JP7482380B2

JP7482380B2 - 撮像装置

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Publication number: JP7482380B2
Application number: JP2021554440A
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Inventors: 有加荻野; 慶一蝶野
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Filing date: 2019-11-05
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Description

本発明は、虹彩認証に用いられる撮像装置に関する。

特許文献１には、認証対象者の通行経路の傍に遠方から虹彩を撮影できる虹彩カメラを鉛直方向に複数個並べて配置しておき、認証装置が当該虹彩カメラで撮像された虹彩画像を用いて認証対象者の虹彩認証を行う虹彩認証システムが開示されている。

国際公開第２００９／０１６８４６号

特許文献１に例示されている虹彩認証システムにおいては、認証対象者の視線が、複数の虹彩カメラのうち、虹彩画像の撮像に最適な高さに配置されている虹彩カメラ以外のカメラに向いてしまうと、虹彩認証の精度低下を招く可能性があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑み、虹彩認証の精度を向上できる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、認証対象者の顔を撮像する可視光カメラと、前記可視光カメラが収容された筺体において垂直方向の異なる高さに配置され、前記認証対象者の虹彩を含む両目の画像を撮像する複数の赤外光カメラと、複数の前記赤外光カメラの各々の受光面を覆いつつ、前記可視光カメラの受光面を覆わないように前記筺体に設けられ、赤外域に通過帯域を有し、可視域に阻止帯域を有する光学フィルタと、前記複数の赤外光カメラから前記認証対象者の目の領域を撮像するための赤外光カメラを選択し、前記複数の赤外光カメラにそれぞれ対応する高さに設置された複数の視線誘導部のうち前記選択された赤外光カメラに対応する視線誘導部の発光を制御し、前記選択された赤外光カメラに対応する視線誘導部を見るよう表示部の表示を制御し、前記認証対象者の両目間の距離と目の通常の大きさとに基づいて、前記選択された赤外光カメラにおいて高速で読み出すべき注視領域を決定し、前記注視領域に前記虹彩が含まれるように前記選択された赤外光カメラの撮像処理を制御する制御装置と、を備える撮像装置が提供される。

本発明によれば、虹彩認証の精度を向上できる撮像装置を提供することができる。

第１実施形態における虹彩認証システムの全体構成例を示すブロック図である。第１実施形態における撮像装置の斜視図である。第１実施形態における撮像装置の正面図である。第１実施形態における撮像装置の透過側面図である。第１実施形態における撮像装置の鉛直方向における視野範囲を説明する図である。第１実施形態における制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。第１実施形態における認証装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。第１実施形態における虹彩認証システムの処理の一例を示すシーケンス図である。第２実施形態における撮像装置の斜視図である。第２実施形態における虹彩認証システムの処理の一例を示すシーケンス図である。第３実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の斜視図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の正面図である。変形実施形態における撮像装置の斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を説明する。図面において同様の要素又は対応する要素には同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化することがある。

［第１実施形態］
図１は、虹彩認証システム１の全体構成例を示すブロック図である。虹彩認証システム１は、認証対象者であるユーザＵの虹彩を撮像し、撮像画像と登録されている虹彩画像とを照合することにより認証を行う。虹彩の模様は、万人不同かつ終生不変である。そのため、認証処理時に取得した虹彩の模様と、データベースに予め登録されている虹彩画像とを照合することにより本人確認が可能である。

本実施形態における虹彩認証システム１は、例えば、各種施設への入退場のための本人確認、空港・海港・国境における入出国のための本人確認、行政機関における本人確認等に適用され得る。

図１に示されるように、虹彩認証システム１は、撮像装置１０、制御装置２０及び認証装置３０を備える。各装置は、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等のネットワークＮＷに接続されている。

撮像装置１０は、制御装置２０から入力された制御情報に基づいて認証領域に存在するユーザＵを撮像し、撮像した画像を制御装置２０へ出力する。本実施形態における撮像装置１０は、可視光カメラ１１、虹彩撮像用カメラ１２、バンドパスフィルタ１３、ハーフミラー１４及び表示部１５を備える。

可視光カメラ１１は、ユーザＵの顔、目等の画像を可視光により撮像する撮像装置である。可視光カメラ１１は、認証対象者の顔の少なくとも一部を含む全体画像（第１画像）を撮像する。可視光カメラ１１には、制御装置２０における画像処理に適するように、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等を用いたデジタルカメラが用いられ得る。なお、可視光カメラ１１は、ユーザＵに向けて照明光を照射する光源を更に備え得る。

虹彩撮像用カメラ１２は、赤外光照射装置１２ａ及び赤外光カメラ１２ｂからなる撮像装置であり、ユーザＵの眼の画像（第２画像）を赤外光により撮像する。すなわち、本実施形態における撮像装置１０は、異なる波長域の光でユーザＵをそれぞれ撮像する２種類のカメラを有している。

赤外光照射装置１２ａは、赤外光ＬＥＤ等の赤外光を発する発光素子を含む。赤外光照射装置１２ａから照射される赤外光の波長は、例えば、８００ｎｍ程度の近赤外領域であり得る。

赤外光カメラ１２ｂは、赤外光に対して感度を有するように構成された受光素子を含む。赤外光カメラ１２ｂは、ＣＭＯＳメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等を用いたデジタルカメラが用いられ得る。赤外光照射装置１２ａから赤外光をユーザＵの目に照射し、虹彩で反射した赤外光を赤外光カメラ１２ｂで撮像することにより、虹彩認証に用いられる虹彩画像を含む目の画像を取得する。赤外光により撮像された虹彩画像を取得することにより、虹彩の色によらず高コントラストな画像が得られ、かつ角膜による反射の影響を低減することができる。

バンドパスフィルタ１３は、赤外域に通過帯域を有し、可視域に阻止帯域を有する光学フィルタである。すなわち、バンドパスフィルタ１３は、ユーザＵ側から入射する可視光を透過させず、所望の波長の赤外光を選択的に透過させることができる。

ハーフミラー１４は、ユーザＵ側から入射する可視光の一部を反射しつつ、可視光の他の部分を透過する。また、本実施形態におけるバンドパスフィルタ１３及びハーフミラー１４は、可視光を反射する鏡面を有している。これにより、ユーザＵは、バンドパスフィルタ１３及びハーフミラー１４の鏡面に映っている自身の顔を確認できる。

表示部１５は、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等であって、動画、静止画、文字等により虹彩認証に関連する情報を表示する。表示部１５の表示態様は、例えば、「通行可」、「通行不可」等の文字、「丸印」、「X印」等の図形、「赤色」、「緑色」等の色等により進入の可否を示すものであり得るが、特に限定されない。

制御装置２０は、撮像装置１０における各種の処理を制御するサーバ等のコンピュータである。具体的には、制御装置２０は、可視光カメラ１１で撮像された全体画像に基づいてユーザＵ（認証対象者）の目の位置を検出し、ユーザＵの目の高さに応じた赤外光カメラ１２ｂを選択し、ユーザＵの虹彩を撮像させる。

また、制御装置２０は、赤外光カメラ１２ｂで撮像された目の画像から虹彩画像を抽出するとともに、当該虹彩画像に基づく虹彩認証の実行を認証装置３０に要求する。そして、制御装置２０は、認証装置３０における認証結果を表示部１５に表示する。なお、表示部１５に文字等が表示されている状態においては、ユーザＵの視線が表示部１５の方に誘導され易いことから、制御装置２０は赤外光カメラ１２ｂによってユーザＵの虹彩を撮像する前に表示部１５を非表示に制御すると好適である。

認証装置３０は、制御装置２０からの認証要求に応じて認証処理を実行するサーバ等のコンピュータである。具体的には、認証装置３０は、赤外光カメラ１２ｂによって撮像された虹彩画像（あるいは特徴量）と、生体情報データベース３１に登録された登録虹彩画像（あるいは特徴量）との照合処理を実行し、その照合結果に基づいてユーザＵの認証を行う。

生体情報データベース３１は、登録者の生体情報を記憶するデータベースである。具体的には、生体情報データベース３１は、登録者の左右の目の画像、目の画像から検出された虹彩画像、虹彩画像から算出された虹彩の特徴量等を登録者のＩＤと関連付けて記憶する。なお、生体情報データベース３１は、認証装置３０から独立した別の装置として構成される場合もあり得る。

続いて、図２乃至図４を参照しながら、撮像装置１０の構造について説明する。図２は、撮像装置１０の斜視図である。図３は、撮像装置１０の正面図である。図４は、撮像装置１０の透過側面図である。

図２では、バンドパスフィルタ１３、ハーフミラー１４及び表示部１５は、筺体１６の同一面側に配置されている。バンドパスフィルタ１３は、鉛直方向においてハーフミラー１４の上方に配置されている。一方、表示部１５は、鉛直方向においてハーフミラー１４の下方に配置されている。なお、筺体１６の内部には、上述した可視光カメラ１１及び虹彩撮像用カメラ１２が収容される（図３及び図４参照）。

また、筺体１６の底部は、支柱１７の上端部に接続されている。支柱１７の長さは、認証対象者の身長の範囲に応じて適宜変更され得る。また、支柱１７には、可視光カメラ１１、虹彩撮像用カメラ１２（赤外光照射装置１２ａ／赤外光カメラ１２ｂ）及び表示部１５の電源ケーブル（不図示）を中心軸に沿って通せる内部空間が形成されていると好適である。支柱１７の下端部は、円盤形状の支持台１８に接続されている。

図３では、バンドパスフィルタ１３と、ハーフミラー１４と、表示部１５の前面を覆うカバー１５ａ（図４参照）とを筺体１６から取り外した状態が示されている。図３及び図４に示されるように、正面視で筺体１６の左側には、４台の赤外光照射装置１２ａが鉛直方向、かつ、一直線上に並んで配置されている。また、４台の赤外光照射装置１２ａの右側には、３台の赤外光カメラ１２ｂが鉛直方向、かつ、一直線上に並んで配置されている。

図４に示されるように、バンドパスフィルタ１３は、複数の赤外光カメラ１２ｂの各々の受光面を覆いつつ、可視光カメラ１１の受光面を覆わないように筺体１６に１つのみ設けられている。このため、所定の波長の赤外光のみが赤外光カメラ１２ｂに選択的に入射できる。また、筺体１６への取り付けが容易であり、かつ、製造コストも抑制できる利点がある。

一方、ハーフミラー１４は、可視光カメラ１１の受光面を覆うように設けられている。赤外光は可視光カメラ１１へ入射されないため、制御装置２０は全体画像の中からユーザＵの顔（特に、目）を高精度で検出できる。

また、可視光カメラ１１は、赤外光カメラ１２ｂ及びバンドパスフィルタ１３の下方に配置されている。このため、可視光カメラ１１は、赤外光カメラ１２ｂ及びバンドパスフィルタ１３の上方に配置される場合よりもユーザＵの顔を撮像し易くなる。

また、３台の赤外光カメラ１２ｂは、鉛直方向において一定の間隔Ｄ１で配置されている。これにより、撮像対象となるユーザＵの目の高さ位置（あるいは身長の範囲）と虹彩の撮像に用いる赤外光カメラ１２ｂとの対応付けが、容易になっている。なお、最も低い位置にある赤外光カメラ１２ｂと可視光カメラ１１との間隔Ｄ２は、間隔Ｄ１と異なる長さでもよいし、同じ長さでもよい。

また、表示部１５の前面には、アクリル樹脂等から形成された透明なカバー１５ａが設けられている。なお、カバー１５ａの代わりにハーフミラー１４を設けてもよい。

更に、３台の赤外光カメラ１２ｂの各々の受光面は、鉛直方向において異なる高さの位置で一直線上に並んでいる。これにより、複数の赤外光カメラ１２ｂの各々の焦点位置は、鉛直方向において一直線上に揃う。

なお、複数の赤外光カメラ１２ｂの各々は、ユーザＵの両目の虹彩を同時に撮像することができるように画角の設定がなされていることが望ましい。この場合、一度の撮像で片目だけを撮像する場合と比べて多くの特徴を取得することができる。

図５は、撮像装置１０の鉛直方向における視野範囲を説明する図である。ここでは、撮像装置１０が配置されている位置Ｐ０から焦点距離ＦＬにある位置Ｐ１までユーザＵが移動したときに、３台の赤外光カメラ１２ｂのいずれかによって撮像処理が行われる場合が示されている。また、鉛直方向に並んでいる３台の赤外光カメラ１２ｂの視野範囲は、それぞれ破線により示されている。視野範囲ＡとＢ、ＢとＣは、位置Ｐ１において一部の領域がそれぞれ重なり合っている。そして、３つの視野範囲Ａ、Ｂ、Ｃは、全体として１つの大きな視野範囲を形成する。当該視野範囲の鉛直方向における長さは、符号Ｈにより示されている。なお、当該視野範囲の水平方向の長さは、３台の赤外光カメラ１２ｂの間で共通であるものとする。また、可視光カメラ１１の視野範囲Ｄは、ユーザＵの全身を撮像できるように広く設定されている。例えば、可視光カメラ１１から焦点距離ＦＬだけ離れた位置において、視野範囲Ｄは、鉛直方向に、地面から約３ｍの高さまでを含むように、可視光カメラ１１の画角が設定される。これにより、ユーザＵが赤外光カメラ１２ｂの焦点距離ＦＬにいるとき、可視光カメラ１１は、ユーザＵの身長によらずにユーザＵの足元から頭部までを概ね撮像できる。

一般に、虹彩認証を高精度で行うためには、ユーザＵが被写界深度に存在する間に高フレームレートで高解像度の画像を撮像する必要がある。しかし、汎用のカメラ１台によって要求される撮像画像の水準を満たすことは困難である。

これに対し、本実施形態の撮像装置１０では、赤外光カメラ１２ｂを鉛直方向に３台並べて配置するとともに、ユーザＵの目領域を撮像する赤外光カメラ１２ｂを選択する。この際、制御装置２０は、選択した赤外光カメラ１２ｂにおいて高速に読み出す注視領域も決定する。注視領域は、例えば水平方向に並ぶ両目の距離及び一般的な目の大きさを考慮して決定される。制御装置２０は、注視領域内に虹彩が含まれるように撮像装置１０の撮像処理を制御する。これにより、制御装置２０は、高解像度の虹彩画像を取得できる。すなわち、汎用の赤外光カメラ１２ｂを用いる場合でも、虹彩認証において要求される撮像画像の水準を満たすことができる。

図６は、制御装置２０のハードウェア構成例を示すブロック図である。制御装置２０は、演算、制御及び記憶を行うコンピュータとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０４、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０５、表示装置２０６及び入力装置２０７を備える。ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３、ＨＤＤ２０４、通信Ｉ／Ｆ２０５、表示装置２０６及び入力装置２０７は、バス２０８等を介して相互に接続される。

ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３及びＨＤＤ２０４に記憶されたプログラムに従って所定の動作を行うとともに、制御装置２０の各部を制御する機能を有するプロセッサである。ＲＡＭ２０２は、揮発性記憶媒体から構成され、ＣＰＵ２０１の動作に必要な一時的なメモリ領域を提供する。ＲＯＭ２０３は、不揮発性記憶媒体から構成され、制御装置２０の動作に用いられるプログラム等の必要な情報を記憶する。ＨＤＤ２０４は、不揮発性記憶媒体から構成され、処理に必要なデータ、制御装置２０の動作用プログラム等の記憶を行う記憶装置である。

通信Ｉ／Ｆ２０５は、イーサネット（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、４Ｇ等の規格に基づく通信インターフェースであり、他の装置との通信を行うためのモジュールである。

表示装置２０６は、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ等であって、動画、静止画、文字等の表示に用いられる。

入力装置２０７は、キーボード、ポインティングデバイス、ボタン等であって、制御装置２０の管理者による操作を受け付ける。表示装置２０６及び入力装置２０７は、タッチパネルとして一体に形成されていてもよい。

図７は、認証装置３０のハードウェア構成例を示すブロック図である。認証装置３０は、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、ＨＤＤ３０４、通信Ｉ／Ｆ３０５、表示装置３０６及び入力装置３０７を備える。ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、ＨＤＤ３０４、通信Ｉ／Ｆ３０５、表示装置３０６及び入力装置３０７は、バス３０８等を介して相互に接続される。認証装置３０の各装置の機能は、上述した制御装置２０と同様である。

なお、図６及び図７に示されているハードウェア構成は一例であり、これら以外の装置が追加されていてもよく、一部の装置が設けられていなくてもよい。また、一部の装置が同様の機能を有する別の装置に置換されていてもよい。また、本実施形態の一部の機能がネットワークＮＷを介して他の装置により提供されてもよく、本実施形態の機能が複数の装置に分散されて実現されてもよい。このように、図７及び図８に示されているハードウェア構成は適宜変更可能である。

図８は、本実施形態における虹彩認証システム１の処理の一例を示すシーケンス図である。

先ず、可視光カメラ１１は、認証領域に存在するユーザＵを撮像すると（ステップＳ１０１）、ユーザＵの全体画像を制御装置２０へ出力する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理は、一定周期で繰り返し行われる。

次に、制御装置２０は、可視光カメラ１１から受信した全体画像の中からユーザＵの顔を検出すると（ステップＳ１０３）、ユーザＵの目の高さ位置を算出する（ステップＳ１０４）。

次に、制御装置２０は、複数の赤外光カメラ１２ｂのうちから、ステップＳ１０４において算出された目の高さに応じた赤外光カメラ１２ｂを１台選択する（ステップＳ１０５）。

次に、制御装置２０は、ステップＳ１０５において選択した赤外光カメラ１２ｂに対してユーザＵの虹彩を撮像させる撮像制御情報を出力する（ステップＳ１０６）。すなわち、制御装置２０は、ユーザＵの顔に向けて複数の赤外光照射装置１２ａから赤外光を照射させるとともに、ユーザＵの目の高さ位置を視野範囲に含む赤外光カメラ１２ｂにユーザＵの目を撮像させる制御を行う。

なお、赤外光は、複数の赤外光照射装置１２ａのうち、少なくともユーザＵの目の高さ位置に応じた赤外光照射装置１２ａからユーザＵの顔方向に照射される。例えば、図３の例では、最も高い位置にある赤外光カメラ１２ｂで撮像処理を行う場合には、当該撮像処理と同期して、最も高い位置と中央の位置の一方あるいは両方の赤外光照射装置１２ａからユーザＵの顔方向に赤外光を照射するとよい。

次に、赤外光カメラ１２ｂは、制御装置２０から受信した撮像制御情報に基づいてユーザＵの目を撮像すると（ステップＳ１０７）、目の画像を制御装置２０へ出力する（ステップＳ１０８）。なお、本実施形態において複数の赤外光カメラ１２ｂの各々が撮像する目の画像の大きさは、１画像に両目を含むように設定されている。ステップＳ１０７及びステップＳ１０８の処理は、所定のフレームレートで繰り返し実行される。

次に、制御装置２０は、赤外光カメラ１２ｂからユーザＵの目の画像を取得すると、当該目の画像において両目の虹彩の位置を特定し、両目分の虹彩画像を抽出する（ステップＳ１０９）。

次に、制御装置２０は、ユーザＵの両目分の虹彩画像に基づく認証要求を認証装置３０へ送信する（ステップＳ１１０）。

認証装置３０は、制御装置２０から認証要求を受信すると、ユーザＵの両目分の虹彩画像と、生体情報データベース３１に予め記憶されている登録者の虹彩画像とを照合する。認証装置３０は、当該照合処理の照合結果に基づいて虹彩認証を実行し（ステップＳ１１１）、制御装置２０へ認証結果を送信する（ステップＳ１１２）。

制御装置２０は、認証装置３０から認証結果を受信すると、表示部１５に認証結果を表示させる表示制御情報を出力する（ステップＳ１１３）。表示部１５は、制御装置２０から入力された表示制御情報に基づいて認証結果を画面表示する（ステップＳ１１４）。

一般に虹彩認証等の画像を用いた認証方法では、ユーザの顔を正面から撮像した画像を用いることで認証精度が向上する。しかし、ユーザＵが外部から複数のカメラを視認できる状態の場合には、ユーザＵは虹彩画像の撮像に最適な高さにあるカメラ以外のカメラの方を見てしまう問題が生じ得る。

これに対し、本実施形態では、複数の赤外光カメラ１２ｂの各々の受光面は、一つのバンドパスフィルタ１３（光学フィルタ）によって、纏めて覆われる。すなわち、本実施形態の撮像装置１０は、ユーザＵが複数の赤外光カメラ１２ｂを外部から視認できない構成であるため、ユーザＵは撮像装置１０に対して自然と正面を向くようになり、上述のような問題は生じない。以上により、本実施形態によれば、撮像装置１０はユーザＵの顔を正面に位置する赤外光カメラ１２ｂによって撮像できるため、認証装置３０はユーザＵの虹彩認証をより高精度に行うことができる。

特に、本実施形態におけるバンドパスフィルタ１３は、ユーザＵ側から見たときに鏡面として視認される。バンドパスフィルタ１３にはユーザＵの像が映る。ユーザＵは、バンドパスフィルタ１３に映る自身の顔を直視するため、撮像装置１０に対して自然と正対する。このように、ユーザＵが自身の顔を鏡面上で確認し易く構成されているため、虹彩認証の精度を更に向上させることができる。

［第２実施形態］
以下、第２実施形態における虹彩認証システム１について説明する。以下では主として第１実施形態との相違点について説明するものとし、共通部分については説明を省略又は簡略化する。

図９は、本実施形態における撮像装置１０の斜視図である。図９に示されるように、本実施形態における撮像装置１０は、バンドパスフィルタ１３の面内に３つの視線誘導部１０１を更に備えている。３つの視線誘導部１０１は、図３に示す３つの赤外光カメラ１２ｂの位置と対応する高さに配置されている。視線誘導部１０１は、複数の赤外光カメラ１２ｂのいずれかの高さにユーザＵの視線を誘導するための部材である。

また、撮像装置１０は、筺体１６の側面にインジケータ１０２を更に備えている。インジケータ１０２は、装置の稼動状況を示す部材である。視線誘導部１０１及びインジケータ１０２としては、例えば複数種の色で発光可能なＬＥＤ等が用いられると好適である。

制御装置２０は、例えば、最も高い位置にある赤外光カメラ１２ｂにおいて撮像処理を実行させる場合には、最も高い位置にある視線誘導部１０１のみを発光させることでユーザＵの視線を所望の方向に誘導できる。また、インジケータ１０２は、例えば、「赤色」により「装置の停止中」、「緑色」により「装置の稼働中」の稼働状況を示すものであり得るが、特に限定されない。

図１０は、本実施形態における虹彩認証システム１の処理の一例を示すシーケンス図である。

先ず、可視光カメラ１１は、認証領域に存在するユーザＵを撮像すると（ステップＳ２０１）、ユーザＵの全体画像を制御装置２０へ出力する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理は、一定周期で繰り返し行われる。

次に、制御装置２０は、可視光カメラ１１から受信した全体画像の中からユーザＵの顔を検出すると（ステップＳ２０３）、ユーザＵの目の高さ位置を算出する（ステップＳ２０４）。

次に、制御装置２０は、複数の赤外光カメラ１２ｂのうちから、ステップＳ２０４において算出された目の高さに応じた赤外光カメラ１２ｂ及び視線誘導部１０１をそれぞれ１つ選択する（ステップＳ２０５）。

次に、制御装置２０は、ステップＳ２０５において選択した視線誘導部１０１に対してユーザＵの視線方向を誘導させるために点灯制御情報を出力する（ステップＳ２０６）。これにより、ステップＳ２０５で選択された視線誘導部１０１は、制御装置２０からの点灯制御情報に基づいて点灯する（ステップＳ２０７）。すなわち、制御装置２０は、ユーザＵの目の高さ位置に対して正面方向に位置する赤外光カメラ１２ｂに向けてユーザＵの視線を誘導するために、選択された赤外光カメラ１２ｂに対応する視線誘導部１０１のみを点灯させる制御を行う。

次に、制御装置２０は、ユーザＵに対して虹彩認証に関する案内メッセージを表示するために、表示部１５に表示制御情報を出力する（ステップＳ２０８）。表示部１５は、制御装置２０からの表示制御情報に基づいて案内メッセージを画面表示する（ステップＳ２０９）。表示部１５には、例えば「認証を開始しますので、鏡に映っている顔を見てください。」、「点灯中のＬＥＤの方向を見てください。」等の案内メッセージが表示されるが、これに限定されない。制御装置２０は、全体画像の画像解析結果（すなわち上述したステップＳ２０３又はＳ２０４における処理の結果）に基づいて「認証処理に失敗しました。目を撮影しますので、正面を向いてください。」、「サングラスを外してください。」等のエラーメッセージを表示部１５に表示させてもよい。

次に、制御装置２０は、ステップＳ２０５において選択した赤外光カメラ１２ｂに対してユーザＵの虹彩を撮像させる撮像制御情報を出力する（ステップＳ２１０）。すなわち、制御装置２０は、ユーザＵの顔に向けて複数の赤外光照射装置１２ａから赤外光を照射させるとともに、ユーザＵの目の高さ位置を視野範囲に含む赤外光カメラ１２ｂにユーザＵの目を撮像させる制御を行う。

次に、赤外光カメラ１２ｂは、制御装置２０から受信した撮像制御情報に基づいてユーザＵの目を撮像すると（ステップＳ２１１）、目の画像を制御装置２０へ出力する（ステップＳ２１２）。なお、本実施形態において複数の赤外光カメラ１２ｂの各々が撮像する目の画像の大きさは、１画像に両目を含むように設定されている。ステップＳ２１１及びステップＳ２１２の処理は、所定のフレームレートで繰り返し実行される。

次に、制御装置２０は、赤外光カメラ１２ｂからユーザＵの目の画像を取得すると、当該目の画像において両目の虹彩の位置を特定し、両目分の虹彩画像を抽出する（ステップＳ２１３）。

次に、制御装置２０は、ユーザＵの両目分の虹彩画像に基づく認証要求を認証装置３０へ送信する（ステップＳ２１４）。

認証装置３０は、制御装置２０から認証要求を受信すると、ユーザＵの両目分の虹彩画像と、生体情報データベース３１に予め記憶されている登録者の虹彩画像とを照合する。認証装置３０は、当該照合処理の照合結果に基づいて虹彩認証を実行し（ステップＳ２１５）、制御装置２０へ認証結果を送信する（ステップＳ２１６）。

制御装置２０は、認証装置３０から認証結果を受信すると、表示部１５に認証結果を表示させる表示制御情報を出力する（ステップＳ２１７）。表示部１５は、制御装置２０から入力された表示制御情報に基づいて認証結果を画面表示する（ステップＳ２１８）。

本実施形態によれば、鉛直方向において異なる高さに配置されている複数の赤外光カメラ１２ｂに対応する複数の視線誘導部１０１を更に備えている。これにより、第１実施形態の場合よりもユーザＵの視線を所望の方向に誘導できるため、虹彩認証の精度を更に高めることができる。

［第３実施形態］
図１１は、第３実施形態における撮像装置１００の構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、可視光カメラ１００Ａ、複数の赤外光カメラ１００Ｂ及び光学フィルタ１００Ｃを備える。可視光カメラ１００Ａは、ユーザの顔を撮像する。複数の赤外光カメラ１００Ｂは、可視光カメラ１００Ａと同一の筺体に設けられ、ユーザの虹彩を撮像する。光学フィルタ１００Ｃは、複数の前記赤外光カメラ１００Ｂの各々の受光面を覆いつつ、可視光カメラ１００Ａの受光面を覆わないように筺体に設けられ、赤外域に通過帯域を有し、可視域に阻止帯域を有する。本実施形態によれば、虹彩認証の精度を向上できる。

［変形実施形態］
本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。

上述した実施形態では、制御装置２０は、可視光カメラ１１において撮像された全体画像からユーザＵの目の高さを算出し、異なる高さの複数の赤外光カメラ１２ｂのうち、目の高さに応じた１台の赤外光カメラ１２ｂを選択していた。しかし、複数の赤外光カメラ１２ｂによる撮像処理と、可視光カメラ１１による撮像処理を並列に行うように構成することもできる。

制御装置２０は、例えば、複数の赤外光カメラ１２ｂからそれぞれ入力された画像の中から、全体画像に基づいて算出された目の高さに応じた最適な目の画像を選択し、虹彩画像を抽出すればよい。この場合、全体画像の撮像時間と目の画像の撮像時間とを同期させることができるので、ユーザＵの目の高さが時間的に揺らいでいる場合（例えばユーザＵが歩行中）であっても、全体画像に基づいて算出された目の高さに応じた最適な目の画像を選択できる。また、隣接している２台の赤外光カメラ１２ｂの視野範囲が重複する領域内にユーザＵの目が位置する場合には、２つの虹彩画像のうちから、より適切な虹彩画像を選択して認証に用いることが可能になる。

上述した実施形態では、可視光カメラ１１は、鉛直方向に並ぶ複数の赤外光カメラ１２ｂ及びバンドパスフィルタ１３の下方に配置されていた。しかし、可視光カメラ１１と複数の赤外光カメラ１２ｂの位置関係は、特に限定されない。可視光カメラ１１は、例えば、鉛直方向に並ぶ複数の赤外光カメラ１２ｂの側方に配置されてもよい。図１２及び図１３は、変形実施形態における撮像装置１０の正面図及び斜視図である。図１２では、可視光カメラ１１は、中央に位置する赤外光カメラ１２ｂの右側に配置されている。図１３では、図１２に示される可視光カメラ１１の配置に対応して、ハーフミラー１４がバンドパスフィルタ１３の右側に配置されている。この場合、可視光カメラ１１と複数の赤外光カメラ１２ｂの高さを近付けることができるため、複数の赤外光カメラ１２ｂの中から、適切な赤外光カメラ１２ｂを選択可能になる。

図１４乃至図２３は、変形実施形態における撮像装置１０の正面図である。各図に示されるように、筺体１６の同一面側における複数の赤外光照射装置１２ａ、複数の赤外光カメラ１２ｂ及び表示部１５の位置関係は、特に限定されない。また、各装置の台数や形状も特に限定されない。

例えば、表示部１５は、上述の実施形態（図３参照）とは異なり、鉛直方向において複数の赤外光照射装置１２ａ及び複数の赤外光カメラ１２ｂの上方に配置されてもよい（図１４及び図１５参照）。また、表示部１５は、横方向（水平方向）よりも縦方向（鉛直方向）に長い形状でもよく、縦方向の長さを適宜変更してもよい（図１６及び図１７参照）。

また、可視光カメラ１１は、表示部１５が鉛直方向において複数の赤外光照射装置１２ａ及び複数の赤外光カメラ１２ｂの上方に配置されている場合、表示部１５と複数の赤外光カメラ１２ｂの間に配置されてもよい（図１５参照）。

また、可視光カメラ１１は、水平方向において中央に配置されてもよい（図１４、図１９、図２０、図２２、図２３参照）。可視光カメラ１１は、鉛直方向において複数の赤外光照射装置１２ａと一直線上に並ばなくてもよい（図１４、図１６、図１８、図１９、図２０、図２３参照）。

また、可視光カメラ１１は、複数の赤外光カメラ１２ｂの左側に配置されてもよいし（図１８参照）、複数の赤外光カメラ１２ｂの上方に配置されてもよい（図１５、図１９、図２０参照）。

また、複数の赤外光照射装置１２ａ及び複数の赤外光カメラ１２ｂは、鉛直方向において一直線上、かつ、交互に配置されてもよい（図１６及び図１７参照）。この場合、表示部１５及び可視光カメラ１１は、複数の赤外光照射装置１２ａ及び複数の赤外光カメラ１２ｂの右側に配置されてもよい（図１６及び図１７参照）。また、複数の赤外光カメラ１２ｂは、その一部が複数の赤外光照射装置１２ａの下方に配置されてもよい（図２０参照）。

また、赤外光照射装置１２ａ及び赤外光カメラ１２ｂのそれぞれの台数は、増減してもよい（図２１、図２２、図２３参照）。図２１の例では、赤外光カメラ１２ｂは、４台の赤外光照射装置１２ａを中心として左右対称に３台ずつ、合計６台設けられている。また、左右２列に分かれている赤外光カメラ１２ｂの配置に対応するように、２台の可視光カメラ１１が左右に並んで設けられている。逆に、図２２の例では、赤外光照射装置１２ａは、３台の赤外光カメラ１２ｂを中心として左右対称に４台ずつ、合計８台設けられている。また、複数の赤外光カメラ１２ｂが鉛直方向の異なる軸線上に分かれて配置されてもよい。図２３の例では、４台の赤外光照射装置１２ａと４台の赤外光カメラ１２ｂが左右方向（水平方向）において２列に分かれ、かつ、左右方向及び上下方向（鉛直方向）において交互に配置されている。

上述した実施形態では、認証装置３０は、虹彩画像に基づく一要素認証を行っていた。しかし、認証装置３０は、顔画像及び虹彩画像の両方を用いて照合を行い、両者の結果を統合して認証を行う二要素認証を行ってもよい。制御装置２０は、例えば、可視光カメラ１１から入力された全体画像の中からユーザＵの顔画像を検出し、赤外光カメラ１２ｂから取得した虹彩画像とともに顔画像を認証装置３０へ送信してもよい。

上述した実施形態では、撮像装置１０の支持台１８から筺体１６までの高さが一定である構成について説明したが、高さを変更できるように構成してもよい。図２４は、変形実施形態における撮像装置１０の斜視図である。ここでは、支柱１７の下部に、鉛直方向に筺体１６を駆動可能な駆動装置１０３を更に備える構成が示されている。制御装置２０は、例えば、全体画像に基づいてユーザＵの目の高さを算出すると、目の高さに合わせて筺体１６を昇降させる駆動制御情報を駆動装置１０３に出力し得る。駆動装置１０３は、駆動制御情報に基づいて、筺体１６の高さを調整する。例えば、駆動装置１０３はモータを備え、モータが発生する駆動力によって、鉛直方向に筺体１６を駆動する。この場合、複数の認証対象者の身長に柔軟に対応することが可能になる。

虹彩認証システム１の構成は一例であり、撮像装置１０、制御装置２０及び認証装置３０以外の装置を更に備えていてもよい。例えば、認証装置３０における認証結果に基づいて開閉する開閉部材（例えば扉）とユーザＵの移動経路を画定するガイド部材（例えばロープ、フェンス、誘導灯）とを有するゲート装置を更に備えてもよい。また、ユーザＵの身長を推定するために、可視光カメラ１１及び赤外光カメラ１２ｂ以外の別のカメラを更に備えてもよい。これにより、虹彩認証によるゲートシステムを容易に構築できる。

また、撮像装置１０及び制御装置２０は同一の装置内に一体に設けられていてもよく、離れた場所に設けられていてもよい。同様に、制御装置２０と認証装置３０は同一の装置内に一体に設けられていてもよく、離れた場所に設けられていてもよい。

上述の実施形態の機能を実現するように該実施形態の構成を動作させるプログラムを記録媒体に記録させ、該記録媒体に記録されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も各実施形態の範疇に含まれる。すなわち、コンピュータ読取可能な記録媒体も各実施形態の範囲に含まれる。また、上述のプログラムが記録された記録媒体はもちろん、そのプログラム自体も各実施形態に含まれる。

該記録媒体としては例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード等を用いることができる。また該記録媒体に記録されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作して処理を実行するものも各実施形態の範疇に含まれる。

上述の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
ユーザの顔を撮像する可視光カメラと、
前記可視光カメラと同一の筺体に設けられ、前記ユーザの虹彩を撮像する複数の赤外光カメラと、
複数の前記赤外光カメラの各々の受光面を覆いつつ、前記可視光カメラの受光面を覆わないように前記筺体に設けられ、赤外域に通過帯域を有し、可視域に阻止帯域を有する光学フィルタと、
を備える撮像装置。

（付記２）
前記光学フィルタは、前記可視域の光を反射する鏡面を有する、
付記１に記載の撮像装置。

（付記３）
複数の前記赤外光カメラの各々の受光面は、一つの前記光学フィルタによって、纏めて覆われる、
付記１又は２に記載の撮像装置。

（付記４）
前記可視光カメラの受光面を覆うように設けられたハーフミラーを更に備える、
付記１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。

（付記５）
前記ハーフミラーは、前記ユーザ側から入射する前記可視域の光の一部を反射しつつ他の部分を前記可視光カメラ側に透過する、
付記４に記載の撮像装置。

（付記６）
複数の前記赤外光カメラは、前記ユーザの両目の前記虹彩を同時に撮像する、
付記１乃至５のいずれかに記載の撮像装置。

（付記７）
虹彩認証に関する情報を表示する表示部を更に備える、
付記１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。

（付記８）
装置の稼動状況を示すインジケータを更に備える、
付記１乃至７のいずれかに記載の撮像装置。

（付記９）
複数の前記赤外光カメラは、鉛直方向に並んで配置されている、
付記１乃至８のいずれかに記載の撮像装置。

（付記１０）
複数の前記赤外光カメラは、一定の間隔で配置されている、
付記９に記載の撮像装置。

（付記１１）
複数の前記赤外光カメラのいずれかの高さに前記ユーザの視線を誘導する視線誘導部を更に備える、
付記９又は１０に記載の撮像装置。

（付記１２）
前記可視光カメラは、鉛直方向に並ぶ複数の前記赤外光カメラの下方に配置されている、
付記９乃至１１のいずれかに記載の撮像装置。

（付記１３）
前記可視光カメラは、鉛直方向に並ぶ複数の前記赤外光カメラの側方に配置されている、
付記９乃至１１のいずれかに記載の撮像装置。

（付記１４）
付記１乃至１３のいずれかに記載された撮像装置と、
前記可視光カメラにおいて撮像された前記ユーザの前記顔を含む全体画像に基づいて前記撮像装置を制御する制御装置と、
前記赤外光カメラで撮像された虹彩画像に基づいて前記ユーザの虹彩認証を実行する認証装置と、
を備える虹彩認証システム。

（付記１５）
前記制御装置は、複数の前記赤外光カメラのうち、前記全体画像から得られた前記ユーザの目の高さに応じた前記赤外光カメラに前記虹彩を撮像させる、
付記１４に記載の虹彩認証システム。

（付記１６）
前記認証装置は、複数の前記赤外光カメラでそれぞれ撮像された前記虹彩画像のうち、前記全体画像から得られた前記ユーザの目の高さに応じた前記赤外光カメラで撮像された前記虹彩画像に基づいて前記虹彩認証を実行する、
付記１４に記載の虹彩認証システム。

（付記１７）
前記筺体を鉛直方向に駆動する駆動装置を更に備え、
前記制御装置は、前記全体画像から得られた前記ユーザの目の高さ位置に基づいて前記駆動装置の駆動を制御する、
付記１４に記載の虹彩認証システム。

（付記１８）
前記認証装置は、前記全体画像に基づいて前記ユーザの顔認証を実行し、前記顔認証及び前記虹彩認証の結果に基づいて前記ユーザを認証する、
付記１５に記載の虹彩認証システム。

ＮＷ・・・ネットワーク
１・・・虹彩認証システム
１０・・・撮像装置
１１・・・可視光カメラ
１２・・・虹彩撮像用カメラ
１２ａ・・・赤外光照射装置
１２ｂ・・・赤外光カメラ
１３・・・バンドパスフィルタ
１４・・・ハーフミラー
１５・・・表示部
１５ａ・・・カバー
１６・・・筺体
１７・・・支柱
１８・・・支持台
１０１・・・視線誘導部
１０２・・・インジケータ
１０３・・・駆動装置
２０・・・制御装置
３０・・・認証装置
３１・・・生体情報データベース

Claims

認証対象者の顔を撮像する可視光カメラと、
前記可視光カメラが収容された筺体において垂直方向の異なる高さに配置され、前記認証対象者の虹彩を含む両目の画像を撮像する複数の赤外光カメラと、
複数の前記赤外光カメラの各々の受光面を覆いつつ、前記可視光カメラの受光面を覆わないように前記筺体に設けられ、赤外域に通過帯域を有し、可視域に阻止帯域を有する光学フィルタと、
前記複数の赤外光カメラから前記認証対象者の目の領域を撮像するための赤外光カメラを選択し、前記複数の赤外光カメラにそれぞれ対応する高さに設置された複数の視線誘導部のうち前記選択された赤外光カメラに対応する視線誘導部の発光を制御し、前記選択された赤外光カメラに対応する視線誘導部を見るよう表示部の表示を制御し、前記認証対象者の両目間の距離と目の通常の大きさとに基づいて、前記選択された赤外光カメラにおいて高速で読み出すべき注視領域を決定し、前記注視領域に前記虹彩が含まれるように前記選択された赤外光カメラの撮像処理を制御する制御装置と、
を備える撮像装置。
前記光学フィルタは、前記可視域の光を反射する鏡面を有する、
請求項１に記載の撮像装置。
複数の前記赤外光カメラの各々の受光面は、一つの前記光学フィルタによって、纏めて覆われる、
請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記可視光カメラの受光面を覆うように設けられたハーフミラーを更に備える、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記ハーフミラーは、前記認証対象者側から入射する前記可視域の光の一部を反射しつつ他の部分を前記可視光カメラ側に透過する、
請求項４に記載の撮像装置。
複数の前記赤外光カメラは、前記認証対象者の両目の前記虹彩を同時に撮像する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
虹彩認証に関する情報を表示する表示部を更に備える、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
装置の稼動状況を示すインジケータを更に備える、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
複数の前記赤外光カメラは、鉛直方向に並んで配置されている、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
請求項１乃至９のいずれか１項に記載された撮像装置と、
前記赤外光カメラで撮像された虹彩画像に基づいて前記認証対象者の虹彩認証を実行する認証装置と、
を備える、虹彩認証システム。