的指令同步地 开始由图像传感器212进行的电荷的积存，经过曝光时间之后结束积存或者将 积存的电荷读出来。即，这样构成的场合下的曝光时间，表示电荷的积存时间。而且，也可以将这些机械的、光学的、或者电子的快门进行组合。
摄影装置1中设置有如下功能，即自动控制曝光(曝光)以及快门、引导 被摄体的位置以及姿势、以及进行被摄体区域的提取。根据这样的功能，能够 更加简单且高精度地进行摄影。下面，对这样的功能进行说明。自动曝光调整功能
图7是表示距离曝光表格TL1的例子的图。如图5所示，摄影装置1中 设置有距离曝光表格TL1。如图7所示，距离曝光表格TL1中，定义有与摄 影装置1和被摄体之间的距离相应的曝光时间。见图7可知，从摄影装置1 到被摄体(脸颊)的距离越长，曝光时间就设定得越长。比如，到摄影装置1 的距离为2.5cm的场合曝光时间设定为80ms (毫秒)，距离为8.5cm的场合 设定为95ms。
而且，距离曝光表格TL1的"增益"是指，从图像传感器212向图像处 理部202输出的输出信号S10的输出增益。图5中，用于调整输出增益的调 整信号Sll，基于距离曝光表格TL1从快门控制部201发送过来。此外，输 出增益还可以通过手动调整。放大器208放大输出信号S10。也可以省略放大 器208。也可以使放大器208的放大率可变，根据调整信号S11调整放大率， 调整输出信号S10的输出增益。该场合中，也可以将放大器208 —体构成在 图像传感器212的内部。而且，输出信号S10是数字数据的场合，也可以使 用数据转换器等来代替放大器208。这里，输出增益可以与距离无关地设定成 相同的。
图5的快门控制部201，在摄影时，根据距离算出部205算出的到被摄体 的距离和距离曝光表格TL1设定曝光时间。自动快门控制功能
快门控制部201在被摄体的位置和姿势成为最适当的状态的场合下，自动 地发出进行摄影的指令。具体地，在满足下列3个条件的场合下发出进行摄影 的指令，即被摄体(脸颊)位于摄影良好范围、脸颊处于朝向摄影装置1的正 面而平行的姿势(摄影方向的轴和脸颊的表面大致垂直相交的状态)、且脸颊 是静止的，这3个条件。而且，"摄影良好范围"表示，可以获得超过预定标 准的鲜明度的图像的摄影范围。是否满足这些条件的判别，是通过位置判别部 203、静止判别部204、以及姿势判别部207来如下地进行。位置判别部203，根据被摄体距离信息70或测距传感器27的输出值对被 摄体(脸颊)是否处于摄影装置1的摄影良好范围内进行判别。脸颊的摄影良 好范围，为从摄影装置l向摄影方向的距离比如是2 9cm的范围。而且，也 可以在脸颊的3个点都处于摄影良好范围的情况下将其判别为摄影良好范围， 也可以在脸颊的任意1个点处于摄影良好范围的情况下将其判别为摄影良好 范围。所述判断，在每一个预定的时间(比如50ms)上进行。
姿势判别部207根据被摄体距离信息70或测距传感器27的输出值求出被 摄体的3个点的坐标。而且，对摄影装置1的摄影方向的轴是否与包含被摄体 的3个点的平面垂直相交进行判别。也就是说，对该平面是否与摄影装置1 的正面20a平行、且被摄体的被摄影面是否正好面向摄影装置1进行判别。其 中，上述的"垂直相交"，表示大约90度地相交，并不是限定为严格地以90 度相交。比如，角度在预定的范围内、90度士10度的场合下，也可以判别为 摄影方向的轴与被摄影面垂直相交，被摄体正好面向摄影装置l。不是上述这 样的场合下，判别为没有垂直相交，不是正好面向。
静止判别部204判别进入摄影良好范围内的被摄体是否处于静止状态。换 句话说，每隔预定的时间(比如100ms)，从测距传感器27获取关于被摄体 3个点的8位的计测值。观察一定的期间(比如几百ms 几秒的期间)、各 个点的计测值的变化量。然后，在这样的期间内，变化量一直小于预定值的场 合下，判别被摄体处于静止状态。在该期间内超过预定的值的场合，判别为非 静止的状态。而且，还可以根据从距离算出部205获得的被摄体的被摄体距离 信息70，与上述相同地观察变化量来判别是否静止。
进行这样的判别的结果，在确认满足所有条件的场合下，快门控制部201 执行自动快门控制功能。该场合的曝光时间，采用根据最新的测距传感器27 的测量值(输出值)等而求得的曝光时间。被摄体的位置以及姿势的引导功能
如上所述，如果被摄体(脸颊)位于摄影良好范围、成为与摄影装置1 平行的姿势(摄影方向的轴和被摄影面垂直相交的姿势)、而且静止的话，由 自动快门控制功能来执行摄影。为了简单地满足所述的3个条件，灯28发出 用于将被摄体引导至正确的位置和姿势的指示。
比如，在通过测距传感器27没有检测出被摄体的期间内，将灯28关闭。
13如果检测到被摄体，并通过位置判别部203判别出被摄体进入了摄影良好范 围，则使灯28缓慢地(比如每隔l秒)闪烁。如果通过姿势判别部207判别 出被摄体的姿势相对于摄影装置1正好垂直，则使灯28的闪烁速度变快(比 如，每隔0.5秒)。而且，如果静止判别部判别被摄体处于静止，则停止灯28 的闪烁使其保持点亮状态。或者，对应于上述每一个条件而准备3盏灯。然后， 也可以在满足条件的场合使得与其对应的灯点亮。
代替灯28，也可以在摄影装置1上设置扬声器，输出"请不要动"或者 "请将脸稍微朝向左"的声音，来对被摄体的位置和姿势进行引导。也可以设 置液晶面板，显示提示、图形、照片或者影像来进行引导。也可以通过个人电 脑6的扬声器或者显示装置来进行引导。
被摄体区域抽取(背景的除去处理)
摄影装置1和被摄体非常接近的场合下，可以得到只有被摄体的图像，避 免摄入被摄体之外的物体也就是背景。但是，如果两者之间具有一定距离，或 者被摄体的体积变小，则会导致所得到的图像中含有背景。因此，为了只提取 出被摄体的区域，摄影装置1的各个部分进行如下处理。
通过测距传感器27没有检测到被摄体的期间，快门控制部201、图像处 理部202、以及摄影部21等进行摄影，其用于获取只有背景的图像。所述摄 影是定期地(比如每隔几分钟 几十分)进行的。通过摄影所得到的图像作为 背景图像数据80存储并积存在背景图像存储部206中。并且，已有背景图像 数据80积存的场合下，删除旧的背景图像数据80，积存新的背景图像数据80。
如果通过自动快门控制功能进行被摄体的摄影，而得到图像，则根据背景 图像数据80仅抽取出该图像中所包含的血管的区域。g卩，将得到的图像和对 应于背景图像的各个象素彼此进行比较，将其差在预先设定的阈值以上的象素 判别为被摄体的图像。不是这样的象素判别为背景。如此，提取出作为被摄体 的脸颊的区域。
图8是说明由摄影装置1进行摄影时的处理流程的例子的流程图。下面， 参照图8所示的流程图，对使用上述的自动曝光调整、自动快门控制、位置和 姿势引导、以及被摄体区域提取的各个功能的场合的摄影装置1的处理流程进 行说明。
操作者操作摄影装置1的操作按钮或者个人电脑6的键盘等，将摄影装置l切换为自动摄影模式(弁l)。然后，测距传感器27启动(#2)，开始计 测(测量)摄影装置l和位于其正面的物体之间的距离(弁3)。而且，计测 是以预定的时间间隔(比如每隔100ms)，在直到曝光时间的算出(#7)或 直到处理结束的期间中，反复进行。
计测结果上发生变化的场合下，判别在摄影装置1的正面上出现了摄影的 对象(#4中为是)。该对象是将自己的脸颊向摄影装置1的正面接近。摄影 装置1对脸颊的位置和姿势是否为适合于摄影的位置和姿势进行判别(#5)。
在不适合于摄影的位置和姿势的场合(#5中为否)，通过灯28或者扬 声器等，将脸颊的位置和姿势引导到正确的位置(#6)。而且，反复进行判 别，直到脸颊的位置和姿势成为适合于摄影的位置和姿势。
满足所有这些条件的场合(弁4中为是，#5中为是)下，参照距离曝光 表格TL1而求出曝光时间(#7)。然后，在停止测距传感器27 (#8)的同 时，根据算出的曝光时间来进行脸颊的摄影，获得包含脸颊的图像(#9)。
在摄影装置1的正面上没有出现脸颊，而且，出现了摄影中断的指示的场 合(#4中为否，#11中为是)下，停止测距传感器27 (#12)，中止自动 摄影处理。虽然在摄影装置1的正面上没有出现脸颊，但是没有中断摄影的指 示的场合(#4中为否，#11中为否)下，根据需要(比如，从上次的背景摄 影已经过了几分钟的场合)对背景图像进行摄影(#13)。
在步骤#9中获得包含脸颊的图像之后，从该图像中提取出仅有脸颊部分 的图像(#10)。
个人识别处理
图9是表示在磁存储装置中存储的程序和数据的例子的图，图10是表示 特征信息数据库6DB的例子的图，图11是说明个人判别的处理流程的例子的 流程图。
其次，对将摄影装置l用于个人识别的处理的场合进行说明。比如，以进 行图4所示的个人电脑6的登录的场合为例进行说明。
如图9所示，个人电脑6的磁存储装置6d中，存储有特征信息数据库6DB 。 如图10所示，该特征信息数据库6DB中，将每个用户的特征信息71 (71a， 71b，)与识别该用户的用户ID相对应地进行存储。
特征信息71是与用户的特征相关的信息。在本实施形式中，作为特征信息71，采用与左脸颊的血管相关的信息。特征信息71是通过摄影装置1预先 对用户的左脸颊进行摄影所得到的信息。将特征信息71也可以作为血管的图 案的图像而存储，也可以作为通过对该图像进行分析所得到的、表示血管的粗 度、长度、条数或配置等的特征的信息而存储。
此外，磁存储装置6d中，安装有个人判别程序6PG。通过运行该程序， 按图ll所示的流程图那样的顺序，来实现一种处理，其用于判别欲将要登录 的用户是谁。
想使用个人电脑6的用户，打开个人电脑6的开关。这样，在个人电脑6 中，显示登录画面。在这里，用户输入自己的用户ID (#21)，通过摄影装 置l对自己的左脸颊进行摄影(#22)。输入的用户ID和通过摄影所得到的 摄影数据，被发送到个人电脑6。
个人电脑6从特征信息数据库6DB中，检索对应于用户ID的特征信息 71 (井23)。然后，将该特征信息71表示的血管的特征和通过摄影所得到的 摄影数据表示的血管的特征进行判别，判别是否一致，由此判别该用户是否是 正确的用户(#24)。
判别为是正确的用户的场合(弁25中为是)下，可以登录，可以使用个 人电脑6 (#26)。判别为不是正确的用户的场合(#25中为否)，显示不允 许登录的提示或者请重新操作的提示。
此外，也可以对在特征信息数据库6DB中存储的特征信息71a， 71b，… 依次进行步骤#24的处理来判别(识别)用户是谁，而决定是否允许登录。 该场合，不需要在登录画面中输入用户ID。
个人识别不限于上述那样的登录时的用户确认，比如，也可以在电子结算 系统中的结算或考勤时的本人确认(时间卡)等的情况下进行。
根据本实施形式，通过对应于摄影装置和被摄体的距离而调整曝光，即使 是非接触式也可以进行高精度的摄影。通过将被摄体引导至适当的位置和姿 势，可以进行进一步高精度的摄影。此外，也可以与在先技术相比更正确且更 低成本提取出除去背景的仅含被摄体的图像。
虽然本实施形式中，如图7所示，被摄体的距离越长则曝光时间越长，使 图像传感器212的输出增益与距离无关地恒定，但也可以随着距离的变长使增 益变大，使曝光时间恒定。或者，也可以让双方都发生变化。背景的摄影，也可以在进行了对被摄体的摄影之后进行。也就是说，也可
以在对被摄体的摄影之后，测距传感器27检测不到该被摄体之后进行。被摄 体不在适合于进行摄影的位置和姿势的场合下，也可以通过移动摄影装置1 来调整被摄体和摄影装置l之间的位置关系。作为图像传感器212，也可以采 用CCD来代替CMOS。
本实施形式中，虽然是通过摄影装置1对人类的脸颊的血管的图案进行摄 影，但当然也可以对人类或者动物的身体的其它部位进行摄影。比如，可以对 额、头部、腹部、背部、臀部、颈部、手足、臂部以及脚部等所有的表面进行 摄影。该场合下，对应于成为摄影对象的部位，变更LED的配置、LED的光 度、自动曝光的调整、位置和姿势的条件等，来构成摄影装置l。
也可以对人类或者动物之外的物体进行摄影。比如，也可以为了对汽车的 通行量进行调査而使用摄影装置1。该场合下，可以构成为如下系统。
将摄影装置1设置在道路的旁道(人行道)。摄影方向朝向道路的另一侧 的旁道。摄影良好范围设定为从道路的一侧旁道到另一侧的旁道。数据库中， 预先准备好每一种汽车的图像。
在照射部23中使用的光源可以采用比如一般的照相机用闪光仪。该场合 下，过滤板31采用透明的板。用于求取自动曝光的表格(参照图7)相应于 道路的宽度和摄影环境等而进行变更。照明的时刻可以设置在判别出汽车正在 接近之后。也可以与到汽车的距离成反比地改变照明的强度。除此之外，也可 以相应于道路的宽度和摄影环境等，变更摄影装置1的结构。
测距传感器27在没有检测到汽车时，定期地获得背景图像。如果测距传 感器27检测到汽车，且判别出汽车正在接近，则求出到汽车的距离，与此相 应地决定曝光时间。根据该曝光时间进行汽车的摄影，而获取图像。从获取的 图像中仅提取出汽车的区域。
通过将提取出的汽车的图像和数据库中预存的图像的各自的颜色信息成 分、边缘成分、或者表面成分等的特征信息进行比较，来特定所检测到的汽车 的车种。然后，更新通行量的数据。此外，也可以进行3维摄影，并通过将从 3维结构信息还原的外观的映像信息，或者颜色信息成分、边缘成分、或者表 面成分等的特征信息进行比较，来特定汽车的车种。
与汽车的通行量的调査同样地，也可以对通过走廊或人行道等的人数进行调査。该场合下，将走廊的两壁的范围或者道路宽度的范围设为摄影良好范围，
将摄影装置1设置在墙壁等上，将测距传感器27设置在脚底附近。此外，相 应于这些条件来变更摄影装置1的结构等。此外，在自动门等中想识别门前的 人的场合下，比如，将从门到墙壁的范围设为摄影良好范围，将摄影装置1 设置在门的上方，相应于这些条件来变更摄影装置1的结构。
虽然检测到了摄影的对象物正在接近，但在进行摄影时，存在该对象物已 经通过的场合。也就是说，有时产生摄影错误。所述场合，为了降低后面的处 理错误，也可以进行如下处理。在进行对象物的摄影时，由测距传感器27再 次获得对象物的位置(距离)。其结果，在对象物的位置没有进入摄影良好范 围的场合下，进行摄影时，很可能是在对象物体已经通过之后。因此，该场合 下，将获得的图像和背景图像进行比较，判别是否有对象物被摄入。在没有对 象物被摄入的场合下，作为该对象物没有接近过的情况来处理。
本实施形式中，虽然计测摄影装置1和被摄体的3个点之间的距离，但也 可以计测和1个点或者2个点之间的距离。比如，手提箱等那样，在摄影时， 如果是正好直立地放置的物体，则可以计测摄影装置1和被摄体2个点之间的 距离。究其原因，是因为到被摄体的表面(被摄影面)的某1个点的距离和到 另1个点的距离相等的话，即可知道摄影装置1和被摄体之间是平行的。对在 道路上通行的汽车进行摄影的场合下，进行1个点的计测就足够了。因为汽车 相对于摄影装置1来说大致平行地行驶。
也可以将个人或者物体的种类(比如汽车的车种)等的识别结果，通过显 示装置或打印装置等来输出。也可以通过网络向其它电子系统或者装置发送， 并存储在记录媒体中。在主体盖3的表面上，也可以描绘插图用于告知摄影方 向。比如，在对足底进行摄影的摄影装置1的场合下，可以在主体盖3的表面 上描绘脚的插图。
另外，摄影装置1的整体或各个部分的结构、摄影的对象、LED的配置 和发光强度、透镜等的光学系统的配置、处理内容、处理顺序、数据库的内容、 画面的构成等，都可以根据本发明的宗旨进行适当变更。
如上所述，本发明具有如下优点，即通过相应于摄影装置和被摄体之间的 距离来调整曝光，即使是非接触式也能够进行高精度的摄影。
权利要求
1.一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像，由此对该物体进行摄影，其特征在于，具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间的距离；曝光控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制在摄影时的上述受光装置的曝光时间；静止判别装置，其根据上述计测装置每隔规定时间所得到的计测结果，判别上述物体是否静止；摄影控制装置，其在由上述静止判别装置判别为上述物体处于静止的情况下进行控制，使得对该物体进行摄影。
2. —种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像并转换成电信 号，由此对该物体进行摄影，其特征在于，具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间的距离；增益控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制上述电信号的输出静止判别装置，其根据上述计测装置每隔规定时间所得到的计测结果，判别上述物体是否静止；摄影控制装置，其在由上述静止判别装置判别为上述物体处于静止的情况 下进行控制，使得对该物体进行摄影。
3. —种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像，由此对该物 体进行摄影，其特征在于，具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间的距离；曝光控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制在摄影时的上述受光装置的曝光时间；背景存储装置，其存储上述物体没有被摄入的背景图像； 抽取装置，其将上述背景图像和对上述物体进行摄影而得到的图像进行比较，由此抽取仅存在该物体的图像，其中，为了获取上述背景图像，上述摄影控制装置进行控制，使得在上述计测装置计测不到上述距离时进行摄影。
4. 一种摄影装置，通过受光装置对物体反射的光进行成像并转换成电信号，由此对该物体进行摄影，其特征在于，具有计测装置，其计测上述物体和该摄影装置之间的距离；增益控制装置，其根据上述计测装置的计测结果，控制上述电信号的输出增益；背景存储装置，其存储上述物体没有被摄入的背景图像； 抽取装置，其将上述背景图像和对上述物体进行摄影而得到的图像进行比较，由此抽取仅存在该物体的图像，其中，为了获取上述背景图像，上述摄影控制装置进行控制，使得在上述计测装置计测不到上述距离时进行摄影。
全文摘要
一种摄影装置(1)，通过用图像传感器(212)将物体反射的光进行成像来对该物体进行摄影，其设置有计测物体和该摄影装置(1)之间的距离的测距传感器(27)、以及相应于计测结果而控制摄影时的图像传感器(212)的曝光时间的装置。
文档编号A61B5/117GK101631201SQ20091016598
公开日2010年1月20日 申请日期2003年3月28日 优先权日2003年3月28日
发明者三木敦司, 仲野三枝子, 佐佐木繁, 后藤光宏, 木村修治, 杉浦隆之, 渡边正规, 福井智, 福田充昭, 藤本尚之, 远藤利生, 镇西清司, 青木隆浩 申请人:富士通株式会社