JP2007319174A - 撮影装置およびそれを用いた認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体が眼鏡やハード・コンタクトレンズを着用している場合であっても、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭に発生する影を抑えながら両目の眼画像を撮影可能とする。
【解決手段】撮影装置１は、被写体７０の左目７１と右目７２をそれぞれ撮影するカメラ１６、１７と、左目７１と右目７２をそれぞれ照明する光源１１〜１４と、光源１１〜１４の点灯を制御する照明制御部１５と、カメラ１６、１７から出力される撮影画像と測距部３２から出力される撮影距離とにより目位置が撮影範囲にあるか否かを判定する目位置判定部３３と、眼画像の画質を判定する画像判定部１８と、両目の眼画像を記憶する記憶部１９と、記憶した眼画像を認証部２に送信する送受信部２０とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影装置および認証装置に関し、特に、個人識別のための網膜や虹彩の紋様を撮影するための撮影装置およびそれを用いた認証装置に関する。

個人を識別する虹彩認証システムは撮影装置と認証装置とを備えている。撮影装置では、近赤外線照明などの方法で被写体の目およびその周辺を照明し、カメラにより被写体の目を含む領域を撮影していた。そして、認証装置は、撮影装置で撮影して得た目を含む画像（以下、「眼画像」という）から虹彩領域を抽出して虹彩部分の皺の模様の違いが数値情報として表されるようにコード化した認証情報（以下、「認証コード」という）を作成し、この認証コードをあらかじめ登録された認証情報（以下、「登録認証コード」という）と比較照合していた。認証装置は、比較照合の結果、互いに一致すると判定された場合には、被写体があらかじめ登録された者であるとして認証していた。

係る撮影装置において、被写体が眼鏡を着用している場合には、照明光がその眼鏡のレンズに反射してカメラに入射し、撮影して得た眼画像の一部に眼鏡からの反射光が重なって写る場合もあった（以下、このような反射を「眼鏡反射」という）。一方、眼鏡反射を抑えるために、斜め照射を行うと、被写体がハード・コンタクトレンズを着用している場合には、斜め方向からの照明によってハード・コンタクトレンズの輪郭領域に影を生じる。また、裸眼においても眼球の曲率により斜め方向からの照射により目尻側や目頭側に影を生じる。眼鏡反射、ハード・コンタクトレンズの曲率および眼球の曲率などの要因により、照明によって虹彩領域に影が発生すると、認証コードを生成するための虹彩領域に欠落領域を生じ、認証コードを生成できなくなる場合もあった。

そのため、片目用の撮影装置では、目頭側よりも目尻側の曲率が大きくなっている眼鏡レンズの形状を考慮して、眼鏡反射が虹彩画像に重ならないように、被写体の虹彩とカメラを結ぶ撮影光軸にできるだけ近い左右、左右斜め上方のそれぞれの位置に４個の照明Ｌ１〜Ｌ４を備え、右目用または左目用の眼鏡の曲率に対応する照明を、照明Ｌ１〜Ｌ４から選択して点灯し、虹彩の画像を撮影していた。また、撮影装置は、ハード・コンタクトレンズ着用時には目尻側にある照明を２個点灯させるようにしていた（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００３−３０８５２３号公報

しかしながら、眼鏡、ハード・コンタクトレンズを着用した被写体に対して両目撮影が可能な撮影装置がなかったため、右目の撮影時と左目の撮影時とで、左右のレンズそれぞれの曲率に合わせて点灯する照明を切り替える必要があった。そのため、被写体は、認証時に右目の撮影と左目の撮影とで少なくとも２回の目位置合わせを行う場合もあり、被写体にとっては煩わしいといった課題があった。

また、眼鏡のレンズやハード・コンタクトレンズの曲率と照明方向との整合がとれないときには、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭領域に影を生じ、認証コードの生成が不可能、または誤った認証コードを生成してしまい、この認証コードを用いて本人認証を行うと誤認証してしまうといった課題があった。

また、曲率の大きいハード・コンタクトレンズに対して片側方向から照明すると、照明方向と反対側のハード・コンタクトレンズの輪郭領域に影が発生するといった課題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、被写体にとっての目位置合わせの煩わしさを少なくし、被写体が眼鏡やハード・コンタクトレンズを着用している場合であっても、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭領域に発生する影を抑えながら両目の眼画像を撮影可能な撮影装置およびそれを用いた認証装置を提供することを目的とする。

本発明の撮影装置は、被写体の左目を撮影するための第１の撮影部と、被写体の右目を撮影するための第２の撮影部と、被写体の左目を照明するための第１の照明部と、第２の撮影部の撮影光軸と照射方向を交差させて左目を照明するための第２の照明部と、被写体の右目を照明するための第３の照明部と、第１の撮影部の撮影光軸と照射方向を交差させて右目を照明するための第４の照明部とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、被写体の右目、左目の両方を照明し、両目を同時に撮影できるので、被写体は装置に対して左目と右目のそれぞれを替えて認証する必要がなく、目位置合わせをやり直す回数を少なくでき、認証時の煩わしさを少なくできる。さらに、被写体は目位置合わせをやり直すことがないので、認証時に装置操作を誤ることもなく、最適な照明方向により右目、左目のそれぞれの撮影を行うことができる。また、両側からの照明により被写体がハード・コンタクトレンズなどを着用した場合であっても、ハード・コンタクトレンズの影を抑え、欠落を抑えた眼画像を撮影することが可能となる。

また、第１の照明部から第４の照明部の光量をそれぞれ調整可能としてもよい。

これによれば、さらに、撮影光軸と各光源からの照射方向との角度が異なっても、左目、右目のそれぞれの眼上における照度を一定にするように調整することができる。さらに、照射方向が異なる両側照明を行うときにおける光量バランスを調整することもでき、両目における照度を均一にすることができる。これにより、光源を取り付ける配置位置の制約をなくすことができ、装置を小型化することも可能となる。

また、第１の照明部から第４の照明部は複数の発光素子を有し、複数の発光素子の点灯数を変更することによって第１の照明部から第４の照明部の光量をそれぞれ調整するようにしてもよい。

これによれば、さらに、複数の発光素子の点灯数を変更することで両目における照度を一定にするように調整することができる。

また、第１の照明部から第４の照明部は複数の発光素子を有し、複数の発光素子の駆動電流を変更することによって第１の照明部から第４の照明部の光量をそれぞれ調整するようにしてもよい。

これによれば、さらに、複数の発光素子の駆動電流を変更することで右目、左目のそれぞれの眼上における照度を一定にするように調整することができる。

また、第１の照明部から第４の照明部は複数の発光素子を有し、複数の発光素子の点灯数と駆動電流とを組み合わせて変更することによって第１の照明部から第４の照明部の光量をそれぞれ調整するようにしてもよい。

これによれば、さらに、発光素子の発光量のばらつきがあっても、駆動電流によりばらつきを調整でき、右目、左目のそれぞれの眼上における照度を精度よく調整できる。これにより、右目、左目のそれぞれの眼上における照度を一定にすることができる。

また、第１の撮影部の撮影光軸と照射方向の角度に応じて第１の照明部と第２の照明部との光量を調整し、第２の撮影部の撮影光軸と照射方向の角度に応じて第３の照明部と第４の照明部との光量をそれぞれ調整するようにしてもよい。

これによれば、さらに、被写体がハード・コンタクトレンズなどを着用した場合であっても、照射方向の角度に応じて変化する照度を調整でき、左目と右目のそれぞれの眼上におけるハード・コンタクトレンズ上での照度を均一にすることができる。

また、第１の照明部から第４の照明部の点灯をそれぞれ制御する照明制御部をさらに備え、照明制御部は、第１の照明部、第２の照明部、第３の照明部および第４の照明部を所定の点灯パターンで順次に切り替えて点灯するようにしてもよい。

これによれば、さらに、被写体が眼鏡やハード・コンタクトレンズを着用した場合であっても、それぞれに使用する照明部を選択した点灯パターンで切り替えることで、眼鏡やハード・コンタクトレンズそれぞれに最適な照明方向の光源から照射を行うことが可能となる。

また、所定の点灯パターンは、第２の照明部の点灯、第４の照明部の点灯、第１の照明部と第２の照明部の点灯および第３の照明部と第４の照明部の点灯であってもよい。

これによれば、さらに、眼鏡着用に対応して、第２の照明部、第４の照明部の点灯をそれぞれ行い、裸眼とハード・コンタクトレンズ着用に対応して、第１の照明部と第２の照明部の点灯または第３の照明部と第４の点灯を行うことができる。これにより、眼鏡に対しては、光源からの照射角度の傾きを大きくすることで眼鏡反射を抑えることができる。また、裸眼とハード・コンタクトレンズに対して両側照明を行うことで、目尻側、目頭側での影の発生を抑えることができる。

また、照明制御部は、所定の点灯パターンの組み合わせに応じて第１の照明部から第４の照明部における光源の光量をそれぞれ調整し、被写体の左目と右目における照度をそれぞれ一定にするようにしてもよい。

これによれば、さらに、被写体が眼鏡やハード・コンタクトレンズの着用した場合であっても、照明の光量バランスをとることができ、両目における照度をそれぞれ一定に保つことができる。

本発明の認証装置は、上記の撮影装置と、撮影装置で被写体の右目と左目とを撮影して得た眼画像から被写体があらかじめ登録された者であるか否かを認証する認証部とを備えたことを特徴とする。

これによれば、さらに、認証部は、被写体に対して１回の目位置合わせで撮影装置より右目と左目の眼画像を取得でき、認証を行うことができる。これにより、認証部が保有する登録認証情報が右目用と左目用のいずれか一方、または、両目用のどちらであっても認証を行うことができる。

また、認証部は、撮影装置で被写体の右目と左目とを撮影して得た眼画像からそれぞれ認証情報を作成する認証情報生成部と、認証情報生成部で作成された右目と左目の認証情報とあらかじめ登録された登録認証情報とを比較照合する照合部と、照合部で比較照合して得た一致度と所定の閾値との比較によって被写体があらかじめ登録された者であるか否かを判定する認証判定部とを備えてもよい。

これによれば、認証部は、撮影装置より右目と左目の眼画像を取得でき、それぞれ右目用の認証情報と右目用の認証情報を作成できる。これにより、認証部は、保有する登録認証情報が右目用と左目用のいずれか一方、または、両目用のどちらであっても、認証を行うことができる。

また、認証判定部は、右目と左目の少なくともいずれか一方の認証情報から被写体があらかじめ登録された者であるか否かを判定するようにしてもよい。

これによれば、さらに、登録認証情報が右目用と左目用のいずれか一方、または、両目用のどちらであっても認証を行うことができる。

また、認証情報は、眼画像の虹彩領域をコード化して作成した認証コードであってもよい。

これによれば、さらに、虹彩領域をコード化して作成した認証コードを用いて被写体の認証を行うことができる。

本発明によれば、被写体にとっての目位置合わせの煩わしさを少なくし、被写体が眼鏡やハード・コンタクトレンズを着用している場合であっても、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭領域に発生する影を抑えながら両目の眼画像を撮影可能な撮影装置およびそれを用いた認証装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る認証装置の構成を示す図である。

図１において、認証装置３は、被写体７０の両目を撮影する撮影装置１と、撮影装置１が撮影して得た被写体７０の両目の眼画像を用いて認証を行う認証部２とを備えている。

まず、撮影装置１について、図１を用いて説明する。

撮影装置１は、被写体７０の両目の目位置を誘導するための窓３５、３６を通して両目を映すハーフミラー３０、３１と、被写体７０の左目７１を撮影するカメラ１６と、被写体７０の右目７２を撮影するカメラ１７と、被写体７０の左目７１を照明する光源１１と、カメラ１７の撮影光軸と照明方向が交差させて左目７１を照明する光源１２と、被写体７０の右目７２を照明する光源１３と、カメラ１６の撮影光軸と照明方向が交差させて右目７２を照明する光源１４と、光源１１〜１４の点灯を制御する照明制御部１５と、カメラ１６またはカメラ１７で撮影された目の眼画像の画質を判定する画像判定部１８と、眼画像を記憶する記憶部１９と、認証部２とのデータの送受信を行う送受信部２０とを備えている。

これにより、認証時に左目７１、右目７２用の両方の眼画像を１回の目位置合わせで撮影でき、片目撮影のように被写体７０が撮影に合わせて左目７１と右目７２とを目位置を変えて２回合わせる必要がない。このため、被写体７０に対して煩わしさを少なくできる。さらに、被写体は目位置合わせをやり直すことがないので、認証時に装置操作を誤ることもなく、最適な照明方向により右目、左目のそれぞれの撮影を行うことができる。

また、曲率のあるハード・コンタクトレンズや裸眼に対して両側より照明することで、レンズ上や目の眼上での照度を均一にし照明ムラを抑えることができる。これにより、被写体７０が眼鏡やハード・コンタクトレンズを着用している場合であっても、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭に発生する影を抑えながら両目の眼画像を撮影することが可能となる。

カメラ１６、１７は、それぞれの撮影光軸８５、８６が被写体７０の左目７１、右目７２の方向に向くように配置され、一度に、被写体７０の左目７１と右目７２の両目の画像を撮影できる。

また、カメラ１６、１７は、図２に示すように、ハーフミラー３０、３１の後方より被写体７０の両目をそれぞれ撮影する。ここで、ハーフミラーとは、入射する光の一部分を反射し、残余の部分を透過する鏡である。

撮影装置１は、パネル３４の覆いに開けられた窓３５、３６を通して被写体７０の両目をハーフミラー３０、３１のそれぞれに映すことができる。窓３５、３６の大きさは、縦が「Ｗｙ」、横が「Ｗｘ」であり、カメラ１６、１７に備えられた撮像素子（図示せず）の大きさなどから決定される。たとえば、撮像素子で決定される撮影画角、認証に必要な画素数などを考慮して決定される。被写体７０は、この窓３５、３６を通してハーフミラー３０、３１に左目７１と右目７２をそれぞれ映しながら左右方向（Ｘ軸方向）と上下方向（Ｙ軸方向）の目位置を合わせることができる。撮影距離方向（Ｚ軸方向）の目位置の誘導については後述する。

つぎに、光源１１と光源１２は、それぞれの光線８１、８２が左目７１を照明するように配置されている。ここで、光源１２は、カメラ１７の撮影光軸と照射方向を交差させて左目７１を照明するように配置されている。また、同様に、光源１３と光源１４は、それぞれの光線８３、８４が右目７２を照明するように設置されている。ここで、光源１４は、カメラ１６の撮影光軸と照射方向を交差させて右目７２を照明するように配置されている。

また、光源１１と光源１２は、Ｘ軸方向に配置ばらつきを含めて略水平に配置される。同様に、光源１３と光源１４はＸ軸方向に略水平に配置される。なお、被写体の目のまつ毛などによって発生する影の影響を取り除くために、Ｙ軸方向に対して配置位置をずらすようにしてもよい。たとえば、被写体７０の目線よりやや下側の方向から左目７１、右目７２を照明するようにしてもよい。

ここで、光源１１〜１４の構成について図３を用いて説明する。図３は、撮影装置１の各光源の構成を示す図である。

図３（ａ）に示すように、光源１１と光源１３は、近赤外光を発光する発光素子１１０を複数並置した構成とし、たとえば、９個の発光素子１１０を並置している。同様に、図３（ｂ）に示すように、光源１２と光源１４は、近赤外光を発光する発光素子１１０を複数並置した構成とし、たとえば、１６個の発光素子１１０を並置している。

このように、光源１２と光源１４は、光源１１と光源１３に比べて発光素子１１０の個数を増やすことで、裸眼、ハード・コンタクトレンズ着用対応と眼鏡着用対応とで、それぞれ発光素子１１０の点灯を制御可能にしている。これにより、両側照明を行う場合でも、片側照明を行う場合でも被写体７０の両目の眼上における照度が一定になるように調整できる。この両側照明と片側照明については後述する。また、光源１１〜１４の光量調整については後述する。

つぎに、撮影距離方向（Ｚ軸方向）に対する目位置の誘導について説明する。

測距部３２は、被写体７０の顔領域、たとえば額に対して投光器により光パルスを照射する。光パルスは額で反射し、受光器で捉えられる。ここで、投光パルスと受光パルスの時間差、すなわち光パルス往復時間と光速度の演算を行うことで、被写体７０の額と撮影装置１との距離（Ｚ軸方向）を測定し、目の眼位置での撮影距離に換算する。撮影装置１は、距離（Ｚ軸方向）に応じて、被写体７０の目と撮影装置１との撮影距離（Ｚ軸方向）が適切になるように音声または表示装置などを用いて誘導する。なお、撮影距離の測定は、三角測量にもとづいて測定してもよいし、２つのカメラで捉えた被写体７０の目間の距離を測定して撮影距離に換算するようにしてもよい。

この測距部３２と窓３５、３６を通して目を映すハーフミラー３０、３１とにより、撮影装置１は、被写体７０の両目を撮影位置に誘導（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）する。

目位置判定部３３は、カメラ１６、１７で撮影して得た画像から被写体７０の左目７１、右目７２が撮影画角内に入っているか否かを判定する。また、目位置判定部３３は、測距部３２で測定される撮影距離により、被写体７０の目位置が合焦範囲に入っているか否かを判定する。目位置判定部３３は、「目位置が合焦範囲に入っている」と判定したとき、照明制御部１５に対して「撮影距離ＯＫ」の判定結果を出力する。一方、目位置判定部３３は、「目位置が合焦範囲に入っていない」と判定したとき、照明制御部１５に対して「撮影距離ＮＧ」の判定結果を出力する。

また、目位置判定部３３は、「撮影画角内に目が写っている」かつ「目位置が合焦範囲に入っている」と判定したときには「目位置ＯＫ」の判定結果を画像判定部１８に出力する。一方、目位置判定部３３は、「撮影画角内に目が写っていない」または「目位置が合焦範囲に入っていない」と判定したときには「目位置ＮＧ」の判定結果を画像判定部１８に出力する。

照明制御部１５は、目位置判定部３３から「撮影距離ＯＫ」の判定結果を取得した後、被写体７０の目に対して照明を行う。照明制御部１５は、裸眼やハード・コンタクトレンズ着用対応、眼鏡着用対応など、それぞれの対応に応じて光源１１〜１４の点灯を制御する。さらに、照明制御部１５は、光源１１〜１４の点灯の組み合わせに応じて、光源の光量を調整する。

ここで、照明制御部１５による光源１１〜１４の光量調整について、図４を用いて説明する。図４は、撮影装置１の光源１１〜１４の光量調整を説明するための図である。

図４（ａ）は、裸眼やハード・コンタクトレンズ着用に対するときの光量調整を説明するための図である。

図４（ａ）に示すように、裸眼やハード・コンタクトレンズ着用に対応するために、照明制御部１５は、両側照明を行うように光源を制御する。光源による両側方向からの照明により、被写体７０が曲率の大きいハード・コンタクトレンズを着用した場合であっても、目尻側より照明している光源１１により左目７１の目頭側に発生する影を抑えることができる。同様に、目尻側より照明している光源１３により右目７２の目頭側に発生する影を抑えることができる。なお、曲率がそれほど大きくないが、裸眼に対しても、同様に、影を抑える効果がある。

また、両側照明時には、照明制御部１５は、図４（ａ）に示すように、光源１１と光源１３に対して発光素子１１０を５個点灯し、光源１２と光源１４に対しては、発光素子１１０を８個点灯する。このように、光源からの照射角度によって被写体７０の目の眼上での照度が変化するため、照明制御部１５は、照射角度に応じて発光素子１１０の点灯数を制御して光源の光量を調整する。これにより、光源１１と光源１２からの照明による目の照度をそれぞれ一定の値に調整することができる。同様に、光源１３と光源１４からの照明による目の照度をそれぞれ一定の値に調整することができる。これによって、目の眼上またはハード・コンタクトレンズ上における照明ムラを抑えることができる。

なお、照明制御部１５は、発光素子１１０を発光させるための駆動電流を制御することで光源の光量を調整することもできる。たとえば、照明制御部１５は、パルス駆動時のＯＮとＯＦＦの比の制御、電流の大きさの制御などを行うことで駆動電流を変更することができる。

このように、発光素子１１０の点灯数または駆動電流または両方を制御することで、照射角度に応じて各光源の光量の調整を行うことができ、パネルでの光源の配置の自由度を増すことができる。

一方、図４（ｂ）は、眼鏡着用に対するときの光量調整を説明するための図である。

図４（ｂ）に示すように、眼鏡着用に対応して、照明制御部１５は片側照明を行う。これにより、照射角度の傾きが大きい光源１２と光源１４による照明を行うので、被写体が多少左右に顔の向きを変えても、眼鏡レンズからの眼鏡反射を抑えることができる。

また、片側照明時には、照明制御部１５は、図４（ｂ）に示すように、光源１１と光源１３に対して発光素子１１０をすべて消灯し、光源１２と光源１４に対しては、被写体７０の眼上で照度を両側照明時と同じにするため、発光素子１１０を１３個点灯する。これにより、片側照明でも被写体７０の目において、両側照明と同じ照度を確保することができる。

なお、両側照明のときと同様に、発光素子１１０の光量を駆動電流により補正し、発光素子１１０の発光量のばらつきを補正するようにしてもよい。この場合は、たとえば、発光素子１１０を１６個点灯し、さらに駆動電流を調整することで、発光素子１１０が１３個点灯したのと光量を等価にすることができる。

このように、光源からの照射方向と撮影光軸との角度の傾きが異なっていても、目で得られる照度を一定に調整することができ、光源の配置の自由度を高めることができる。これにより、光源の配置の工夫により装置を小型化することも可能となる。

また、照明制御部１５は、ハード・コンタクトレンズや裸眼に対する照明と、眼鏡に対する照明とを切り替える。これにより、被写体７０が曲率の大きいハード・コンタクトレンズを着用している場合であっても、両側照明よりハード・コンタクトレンズの輪郭領域に発生する影を抑えることができる。また、被写体７０が曲率の小さい眼鏡を着用している場合であっても、撮影光軸に対して照射角度の傾きが大きい光源による片側照明が使え、眼鏡反射を抑えることができる。

つぎに、被写体がハード・コンタクトレンズを着用した場合の照明について、図５を用いて詳細に説明する。図５はハード・コンタクトレンズを着用した被写体の目に対する照明を説明するための図である。

照明制御部１５は、裸眼やハード・コンタクトレンズに対応する場合、光源１１と光源１２、光源１３と光源１４を点灯し、それぞれ左目７１、右目７２に対して照明を行う。

図５（ａ）に示すように、ハード・コンタクトレンズ９０を着用した被写体７０の左目７１に対して、光源１１の光線８１はカメラ１６の撮影光軸８５に対して角度θ１で虹彩７３に照射される。一方、光源１２の光線８２はカメラ１６の撮影光軸８５に対して角度θ２で虹彩７３に照射される。ここで、光源１１、１２のそれぞれの光線８１、８２は虹彩７３のところで交差するようにしている。また、角度θ２＞角度θ１の関係になっている。これにより、光源１２の光線８２によって、ハード・コンタクトレンズ９０の曲率により目尻側７５のエッジ領域に生じやすい影を光源１１の光線８１によって抑えることができる。同様に、光源１１により目頭側７６に発生する影を光源１２により抑えることができる。

また、光源１２の角度θ２を所定の値より大きくすると、ハード・コンタクトレンズ９０の目尻側７５のエッジ領域に光が伝搬して輪郭が明るく強調される場合もある。ハード・コンタクトレンズ９０の輪郭が強調されると、ハード・コンタクトレンズ９０の輪郭を虹彩７３の輪郭として誤識別してしまい、認証コードを生成する際に誤ったコードを生成してしまう場合がある。このような場合は、光源１２の光量を弱くするように調整し、輪郭の強調を抑えることができる。また、同様に、光源１４による輪郭強調も光源１４の光量を弱くすることで抑えることができる。

同様に、図５（ｂ）に示すように、ハード・コンタクトレンズ９１を着用した被写体の右目７２に対して、光源１３の光線８３はカメラ１７の撮影光軸８６に対して角度θ１で虹彩７４に照射される。一方、光源１４の光線８４はカメラ１７の撮影光軸８６に対して角度θ２で虹彩７４に照射される。ここで、光源１３、１４のそれぞれの光線８３、８４は虹彩７４のところで交差するようにしている。また、角度θ２＞角度θ１の関係になっている。これにより、光源１４の光線８４によって、ハード・コンタクトレンズ９１の曲率により、目尻側７７のエッジ領域に生じやすい影を光源１３の光線８３によって抑えることができる。同様に、光源１３により目頭側７８に発生する影を光源１４により抑えることができる。

また、光源１４の照射角度θ２を所定の値より大きくすると、ハード・コンタクトレンズ９１の目尻側７７のエッジ領域に光が伝搬して輪郭が明るく強調される場合もあるので、光源１４の光量を弱くするように調整し、輪郭の強調を抑えることができる。また、同様に、光源１３による輪郭強調も光源１３の光量を弱くすることで抑えることができる。

つぎに、被写体が眼鏡を着用した場合の照明について図６を用いて説明する。図６は眼鏡を着用した被写体の目に対する照明について説明するための図である。

照明制御部１５は、眼鏡に対応する場合、光源１２、光源１４を点灯し、それぞれ左目７１、右目７２に対して照明を行う。

図６（ａ）に示すように、眼鏡を着用した被写体の左目７１に対して、光源１２の光線８２は、カメラ１６の撮影光軸８５と目の眼上において角度θ２で交差し、眼鏡レンズ９４を通して虹彩７３を照射する。

このように、眼鏡に対応する場合、左目７１に対して、撮影光軸８５に対する照射角度の傾きが大きい光源１２を用いることで、被写体７０の顔の向きが多少変化しても光源１２の光線８２が直接にカメラ１６に入らないようにし、眼鏡反射を抑えることができる。

同様に、図６（ｂ）に示すように、眼鏡を着用した被写体の右目７２に対して、光源１４の光線８４は、撮影光軸８６と目の眼上において角度θ２で交差し、眼鏡レンズ９５を通して虹彩７４を照射する。

これにより、左目７１のときと同様に、撮影光軸８６に対する照射角度の傾きが大きい光源１４を用いることで、被写体７０の顔向きが多少変化しても光源１４の光線８４が直接にカメラ１７に入らないようにし、眼鏡反射を抑えることができる。

図１に戻り、画像判定部１８は、目位置判定部３３から「目位置ＯＫ」の判定結果を取得したとき、カメラ１６、１７で撮影された眼画像の画質を判定し、認証コードの生成の可否を判断する。画像判定部１８は、認証コードの生成が可であれば「画質ＯＫ」の判定結果を出力し、認証コードの生成が否であれば「画質ＮＧ」の判定結果を出力する。一方、画像判定部１８は、「画質ＮＧ」と判定したときには、カメラ１６、１７に対して、再度、撮影するように指示する。

記憶部１９は、画像判定部１８において「画質ＯＫ」の判定結果が得られたとき、左目７１用の眼画像と右目７２用の眼画像とを別々に記憶する。

送受信部２０は、記憶部１９に記憶されている左目７１の眼画像と右目７２の眼画像を認証部２に送信する。また、認証部２での認証処理が完了したか否かの完了情報を受信する。

認証部２は、撮影装置１で撮影して得た眼画像を用いて、被写体７０があらかじめ登録された者であるか否かを認証する。

つぎに、認証部２について図７を用いて詳細に説明する。図７は、認証部２の構成を示すブロック図である。

図７において、認証部２は、撮影装置１から取得した眼画像から虹彩パターンを抽出し左目７１および右目７２の認証コードを生成する認証情報生成部２１と、認証情報生成部２１により生成された認証コードを取り込む登録部２２および照合部２３と、照合部２３の照合結果を受けて最終の認証判定を行う認証判定部２６と、左目７１および右目７２の登録認証コードが記憶されたデータベース２４（以下、「ＤＢ２４」という）と、このＤＢ２４に接続されるユーザ登録部２５とを備えている。

認証情報生成部２１は、撮影装置１から取得した被写体７０の左目７１、右目７２のそれぞれの眼画像から、左目７１の認証コードと右目７２の認証コードを生成する。

登録部２２は、認証情報生成部２１から取り込んだ左目７１の認証コードと右目７２の認証コードとが新規な登録者である場合には、それぞれ左目登録認証コード、右目登録認証コードとして区別してＤＢ２４に新たな登録者として登録する。

照合部２３は、認証情報生成部２１で生成された左目７１の認証コードとＤＢ２４に記憶されている左目７１の登録認証コードとを比較照合し、その左目７１に係る類似度を算出する。同様に、照合部２３は、認証情報生成部２１で生成された右目７２の認証コードとＤＢ２４に記憶されている右目７２の登録認証コードとを比較照合し、その右目７２に係る類似度を算出する。照合部２３は、認証コードと登録認証コードとの照合度合いとして、たとえばハミング距離に応じた類似度を算出する。

ＤＢ２４には、あらかじめ登録した、被写体７０の左目７１の登録認証コードと右目７２の登録認証コードとを区別して記憶している。

ユーザ登録部２５は、ユーザの情報の入力管理を行うものであり、新規な登録者の所属、情報アクセスの権限レベル、年齢、性別、眼鏡の着用有無、コンタクトレンズの着用有無などのユーザ情報を登録時に入力する。このユーザ情報を使って、認証判定時の閾値を制御するようにしてもよい。たとえば、情報アクセスの権限レベルが高いときは、認証判定するときの閾値を高く設定し、より厳密な認証結果を出力できるようにしてもよい。

認証判定部２６は、左目７１または右目７２のいずれか一方または両方の類似度が所定の閾値より高いときに「一致」と判断し、被写体７０は「登録者本人である」と判定した認証結果を出力する。一方、左目７１と右目７２の類似度がいずれも所定の閾値以下であるとき「不一致」と判断し、被写体７０は「登録者本人ではない」と判定した認証結果を出力する。

このように、認証部２は、撮影装置１より右目７２と左目７１の眼画像を取得して、それぞれ右目７２用の認証コードと左目７１用の認証コードを作成する。また、認証判定部２６は、右目７２用と左目７１用の少なくともいずれか一方の認証コードから被写体７０があらかじめ登録された者であるか否かを判定するので、認証部２が保有する登録認証コードが右目７２用と左目７１用のいずれか一方、または、両目用のどちらであっても認証を行うことができる。

つぎに、撮影装置１の動作について、図８を用いて説明する。図８は、撮影装置１の動作を説明するフローチャートである。

図８に示すように、撮影装置１は、目位置判定部３３により、被写体７０の目位置がカメラ１６、１７の合焦範囲（Ｚ軸方向）にあるか否かを判断する（Ｓ１０１）。たとえば、撮影装置１は、測距部３２の出力から、目位置までの撮影距離が、たとえば３５ｃｍ以上で４５ｃｍ以下のときに合焦範囲にあると判断する。

撮影装置１は、被写体７０の目位置が合焦範囲に入っていない場合は被写体７０を前後に誘導し、再度、目位置が合焦範囲に入っているか否かを判断する。誘導方法は、音声を使って誘導してもよいし、ＬＥＤ表示などを使って誘導してもよい。

一方、被写体７０の目位置が合焦範囲に入っている場合には、撮影装置１は、照明制御部１５により、光源１１〜１４の点灯を切り替えながら左目７１と右目７２の撮影を行う。

まず、撮影装置１は、光源１１と光源１２、光源１３と光源１４を点灯し（Ｓ１０２）、両側照明により、左目７１をカメラ１６、右目７２をカメラ１７で撮影する（Ｓ１０３）。

このように被写体７０の左目７１、右目７２をそれぞれ両側より照明して撮影することで、ハード・コンタクトレンズを着用した場合であっても、ハード・コンタクトレンズを均一に照明することができ、輪郭領域に発生する影を抑えることができる。また、裸眼に対しても目頭側、目尻側に発生しやすい影を抑えることができる。

つぎに、撮影装置１は、撮影光軸に対して照射方向の傾きの大きな光源１２、光源１４を点灯し（Ｓ１０４）、片側照明により、左目７１をカメラ１６、右目７２をカメラ１７で撮影する（Ｓ１０５）。

このように、撮影光軸に対して照射方向の傾きの大きな照明を使用して被写体７０の目を撮影することで、被写体が眼鏡を着用した場合であっても、眼鏡反射を抑えることができる。

つぎに、撮影装置１は、目位置判定部３３により、「撮影画角内に目が写っている」かつ「目位置が合焦範囲に入っている」と判定したときには「目位置ＯＫ」の判定結果を画像判定部１８に出力する（Ｓ１０６）。

一方、撮影装置１は、「撮影画角内に目が写っていない」または「目位置が合焦範囲に入っていない」と判定したときには「目位置ＮＧ」の判定結果を画像判定部１８に出力し（Ｓ１０６）、再度、ステップＳ１０１に戻り、被写体７０の目の撮影をやり直す。

これにより、撮影装置１は、目位置が適正な撮影範囲に入っているか否かを判定する。

つぎに、撮影装置１は、画像判定部１８が目位置判定部３３から「目位置ＯＫ」の判定結果を得たときに、カメラ１６、１７より撮影して得た左目７１と右目７２の眼画像の画質を判定する（Ｓ１０７）。撮影装置１は、左目７１と右目７２のいずれか一方の眼画像の画質が「ＮＧ」のとき（Ｓ１０８）、再度、ステップＳ１０１に戻り、被写体７０の目の撮影をやり直す。

一方、撮影装置１は、両方の眼画像の「画質ＯＫ」の判定結果が得られたとき（Ｓ１０８）、左目７１用の眼画像と右目７２用の眼画像とをそれぞれ区別して記憶部１９に記憶する。また、撮影装置１は、送受信部２０により、記憶されている左目７１用の眼画像と右目７２用の眼画像とを認証部２に送信する（Ｓ１０９）。

つぎに、認証装置３の動作について、図９を用いて説明する。図９は、認証装置３の動作を説明するフローチャートである。

図９に示すように、認証装置３は、撮影装置１から左目７１の眼画像と右目７２の眼画像とを取得し（Ｓ２０１）、認証情報生成部２１により、左目７１用の認証データと右目７２用の認証データを生成する（Ｓ２０２）。

このように、左目７１用の認証データと右目７２用の認証データの両方を生成することで、被写体７０が登録認証データとして左目７１用または右目７２用のいずれか一方、または両方のいずれを登録した場合であっても、認証を行うことができる。

つぎに、認証装置３は、照合部２３により、左目７１用の認証データと、ＤＢ２４に記憶されている左目７１用の登録認証データとを比較照合し、左目７１に係る類似度を算出する（Ｓ２０３）。ここで、認証装置３は、認証コードと登録認証コードとの照合度合いを類似度として算出する。

つぎに、認証装置３は、認証判定部２６により、左目７１の類似度が所定の閾値より高いときに「一致」と判断し（Ｓ２０４）、被写体７０は「登録者本人である」と判定した認証結果を出力する（Ｓ２０７）。

一方、認証装置３は、照合部２３により、左目７１の類似度が所定の閾値以下であるとき「不一致」と判断し（Ｓ２０４）、つぎに、右目７２用の認証データと、ＤＢ２４に記憶されている右目７２用の登録認証データとを比較照合し、右目７２に係る類似度を算出する（Ｓ２０５）。ここで、認証装置３は、左目７１の照合と同様に、認証コードと登録認証コードとの照合度合いを類似度として算出する。なお、照合部２３は、左目７１用の認証データから比較照合をするようにしたが、右目７２用の認証データから比較照合するようにしてもよい。

つぎに、認証装置３は、認証判定部２６により、右目７２の類似度が所定の閾値より高いときに「一致」と判断し（Ｓ２０６）、被写体７０は「登録者本人である」と判定した認証結果を出力する（Ｓ２０７）。一方、認証装置３は、右目７２の類似度が所定の閾値以下であるとき「不一致」と判断し（Ｓ２０６）、被写体７０は「登録者本人ではない」と判定した認証結果を出力する（Ｓ２０８）。この認証結果を用いてドアの開閉制御や入出門の許可・不許可、特定人物の入出情報の登録などの管理を行えば、建物や集合住宅における入出門管理や、特定人物の行動パターン追跡などに応用できる。

以上のように、本発明の実施の形態によれば、撮影装置は、右目、左目用の両方の照明を備えているため、被写体は認証時に目位置を左目と右目に合わせ、替える必要がない。このため、目位置を合わせる煩わしさが少なくなり、被写体が装置操作を誤ることもなく最適な照明により一度に両目の撮影を行うことができる。また、被写体が眼鏡やハード・コンタクトレンズなどを着用した場合であっても、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭に発生する影を抑え、欠落を抑えた眼画像を撮影することができる。

また、撮影装置は、照明制御部により、光源の光量をそれぞれ調整できるようにしているため、各光源と撮影光軸とが交差するときの角度が異なる場合であっても、目位置での照度を一定にすることができ、光量バランスを調整することができる。また、光量のバランス調整ができることで、光源を取り付ける配置位置の自由度を高めることができ、配置を工夫することで装置を小型化することも可能となる。

また、両側照明により、曲率が大きいハード・コンタクトレンズであってもレンズ上での照度を均一にし照明ムラを抑えることで、輪郭領域の影を抑えることができる。

また、本発明の実施の形態における照明制御機能、目位置判定機能、画像判定機能、送受信機能、認証情報生成機能、照合機能、認証判定機能などは、集積回路などを用いたハードウェアにより実行してもよいし、プログラムを中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）などで実行させてもよい。

本発明による撮影装置およびそれを用いた認証装置によれば、被写体の眼画像の撮影情報を取得して認証することができ、特に、被写体にとって目位置合わせの煩わしさを少なくし、被写体が画眼鏡やハード・コンタクトレンズを着用している場合であっても、眼鏡反射やハード・コンタクトレンズの輪郭領域に発生する影を抑えながら両目の眼画像を撮影可能な撮影装置およびそれを用いた認証装置などとして有用である。

本発明の実施の形態に係る認証装置の構成を示す図 同撮影装置の目位置を誘導するパネルの構成を示す図 同撮影装置の照明の構成を示す図 同撮影装置の照明の光量調整を説明するための図 同ハード・コンタクトレンズを着用した被写体の目に対する照明を説明するための図 同眼鏡を着用した被写体の目に対する照明を説明するための図 同認証部の構成を示すブロック図 同撮影装置の動作を説明するフローチャート 同認証装置の動作を説明するフローチャート

符号の説明

１ 撮影装置
２ 認証部
３ 認証装置
１１，１２，１３，１４ 光源
１５ 照明制御部
１６，１７ カメラ
１８ 画像判定部
１９ 記憶部
２０ 送受信部
２１ 認証情報生成部
２２ 登録部
２３ 照合部
２４ データベース（ＤＢ）
２５ ユーザ登録部
２６ 認証判定部
３０，３１ ハーフミラー
３２ 測距部
３３ 目位置判定部
３４ パネル
３５，３６ 窓
７０ 被写体
７１ 左目
７２ 右目
７３，７４ 虹彩
８１，８２，８３，８４ 光線
８５，８６ 撮影光軸
９０，９１ ハード・コンタクトレンズ
９４，９５ 眼鏡レンズ
１１０ 発光素子

Claims (13)

1. 被写体の左目を撮影するための第１の撮影部と、
   前記被写体の右目を撮影するための第２の撮影部と、
   前記被写体の前記左目を照明するための第１の照明部と、
   前記第２の撮影部の撮影光軸と照射方向を交差させて前記左目を照明するための第２の照明部と、
   前記被写体の前記右目を照明するための第３の照明部と、
   前記第１の撮影部の撮影光軸と照射方向を交差させて前記右目を照明するための第４の照明部と、
   を備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記第１の照明部から前記第４の照明部の光量をそれぞれ調整可能とすることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記第１の照明部から前記第４の照明部は複数の発光素子を有し、
   前記複数の発光素子の点灯数を変更することによって前記第１の照明部から前記第４の照明部の光量をそれぞれ調整することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
4. 前記第１の照明部から前記第４の照明部は複数の発光素子を有し、
   前記複数の発光素子の駆動電流を変更することによって前記第１の照明部から前記第４の照明部の光量をそれぞれ調整することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
5. 前記第１の照明部から前記第４の照明部は複数の発光素子を有し、
   前記複数の発光素子の点灯数と駆動電流とを組み合わせて変更することによって前記第１の照明部から前記第４の照明部の光量をそれぞれ調整することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
6. 前記第１の撮影部の撮影光軸と照射方向の角度に応じて前記第１の照明部と前記第２の照明部との光量をそれぞれ調整し、前記第２の撮影部の撮影光軸と照射方向の角度に応じて前記第３の照明部と前記第４の照明部との光量をそれぞれ調整することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
7. 前記第１の照明部から前記第４の照明部の点灯をそれぞれ制御する照明制御部をさらに備え、
   前記照明制御部は、前記第１の照明部、前記第２の照明部、前記第３の照明部および前記第４の照明部を所定の点灯パターンで順次に切り替えて点灯することを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
8. 前記所定の点灯パターンは、前記第２の照明部の点灯、前記第４の照明部の点灯、前記第１の照明部と前記第２の照明部の点灯および前記第３の照明部と前記第４の照明部の点灯であることを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。
9. 前記照明制御部は、前記所定の点灯パターンの組み合わせに応じて前記第１の照明部から前記第４の照明部における光源の光量をそれぞれ調整し、前記被写体の前記左目と前記右目における照度をそれぞれ一定にすることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の撮影装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の撮影装置と、
    前記撮影装置で前記被写体の前記右目と前記左目とを撮影して得た眼画像から前記被写体があらかじめ登録された者であるか否かを認証する認証部とを備えたことを特徴とする認証装置。
11. 前記認証部は、前記撮影装置で前記被写体の前記右目と前記左目とを撮影して得た前記眼画像からそれぞれ認証情報を作成する認証情報生成部と、
    前記認証情報生成部で作成された前記右目と前記左目の前記認証情報とあらかじめ登録された登録認証情報とを比較照合する照合部と、
    前記照合部で比較照合して得た一致度と所定の閾値との比較によって前記被写体があらかじめ登録された者であるか否かを判定する認証判定部とを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の認証装置。
12. 前記認証判定部は、前記右目と前記左目の少なくともいずれか一方の前記認証情報から前記被写体があらかじめ登録された者であるか否かを判定することを特徴とする請求項１１に記載の認証装置。
13. 前記認証情報は、前記眼画像の虹彩領域をコード化して作成した認証コードであることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の認証装置。

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