JP3848312B2 - アイリス画像入力装置 - Google Patents

Description

この発明は、人または動物の目の中のアイリスの模様が鮮明に写っている画像（以下、アイリス画像という）から個人認識が可能なコードを生成して、個人認識を行なうための撮影装置およびアイリス画像入力装置およびアイリス画像入力方法に関する。

従来、アイリス画像入力装置は、撮影位置が所定の高さになるように、台の上に設置されていた。アイリスを撮影される者、すなわち個人認識によって本人か否かの確認を受けようとする者（以下、被識別者という）は装置の撮影範囲に自分の目が入るように頭を動かす。装置内部にあるカメラは、撮影範囲に目が入ると、被識別者のアイリス画像を取得する。取得されたアイリス画像は、アイリスパターン化処理のプログラムにより個人認識が可能なコード（以下、アイリスコードという）に変換されて記憶手段に登録されるか、あるいは既に記憶手段に登録されているアイリスコードと照合されて被識別者の本人か否かの確認に用いられる。

一般に、眼の画像をモニターに表示することは、例えば特開平６−１６５７６３号公報に開示されるように従来より行われている。アイリスの画像を入力する場合も、撮影したアイリスの画像を表示することは従来から行われている。

特開平６−１６５７６３号公報

しかしながら、従来のアイリス画像入力装置は、装置が所定の高さに固定されている。そのため、アイリスを撮影する際に、背丈の高い被識別者は、同装置の正面に顔を向けるために腰を大きく曲げる必要がある。また、背丈の低い被識別者は、同装置の正面に顔を向けるために体を反らすか、あるいは台の上に乗る必要がある。このような場合、被識別者が何度も姿勢を動かす必要があるため、撮影が完了するまでに時間がかかっていた。

また、同一の被識別者が繰り返しアイリスを撮影する場合でも、撮影する度に、被識別者の姿勢が異なることがある。このような場合、以前は本人として確認ができていた被識別者であっても本人と確認できないことがあった。

本発明は、被識別者の背丈に関係なく、操作が容易で、速やかにかつ正確に被識別者のアイリスコードを取得することができるアイリス画像入力装置を提供することを目的とする。

さらに本発明は、被識別者がアイリスを撮影する際のスイッチ押下のタイミングを容易に知ることができるアイリス画像入力装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、アイリスの画像を取得する撮影装置と、前記撮影装置が取得したアイリス画像に基づいてアイリスに関する情報を登録または照合する認識装置と、前記撮影装置が取得したアイリス画像を表示するモニターとを有し、前記モニターに、被識別者の眼の黒目部分の輪郭を変換して形成され、被識別者の眼の開け方の状態を表す幾何学模様を表示することを特徴とする装置である。

操作が容易で、速やかにかつ正確に被識別者のアイリスコードを取得することができるとともに、被識別者がアイリスを撮影する際のスイッチ押下のタイミングを容易に知ることができる効果がある。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面に共通な要素には同一符号を付す。また、以下に説明する様々な実施の形態は、他の実施の形態で説明されている一部の構成を組み合わせることが可能である。本発明は、そのような一部の構成を組み合わせた実施の形態を含むものである。

（第１の実施の形態）まず第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態によるアイリス画像入力装置の構成図である。アイリス７を撮影する撮影装置３は、アイリス画像からアイリスコードを生成して、個人認識を行なうパーソナルコンピュータ（以下、認識装置という）１とケーブル６で接続されている。被識別者８は、移動自在なハンディタイプの撮影装置３を手９で持ち、撮影装置３の撮影穴４をアイリス７の登録あるいは照合を行う一方の目１０に近づけて撮影する。このとき後述の照明部１３は良好なアイリス画像が撮影できるようにアイリスに向けて明かりを照射する。また被識別者８は、モニター２に映し出されたアイリス７の画像を他方の目１１で確認しながら撮影装置３のスイッチ５を押して登録あるいは照合の操作を行う。なお、スイッチ５は、被識別者８が押下しやすいように、撮影穴４が設けられた面の背面に設けられている。また図中のＷは、撮影穴４の中心が、撮影時にアイリスと対向する面の左右から均等な位置にあることを示している。

ところで、撮影装置３はアイリスを撮影するためのものである。そのため、以下のような工夫が望まれる。撮影装置３は、被識別者８が先端恐怖症の人物である場合があるので、被識別者８に恐怖心を与えないように、被識別者８の視覚に突起物が入らない形状となっていることが望まれる。そのため、撮影装置３は、撮影時にアイリスと対向する面（すなわち撮影穴４と照明部１３が設けられた面）が平坦な面となっているのが望ましい。また同様の理由により、その平坦な面は、角がないように、円または楕円形であることが望ましい。また撮影装置３は、以下の２つの理由により、撮影穴４が平面の左右から均等な位置に設けられるのが望ましい。すなわち第１の理由は、撮影装置３の設計の自由度を高くするために、撮影装置３内部の中で一番大きい部品（メイン基板１４）を撮影装置３内部の一番広く面積をとれる空間（すなわち撮影装置３内部の中央付近の空間）に配置するためである。第２の理由は、被識別者８が撮影穴４を自身のアイリスに感覚的に向け易くするために、撮影穴４を撮影装置３の幅の中央に位置するようにするためである。これは、撮影穴４が撮影装置３の幅の中央に位置するようになれば、撮影時において撮影穴４は被撮影者８の手の平の中央に位置するようになり、被識別者８は自分の手で撮影装置３を握って自身のアイリスを撮影するので、撮影穴４と自身のアイリスとを感覚的に位置合わせし易くなる。そのため、被識別者８は手軽に自身の適正なアイリス画像を撮影することができるようになる。さらに撮影装置３は、撮影穴４の位置が手の平に近くなる程、被識別者８が感覚的に撮影穴４の位置と自身のアイリスの位置とを合わせ易くなるので、上下も均等の位置に設けられることが望ましい。

また図１は、ケーブル６が、撮影装置３の下側（アイリス画像を取得するときに下側になる位置）から引出されていることを示している。このように、ケーブル６を撮影装置３の下側から引出しているのは、以下の２つの理由による。すなわち、第１の理由は、ケーブル６が撮影装置３の上側から引出されていると、ケーブル６が上から下に不安定に垂れ下がるため、被識別者８が撮影装置３を自在に動かそうとするのを妨げてしまうからである。また第２の理由は、ケーブル６が撮影装置３の上側から引出されていると、ケーブル６が撮影穴４の上を遮る場合があり、撮影装置３が良好なアイリス画像を取得できないときがあるからである。

図２は図１に示した撮影装置の構成を示す詳細図である。撮影装置３は内部にカメラ部１２と照明部１３とを固着したメイン基板１４を有する。メイン基板１４には下部ケース１５が基板固定ネジ１６ａ、１６ｂにより取り付けられ、上部ケース１７がメイン基板１４を覆うように下部ケース１５にケース止めネジ１８ａ、１８ｂにより取り付けてある。

上部ケース１７にはスイッチ５が設けてあり、スイッチ５はコード線１９によりメイン基板１４の配線パターンに接続されてある。下部ケース１５の撮影穴４には保護ガラス２０がガラス固定ネジ２１、２１により取り付けてある。

メイン基板１４の一方の面１４ａにはカメラケース２２が設けてあり、カメラケース２２内にカメラ部１２と照明部１３とが設けてある。照明光軸２４はカメラ光軸２３に対して交差角度θを有する。カメラケース２２にはカメラ部１２に設けられる可視光カットガラス２５と照明部１３に設けられる拡散ガラス２６が嵌め込まれている。

メイン基板１４の他方の面１４ｂ側にはレンズマウント２７、ＣＣＤ基板２８が図示せぬネジにて取り付けてある。レンズマウント２７は段差面２７ａをメイン基板１４の他方の面１４ｂに押し当ててカメラケース２２内に突出した本体部２９と、装置内に進入した光を収束するレンズ３０が嵌め込まれたレンズ部３１とに分かれる。

本体部２９はカメラ光軸２３に沿って貫通孔２９ａを有し、貫通孔２９ａの内面にはレンズ部３１の外周面に設けられたオネジ３１ａと噛み合うようにメネジ２９ｂが設けられてある。ＣＣＤ基板２８には、光を電気信号に変換するＣＣＤセンサ３２が搭載されてある。ＣＣＤセンサ３２はレンズマウント２７の貫通孔２９ａおよびレンズ部３１の貫通孔を通じてレンズ３０に対向している。

レンズ３０の焦点距離は、撮影穴４から約０．５〜５０ｃｍ以内のある値に固定して設定されている。レンズ３０の焦点距離を最小約０．５ｃｍとしたのは、目１０やその睫が撮影穴４と接触しないようにするためである。これは、目１０やその睫が撮影装置３に接触すると、目１０やその睫、および撮影装置３に異物が付着する可能性があり、被識別者８に嫌悪感を与えるとともに、衛生上望ましくないからである。さらに、これは、目１０やその睫が撮影装置３に接触した状態で、誰かが被識別者８や撮影装置３を押すと、被識別者８が怪我をする怖れがあるからである。またレンズ３０の焦点距離を最大約５０ｃｍとしたのは、被識別者８が手９で自由に動かせる範囲を考慮したためである。

なお、レンズ３０の焦点距離は被識別者８が眼鏡を装着する場合もあること、そして誰かが被識別者８や撮影装置３を押す可能性があることを考慮すると最小約２ｃｍとするのが望ましい。またレンズ３０の焦点距離は女性や子どもが操作する場合もあることを考慮すると最大約２０ｃｍとするのが望ましい。またレンズ３０の焦点距離は、撮影装置３で目１０を撮影していることを意識せずに、他方の目１１でモニター２に表示されたアイリス画像を見ることを考慮すると最大約２０ｃｍとするのが望ましい。これは、両目の視界の中に撮影装置３が入ってしまうと、被識別者８の視線は撮影装置３とモニター２の間を動いてしまい、アイリスの位置が変わるため、適正なアイリス画像が取得できなくなるからである。つまり、適正なアイリス画像を取得するためには、アイリスの位置が変わらないようにする必要があり、そのためには、左右のそれぞれの目が意識せずに別々の物体を見れるようにする必要がある。左右のそれぞれの目が意識せずに別々の物体を見れる場合の視界の広さは、片方の目の中心から左右に約１０〜２０度以内づつである。そのため、被識別者８は、撮影装置３を目１１から左右に約１０〜２０度以内の視界に入らないようにしてアイリスを撮影しなければ、適正なアイリス画像を取得することが難しくなる。目１１から左右に約１０〜２０度以内の視界に入らない距離とは、目１０から約２０ｃｍ以内の距離である。したがって、被識別者８は撮影装置３を目１０から約２０ｃｍ以内の距離で撮影することが望ましく、そのためレンズ３０の焦点距離は撮影穴４から約２０ｃｍ以内のある値に固定して設定されることが望ましい。なお、レンズ３０の焦点距離は材料の屈折率や形状、厚さによって特定される。

ところで、撮影装置３は、レンズ３０を可動自在な構成にしてオートフォーカスできるようにすることも可能である。しかしながら、撮影装置３は、被識別者８が手軽に操作できるように、できるだけ軽量で薄くかつコンパクトにすることが望まれる。しかも、撮影装置３は、できるだけ安価なものになることも望まれる。これらの目的を達成するためには、撮影装置３から余分な構成をできるだけ排除する必要がある。そのため、本実施の形態では、撮影装置３はレンズ３０を固定した構成にしている。また、撮影装置３は、自身が電源部を持たず、電源を認識装置１から供給されるように構成している。

照明部１３は、３個の発光素子（ＬＥＤ）３３ａ、３３ｂ、３３ｃが取り付けられた照明台座３４をメイン基板１４の一方の面１４ａに固着して形成している。なお、図２では、３３ｃは３３ａの後ろに隠れており、示されていない。

照明部１３は、撮影装置３が鮮明なアイリス画像を撮影できるように、拡散ガラス２６を介して照明ライン３５内にある被識別者８の顔に光を照射する。ここで、撮影装置３とアイリス７との距離Ｌは、入力する被識別者８の顔の形状や被識別者８が眼鏡を装着している場合があること等を考慮して、約２．０ｃｍ以上とする。カメラ光軸２３と照明光軸２４との交差角度θは、撮影範囲内の照明強度のばらつきが１０％以下であること、目に写る照明の反射点がアイリス７上にないこと、眼鏡に写る照明の反射点がアイリス７上にないこと等の条件が満たせるように設定する。

本発明では撮影装置３のカメラ部１２にて撮影できる範囲の照明強度のばらつきが１０％以内になるように、発光素子３３ａ〜３３ｃの上面に拡散ガラス２６を配置している。発光素子３３ａ〜３３ｃの発光波長領域は、アイリス７で反射したときにアイリス７が明るくなるように所定の波長を有する近赤外光にしている。また、発光素子３３ａ〜３３ｃの照明強度は、目への安全性を考え、所定の照明強度以下とする。なお、本実施の形態では発光素子の個数を３個としたが、撮影装置３のカメラ部１２で撮影できる範囲の照明強度のばらつきが１０％以内にできるならば、個数を変更することは可能である。

図３は図１に示したアイリス画像入力装置のシステムブロック図である。認識装置１は中央処理装置３５（以後ＣＰＵ３５と記す）、メモリ３６、電源部３７、インターフェース部３８、画像入力部３９、カメラドライバ４０、照明ドライバ４１を有する。電源部３７は装置全体に電力を供給している。

ＣＰＵ３５は信号線４２により画像入力部３９に接続され、さらに信号線４３でモニター２およびカメラ１２のＣＣＤセンサ３２に接続されている。またＣＰＵ３５は信号線４４、４６によりそれぞれカメラドライバ４０、照明ドライバ４１に接続され、さらに信号線４５、４７によりＣＣＤセンサ３２および照明部１３にそれぞれ接続されている。さらにＣＰＵ３５は信号線４８、４９で撮影装置３のスイッチ５、インターフェース部３８にそれぞれ接続されており、バスライン５０でメモリ３６に接続されている。

レンズ部３１を通して入射したアイリス７からの反射光はＣＣＤセンサ３２のＣＣＤ素子面に結像する。アイリス画像はＣＣＤ素子でコントラストに比例した電圧に変換され、映像信号として信号線４３を通して画像入力部３９へ送られる。このときの映像信号はモニター２へも送られ、図１に示すように、アイリス画像としてモニター２に表示される。

ＣＰＵ３５は画像入力部３９に入力されたアイリス画像の映像信号をメモリ３６に予め格納されてあるアイリスパターン化処理のプログラムにより個人認識ができるようなコードに変換する。その後、アイリスの登録処理の場合には撮影されたコードをメモリ３６に記憶させ、アイリスの照合処理の場合にはメモリ３６に予め登録されているコードを読み出して新規に撮影されたものと比較照合する。

また、ＣＰＵ３５はアイリスパターン化処理のときに、高品質な画像を受信できるように、カメラドライバ４０を制御してＣＣＤセンサ３２の映像利得（ゲイン）、シャッター速度の値を変える。また、光量不足の場合には、照明ドライバ４１を制御して、照明部１３にある発光素子３３の光量をアップさせる。

図４は第１の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。認識装置１の図示せぬ電源スイッチがオンされると、電源部３７から装置全体に電力が供給され、システムの立ち上げが開始される。その後、被識別者８は、図１に示すように、撮影装置３を手９で持ち、アイリスの登録あるいはアイリスの照合を行う目１０を撮影装置３の撮影穴４に近づける。この実施例では、右目のアイリス７を登録する場合を示している。

ステップＳ1でＣＰＵ３５はモニター２に「アイリスの登録」あるいは「アイリスの照合」のいずれかを選択させるための選択画面を表示させる。このとき、選択画面には、「アイリスの登録」を選択する場合は撮影装置３にあるスイッチ５を１回押下し、「アイリスの照合」を選択する場合はスイッチ５を２回押下する旨のメッセージが表示される。メッセージを見た被識別者８は撮影装置３にあるスイッチ５を１回、または２回押下する。

ステップＳ2でＣＰＵ３５はスイッチ５が押下されたか否かを検出しており、スイッチ５の押下回数を検出する。

ステップＳ3でＣＰＵ３５はスイッチ５の押下回数をメモリ３６に記憶させる。また、このとき撮影装置３は所定間隔おきに被識別者８の目１０のアイリス画像を撮影し続け、撮影したアイリス画像を順次認識装置１に出力する。認識装置１のＣＰＵ３５は、撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次メモリ３６に記憶させる。メモリ３６は、アイリス画像を複数フレーム記憶できる容量を有しており、撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次記憶してゆく。そして、メモリ３６は、容量一杯まで記憶したら、古いアイリス画像を消去して新しいアイリス画像を記憶する。また、認識装置１のＣＰＵ３５は撮影装置３から出力されるアイリス画像をモニター２に表示させる。被識別者８は、モニター２に映し出された右目のアイリス画像を他方の目（すなわち左目）１１で見ながら、アイリス画像の焦点が合うように（アイリス７の模様が鮮明に写るように）撮影装置３を前後に動かす。被識別者８は、このようにしてアイリス画像の焦点調整を行い、焦点が合ったときにスイッチ５を押下する。なお、このとき、被識別者８は、自分自身がスイッチ５を押下するので、撮影装置３がいつアイリスを撮影しているのかが分かる。そのため、被識別者８は、スイッチ５を押下する瞬間は動かないように、自分の動作を規制できる。その結果、本発明のアイリス画像入力装置は、アイリスがきちんと静止している良好な画像を取得することができる。

ステップＳ4でＣＰＵ３５はスイッチ５が押下されたか否かを検出しており、スイッチ５の押下を検出する。

ステップＳ5でＣＰＵ３５は、スイッチ５が押下されたことを検出すると、引き続き所定のフレーム数のアイリス画像をメモリ３６に記憶させ続けた後、メモリ３６に記憶させた複数フレームのアイリス画像の中から、登録または照合に用いるための条件を満たしているものを抽出し、それを個人認識できる信号データに変換してメモリ３６に記憶させる。

なお、前記条件は、例えば以下の３つある。１つ目の条件は、アイリス画像が撮影の枠（フレーム）内に収まっていることである。２つ目の条件は、アイリス画像がフレームに対して所定以上の大きさになっていることである。３つ目の条件は、睫の影や照明の映り込みがアイリス領域の中で所定の大きさより小さいことである。

１つ目の条件は、フレームからはみ出しているアイリス画像は個人の特徴的な情報を少量しか抽出できないので個人認識することができず、このようなアイリス画像を排除するために設定されている。２つ目の条件は、フレームに対して所定以下の大きさのアイリス画像は画像が不鮮明なため個人の特徴的な情報が誤って抽出される可能性があり、このようなアイリス画像を排除するために設定されている。３つ目の条件は、睫の影や照明の映り込みがアイリス領域の中で所定の大きさより大きいアイリス画像は個人の特徴的な情報を少量しか抽出できないので個人認識することができず、このようなアイリス画像を排除するために設定されている。

ステップＳ6でＣＰＵ３５はメモリ３６が記憶しているステップＳ3でのスイッチ押下回数を参照して、処理が「アイリスの登録」であるのか、それとも「アイリスの照合」であるのかを判断する。処理が「アイリスの登録」の場合にはステップはステップＳ7に進み、処理が「アイリスの照合」の場合にはステップはステップＳ8に進む。

ステップＳ7でＣＰＵ３５はモニター２に登録済みのメッセージを表示させて処理を終了する。

ステップＳ8でＣＰＵ３５は予め登録してあるアイリスのパターンデータをメモリから読み出し、今回取得したアイリスのパターンデータと照合する。

ステップＳ9でＣＰＵ３５は照合処理の判定結果を示すメッセージをモニター２に表示させて処理を終了する。

ところで、上記のステップでは、撮影装置３は所定間隔おきに取得したアイリス画像を順次認識装置１に出力し、認識装置１は撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次メモリ３６に記憶し続けている。そして、認識装置１は、スイッチ５が押下されたことを検出すると、引き続き所定のフレーム数のアイリス画像をメモリ３６に記憶した後、メモリ３６に記憶した複数フレームのアイリス画像の中から、登録または照合に用いるための条件を満たしているものを抽出し、それを個人認識できる信号データに変換してメモリ３６に記憶している。本実施の形態では、アイリス画像入力装置がこのように動作するように構成することにより、撮影装置３から余分な構成を排除している。すなわち、撮影装置３は、アイリス画像を処理する機能を持たず、アイリス画像を認識装置１に出力する機能を持つだけの構成になっている。そのため、撮影装置３は軽量で薄くかつコンパクトな構成となっており、メーカは撮影装置３を安価に作ることができる。

なお、照合処理の判定結果の基準は、本装置に要求されるセキュリティの高さで決める。セキュリティは金銭や個人のプライバシーに関係する場合に高くなる。このような場合は、撮影されたアイリス画像の特徴データをできるだけ多く抽出し、登録することが望ましい。このようにすればそれだけ認識精度が向上するからである。但し、このようにすればそれだけ処理量が多くなり、照合判定を完了するまでの時間がかかる。照合処理の判定結果の基準は、認識精度の重要度と時間の重要度のバランスを考慮して設定する必要がある。

第１の実施の形態によれば、本発明のアイリス画像入力装置は、片手で携帯可能なアイリスを撮影してアイリス画像を取得する撮影装置と、前記撮影装置が取得したアイリス画像に基づいてアイリスに関する情報を登録または照合する認識装置と、前記認識装置に対し登録または照合の開始を指示するスイッチとを有し、前記撮影装置は、手のひらに収まるサイズの、アイリス撮影者が握る把持部を備え、撮影時にアイリスと対向する面に設けられた、アイリスに光を照射する照明手段と光を装置内に取り入れる撮影穴とを備え、内部に設けられた、前記撮影穴から装置内に進入した光を収束するレンズと前記レンズによって収束された光を電気信号に変換するＣＣＤ素子とを備え、前記レンズの焦点は、前記撮影穴から０．５〜５０ｃｍ以内のある値に固定して設定されている。被識別者は、アイリス画像の焦点が合うように自分で撮影装置と目の間の距離を調整することができる。そのため、本発明のアイリス画像入力装置は、被識別者の背丈に関係なく、操作が容易で、速やかにかつ正確に被識別者のアイリスパターンのコードを取得することができる。

（第２の実施の形態）次に第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態は、アイリス画像をアイリスがどのように写っているのかを示す幾何学模様に変換してモニターに表示させたり、幾何学模様で示された部分を焦点が合っているのか否かを示す色に染めてモニターに表示させたり、目の状態を示すメッセージをモニターに表示させるようにした。

図５は目の画像と幾何学模様との対応を示す図である。図５の左側に示した目の画像のうち、（Ａ）は目を大きく開けた最も理想的な状態を示しており、アイリス７がほぼ円形に見えている。（Ｂ）は目を細めた状態、あるいは目が細い人の目を示しており、（Ａ）に比べ、アイリス７が上まぶたと下まぶたで少し隠れている。（Ｃ）は上目使いになっている状態を示しており、アイリス７が上まぶたで大きく隠れている。

図５の左側の画像から右側の画像への変換は、以下のようにして行われる。すなわち、まずＣＰＵ３５は左側の画像（撮影された目の画像）から黒目部分５１（アイリス７と瞳孔５２を含めた部分）の位置を特定する。黒目部分５１は画像の中で輝度が一番暗いので、ＣＰＵ３５は画像の中で輝度が一番暗くなっているところを探すことによって黒目部分５１の位置を特定することができる。次にＣＰＵ３５は黒目部分５１の輪郭を求める。黒目部分５１はその周囲の白目部分５３と輝度差が大きいので、ＣＰＵ３５は輝度差が大きいところを探すことによって黒目部分５１の輪郭を求めることができる。ＣＰＵ３５は、求めた黒目部分５１の輪郭を図５（Ａ）〜（Ｃ）の左側に示すように、円５４、長円５５、偏平な長円５６等の幾何学模様に変換し、モニター２に表示させる。

被識別者８はモニター２に示された幾何学模様から、撮影された目がどのような状態になっているのかを知ることができる。そのため、被識別者８は目が理想的な状態になるように動作することができる。このようにして本発明のアイリス画像入力装置は被識別者８に目の開け方について注意を促すことができる。

更に本発明のアイリス画像入力装置は、アイリス画像の焦点が合っている場合に幾何学模様で示された部分を、例えば、緑あるいは青に染めて表示し、アイリス画像の焦点が合っていない場合に幾何学模様で示された部分を赤に染めて表示する。アイリス画像の焦点が合っているのか否かは、図２に示したように、照明光軸２４とカメラ光軸２３とが交差する位置にアイリス７があるのか否かで決まる。アイリス７が照明光軸２４とカメラ光軸２３の交差する位置にあるのか否かは、カメラ部１２で撮影された画像のコントラストがＣＣＤセンサ３２の出力電圧に比例するので、ＣＣＤセンサ３２の出力電圧を検出することで判定できる。なお、カメラのレンズにはある程度の被写界深度がある。被写界深度とは、画像の焦点が合っていると見なされる、撮影された画像の結像位置範囲を指す。ＣＣＤセンサ３２は撮影された画像の結像位置が被写界深度内であれば同じ値の電圧を出力する。そのため、レンズ３０の焦点距離にもよるが、アイリス７が照明光軸２４とカメラ光軸２３の交差する位置ではなく、その近辺の位置にある場合であっても、撮影された画像の結像位置が被写界深度内であればアイリス画像の焦点が合っていると見なされることになる。ＣＰＵ３５は、撮影装置３と撮影される目１０との間の距離に応じて変化するアイリス画像のコントラストを求め、ある基準値以上になったとき焦点が合ったと判断する。

図６は幾何学模様、目の状態、被識別者への指示とを対応させたテーブルであり、メモリ３６に格納されている。ＣＰＵ３５は、撮影された目１０の幾何学模様に応じて、目の状態や被識別者への指示をメモリ３６から読み出してモニター２に表示させる。このとき、ＣＰＵ３５は、焦点が合っているか否かを知らせるために幾何学模様で示された部分を上述した色に染めて表示させる。

第２の実施例によれば、アイリス画像が幾何学模様で示されるので、アイリス画像に生理的な嫌悪を感じる人であってもこのような感情を抱かせずにアイリス画像を撮影することができる。また、目の状態がモニターにメッセージで表示されるので、初心者であっても理想的なアイリス画像を取得するように動作することができる。また、幾何学模様のアイリス画像は被識別者のアイリスがカメラの焦点近辺の位置にあるのか否かを示す色に染められて表示されるので、被識別者はスイッチ押下のタイミングを容易に知ることができる。

（第３の実施の形態）次に第３の実施の形態を説明する。第３の実施の形態は、操作パネルをアイコンとしてモニター２に表示させるとともに、被識別者８の目の動きに連動して動くマークをモニター２に表示させるようにした。

被識別者８は、マークが目的のアイコンの位置にきた時点で撮影装置３のスイッチ５を２回押下することにより指示を入力することができる。この実施例のマークを動かす仕組みは以下のようになっている。すなわち、ＣＰＵ３５は、目１１が動くときにこれと連動して目１０が動くことを利用して目１０の移動方向と移動量を検出し、検出した目１０の移動方向と移動量に応じてモニター２の画面上のマークを移動させるようになっている。

図７は第３の実施の形態の操作パネルを示すモニター画面である。（Ａ）はシステム起動時の画面２ａであり、システム起動中を示すアイコン５６が表示される。（Ｂ）は「アイリス登録処理」、「アイリス照合処理」、「中止」、「システム終了」のいずれかを選択する際の画面２ｂであり、いずれかを選択するためのアイコン５７〜６０と選択に使用するマーク６１とが表示される。（Ｃ）はアイリス撮影状態である画面２ｃであり、撮影している目の画像６２と処理の結果を示すアイコン６３〜６４が表示される。但し、アイコン６３、６４はアイリス撮影中、処理中はモニター画面に表示されず、処理終了後、処理の結果としていずれか一方が表示される。

第３の実施の形態のアイリス画像入力装置のシステムブロックは、図３に示した認識装置１に特徴検出手段と信号出力手段（ともに図示せず）を有する以外は第１の実施の形態とほぼ同じである。特徴検出手段は、カメラ部１２で撮影された目１０の画像６２から、白目部分５３以外の生体特徴、例えば瞳孔５２を抽出し、瞳孔５２の移動方向と移動量とを算出する。信号出力手段は、瞳孔５２の移動方向と移動量とに応じてモニター２の画面上のマークを移動させる信号をモニター２に出力する。これらは、ＣＰＵ３５がメモリ３６に格納してある制御プログラムに基づいて実行している。

図８は目の画像から抽出した瞳孔の位置を示す図である。瞳孔５２は基本的に目の中で最も暗い部分であるため、ＣＰＵ３５は目の画像の中から容易に瞳孔５２を抽出できる。しかも瞳孔５２は目の画像の中で比較的大きく移動するので、ＣＰＵ３５はその移動方向・移動量を容易に算出できる。

図８（Ａ）は正面を向いている目の画像６２から瞳孔５２を抽出した場合を示している。同図に示すように、ＣＰＵ３５は瞳孔５２の位置を原点としてＸ軸６５とＹ軸６６を設定する。

図８（Ｂ）は被識別者８が目を左方向（矢印Ａ）へ移動させた場合を示しており、移動後の瞳孔５２の位置は（Ｘ1，Ｙ1）となる。ＣＰＵ３５は原点からの移動量Ｘ1とＹ1を求めてモニター２の画面上のマーク６１の移動量に変換し、マーク６１を移動させる信号をモニター２に出力する。これによって、モニター２の画面上のマーク６１が目的のアイコンに向かって移動する。なお、移動方向はＸ1とＹ1の符号によって決まる。

図８（Ｃ）は被識別者８が目を上方向（矢印Ｂ）へ移動させた場合を示しており、移動後の瞳孔の位置は（Ｘ2，Ｙ2）となる。

図９は第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。認識装置１の図示せぬ電源スイッチがオンされると、電源部３７から装置全体に電力が供給される。そして、システムの立ち上げが開始され、図７（Ａ）に示す画面２ａがモニター２に表示される。その後、被識別者８は、図１に示すように、撮影装置３を手９で持ち、アイリスの登録あるいはアイリスの照合を行う目１０（この実施例では、右目）を撮影装置３の撮影穴４に近づける。

ステップＳ1でＣＰＵ３５はモニター２に図７（Ｂ）に示した画面２ｂを表示させる。被識別者８は他方の目１１で選択するアイコン（例えばアイリス登録５７）を見る。このとき、ＣＰＵ３５は、マーク６１がアイリス登録５７に向かって移動するようにモニター２に表示させる。被識別者８は、マーク６１がアイリス登録５７にきたときにスイッチ５を２回押下する。

ステップＳ2でＣＰＵ３５は、処理が「アイリスの登録」であるのか、それとも「アイリスの照合」であるのかを判断する。処理が「アイリスの登録」の場合（アイリス登録５７が選択された場合）にはステップはステップＳ3に進み、処理が「アイリスの照合」の場合（アイリス照合５８が選択された場合）にはステップはステップＳ7に進む。

ステップＳ3で撮影装置３は所定間隔おきに被識別者８の目１０のアイリス画像を撮影し続け、撮影したアイリス画像を順次認識装置１に出力する。認識装置１のＣＰＵ３５は、撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次メモリ３６に記憶させる。メモリ３６は、アイリス画像を複数フレーム記憶できる容量を有しており、撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次記憶してゆく。そして、メモリ３６は、容量一杯まで記憶したら、古いアイリス画像を消去して新しいアイリス画像を記憶する。また、認識装置１のＣＰＵ３５は図７（Ｃ）に示した画面２ｃをモニター２に表示させる。被識別者８は、モニター２に表示された右目のアイリス画像を他方の目（すなわち左目）１１で見ながら、アイリス画像の焦点が合うように（アイリス７の模様が鮮明に写るように）撮影装置３を前後に動かす。被識別者８は、このようにしてアイリス画像の焦点調整を行い、焦点が合ったときにスイッチ５を押下する。

ステップＳ4でＣＰＵ３５はスイッチ５が押下されたか否かを検出しており、スイッチ５の押下を検出する。

ステップＳ5でＣＰＵ３５は、スイッチ５が押下されたことを検出すると、しばらくの間引き続きメモリ３６にアイリス画像を記憶させ続けた後、メモリ３６に記憶させた複数フレームのアイリス画像の中から登録または照合に用いるための条件を満たしているものを抽出し、それを個人認識できる信号データに変換してメモリ３６に記憶させる。

ステップＳ6でＣＰＵ３５はモニター２の画面にアイコン６３を表示させて登録済みであることを被識別者８に知らせる。

ステップＳ7で撮影装置３は所定間隔おきに被識別者８の目１０のアイリス画像を撮影し続け、撮影したアイリス画像を順次認識装置１に出力する。認識装置１のＣＰＵ３５は、撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次メモリ３６に記憶させる。メモリ３６は、アイリス画像を複数フレーム記憶できる容量を有しており、撮影装置３から出力されるアイリス画像を順次記憶してゆく。そして、メモリ３６は、容量一杯まで記憶したら、古いアイリス画像を消去して新しいアイリス画像を記憶する。また、認識装置１のＣＰＵ３５は図７（Ｃ）に示した画面２ｃをモニター２に表示させる。被識別者８は、モニター２に映し出された右目のアイリス画像を他方の目（すなわち左目）１１で見ながら、アイリス画像の焦点が合うように（アイリス７の模様が鮮明に写るように）撮影装置３を前後に動かす。被識別者８は、このようにしてアイリス画像の焦点調整を行い、焦点が合ったときにスイッチ５を押下する。

ステップＳ8でＣＰＵ３５はスイッチ５が押下されたか否かを検出しており、スイッチ５の押下を検出する。

ステップＳ9でＣＰＵ３５は、スイッチ５が押下されたことを検出すると、しばらくの間引き続きメモリ３６にアイリス画像を記憶させ続けた後、メモリ３６に記憶させた複数フレームのアイリス画像の中から登録または照合に用いるための条件を満たしているものを抽出し、それを個人認識できる信号データに変換してメモリ３６に記憶させる。

ステップＳ１０でＣＰＵ３５は予め登録してあるアイリスのパターンデータをメモリから読み出し、今回取得したアイリスのパターンデータと照合する。

ステップＳ１１でＣＰＵ３５はモニター２の画面にアイコン６３またはアイコン６４を表示させて、照合処理の判定結果を被識別者８に知らせる。

なお、ステップＳ４、ステップＳ８でスイッチ５が押下されると、アイリスの登録処理またはアイリスの照合処理が開始される。このとき、処理が中々終了しない場合は、被識別者８は画面２ｃに表示されたマーク６１でアイコン５９やアイコン６０を選択し、処理を中止させてもよい。アイコン５９を選択した場合、画面は２ｃから２ｂに戻り、アイコン６０を選択した場合、システムが終了する。

第３の実施例によれば、モニターに表示されたアイコンを見るだけでマークがそのアイコンに向かって移動するので、被識別者は目を撮影装置から離すことなく、指示を入力することができる。そのため、初心者にとっても操作しやすく、アイリス画像を入力しやすい。

（第４の実施の形態）次に本発明の第４の実施の形態を説明する。第４の実施の形態は、被識別者８が撮影装置を握りやすく、また目の位置を撮影穴に合わせやすい形状にした。また、第４の実施の形態は、アイリスの登録を開始するための起動スイッチであるスイッチ７２とアイリスの照合を開始するための起動スイッチである７３をモニター２の下部に設けた。

図１０は第４の実施の形態によるアイリス画像入力装置の構成図である。図１０において、アイリス７を撮影する撮影装置７１は、アイリスパターンを画像処理して個人識別を実行する認識装置１とケーブル６で接続されている。被識別者８は、移動自在なハンディタイプの撮影装置７１を手９で持ち、撮影装置７１の撮影穴４をアイリス７の登録あるいは照合を行う目１０に近づけて撮影する。そのときモニター２に映し出されたアイリス７の画像を他方の目１１で確認しながらモニター２の下部にあるスイッチ７２または７３を押して登録あるいは照合の操作を行う。

なお、撮影穴４は、第1の実施例で説明したのと同じ理由により、平面上に、しかも平面の左右から均等な位置に設けられている。またケーブル６は、第1の実施例で説明したのと同じ理由により、撮影装置７１の下側（アイリス画像を取得するときに下側になる位置）から引出されている。

図１１、図１２は第４の実施の形態の撮影装置を示す斜視図であり、図１１は撮影装置の背面側を示し、図１２は撮影装置の前面側を示す。両図において、撮影装置７１の外形は、フロントカバー７４とリアカバー７５によって構成される。フロントカバー７４とリアカバー７５は互いにネジ８０により固定されている。フロントカバー７４とリアカバー７５は、撮影部７６と把持部７７を形成している。

撮影部７６は把持部７７よりも幅の広い略円形の平面形状に形成されており、ここに撮影口７８や照明口７９が設けられている。なお、撮影口７８は、後述のハーフミラー９１によってカバーされた撮影穴４の一方の端部である。

把持部７７は片手で握れるサイズでかつリヤカバー７５が丸みを帯びた形状に形成されている。具体的には、把持部７７のサイズは下部湾曲部の半径が約１０ｍｍ〜３０ｍｍであり、リアカバー７５の丸みは傾斜角度が約３０度〜６０度である。また把持部７７は、撮影部７６との境部にくびれ部８１が形成されている。把持部７７はこのような形状になっているので、被識別者８は、リアカバー７５の丸み部分に手のひらを接触させ、親指と人差し指を把持部７７のくびれ部８１に押し当てることにより、把持部７７をしっかりと握ることができる。

なお、反射部８２は、被識別者８の目１０の周囲が明るくなるように、外来光を反射しやい色で形成されている。具体的には、反射率が５０％以上になる、白や白っぽい色、または鏡のような色になっている。反射部８２をこのように形成した理由は、被識別者８の目１０が光に反応して、瞳孔が小さくなるとともにアイリスが大きくなることによって、アイリスの撮影を良好に行なうことができるからである。

次に撮影装置の内部構造を説明する。図１３は第４の実施の形態における撮影装置の内部構造を示す切欠斜視図、図１４は撮影装置の内部ユニットを示す斜視図、図１５は撮影装置の内部を示す側面説明図である。これらの図において、撮影装置７１は、大ミラー８４、小ミラー８５、レンズユニット８６およびＣＣＤセンサ基板８７から成るカメラ部８８と、６個の発光素子（ＬＥＤ）８９から成る照明部９０とを有する。

大ミラー８４は、フロント側（アイリスと対向する側）に、ハーフミラー９１が取付けられ、ハーフミラー９１と撮影口７８が重なるようにフロントカバー７４が取付けられている。ハーフミラー９１は、一般的なハーフミラーと異なり、可視光を反射し、近赤外光だけを通過する特性をもっている。そのため、ハーフミラー９１は、照明部９０から照射された光のうち、可視光を反射するとともに、被識別者のアイリス表面で反射した近赤外光だけを通過させて大ミラー８４へ到達させる。ハーフミラー９１は、可視光を反射するので、被識別者８の目あるいはその周辺が写っている映像を映す。そのため、被識別者８は、モニター２を見なくても、自分の目がハーフミラー９１の中央に位置するように撮影装置７１を動かすことによって、アイリス画像の焦点を容易に合わせることができる。

照明部９０は近赤外光の領域にピーク波長を持つ６個の発光素子８９によって構成している。発光素子８９はハーフミラー９１の左右に３個ずつ配置され、撮影部７６に形成された照明口７９から光を照射する。発光素子８９、および発光素子８９を駆動する駆動回路（図示しない）がハンダ付けされた照明基板９３は、フランジ９２に取付けられている。フランジ９２はミラーホルダー９４の一部である。ミラーホルダー９４には、ハーフミラー９１を通過した入射光の光軸を９０度曲げる大ミラー８４が取付けられている。そのミラーホルダー９４はレンズホルダー９５と結合されている。レンズホルダー９５にはレンズユニット８６が嵌め込まれ、レンズユニット８６はレンズマウント９６に差し込まれている。レンズマウント９６には小ミラー８５およびＣＣＤセンサ基板８７が取付けられている。大ミラー８４を反射した入射光はレンズユニット８６を通り小ミラー８５に達する。入射光は小ミラー８５でさらに９０度曲げられ、ＣＣＤセンサ基板８７に配設されたＣＣＤセンサに到達する。なお、レンズユニット８６の焦点距離は、第１の実施の形態で説明したのと同じ理由により、撮影口７８から約０．５〜５０ｃｍ以内のある値（望ましくは約２〜２０ｃｍのある値）に固定して設定されている。

ここで上記構成を有するカメラ部８８の製造工程について説明する。まず小ミラー８５をレンズマウント９６に取付け、ＣＣＤセンサ基板８７を２本のネジ９７でレンズマウント９６に取付ける。次にレンズユニット８６をレンズマウント９６の穴に嵌め込んで所定の位置に合わせ、側面からネジ９８で固定する。そのレンズユニット８６をレンズホルダー９５の穴に嵌め込む。次に大ミラー８４をミラーホルダー９４に取付け、発光素子８９および発光素子８９用の照明基板９３をミラーホルダー９４のフランジ９２に取付ける。ミラーホルダー９４をレンズホルダー９５の穴に嵌め込む。つまりレンズホルダー９５は、穴の一端にレンズユニット８６が嵌め込まれ、穴の他端にミラーホルダー９４が嵌め込まれた構造となる。このようにしてレンズユニット８６とミラーホルダー９４とレンズホルダー９５は、図１４に示すように一体の構成となり、しかも、レンズユニット８６とミラーホルダー９４の光軸が一致した構成となる。

次に、ハーフミラー９１を撮影口７８を覆うようにしてフロントカバー７４に取付ける。その後、フロントカバー７４を一体になったレンズユニット８６とミラーホルダー９４とレンズホルダー９５に取付ける。このときフロントカバー７４は、フロントカバー７４のネジ孔がＣＣＤセンサ基板８７と照明基板９３の各止め孔と位置合わせされ、図１３に示すようにネジ９９でレンズユニット８６とミラーホルダー９４とレンズホルダー９５に固定される。次にコード孔１００に図示しないコードを通して、フロントカバー７４とリアカバー７５をネジ１０１で固定する。

図１６は第４の実施の形態のアイリス画像入力装置のシステムブロック図である。認識装置１の構成は第１の実施の形態のものと同様であり、ＣＰＵ３５、メモリ３６、電源部３７、インターフェース部３８、画像入力部３９、カメラドライバ４０、照明ドライバ４１を有する。電源部３７は装置全体に電力を供給している。

ＣＰＵ３５は信号線４２により画像入力部３９に接続され、さらに信号線４３でモニター２およびカメラ１２のＣＣＤセンサ３２に接続されている。またＣＰＵ３５は信号線４４、４６によりそれぞれカメラドライバ４０、照明ドライバ４１に接続され、さらに信号線４５、４７によりＣＣＤセンサ３２および照明部１３にそれぞれ接続されている。さらにＣＰＵ３５は信号線４８、４９で撮影装置３のスイッチ５、インターフェース部３８にそれぞれ接続されており、バスライン５０でメモリ３６に接続されている。また認識装置１のＣＰＵ３５はスイッチ部１０２に接続されており、ＣＰＵ３５はスイッチ部１０２の登録スイッチ７２と照合スイッチ７３の押下を検出する。

撮影装置７１において、ハーフミラー９１およびカメラ部８８の光学系を通して入射したアイリス７からの反射光はＣＣＤセンサ基板８７上のＣＣＤ素子面に結像する。アイリス画像はＣＣＤ素子でコントラストに比例した電圧に変換され、映像信号として信号線４３を通して画像入力部３９へ送られる。このときの映像信号はモニター２へも送られ、そこで映像にできる信号へ変換された後、図１０に示すように、アイリス画像が表示される。

ＣＰＵ３５は画像入力部３９に入力されたアイリス画像の映像信号をメモリ３６に予め格納されてあるアイリスパターン化処理のプログラムにより個人認識ができるようなコードに変換する。その後、アイリスの登録処理の場合にはメモリ３６に記憶させ、アイリスの照合処理の場合にはメモリ３６に予め登録されているコードを読み出して新規に撮影されたアイリスコードと比較照合する。なお、アイリスの登録処理は登録スイッチ７２が押下された場合に実行され、アイリスの照合処理は照合スイッチ７３が押下された場合に実行される。

また、ＣＰＵ３５はアイリスパターン化処理のときに、高品質な画像を受信できるように、カメラドライバ４０を制御してＣＣＤセンサ３２の映像利得（ゲイン）、シャッター速度の値を変える。また、光量不足の場合には、照明ドライバ４１を制御して、照明部３６にある発光素子３３の光量をアップさせる。

なお、ＬＥＤ８９による照明は、アイリスコード処理法によって照明ドライバ４１を制御することで任意に変化させることができる。具体的には、６個のＬＥＤ８９全部の光量制御、点滅制御、連続点灯制御等の制御パターンのほかに、６個の内の任意の数のＬＥＤ８９の光量制御、点滅制御、連続点灯制御等の制御パターンがある。これらは予めメモリ３６に登録されているアイリスパターン化処理プログラムの仕様により選択できる。

第４の実施の形態の動作は前述の第１の実施の形態の動作とほぼ同様である。認識装置１の図示せぬ電源スイッチがオンされると、電源部３７から装置全体に電力が供給され、システムの立ち上げが開始される。ＣＰＵ３５はモニター２にアイリスの登録、アイリスの照合の選択画面を表示する。選択画面には、アイリスの登録を選択する場合には登録スイッチ７２を押下し、アイリスの照合を選択する場合には照合スイッチ７３を押下する旨のメッセージが表示される。またＣＰＵ３５は照明ドライバ４１を介して照明基板９３を駆動し、撮影装置７１内の発光素子８９を点灯させる。

被識別者８が図１０に示すように、撮影装置７１を手９で持ち、撮影する目１０を撮影装置７１の撮影口７８に近づける。このとき被識別者８は、撮影装置７１が丸みとくびれ部８１を有しているので手のひらを丸みに当て、くびれ部８１に親指と人差し指または親指と中指を当てることにより、撮影装置７１を容易に持つことができる。

被識別者８は目の撮影を開始する。このとき撮影装置７１の発光素子８９が点灯することにより、被識別者８のアイリス７から反射した近赤外光がハーフミラー９１を透過してカメラ部８８へ入射するとともに、ハーフミラー９１が可視光を反射して被識別者８の目１０を映す。被識別者８は、ハーフミラー９１に映った自分の目を見ることにより、自分の目がハーフミラー９１の中央に映るように撮影装置７１を容易に動かすことができる。なお、発光素子８９の光軸は被識別者８の目の安全を確保するために、カメラ部８８に入射するアイリスの反射光の光軸と平行になっている。

カメラ部８８へ入射したアイリス７からの反射光１０４は、図１５に示すようにまず大ミラー８４で光軸を曲げられ、レンズユニット９６を通り、小ミラー８５で再度光軸を曲げられてＣＣＤセンサ基板８７上のＣＣＤセンサに入力する。

なお、撮影装置７１は、撮影口７８から撮影装置７１内に進入した光を複数のミラー（すなわち大ミラー８４と小ミラー８５）によって反射させてＣＣＤセンサ３２に導く構成になっている。撮影装置７１をこのように構成する理由は、３つある。１つ目の理由は撮影装置７１の厚さを薄くするためである。なぜなら、撮影口７８から撮影装置７１内に進入した光を直接ＣＣＤセンサで受ける構成にすると撮影装置７１の厚さが厚くなってしまうので、撮影装置７１の厚さを薄くするためには光を反射させてからＣＣＤセンサで受けるように構成する必要があるからである。２つ目の理由は、ＣＣＤセンサ３２が搭載されるＣＣＤセンサ基板８７を撮影装置７１の内部で一番広く面積をとれる空間（つまり撮影装置７１の内部の中央付近の空間）に配置するためである。なぜなら、ＣＣＤセンサ基板８７は撮影装置７１の構成物の中で特に大きなものであるので、ＣＣＤセンサ基板８７を撮影装置７１の内部で一番広く面積をとれる空間に配置しなければ撮影装置７１が大型化するからである。３つ目の理由は、狭角レンズを使用するためである。狭角レンズは、光軸が被識別者８のアイリス７の中央から外れても広角レンズのようにアイリス画像が歪んだりせず、倍率の変動の少ない、解像度の高いアイリス画像が取得できる。しかしながら、狭角レンズは、長い焦点距離が必要である。そこで、本実施の形態では、反射光１０４を複数のミラーで反射させることによって、コンパクトな撮影装置７１の内部で長い焦点距離を確保できるようにしている。しかも、撮影装置７１は、反射光１０４の光路長を長くすることにより、狭角レンズを使用する場合でも、被識別者８の目１０とハーフミラー９１との間の距離を短くすることができる。そのため撮影装置７１は発光素子８９の照明強度を小さくすることができ、照明用の消費電力を少なくすることができる。また被識別者８が眼鏡をかけている場合に外来光が眼鏡に反射して、アイリス画像に映り込むことがある。このような場合、被識別者８は眼鏡を外してアイリスの撮影をしなければならなかった。しかし、こうした眼鏡に反射した外来光は、被識別者８の目１０とハーフミラー９１との間の距離を短くなることにより、カメラの撮影範囲に入らないようになる。したがって、撮影装置７１は、被識別者８の目１０とハーフミラー９１との間の距離を短くすることにより、被識別者８が眼鏡を外さなくてもアイリスの撮影をすることができる。

またフロントカバー７４の撮影部７６とハーフミラー９１の外形はともに円形となっている。撮影部７６とハーフミラー９１の外形がこのようになっているので、被識別者８がこれらを見るときに、被識別者８はこれらの外形の左右上下から均等の位置を目測することができる。そのため撮影装置７１は、被識別者８が目の位置を位置合わせする際の精神的負担を小さくすることができる。

撮影装置７１は自動焦点合せ機能を付加した構成にしてもよいし、付加していない構成にしてもよい。自動焦点合せ機能を付加した構成の撮影装置７１は、被識別者８が自分の目がハーフミラー９１の中央に映るように撮影装置７１を動かすことによって焦点の合ったアイリス画像を取得することができる。自動焦点合せ機能を付加していない構成の撮影装置７１は、被識別者８が自分の目がハーフミラー９１の中央に映るように撮影装置７１を動かした後に、モニター２に表示される画像を他方の目１１で見ながら撮影装置７１を目１０に対して前後に動かすことによって焦点の合ったアイリス画像を取得することができる。自動焦点合せ機能を付加していない構成の撮影装置７１は、このようにして焦点合わせができるので固定焦点レンズを使用することができ、装置を小型化することが可能である。

カメラの焦点がアイリス７に合ったときに被識別者８によってスイッチ７２または７３が押下されると、ＣＰＵ３５は、第１の実施の形態と同様に、アイリス画像を個人認識できる信号データに変換してメモリ３６に記憶させる。このとき、ＣＰＵ３５は、撮影装置３から入力される複数フレームのアイリス画像をメモリ３６に記憶させ続けておき、スイッチ５が押下されたことを検出すると、しばらくの間引き続きメモリ３６にアイリス画像を記憶させ続けた後、メモリ３６に記憶させた複数フレームのアイリス画像の中から登録または照合に用いるための条件を満たしているものを抽出し、それを個人認識できる信号データに変換してメモリ３６に記憶させる。そして、ＣＰＵ３５は、登録スイッチ７２が押下された場合はモニター２に登録済みのメッセージを表示して処理を終了し、照合スイッチ７３が押下さらた場合は予め登録してあるアイリスのパターンデータをメモリから読み出し、今回登録したアイリスのパターンデータと照合して、照合結果のメッセージをモニター２に表示して処理を終了する。

（第５の実施の形態）次に第５の実施の形態を説明する。第５の実施の形態は、アイリスを撮影する撮影装置にポインティングデバイス（マウスやジョイスティック、感圧パネル等）を搭載したものである。図１７、図１８は第５の実施の形態の撮影装置を示す斜視図である。

図１７、図１８において、第５の実施の形態の撮影装置１１１では、撮影部７６のフロントカバー７４側に照明検出センサ１１２を配置している。照明検出センサ１１２は反射部８２に配置されているので、アイリス撮影時に被写体から反射した発光素子８９の光が照明検出センサ１１２に入力される。照明検出センサ１１２はフロントカバー７４の内部に設けられている。

また把持部７７のフロントカバー７４側にはボールキャップ１１３が取付けられ、ボールキャップ１１３にはボール１１４が回転自在に配置されている。ボールキャップ１１３の上下部にはパット１１５が取付けられている。パット１１５は反射部８２の表面との段差を調整するためのもので、パット１１５の表面は反射部８２の面と同一平面状にある。これは、撮影装置１１１のフロントカバー７４側を机に伏せてマウス動作を行なうときに、リアカバー７５側を押してもがたつかないようにするためである。

リアカバー７５には、右スイッチパット１１６と左スイッチパット１１７が設けられ、左右のスイッチパット１１６、１１７は後述するマウス動作の右スイッチおよび左スイッチを独立に押すことができるようにする。左右のスイッチパット１１６、１１７はそれぞれ支点１１８、１１９で回転でき、スイッチパット１１６、１１７の先端を押すことによりマウス動作の左右のスイッチを押すことができる。

また撮影装置１１１はケーブル１２０により外部装置に接続可能であり、ケーブル１２０はコネクタブロック１２１を有する。コネクタブロック１２１にはコネクタ１２２、１２３、１２４を有する。

図１９は第５の実施の形態の撮影装置の構成を示すブロック図である。図１９において、撮影装置１１１はカメラ部８８、照明部９０、照明検出センサ１１２、マウス部１３１および電源制御部１３２を有する。これら各部はコネクタを信号線を介してＰＣと接続できる。

マウス部１３１は、撮影装置１１１を任意の方向に移動させると、ボール１１４が撮影装置１１１の動きに同期して回転し、ボール１１４の回転量をＸ方向エンコーダ１３３とＹ方向エンコーダ１３４とで計測する。そのときの各方向の回転量あるいは回転量に関係した信号がマウスコネクタ１３５、信号線１３８およびコネクタ１２２を介して外部装置へ送られる。マウス部１３１は右スイッチ１３６および左スイッチ１３７を有し、これらのスイッチ１３６、１３７を押したときのオン／オフ信号もマウスコネクタ１３５、信号線１３８およびコネクタ１２２を介して外部装置へ送られる。

第５の実施の形態においては、アイリスを入力する場合、右スイッチ１３６を押下するとアイリス画像の登録を実行し、左スイッチ１３７を押下するとアイリス画像の照合を行なうように、外部装置（例えば、パソコン）に信号を送信する。なお、モニター２は、第４の実施の形態で説明したスイッチ７２とスイッチ７３が設けられた構成としてもよいし、これらが排除された構成としてもよい。

カメラ部８８、照明部９０および照明検出センサ１１２は電源制御部１３２に接続されている。照明検出センサ１１２は、被識別者８が撮影装置１１１を手に持ってアイリスを撮影する場合に、被識別者のアイリスまたは顔が照明部９０からの光を受けて明るくなるので、この明るさを検出する。そして照明検出センサ１１２は検出信号を電源制御部１３２に送信する。逆に、照明検出センサ１１２は、被識別者８が撮影装置１１１を机においてマウスとして使用する場合に、照明部９０からの光が入らないので明るさを検出しない。即ち、照明検出センサ１１２が明るさを検出したときはアイリス撮影を行なう場合であり、照明検出センサ１１２が明るさを検出しないときはマウス操作を行なっている場合である。電源制御部１３２は信号線１３８により照明検出センサ１１２に接続されている。電源制御部１３２は、照明検出センサ１１２からの信号によりカメラ部８８と照明部９０への入力電力をオン／オフ制御する。

電源制御部１３２は信号線１３９によりカメラ部８８のＣＣＤセンサ基板８７に接続され、信号線１４０により照明部９０の照明基板９３に接続されている。また電源制御部１３２は電源コネクタ１３９を介してコネクタ１２４に接続されている。カメラ部８８および照明部９０は電源制御部１３２により電源が供給される。

電源制御部１３２は、ＣＣＤセンサ基板８７と照明基板９３への入力電圧が異なる場合に、外部装置から電源の供給を受け、電源をそれぞれの基板８７、９３の仕様の電圧に変換して基板８７、９３に供給する。そのため、電源制御部１３２は、外部装置の電源がＡＣならばＡＣ／ＤＣ変換部とＤＣ／ＤＣ変換部の両方を備えた構成となる。なお、ＡＣ／ＤＣ変換部は、外部装置から電源制御部１３２にＤＣが供給される場合に不要となる。

カメラ部８８はＣＣＤコネクタ１４１が設けらている。ＣＣＤコネクタ１４１は信号線１４２によりＣＣＤセンサ基板８７に接続され、また信号線１４３によりコネクタ１２３に接続されている。即ち、ＣＣＤセンサ基板８７から出力される画像信号はＣＣＤコネクタ１４１を介してコネクタ１２３に送られる。

図２０は第５の実施の形態において撮影装置をパソコン（ＰＣ）に接続したときのシステムブロック図である。

図２０において、マウス部１３１に接続されたコネクタ１２２は、従来からあるマウスの信号線仕様に準拠しており、ＰＣ１５１のＣＰＵ１５２に接続されたマウス用信号線１５３と接続される。一方、カメラ部８８に接続されたコネクタ１２３は、影像信号を出力するので、信号線１５５を介してＰＣ１５１の画像入力部１５４に接続される。画像入力部１５４は、ＰＣ１５１がタワータイプやデスクトップタイプの場合、ＰＣ１５１本体のＩＳＡバスあるいはＰＣＩバスと接続できるキャプチャボードに相当するものである。よって、画像入力部１５４は、コネクタ１２３の仕様を上記キャプチャボードで使用されているもの（例えばピンジャック、ＢＮＣ等）と同じにしておくことで、同仕様の信号線１５５によりコネクタ１２３と接続できる。

また撮影装置１１１内の電源制御部１３２に接続されたコネクタ１２４は、信号線１５６により電源部１５７に接続されている。

ＣＰＵ１５２は、信号線１５８によりモニター１５９に接続され、信号線１６０によりキーボード１６１に接続され、信号線１６２によりプリンタ１６３に接続されている。撮影装置１１１から入力される画像信号はＣＰＵ１５２で処理され、その処理結果がモニター１５９に出力表示される。また必要に応じてプリンタ１６３で印字出力される。

またＣＰＵ１５２は信号線１６４によりメモリ１６５に接続されている。メモリ１６５は被識別者のアイリス画像が登録されているとともに、新たに登録可能である。ＣＰＵ１５２は画像入力部１５４で入力されたアイリス画像をメモリ１６５に登録する機能を有するとともに、新たに入力されたアイリス画像と登録済みのアイリス画像を照合して一致しているか否かを判断する機能を有する。

以上の構成を有する第５の実施の形態におけるアイリス画像の入力動作を説明する。登録または照合の入力はマウス部１３１の右スイッチ１３６または左スイッチ１３７によって行なう。第５の実施の形態は、登録または照合のためのアイリス画像の入力を撮影装置１１１に設けられた右スイッチ１３６または左スイッチ１３７を押すことによって行なうので、第４の実施の形態に比してさらに扱いが容易になっており、また撮影装置１１１に対する被識別者の目の位置がづれにくくなっている。

また第５の実施の形態は、アイリス画像を入力する際に、被識別者８が撮影装置１１１を手にとって机から離すと、照明検出センサ１１２は環境光の明るさを検出して電源制御部１３２に検出信号を送り、電源制御部１３２は照明部９０に電源を供給する。これにより撮影装置１１１は、ＬＥＤ８９が発光して、アイリスが撮影できるようになる。なお、第5の実施の形態におけるアイリスの撮影からアイリス画像の取得までの動作は、前記第４の実施の形態と同様である。取得されたアイリス画像は、ＰＣ１５１の画像入力部１５４に入力され、さらにＣＰＵ１５２で登録または照合に用いられる。

アイリスの撮影が終了すると、撮影装置１１１は例えば机の上に置かれる。このとき撮影装置１１１はフロントカバー７４側を下に向けて置かれるので、フロントカバー７４側が暗くなる。これを照明検出センサ１１２が検出し、電源制御部１３２に対して暗くなったことを示す信号を送る。これにより電源制御部１３２は照明部９０への電源の供給を停止する。これにより消し忘れ等による不要な電力消費を防止することができる。

なお、明るさを検出する照明検出センサは第４の実施の形態の撮影装置７１にも設けてもよいことはいうまでもない。

第５の実施の形態は、近年のＰＣがマウスを接続する構成のものが増えつつあり、マウスと撮影装置とを別々にＰＣに接続すると机の上の作業スペースが狭くなるという問題を解決するものである。即ち、第５の実施の形態は、撮影装置１１１にポインティングディバイスであるマウスの機能を追加したので、作業スペースを狭くすることなく、１つの装置でマウスによる作業とアイリス画像の入力作業を行なうことができるという効果を奏する。

図２１、図２２は第５の実施の形態の撮影装置の変形例を示す斜視図である。この変形例は、マウス部をフロントカバー側ではなく、リアカバー側に設けたものである。図２１、図２２において、撮影装置１１１は、リアカバー７５の撮影部７６側にボールキャップ１１３が設けられ、このボールキャップ１１３にボール１１４が回転可能に取付けられている。

ボール１１４をリアカバー７５側に設けることにより、被識別者８は撮影装置１１１を手に持ってアイリスを撮影している状態でも指でボール１１４を回転させることができる。これにより、例えば、被識別者８は、撮影装置１１１を目１０に向けたままの状態でボール１１４を指で動かしてモニター１５９に表示されたアイコンを選択し、アイリス画像入力装置に異なるアプリケーションを起動させることが可能となる。

第１の実施の形態によるアイリス画像入力装置の構成図である。 図１に示した撮影装置の構成を示す詳細図である。 図１に示したアイリス画像入力装置のシステムブロック図である。 第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 目の画像と幾何学模様との対応を示す図である。 幾何学模様、目の状態、被識別者への指示とを対応させたテーブルである。 第３の実施の形態の操作パネルを示すモニター画面である。 目の画像から抽出した瞳孔の位置を示す図である。 第３の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。 第４の実施の形態によるアイリス画像入力装置の構成図である。 第４の実施の形態の撮影装置を示す斜視図である。 第４の実施の形態の撮影装置を示す斜視図である。 撮影装置の内部構造を示す切欠斜視図である。 撮影装置の内部ユニットを示す斜視図である。 撮影装置の内部を示す側面説明図である。 第４の実施の形態のアイリス画像入力装置のシステムブロック図である。 第５の実施の形態の撮影装置を示す斜視図である。 第５の実施の形態の撮影装置を示す斜視図である。 第５の実施の形態の撮影装置の構成を示すブロック図である。 撮影装置をＰＣに接続した場合のシステムブロック図である。 第５の実施の形態の変形例を示す斜視図である。 第５の実施の形態の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 認識装置
２ モニター
３ 撮影装置
４ 撮影穴
５ スイッチ
６ ケーブル
７ アイリス
８ 被識別者
９ 手
１０ 目
１１ 他方の目

Claims (2)

1. アイリスの画像を取得する撮影装置と、
   前記撮影装置が取得したアイリス画像に基づいてアイリスに関する情報を登録または照合する認識装置と、
   前記撮影装置が取得したアイリス画像を表示するモニターとを有し、
   前記モニターに、被識別者の眼の黒目部分の輪郭を変換して形成され、被識別者の眼の開け方の状態を表す幾何学模様を表示することを特徴とするアイリス画像入力装置。
2. アイリスの画像を取得する撮影装置と、
   前記撮影装置が取得したアイリス画像に基づいてアイリスに関する情報を登録または照合する認識装置と、
   前記撮影装置が取得したアイリス画像を表示するモニターとを有し、
   前記モニターに、被識別者の眼の黒目部分の輪郭を変換して形成され、被識別者の眼の開け方の状態を表す幾何学模様を表示し、
   前記幾何学模様は、合焦点が近辺にあるのか否かを示す色に染められることを特徴とするアイリス画像入力装置。

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