JP2003016434A

JP2003016434A - 個体認証装置

Info

Publication number: JP2003016434A
Application number: JP2001194813A
Authority: JP
Inventors: Koji Wakiyama; 浩二脇山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-17
Also published as: US20030002714A1

Abstract

(57)【要約】【課題】虹彩画像に基づいて個体識別を行う個体認証
装置において、外来光の影響を受けることなく、高精度
かつ安定した個体認証を行う。【解決手段】額３１や頬３２を目位置固定部２１に密
着させ、目３３とピンホールとの空間を外来光から遮蔽
して照明６１の赤外光により虹彩３を照明する。このと
き、照明６２の可視光により瞳孔径が自ら規定され、虹
彩３の幅が安定して確保されるので、これをピンホール
により撮像素子５１上に結像して撮影し、得られた虹彩
３の特徴情報を登録情報と比較することにより個体判別
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は対象者が登録された
個体と一致するかの認証を行う個体認証装置に係り、特
に目の虹彩を撮影して得られる画像から個体識別を行う
個体認証装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、人の個体識別のために目の虹彩を
用いる個体認証装置が知られている。このような個体認
証装置の例として、特開平９−２１２７２２号公報に開
示されたものを図８に示す。同図において、個体認証装
置１００は、装置の前の人の存在を検出する感圧スイッ
チ１０１、顔や目を照らすための照明１０２、虹彩部を
撮影するカメラ１０３、照明１０２及びカメラ１０３の
電源をオン、オフ制御する電源制御手段１０４、カメラ
１０３の映像に基づいて個体識別を行う認証手段１０５
から構成されている。感圧スイッチ１０１によって人の
存在が検出されると、電源制御手段１０４によって照明
１０２及びカメラ１０３の電源がオンし、カメラ１０３
によって目の虹彩部が撮影される。撮影した虹彩の画像
に基づいて認証手段１０５によって登録されている本人
か否かを確認できるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
個体認証装置では、装置が大型になるとともに、遠距離
から虹彩部を撮影するために高精度なカメラを用いなけ
ればならず、かつカメラの画角を高精度で位置決めする
必要があるので、装置が高価になるという問題点があっ
た。さらに、外来光の影響を受けやすいという問題点も
あった。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、高精度なカメラを用いることな
く個体識別を可能とし、かつ携帯性に優れた安価な個体
認証装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、対象
者の目の虹彩又は網膜を撮影する撮像手段と、前記対象
者の一方の目と前記撮像手段とを向かい合わせた状態で
外来光を遮断して位置固定する目位置固定手段と、前記
目位置固定手段の内側で前記対象者の一方の目に対し
て、撮影用照明光を発光する赤外光発光手段と可視光を
発光する可視光発光手段とを有する照明手段と、前記撮
像手段により撮影した前記一方の目の映像に基づいて個
体を判別する個体判別手段と、を備えた個体認証装置を
提供する。

【０００６】また、第２に、前記照明手段の光量を変化
させる光量制御手段と、前記撮像手段により撮影した前
記目の瞳孔径に対応した情報を出力する状態出力手段
と、前記状態出力手段の出力が所定値に達した時の、前
記撮像手段により撮影した前記目の映像に基づいて個体
を判別する個体判別手段と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００７】また、第３に、前記光量制御手段は、前記
状態出力手段の出力が所定値となるように前記照明手段
の光量を制御するものであることを特徴とする。また、
第４に、前記撮像手段、前記照明手段、前記個体判別手
段のうち、少なくとも一つを間欠動作させるように制御
する間欠制御手段を備えたことを特徴とする。また、第
５に、前記撮像手段で撮影された画像の輝度情報に基づ
いて前記個体判別手段を制御する判別制御手段を備えた
ことを特徴とする。

【０００８】上記構成により、対象者の一方の目を外来
光から遮断して撮像手段に対向させて固定し、外来光の
影響をなくした状態で照明手段からの光を目に照射して
撮像することによって、虹彩を鮮明に撮影することがで
きるので、その画像に基づき安定した個体認証を行うこ
とが可能となる。また、照明手段からの可視光をこの一
方の目に照射することによって瞳孔径を調整し、所定の
瞳孔径となったときの虹彩を撮影することにより、より
エラーの少ない安定した個体認証が可能となる。

【０００９】また、近距離で認証対象者の目を撮影する
ことができるので、撮像手段の高精度な位置決めが不要
となり、安価かつ小型の個体認証装置を提供可能とな
る。さらに、構成要素を間欠動作させることにより、装
置の消費電力を低減可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。なお、各図面に共通な構成要素に
は同一の符号を付す。

【００１１】図１は、本発明の後述する第１ないし第５
実施形態に共通する個体認証装置の外観を示す説明図、
図２は、図１のＡ−Ａ´断面における構成を示す断面説
明図である。同図において、プラグ１は電源供給と認証
結果の信号を出力するためのもので、接地端子１１と電
源端子１２及び信号出力端子１３を有して構成される。
ケーブル１４は個体認証装置に接続され、プラグ１を介
して外部の装置との間で電源及び信号を伝達する。

【００１２】筐体２の周縁は凸状を成し、額や頬に押し
当てて認証対象の目を外来光から遮蔽すると共に、撮像
素子５１と向かい合わせる目位置固定部２１を形成して
いる。そして、目位置固定部２１で囲まれた凹部の中央
には、認証対象の目を撮像素子５１に結像させるための
ピンホール４が開口している。さらに、ピンホール４を
中心として目の形状をした図形２２が描かれてあり、認
証対象の目を合わせる位置を誘導して虹彩３の撮影を容
易にする。また、目位置固定部２１内側縁の上部には虹
彩３を撮影する照明光源として、赤外光を発光する発光
素子、例えば赤外発光ダイオードからなる照明６１が、
同じく下部には瞳孔径の広がりを規定するために、可視
光を発光する発光素子例えば緑色発光ダイオードからな
る照明６２が、それぞれ設けられている。また、筐体２
の内部には、後述する個体認証の機能を実現するための
電子回路が内蔵されている。

【００１３】［第１実施形態］図３は本発明の第１実施
形態に係る個体認証装置の構成を示すブロック図であ
る。撮像部５は片目３３の虹彩３を撮影するもので、赤
外光に感度を有するＣＣＤイメージセンサなどの撮像素
子５１と、信号増幅やＡ／Ｄ変換、その他の信号処理を
行う画像信号処理部５２を有して構成される。個体判別
部７は虹彩３の画像情報に基づき個体判別を行うもの
で、登録メモリ７１と判別器７２を有して構成される。

【００１４】以上のように構成された本発明の第１実施
形態について、その動作を説明する。まず、外部からプ
ラグ１を介して電源を供給することにより、装置の各部
が動作を開始する。次いで、人や動物の片目３３をピン
ホール４に向けて近づける。このとき認証対象が人であ
れば、図形２２が目３３を近づける際の目標となり、虹
彩３とピンホール４の位置関係を容易に合わせることが
できる。

【００１５】額３１や頬３２が目位置固定部２１に密着
すると、目３３とピンホール４の空間は外来光から遮蔽
される。目３３には照明６１により赤外光が入るが、人
の目は赤外光に感度を有さないので暗黒と感じて瞳孔が
広がろうとする。しかし、照明６２により可視光が入る
のでそれが抑制される。このようにして虹彩３の幅が確
保されので、これを照明６１による赤外光で十分な照度
をもって照明し、ピンホール４を介して赤外光に感度を
有する撮像素子５１上に結像させることにより、虹彩３
の形状や模様の鮮明な画像が得られる。

【００１６】こうして得られた虹彩３の画像は、撮像素
子５１により電気信号に変換された後、画像信号処理部
５２により個体判別部７で処理しやすい画像形式に変換
される。

【００１７】登録メモリ７１には予め認証対象の虹彩の
特徴情報が格納されており、判別器７２で画像信号処理
部５２の出力情報に基づいた虹彩３の特徴情報と比較さ
れる。そして、その差異が所定の範囲内であれば登録さ
れた虹彩と同一と判別し、その結果を暗号化して、図１
におけるプラグ１を介して外部に出力する。

【００１８】さらに、認証結果の信号は、外部の機器に
おいて使用者を特定するパスワードなどのセキュリティ
機能や、カギの施錠・開錠など、各種アプリケーション
への応用が可能となる。

【００１９】以上のように本発明の第１実施形態によれ
ば、外来光の影響を受けることなく、認証対象の目３３
が瞳孔の大きさを自ら規定するので、安定した虹彩画像
の撮影を行うことができ、簡単な構成で、小型の個体認
証装置を実現することができる。

【００２０】［第２実施形態］図４は本発明の第２実施
形態に係る個体認証装置の構成を示すブロック図であ
る。第２実施形態は、図３に示した第１実施形態に、照
明６２の光量を制御するための光量制御部８１と、撮像
部５で撮影した目３３の瞳孔径に対応した情報を出力す
る状態出力部８２と、この情報を条件にして個体判別を
行う判別器７３を設けて構成した例である。図３と同一
の構成については同一の符号を付して、説明を省略す
る。

【００２１】以上のように構成された本発明の第２実施
形態について、その動作を説明する。額３１や頬３２を
目位置固定部２１に密着することにより、目３３とピン
ホール４の空間を外来光から遮蔽すると共に、光量を制
御された照明６２からの可視光が近接した目３３に入
る。これにより、目３３の瞳孔は所定の大きさになり、
第１実施形態において前述したように、瞳孔の広がりが
安定に抑制されて虹彩３の幅が確保され、照明６１によ
り赤外光で照明された虹彩３の形状や模様が撮像部５に
より鮮明に撮影される。

【００２２】そして、撮影された虹彩３の画像は、撮像
素子５１により電気信号に変換され、画像信号処理部５
２により個体判別部７で処理しやすい画像形式に変換さ
れてから判別器７３と状態出力部８２に送られる。

【００２３】状態出力部８２は撮影した目３３の瞳孔径
に対応した情報を判別器７３に出力し、判別器７３は状
態出力部８２からの瞳孔径情報が個体判別にとって最適
条件となったときの、画像信号処理部５２の出力情報に
基づいた虹彩３の特徴情報を導き、予め登録メモリ７１
に格納された認証対象の虹彩の特徴情報と比較し、判別
結果を暗号化して出力する。

【００２４】以上のように第２実施形態によれば、光量
制御部８１により照明６２の光量を制御して目３３の瞳
孔径を所定の大きさに制御すると共に、状態出力部８２
により瞳孔径が個体判別にとって最適条件となった時点
での虹彩情報を得ることができるので、個体認証の精度
が向上する。

【００２５】［第３実施形態］図５は本発明の第３実施
形態に係る個体認証装置の構成を示すブロック図であ
る。第３実施形態は、図４に示した第２実施形態におけ
る照明６２の光量を状態出力部８２の出力に基づいて制
御する光量制御部８３を設けて構成したものである。図
４と同一の構成については同一の符号を付して、説明を
省略する。

【００２６】以上のように構成された本発明の第３実施
形態について、その動作を説明する。状態出力部８２は
目３３の瞳孔径に対応した情報を生成し、判別器７３と
光量制御部８３に対して出力する。光量制御部８３はこ
の情報に基づき、照明６２の光量を制御する。照明６２
からの照射光は目３３に入り、これによって第１実施形
態において前述したように瞳孔の広がりが抑制されて虹
彩３の幅が確保され、照明６１により赤外光で照明され
た虹彩３の形状や模様を、撮像部５により鮮明に撮影す
る。撮影された虹彩３の画像から状態出力部８２が瞳孔
径に応じた情報を生成する。

【００２７】このようにして、照明６２→目３３→撮像
部５→状態出力部８２→光量制御部８３→照明６２と、
制御閉ループが形成される。これにより、目３３の瞳孔
径は適正な大きさに正確に制御され、撮像部５により虹
彩３の形状や模様をより鮮明に撮影することができる。
さらに、状態出力部８２により瞳孔径が個体判別にとっ
て最適条件となった時点での虹彩情報を得ることができ
るので、個体認証の精度が格段に向上する。

【００２８】［第４実施形態］図６は本発明の第４実施
形態に係る個体認証装置の構成を示すブロックである。
第４実施形態は、図３に示した第１実施形態において、
撮像部５と個体判別部７、照明６１及び照明６２を間欠
動作させるための間欠制御部８４を新たに設けて構成し
たものである。図３と同一の構成については同一の符号
を付して説明を省略する。

【００２９】間欠制御部８４は、撮像部５と個体判別部
７についてはそれぞれ信号入出力を制御するもので、こ
れにより各部の機能を随時動作或いは停止させることが
できる。また、照明６１と照明６２についてはその駆動
を制御するもので、これによりそれぞれの発光制御を行
う。また、各部への電源供給を個別にオン、オフ制御す
るようにすることもできる。

【００３０】以上のように本発明の第４実施形態によれ
ば、前述した第１実施形態による効果に加え、虹彩３の
撮影から個体判別結果の出力までの動作を間欠的に行う
ことができる。さらに、休止期間は制御管理下の一部又
はすべての電源供給を断つことによって、消費電力の低
減を図ることが可能となる。

【００３１】［第５実施形態］図７は本発明の第５実施
形態に係る個体認証装置１の構成を示すブロック図であ
る。第５実施形態は、図３に示した第１実施形態におい
て、撮像部５で撮影した画像情報から輝度情報を取り出
し、そのレベルが所定値を上回った場合に個体判別部７
を動作させる判別制御部８５を設けて構成した例であ
る。図３と同一の構成については同一の符号を付して、
説明を省略する。

【００３２】以上のように構成された本発明の第５実施
形態について、その動作を説明する。まず、個体認証に
当たって片目３３をピンホール４に向けて近づける。こ
のとき、目３３が撮影に必要な所定の位置に達するまで
は、照明６１と照明６２からの距離が遠いため目３３に
おける照度が不足し、撮影画像の輝度は低い状態にあ
る。判別制御部８５は撮像部５で得られた映像信号から
輝度信号を分離して取り出し、この情報に基づいて輝度
レベルが所定値以下の場合、個体判別部７の一部又はす
べての電源供給を断つように制御する。

【００３３】一方、目３３がピンホール４に接近し、額
３１や頬３２が目位置固定部２１に密着すると、目３３
とピンホール４の空間を外来光から遮蔽され、目３３に
おける照明６１と照明６２による照度が十分に確保され
る。そして、これを撮影した撮像部５からの映像信号の
輝度レベルは上昇して所定値を超える。この時点に至っ
て判別制御部８５は、個体判別部７への電源供給を開始
するよう制御し、個体判別部７は撮像部５の出力情報に
基づいて個体判別動作を開始する。

【００３４】以上のように第５実施形態によれば、前述
した第１実施形態による効果に加え、個体判別動作を随
時行うことができ、消費電力の低減を図ることが可能と
なる。

【００３５】なお、第１ないし第５実施形態の説明にお
いては、個体認証の情報として虹彩を撮影するとした
が、網膜を撮影するようにしても同様に実施可能であ
る。

【００３６】また、登録メモリ７１には予め認証対象の
虹彩の特徴情報を格納した例を示したが、登録時の画像
そのものを格納する構成としても同様に実施可能であ
る。

【００３７】また、虹彩画像の結像手段としてピンホー
ル４を用いた例を示したが、レンズを用いることもでき
る。

【００３８】また、照明６１と照明６２は目位置固定部
２１内側縁の上下に配置したが、左右に配置したり、さ
らに線状或いは面状光源としても同様に実施可能であ
る。

【００３９】さらに、外部との接続をプラグ１を介して
行う例を示したが、コネクタや端子台、機器組み込みな
ど形態が異なっても同様に実施可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、認
証対象である目を外来光から遮断し、可視光により瞳孔
径を自ら規定した状態で、虹彩を赤外光により十分な照
度を以て撮影することができるので、外来光の影響を受
けることなく、高精度かつ安定した個体認証を行うこと
が可能になる。また、高精度なカメラを用いることなく
個体識別が十分に実用可能であり、かつ携帯性に優れた
安価な個体認証装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る個体認証装置の外観を
示す説明図である。

【図２】図１のＡ−Ａ´断面における構成を示す断面説
明図である。

【図３】本発明の第１実施形態における個体認証装置の
構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第２実施形態における個体認証装置の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第３実施形態における個体認証装置の
構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第４実施形態における個体認証装置の
構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第５実施形態における個体認証装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】従来技術による個体認証装置の構成例を示す図
である。

【符号の説明】

１プラグ２筐体２１目位置固定部３虹彩３３目４ピンホール５撮像部５１撮像素子５２画像信号処理部７個体認証部７１登録メモリ７２，７３判別器８１，８３光量制御部８２状態出力部８４間欠制御部８５判別制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象者の目の虹彩又は網膜を撮影する撮
像手段と、前記対象者の一方の目と前記撮像手段とを向かい合わせ
た状態で外来光を遮断して位置固定する目位置固定手段
と、前記目位置固定手段の内側で前記対象者の一方の目に対
して、撮影用照明光を発光する赤外光発光手段と可視光
を発光する可視光発光手段とを有する照明手段と、前記撮像手段により撮影した前記一方の目の映像に基づ
いて個体を判別する個体判別手段と、を備えたことを特徴とする個体認証装置。
【請求項２】前記照明手段の光量を変化させる光量制
御手段と、前記撮像手段により撮影した前記目の瞳孔径に対応した
情報を出力する状態出力手段と、前記状態出力手段の出力が所定値に達した時の、前記撮
像手段により撮影した前記目の映像に基づいて個体を判
別する個体判別手段と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の個体認証装
置。
【請求項３】前記光量制御手段は、前記状態出力手段
の出力が所定値となるように前記照明手段の光量を制御
するものであることを特徴とする請求項２記載の個体認
証装置。
【請求項４】前記撮像手段、前記照明手段、前記個体
判別手段のうち、少なくとも一つを間欠動作させるよう
に制御する間欠制御手段を備えたことを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の個体認証装置。
【請求項５】前記撮像手段で撮影された画像の輝度情
報に基づいて前記個体判別手段を制御する判別制御手段
を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の個体認証装置。