JP2007215694A - 個人認証装置および入出ゲートシステム - Google Patents

Abstract

【課題】広い応用が可能な個人認証装置および入出ゲートシステムを提供する。
【解決手段】個人認証装置１は、光端末１０および光装置２０を備える。光端末１０は、虹彩観測部１１および光学系１２を含む。光学系１２は、レンズ１２１，光調整器１２２，光コンバイナ１２３および光学ヘッド１２４を含む。光装置２０は眼底観測部２１および処理部２２を含む。対象者の眼球９０は、光学ヘッド１２４に臨む位置に配置される。処理部２２は、虹彩観測部１１により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証を行い、この認証された個人の情報として、眼底観測部２１により取得された眼底の光学特性情報を記録する。
【選択図】図１

Description

本発明は、個人認証装置、および、これを含む入出ゲートシステムに関するものである。

バイオメトリクスを用いた個人認証装置として例えば特許文献２に開示されたものが知られている。また、入出ゲートシステムとして、個人認証装置による認証結果に基づいて開閉が制御される入出ゲートを備えるものが知られている。特許文献１に開示された技術では、可動鏡によって収差を補正した上でレーザ光によって眼底をイメージングすることにより、高い空間分解能で眼底を診断することができる。特許文献２に開示された個人認証装置技術では、ヒトの虹彩を観測して、これを予め用意された虹彩情報と照合することにより、個人を認証することができ、虹彩が生体由来の物であるかどうかを検出することにより成りすましを防ぐことができる。
米国特許第６３６１１７０号明細書 米国特許第６７８５４０６号明細書

しかしながら、従来の個人認証手段は、人物が誰であるかを判定する基本的な認証機能しか備えていないので、情報・資源・場所へのアクセスの制御などに応用分野が限定されていた。本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、広い応用が可能な個人認証装置および入出ゲートシステムを提供することを目的とする。

本発明に係る個人認証装置は、(1) 対象者の虹彩を撮像して該虹彩の画像情報を取得する虹彩観測部と、(2)対象者の眼底に照射されるべき眼底探触光を出力し、この眼底探触光の照射に応じて該眼底で生じた光を入力して、この入力した光に基づいて該眼底の光学特性情報を取得する眼底観測部と、(3)虹彩観測部と虹彩とを光学的に結合するとともに眼底観測部と眼底とを光学的に結合する光学系と、(4) 虹彩観測部により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証を行い、この認証された個人の情報として、眼底観測部により取得された眼底の光学特性情報を記録する処理部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る個人認証装置では、虹彩観測部により、対象者の虹彩が撮像されて該虹彩の画像情報が取得される。眼底観測部により、対象者の眼底に眼底探触光が照射され、この眼底探触光の照射に応じて該眼底で生じた光に基づいて該眼底の光学特性情報が取得される。虹彩から発した光の虹彩観測部への入射、眼底観測部から出力された眼底探触光の眼底への入射、および、眼底探触光の照射に応じて眼底で生じた光の眼底観測部への入射は、光学系を介して為されて、これにより、虹彩観測部と虹彩とが光学的に結合され、眼底観測部と眼底とが光学的に結合される。そして、処理部により、虹彩観測部により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証が行われ、この認証された個人の情報として、眼底観測部により取得された眼底の光学特性情報が記録される。

これにより、個人を識別して不審者によるなりすましを発見することができると共に、個人の生理状態の情報を取得することができる。生理状態の情報は個人にフィードバックして個人の健康管理に役立てることが出来る。また、健康状態に応じて施設や機器へのアクセス制御を行うことにより発作などによる事故を防ぐことができる。

本発明に係る個人認証装置では、眼底観測部は、光学特性情報に基づいて眼底の血管の形状を測定するのが好適であり、また、光学特性情報に基づいて眼底の血管の弾性を測定するのも好適である。この場合には、心筋梗塞や脳梗塞の原因となる動脈硬化が早期に発見され得る。また、本発明に係る個人認証装置では、処理部は、個人の情報として記録された眼底の光学特性情報を前記個人の健康状態として通知する機能を有するのが好適である。

本発明に係る個人認証装置は、対象者の虹彩を撮像して該虹彩の画像情報を取得する虹彩観測部と、対象者の眼底に照射されるべき眼底探触光を出力し、この眼底探触光の照射に応じて該眼底で生じた光を入力して、この入力した光に基づいて該眼底の光学特性情報を取得する眼底観測部と備える個人認証装置であって、虹彩観測部と虹彩とを光学的に結合するとともに眼底観測部と眼底とを光学的に結合する光学系および虹彩観測部を含む光端末をＮ個備えるとともに、眼底観測部により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証を行い、この認証された個人の情報として、眼底観測部により取得された眼底の光学特性情報を記録する処理部および虹彩観測部を含む光装置をＭ個備え、これらＮ個の光端末とＭ個の光装置との間を電気的および光学的に接続する光電気配線を備える、ことを特徴とする。ただし、Ｎは２以上の自然数であり、ＭはＮより小さい自然数である。この個人認証装置では、眼底観測部および処理部の稼働率を高めることにより費用対効果を高めることができる。また、眼底観測部および処理部を管理された場所に設置することにより、装置や情報が不正に利用される危険性を抑えることができる。

本発明に係る個人認証装置は、光電気配線を介して互いに情報を送受信するＬ個の情報機器を更に備えるのが好適である。ただし、Ｌは２以上の自然数である。この場合には、光電気配線を情報通信の手段としても利用することで、光電気配線の利用効率を高め、１人当たりが負担するコストを低減することができる。

また、本発明に係る入出ゲートシステムは、上記の本発明に係る個人認証装置と、この個人認証装置による個人認証の結果に基づいて開閉が制御される入出ゲートと、を備えることを特徴とする。この入出ゲートシステムでは、認証機能に加えて、個人の健康状態を容易かつ日常的に測定することができる。その結果を個人またはその保護者・雇用者などの関係者にフィードバックすることにより、個人の健康状態を良好に保つ対策を効果的に講じることが可能となる。それによって、ＱＯＬ（生活の質）の向上や、疾患リスクの低減による医療コストの低減や、労働生産性の向上といった、個人および関係者にとっての利益をもたらすことができる。また、本発明に係る入出ゲートシステムは、個人認証の結果に加え、個人の情報として記録された眼底の光学特性情報に基づく個人の健康状態に基づいて開閉が制御される入出ゲートを備えるのが好適である。

本発明によれば、広い応用が可能な個人認証装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る個人認証装置１の構成図である。なお、この図には、この個人認証装置１による認証および検査の対象となる対象者の眼球９０も模式的に示されている。この図に示される個人認証装置１は、光端末１０および光装置２０を備える。光端末１０は、虹彩観測部１１および光学系１２を含む。そのうち光学系１２は、レンズ１２１，光調整器１２２，光コンバイナ１２３および光学ヘッド１２４を含む。また、光装置２０は、眼底観測部２１および処理部２２を含む。対象者の眼球９０は、光学ヘッド１２４に臨む位置に配置される。

虹彩観測部１１は、対象者の眼球９０の虹彩９１を撮像して該虹彩の画像情報を取得する。眼底観測部２１は、対象者の眼球９０の眼底９２に照射されるべき眼底探触光を出力し、この眼底探触光の照射に応じて該眼底で生じた光を入力して、この入力した光に基づいて該眼底の光学特性情報を取得する。眼底観測部２１は、光学特性情報に基づいて眼底の血管の形状を測定してもよいし、また、光学特性情報に基づいて眼底の血管の弾性を測定してもよい。

眼底観測部２１は、眼底９２の光学特性から対象者の健康状態に関する情報を提供する。眼底は動静脈を直接観察できる生体内でほぼ唯一の器官であり、眼底血管を調べることによって動脈硬化や糖尿病の進展を診断することができることが知られている。具体的には、眼底９２の動静脈の形状（太さ、くびれ、交叉など）を観測することによって、動脈硬化に関する情報が得られる。血管内血液の光吸収スペクトルから、血液の酸素飽和度や血糖値や血流速度に関する情報が得られる。また、血管の弾性や血管以外の組織の浮腫なども光学的に測定することができる。このように、眼底観測部２１は、対象者の健康状態に関する情報を提供することができる。

光学系１２は、虹彩９１から発した光を虹彩観測部１１へ入射させ、眼底観測部２１から出力された眼底探触光を眼底９２へ入射させ、この眼底探触光の照射に応じて眼底９２で生じた光を眼底観測部２１へ入射させて、虹彩観測部１１と虹彩９１とを光学的に結合し、眼底観測部２１と眼底９２とを光学的に結合する。処理部２２は、虹彩観測部１１により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証を行い、この認証された個人の情報として、眼底観測部２１により取得された眼底の光学特性情報を記録する。

光学系１２に含まれるレンズ１２１は、光ファイバ３０を介して眼底観測部２１と光学的に接続されている。レンズ１２１は、眼底観測部２１から出力され光ファイバ３０により導波されて該光ファイバ３０の端面から出射された眼底探触光を入力し、この眼底探触光をコリメートして光調整器１２２へ出力する。また、レンズ１２１は、光調整器１２２から到達した光を入力し、その光を集光して光ファイバ３０の端面に入射させる。光調整器１２２は、眼球９０の水晶体９３の収差を補償する補償光学系を含む。

光コンバイナ１２３は、虹彩９１から発して光学ヘッド１２４を経て到達した光を虹彩観測部１１へ出力し、眼底観測部２１から出力され光ファイバ３０，レンズ１２１および光調整器１２２を経て到達した眼底探触光を光学ヘッド１２４へ出力し、また、この眼底探触光の照射に応じて眼底９２で生じて光学ヘッド１２４を経て到達した光を眼底観測部２１へ出力する。光学ヘッド１２４は、虹彩観測部１１と虹彩９１との間の光学系を調整し、また、眼底観測部２１と眼底９２との間の光学系を調整する。

光コンバイナ１２３としては例えば虹彩撮影光を透過させ眼底探触光を反射させる波長選択鏡を用いることができる。眼底探触光としては体外から眼底に至る光路での光学損失が低い５００ｎｍ〜１２００ｎｍの波長の光が好ましいが、虹彩撮影光としては可視波長帯の光を用いることができるため、これら２つの光の波長帯域を重ならないように選択することで、眼底探触光および虹彩撮影光を波長選択鏡で多重化することが可能である。また、波長帯域の重なりがある場合でも、光コンバイナ１２３として例えば可動鏡などの光路切替器を用いることによって多重化することができる。

対象者の虹彩９１は、自然照明され、或いは、適宜準備された照明装置によって照明される。照明された虹彩９１から発した光は、その虹彩９１の模様の情報を持った虹彩撮影光として、光学系１２に含まれる光学ヘッド１２４および光コンバイナ１２３を経て、虹彩観測部１１に導かれ、この虹彩観測部１１により撮像される。虹彩撮影光は例えば可視波長帯の光が用いられる。

この虹彩観測に際して、光学ヘッド１２４は、虹彩９１の模様が虹彩観測部１１により鮮明に撮影されるように焦点調整され、虹彩９１の模様が虹彩観測部１１の撮影範囲内に入るように位置調整される。また、この光学ヘッド１２４の焦点調整および位置調整は、虹彩観測部１１により撮影された画像に基づく処理部２２による制御により、これに含まれる各レンズの位置や全体の位置が調整されることで行われる。

一方、眼底観測部２１から眼底観測のための眼底探触光が出力される。この眼底探触光は、光ファイバ３０、レンズ１２１、光調整器１２２、光コンバイナ１２３および光学ヘッド１２４を経て、眼底９２における１つの測定点に焦点を結ぶ。この眼底探触光の照射に伴い該測定点から発した光は、該測定点における光学特性（吸収係数、弾性散乱係数、非弾性散乱係数、蛍光効率など）の情報を持った光として、後方に放射される。そして、その後方放射光は、光学ヘッド１２４、光コンバイナ１２３、光調整器１２２、レンズ１２１および光ファイバ３０を経て、眼底観測部２１に導かれ、この眼底観測部２１により受光されて、眼底９２の血管の形状や弾性が測定される。

この眼底検査に際して、光学ヘッド１２４は、眼底探触光が眼底９２の測定点に焦点を結ぶよう焦点調整され、眼底９２における測定点の位置を選択するように位置調整される。なお、補償光学系などを含んだ光調整器１２２を用いることで、水晶体９３の収差を補償するのが好ましく、それによって、より眼底観測の空間分解能を高めることができる。また、光学ヘッド１２４の焦点調整および位置調整ならびに光調整器１２２の調整は、眼底観測部２１による検出結果の鮮明度が最良となるように、処理部２２によって行われる。

本実施形態に係る個人認証装置１を用いることにより、以下のような効果が得られる。すなわち、個人を識別して不審者によるなりすましを発見することができると共に、個人の生理状態の情報を取得することができる。生理状態の情報は、個人にフィードバックされることで、個人の健康管理に役立てることができる。また、健康状態に応じて施設や機器へのアクセス制御を行うことにより発作などによる事故を防ぐことができる。

このような効果を更に発揮するには、図２に示されるように、虹彩観測部１１および光学系１２を含む光端末１０をＮ個備えるとともに、眼底観測部２１および処理部２２を含む光装置２０をＭ個備え、これらＮ個の光端末１０とＭ個の光装置２０との間を電気的および光学的に接続する光電気配線を備えるのが好ましい。また、この光電気配線を介して互いに情報を送受信するＬ個の情報機器を更に備えるのが好ましい。ただし、Ｎは２以上の自然数であり、ＭはＮより小さい自然数であり、Ｌは２以上の自然数である。

図２は、他の実施形態に係る個人認証装置２、および、これを含む入出ゲートシステムの構成図である。この図は、４つの部屋８１_１〜８１_４を有する建築物８０の平面図を示しており、また、この建築物８０に個人認証装置２が設置されている様子を示している。この個人認証装置２は、５個の光端末１０_０〜１０_４、１個の光装置２０、３個の情報機器４０_１〜４０_３および光電気配線５０を備える。情報機器４０_１〜４０_３それぞれは、例えば計算機や映像端末などである。

光端末１０_０は建築物８０のメインの施錠扉（ゲート）８２_０の脇に設置されている。光端末１０_１は部屋８１_１の施錠扉８２_１の脇に設置されている。光端末１０_２は部屋８１_２の施錠扉８２_２の脇に設置されている。光端末１０_３は部屋８１_３の施錠扉８２_３の脇に設置されている。光端末１０_４は部屋８１_４の施錠扉８２_４の脇に設置されている。情報機器４０_１は部屋８１_１の中に設置されている。情報機器４０_２は部屋８１_２の中に設置されている。情報機器４０_３は部屋８１_３の中に設置されている。また、光装置２０は部屋８１_４の中に設置されている。５個の光端末１０_０〜１０_４，１個の光装置２０および３個の情報機器４０_１〜４０_３は、光電気配線５０により電気的または光学的に接続されていて情報を送受信することができる。

例えば、或る人物が外部から部屋８１_１へ入ろうとする場合、先ず、その人物は建築物８０のメインの施錠扉８２_０の脇に設置された光端末１０_０の前まで行き、この光端末１０_０により虹彩の画像情報が取得される。その取得された虹彩の画像情報は、光電気配線５０により光装置２０へ送られ、この光装置２０において予め登録されている虹彩の画像情報と対比されて、個人認証が行われる。その結果、建築物８０に入ることが許されている人物であると判断されると、施錠扉８２_０が開き、その人物は建築物８０に入ることができる。

次に、その人物は部屋８１_１の施錠扉８２_１の脇に設置された光端末１０_１の前まで行き、この光端末１０_１により虹彩の画像情報が取得される。その取得された虹彩の画像情報は、光電気配線５０により光装置２０へ送られ、この光装置２０において予め登録されている虹彩の画像情報と対比されて、個人認証が行われる。その結果、部屋８１_１に入ることが許されている人物であると判断されると、施錠扉８２_１が開き、その人物は、部屋８１_１に入ることができ、さらに、部屋８１_１内の情報機器４０_１を操作することができる。

このように、或る人物が外部から部屋８１_１へ入ろうとする場合、光端末１０_０および光端末１０_１それぞれにより取得された虹彩の画像情報に基づいて、光装置２０により個人認証が行われ、その人物の建築物８０または部屋８１_１への入室が制御される。また、これとともに、光端末１０_０，光端末１０_１および光装置２０により、その人物の眼底検査が行われ、その検査結果が記録される。

なお、各光端末１０により撮影された虹彩情報を持つ電気信号や、眼底観察のための眼底探触光や、各光端末１０に含まれる光学ヘッド１２４の位置や焦点を制御するための電気信号は、光電気配線５０を通じて各光端末１０と光装置２０との間で送受信される。１個の光端末が送受信を行っている間、他の光端末は電気信号の送受信を行わず、光の送受信も光調整器によって遮断する。なお、虹彩撮影のための光学ヘッド１２３の位置や焦点の制御は各光端末で独立して行ってもよい。

さらに、光電気配線５０には情報機器４０_１〜４０_３が接続されており、情報機器４０_１〜４０_３間の光電気信号の送受信に光電気配線を用いることも好ましい。この場合、情報機器４０_１〜４０_３は、情報の送受信には既に広く用いられている波長である８５０ｎｍ，１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍなどの波長帯を用いるのが好ましく、この場合には、既存機器を利用できる。一方、眼底観察には、これらの波長とは異なる７００ｎｍ，８００ｎｍ，１０５０ｎｍなどの波長帯を用いて行うことができる。例えば、図３に示すように波長帯域を分割することにより、光配線に情報通信および光学観察の機能を持たせ、各機能の受益者でコストを分担することにより全体的なコストを低減することができる。

このような構成をとることにより、認証機能に加えて、個人の健康状態を容易かつ日常的に測定することができる。その結果を個人またはその保護者・雇用者などの関係者にフィードバックすることにより、個人の健康状態を良好に保つ対策を効果的に講じることが可能となる。それによって、ＱＯＬ（生活の質）の向上や、疾患リスクの低減による医療コストの低減や、労働生産性の向上といった、個人および関係者にとっての利益をもたらすことができる。

本実施形態に係る個人認証装置１の構成図である。 他の実施形態に係る個人認証装置２、および、これを含む入出ゲートシステムの構成図である。 光の波長帯域の利用を説明する図である。

符号の説明

１，２…個人認証装置、１０…光端末、１１…虹彩観測部、１２…光学系、２０…光装置、２１…眼底観測部、２２…処理部、３０…光ファイバ、４０…情報機器、５０…光電気配線、９０…対象者の眼球、９１…虹彩、９２…眼底、９３…水晶体。

Claims (8)

1. 対象者の虹彩を撮像して該虹彩の画像情報を取得する虹彩観測部と、
   前記対象者の眼底に照射されるべき眼底探触光を出力し、この眼底探触光の照射に応じて該眼底で生じた光を入力して、この入力した光に基づいて該眼底の光学特性情報を取得する眼底観測部と、
   前記虹彩観測部と前記虹彩とを光学的に結合するとともに前記眼底観測部と前記眼底とを光学的に結合する光学系と、
   前記虹彩観測部により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証を行い、この認証された個人の情報として、前記眼底観測部により取得された眼底の光学特性情報を記録する処理部と、
   を備えることを特徴とする個人認証装置。
2. 前記眼底観測部が前記光学特性情報に基づいて前記眼底の血管の形状を測定することを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
3. 前記眼底観測部が前記光学特性情報に基づいて前記眼底の血管の弾性を測定することを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
4. 前記処理部は、個人の情報として記録された眼底の光学特性情報を前記個人の健康状態として通知する機能を有することを特徴とする請求項１記載の個人認証装置。
5. 対象者の虹彩を撮像して該虹彩の画像情報を取得する虹彩観測部と、
   前記対象者の眼底に照射されるべき眼底探触光を出力し、この眼底探触光の照射に応じて該眼底で生じた光を入力して、この入力した光に基づいて該眼底の光学特性情報を取得する眼底観測部と備える個人認証装置であって、
   前記虹彩観測部と前記虹彩とを光学的に結合するとともに前記眼底観測部と前記眼底とを光学的に結合する光学系および前記虹彩観測部を含む光端末をＮ個備えるとともに、前記眼底観測部により取得された虹彩の画像情報に基づいて個人認証を行い、この認証された個人の情報として、前記眼底観測部により取得された眼底の光学特性情報を記録する処理部および前記虹彩観測部を含む光装置をＭ個備え、これらＮ個の光端末とＭ個の光装置との間を電気的および光学的に接続する光電気配線を備える、ことを特徴とする個人認証装置（ただし、Ｎは２以上の自然数、ＭはＮより小さい自然数）。
6. 前記光電気配線を介して互いに情報を送受信するＬ個の情報機器を更に備えることを特徴とする請求項５記載の個人認証装置（ただし、Ｌは２以上の自然数）。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の個人認証装置と、
   この個人認証装置による個人認証の結果に基づいて開閉が制御される入出ゲートと、
   を備えることを特徴とする入出ゲートシステム。
8. 個人認証の結果に加え、個人の情報として記録された眼底の光学特性情報に基づく個人の健康状態に基づいて開閉が制御される入出ゲートと、
   を備えることを特徴とする請求項７記載の入出ゲートシステム。

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