JP2004167046A - 虹彩撮影装置 - Google Patents

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志郎 進藤
Tomomitsu Takasugi
智充 高杉
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Abstract

【課題】装置前面から顔までの距離が所定範囲内であれば、目の虹彩を一定の大きさで撮影できる虹彩撮影装置を提供する。
【解決手段】装置前面とこれに近づけられた顔との距離を2台のビデオカメラ18の影像から判別し、装置前面に両目を写せるだけの大きさのハーフミラー10を設けて装置前面に対して両目の位置を所定位置に合わせ、所定位置の両目に向けてテレセントリックレンズ22を装備した2台のCCDカメラ24を配設し、装置前面から顔までの距離に応じて顔を所定距離とするようにスピーカー30で音声指示するとともに顔が所定距離範囲内であると判別するとCCDカメラ24で両目の虹彩をそれぞれに撮影するようにコンピュータで制御する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼球の虹彩(アイリス)を撮影するための虹彩撮影装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、人などの生存動物の眼球の虹彩の形状および光刺激に対する虹彩の変化から生存動物を同定し、または体内のドラッグおよびアルコールの存在を判別する技術が、一例として、特開2001−195594号公報や特開2000−33080号公報などで提案されている。これらの技術は、いずれも虹彩をCCDカメラで撮影し、これから得られる画像データをコンピュータなどで適宜に処理することで、同一性の判別または体内のドラッグおよびアルコールの存在の判別がなされる。
【0003】
従来は、この虹彩を撮影する撮影装置は、固定焦点レンズまたはオートフォーカス機能を有するズームレンズを備えたCCDカメラが用いられていた。固定焦点レンズにあっては、構造は比較的に簡単であるが、被写体までの距離により大きく撮影されたり小さく撮影されたりするために同定などの認証に不利である。そこで、被写体側で、撮影装置に対して厳密に一定の距離となるように調整することが望まれる。また、オートフォーカス機能を備えたズームレンズを用いたものにあっては、機構が複雑であり耐久性に問題を生じ易いとともに、高価なものであった。さらに、CCDカメラ自体を移動させることで被写体を所望の大きさに撮影することが考えられるが、移動機構が複雑なものとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のごとき従来技術の事情に鑑みてなされたもので、被写体までの距離が所定距離範囲内であれば、一定の大きさで撮影できる虹彩撮影装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の虹彩撮影装置は、装置前面とこれに近づけられた顔との距離を検出する遠近検出手段と、前記装置前面に対して少なくとも一方の目の位置を所定位置に合わせるための位置表示手段と、前記所定位置の目に向けて配設されたテレセントリックレンズを装備したCCDカメラと、前記遠近検出手段で検出された距離に応じて顔を所定距離とするように指示するとともに顔が所定距離範囲内であると判別すると前記CCDカメラで目の虹彩を撮影するように制御する制御手段と、を備えて構成されている。
【0006】
また、装置前面とこれに近づけられた顔との距離を検出する遠近検出手段と、前記装置前面に対して両目の位置を所定位置に合わせるための位置表示手段と、前記所定位置の両目に向けてそれぞれに配設されたテレセントリックレンズを装備した2台のCCDカメラと、前記遠近検出手段で検出された距離に応じて顔を所定距離とするように指示するとともに顔が所定距離範囲内であると判別すると2台の前記CCDカメラで両目の虹彩をそれぞれに撮影するように制御する制御手段と、を備えて構成しても良い。
【0007】
そして、装置前方から点灯を視認できる点灯手段を設け、前記制御手段は、顔が前記所定距離範囲内であると判別すると、前記点灯手段を点灯または点滅制御するように構成しても良い。
【0008】
そしてまた、前記位置表示手段を、所定位置で一方の目または両目を写せるだけの大きさまたは枠が表示されたミラーまたはハーフミラーを前記装置前面に設けて構成しても良い。
【0009】
そしてまた、前記位置表示手段を、写った顔の眉間の位置を合わせるための表示が設けられまたは表示がなされるミラーまたはハーフミラーを前記装置前面に設けて構成しても良い。
【0010】
そしてまた、前記テレセントリックレンズを反射鏡を介して前記所定位置の目に向けて縦方向に配設して構成しても良い。
【0011】
さらに、装置前面に可視光カットフィルターを設け、その後方に赤外線照明手段を設けて構成することもできる。
【0012】
そしてさらに、前記遠近検出手段として、顔を撮影するように2台のカメラを左右に配設し、これらの2台のカメラの画像より、三角測量法により前記装置前面と顔との距離を検出するように構成しても良い。
【0013】
また、本発明の虹彩撮影装置は、装置前方に近づけられた顔を撮影するように2台のカメラを左右に配設し、これらのカメラの画像より、装置前面と顔との距離および前記装置前面に対する顔の左右上下位置とを検出し、前記装置前面に対して所定位置にある一方の目または両目に向けて配設されたテレセントリックレンズを装備した1台または2台のCCDカメラと、前記2台のカメラの画像より検出された前記距離および前記左右上下位置に応じて顔を所定距離および前記所定位置とするように指示するとともに顔が所定距離範囲内であるとともに前記所定位置であると判別すると前記CCDカメラで一方の目または両目の虹彩を撮影するように制御する制御手段と、を備えて構成しても良い。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施例を図1ないし図5を参照して説明する。図1は、本発明の虹彩撮影装置の第1実施例の撮影部の分解斜視図である。図2は、図1の虹彩撮影装置で装置前面の外観図である。図3は、装置前面よりハーフミラーを設けた可視光カットフィルターを除いた外観図である。図4は、ハーフミラーに両目を写すことで所定位置に目を合わせた状態を示す図である。図5は、本発明の虹彩撮影装置のブロック構成図である。
【0015】
まず、図1ないし図4を参照して、本発明の虹彩撮影装置の第1実施例の撮影部の構造につき説明する。撮影部は、装置前面より、ハーフミラー10が所定位置に設けられた可視光カットフィルター12と、LEDなどの赤外線照明手段14が配設された印刷配線基板16と、ビデオカメラ18,18を支持するビデオカメラ支持台20とが順次配設される。さらに、ビデオ支持台20の後方に、テレセントリックレンズ22,22をそれぞれに装備した2つのCCDカメラ24,24が横に2台並べて配設される。なお、可視光カットフィルター12の前面に透明ガラスまたは透明アクリル板が適宜に設けられても良い。ここで、ハーフミラー10は、可視光カットフィルター12に配設されずに、透明ガラスまたは透明アクリル板に配設されても良い。そして、ハーフミラー10は、装置前面から顔までが所定距離で、しかも装置前面に対して所定位置にある状態で、図4に示すごとく、両目がちょうど写せる外形寸法とされる。そして、2つのテレセントリックレンズ24,24は、ハーフミラー10に両目をちょうど写した所定位置にあるそれぞれの目の虹彩に向けて配設される。ここで、印刷配線基板16およびビデオカメラ支持台20には、テレセントリックレンズ24,24を向けた先に、適宜な透孔16a,16a、20a,20aが穿設される。印刷配線基板16に設けられる赤外線照明手段14は、これらの透孔16a,16aの周囲に配設されることは勿論である。また、ビデオカメラ支持台20には、顔を撮影できるように2台のビデオカメラ18,18が左右に配設される。さらに、ビデオカメラ支持台20の後方に、赤色LEDなどの可視光点灯手段26が設けられる。この可視光点灯手段26の光がハーフミラー10に写した顔の眉間の位置に見えるように、可視光カットフィルター12が穿孔され、また印刷配設基板10およびビデオカメラ支持台20にも透孔16b,20bが穿設される。なお、ビデオカメラ18,18としては、CCDカメラなどが用いられても良い。
【0016】
可視光カットフィルター12は、外部から装置内部が視認できないように作用するとともに、CCDカメラ24,24への外光の写りこみを防止し、図2のごとき装置前面を形成している。また、可視光カットフィルター12を除けば、図3のごとく、テレセントリックレンズ22,22およびビデオカメラ18,18および赤外線照明手段14と可視光点灯手段26が見える状態となる。赤外線照明手段14は、CCDカメラ24,24で虹彩を撮影する際に適宜に点灯されて、可視光カットフィルター12を透過して撮影すべき虹彩の照明を行うものである。また、可視光点灯手段26は点灯されることで、可視光カットフィルター12の穿孔を介して外部から視認できるように表示される。
【0017】
次に、本発明の虹彩撮影装置の第1実施例では、上述の撮影部とコンピュータおよびスピーカー等を含んで構成される。その全体の構成を図5を参照して説明する。
【0018】
図5において、2台のCCDカメラ24,24および2台のビデオカメラ18,18の画像データが、制御手段としてのコンピュータ28に入力される。このコンピュータ28は、キーボードやCRTを適宜に備えたものであり、画像データを処理するためのプログラムを有するとともに、処理に必要なデータをキーボードから適宜に入力でき、その処理結果などがCRTに適宜に表示されるものである。その画像データの処理方法は、生存動物の同定方法として、または体内のドラッグやアルコールの存在を判別する方法として、公知の技術を利用するものである。さらに、コンピュータ28により処理された信号が、電力増幅回路32で増幅されてスピーカー30より音声として拡声される。また、コンピュータ28により処理された信号に応じて、駆動回路34が照明手段14および点灯手段26を適宜に点灯制御するように構成される。
【0019】
かかる構成の本発明の虹彩撮影装置の動作につき、以下説明する。まず、装置前方に被写体が近づき、図示しない装置の起動スイッチを操作し、または赤外線センサーや超音波センサーなどにより被写体が近づいたことが検出されると、また常時動作状態にあるビデオカメラ18,18に写った画像が顔であるとコンピュータ28により識別されると、自動的に撮影モードに切り替わり、遠近検出手段としての2台のビデオカメラ18,18が被写体の顔の撮影を開始する。そして、コンピュータ28は、2台のビデオカメラ18,18からの画像データから、一例として三角測量法により顔と装置前面との距離を測定する。そして、装置前面から顔までの距離が、所定距離よりも遠いと判別すると、スピーカー30より近づくように音声で指示を行う。また、近づきすぎていれば遠ざかるように音声で指示を行う。また、コンピュータ28は、2台のビデオカメラ18,18からの画像データから、顔が装置前面の所定位置に対して左右上下いずれにずれているかを判別する。そして、顔の位置が所定位置からずれていれば、所定位置に近づくように音声で適宜な指示を行う。コンピュータ28による顔までの距離および顔の位置のずれの判別は、公知の画像処理技術を用いて適宜に行われれば良く、ここでの説明を省略する。そして、被写体は、スピーカー30からの音声指示に従って装置前面までの顔の距離および位置を調整するとと同時に、図4のごとく、両目が視覚的な位置表示手段としてのハーフミラー12の寸法いっぱいにちょうど写るように左右上下に顔の位置を調整する。そこで、2台のビデオカメラ18,18により撮影された画像データから、装置前面から顔までの距離が所定距離範囲内であるとともに顔が装置前面に対して所定位置にあるとコンピュータ28により判別されると、コンピュータ28により駆動回路34に信号が与えられて、可視光点灯手段26を点灯または点滅制御させる。この点灯手段26の点灯または点滅を視認した被写体は、装置前面から顔までの距離および位置が適正であるとして、顔を装置に近づけまたは遠ざける動作を停止するとともに、顔を左右上下に位置調整する動作も停止する。かかる状態において、コンピュータ28は、駆動回路34に別の信号を与えて、赤外線照明手段14を点灯させると同時に2台のCCDカメラ24,24で虹彩の撮影を行う。この撮影は、コンピュータ28に内蔵されるプログラムに応じて、赤外線照明手段14の点灯に連動して1回または連続してCCDカメラ24,24による撮影がなされ、これらの画像データにより同定または体内のドラッグやアルコールの存在が判別される。また、2台のビデオカメラ18,18により、被写体の顔の撮影がなされる。
【0020】
ここで、テレセントリックレンズ22,22は、例えば、撮影範囲がレンズから250mm〜300mmで、その被写体深度が50mm〜100mm程度と広い範囲にある。そこで、本発明の虹彩撮影装置では、例えば、テレセントリックレンズ22,22の被写体深度が100mmでテレセントリックレンズ22,22から装置前面までの距離を100mmとすれば、装置前面から顔までの距離が150mm〜250mmの距離範囲内で撮影すれば、同じ大きさで、焦点のあった画像が撮影できる。もって、画像認識に有利な影像を撮影できる。しかも、オートフォーカスを備えたズームレンズのごとき機構部品がなく、それだけ構造が簡単であって耐久性に優れ、しかも安価に製造することができる。
【0021】
かかる本発明の虹彩撮影装置にあっては、装置前面から広い所定距離範囲内にある顔の両目の虹彩を同じ大きさで鮮明に撮影でき、同定などの認証に有利である。しかも、両目の虹彩を撮影するので、同定ならびに体内のドラッグやアルコールの存在の判別をより精度良く行うことが可能である。さらに、2台のビデオカメラ18,18により撮影された顔の画像によっても同定したり、また写真と照合して不審者を見つけることも可能である。
【0022】
次に、本発明の第2実施例を図6および図7を参照して説明する。図6は、本発明の虹彩撮影装置の第2実施例の撮影部の分解斜視図である。図7は、ハーフミラーに設けた枠に両目を写すことで所定位置に目を合わせた状態を示す図である。図6および図7において、図1ないし図5と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説明を省略する。
【0023】
図6に示す第2実施例において、図1に示す第1実施例と大きく相違するところは、テレセントリックレンズ22,22が反射鏡40を介して所定位置にある目に向けて配設されたことにある。そこで、テレセントリックレンズ22,22が縦方向に配置されている。また、可視光照明手段26の光が、第2の反射鏡42と反射鏡40を介して装置前方に向くように配置されている。さらに、ハーフミラー10は、装置前面から所定距離にある顔の両目を写せる寸法よりも外形寸法が大きく、両目を写すべき箇所に、枠44,44が描かれて配設されている。
【0024】
この第2実施例にあっても、第1実施例と同様に被写体が装置前方からハーフミラー10の枠44,44に両目を写すようにして顔を近づけると、適宜な所定距離範囲で、両目の虹彩が2台のCCDカメラ24,24により撮影される。第2実施例にあっては、比較的に軸方向長さの長いテレセントリックレンズ22,22を縦方向に配置できるので、撮影部の奥行き寸法を短くするのに好適である。また、ハーフミラー10が両目を写せる寸法よりも大きいので、顔のより多くの部分を写すことができ、両目の左右上下位置の調整が容易であるとともに、被写体に与える威圧感を軽減することができる。
【0025】
なお、上記実施例において、装置前面から顔までの距離を2台のビデオカメラを用いて測定検出しているが、これに限られず、赤外線センサーや超音波センサーを用いて距離を測定検出するようにしても良い。そして、装置前面から顔までの距離の遠近に応じて上記実施例ではスピーカー30より音声指示を行うが、音の強弱や音の高低また音の間隔などによって指示を行っても良く、さらには光の強弱や色の変化や光の点滅間隔などにより指示するようにしても良い。また、上記実施例では、2台のビデオカメラ18,18の画像データより顔の位置が所定位置となるように聴覚的に音声で指示するとともに、視覚的にハーフミラー10の外形寸法またはハーフミラー10に設けられた枠44,44にちょうど両目を写すことで顔の左右上下位置合わせを行っているが、これに限られることなく、聴覚的な指示または視覚的な指示のいずれか一方が設けられても良い。そして、視覚的なハーフミラー10や枠44,44に代えて、可視光点灯手段26を予め点灯状態として装置前方から点灯が視認できるようにし、これに眉間を一致させるように顔をハーフミラー10に写すことで、顔を所定位置に合わせるようにしても良い。この場合には、可視光点灯手段26は、装置前面から顔までの距離が所定範囲となれば、点灯から点滅に制御を切り換えるようにすれば良い。また、点滅から点灯に切り換え制御しても良い。さらに、上記実施例では、両目の虹彩を撮影するように構成されているが、いずれか一方の目の虹彩を撮影するようにしても良い。この場合には、撮影すべき目がハーフミラー10の外形寸法または枠44内にちょうど写るように顔の位置を左右上下に調整すれば良い。そして、上記実施例では、可視光点灯手段26の点灯により、ハーフミラー10の所定位置に表示がなされるようにし、これに眉間を合わせることで顔の左右上下位置合わせが行われるようにしたが、ハーフミラー10に予め表示を設け、この表示に眉間を合わせるように顔を写すと、顔が左右上下位置合わせされるようにしても良い。そしてさらに、ハーフミラー10に代えて、CCDカメラ24,24およびビデオカメラ18,18の撮影に支障を生じなければ、ミラーを用いることも可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の虹彩撮影装置は構成されているので、以下のごとき格別な効果を奏する。
【0027】
請求項1または2記載の虹彩撮影装置にあっては、テレセントリックレンズを装備したCCDカメラで、目の虹彩を撮影するので、装置前面から顔までの距離が所定距離範囲内であれば、同じ大きさで鮮明な撮影ができる。そこで、撮影された画像データによる同定などの認証に有利である。しかも、オートフォーカスを有するズームレンズのごとき機構部品を含まないので、構造が簡単であり耐久性に優れており、しかも安価に製造することができる。そして、請求項2にあっては、両目の虹彩を撮影するので、より精度良く認証などが可能である。
【0028】
請求項3記載の虹彩撮影装置にあっては、装置前面から顔が所定距離範囲となると、装置前方から点灯が視認できる点灯手段を点灯または点滅させるので、被写体は顔の距離が適正であることを視覚的に認識できる。
【0029】
請求項4記載の虹彩撮影装置にあっては、ミラーまたはハーフミラーの大きさまたはこれに表示した枠に、一方の目または両目を写すことで、装置前面に対して顔の左右上下位置合わせが適正に調整でき、簡単な構成によってCCDカメラで正確に虹彩を撮影することができる。
【0030】
請求項5記載の虹彩撮影装置にあっては、表示に顔の眉間が合うように写すことで、装置前面に対して顔の左右上下位置合わせを適正に調整できる。
【0031】
請求項6記載の虹彩撮影装置にあっては、テレセントリックレンズを反射鏡を介して目に向けて配設するので、テレセントリックレンズを縦方向に配置することができ、装置の奥行き寸法を短くすることができる。
【0032】
請求項7記載の虹彩撮影装置にあっては、装置前面に設けた可視光カットフィルターにより、被写体が装置前方から装置内部を視認することができない。そして、撮影の際には赤外線照明手段の点灯により可視光カットフィルターを赤外線が透過して被写体の目を照明し、この赤外線で照明された目による反射光が可視光カットフィルターを透過してCCDカメラで撮影されるので、被写体は強く照明されても幻惑されることがない。
【0033】
請求項8記載の虹彩撮影装置にあっては、2台のカメラの画像データより装置前面から顔までの距離を検出するので、その距離を精度良く確実に検出することができる。しかも、2台のカメラによって顔を撮影し、その画像データにより同定したり、不審者の写真と照合することにより不審者の判別を行うことも可能である。さらに、2台のカメラの画像データより、装置前面の所定位置に対して顔の左右上下位置を検出することもでき、その位置に応じて適宜に指示するならば、視覚的な位置表示手段も利用することで、被写体は顔を所定位置に容易に位置合わせすることができる。
【0034】
請求項9記載の虹彩撮影装置にあっては、2台のカメラの画像データより、装置前面から顔までの距離および装置前面の所定位置に対する顔の左右上下位置を検出するので、検出された距離および位置に応じて適宜に指示を行うことで、被写体は顔の位置を装置前面に対して所定の距離と所定位置に容易に位置合わせすることができ、視覚的な位置表示手段を必要としない。そして、CCDカメラによる虹彩の撮影と同時に、カメラにより顔を撮影することができる。そこで、CCDカメラによる虹彩の画像データを用いた同定とともに、カメラによる顔の画像データを用いて同定することで、より精度の高い同定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の虹彩撮影装置の第1実施例の撮影部の分解斜視図である。
【図2】図1の虹彩撮影装置で装置前面の外観図である。
【図3】装置前面よりハーフミラーを設けた可視光カットフィルターを除いた外観図である。
【図4】ハーフミラーに両目を写すことで所定位置に目を合わせた状態を示す図である。
【図5】本発明の虹彩撮影装置のブロック構成図である。
【図6】本発明の虹彩撮影装置の第2実施例の撮影部の分解斜視図である。
【図7】ハーフミラーの枠に両目を写すことで所定位置に目を合わせた状態を示す図である。
【符号の説明】
10 ハーフミラー
12 可視光カットフィルター
14 赤外線照明手段
16 印刷配設基板
16a,16b,20a,20b 透孔
18 ビデオカメラ
20 ビデオカメラ支持台
22 テレセントリックレンズ
24 CCDカメラ
26 可視光点灯手段
28 コンピュータ
30 スピーカー
32 電力増幅回路
34 駆動回路
40 反射鏡
42 第2の反射鏡
44 枠

Claims (9)

  1. 装置前面とこれに近づけられた顔との距離を検出する遠近検出手段と、前記装置前面に対して少なくとも一方の目の位置を所定位置に合わせるための位置表示手段と、前記所定位置の目に向けて配設されたテレセントリックレンズを装備したCCDカメラと、前記遠近検出手段で検出された距離に応じて顔を所定距離とするように指示するとともに顔が所定距離範囲内であると判別すると前記CCDカメラで目の虹彩を撮影するように制御する制御手段と、を備えて構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  2. 装置前面とこれに近づけられた顔との距離を検出する遠近検出手段と、前記装置前面に対して両目の位置を所定位置に合わせるための位置表示手段と、前記所定位置の両目に向けてそれぞれに配設されたテレセントリックレンズを装備した2台のCCDカメラと、前記遠近検出手段で検出された距離に応じて顔を所定距離とするように指示するとともに顔が所定距離範囲内であると判別すると2台の前記CCDカメラで両目の虹彩をそれぞれに撮影するように制御する制御手段と、を備えて構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  3. 請求項1または2記載の虹彩撮影装置において、装置前方から点灯を視認できる点灯手段を設け、前記制御手段は、顔が前記所定距離範囲内であると判別すると、前記点灯手段を点灯または点滅制御するように構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  4. 請求項1または2記載の虹彩撮影装置において、前記位置表示手段を、前記所定位置で一方の目または両目を写せるだけの大きさまたは枠が表示されたミラーまたはハーフミラーを前記装置前面に設けて構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  5. 請求項1または2記載の虹彩撮影装置において、前記位置表示手段を、写った顔の眉間の位置を合わせるための表示が設けられまたは表示がなされるミラーまたはハーフミラーを前記装置前面に設けて構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  6. 請求項1または2記載の虹彩撮影装置において、前記テレセントリックレンズを反射鏡を介して前記所定位置の目に向けて縦方向に配設して構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  7. 請求項1または2記載の虹彩撮影装置において、装置前面に可視光カットフィルターを設け、その後方に赤外線照明手段を設けて構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  8. 請求項1または2記載の虹彩撮影装置において、前記遠近検出手段として、顔を撮影するように2台のカメラを左右に配設し、これらの2台のカメラの画像より、三角測量法により前記装置前面と顔との距離を検出するように構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
  9. 装置前方に近づけられた顔を撮影するように2台のカメラを左右に配設し、これらのカメラの画像より、装置前面と顔との距離および前記装置前面に対する顔の左右上下位置とを検出し、前記装置前面に対して所定位置にある一方の目または両目に向けて配設されたテレセントリックレンズを装備した1台または2台のCCDカメラと、前記2台のカメラの画像より検出された前記距離および前記左右上下位置に応じて顔を所定距離および前記所定位置とするように指示するとともに顔が所定距離範囲内であるとともに前記所定位置であると判別すると前記CCDカメラで一方の目または両目の虹彩を撮影するように制御する制御手段と、を備えて構成したことを特徴とする虹彩撮影装置。
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