(57)【要約】  【課題】  眼鏡反射の影響を軽減した虹彩認証装置を提供する。  【解決手段】  虹彩認証装置１０は、被認証者の眼に照射する光を発する光源１６と、光源１６からの光を被認証者の眼４０と光源１６との間の所定の点２６に収束させ、収束された点２６から拡がった光を被認証者の眼４０に照射するための集光部１８と、被認証者の眼４０を撮影する撮影部１２と、撮影部１２にて撮影された画像を用いて認証処理を行う認証処理部１４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被認証者の眼に照射する光を発する光源と、
前記光源からの光を被認証者の眼と前記光源との間の所定の点に収束させ、収束された点から拡がった光を被認証者の眼に照射するための集光部と、
被認証者の眼を撮影する撮影部と、
前記撮影部にて撮影された画像を用いて認証処理を行う認証処理部と、
を備えたことを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記光源は、平行光を発することを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記光源は、２次元状に配列された複数の発光体を備え、
前記集光部は、前記複数の発光体から発せられた光を所定の点に収束させることを特徴とする請求項１または２に記載の認証装置。
【請求項４】
前記光源は、２次元状に配列された複数の発光部を備え、
前記集光部は、前記複数の発光部から発せられた光をそれぞれ収束させる複数の集光部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の認証装置。
【請求項５】
前記光源と前記集光部との位置関係を変化させる調節部を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の認証装置。
【請求項６】
前記光源が、近赤外線を発することを特徴とした請求項１〜５のいずれかに記載の認証装置。
【請求項７】
前記光源および前記集光部を収容する筐体を備え、
前記筐体は、前記集光部により光が収束する位置に開口部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の認証装置。
【請求項８】
複数の発光体によって構成される光源と、
開口部が形成された遮光板と、
前記被認証者の眼を撮影する撮影部と、
前記撮影部にて撮影された画像を用いて認証処理を行う認証処理部と、
を備え、
前記複数の発光体は、照射光の光軸が前記開口部に向けられるように配置され、前記複数の発光体から照射された光が前記開口部を通して被認証者の眼に照射されることを特徴とする認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被認証者の眼を撮像した画像に基づいて認証を行う認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、入退出管理装置や個人情報等の重要な情報が記憶された情報装置等、高いセキュリティが求められる装置へのアクセス時の本人認証の方法として、被認証者固有のいわゆるバイオメトリクス情報を用いた様々な認証方法が実用化されてきている。バイオメトリクス情報には、例えば、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、手や腕の血管パターン等がある。
【０００３】
その中でも、本人認証率の高さや他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、眼の虹彩部分の皺の模様の違いを利用した認証方法（以下、「虹彩認証方法」という）が提案され、特に高いセキュリティ性を必要とする機器において実用化されている。特許文献１には、虹彩によって人間を識別する方法が詳しく記載されている。
【０００４】
このような虹彩認証方法では、被認証者の眼の部分の画像（以下、「眼画像」という）から虹彩の部分を選択的にコード化して得られた情報と、あらかじめ登録された情報（以下、「登録認証情報」という）とを比較照合し、互いに一致すると判定された場合には、被認証者があらかじめ登録された者であると認証する。このような虹彩認証方法を用いた虹彩認証装置は、被認証者の虹彩模様をより鮮明に撮影するために、被認証者の眼付近を照らす照明を搭載している。
【特許文献１】特許第３３０７９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被認証者が眼鏡を着用している場合、照明光が眼鏡のレンズ面で反射した光（以下、「眼鏡反射光」という）が撮像部に入光する可能性がある。このとき、眼鏡反射光は、照明光が眼などで散乱して撮像部へと入光する光より光強度が強いため、眼鏡反射光成分と重なった部分の散乱光成分の情報が失われる。つまり、撮像部では光量が飽和してしまうため、撮影した眼画像において虹彩部分に眼鏡反射光による飽和エリア（以下、「眼鏡反射光入射エリア」という）が重なってしまうと虹彩情報が減ってしまい、認証精度に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、眼鏡反射の影響を軽減した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】
【０００７】
本発明の認証装置は、被認証者の眼に照射する光を発する光源と、前記光源からの光を被認証者の眼と前記光源との間の所定の点に収束させ、収束された点から拡がった光を被認証者の眼に照射するための集光部と、被認証者の眼を撮影する撮影部と、前記撮影部にて撮影された画像を用いて認証処理を行う認証処理部とを備えた構成を有する。
【０００８】
この構成により、光源からの光が所定の点に収束され、所定の点から被認証者の眼に光が照射されるので、被認証者へ照射される光は小さい光源からの光と等価になり、撮影部へと光が反射する眼鏡レンズ上のエリアが小さくなる。これにより、撮影画像上に生じる眼鏡反射光入射エリアが小さくなり、眼鏡による反射光の影響を軽減できる。なお、集光部は、例えば、レンズ、ミラー、またはレンズとミラーの組合せによって構成することができる。
【０００９】
本発明の認証装置において、前記光源は、平行光を発する構成を有する。
【００１０】
この構成により、一のレンズによって、レンズの焦点距離位置で光が収束させることができる。これにより、画像上の眼鏡反射光入射エリアが点に近づくので、眼鏡反射の影響が少ない認証装置を実現できる。なお、平行光を生成するために、レンズ、ミラーを用いてもよい。
【００１１】
本発明の認証装置において、前記光源は、２次元状に配列された複数の発光体を備え、前記集光部は、前記複数の発光体から発せられた光を所定の点に収束させる構成を有する。
【００１２】
この構成により、撮影部の撮影範囲に合わせて、照射範囲を矩形に設計することができる。
【００１３】
本発明の認証装置において、前記光源は、２次元状に配列された複数の発光部を備え、前記集光部は、前記複数の発光部から発せられた光をそれぞれ収束させる複数の集光部材を備えた構成を有する。
【００１４】
この構成により、各発光体からの光を収束させる集光部を薄くすることができる。また、眼鏡反射光入射エリアが分散して生じるので、所定のエリアの虹彩情報がまとまって失われることがなく、虹彩の認証精度の低減を防止できる。
【００１５】
本発明の認証装置は、前記光源と前記集光部との位置関係を変化させる調節部を備えた構成を有する。
【００１６】
この構成により、集光する位置や、照射する眼付近での照明の強度を調節することができる。なお、調節部は、（１）光源と集光部との距離、（２）光源の光軸と集光部の光軸の偏心、（３）光源の光軸と集光部の光軸の角度、などを調節してもよい。
【００１７】
本発明の認証装置において、前記光源が近赤外線を発する構成を有する。
【００１８】
この構成により、虹彩の模様をより鮮明に撮影することができ、認証精度を高めることができる。
【００１９】
本発明の認証装置は、前記光源および前記集光部を収容する筐体を備え、前記筐体は、前記集光部により光が収束する位置に開口部が設けられた構成を有する。
【００２０】
この構成により、光が収束する位置に開口部を設けているので、開口部を小さくでき、開口部における微小光の散乱に起因する被認証者への不快感を低減することができる。
【００２１】
本発明の認証装置は、複数の発光体によって構成される光源と、開口部が形成された遮光板と、前記被認証者の眼を撮影する撮影部と、前記撮影部にて撮影された画像を用いて認証処理を行う認証処理部とを備え、前記複数の発光体は、照射光の光軸が前記開口部に向けられるように配置され、前記複数の発光体から照射された光が前記開口部を通して被認証者の眼に照射される構成を有する。
【００２２】
この構成により、発光体から出た光を開口部を通して被認証者に照射することができ、撮影部へと光が反射する眼鏡レンズ上のエリアが小さくなる。また、被認証者から見た場合、光源の大きさを開口部の大きさと等しくすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光源からの光が所定の点に収束され、所定の点から被認証者の眼に光が照射されるので、撮影画像上に生じる眼鏡反射光入射エリアが小さくなり、眼鏡による反射光の影響を軽減できるというすぐれた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。以下の説明では、虹彩認証装置を例として説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の虹彩認証装置１０の構成を示す図である。本発明の実施の形態における虹彩認証装置１０は、眼４０の画像を撮影部１２によって撮影し、撮影した眼画像を用いて虹彩認証処理を行って、本人認証を行う認証装置である。
【００２６】
虹彩認証装置１０は、被認証者の眼４０を撮影する撮影部１２と、撮影した画像を用いて虹彩認証を行う認証処理部１４とを備えている。撮影部１２は、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子によって構成され、入射された光を光電変換して画像信号を生成する。認証処理部１４は、撮影部１２から入力される画像信号を処理して被認証者の虹彩の情報を取得し、あらかじめ登録されている登録認証情報と比較して認証処理を行う。
【００２７】
また、虹彩認証装置１０は、被認証者の眼４０を撮影する際に、被認証者の眼４０に照射する光を発する光源１６と、光源１６からの光を集光する集光部１８としての凸レンズを備えている。
【００２８】
光源１６は、所定の面積を有し、面全体からある範囲の角度方向に配光性をもって光を発生する面光源である。光源１６は、平行光もしくは平行に近い光を発生してもよい。光源１６は、平行光もしくは平行に近い光を発生させるために、レンズ、ミラーまたはそれらの組合せを備えてもよい。
【００２９】
ここでは、集光部１８として凸レンズの屈折機能を用いて説明しているが、集光部１８は複数のレンズの組合せであってもよいし、ミラーの反射機能により実現してもよい。また、集光部１８は、レンズとミラーの組合せによって構成してもよい。
【００３０】
虹彩認証装置１０において、撮影部１２、認証処理部１４、光源１６および集光部１８は、筐体２０の中に収容されている。筐体２０には、光源１６からの光を出力するための開口２２と、撮影部１２に被写体からの光を導入するための開口２４が設けられている。集光部１８は、光源１６からの光を出力するための開口２２付近で、光が収束するように配置されている。これにより、光を出力するための開口２２を小さくすることができ、開口２２における微小光の散乱に起因する被認証者の不快感を低減できる。
【００３１】
この虹彩認証装置１０では、次の動作によって虹彩認証を行う。まず、虹彩認証装置１０は、光源１６から光を発し、集光部１８にて一旦収束されて拡がった光を被認証者の眼４０に照射する。照射された光は、眼鏡４２を透過して眼４０や皮膚へと到達し、眼４０や皮膚の表面で散乱し、散乱光の一部が撮影部１２へと入る。撮影部１２に入射した散乱光は、例えばＣＣＤなどの撮像素子５１により光電変換され、画像信号として出力される。認証処理部１４は、この画像信号を用いて、虹彩認証処理が行われる。
【００３２】
次に、本実施の形態の虹彩認証装置１０の効果について説明する。本実施の形態の虹彩認証装置１０の効果を理解するために、まず、従来の虹彩認証装置１０の問題点について図面を参照して説明する。
【００３３】
図２は、従来の虹彩認証装置１１０の構成を示す図である。従来の虹彩認証装置１０は、面全体からある範囲の角度方向に配光性をもって光を発生する面光源１１６を有している。
【００３４】
図３は、従来の虹彩認証装置１０において、虹彩の情報が失われる原理を示す図である。図３に示すように、光源１６から発せられた照明光Ｌ１２の一部は眼鏡レンズ４４で反射し、眼鏡反射光Ｌ１３としてピンホール１３０を通り、撮影部１１２の撮像面１３２へと達する。図２に示すように、照明光Ｌ１２として、光源面１１８からあらゆる角度の光線が発生しているため、光源面１１８上のどの位置から発生した光にも撮影面１３２へと達する光線が存在する。
【００３５】
光線が眼鏡レンズ４４上で反射する眼鏡反射エリア１４６は所定の面積を持ち、撮像素子上で眼鏡反射光Ｌ１３が到達する眼鏡反射光入射エリア１３４も所定の面積を持つ。照明反射光Ｌ１３は反射光なので、眼４０付近で散乱された光（散乱光）より強度が強い。従って、この眼鏡反射光入射エリア１３４が、眼４０の虹彩を投影した撮影部１１２上での像に重なると、例えば、図４に示すように、虹彩の情報が失われてしまう。
【００３６】
本実施の形態の虹彩認証装置１０は、集光部１８によって、光源１６からの光が一旦収束するため、収束する位置に、図５に示すような配光角をもつ点状の光源２８を配置した構成と等価である。虹彩認証装置１０は、光が一旦収束した後、再度拡がって眼４０付近を照射する。照射光の大部分は、眼鏡４２を透過して眼４０や皮膚へと到達し、眼４０や皮膚の表面において散乱する。照射光の一部は、眼鏡レンズ４４で反射して、眼鏡反射光Ｌ３としてピンホール３０を通り、撮像部１２の撮像素子３２へと達する。本実施の形態の虹彩認証装置１０は、従来の虹彩認証装置１１０と異なり、照射光が一点から発しているため、眼鏡反射光Ｌ３となる照明光Ｌ２の角度範囲が狭い。従って、図５に示すように、眼鏡レンズ４４上で反射する眼鏡反射エリア４６は点に近い微小面積であり、撮像素子上で眼鏡反射光Ｌ３が到達する眼鏡反射光入射エリア３４も微小面積となる。本実施の形態によれば、例えば、図６に示すように、虹彩の情報が失われるエリアは非常に小さくなる。
【００３７】
また、本実施の形態の虹彩認証装置１０は、光源からの光を集光部１８によって収束させ、収束された点から拡がった光を被認証者に向けて照射するので、照射光Ｌ２の単位球面辺りの強度を大きくできる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、照射光Ｌ２の単位球面辺りの強度は大きいため、眼鏡反射光入射エリア３４は、従来の虹彩認証装置１１０の眼鏡反射光入射エリア１３４よりも高い照度になる。しかし、従来の認証装置１１０でも撮像素子のダイナミックレンジにおいて飽和するレベルであるので、出力される信号レベルは同程度であり、その飽和している面積は明らかに本発明の認証装置１０の方が小さくなる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の虹彩認証装置について説明する。第２の実施の形態の虹彩認証装置は、基本的な構成は第１の実施の形態の虹彩認証装置１０と同じであるが、面光源１６に代えて、複数のＬＥＤ５０からなる光源１６を用いている点が異なる。一般に、光源１６としてはＬＥＤなどの発光素子を使うことも多いが、眼４０を照らす場合、一つのＬＥＤでは光量が足りない場合も多く、その場合は、本実施の形態のように２次元状に複数のＬＥＤ５０を配列し、照射光を重ね合わせて使用することが好ましい。以下、第２の実施の形態に適用する光源１６および集光部１８について説明する。
【００４０】
図７は、第２の実施の形態の光源１６および集光部１８の構成を示す図である。光源１６は、複数のＬＥＤ５０が２次元状に配列されて構成されている。第２の実施の形態では、複数のＬＥＤ５０から発した光を所定の点に収束させる集光部１８を備えている。
【００４１】
第２の実施の形態も、集光部１８によって光源１６からの光を一旦収束させているので、第１の実施の形態と同様に、撮像画像上に生じる眼鏡反射光入射エリアを小さくし、虹彩の情報が失われるエリアを小さくできる。
【００４２】
図８は、複数のＬＥＤによって光源１６を構成した場合の眼鏡反射光入射エリア１４６を示す図、図９は本実施の形態の虹彩認証装置１０の場合の眼鏡反射光入射エリア４６を示す図である。図９に示すように各ＬＥＤ５０からの眼鏡反射光入射エリア４６が小さい面積に集まり、虹彩の情報の消失を低減できる。
【００４３】
図１０は、第２の実施の形態の虹彩認証装置の変形例を示す図である。図１０に示すように、複数のＬＥＤ５０のそれぞれに対応する複数のレンズ５２を配置してもよい。この場合、各ＬＥＤからの光が、各レンズ５２によってそれぞれ収束され、再度拡がって、眼４０を照らす。
【００４４】
この変形例によれば、図１１に示すように各ＬＥＤに対応する眼鏡反射光入射エリア４６が、位置はそのままで小さく収束する。これにより、虹彩の情報の消失を低減できる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態の虹彩認証装置について説明する。第３の実施の形態の虹彩認証装置は、基本的な構成は第１の実施の形態の虹彩認証装置１０と同じであるが、第３の実施の形態の虹彩認証装置は、図１２に示すように、光源１６と集光部１８の位置関係を調節する調節部６０を備えている。これにより、被認証者に対する光の照射位置を変化させる。
【００４６】
図１３は、調節部６０による光の照射位置の調節について示す図である。第３の実施の形態の虹彩認証装置１０は、図１３に示すように調節部６０によって、光源１６と集光部１８の距離を調節する。光収束部２６の距離方向の位置が変化するので、相対的に眼４０など照射される対象位置での照射範囲、および照明強度を調節することができる。
【００４７】
第３の実施の形態では、光の照射範囲や照射強度を調節できるので、被認証者の位置に応じて、被認証者に適切な光量の光を照射することができる。
【００４８】
図１４は、第３の実施の形態の変形例を示す図である。第３の実施の形態の虹彩認証装置は、図１４に示すように調節部６０によって、光源１６と集光部１８の各光軸位置を平行にずらすよう調節してもよい。これにより、光収束部２６の上下もしくは左右方向の位置が変化するので、相対的に眼４０などに照射される対象位置での照射位置を調節することができる。
【００４９】
図１５は、第３の実施の形態の変形例を示す図である。第３の実施の形態の虹彩認証装置１０は、図１５に示すように調節部６０によって、光源１６と集光部１８の各光軸の角度を調節してもよい。これにより、光収束部２６の上下もしくは左右方向の位置が変化するので、相対的に眼４０などに照射される対象位置での照射位置を調節することができる。
【００５０】
（第４の実施の形態）
図１６は、本発明の第４の実施の形態の虹彩認証装置を示す図である。第４の実施の形態の虹彩認証装置は、基本的な構成は、第１の実施の形態の虹彩認証装置１０と同じであるが、第４の実施の形態の虹彩認証装置は、光源１６０と被認証者の眼４０との間に配置された遮光板１６２を有する。
【００５１】
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、光源１６０を詳細に示す図である。図１７（ａ）は、光源１６０を正面から見た図、図１７（ｂ）は光源１６０の断面図である。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、光源１６０は、お椀形状に湾曲された台１６１に配列された多数のＬＥＤ５０を有している。この構成により、各ＬＥＤ５０の光軸は、遮光板１６２の開口２２に向けられる。
【００５２】
第４の実施の形態では、図１６に示すように、光源１６０から出た光は、開口２２を通して、眼４０あるいは眼鏡４２に照射される。眼４０側から見た場合、光源１６０は、開口２２の大きさにしか見えないため、被認証者への不快感を低減することができる。また、眼鏡４２に映る照射光の面積を小さくできるので、撮影部１２にて撮影した場合に、眼鏡４２による反射光が映る範囲（眼鏡反射光入射エリア）を小さくできる。なお、本実施の形態では、ＬＥＤ５０をお椀形状の台１６１に配列しているが、ＬＥＤ５０を搭載する台１６１は、お椀形状に限定されず、平面あるいはＶ字形状でもよい。
【００５３】
以上、本発明の虹彩認証装置１０について実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。
【００５４】
本発明の実施の形態においては、認証装置１が虹彩認証方法を用いて本人認証を行う例を挙げて説明を行ったが、本発明の認証装置は、虹彩認証装置１０に限定されるものではない。例えば、眼鏡４２のような反射物を含む被写体を照明により照射する撮影装置や認証装置、例えば、顔認証や網膜認証等にも適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、撮像画像上に生じる眼鏡反射光入射エリアが小さくなり、眼鏡による反射光の影響を軽減できるというすぐれた効果を有し、認証精度を高めた虹彩認証装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１の実施の形態の虹彩認証装置の構成を示す図
【図２】従来の虹彩認証装置の構成を示す図
【図３】従来の虹彩認証装置において、虹彩の情報が失われる原理を示す図
【図４】従来の虹彩認証装置によって出力される眼画像の例を示す図
【図５】第１の実施の形態における虹彩認証装置の効果を説明するための図
【図６】第１の実施の形態の虹彩認証装置によって出力される眼画像の例を示す図
【図７】第２の実施の形態の認証装置について説明するための図
【図８】従来の虹彩認証装置によって出力される眼画像の例を示す図
【図９】第２の実施の形態の虹彩認証装置によって出力される眼画像の例を示す図
【図１０】第２の実施の形態の変形例にかかる認証装置について説明するための図
【図１１】第２の実施の形態の変形例に係る虹彩認証装置によって出力される眼画像の例を示す図
【図１２】第３の実施の形態の虹彩認証装置について説明するための図
【図１３】第３の実施の形態の虹彩認証装置における調節について説明するための図
【図１４】第３の実施の形態の変形例に係る虹彩認証装置における調節について説明するための図
【図１５】第３の実施の形態の変形例に係る虹彩認証装置における調節について説明するための図
【図１６】第４の実施の形態における光源の構成を示す図
【図１７】（ａ）光源の正面図  （ｂ）光源の断面図
【符号の説明】
【００５７】
１０  虹彩認証装置
１２  撮影部
１４  認証処理部
１６  光源
１８  集光部
２０  筐体
２２、２４  開口
２６  光収束部
２８  点状の光源
３０  ピンホール
３２  撮像素子
３４  眼鏡反射光入射エリア
４０  眼
４２  眼鏡
４４  眼鏡レンズ
４６  眼鏡反射エリア
５０  ＬＥＤ
５２  レンズ
６０  調節部
【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】
2008027062.tif 000013
【図１２】
2008027062.tif 000014
【図１３】
2008027062.tif 000015
【図１４】
2008027062.tif 000016
【図１５】
2008027062.tif 000017
【図１６】
2008027062.tif 000018
【図１７】
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