(57)【要約】【課題】ユーザの目の位置が撮影手段の撮像方向にない場合であっても、虹彩認証を行うことが容易な虹彩認証装置、及び虹彩認証システムを提供する。【解決手段】撮像方向４３２の領域である撮像領域４３３の画像を撮像する撮像部４と、顔Ｆから放射される赤外線を検出する第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２と、撮像部４、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２の向きを一体に変化させる駆動部７と、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２により検出された赤外線に基づいて赤外線を放射する顔Ｆの方向へ、駆動部７によって撮像部４の撮像方向４３３を向けさせる駆動処理を実行する駆動制御部１０１と、撮像部４によって撮像された撮影画像に基づき虹彩認証を実行する認証処理部１０４とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の撮像方向の領域である撮像領域の画像を撮像する撮像部と、
人体から放射される赤外線を検出する赤外線検出部と、
前記撮像部及び前記赤外線検出部の向きを一体に変化させる駆動部と、
前記赤外線検出部により検出された赤外線に基づいて前記赤外線を放射する放射源の方向へ、前記駆動部によって前記撮像部の撮像方向を向けさせる駆動処理を実行する駆動制御部と、
前記撮像部によって撮像された撮影画像に基づき、虹彩認証を実行する認証処理部とを備える虹彩認証装置。
【請求項２】
前記赤外線検出部は、
前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第一検出方向に対して前記赤外線が検出される第一検出領域を有する第一赤外線検出部と、
前記第一赤外線検出部とは離間して配置され、前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第二検出方向に対して前記赤外線が検出される第二検出領域を有する第二赤外線検出部とを含み、
前記第一検出領域の一部の領域であって、かつ前記第二赤外線検出部に近い側の領域である第一重複領域と、前記第二検出領域の一部の領域であって、かつ前記第一赤外線検出部に近い側の領域である第二重複領域と、前記撮像領域とが重複し、
前記駆動部は、前記撮像方向、前記第一検出方向、及び前記第二検出方向の向きを、前記第一赤外線検出部と前記第二赤外線検出部とが離間する方向である第一離間方向に沿って一体に変化させ、
前記駆動処理は、前記第一赤外線検出部及び前記第二赤外線検出部の両検出部のうち、より強い赤外線の検出強度が得られた検出部が配置された方向へ、前記駆動部によって前記撮像方向、前記第一検出方向、及び前記第二検出方向を変化させる処理である請求項１記載の虹彩認証装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記第一赤外線検出部と前記第二赤外線検出部との間に配置されている請求項２記載の虹彩認証装置。
【請求項４】
前記撮像部は、
画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像素子に画像を結像する光学系とを含み、
前記駆動部は、前記駆動処理において、前記光学系の先端近傍に位置すると共に前記撮像方向及び前記第一離間方向に対して直交する回転軸回りに前記撮像部、前記第一赤外線検出部、及び前記第二赤外線検出部を旋回させることにより、前記撮像方向、前記第一検出方向、及び前記第二検出方向を変化させる請求項２又は３記載の虹彩認証装置。
【請求項５】
前記駆動制御部は、前記第一赤外線検出部及び前記第二赤外線検出部で検出された赤外線のうち少なくとも一方の強度が、予め設定された設定時間内に予め設定された判定強度を超えて変化した場合に前記駆動処理を実行する請求項２〜４のいずれか１項に記載の虹彩認証装置。
【請求項６】
前記赤外線検出部は、
前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第三検出方向に対して前記赤外線が検出される第三検出領域を有する第三赤外線検出部と、
前記第三赤外線検出部とは、前記第一離間方向及び前記撮像方向と直交する第二離間方向に離間して配置され、前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第四検出方向に対して前記赤外線が検出される第四検出領域を有する第四赤外線検出部とを含み、
前記第三検出領域の一部の領域であって、かつ前記第四赤外線検出部に近い側の領域である第三重複領域と、前記第四検出領域の一部の領域であって、かつ前記第三赤外線検出部に近い側の領域である第四重複領域と、前記撮像領域とが重複し、
前記駆動部は、さらに、前記撮像方向、前記第一、前記第二、前記第三、及び前記第四検出方向の向きを、前記第二離間方向に沿って一体に変化させ、
前記駆動制御部は、前記駆動処理において、さらに、前記第三赤外線検出部及び前記第四赤外線検出部の両検出部のうち、より強い赤外線の検出強度が得られた検出部が配置された方向へ、前記駆動部によって前記撮像方向、前記第一、前記第二、前記第三、及び前記第四検出方向を変化させる請求項２〜５のいずれか１項に記載の虹彩認証装置。
【請求項７】
前記撮像部は、前記第三赤外線検出部と前記第四赤外線検出部との間に配置されている請求項６記載の虹彩認証装置。
【請求項８】
前記撮像部の前記撮像方向へ赤外線を照射する赤外線照明部をさらに備え、
前記撮像部は、赤外線画像を撮像する請求項１〜７のいずれか１項に記載の虹彩認証装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の虹彩認証装置と、
前記撮像部、前記赤外線検出部、及び前記駆動部が取り付けられた板状の扉とを含む虹彩認証システム。
【請求項１０】
前記第一離間方向は、前記扉の上下方向に沿う方向である請求項９記載の虹彩認証システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の目の虹彩を撮像することにより認証をおこなう虹彩認証装置、及び虹彩認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人の目の虹彩を撮像することにより認証をおこなう虹彩認証が知られている。虹彩認証は、例えば部屋や建物等、セキュリティを確保する必要のあるエリアに対する人の出入りを管理するために用いられている。このような虹彩認証を行う虹彩認証装置として、ゲート横の壁面に、人の目の虹彩を撮像するためのカメラ（照合機）を設置するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１８１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の技術では、虹彩撮影用のカメラを標準的な大人の目の高さに設置すると、例えば、子供などの背の低い人や、標準より背の高い人の場合、カメラに自分の目を正対させることが困難となり、虹彩認証を行うことが難しくなる。このように、上述の技術では、ユーザの目の位置がカメラの正面になかった場合には、虹彩認証を行うことが困難であるという不都合があった。
【０００５】
本発明の目的は、ユーザの目の位置が撮影手段の撮像方向にない場合であっても、虹彩認証を行うことが容易な虹彩認証装置、及び虹彩認証システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る虹彩認証装置は、所定の撮像方向の領域である撮像領域の画像を撮像する撮像部と、人体から放射される赤外線を検出する赤外線検出部と、前記撮像部及び前記赤外線検出部の向きを一体に変化させる駆動部と、前記赤外線検出部により検出された赤外線に基づいて前記赤外線を放射する放射源の方向へ、前記駆動部によって前記撮像部の撮像方向を向けさせる駆動処理を実行する駆動制御部と、前記撮像部によって撮像された撮影画像に基づき、虹彩認証を実行する認証処理部とを備える。
【０００７】
通常、人が服を着た状態では、顔（頭部）と両手以外の部分は服で被われている。そのため、顔（頭部）と両手以外の部分から放射される赤外線は服で遮蔽される。また、手よりも顔の面積の方が大きいので、人体から放射される赤外線は、顔からの放射量が最も多くなる。そこで、この構成によれば、赤外線検出部によって人体（主に顔）から放射される赤外線が検出され、その赤外線の放射源の方向へ、撮像部の撮像方向が向けられる。その結果、ユーザの目の位置が撮像部の撮像方向にない場合であっても、ユーザの目の方向へ撮像方向が向けられるので、虹彩認証を行うことが容易となる。
【０００８】
また、前記赤外線検出部は、前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第一検出方向に対して前記赤外線が検出される第一検出領域を有する第一赤外線検出部と、前記第一赤外線検出部とは離間して配置され、前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第二検出方向に対して前記赤外線が検出される第二検出領域を有する第二赤外線検出部とを含み、前記第一検出領域の一部の領域であって、かつ前記第二赤外線検出部に近い側の領域である第一重複領域と、前記第二検出領域の一部の領域であって、かつ前記第一赤外線検出部に近い側の領域である第二重複領域と、前記撮像領域とが重複し、前記駆動部は、前記撮像方向、前記第一検出方向、及び前記第二検出方向の向きを、前記第一赤外線検出部と前記第二赤外線検出部とが離間する方向である第一離間方向に沿って一体に変化させ、前記駆動処理は、前記第一赤外線検出部及び前記第二赤外線検出部の両検出部のうち、より強い赤外線の検出強度が得られた検出部が配置された方向へ、前記駆動部によって前記撮像方向、前記第一検出方向、及び前記第二検出方向を変化させる処理であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第一赤外線検出部及び第二赤外線検出部の両検出部のうち、より強い赤外線の検出強度が得られた検出部が配置された方向へ、駆動部によって撮像方向、第一検出方向、及び第二検出方向が変化されるので、赤外線の放射源、すなわちユーザの顔の方向へ、撮像方向が向けられる。その結果、ユーザの目の位置が撮影手段の撮像方向にない場合であっても、顔の方向へ撮像方向を変化させることができるので、虹彩認証を行うことが容易である。
【００１０】
また、前記撮像部は、前記第一赤外線検出部と前記第二赤外線検出部との間に配置されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第一検出領域と第二検出領域との間に撮影領域を設けることができるので、第一赤外線検出部及び第二赤外線検出部による赤外線検出強度に基づきユーザの目の方向へ撮像方向を向ける精度が向上する。
【００１２】
また、前記撮像部は、画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子に画像を結像する光学系とを含み、前記駆動部は、前記駆動処理において、前記光学系の先端近傍に位置すると共に前記撮像方向及び前記第一離間方向に対して直交する回転軸回りに前記撮像部、前記第一赤外線検出部、及び前記第二赤外線検出部を旋回させることにより、前記撮像方向、前記第一検出方向、及び前記第二検出方向を変化させることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、光学系の先端の位置を大きく変化させることなく撮像方向を赤外線の放射源の方向へ向けることができるので、人の目が撮像領域に入る確実性が向上する。
【００１４】
また、前記駆動制御部は、前記第一赤外線検出部及び前記第二赤外線検出部で検出された赤外線のうち少なくとも一方の強度が、予め設定された設定時間内に予め設定された判定強度を超えて変化した場合に前記駆動処理を実行することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、例えば日光によりゆっくり暖められて赤外線が生じた場合のような、人以外から放射される赤外線の放射源の方向に誤って撮像方向を変化させるおそれが低減される。
【００１６】
また、前記赤外線検出部は、前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第三検出方向に対して前記赤外線が検出される第三検出領域を有する第三赤外線検出部と、前記第三赤外線検出部とは、前記第一離間方向及び前記撮像方向と直交する第二離間方向に離間して配置され、前記赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第四検出方向に対して前記赤外線が検出される第四検出領域を有する第四赤外線検出部とを含み、前記第三検出領域の一部の領域であって、かつ前記第四赤外線検出部に近い側の領域である第三重複領域と、前記第四検出領域の一部の領域であって、かつ前記第三赤外線検出部に近い側の領域である第四重複領域と、前記撮像領域とが重複し、前記駆動部は、さらに、前記撮像方向、前記第一、前記第二、前記第三、及び前記第四検出方向の向きを、前記第二離間方向に沿って一体に変化させ、前記駆動制御部は、前記駆動処理において、さらに、前記第三赤外線検出部及び前記第四赤外線検出部の両検出部のうち、より強い赤外線の検出強度が得られた検出部が配置された方向へ、前記駆動部によって前記撮像方向、前記第一、前記第二、前記第三、及び前記第四検出方向を変化させることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、二次元方向に撮像方向を変化させることができるので、ユーザの目の位置が撮像方向にない場合であっても、より広い範囲で赤外線の放射源となる人の顔の方向へ撮像方向を向けることが可能となり、虹彩認証を行うことが容易となる。
【００１８】
また、前記撮像部は、前記第三赤外線検出部と前記第四赤外線検出部との間に配置されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、第三検出領域と第四検出領域との間に撮影領域を設けることができるので、第三赤外線検出部及び第四赤外線検出部による赤外線検出強度に基づきユーザの目の方向へ撮像方向を向ける精度が向上する。
【００２０】
また、前記撮像部の前記撮像方向へ赤外線を照射する赤外線照明部をさらに備え、前記撮像部は、赤外線画像を撮像することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、虹彩を撮像するための照明光源として人には見えない赤外線が用いられるので、虹彩認証しようとするユーザがまぶしくない。
【００２２】
また、本発明に係る虹彩認証システムは、上述の虹彩認証装置と、前記撮像部、前記赤外線検出部、及び前記駆動部が取り付けられた板状の扉とを含む。
【００２３】
この構成によれば、扉に取り付けられた虹彩認証装置によって、扉を開けようとするユーザの虹彩認証を行うことが可能となる。
【００２４】
また、前記第一離間方向は、前記扉の上下方向に沿う方向であることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、扉の前で虹彩認証しようとするユーザが、子供であったり大人であったり、背の高さが異なる場合であっても、その背の高さに応じた目の位置に、撮像方向を向けて虹彩を撮像し、虹彩認証を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
このような構成の虹彩認証装置、及び虹彩認証システムは、ユーザの目の位置が撮影手段の撮像方向にない場合であっても、虹彩認証を行うことが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施形態に係る虹彩認証装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す虹彩認証装置の構成を説明するための説明図である。
【図３】図１に示す虹彩認証装置の構成を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す虹彩認証システムの電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図１に示す虹彩認証システムによる駆動処理を説明するための説明図である。
【図６】図１に示す虹彩認証システムによる駆動処理を説明するための説明図である。
【図７】図１に示す虹彩認証システムによる駆動処理を説明するための説明図である。
【図８】図１に示す虹彩認証システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第二実施形態に係る虹彩認証装置の構成の一例を示す正面図である。
【図１０】図９に示す虹彩認証装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図９に示す虹彩認証装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（第一実施形態）
【００２９】
図１は、本発明の第一実施形態に係る虹彩認証システム１の構成の一例を示す斜視図である。図１に示す虹彩認証システム１は、扉２、虹彩認証装置３、及び電気錠８を備えている。虹彩認証装置３及び電気錠８は、扉２の厚み内に収容されている。
【００３０】
扉２は、略長方形の板状形状を有し、その長手方向が、鉛直方向に沿う上下方向となるように建物に取り付けられ、扉２の幅方向が左右方向（水平方向）となっている。
【００３１】
扉２は、その板面に沿う第一面２１と第二面２２とを有している。第一面２１は、例えば扉２が取り付けられた建物や部屋の外側に面する面であり、第二面２２は、例えば扉２が取り付けられた建物や部屋の内側に面する面である。第一面２１には把手（ドアノブ）２５が取り付けられ、第二面２２には把手２６が取り付けられている。なお、第一面２１は、例えば扉２が取り付けられた建物や部屋の内側に面する面であり、第二面２２は、例えば扉２が取り付けられた建物や部屋の外側に面する面であってもよい。
【００３２】
第一面２１の幅方向略中央であって、上下方向中央より上側の位置、例えば平均的な身長の人の目線の高さの位置には略矩形の開口部が形成され、窓２７とされている。窓２７は、例えばガラス窓とされている。
【００３３】
図２、図３は、図１に示す虹彩認証装置３の構成を説明するための説明図である。図２に示す虹彩認証装置３は、撮像モジュール９と、駆動部７とを備えている。撮像モジュール９は、撮像部４、第一赤外線検出部５１、第二赤外線検出部５２、赤外線照明部６、及びこれらが取り付けられた基板３１を備えている。
【００３４】
撮像部４は、画像信号を生成する撮像素子４２と、撮像素子４２に画像を結像する光学系４３と、撮像素子４２及び光学系４３を収容する筒状の鏡筒４１と、可視光の光学系４３への入射を遮断又は低減するための光フィルタ４４とを備えている。
【００３５】
光学系４３は、例えば１又は複数のレンズが鏡筒４１内に配置されて構成され、光軸４３１を延長した撮像方向４３２における撮像領域４３３内の画像を、光学系４３の後端側に配置された撮像素子４２に結像する。光学系４３の前方に光フィルタ４４が配置され、光学系４３への可視光の入射が遮断又は低減されているので、光学系４３は、可視光が除かれて得られた赤外線画像を撮像素子４２に結像する。撮像方向４３２は、図１に示す扉２の窓２７から外方へ向けられている。
【００３６】
撮像素子４２は、光学系４３により結像された画像、すなわち撮像領域４３３内の赤外線画像を画像信号に変換し、撮像画像として後述する制御部１００へ送信する。撮像素子４２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子である。
【００３７】
赤外線照明部６は、撮像部４の撮像方向４３２へ、すなわち図１に示す扉２の窓２７から外方へ、例えば波長が８５０ｎｍ前後の赤外線光を照射する。赤外線照明部６は、例えば赤外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いて構成されている。これにより、扉２の前に人が立ち、撮像領域４３３に人の顔Ｆが入ると、その人の目が赤外線光で照射され、その目の虹彩の赤外線画像が撮像部４によって撮像される。
【００３８】
この場合、人の目に見えない赤外線光によって人の目が照明されるので、虹彩認証を行う人に眩しさを感じさせずに、その人の虹彩の画像を撮像することができる。
【００３９】
なお、赤外線照明部６は、認証しようとする人の目を照明することができればよく、撮像部４の上側に配設される例に限らない。撮像部４の下、右、又は左に配設されてもよく、撮像部４の上下及び／又は左右の両側に配設されていてもよい。また、赤外線照明部６の代わりに可視光を照射する照明部を設け、光フィルタ４４を備えず、撮像部４は、可視光の画像を撮像する構成であってもよい。また、照明部を備えず、自然光で虹彩画像を撮像する構成としてもよい。
【００４０】
第一赤外線検出部５１、及び第二赤外線検出部５２は、人体から放射される赤外線、例えば波長１０μｍ程度の赤外線を検出する赤外線センサである。第一赤外線検出部５１は、検出された赤外線の強度を示す信号である第一赤外線強度ＳＧ１を出力する。第二赤外線検出部５２は、検出された赤外線の強度を示す信号である第二赤外線強度ＳＧ２を出力する。
【００４１】
第一赤外線検出部５１は、赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第一検出方向５１１に対して赤外線が検出される第一検出領域５１２を有する。第二赤外線検出部５２は、第一赤外線検出部５１に対して上下方向（第一離間方向）に離間し、かつ第一赤外線検出部５１との間に撮像部４を挟むように配置されている。第二赤外線検出部５２は、赤外線を検出する方向に指向性を有し、その指向性に応じた第二検出方向５２１に対して赤外線が検出される第二検出領域５２２を有する。
【００４２】
撮像方向４３２、第一検出方向５１１、及び第二検出方向５２１は、互いに略平行にされている。なお、撮像方向４３２に対して第一検出方向５１１がなす角度と、撮像方向４３２に対して第二検出方向５２１がなす角度とが略等しければよく、必ずしも撮像方向４３２、第一検出方向５１１、及び第二検出方向５２１は略平行に限定されない。
【００４３】
第一検出領域５１２の一部であって、かつ第二赤外線検出部５２に近い側は、第一重複領域５１３とされている。第二検出領域５２２の一部であって、かつ第一赤外線検出部５１に近い側は、第二重複領域５２３とされている。第一重複領域５１３、第二重複領域５２３、及び撮像領域４３３は、その一部が互いに重複している。
【００４４】
基板３１には、撮像方向４３２とは逆方向に突出する突出部３１１が設けられている。また、撮像モジュール９は、光学系４３の先端近傍に位置すると共に撮像方向４３２と直交かつ水平方向に延びる回転軸３１２回りに回動可能にされている。なお、光学系の先端近傍とは、撮像のための光学系を構成する部材のうちの最も先端部分の近傍、例えば当該先端部分から１０ｍｍ以内の位置を意味している。光学系４３の例によれば、鏡筒４１の先端から例えば１０ｍｍ以内の位置であり、鏡筒を備えない光学系の例によれば、最も先端側に設けられた光学部品の先端から例えば１０ｍｍ以内の位置である。
【００４５】
駆動部７は、例えば、モータ７１、ねじ軸７２、及びナット７３を備えている。ナット７３は、突出部３１１に取り付けられている。ねじ軸７２とナット７３との間にボールが介挿されており、ねじ軸７２とナット７３とでボールねじが形成されている。モータ７１は、ねじ軸７２を回転させる。そうすると、ねじ軸７２の回転に伴いナット７３がねじ軸７２に沿って移動し、基板３１が回転軸３１２を中心に回動する。ナット７３及びモータ７１は、基板３１の回動を妨げないように適宜回動等の運動可能にされている。
【００４６】
基板３１には、撮像部４、第一赤外線検出部５１、第二赤外線検出部５２、及び赤外線照明部６が取り付けられているので、撮像部４、第一赤外線検出部５１、第二赤外線検出部５２、及び赤外線照明部６が、基板３１と共に一体に向きを変更する。これにより、モータ７１の回転に応じて、撮像方向４３２、第一検出方向５１１、及び第二検出方向５２１の向きが、上下方向に沿って一体に変更される。また、上方への移動と下方への移動は、モータ７１の回転方向に応じて切り替え可能にされている。
【００４７】
以下、撮像方向４３２、第一検出方向５１１、及び第二検出方向５２１の向きを、撮像モジュール９の向きと称する。
【００４８】
なお、駆動部７は、撮像方向４３２、第一検出方向５１１、及び第二検出方向５２１の向き、すなわち撮像モジュール９の向きを、上下方向（第一離間方向）に沿って変更可能であればよく、例えばギヤや、ラックアンドピニオン等を用いて撮像モジュール９を駆動してもよく、ソレノイド、リニアモータ、あるいはエアシリンダ等の駆動装置を用いてもよい。
【００４９】
図４は、図１に示す虹彩認証システム１の電気的構成の一例を示すブロック図である。図４に示す虹彩認証システム１は、第一赤外線検出部５１、第二赤外線検出部５２、撮像素子４２、赤外線照明部６、駆動部７、及び電気錠８が、制御部１００に接続されて構成されている。
【００５０】
制御部１００は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、所定の制御プログラムやデータを記憶するフラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性の記憶部、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。上述の記憶部は、認証可能なユーザの虹彩の画像、又は虹彩の画像から得られた特徴データ等の認証用基準データが予め記憶された記憶部１０５としても用いられる。
【００５１】
そして、制御部１００は、所定の制御プログラムを実行することによって、駆動制御部１０１、撮像制御部１０２、画像処理部１０３、及び認証処理部１０４として機能する。
【００５２】
なお、制御部１００は、必ずしも扉２に内装される例に限らない。例えば、制御部１００は、扉２の外部に設けられ、ケーブルや無線通信の通信手段によって、制御部１００が扉２と接続される構成であってもよい。また、制御部１００の一部、例えば認証処理部１０４が扉２の外部に設けられる構成であってもよい。また、制御部１００の全部又は一部が、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等の専用ＩＣ（Integrated Circuit）で構成されていてもよく、オペアンプやコンパレータ等の回路素子によって構成されていてもよい。
【００５３】
駆動制御部１０１は、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２により検出された赤外線に基づいて、駆動部７によって、撮像モジュール９の向きを、赤外線を放射する放射源（人の顔）の方向へ向けさせる駆動処理を実行する。具体的には、駆動処理は、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２の両検出部のうち、より強い赤外線の検出強度が得られた検出部が配置された方向へ、駆動部７によって撮像モジュール９の向きを変更させる。なお、駆動制御部１０１は、例えばオペアンプを用いた差動増幅回路やコンパレータ等によって構成されていてもよく、駆動制御部１０１として種々の構成を採用することができる。
【００５４】
この場合、撮像モジュール９は、回転軸３１２を中心に回動し、撮像部４、第一赤外線検出部５１、及び第二赤外線検出部５２が回転軸３１２回りに旋回することにより、撮像方向４３２、第一検出方向５１１、及び第二検出方向５２１が変更される。そして、駆動制御部１０１は、第一赤外線検出部５１で検出された赤外線の強度と第二赤外線検出部５２で検出された赤外線の強度との差が予め設定された基準値Ｍ以下になると、駆動部７による撮像モジュール９の駆動を停止させ、駆動処理の終了を示す駆動終了信号を撮像制御部１０２へ出力する。基準値Ｍは、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２の赤外線検出精度のばらつきや誤差に相当する値が予め設定されている。
【００５５】
通常、人が服を着た状態では、顔（頭部）と両手以外の部分は服で被われている。そのため、顔（頭部）と両手以外の部分から放射される赤外線は服で遮蔽される。また、手よりも顔の面積の方が大きいので、人体から放射される赤外線は、顔からの放射量が最も多くなり、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２で検出される赤外線強度は、顔が最も強くなる。
【００５６】
従って、駆動処理によれば、赤外線の放射強度が強い顔の方向に、撮像モジュール９が向けられる。これにより、撮像部４の撮像方向４３２が人の顔の方向に向けられるので、撮像領域４３３内に人の目が入ることになる結果、人の虹彩が撮像部４によって撮像可能となり、虹彩認証を実行可能となる。
【００５７】
駆動制御部１０１は、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２で検出された第一赤外線強度ＳＧ１及び第二赤外線強度ＳＧ２のうち少なくとも一方が、予め設定された設定時間ｔ内に予め設定された判定強度ｋを超えて変化した場合、すなわち微分的に赤外線強度が変化した場合に、上述の駆動処理を実行する。設定時間ｔ及び判定強度ｋは、人が第一検出領域５１２又は第二検出領域５２２に入った、あるいは出た場合に生じる第一赤外線強度ＳＧ１及び第二赤外線強度ＳＧ２の変化の速度やその変化量を、例えば実験的に求めて予め設定されている。
【００５８】
撮像制御部１０２は、駆動制御部１０１から駆動終了信号が出力されると、赤外線照明部６を点灯させて認証対象の人の目を照明させ、その目の画像を撮像部４によって撮像させた後、赤外線照明部６を消灯させる。
【００５９】
画像処理部１０３は、撮像部４によって撮像された画像から、公知の画像認識技術により虹彩の画像を抽出し、認証処理部１０４へ出力する。
【００６０】
認証処理部１０４は、画像処理部１０３から送られてきた虹彩の画像に基づき、公知の虹彩認証技術により虹彩認証を実行する。具体的には、認証処理部１０４は、画像処理部１０３から送られてきた虹彩の画像、又はその画像から得られた特徴データを、記憶部１０５に記憶されている虹彩の画像、又は特徴データと照合することによって、虹彩認証を実行する。認証処理部１０４は、認証に成功すると、電気錠８を解錠させる。これにより、認証に成功したユーザが扉２を開けることが可能になる。
【００６１】
図５〜図７は、図１に示す虹彩認証システム１による駆動処理を説明するための説明図である。虹彩認証システム１は、扉２の前に立った人の虹彩を撮像することによって虹彩認証を実行する。このとき、子供や大人、その他身長差によって、目の高さが異なる。図５に示す顔Ｆ１、Ｆ２は、撮像領域４３３よりも低い位置に位置し、顔Ｆ３、Ｆ４は、撮像領域４３３よりも高い位置に位置している。そして、撮像部４は、顔Ｆ１，Ｆ３の一部しか撮像することができず、顔Ｆ２，Ｆ４については全く撮像することができない。そのため、虹彩認証システム１は、このままでは顔Ｆ１〜Ｆ４の目を撮像することができず、虹彩認証を実行することができない。
【００６２】
そこで、駆動制御部１０１は、赤外線の放出源である人の顔の方へ、撮像部４の撮像方向４３２を向けて人の虹彩を撮像部４が撮像できるようにすることで、虹彩認証を実行可能とするようになっている。
【００６３】
図８は、図１に示す虹彩認証システム１の動作の一例を示すフローチャートである。まず、駆動制御部１０１は、第一赤外線検出部５１及び第二赤外線検出部５２で検出された第一赤外線強度ＳＧ１及び第二赤外線強度ＳＧ２のうち少なくとも一方が、設定時間ｔ内に判定強度ｋを超えて変化した場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、すなわち人が第一検出領域５１２又は第二検出領域５２２に出入りしたと考えられる場合に、ステップＳ２〜Ｓ５の駆動処理を実行する。これにより、例えば日差しに暖められてゆっくり温度が上昇した対象物などに対しては、駆動処理が実行されることがないので、人の顔以外の物に対して撮像モジュール９が向けられるおそれが低減される。
【００６４】
ステップＳ２において、駆動制御部１０１は、第二赤外線強度ＳＧ２と、第一赤外線強度ＳＧ１に基準値Ｍを加算した値（ＳＧ１＋Ｍ）とを比較し（ステップＳ２）、第二赤外線強度ＳＧ２が（ＳＧ１＋Ｍ）より強い場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、駆動部７によって撮像モジュール９を下方に向けさせ（ステップＳ３）、再びステップＳ２を繰り返す。
【００６５】
例えば図５に示す顔Ｆ２は、その全体が第一検出領域５１２外であり、その全体が第二検出領域５２２内にあるので、第二赤外線強度ＳＧ２が第一赤外線強度ＳＧ１よりも十分に大きくなり、ＳＧ２が（ＳＧ１＋Ｍ）より強くなり（ステップＳ２でＹＥＳ）、図６に示すように撮像モジュール９が下方に向けられる（ステップＳ３）。なお、図５において顔Ｆ１は、第一検出領域５１２と第二検出領域５２２の両方の領域に入っているが、第一検出領域５１２よりも第二検出領域５２２に入っている顔の範囲（面積）の方が広いので、第二赤外線強度ＳＧ２が第一赤外線強度ＳＧ１よりも十分に大きくなり、撮像モジュール９が下方に向けられることになる。
【００６６】
一方、第二赤外線強度ＳＧ２が（ＳＧ１＋Ｍ）以下の場合（ステップＳ２でＮＯ）、第一赤外線強度ＳＧ１と、第二赤外線強度ＳＧ２に基準値Ｍを加算した値（ＳＧ２＋Ｍ）とを比較し（ステップＳ４）、第一赤外線強度ＳＧ１が（ＳＧ２＋Ｍ）より強い場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、駆動制御部１０１は、駆動部７によって撮像モジュール９を上方に向けさせ（ステップＳ５）、再びステップＳ２以降が繰り返される。
【００６７】
例えば図５に示す顔Ｆ４は、その大部分が第一検出領域５１２内であり、その全体が第二検出領域５２２外にあるので、第一赤外線強度ＳＧ１が第二赤外線強度ＳＧ２よりも十分に大きくなり、ＳＧ１が（ＳＧ２＋Ｍ）より強くなり（ステップＳ４でＹＥＳ）、図７に示すように撮像モジュール９が上方に向けられる（ステップＳ５）。なお、図５において顔Ｆ３は、第一検出領域５１２と第二検出領域５２２の両方の領域に入っているが、第二検出領域５２２よりも第一検出領域５１２に入っている顔の範囲（面積）の方が広いので、第一赤外線強度ＳＧ１が第二赤外線強度ＳＧ２よりも十分に大きくなり、撮像モジュール９が上方に向けられることになる。
【００６８】
一方、第一赤外線強度ＳＧ１が（ＳＧ２＋Ｍ）以下の場合（ステップＳ４でＮＯ）、第一赤外線強度ＳＧ１と第二赤外線強度ＳＧ２との差が基準値Ｍ以下（Ｍ≧｜ＳＧ１−ＳＧ２｜）になったことを意味し、上下方向についてこの向きで撮像モジュール９が保持される。この場合、図６、図７に示すように、第一検出領域５１２と第二検出領域５２２とが重複する領域に顔Ｆ２又は顔Ｆ４が入り、第一検出領域５１２内の顔の面積と第二検出領域５２２内の顔の面積が略等しくなったことになる。このとき、第一重複領域５１３、第二重複領域５２３、及び撮像領域４３３が互いに重複するように配置されているので、顔Ｆ２又は顔Ｆ４は、撮像領域４３３に入り、撮像部４で人の目を撮像することが可能となる。
【００６９】
これにより、ユーザの目の位置が撮影手段の撮像方向にない場合であっても、ユーザの目の方向に撮像モジュール９を向けることができるので、虹彩認証を行うことが容易となる。
【００７０】
次に、撮像制御部１０２は、赤外線照明部６を点灯させて撮像領域４３３を赤外線で照明させ（ステップＳ６）、撮像部４によって撮像領域４３３の撮像を実行させ（ステップＳ７）、赤外線照明部６を消灯させる（ステップＳ８）。このように、ステップＳ２〜Ｓ５の駆動処理が終わった後に赤外線照明部６を点灯させることで、赤外線照明部６から照射された赤外線が、第一赤外線検出部５１又は第二赤外線検出部５２で検出されて撮像モジュール９が誤った方向に向けられるおそれが低減される。
【００７１】
次に、画像処理部１０３は、撮像部４によって撮像された撮像画像から虹彩の画像を抽出し、認証処理部１０４へ出力する（ステップＳ９）。
【００７２】
次に、認証処理部１０４は、画像処理部１０３から送られてきた虹彩の画像に基づき虹彩認証を実行する（ステップＳ１０）。そして、認証に成功した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、認証処理部１０４は、電気錠８を解錠させる（ステップＳ１２）。これにより、認証に成功したユーザが扉２を開けることが可能になる。一方、認証に失敗した場合（ステップＳ１１でＮＯ）、認証処理部１０４は、電気錠８を施錠したままで処理を終了する。これにより、予め登録された正規のユーザ以外は扉２を開けることができないので、セキュリティが確保される。
【００７３】
以上、ステップＳ１〜Ｓ１２の処理によれば、ユーザの目の位置が撮像部４の撮像方向にない場合であっても、撮像部４の向きを変更してユーザの目を撮影することができるので、虹彩認証を行うことが容易となる。
【００７４】
なお、第一検出領域５１２及び第二検出領域５２２の近傍に、人体以外の赤外線の放出源がない環境では、人体以外のものに誤って撮像モジュール９が向けられることが無いので、ステップＳ１を実行しない構成であってもよい。また、ステップＳ２，Ｓ４において、必ずしも基準値Ｍを用いる必要はなく、基準値Ｍはゼロであってもよい。
【００７５】
また、虹彩認証システム１は、扉を解錠するために虹彩認証を実行するものに限られず、ステップＳ１２を実行しない構成であってもよい。また、第一赤外線検出部５１と第二赤外線検出部５２とを赤外線検出部として用いる例を示したが、赤外線検出部は、赤外線の放出方向を検出することができればよく、必ずしも第一赤外線検出部５１と第二赤外線検出部５２とを用いる例に限らない。
【００７６】
また、虹彩認証装置３は、必ずしも扉２に取り付けられる例に限らず、第一離間方向は、必ずしも上下方向でなくてもよい。第一離間方向は、水平方向であってもよく、その他任意の方向であってよい。
（第二実施形態）
【００７７】
次に、本発明の第二実施形態に係る虹彩認証装置３ａについて説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る虹彩認証装置３ａの構成の一例を示す正面図である。図１０は、図９に示す虹彩認証装置３ａの電気的構成の一例を示すブロック図である。
【００７８】
図９に示す虹彩認証装置３ａと図１に示す虹彩認証装置３とでは、下記の点で異なる。すなわち、図９に示す虹彩認証装置３ａは、撮像モジュール９ａと、駆動部７と同様に構成された上下駆動部７ａ（駆動部）と、左右駆動部７ｂ（駆動部）と、これらを収容する例えば透明球状の筐体１０と、筐体１０を支持するスタンド１１とを備えている。
【００７９】
撮像モジュール９ａには、撮像モジュール９の構成に加えて第三赤外線検出部５３と第四赤外線検出部５４とがさらに設けられている。撮像部４を間に挟んで左右方向（第二離間方向）に離間して第三赤外線検出部５３と第四赤外線検出部５４とが配設されている。図９に示す例では、紙面手前方向が撮像方向４３２とされている。
【００８０】
第三赤外線検出部５３は、第一赤外線検出部５１と同様に構成され、その検出された赤外線の強度を示す信号を、第三赤外線強度ＳＧ３として制御部１００ａへ出力する。第四赤外線検出部５４は、第二赤外線検出部５２と同様に構成され、その検出された赤外線の強度を示す信号を、第四赤外線強度ＳＧ４として制御部１００ａへ出力する。
【００８１】
第三赤外線検出部５３、撮像部４、及び第四赤外線検出部５４は、第一赤外線検出部５１、撮像部４、及び第二赤外線検出部５２を、光軸４３１回りに９０度回転させたのと同様に配設されている。すなわち、第三赤外線検出部５３は、第一赤外線検出部５１の第一検出方向５１１、第一検出領域５１２、及び第一重複領域５１３に対応する第三検出方向、第三検出領域、及び第三重複領域を有している。第四赤外線検出部５４は、第二赤外線検出部５２の第二検出方向５２１、第二検出領域５２２、及び第二重複領域５２３に対応する第四検出方向、第四検出領域、及び第四重複領域を有している。第三重複領域、第四重複領域、及び撮像領域４３３はその一部が互いに重複するように配置されている。
【００８２】
赤外線照明部６、第一赤外線検出部５１、第二赤外線検出部５２、第三赤外線検出部５３、第四赤外線検出部５４、及び撮像部４が、略板状の基板３１ａによって一体に保持されて撮像モジュール９ａが構成されている。以下、第一検出方向５１１、第二検出方向５２１、第三検出方向、第四検出方向、及び撮像方向４３２をまとめて撮像モジュール９ａの方向と称する。図９では、撮像モジュール９ａは、紙面手前方向を向いている。
【００８３】
上下駆動部７ａは、駆動部７と同様に構成され、撮像モジュール９ａの向きを上下方向に沿って変化させ、左右駆動部７ｂは、例えば駆動部７を９０度回転させたのと同様の構成とされ、撮像モジュール９ａの向きを左右方向（水平方向）に沿って変化させる。
【００８４】
制御部１００ａは、駆動制御部として、上下駆動制御部１０１Ｖと左右駆動制御部１０１Ｈとを備える点で異なる。上下駆動制御部１０１Ｖは、駆動制御部１０１と同様に構成され、駆動部７の代わりに上下駆動部７ａの動作を制御する。左右駆動制御部１０１Ｈは、駆動制御部１０１とは、第一赤外線強度ＳＧ１及び第二赤外線強度ＳＧ２に基づき駆動部７を制御する代わりに、第三赤外線強度ＳＧ３及び第四赤外線強度ＳＧ４に基づき左右駆動部７ｂを制御する点で異なる。
【００８５】
その他の構成は図１に示す虹彩認証装置３と同様であるのでその説明を省略する。図１１は、図９に示す虹彩認証装置３ａの動作の一例を示すフローチャートである。まず、上下駆動制御部１０１Ｖ又は左右駆動制御部１０１Ｈは、第一赤外線強度ＳＧ１、第二赤外線強度ＳＧ２、第三赤外線強度ＳＧ３、及び第四赤外線強度ＳＧ４のうち少なくとも一つが、設定時間ｔ内に判定強度ｋを超えて変化した場合（ステップＳ１ａでＹＥＳ）、ステップＳ２〜Ｓ５、及びステップＳ２１〜Ｓ２４の駆動処理を実行する。これにより、例えば日差しに暖められてゆっくり温度が上昇した対象物などに対しては、駆動処理が実行されることがないので、人の顔以外の物に対して撮像モジュール９が向けられるおそれが低減される。
【００８６】
ステップＳ２〜Ｓ５については、駆動制御部１０１の代わりに上下駆動制御部１０１Ｖが処理を実行する点を除き、図８と同様であるのでその説明を省略する。ステップＳ２１において、左右駆動制御部１０１Ｈは、第四赤外線強度ＳＧ４と、第三赤外線強度ＳＧ３に基準値Ｍを加算した値（ＳＧ３＋Ｍ）とを比較し（ステップＳ２１）、第四赤外線強度ＳＧ４が（ＳＧ３＋Ｍ）より強い場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、左右駆動部７ｂによって撮像モジュール９を右方に向けさせ（ステップＳ２２）、再びステップＳ２以降を繰り返す。
【００８７】
これにより、認証対象の人の顔が、撮像領域４３３よりも右方にあった場合であっても顔の方向に撮像領域４３３が向けられる。
【００８８】
一方、第四赤外線強度ＳＧ４が（ＳＧ３＋Ｍ）以下の場合（ステップＳ２１でＮＯ）、左右駆動制御部１０１Ｈは、第三赤外線強度ＳＧ３と、第四赤外線強度ＳＧ４に基準値Ｍを加算した値（ＳＧ４＋Ｍ）とを比較し（ステップＳ２３）、第三赤外線強度ＳＧ３が（ＳＧ４＋Ｍ）より強い場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、左右駆動部７ｂによって撮像モジュール９を左方に向けさせ（ステップＳ２４）、再びステップＳ２以降を繰り返す。
【００８９】
これにより、認証対象の人の顔が、撮像領域４３３よりも左方にあった場合であっても顔の方向に撮像領域４３３が向けられる。一方、第三赤外線強度ＳＧ３が（ＳＧ４＋Ｍ）以下の場合（ステップＳ２３でＮＯ）、第三赤外線強度ＳＧ３と第四赤外線強度ＳＧ４との差が基準値Ｍ以下（Ｍ≧｜ＳＧ３−ＳＧ４｜）になったことを意味し、左右方向についてこの向きで撮像モジュール９が保持され、駆動処理を終了して以下、図８に示すステップＳ６〜Ｓ１１と同様の処理が実行される。
【００９０】
以上、ステップＳ２〜Ｓ５、ステップＳ２１〜Ｓ２４、及びステップＳ６〜Ｓ１１の処理により、虹彩認証装置３ａは、上下方向のみならず、左右方向にも撮像方向４３２を変化させて虹彩認証を実行することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１    虹彩認証システム
２    扉
３，３ａ    虹彩認証装置
４    撮像部
６    赤外線照明部
７    駆動部
７ａ  上下駆動部（駆動部）
７ｂ  左右駆動部（駆動部）
８    電気錠
９，９ａ    撮像モジュール
１０  筐体
１１  スタンド
２１  第一面
２２  第二面
２６  把手
２７  窓
３１，３１ａ      基板
４１  鏡筒
４２  撮像素子
４３  光学系
４４  光フィルタ
５１  第一赤外線検出部
５２  第二赤外線検出部
５３  第三赤外線検出部
５４  第四赤外線検出部
７１  モータ
７２  ねじ軸
７３  ナット
１００，１００ａ  制御部
１０１      駆動制御部
１０１Ｈ    左右駆動制御部（駆動制御部）
１０１Ｖ    上下駆動制御部（駆動制御部）
１０２      撮像制御部
１０３      画像処理部
１０４      認証処理部
１０５      記憶部
３１１      突出部
３１２      回転軸
４３１      光軸
４３２      撮像方向
４３３      撮像領域
５１１      第一検出方向
５１２      第一検出領域
５１３      第一重複領域
５２１      第二検出方向
５２２      第二検出領域
５２３      第二重複領域
Ｆ，Ｆ１〜Ｆ４    顔
Ｍ    基準値
ＳＧ１      第一赤外線強度
ＳＧ２      第二赤外線強度
ＳＧ３      第三赤外線強度
ＳＧ４      第四赤外線強度
【図１】
2017097741.tif 000003
【図２】
2017097741.tif 000004
【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】
2017097741.tif 000009
【図８】
2017097741.tif 000010
【図９】
2017097741.tif 000011
【図１０】
2017097741.tif 000012
【図１１】
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