JPWO2006088042A1 - 生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法 - Google Patents

Abstract

認証装置は、被写体が自身の眼画像を撮影するときに眼の位置をその反射画像によって確認する誘導鏡と、誘導鏡の背後に配置されたレンズと、レンズの光軸に関して対称に配置されそれぞれを切り換えて発光させることができる近赤外光を発光する照明用ＬＥＤを備え、被写体の眼に照射される照明用ＬＥＤからの照明光の照射角度が異なる被写体の複数の眼画像を撮影し、その撮影された眼画像から、撮影された眼画像が偽造物によるものかどうかを判別して、虹彩認証を行う。

Description

本発明は、生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法に関する。

近年、入退室管理装置や個人情報等の重要な情報が記憶された情報装置等、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、バイオメトリクス情報を用いた様々な認証方法が実用化されてきている。バイオメトリクス情報とは、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、腕や手等の血管パターン等、被写体固有の情報である。

その中でも、本人認証率の高さや他人受入率の低さ等の信頼度の高さから、眼の虹彩部分の皺の模様の違いを利用した認証方法（以下、この認証方法を「虹彩認証方法」と記す）が提案され、特に高いセキュリティ性が必要な機器において実用化されている。

この虹彩認証方法では、被写体の眼を含む領域の画像（以下、「眼画像」と記す）を撮影し、その眼画像の虹彩領域を虹彩部分の皺の模様の違いが数値情報として表されるようにコード化して認証情報を作成する。そして、例えば、日本特許第３３０７９３６号公報に開示されているように、この認証情報をあらかじめ登録された認証情報（以下、「登録認証情報」と記す）と比較照合し、互いに一致すると判定された場合には、被写体があらかじめ登録された者であるとして認証する。また、虹彩画像は近赤外線付近の波長域で最も鮮明な画像が得られるため、このとき用いられる眼画像を撮像する装置には、可視光カットフィルタをレンズに取り付けたものが多い。

このような虹彩認証方法は、本人拒否率の低さや他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、高いセキュリティ性が求められる場所における認証方法として広く実用化され、優れた効果を発揮している。

しかし、一方で、前述のような虹彩認証方法においては、不正な行為を行おうとする者（以下、単に「不正な者」と記す）による、いわゆる「なりすまし」が行われる可能性があるという課題がある。ここで、「なりすまし」とは、「不正な者」が、あらかじめ登録された者の虹彩パターンを撮影してその虹彩パターンを印刷した写真やコンタクトレンズ、義眼等（以下、これらの物を「偽造物」と記す）を作成し、その偽造物を用いた不正な眼画像によってその登録された者になりすまして認証を受ける、あるいは偽造物による不正な眼画像を登録者の眼画像として登録することをいう。

こういった偽造物によるなりすましの課題を解決するために、例えば、日本特許公開公報２０００−３３０８０号などは次のような虹彩認証方法を開示する。すなわち、明るさの調節が可能な可視光を発光する照明部を備え、その照明光の明るさを変えることで被写体の眼に縮瞳（明るい光を感じることで瞳孔の径が縮む生体反応）を生じさせ、実際に縮瞳が生じたかどうかを検出することで眼画像が生体を撮影したものであるかどうかを判別し、なりすましを防止しようとするものである。

しかしながら、後者の虹彩認証方法においては、被写体に縮瞳を生じさせるために、周囲を暗くした環境の中に被写体をおき、あらかじめ被写体の眼を散瞳（周囲が暗いときに瞳孔の径が大きくなる生体反応）させておく必要があった。そのため、そのような虹彩認証方法を利用した撮影装置では、撮影装置の周囲を暗い環境に保っておかねばならず、設置場所が限定されるといった問題があった。

本発明の生体判別装置は、被写体の眼を含む領域に照明光を照射する照明部と、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影された眼画像における虹彩の明るさを検出する検出部と、検出された虹彩の明るさを撮影された複数の眼画像間で互いに比較し、比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別する判断部とを備えている。

この構成により、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された複数の眼画像間において少なくとも虹彩の明るさを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、本発明の生体判別装置は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射する照明部と、照明光を照射された被写体の眼を撮影する撮影部と、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出する検出部と、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域における明るさを互いに比較する判断部とを備え、判断部による比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別してもよい。

この構成によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができるので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することが可能になる。

また、本発明の生体判別方法は、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度を変えるステップと、それぞれ異なる照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出するステップと、検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出するステップと、算出された明るさの比を複数の眼画像間で互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備える。

この方法によれば、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された被写体の複数の眼画像間において虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、本発明の生体判別方法は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射するステップと、照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出するステップと、算出された明るさの比を異なる領域間において互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備えてもよい。

この方法によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができる。そして、撮影された眼画像の虹彩内における少なくとも２箇所の異なる領域における虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出し、それらを互いに比較しているので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能になる。

本発明によれば、設置場所に関する制限が少なく、不正な者が偽造物を用いてなりすましを行おうとしても偽造物による不正な眼画像であることを判別して不正な眼画像が登録される可能性や不正な眼画像が認証される可能性を低減することができる生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法を提供できる。

図１は本発明の実施の形態１における認証装置の概要を示す外観図である。 図２は本発明の実施の形態１における認証装置および照明用ＬＥＤと被写体の眼との位置関係を示す概略図である。 図３Ａは本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。 図３Ｂは本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。 図３Ｃは本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。 図３Ｄは本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。 図３Ｅは本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。 図４Ａは本発明の実施の形態１における認証装置において撮影された眼画像から算出された虹彩コントラストをグラフにして表した図である。 図４Ｂは本発明の実施の形態１における認証装置において撮影された眼画像から算出された虹彩コントラストをグラフにして表した図である。 図５Ａは本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図である。 図５Ｂは本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図である。 図５Ｃは本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図である。 図５Ｄは本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図である。 図６は本発明の実施の形態１における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図である。 図７は本発明の実施の形態１における眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の動作を示すフローチャートである。 図８は本発明の実施の形態１における認証装置の明るさ検出部において眼画像の虹彩および強膜の明るさを検出する領域を示した図である。 図９は本発明の実施の形態１における認証装置の概要の他の一例を示す外観図である。 図１０は本発明の実施の形態１における認証装置の概要のさらに他の一例を示す外観図である。 図１１は本発明の実施の形態１における認証装置の概要のさらに他の一例を示す外観図である。 図１２は本発明の実施の形態１における認証装置の概要のさらに他の一例を示す外観図である。 図１３は本発明の実施の形態２における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図である。 図１４は本発明の実施の形態２における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図である。 図１５は本発明の実施の形態３における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図である。 図１６は本発明の実施の形態３における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図である。 図１７は本発明の実施の形態４における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図である。 図１８は本発明の実施の形態４における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図である。 図１９は本発明の実施の形態４の他の例における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図である。

符号の説明

１，１００，２００，３００，３１０ 認証装置
１０，１０１，１０２ 照明部
１１ 照明制御部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 照明用ＬＥＤ
１３ 誘導鏡
２０，２０１，２１０ 撮影部
２１，２０２，２１１，２１２ レンズ
２２，２２１，２２２ 撮像素子
２３ 前処理部
３０，３０１ 画像信号処理部
３１ 瞳孔検出部
３２，３２１ 明るさ検出部
３３，３３１ 判断部
３４ 認証画像取得部
４０ 虹彩認証処理部
４１ 登録部
５０，５０１，５０２，５０３ 眼画像撮影装置
６０，６５ 指示部
６１，６６ 指示制御部
６２ スピーカー
７０ａ１，７０ａ２，７０ｂ１，７０ｂ２ 眼画像
７０ｃ１，７０ｃ２，７０ｄ１，７０ｄ２ 眼画像
７０ｅ１，７０ｅ２ 眼画像
１２１ 可動部
２０３ オートフォーカス制御部
２１３ 切り換え部

本発明の生体判別装置は、被写体の眼を含む領域に照明光を照射する照明部と、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影された眼画像における虹彩の明るさを検出する検出部と、検出された虹彩の明るさを撮影された複数の眼画像間で互いに比較し、比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別する判断部とを備える。

この構成により、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された複数の眼画像間において少なくとも虹彩の明るさを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、検出部は、撮影された眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出し、判断部は、検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出し、算出された明るさの比を撮影された複数の眼画像間で互いに比較する構成としてもよい。この構成によれば、撮影された被写体の複数の眼画像のそれぞれにおいて虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出し、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出するので、被写体の眼を照射する照明光の明るさのばらつきによる演算誤差等を低減することができ、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能となる。

また、検出部において検出される強膜の明るさが、撮影された複数の眼画像間で互いに一定となるような画像処理を、撮影された複数の眼画像に対して行う処理部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、画像処理によって検出部において検出される強膜の明るさを一定にすることができるので、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出する際の精度を向上させることができる。また、複数の眼画像間で強膜の明るさを同じにできるので、撮影された被写体の複数の眼画像間における虹彩の明るさの比較だけで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することもできる。

また、検出部において検出される強膜の明るさが一定となるように照明光の明るさを制御する制御部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、照明光の明るさを制御することで、検出部において検出される強膜の明るさを一定にすることができるので、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出する際の精度を向上させることができる。また、複数の眼画像間で強膜の明るさを同じにできるので、撮影された被写体の複数の眼画像間における虹彩の明るさの比較だけで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することもできる。

また、照明部は、撮影部の光軸上の所定の点からそれぞれ異なる距離に配置され、それぞれを切り換えて発光させることが可能な複数の発光素子を有し、撮影部は、複数の発光素子の発光の切り換えによってそれぞれ異なる照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成としてもよい。この構成によれば、撮影部の光軸上の一点からそれぞれ異なる距離に配置された少なくとも２つの発光素子を切り換えて発光させることで、少なくとも２つの異なる照射角度で被写体の眼を照射することができ、被写体の眼を照射する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することが可能となる。なお、ここで撮影部の光軸とは、撮影部が有するレンズの光軸のことをいう。

また、撮影部は、撮影部の光軸上における被写体の眼と撮影部との距離が異なる複数の被写体の眼を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成としてもよい。この構成によれば、撮影部の光軸上における被写体の眼と撮影部との距離を変えて眼画像を撮影することで、被写体の眼を照射する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することが可能となる。

また、撮影部は、光軸を互いに平行にした少なくとも２つの入光部を有し、少なくとも２つの入光部のそれぞれの光軸上において被写体の眼を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成としてもよい。この構成によれば、光軸を互いに平行にした少なくとも２つの入光部のそれぞれの光軸上において被写体の眼を撮影することで、被写体の眼を照射する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することが可能となる。

また、被写体に撮影位置の移動を指示する指示部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、被写体は指示部からの指示にもとづいて撮影位置を移動すればよく、撮影位置を移動しての眼画像の撮影が容易になる。

また、本発明の生体判別装置は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射する照明部と、照明光を照射された被写体の眼を撮影する撮影部と、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出する検出部と、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域における明るさを互いに比較する判断部とを備え、判断部による比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別してもよい。

この構成によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができるので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することが可能になる。

また、検出部は、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出し、判断部は、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出し、算出された明るさの比を異なる領域間において互いに比較する構成としてもよい。この構成によれば、撮影された眼画像において、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を隣接する領域間で算出し、その算出された明るさの比を異なる領域間で互いに比較するので、被写体の眼に照射される照明光の明るさのばらつきによる演算誤差等を低減することができ、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能となる。

また、照明部は、被写体の眼に対する照明光を、撮影部の光軸上に配置された被写体の眼の目尻側および目頭側からそれぞれ異なる照射角度で照射する構成としてもよい。この構成によれば、被写体の眼に対する照明光の照射方向が、撮影部の光軸上に配置された被写体の眼の目尻側からと目頭側からとになるので、撮影された眼画像における明るさを検出するための領域を虹彩内の目尻側と目頭側との２箇所にすることができ、撮影された眼画像における虹彩の明るさおよび強膜の明るさをより精度よく検出することが可能になる。

また、検出部は、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出し、検出部において検出される強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさが互いに一定となるように照明光の明るさを制御する制御部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、照明光の明るさを制御することで、検出部において検出される強膜内の明るさを異なる領域間で同じにすることができるので、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出する際の精度を向上させることができる。また、強膜内の異なる領域における明るさを同じにできるので、撮影された眼画像における虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさの比較だけで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することもできる。

また、照明部は近赤外光を照射する構成としてもよい。この構成によれば、虹彩は近赤外線光を反射しやすいという特性を持つため、より鮮明な眼画像を撮影することができ、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかの判別をさらに精度よく行うことが可能となる。

また、本発明の認証装置は、生体判別装置と、生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された眼画像の虹彩部分を用いて認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴とする。この構成によれば、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別し、偽造部によるものではないと判定された眼画像についてのみ虹彩認証を行うので、なりすましによって不正な者が認証される可能性を低減することができる。

また、生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された眼画像の虹彩に関する情報を登録する登録部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別し、偽造部によるものではないと判定された眼画像についてのみその虹彩に関する情報を登録するので、なりすましによって不正な者が登録される可能性を低減することができる。

また、本発明の生体判別装置を用いた生体判別方法は、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度を変えるステップと、それぞれ異なる照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出するステップと、検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出するステップと、算出された明るさの比を複数の眼画像間で互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備える。

この方法によれば、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された被写体の複数の眼画像間において虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、本発明の生体判別装置を用いた生体判別方法は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射するステップと、照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出するステップと、算出された明るさの比を異なる領域間において互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備える。

この方法によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができる。そして、撮影された眼画像の虹彩内における少なくとも２箇所の異なる領域における虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出し、それらを互いに比較しているので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における認証装置について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要を示す外観図である。

図１に示す認証装置１は、被写体が自身の眼画像を撮影するときに眼の位置をその反射画像によって確認する誘導鏡１３と、近赤外光を発光する公知の発光素子からなる照明用ＬＥＤ１２と、誘導鏡１３の背後に配置されたレンズ２１とを備えている。照明用ＬＥＤ１２はレンズ２１の光軸に関して対称に配置された５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから構成され、それら５対をそれぞれ切り換えて発光させることができる。そして、認証装置１は、被写体の眼を含む領域の画像、すなわち眼画像を、照明用ＬＥＤ１２を切り換えて発光させて撮影する。したがって、認証装置１においては、照明用ＬＥＤ１２から被写体の眼に照射される照明光の照射角度がそれぞれ異なる複数の眼画像が撮影される。また、認証装置１は、撮影された複数の眼画像によって撮影された眼画像が偽造物によるものかどうかを判別し、偽造物によるものではないと判定された眼画像については、撮影された眼画像の虹彩部分を用いて虹彩認証を行い、被写体があらかじめ登録されたものかどうかを判定し、その結果を電気信号として出力する。

図２は、本発明の実施の形態１における認証装置１および照明用ＬＥＤ１２と被写体の眼との位置関係を示す概略図である。なお、照明用ＬＥＤ１２は、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの総称である。

図２に示すように、レンズ２１の光軸Ｌ０２に関して対称である５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、レンズ２１の中心から順にｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の距離に配置されている。

また、レンズ２１の光軸上に配置された被写体Ｅ０２の眼に照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから照射される照明光のレンズ２１の光軸に対する角度（以下、「照射角度」と記す）は、それぞれ順にθ１、θ２、θ３、θ４、θ５となる。したがって、レンズ２１に最も近い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ａからの照射角度は最も小さいθ１となり、レンズ２１の中心から最も遠い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ｅからの照射角度は最も大きいθ５となる。なお、本実施の形態においては、θ１が１０°、θ２が２０°、θ３が３０°、θ４が４０°、θ５が５０°となるように、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅをそれぞれ配置している。

本発明の実施の形態１では、このように、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを切り換えて発光させ、被写体の眼に照射される照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体によるものかを判別する。

本発明者は、実験により、照明光の照射角度を変えて眼画像を撮影すると、虹彩部分の明るさと強膜部分の明るさとの差（以下、「虹彩コントラスト」と記す）が生体と偽造物とで異なることを見出した。本発明の実施の形態１における認証装置１は、この現象を利用して生体判別を行うものである。照明光の照射角度を変えて複数の眼画像を撮影し、撮影されたそれぞれの眼画像において虹彩コントラストを検出し、それら検出された虹彩コントラストを撮影された複数の眼画像間で互いに比較することで、撮影の対象としている眼が偽造物によるものか生体かを判別し、なりすましを防止することが出来る。

ここで、本発明者が行った実験、すなわち、被写体の眼に対する照明光の照射角度を変えて眼画像を撮影すると虹彩部分の明るさが生体と偽造物とで異なる現象について説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における認証装置１の照明用ＬＥＤ１２を切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。ここで図３Ａ〜３Ｅを総称して図３と称する。図３において、照明用ＬＥＤ１２のうちで、発光している照明用ＬＥＤ１２はハッチングで表されている。また、図３において、眼画像７０ａ１〜７０ｅ１は生体眼を撮影したときの眼画像であり、眼画像７０ａ２〜７０ｅ２は虹彩模様を印刷したコンタクトレンズ（以下、「義眼コンタクトレンズ」と記す）を装着した眼を撮影したときの眼画像である。したがって、図３に示した眼画像においては、強膜部分はそれぞれ生体であって共通であり、虹彩部分のみが生体か義眼コンタクトレンズかの違いを有する。

図３Ａは、照明用ＬＥＤ１２ａを発光させ、被写体の眼に対し最も小さいθ１の照射角度で照明光を照射したときに撮影された眼画像を示した図である。また、図３Ｂは、照明用ＬＥＤ１２ｂの発光によってθ２の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。図３Ｃは、照明用ＬＥＤ１２ｃの発光によってθ３の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。図３Ｄは、照明用ＬＥＤ１２ｄの発光によってθ４の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。図３Ｅは、照明用ＬＥＤ１２ｅの発光によって最も大きいθ５の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。なお、図３において、θ１は１０°、θ２は２０°、θ３は３０°、θ４は４０°、θ５は５０°である。

図３Ａ、３Ｂに示すように、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が小さいときには、生体眼を撮影した眼画像７０ａ１、７０ｂ１と、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像７０ａ２、７０ｂ２との間で虹彩の明るさに大きな差はない。しかし、図３Ｃ、３Ｄに示すように、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が大きくなるにしたがって、生体眼を撮影した眼画像７０ｃ１、７０ｄ１における虹彩は徐々に暗くなっていき、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像７０ｃ２、７０ｄ２における虹彩の明るさとは明らかな差が生じる。そして、図３Ｅに示すように、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が最も大きくなったときに、生体眼を撮影した眼画像７０ｅ１における虹彩は最も暗くなっており、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像７０ｅ２と比べて虹彩の明るさに大きな差が生じる。

図４Ａ、４Ｂは、本発明の実施の形態１における認証装置１において撮影された眼画像から算出された虹彩コントラストをグラフにして表した図である。図４Ａは生体眼を撮影した眼画像から算出された虹彩コントラストを表したグラフであり、図４Ｂは義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像から算出された虹彩コントラストを表したグラフである。なお、ここでは、強膜の所定の領域における明るさが「強膜の明るさ」として検出され、虹彩の所定の領域における明るさを「虹彩の明るさ」として検出される。検出された強膜の明るさを虹彩の明るさで除算した値を「虹彩コントラスト」として用いる。これは、単に虹彩の明るさを算出した場合と比較して、除算によって比の形式で虹彩コントラストを算出することで、撮影された複数の眼画像における照明光の輝度または光量のばらつき等の誤差を低減することができるからである。また、図４において、Ｘ軸は照射角度（°）を表しており、値が大きいほど被写体の眼に対する照明光の照射角度が大きいことを示している。また、Ｙ軸は虹彩コントラストを表しており、値が大きいほど虹彩コントラストが大きい、すなわち、強膜の明るさと虹彩の明るさとの差が大きいことを示している。

図４Ａに示すように、生体眼を撮影した眼画像では、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が１０°のときの虹彩コントラストが最も小さく、照射角度が大きくなるにしたがって虹彩コントラストも大きくなり、照射角度が５０°のときに、虹彩コントラストは最大になっている。一方、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像では、図４Ｂに示すように、照射角度が１０°、２０°のときの虹彩コントラスト値は、図４Ａの虹彩コントラスト値と比較してさほどの差はない。義眼コンタクトレンズを装着した眼の場合には、照射角度をさらに大きくしても虹彩コントラストはそれほど変化しない。その結果、照射角度が５０°のとき、図４Ｂに示される虹彩コントラスト値は、図４Ａに示される虹彩コントラスト値と比較して大きな差が生じている。

このような現象が生じる原因については、次のように推測される。

図５は、本発明の実施の形態１における認証装置１からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図である。なお、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄを総称して図５と称する。

図５Ａ、５Ｃでは、撮影対象は生体眼である。眼球５００は、角膜５５１と強膜５５２で覆われ、角膜５５１の内側に虹彩５５３を有する。一方、図５Ｂ、５Ｄでは、撮影対象は虹彩模様を印刷した義眼コンタクトレンズを装着した眼である。つまり、角膜５５１は、義眼コンタクトレンズ５５４で覆われ、偽造虹彩が形成されている。また、図５Ａ、５Ｂは被写体の眼に対する照明光Ｌ０５の照射角度が小さい場合を示しており、図５Ｃ、５Ｄは照明光Ｌ０５の照射角度が大きい場合を示す。

生体眼における虹彩５５３と、虹彩模様が印刷された義眼コンタクトレンズ５５４とでは、図５に示すように、位置および形状に違いがある。すわなち、生体眼においては、虹彩５５３は角膜５５１の背後にあり、角膜５５１表面に比べて平坦な形状をしている。一方、義眼コンタクトレンズ５５４を装着した眼においては、義眼コンタクトレンズ５５４は角膜５５１表面にあって、角膜５５１表面と同様に湾曲した形状である。

そして、図５Ａ、Ｂに示すように、照明光Ｐ０５の照射角度が小さいときには、生体眼、義眼コンタクトレンズを装着した眼のいずれにおいても、虹彩５５３部分、強膜５５２部分において照明光Ｐ０５はレンズ２１の光軸Ｌ０５に対して小さい角度で反射する。したがって、撮影された眼画像において検出される虹彩５５３の明るさおよび強膜５５２の明るさは生体眼、義眼コンタクトレンズを装着した眼のいずれも明るく、また、虹彩の明るさと強膜の明るさとの差が共に小さいため、算出される虹彩コントラストも共に同程度に小さい。

次に、照明光Ｐ０５の照射角度が大きい場合を、図５Ｃ、５Ｄを用いて説明する。照明光Ｐ０５の照射角度が大きいときには、図５Ｃに示す生体眼の方では、虹彩５５３部分が眼球表面上に比べて平坦であるため、照明光は虹彩５５３表面においてレンズ２１の光軸Ｌ０５に対して大きい角度で反射する。一方、図５Ｄに示す義眼コンタクトレンズ５５４を装着した眼の場合、義眼コンタクトレンズ５５４は眼球５００の表面にあり、その形状が眼球表面と同様に湾曲している。そのため、照明光Ｐ０５は義眼コンタクトレンズ５５４の表面においてレンズ２１の光軸Ｌ０５に対して生体眼の場合よりも小さい角度で反射する。すなわち、照明光Ｐ０５がレンズ２１の方向に反射される。したがって、撮影された眼画像において検出される虹彩部分の明るさは、生体眼を撮影した眼画像の方が、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像に比べて暗くなる。

このように、撮影された眼画像において検出される虹彩コントラストは、照明光の照射角度が小さいときには生体眼と義眼コンタクトレンズを装着した眼とでほとんど差がない。しかし、照明光の照射角度が大きくなると、生体眼では義眼コンタクトレンズを装着した眼と比べて虹彩部分における照明光の反射角度が大きくなり、そのため虹彩部分が暗く写った眼画像が撮影され、算出される虹彩コントラストも大きな値となる。一方、義眼コンタクトレンズを装着した眼では、照明光の照射角度が大きくなっても、虹彩部分が明るく写った眼画像が撮影されるので、虹彩コントラストは小さい値のままである。

したがって、照明光の照射角度を変えて少なくとも２枚の眼画像を撮影し、それぞれの眼画像において虹彩コントラストを検出し、それら検出された虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影した眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することが可能となる。

すなわち、本発明の実施の形態１では、被写体の眼に対する照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度を変えて複数の眼画像を撮影し、それぞれの眼画像において虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出して虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかを判別し、なりすましを防止する。

図６は、本発明の実施の形態１における認証装置１に備えられた眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。図６に示すように、認証装置１は、被写体の眼Ｅ０６画像を撮影する眼画像撮影装置５０と、眼画像撮影装置５０で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０とを備えている。

眼画像撮影装置５０は、誘導鏡１３と、被写体を照明する照明部１０と、眼画像を撮影する撮影部２０と、撮影部２０で撮影された眼画像を信号処理する画像信号処理部３０とを備えている。

レンズ２１の前面に設置された誘導鏡１３は、被写体がその反射画像を見ることによって自身の眼の位置を確認するために用いられる。また、誘導鏡１３は、一般に知られている半透光性の素材から形成されており、光の反射と透過とを同時に行い、透過された光の一部は撮影部２０に入力される。

照明部１０は、近赤外光を発光する発光ダイオード等の公知の発光素子からなる照明用ＬＥＤ１２と、照明用ＬＥＤ１２の照明制御を行う照明制御部１１とから構成される。上述したように、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２１の光軸に関して対称に、それぞれレンズ２１の中心から異なる距離に配置された５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから構成され、被写体の眼を含む領域を照らすように照明光を照射する。そして、レンズ２１に近い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ａの発光による照明光は小さい照射角度で被写体の眼を照射し、レンズ２１の中心から離れた位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ｅの発光による照明光は大きい照射角度で被写体の眼を照射する。照明制御部１１は、これら５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅをそれぞれ切り換えて発光させ、また、眼画像取得に適した光量となるように発光の明るさを制御する。

撮影部２０は、一般に用いられている固定焦点レンズで構成されたレンズ２１と、ＣＣＤ等の公知の素子で構成された撮像素子２２と、前処理部２３とを備えている。照明用ＬＥＤ１２から発せられた近赤外光は被写体の眼やその周囲で反射され、その反射光はレンズ２１を通して撮像素子２２に入力される。入力された入射光は撮像素子２２で光電変換され、電気信号として前処理部２３に入力される。前処理部２３では、撮像素子２２より入力された電気信号から画像信号成分を取り出してコントラストやフォーカス等に関する画質判定を行い、また、ゲイン調整等、画像信号として必要な処理を行った上で画像信号処理部３０に出力する。なお、レンズ２１または撮像素子２２においては、近赤外光を透過し可視光をカットするような特性のフィルタを有する構成とする方が望ましい。

画像信号処理部３０は、撮影部２０で撮影された眼画像から瞳孔の位置を検出する瞳孔検出部３１と、撮影された眼画像から虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出する明るさ検出部３２と、明るさ検出部３２で検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとから、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断する判断部３３と、判断部３３の結果を受けて撮影部２０で撮影された眼画像を認証用の眼画像として取得する認証画像取得部３４とを備えている。

瞳孔検出部３１は、前処理部２３から出力された眼画像の信号の中から瞳孔位置を検出する。眼画像の信号の中から瞳孔位置を検出する方法としては、テンプレートマッチングを用いる方法、あるいは周回積分を用いる方法（特表平８−５０４９７９公報）等の一般に知られた技術を使用することができる。

明るさ検出部３２は、瞳孔検出部３１で検出された瞳孔の位置にもとづき虹彩部分および強膜部分のそれぞれにおける明るさを検出する領域を決定し、決定された虹彩部分の領域および強膜部分の領域における平均輝度をそれぞれ虹彩の明るさおよび強膜の明るさとして検出する。この、平均輝度を検出する虹彩部分の領域および強膜部分の領域については後述する。

判断部３３は、明るさ検出部３２において検出された強膜の明るさを虹彩の明るさで除算し、それを虹彩コントラストとして算出する。そして、撮影された複数の眼画像のそれぞれにおいて虹彩コントラストの算出を行い、それら算出された虹彩コントラストを互いに比較して、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断する。そして、判断部３３は、判断の結果を表す信号を認証画像取得部３４に出力する。なお、判断部３３における判断の方法としては、例えば、最も小さい照射角度の照明光によって撮影された眼画像における虹彩コントラストと、最も大きい照射角度の照明光によって撮影された眼画像における虹彩コントラストとの差を求め、その差をしきい値と比較し、その差がしきい値よりも小さければ撮影された眼画像は偽造物によるもの、その差がしきい値よりも大きければ撮影された眼画像は生体眼によるものと判断する等がある。判断部３３においては、このようにして、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断することができる。なお、このしきい値は、実験等によってあらかじめ定めておくことが望ましい。

認証画像取得部３４は、判断部３３からの信号を受け、その信号が撮影された眼画像は偽造物によるものではないということを表していた場合には、前処理部２３から出力された眼画像の信号を取り込み、それを認証用の眼画像として虹彩認証処理部４０に出力する。

虹彩認証処理部４０は、画像信号処理部３０から出力される認証用の眼画像から虹彩領域の画像を切り出し、虹彩部分の皺の模様にもとづいた認証情報を作成する。そして、あらかじめ登録されている登録認証情報とその認証情報とを比較照合し、互いに一致するか否かを判定して被写体が登録者であるか否かの判断を行う。虹彩認証処理部４０の機能に関しては、例えば、日本特許公開公報２０００−３３０８０号に記載されたようなこれまでに知られている方法を用いて実現することができる。

このように、本発明の実施の形態１における眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０では、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された眼画像からそれぞれ虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出して虹彩コントラストを算出する。そして、算出された虹彩コントラストを互いに比較して撮影された眼画像が生体眼によるものか偽造物によるものかを判別する。撮影された眼画像が偽造物によるものではないと判断された場合には、撮影された眼画像の中の虹彩パターンを照合して、被写体があらかじめ登録された者か否かの認証を行う。

なお、画像信号処理部３０、前処理部２３、照明制御部１１、および虹彩認証処理部４０の機能は、それぞれがハードウェアで実現されていてもよいし、それぞれの機能がソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。それぞれの機能がソフトウェアによって実現されている場合には、上記の各機能ブロックを実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０を構成することが可能となる。

なお、本実施の形態１で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０、撮影部２０、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、少なくともこれらの要素を含む装置を生体判別装置と称する。また、本実施の形態１の生体判別装置は、画像信号処理部３０全体を含んでも良い。

図７は、本発明の実施の形態１における眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０の動作を示すフローチャートである。まず、被写体が認証装置１の前に顔を配置して誘導鏡１３を見ながら眼の位置合わせを行った後、認証開始の指示を入力する等して認証動作を開始させる（Ｓ１１）。

すると、照明制御部１１はレンズ２１に最も近い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ａを発光させ、撮影部２０は照明用ＬＥＤ１２ａからの照明光が照射された被写体の眼画像を撮影する（Ｓ１２）。

前処理部２３は取得した眼画像のフォーカス、輝度、コントラスト等の画質が適切であるかを判定し、適切でない場合には被写体に対する指示等の必要な処理を行い、再度眼画像を取り込む（Ｓ１３）。

照明制御部１１は発光している照明用ＬＥＤがレンズ２１から最も遠い照明用ＬＥＤ１２ｅかどうかを判断し（Ｓ１４）、照明用ＬＥＤ１２ｅの発光で無い場合には、そのとき発光している照明用ＬＥＤ１２の外側に隣接する照明用ＬＥＤ１２を発光させるように切り換え（Ｓ２０）、ステップＳ１２にもどって再度眼画像を取り込む。

ステップＳ１４において、発光している照明用ＬＥＤ１２はレンズ２１から最も遠い照明用ＬＥＤ１２ｅであると判断された場合には、瞳孔検出部３１は撮影された複数の眼画像のそれぞれから瞳孔位置とその半径を検出する（Ｓ１５）。

そして、明るさ検出部３２は、検出された瞳孔位置およびその半径にもとづき、複数の眼画像のそれぞれにおいて眼画像内の虹彩位置および強膜位置を決定し、決定された虹彩位置および強膜位置から虹彩の明るさを検出する領域および強膜の明るさを検出する領域をそれぞれ決定して、それらの領域の明るさをその領域内の平均輝度を求める等して検出する（Ｓ１６）。

そして、判断部３３は、検出された強膜の明るさを虹彩の明るさで除算することで虹彩コントラストを算出する（Ｓ１７）。

判断部３３は、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像のそれぞれにおいて算出された虹彩コントラストの値を互いに比較し、例えば照明光の照射角度が最も小さい眼画像における虹彩コントラストと最も大きい眼画像における虹彩コントラストとの差がしきい値よりも大きいかどうかを判断する等して、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断する（Ｓ１８）。

判断部３３が生体眼による眼画像であると判断した眼画像については、認証画像取得部３４がそれを認証用の眼画像として虹彩認証処理部４０に出力する（Ｓ４０）。

虹彩認証処理部４０では、瞳孔の中心座標にもとづき眼画像データの中から虹彩画像を切り出す（Ｓ４１）。そして、虹彩画像を虹彩の模様を数値で示す固有の認証情報に変換し（Ｓ４２）、登録されている登録認証情報と比較することによって認証動作を実行する（Ｓ４３）。

次に、眼画像内の虹彩および強膜のそれぞれにおける明るさを検出する領域について説明する。図８は、本発明の実施の形態１における認証装置１の明るさ検出部３２において眼画像の虹彩および強膜の明るさを検出する領域を示した図である。

本発明の実施の形態１においては、明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域を、瞳孔検出部３１において検出された瞳孔８２０の位置および半径と、照明用ＬＥＤ１２から被認証者の眼への照明光の照射方向とにもとづいて決定している。

明るさを検出する虹彩８００の領域および強膜８１０の領域を図８に示す。虹彩８００と強膜８１０との境界付近であって、かつ目尻側の領域Ｄ０１および目頭側の領域Ｄ０２のそれぞれ２箇所に、長軸が虹彩８００と強膜８１０との境界に沿った略長方形または略三日月型の検出領域８０１および８１１を設定している。虹彩の明るさを検出する領域８０１、および強膜の明るさを検出する領域８１１を、それぞれ２箇所に設定した理由は、照明用ＬＥＤ１２が被写体の眼を目尻側および目頭側の２方向から照射しているからである。また、明るさを検出する領域を、虹彩８００と強膜８１０との境界付近に略長方形または略三日月型として設定した理由は、虹彩８００と強膜８１０とが互いに近接した位置を検出領域とする方が、虹彩８００と強膜８１０との境界から離れた位置を検出領域とするよりも、はっきりと明るさの差が得られることが実験によって確認されているからである。

以上述べたように、本発明の実施の形態１における認証装置１においては、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された眼画像からそれぞれ虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出して虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼によるものか偽造物によるものかを判別する。こうすることで、不正な者による偽造物等を用いたなりすましを防止することができる。

なお、本発明の実施の形態１では、左右で５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが一列に組み合わされた照明用ＬＥＤ１２を用いて説明したが、この構成に限定するものではない。図９は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要の他の一例を示す外観図である。例えば、図９に示すように照明用ＬＥＤ１２のそれぞれを５列のＬＥＤで構成してもよい。このように、照明用ＬＥＤ１２を複数列のＬＥＤで構成する場合は、一つ一つのＬＥＤが発光輝度の比較的小さいＬＥＤであってもよく、また、発光させるＬＥＤの数を変えることで被写体の眼を照射する際の光量を制御することができる。

また、本発明の実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を５対の照明用ＬＥＤ１２ａ〜１２ｅで構成する説明を行った。これは、複数の眼画像を撮影するときの、被写体の眼に対する照明光の照射角度の組み合わせを多くすることでより「なりすまし」を行われにくくするためである。しかし、本実施の形態を何らこの構成に限定するものではない。例えば、照明用ＬＥＤ１２を５対以上のＬＥＤで構成してもよく、あるいは５対以下のＬＥＤで構成してもよい。

図１０は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要のさらに他の一例を示す外観図である。例えば、図１０に示すように照明用ＬＥＤ１２を２対のＬＥＤで構成してもよい。本発明の実施の形態１では、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影すれば、上述した効果を得ることができる。したがって、本発明の実施の形態１においては、少なくとも２対の照明用ＬＥＤがあれば、撮影された眼画像が生体眼によるものか偽造物によるものかの判断を行うことが可能である。

また、本発明の実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を、左右５対の照明用ＬＥＤ１２ａ〜１２ｅを切り換えて発光させる構成を説明したが、何らこの構成に限定するものではない。図１１は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要のさらに他の一例を示す外観図である。例えば、図１１に示すように照明用ＬＥＤ１２を１対とし、それらを移動させることができるような可動部１２１を備えた構成としてもよい。一対の照明用ＬＥＤ１２を可動部１２１によってレンズ２１に近い位置（図１１上段）と、遠い位置（図１１下段）とに移動させることができる。このようにすることで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影することができる。また、物理的に照明用ＬＥＤ１２を移動させるだけでなく、レンズやプリズム、鏡等の反射や屈折、分光等を行う一般に知られた手段を用い、あるいはそれらを組み合わせ、光の屈折や反射を利用して照明用ＬＥＤ１２からの照明光の光路を変えて、被写体の眼に対する照明光の照射角度を変えるようにすることも可能である。

なお、本発明の実施の形態１においては、明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域を虹彩と強膜との境界付近の目尻側および目頭側としているが、照明用ＬＥＤ１２が被写体の眼を目尻側および目頭側とは別の方向から照射する場合にはその照射方向にもとづいて明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域を設定する。

また、本発明の実施の形態１においては、明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域をそれぞれ２箇所に設定した構成を説明したが、例えば虹彩と強膜との境界に沿った環状の領域をそれぞれ１箇所ずつ設定する構成としてもよい。また、本発明の実施の形態１においては、虹彩の明るさおよび強膜の明るさを、明るさを検出する領域内の平均輝度を算出することで求めているが、明るさを数値として算出できる方法であれば、これまで一般に知られている明るさの算出方法を含めどのような方法を用いてもかまわない。また、本発明の実施の形態１においては、撮影された眼画像の虹彩と強膜との境界付近の目尻側および目頭側のそれぞれにおいて虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストの平均値を撮影された眼画像の虹彩コントラストとしているが、虹彩の目尻側と目頭側とにおける明るさと強膜の目尻側と目頭側とにおける明るさとをそれぞれまとめて虹彩の明るさ、強膜の明るさとして検出し、その結果から虹彩コントラストを算出するようにしてもかまわない。

また、本発明の実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２をレンズ２１の光軸に関して対称となるように対にして照明用ＬＥＤを配置する構成を説明したが、何らこの構成に限定するものではない。図１２は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要のさらに他の一例を示す外観図である。例えば、図１２に示すように、レンズ２１の右側または左側のいずれか一方に、レンズ２１からの距離が異なる位置に配置した少なくとも２個の照明用ＬＥＤで照明用ＬＥＤ１２を構成してもよい。このような構成であっても、上述と同様の効果を得ることができる。ただし、この構成の場合、虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出する領域は、図８において説明したような、虹彩と強膜との境界付近の目尻側および目頭側の２箇所とするのではなく、照明用ＬＥＤによって照射される側、例えば照明用ＬＥＤが目尻側から照射される場合は、虹彩と強膜との境界付近の目尻側だけを検出するようにすることが望ましい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の認証装置について図面を用いて説明する。

実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を複数の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅで構成し、それらを切り換えて発光させてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。しかし、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを切り換えて発光させるのではなく、被写体と撮影装置との距離を変えてそれぞれ眼画像を撮影することによっても、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することができる。

本発明の実施の形態２では、被写体と撮影装置との距離を変えてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度の異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影する構成としている。なお、ここでは、実施の形態１に示した認証装置１と同じ構成要素については同じ符号をつけ、説明を省略する。

図１３は、本発明の実施の形態２における認証装置１００および被写体Ｅ１３の撮影位置を示す概略図である。図１３において、認証装置１００は、照明用ＬＥＤ１２、誘導鏡１３、レンズ２０２を備えている。図１３に示すように、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２０２の中心に関して対称に配置された１対のＬＥＤによって構成されている。そして、認証装置１００は、レンズ２０２の光軸Ｌ１３上における被写体Ｅ１３と認証装置１００との距離が異なる二つの位置で、それぞれ眼画像を撮影する。それにより、被写体Ｅ１３の眼に対する照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が異なる（θ１およびθ５）少なくとも２枚の眼画像が撮影される。

図１４は、本発明の実施の形態２における認証装置１００に備えられた眼画像撮影装置５０１および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。

図１４に示すように、本発明の実施の形態２における認証装置１００は、被写体の眼Ｅ１４の画像を撮影する眼画像撮影装置５０１と、眼画像撮影装置５０１で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０とを備えている。

眼画像撮影装置５０１は、誘導鏡１３と、照明部１０１と、撮影部２０１と、画像信号処理部３０と、指示部６０とを備えている。

誘導鏡１３および画像信号処理部３０は、図６に示した誘導鏡１３および画像信号処理部３０とそれぞれ同様の構成であり同様の動作を行う。

照明部１０１は、近赤外光を発光する発光ダイオード等の公知の発光素子からなる照明用ＬＥＤ１２と照明用ＬＥＤ１２の照明制御を行う照明制御部１１とから構成される。照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２０２の光軸に関して対称に配置された１対のＬＥＤから構成され、被写体の眼を含む領域を照らすように照明光を照射する。照明制御部１１は、これら１対の照明用ＬＥＤ１２を眼画像取得に適した光量となるように発光輝度を制御する。

撮影部２０１は、一般に用いられているオートフォーカスに対応したレンズ２０２と、撮像素子２２と、前処理部２３と、レンズ２０２をオートフォーカス制御するオートフォーカス制御部２０３とを備えている。オートフォーカス制御部２０３は、撮像素子２２によって撮影された眼画像から、一般に知られている方法、例えば画像の輪郭部分の微分値を最小にするようにフォーカス制御を行う方法等を用いて、レンズ２０２をオートフォーカス制御する。本実施の形態２においては、このレンズ２０２とオートフォーカス制御部２０３を用いることによって、撮影位置が異なる被写体の眼Ｅ１４を撮影することができる。

指示部６０は、指示制御部６１とスピーカー６２とを備え、音声によって被写体に撮影位置を指示する。指示制御部６１は、まず、被写体の眼に対する照明光の照射角度が小さい角度θ１（例えば１０°）になるような撮影位置に被写体の眼が配置されるように、スピーカー６２を通じて被写体に指示を出す。そしてその位置における被写体の眼画像が撮影された後、被写体の眼に対する照明光の照射角度がθ１よりも大きい角度θ５（例えば５０°）になるような撮影位置に被写体が移動するように、スピーカー６２を通じて被写体に指示を出す。こうして被写体が撮影位置を移動することによって、照明用ＬＥＤ１２から照射される被写体の眼に対する照明光の照射角度を変えることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態２における眼画像撮影装置５０１では、被写体と眼画像撮影装置５０１との距離を変えて被写体の眼画像撮影を行うことで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することができる。

なお、本実施の形態２で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０１、撮影部２０１、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、これらを組み合わせたものを生体判別装置と称する。本実施の形態２の生体判別装置はさらに、指示部６０を含んでも良いし、画像信号処理部３０全体を含んでも良い。

なお、被写体の撮影位置の確認は、例えばオートフォーカス制御部２０３のレンズ２０２への制御量等から行うことも可能であるが、被写体の撮影位置確認用に一般に知られている測距センサー等を備えた構成としてもよく、あるいはあらかじめ地面に記号を付ける等して被写体に撮影位置を知らせておく構成としてもよい。また、そのような場合は、撮影部２０１の「絞り」を絞ることで被写体深度を深くし、オートフォーカスを用いずに撮影することも可能である。

また、指示部６０から被写体への指示は、スピーカー６２を用いた音声による指示以外に、例えば、文字や画像等を表示する表示部によって、指示を視覚的に表示する構成等であってもかまわない。

なお、指示制御部６１の機能は、ハードウェアで実現されていてもよいし、ソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。指示制御部６１の機能がソフトウェアによって実現されている場合には、その機能を実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて構成することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の認証装置について図面を用いて説明する。

実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を複数の照明用ＬＥＤで構成し、それらを切り換えて発光させてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。しかし、照明用ＬＥＤ１２を切り換えて発光させるのではなく、撮影装置の入光部を少なくとも２つとし、被写体の撮影位置を一方の入光部における光軸上から他方の入光部における光軸上に相対的に移動させ、それぞれにおいて眼画像を撮影することによっても、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することができる。

そこで、本発明の実施の形態３では、撮影装置の入光部を２つにし、被写体の撮影位置を一方の入光部における光軸上から他方の入光部における光軸上に相対的に移動させてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度の異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影する構成としている。なお、ここでは、実施の形態１に示した認証装置１、および実施の形態２に示した認証装置１００と同じ構成要素については同じ符号をつけ、説明を省略する。

図１５は、本発明の実施の形態３における認証装置２００および被写体Ｅ１５の撮影位置を示す概略図である。図１５において、認証装置２００は、照明用ＬＥＤ１２、誘導鏡１３、レンズ２１１、２１２を備えている。図１５に示すように、認証装置２００が備える２つの入光部であるレンズ２１１、２１２はそれぞれの光軸が互いに平行になるように配置され、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２１１、２１２の外側に対称に配置された１対のＬＥＤによって構成されている。そして、認証装置２００は、レンズ２１１、２１２のそれぞれの光軸上に被写体Ｅ１５の眼が配置された状態でそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体Ｅ１５の眼に対する照明光の照射角度の異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影する。

図１６は、本発明の実施の形態３における認証装置２００に備えられた眼画像撮影装置５０２および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、本発明の実施の形態３における認証装置２００は、被写体の眼画像を撮影する眼画像撮影装置５０２と、眼画像撮影装置５０２で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０とを備えている。

眼画像撮影装置５０２は、誘導鏡１３と、照明部１０１と、撮影部２１０と、画像信号処理部３０と、指示部６５とを備えている。

２つの誘導鏡１３は、レンズ２１１、２１２の前面にそれぞれ配置されており、図６に示した誘導鏡１３と同様の動作を行う。また、画像信号処理部３０は、図６に示した画像信号処理部３０と同様の構成であり同様の動作を行う。

照明部１０１は、図１４に示した照明部１０１と同様の構成であり同様の動作を行う。

撮影部２１０は、一般に用いられている固定焦点レンズで構成されたレンズ２１１、２１２と、レンズ２１１、２１２からの光をそれぞれ電気信号に変換する撮像素子２２１、２２２と、前処理部２３と、撮像素子２２１、２２２からそれぞれ送られてくる映像信号を切り換えて前処理部２３に送信する切り換え部２１３とを備えている。レンズ２１１、２１２、撮像素子２２１、２２２、前処理部２３は、図６に示したレンズ２１、撮像素子２２、前処理部２３と同様の構成であり同様の動作を行う。また、切り換え部２１３は、撮像素子２２１、２２２からそれぞれ送られてくる映像信号のうち瞳孔検出部３１において瞳孔が検出される方の映像信号を前処理部２３に送信するように切り換えの動作を行う。なお、切り換え部２１３においては、例えば指示部６５と連動させ、レンズ２１１、２１２のうちで、指示部６５が被認証者に対し移動を指示する方のレンズから眼画像が取り込まれるように映像信号を切り換える構成としてもよい。

指示部６５は、指示制御部６６とスピーカー６２とを備え、音声によって被写体に撮影位置を指示する。指示制御部６６は、まず、被写体の眼Ｅ１６がレンズ２１１の光軸上に配置されるように、スピーカー６２を通じて被写体に指示を出す。そしてその位置における被写体の眼Ｅ１６の画像が撮影された後、被写体の眼がレンズ２１２の光軸上に配置されるように、スピーカー６２を通じて被写体に移動の指示を出す。このようにして、レンズ２１１、２１２のそれぞれの光軸上において被写体の眼Ｅ１６の画像がそれぞれ撮影されるようにする。

以上説明したように、本発明の実施の形態３における眼画像撮影装置５０２は、それぞれの光軸が互いに平行となるように配置されたレンズ２１１、２１２の一方の光軸上から他方の光軸上に被写体の眼が移動して眼画像撮影を行うことで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する。

なお、指示部６５から被写体への指示は、スピーカー６２を用いた音声による指示以外に、例えば、文字や画像等を表示する表示部によって指示を表示する構成等であってもよい。あるいは誘導鏡１３の近傍にそれぞれＬＥＤ等の発光素子またはそれに代わる表示素子を設け、いずれか誘導する側にある発光素子または表示素子によって視覚的に移動を指示する構成であってもかまわない。

なお、指示制御部６６、切り換え部２１３の各機能は、それぞれの機能がハードウェアで実現されていてもよいし、ソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。それぞれの機能がソフトウェアによって実現されている場合には、それらの機能を実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて構成することが可能となる。

なお、本発明の実施の形態３では、照明用ＬＥＤ１２を１対のＬＥＤによって構成する説明をした。このとき、１対のＬＥＤを同時に発光させるのではなく、１対のＬＥＤのうちいずれか一方のＬＥＤを発光させ、被写体の眼を目尻側または目頭側のいずれか１方向からのみ照射するようにすることが望ましく、被写体の眼を目尻側からのみ照射するようにすることがさらに望ましい。これは、１対のＬＥＤを同時に発光させると、被認証者の眼をそれぞれの照射光が異なる照射角度で同時に照射してしまうからであり、また、被写体の眼を目頭側から照射すると被写体の鼻が照明光を遮る恐れがあるからである。なお、１対のＬＥＤのうちいずれか一方のＬＥＤを発光させ、被写体の眼を目尻側から照射する方法としては、例えば、被写体に右眼と左眼のいずれかの眼を認証させるのかを認証装置２００に入力させ、選択された方の眼の目尻方向から照明光を照射するように１対のＬＥＤのいずれか一方を選択して発光させる方法等がある。このとき、明るさ検出部３２では、撮影された眼画像の目尻側においてのみ虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出することが望ましい。

なお、本実施の形態３で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０１、撮影部２１０、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、これらを組み合わせたものを生体判別装置と称する。本実施の形態３の生体判別装置はさらに、指示部６５を含んでも良いし、画像信号処理部３０全体を含んでも良い。

また、本発明の実施の形態２および実施の形態３においては、被写体が移動することによって被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。それに代えて、例えば、眼画像撮影装置が移動することによって同様の眼画像を撮影する構成としてもかまわない。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の認証装置について図面を用いて説明する。

実施の形態１では、レンズの光軸に関して対称に配置された一対以上の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させ、それぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度の異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。すなわち、撮影された複数の眼画像間で被写体の眼に対する照明光の照射角度は異なっていた。

それに対して、被写体の眼に対する照明光の照射方向および照射角度が異なる少なくとも２つの照明を用いて被認証者の眼を同時に照射すれば、少なくとも２つの異なる照射方向および照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影することができる。

例えば、被写体の眼に対し、その目尻側からと目頭側からとの２つの方向からそれぞれ異なる照射角度で照明光が照射された場合、被写体の虹彩の目尻側と目頭側とがそれぞれ異なる照射角度の照明光で照射されているので、このとき撮影された眼画像においては、その虹彩の目尻側と目頭側とで明るさに差がでる。

本発明の実施の形態４においては、被写体の眼に対する照明光の照射方向および照射角度が異なる少なくとも２つの発光素子を配置し、それらを同時に発光させて眼画像を撮影している。それにより、少なくとも２つの異なる照射方向および照射角度から照明光を同時に照射された被写体の眼が撮影され、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判断することが出来る。なお、ここでは、実施の形態１に示した認証装置１と同じ構成要素については同じ符号をつけ、説明を省略する。

図１７は、本発明の実施の形態４における認証装置３００および被写体Ｅ１７の撮影位置を示す概略図である。図１７において、認証装置３００は、照明用ＬＥＤ１２、誘導鏡１３、レンズ２１を備えている。図１７に示すように、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２１の中心からそれぞれ異なる距離に配置された１対のＬＥＤ１２１，１２２によって構成される。ＬＥＤ１２１およびＬＥＤ１２２は、レンズ２１の光軸上に配置された被写体Ｅ１７の眼を、目尻側と目頭側とからそれぞれ異なる照射角度で照射する。そして、認証装置３００は、１対のＬＥＤ１２１，１２２を同時に発光させた状態で被写体Ｅ１７の眼を撮影することで、２つの異なる照射方向および照射角度から照明光を同時に照射された被写体の眼画像を撮影する。

このようにして撮影された被写体の眼画像は、目尻側と目頭側とがそれぞれ異なる照射角度の照明光によって照射されている。そして、本発明の実施の形態４においては、認証装置３００において、撮影された眼画像における目尻側と目頭側とでそれぞれ虹彩の明るさと強膜の明るさとの比、すなわち虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストを目尻側と目頭側とで互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかを判断する。

図１８は、本発明の実施の形態４における認証装置３００に備えられた眼画像撮影装置５０３および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。

図１８に示すように、本発明の実施の形態４における認証装置３００は、認証される被写体の眼Ｅ１８の画像を撮影する眼画像撮影装置５０３と、眼画像撮影装置５０３で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０と、登録部４１を備えている。

眼画像撮影装置５０３は、誘導鏡１３と、照明部１０２と、撮影部２０と、画像信号処理部３０１とを備えている。

誘導鏡１３および撮影部２０は、図６に示した誘導鏡１３および撮影部２０とそれぞれ同様の構成であり同様の動作を行う。

照明部１０２は図１４に示した照明部１０１と同様の構成であり、同様の動作を行うが、上述したように、照明用ＬＥＤ１２を構成する１対のＬＥＤ１２１，１２２は、レンズ２１の光軸に関して対称には配置されておらず、レンズ２１の中心からそれぞれ異なる距離に配置される。１対のＬＥＤ１２１，１２２の照明光は、レンズ２１の光軸上に配置された被写体の眼Ｅ１８を目尻方向および目頭方向からそれぞれ異なる照射角度で照射する。

画像信号処理部３０１は瞳孔検出部３１と、明るさ検出部３２１と、判断部３３１と、認証画像取得部３４とを備えている。瞳孔検出部３１と認証画像取得部３４とは図６に示した画像信号処理部３０における瞳孔検出部３１と認証画像取得部３４と同様の構成であり、同様の動作を行う。

明るさ検出部３２１は、図６に示した画像信号処理部３０における明るさ検出部３２とほぼ同様の動作を行うが、明るさ検出部３２と異なる点は、目尻側の明るさと目頭側の明るさとをそれぞれ独立して検出する点にある。

判断部３３１は、図６に示した画像信号処理部３０における判断部３３とほぼ同様の動作を行うが、判断部３３と異なる点は、撮影された１枚の眼画像における、目尻側の明るさと目頭側の明るさとを比較して偽造物の判断を行う点にある。

なお、本発明の実施の形態４において、撮影された眼画像内の虹彩および強膜のそれぞれにおける明るさを検出する領域は、図８に示した領域と同様である。しかし、本発明の実施の形態４においては何ら照明光の照射方向を限定するものではないので、照明用ＬＥＤ１２から被写体の眼Ｅ１８への照明光の照射方向にもとづき、適宜最適な領域を設定することが望ましい。

以上説明したように、本発明の実施の形態４における眼画像撮影装置５０３では、被写体の眼Ｅ１８を目尻側と目頭側とからそれぞれ異なる照射角度の照明光によって照射し、撮影された１枚の眼画像における目尻側と目頭側とでそれぞれ算出した虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかを判断することができる。

なお、画像信号処理部３０１の機能は、ハードウェアで実現されていてもよいし、ソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。画像信号処理部３０１の機能がソフトウェアによって実現されている場合には、その機能を実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて構成することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、被写体のいずれか一方の眼を撮影する構成を説明したが、両目を同時に撮影する構成としてもよい。図１９は、本発明の実施の形態４の他の例における認証装置３１０および被写体の撮影位置を示す概略図である。図１９に示す認証装置３１０は、光軸が互いに平行になるように配置された２つのレンズ２１とレンズ２１の前面にそれぞれ配置された２つの誘導鏡１３とを備えており、被写体Ｅ１９の両目を同時に撮影することができる。図１９に示す構成では、撮影された被写体Ｅ１９の両方の眼の眼画像のそれぞれにおいて上述した判断を行うことができるので、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかの判断を、より精度よく行うことが可能となる。

なお、本発明の実施の形態においては、義眼コンタクトレンズを装着した眼を生体眼と判別する例を説明したが、偽造された眼球や偽造された写真等による偽造物であっても同様に生体眼と判別することができる。

なお、本発明の実施の形態においては、強膜の明るさを虹彩の明るさで除算することで虹彩コントラストを算出する構成を説明した。これは、強膜の明るさと虹彩の明るさとの差を除算による比の形式にして求めることで、撮影された複数の眼画像間における照明光の照射角度の違いによる強膜の明るさの差や、照明光の輝度または光量のばらつき等の誤差を抑えることができるからである。ただし、本発明は、このような実施の形態の構成に限定されない。

例えば、明るさ検出部３２、３２１において検出される強膜の明るさが一定となるように、照明制御部１１において照明用ＬＥＤ１２の発光輝度または光量を制御する構成としてもよい。そして、そのような構成の場合は、撮影される眼画像における強膜の明るさが一定になるので、判断部３３、３３１においては、虹彩コントラストを算出せずとも、検出された虹彩の明るさを互いに比較するだけで偽造物の判定を行うことが可能となる。

あるいは、明るさ検出部３２において検出される強膜の明るさが一定となるように、前処理部２３において、撮影された眼画像にコントラスト調整等の画像処理を加える構成としてもよい。このような構成であっても、撮影される眼画像における強膜の明るさが一定になるので、判断部３３、３３１においては、虹彩コントラストを算出せずとも、検出された虹彩の明るさを互いに比較するだけで偽造物の判定を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態４で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０２、撮影部２０、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、これらを組み合わせたものを生体判別装置と称する。また、本実施の形態４の生体判別装置は、画像信号処理部３０１全体を含んでも良い。

また、認証装置３００は、生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された眼画像の虹彩に関する情報を登録する登録部４１を備えた構成としてもよい。登録部４１は、偽造部によるものではないと判定された眼画像についてのみその虹彩に関する情報を登録するので、なりすましによって不正な者が登録される可能性を低減することができる。なお、登録部４１は、認証装置３００に限定されるわけではなく、他の認証装置１、１００または２００が登録部４１を有してもよい。

なお、本発明の実施の形態においては、照明用ＬＥＤ１２からの照明光を近赤外光とする構成を説明した。これは、虹彩が赤外光を反射しやすい特性を持っているため、生体眼と偽造物とにおける虹彩コントラストの差がより大きくなり判別の精度が向上する、発光している照明用ＬＥＤ１２の位置をわかりにくくする、被写体が眼を照射されるときに感じる不快感を低減する等の効果が得られるからである。また、可視光を遮光し、近赤外光を透光する一般に知られているフィルタ等で照明用ＬＥＤ１２を覆う等することで、発光している照明用ＬＥＤ１２の位置をさらにわかりにくくする構成とすることもできる。

なお、本発明の実施の形態においては、照明用ＬＥＤ１２を誘導鏡の左右両脇に配置する構成を説明したが、例えば、照明用ＬＥＤ１２を誘導鏡の上下に配置する構成等であってもよく、この場合は、撮影された眼画像における虹彩および強膜の明るさを検出する領域を、被写体を照射する照明光の照射方向にもとづいて適宜最適な領域に設定することが望ましい。

なお、本発明の実施の形態において説明したしきい値等の各種の値は眼画像撮影装置を設置する場所の環境や照明光の輝度、光量等の撮影条件によって異なるので、実験等で最適値を求め適宜設定することが望ましい。

なお、本発明の実施の形態において説明した認証装置は、眼画像撮影装置で撮影した眼画像を表示する液晶やＥＬ等を用いた表示部（図示せず）を備えていてもよい。このとき、表示部が認証装置の管理者等の確認用として使用される場合は、表示部を認証装置から離れたところに設置できるようにすることが望ましい。

また、本発明の実施の形態ではレンズの前面に誘導鏡を配置した構成を説明したが、レンズと誘導鏡とを一体とする構成や、レンズの近傍に誘導鏡を配置する構成等であってもかまわない。また、本発明の実施の形態において、誘導鏡は、被写体が眼の水平位置および眼とレンズとの距離を把握するために用いているに過ぎず、例えば、映像や音声等による指示によって被写体の眼を適切な位置に誘導することができるように構成することで、誘導鏡を用いない構成とすることも可能である。

また、本発明の実施の形態では、先に生体判別を行い、その後、不正な眼画像ではないと判断された場合にのみ虹彩認証を行う構成を説明したが、例えば、先に虹彩認証を行い、その後、被写体があらかじめ登録された者であると判断された場合にのみ生体判別を行う構成としてもかまわない。

また、本発明の実施の形態の認証装置においては、眼画像撮影装置と虹彩認証処理部とが一体になった構成として説明したが、何らこの構成に限定するものではなく、眼画像撮影装置、虹彩認証処理部等、各構成要素が別々の機器として構成されていてもよく、あるいは眼画像を撮影するためだけの目的で眼画像撮影装置単体を用いてもよい。

また、本発明の実施の形態において用いた「対称」、「等しい」等の文言は実質的な意味を表す目的で用いたものであり、本発明の目的とする効果を得られる範囲で多少のずれは許容される。

本発明に係る生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法によれば、設置場所に関する制限が少なく、不正な者が偽造物を用いてなりすましを行おうとしても偽造物による不正な眼画像であることを判別することができ、不正な眼画像が登録される可能性や不正な眼画像が認証される可能性を低減することができるので、生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法として有用である。

本発明は、生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法に関する。

近年、入退室管理装置や個人情報等の重要な情報が記憶された情報装置等、高いセキュリティ性が求められる装置におけるアクセス時の本人認証の方法として、バイオメトリクス情報を用いた様々な認証方法が実用化されてきている。バイオメトリクス情報とは、人体の指紋、虹彩、眼底血管、顔の特徴、腕や手等の血管パターン等、被写体固有の情報である。

その中でも、本人認証率の高さや他人受入率の低さ等の信頼度の高さから、眼の虹彩部分の皺の模様の違いを利用した認証方法（以下、この認証方法を「虹彩認証方法」と記す）が提案され、特に高いセキュリティ性が必要な機器において実用化されている。

この虹彩認証方法では、被写体の眼を含む領域の画像（以下、「眼画像」と記す）を撮影し、その眼画像の虹彩領域を虹彩部分の皺の模様の違いが数値情報として表されるようにコード化して認証情報を作成する。そして、例えば、日本特許第３３０７９３６号公報に開示されているように、この認証情報をあらかじめ登録された認証情報（以下、「登録認証情報」と記す）と比較照合し、互いに一致すると判定された場合には、被写体があらかじめ登録された者であるとして認証する。また、虹彩画像は近赤外線付近の波長域で最も鮮明な画像が得られるため、このとき用いられる眼画像を撮像する装置には、可視光カットフィルタをレンズに取り付けたものが多い。

このような虹彩認証方法は、本人拒否率の低さや他人受入率の低さ等の信頼性の高さから、高いセキュリティ性が求められる場所における認証方法として広く実用化され、優れた効果を発揮している。

しかし、一方で、前述のような虹彩認証方法においては、不正な行為を行おうとする者（以下、単に「不正な者」と記す）による、いわゆる「なりすまし」が行われる可能性があるという課題がある。ここで、「なりすまし」とは、「不正な者」が、あらかじめ登録された者の虹彩パターンを撮影してその虹彩パターンを印刷した写真やコンタクトレンズ、義眼等（以下、これらの物を「偽造物」と記す）を作成し、その偽造物を用いた不正な眼画像によってその登録された者になりすまして認証を受ける、あるいは偽造物による不正な眼画像を登録者の眼画像として登録することをいう。

こういった偽造物によるなりすましの課題を解決するために、例えば、日本特許公開公報２０００−３３０８０号などは次のような虹彩認証方法を開示する。すなわち、明るさの調節が可能な可視光を発光する照明部を備え、その照明光の明るさを変えることで被写体の眼に縮瞳（明るい光を感じることで瞳孔の径が縮む生体反応）を生じさせ、実際に縮瞳が生じたかどうかを検出することで眼画像が生体を撮影したものであるかどうかを判別し、なりすましを防止しようとするものである。

しかしながら、後者の虹彩認証方法においては、被写体に縮瞳を生じさせるために、周囲を暗くした環境の中に被写体をおき、あらかじめ被写体の眼を散瞳（周囲が暗いときに瞳孔の径が大きくなる生体反応）させておく必要があった。そのため、そのような虹彩認証方法を利用した撮影装置では、撮影装置の周囲を暗い環境に保っておかねばならず、設置場所が限定されるといった問題があった。

本発明の生体判別装置は、被写体の眼を含む領域に照明光を照射する照明部と、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影された眼画像における虹彩の明るさを検出する検出部と、検出された虹彩の明るさを撮影された複数の眼画像間で互いに比較し、比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別する判断部とを備えている。

この構成により、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された複数の眼画像間において少なくとも虹彩の明るさを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、本発明の生体判別装置は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射する照明部と、照明光を照射された被写体の眼を撮影する撮影部と、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出する検出部と、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域における明るさを互いに比較する判断部とを備え、判断部による比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別してもよい。

この構成によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができるので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することが可能になる。

また、本発明の生体判別方法は、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度を変えるステップと、それぞれ異なる照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出するステップと、検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出するステップと、算出された明るさの比を複数の眼画像間で互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備える。

この方法によれば、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された被写体の複数の眼画像間において虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、本発明の生体判別方法は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射するステップと、照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出するステップと、算出された明るさの比を異なる領域間において互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備えてもよい。

この方法によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができる。そして、撮影された眼画像の虹彩内における少なくとも２箇所の異なる領域における虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出し、それらを互いに比較しているので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能になる。

本発明によれば、設置場所に関する制限が少なく、不正な者が偽造物を用いてなりすましを行おうとしても偽造物による不正な眼画像であることを判別して不正な眼画像が登録される可能性や不正な眼画像が認証される可能性を低減することができる生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法を提供できる。

本発明の生体判別装置は、被写体の眼を含む領域に照明光を照射する照明部と、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する撮影部と、撮影された眼画像における虹彩の明るさを検出する検出部と、検出された虹彩の明るさを撮影された複数の眼画像間で互いに比較し、比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別する判断部とを備える。

この構成により、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された複数の眼画像間において少なくとも虹彩の明るさを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、検出部は、撮影された眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出し、判断部は、検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出し、算出された明るさの比を撮影された複数の眼画像間で互いに比較する構成としてもよい。この構成によれば、撮影された被写体の複数の眼画像のそれぞれにおいて虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出し、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出するので、被写体の眼を照射する照明光の明るさのばらつきによる演算誤差等を低減することができ、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能となる。

また、検出部において検出される強膜の明るさが、撮影された複数の眼画像間で互いに一定となるような画像処理を、撮影された複数の眼画像に対して行う処理部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、画像処理によって検出部において検出される強膜の明るさを一定にすることができるので、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出する際の精度を向上させることができる。また、複数の眼画像間で強膜の明るさを同じにできるので、撮影された被写体の複数の眼画像間における虹彩の明るさの比較だけで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することもできる。

また、検出部において検出される強膜の明るさが一定となるように照明光の明るさを制御する制御部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、照明光の明るさを制御することで、検出部において検出される強膜の明るさを一定にすることができるので、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出する際の精度を向上させることができる。また、複数の眼画像間で強膜の明るさを同じにできるので、撮影された被写体の複数の眼画像間における虹彩の明るさの比較だけで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することもできる。

また、照明部は、撮影部の光軸上の所定の点からそれぞれ異なる距離に配置され、それぞれを切り換えて発光させることが可能な複数の発光素子を有し、撮影部は、複数の発光素子の発光の切り換えによってそれぞれ異なる照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成としてもよい。この構成によれば、撮影部の光軸上の一点からそれぞれ異なる距離に配置された少なくとも２つの発光素子を切り換えて発光させることで、少なくとも２つの異なる照射角度で被写体の眼を照射することができ、被写体の眼を照射する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することが可能となる。なお、ここで撮影部の光軸とは、撮影部が有するレンズの光軸のことをいう。

また、撮影部は、撮影部の光軸上における被写体の眼と撮影部との距離が異なる複数の被写体の眼を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成としてもよい。この構成によれば、撮影部の光軸上における被写体の眼と撮影部との距離を変えて眼画像を撮影することで、被写体の眼を照射する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することが可能となる。

また、撮影部は、光軸を互いに平行にした少なくとも２つの入光部を有し、少なくとも２つの入光部のそれぞれの光軸上において被写体の眼を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成としてもよい。この構成によれば、光軸を互いに平行にした少なくとも２つの入光部のそれぞれの光軸上において被写体の眼を撮影することで、被写体の眼を照射する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することが可能となる。

また、被写体に撮影位置の移動を指示する指示部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、被写体は指示部からの指示にもとづいて撮影位置を移動すればよく、撮影位置を移動しての眼画像の撮影が容易になる。

また、本発明の生体判別装置は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射する照明部と、照明光を照射された被写体の眼を撮影する撮影部と、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出する検出部と、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域における明るさを互いに比較する判断部とを備え、判断部による比較の結果にもとづいて、被写体が生体であるか否かを判別してもよい。

この構成によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができるので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することが可能になる。

また、検出部は、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出し、判断部は、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出し、算出された明るさの比を異なる領域間において互いに比較する構成としてもよい。この構成によれば、撮影された眼画像において、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を隣接する領域間で算出し、その算出された明るさの比を異なる領域間で互いに比較するので、被写体の眼に照射される照明光の明るさのばらつきによる演算誤差等を低減することができ、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能となる。

また、照明部は、被写体の眼に対する照明光を、撮影部の光軸上に配置された被写体の眼の目尻側および目頭側からそれぞれ異なる照射角度で照射する構成としてもよい。この構成によれば、被写体の眼に対する照明光の照射方向が、撮影部の光軸上に配置された被写体の眼の目尻側からと目頭側からとになるので、撮影された眼画像における明るさを検出するための領域を虹彩内の目尻側と目頭側との２箇所にすることができ、撮影された眼画像における虹彩の明るさおよび強膜の明るさをより精度よく検出することが可能になる。

また、検出部は、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出し、検出部において検出される強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさが互いに一定となるように照明光の明るさを制御する制御部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、照明光の明るさを制御することで、検出部において検出される強膜内の明るさを異なる領域間で同じにすることができるので、虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出する際の精度を向上させることができる。また、強膜内の異なる領域における明るさを同じにできるので、撮影された眼画像における虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさの比較だけで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することもできる。

また、照明部は近赤外光を照射する構成としてもよい。この構成によれば、虹彩は近赤外線光を反射しやすいという特性を持つため、より鮮明な眼画像を撮影することができ、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかの判別をさらに精度よく行うことが可能となる。

また、本発明の認証装置は、生体判別装置と、生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された眼画像の虹彩部分を用いて認証処理を行う認証処理部とを備えたことを特徴とする。この構成によれば、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別し、偽造部によるものではないと判定された眼画像についてのみ虹彩認証を行うので、なりすましによって不正な者が認証される可能性を低減することができる。

また、生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された眼画像の虹彩に関する情報を登録する登録部を備えた構成としてもよい。この構成によれば、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別し、偽造部によるものではないと判定された眼画像についてのみその虹彩に関する情報を登録するので、なりすましによって不正な者が登録される可能性を低減することができる。

また、本発明の生体判別装置を用いた生体判別方法は、被写体の眼に対する照明部からの照明光の照射角度を変えるステップと、それぞれ異なる照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出するステップと、検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出するステップと、算出された明るさの比を複数の眼画像間で互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備える。

この方法によれば、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された被写体の複数の眼画像間において虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を互いに比較することで、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することができる。

また、本発明の生体判別装置を用いた生体判別方法は、被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射するステップと、照明光を照射された被写体の眼を撮影するステップと、撮影された眼画像の虹彩内に被写体の眼への照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、検出された虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出するステップと、算出された明るさの比を異なる領域間において互いに比較するステップと、比較の結果にもとづいて被写体が生体であるか否かを判別するステップとを備える。

この方法によれば、被写体の眼に対し照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光が同時に照射された眼画像を撮影することができる。そして、撮影された眼画像の虹彩内における少なくとも２箇所の異なる領域における虹彩の明るさと強膜の明るさとの比を算出し、それらを互いに比較しているので、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを精度よく判別することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における認証装置について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要を示す外観図である。

図１に示す認証装置１は、被写体が自身の眼画像を撮影するときに眼の位置をその反射画像によって確認する誘導鏡１３と、近赤外光を発光する公知の発光素子からなる照明用ＬＥＤ１２と、誘導鏡１３の背後に配置されたレンズ２１とを備えている。照明用ＬＥＤ１２はレンズ２１の光軸に関して対称に配置された５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから構成され、それら５対をそれぞれ切り換えて発光させることができる。そして、認証装置１は、被写体の眼を含む領域の画像、すなわち眼画像を、照明用ＬＥＤ１２を切り換えて発光させて撮影する。したがって、認証装置１においては、照明用ＬＥＤ１２から被写体の眼に照射される照明光の照射角度がそれぞれ異なる複数の眼画像が撮影される。また、認証装置１は、撮影された複数の眼画像によって撮影された眼画像が偽造物によるものかどうかを判別し、偽造物によるものではないと判定された眼画像については、撮影された眼画像の虹彩部分を用いて虹彩認証を行い、被写体があらかじめ登録されたものかどうかを判定し、その結果を電気信号として出力する。

図２は、本発明の実施の形態１における認証装置１および照明用ＬＥＤ１２と被写体の眼との位置関係を示す概略図である。なお、照明用ＬＥＤ１２は、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅの総称である。

図２に示すように、レンズ２１の光軸Ｌ０２に関して対称である５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、レンズ２１の中心から順にｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の距離に配置されている。

また、レンズ２１の光軸上に配置された被写体Ｅ０２の眼に照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから照射される照明光のレンズ２１の光軸に対する角度（以下、「照射角度」と記す）は、それぞれ順にθ１、θ２、θ３、θ４、θ５となる。したがって、レンズ２１に最も近い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ａからの照射角度は最も小さいθ１となり、レンズ２１の中心から最も遠い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ｅからの照射角度は最も大きいθ５となる。なお、本実施の形態においては、θ１が１０°、θ２が２０°、θ３が３０°、θ４が４０°、θ５が５０°となるように、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅをそれぞれ配置している。

本発明の実施の形態１では、このように、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを切り換えて発光させ、被写体の眼に照射される照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体によるものかを判別する。

本発明者は、実験により、照明光の照射角度を変えて眼画像を撮影すると、虹彩部分の明るさと強膜部分の明るさとの差（以下、「虹彩コントラスト」と記す）が生体と偽造物とで異なることを見出した。本発明の実施の形態１における認証装置１は、この現象を利用して生体判別を行うものである。照明光の照射角度を変えて複数の眼画像を撮影し、撮影されたそれぞれの眼画像において虹彩コントラストを検出し、それら検出された虹彩コントラストを撮影された複数の眼画像間で互いに比較することで、撮影の対象としている眼が偽造物によるものか生体かを判別し、なりすましを防止することが出来る。

ここで、本発明者が行った実験、すなわち、被写体の眼に対する照明光の照射角度を変えて眼画像を撮影すると虹彩部分の明るさが生体と偽造物とで異なる現象について説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における認証装置１の照明用ＬＥＤ１２を切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図である。ここで図３Ａ〜３Ｅを総称して図３と称する。図３において、照明用ＬＥＤ１２のうちで、発光している照明用ＬＥＤ１２はハッチングで表されている。また、図３において、眼画像７０ａ１〜７０ｅ１は生体眼を撮影したときの眼画像であり、眼画像７０ａ２〜７０ｅ２は虹彩模様を印刷したコンタクトレンズ（以下、「義眼コンタクトレンズ」と記す）を装着した眼を撮影したときの眼画像である。したがって、図３に示した眼画像においては、強膜部分はそれぞれ生体であって共通であり、虹彩部分のみが生体か義眼コンタクトレンズかの違いを有する。

図３Ａは、照明用ＬＥＤ１２ａを発光させ、被写体の眼に対し最も小さいθ１の照射角度で照明光を照射したときに撮影された眼画像を示した図である。また、図３Ｂは、照明用ＬＥＤ１２ｂの発光によってθ２の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。図３Ｃは、照明用ＬＥＤ１２ｃの発光によってθ３の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。図３Ｄは、照明用ＬＥＤ１２ｄの発光によってθ４の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。図３Ｅは、照明用ＬＥＤ１２ｅの発光によって最も大きいθ５の照射角度で照明光が照射された被写体の眼を撮影した眼画像を示した図である。なお、図３において、θ１は１０°、θ２は２０°、θ３は３０°、θ４は４０°、θ５は５０°である。

図３Ａ、３Ｂに示すように、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が小さいときには、生体眼を撮影した眼画像７０ａ１、７０ｂ１と、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像７０ａ２、７０ｂ２との間で虹彩の明るさに大きな差はない。しかし、図３Ｃ、３Ｄに示すように、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が大きくなるにしたがって、生体眼を撮影した眼画像７０ｃ１、７０ｄ１における虹彩は徐々に暗くなっていき、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像７０ｃ２、７０ｄ２における虹彩の明るさとは明らかな差が生じる。そして、図３Ｅに示すように、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が最も大きくなったときに、生体眼を撮影した眼画像７０ｅ１における虹彩は最も暗くなっており、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像７０ｅ２と比べて虹彩の明るさに大きな差が生じる。

図４Ａ、４Ｂは、本発明の実施の形態１における認証装置１において撮影された眼画像から算出された虹彩コントラストをグラフにして表した図である。図４Ａは生体眼を撮影した眼画像から算出された虹彩コントラストを表したグラフであり、図４Ｂは義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像から算出された虹彩コントラストを表したグラフである。なお、ここでは、強膜の所定の領域における明るさが「強膜の明るさ」として検出され、虹彩の所定の領域における明るさを「虹彩の明るさ」として検出される。検出された強膜の明るさを虹彩の明るさで除算した値を「虹彩コントラスト」として用いる。これは、単に虹彩の明るさを算出した場合と比較して、除算によって比の形式で虹彩コントラストを算出することで、撮影された複数の眼画像における照明光の輝度または光量のばらつき等の誤差を低減することができるからである。また、図４において、Ｘ軸は照射角度（°）を表しており、値が大きいほど被写体の眼に対する照明光の照射角度が大きいことを示している。また、Ｙ軸は虹彩コントラストを表しており、値が大きいほど虹彩コントラストが大きい、すなわち、強膜の明るさと虹彩の明るさとの差が大きいことを示している。

図４Ａに示すように、生体眼を撮影した眼画像では、照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が１０°のときの虹彩コントラストが最も小さく、照射角度が大きくなるにしたがって虹彩コントラストも大きくなり、照射角度が５０°のときに、虹彩コントラストは最大になっている。一方、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像では、図４Ｂに示すように、照射角度が１０°、２０°のときの虹彩コントラスト値は、図４Ａの虹彩コントラスト値と比較してさほどの差はない。義眼コンタクトレンズを装着した眼の場合には、照射角度をさらに大きくしても虹彩コントラストはそれほど変化しない。その結果、照射角度が５０°のとき、図４Ｂに示される虹彩コントラスト値は、図４Ａに示される虹彩コントラスト値と比較して大きな差が生じている。

このような現象が生じる原因については、次のように推測される。

図５は、本発明の実施の形態１における認証装置１からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図である。なお、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄを総称して図５と称する。

図５Ａ、５Ｃでは、撮影対象は生体眼である。眼球５００は、角膜５５１と強膜５５２で覆われ、角膜５５１の内側に虹彩５５３を有する。一方、図５Ｂ、５Ｄでは、撮影対象は虹彩模様を印刷した義眼コンタクトレンズを装着した眼である。つまり、角膜５５１は、義眼コンタクトレンズ５５４で覆われ、偽造虹彩が形成されている。また、図５Ａ、５Ｂは被写体の眼に対する照明光Ｌ０５の照射角度が小さい場合を示しており、図５Ｃ、５Ｄは照明光Ｌ０５の照射角度が大きい場合を示す。

生体眼における虹彩５５３と、虹彩模様が印刷された義眼コンタクトレンズ５５４とでは、図５に示すように、位置および形状に違いがある。すわなち、生体眼においては、虹彩５５３は角膜５５１の背後にあり、角膜５５１表面に比べて平坦な形状をしている。一方、義眼コンタクトレンズ５５４を装着した眼においては、義眼コンタクトレンズ５５４は角膜５５１表面にあって、角膜５５１表面と同様に湾曲した形状である。

そして、図５Ａ、Ｂに示すように、照明光Ｐ０５の照射角度が小さいときには、生体眼、義眼コンタクトレンズを装着した眼のいずれにおいても、虹彩５５３部分、強膜５５２部分において照明光Ｐ０５はレンズ２１の光軸Ｌ０５に対して小さい角度で反射する。したがって、撮影された眼画像において検出される虹彩５５３の明るさおよび強膜５５２の明るさは生体眼、義眼コンタクトレンズを装着した眼のいずれも明るく、また、虹彩の明るさと強膜の明るさとの差が共に小さいため、算出される虹彩コントラストも共に同程度に小さい。

次に、照明光Ｐ０５の照射角度が大きい場合を、図５Ｃ、５Ｄを用いて説明する。照明光Ｐ０５の照射角度が大きいときには、図５Ｃに示す生体眼の方では、虹彩５５３部分が眼球表面上に比べて平坦であるため、照明光は虹彩５５３表面においてレンズ２１の光軸Ｌ０５に対して大きい角度で反射する。一方、図５Ｄに示す義眼コンタクトレンズ５５４を装着した眼の場合、義眼コンタクトレンズ５５４は眼球５００の表面にあり、その形状が眼球表面と同様に湾曲している。そのため、照明光Ｐ０５は義眼コンタクトレンズ５５４の表面においてレンズ２１の光軸Ｌ０５に対して生体眼の場合よりも小さい角度で反射する。すなわち、照明光Ｐ０５がレンズ２１の方向に反射される。したがって、撮影された眼画像において検出される虹彩部分の明るさは、生体眼を撮影した眼画像の方が、義眼コンタクトレンズを装着した眼を撮影した眼画像に比べて暗くなる。

このように、撮影された眼画像において検出される虹彩コントラストは、照明光の照射角度が小さいときには生体眼と義眼コンタクトレンズを装着した眼とでほとんど差がない。しかし、照明光の照射角度が大きくなると、生体眼では義眼コンタクトレンズを装着した眼と比べて虹彩部分における照明光の反射角度が大きくなり、そのため虹彩部分が暗く写った眼画像が撮影され、算出される虹彩コントラストも大きな値となる。一方、義眼コンタクトレンズを装着した眼では、照明光の照射角度が大きくなっても、虹彩部分が明るく写った眼画像が撮影されるので、虹彩コントラストは小さい値のままである。

したがって、照明光の照射角度を変えて少なくとも２枚の眼画像を撮影し、それぞれの眼画像において虹彩コントラストを検出し、それら検出された虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影した眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判別することが可能となる。

すなわち、本発明の実施の形態１では、被写体の眼に対する照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度を変えて複数の眼画像を撮影し、それぞれの眼画像において虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出して虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかを判別し、なりすましを防止する。

図６は、本発明の実施の形態１における認証装置１に備えられた眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。図６に示すように、認証装置１は、被写体の眼Ｅ０６画像を撮影する眼画像撮影装置５０と、眼画像撮影装置５０で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０とを備えている。

眼画像撮影装置５０は、誘導鏡１３と、被写体を照明する照明部１０と、眼画像を撮影する撮影部２０と、撮影部２０で撮影された眼画像を信号処理する画像信号処理部３０とを備えている。

レンズ２１の前面に設置された誘導鏡１３は、被写体がその反射画像を見ることによって自身の眼の位置を確認するために用いられる。また、誘導鏡１３は、一般に知られている半透光性の素材から形成されており、光の反射と透過とを同時に行い、透過された光の一部は撮影部２０に入力される。

照明部１０は、近赤外光を発光する発光ダイオード等の公知の発光素子からなる照明用ＬＥＤ１２と、照明用ＬＥＤ１２の照明制御を行う照明制御部１１とから構成される。上述したように、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２１の光軸に関して対称に、それぞれレンズ２１の中心から異なる距離に配置された５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅから構成され、被写体の眼を含む領域を照らすように照明光を照射する。そして、レンズ２１に近い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ａの発光による照明光は小さい照射角度で被写体の眼を照射し、レンズ２１の中心から離れた位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ｅの発光による照明光は大きい照射角度で被写体の眼を照射する。照明制御部１１は、これら５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅをそれぞれ切り換えて発光させ、また、眼画像取得に適した光量となるように発光の明るさを制御する。

撮影部２０は、一般に用いられている固定焦点レンズで構成されたレンズ２１と、ＣＣＤ等の公知の素子で構成された撮像素子２２と、前処理部２３とを備えている。照明用ＬＥＤ１２から発せられた近赤外光は被写体の眼やその周囲で反射され、その反射光はレンズ２１を通して撮像素子２２に入力される。入力された入射光は撮像素子２２で光電変換され、電気信号として前処理部２３に入力される。前処理部２３では、撮像素子２２より入力された電気信号から画像信号成分を取り出してコントラストやフォーカス等に関する画質判定を行い、また、ゲイン調整等、画像信号として必要な処理を行った上で画像信号処理部３０に出力する。なお、レンズ２１または撮像素子２２においては、近赤外光を透過し可視光をカットするような特性のフィルタを有する構成とする方が望ましい。

画像信号処理部３０は、撮影部２０で撮影された眼画像から瞳孔の位置を検出する瞳孔検出部３１と、撮影された眼画像から虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出する明るさ検出部３２と、明るさ検出部３２で検出された虹彩の明るさと強膜の明るさとから、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断する判断部３３と、判断部３３の結果を受けて撮影部２０で撮影された眼画像を認証用の眼画像として取得する認証画像取得部３４とを備えている。

瞳孔検出部３１は、前処理部２３から出力された眼画像の信号の中から瞳孔位置を検出する。眼画像の信号の中から瞳孔位置を検出する方法としては、テンプレートマッチングを用いる方法、あるいは周回積分を用いる方法（特表平８−５０４９７９公報）等の一般に知られた技術を使用することができる。

明るさ検出部３２は、瞳孔検出部３１で検出された瞳孔の位置にもとづき虹彩部分および強膜部分のそれぞれにおける明るさを検出する領域を決定し、決定された虹彩部分の領域および強膜部分の領域における平均輝度をそれぞれ虹彩の明るさおよび強膜の明るさとして検出する。この、平均輝度を検出する虹彩部分の領域および強膜部分の領域については後述する。

判断部３３は、明るさ検出部３２において検出された強膜の明るさを虹彩の明るさで除算し、それを虹彩コントラストとして算出する。そして、撮影された複数の眼画像のそれぞれにおいて虹彩コントラストの算出を行い、それら算出された虹彩コントラストを互いに比較して、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断する。そして、判断部３３は、判断の結果を表す信号を認証画像取得部３４に出力する。なお、判断部３３における判断の方法としては、例えば、最も小さい照射角度の照明光によって撮影された眼画像における虹彩コントラストと、最も大きい照射角度の照明光によって撮影された眼画像における虹彩コントラストとの差を求め、その差をしきい値と比較し、その差がしきい値よりも小さければ撮影された眼画像は偽造物によるもの、その差がしきい値よりも大きければ撮影された眼画像は生体眼によるものと判断する等がある。判断部３３においては、このようにして、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断することができる。なお、このしきい値は、実験等によってあらかじめ定めておくことが望ましい。

認証画像取得部３４は、判断部３３からの信号を受け、その信号が撮影された眼画像は偽造物によるものではないということを表していた場合には、前処理部２３から出力された眼画像の信号を取り込み、それを認証用の眼画像として虹彩認証処理部４０に出力する。

虹彩認証処理部４０は、画像信号処理部３０から出力される認証用の眼画像から虹彩領域の画像を切り出し、虹彩部分の皺の模様にもとづいた認証情報を作成する。そして、あらかじめ登録されている登録認証情報とその認証情報とを比較照合し、互いに一致するか否かを判定して被写体が登録者であるか否かの判断を行う。虹彩認証処理部４０の機能に関しては、例えば、日本特許公開公報２０００−３３０８０号に記載されたようなこれまでに知られている方法を用いて実現することができる。

このように、本発明の実施の形態１における眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０では、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された眼画像からそれぞれ虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出して虹彩コントラストを算出する。そして、算出された虹彩コントラストを互いに比較して撮影された眼画像が生体眼によるものか偽造物によるものかを判別する。撮影された眼画像が偽造物によるものではないと判断された場合には、撮影された眼画像の中の虹彩パターンを照合して、被写体があらかじめ登録された者か否かの認証を行う。

なお、画像信号処理部３０、前処理部２３、照明制御部１１、および虹彩認証処理部４０の機能は、それぞれがハードウェアで実現されていてもよいし、それぞれの機能がソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。それぞれの機能がソフトウェアによって実現されている場合には、上記の各機能ブロックを実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０を構成することが可能となる。

なお、本実施の形態１で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０、撮影部２０、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、少なくともこれらの要素を含む装置を生体判別装置と称する。また、本実施の形態１の生体判別装置は、画像信号処理部３０全体を含んでも良い。

図７は、本発明の実施の形態１における眼画像撮影装置５０および虹彩認証処理部４０の動作を示すフローチャートである。まず、被写体が認証装置１の前に顔を配置して誘導鏡１３を見ながら眼の位置合わせを行った後、認証開始の指示を入力する等して認証動作を開始させる（Ｓ１１）。

すると、照明制御部１１はレンズ２１に最も近い位置に配置された照明用ＬＥＤ１２ａを発光させ、撮影部２０は照明用ＬＥＤ１２ａからの照明光が照射された被写体の眼画像を撮影する（Ｓ１２）。

前処理部２３は取得した眼画像のフォーカス、輝度、コントラスト等の画質が適切であるかを判定し、適切でない場合には被写体に対する指示等の必要な処理を行い、再度眼画像を取り込む（Ｓ１３）。

照明制御部１１は発光している照明用ＬＥＤがレンズ２１から最も遠い照明用ＬＥＤ１２ｅかどうかを判断し（Ｓ１４）、照明用ＬＥＤ１２ｅの発光で無い場合には、そのとき発光している照明用ＬＥＤ１２の外側に隣接する照明用ＬＥＤ１２を発光させるように切り換え（Ｓ２０）、ステップＳ１２にもどって再度眼画像を取り込む。

ステップＳ１４において、発光している照明用ＬＥＤ１２はレンズ２１から最も遠い照明用ＬＥＤ１２ｅであると判断された場合には、瞳孔検出部３１は撮影された複数の眼画像のそれぞれから瞳孔位置とその半径を検出する（Ｓ１５）。

そして、明るさ検出部３２は、検出された瞳孔位置およびその半径にもとづき、複数の眼画像のそれぞれにおいて眼画像内の虹彩位置および強膜位置を決定し、決定された虹彩位置および強膜位置から虹彩の明るさを検出する領域および強膜の明るさを検出する領域をそれぞれ決定して、それらの領域の明るさをその領域内の平均輝度を求める等して検出する（Ｓ１６）。

そして、判断部３３は、検出された強膜の明るさを虹彩の明るさで除算することで虹彩コントラストを算出する（Ｓ１７）。

判断部３３は、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像のそれぞれにおいて算出された虹彩コントラストの値を互いに比較し、例えば照明光の照射角度が最も小さい眼画像における虹彩コントラストと最も大きい眼画像における虹彩コントラストとの差がしきい値よりも大きいかどうかを判断する等して、撮影された眼画像が偽造物によるものか生体眼によるものかを判断する（Ｓ１８）。

判断部３３が生体眼による眼画像であると判断した眼画像については、認証画像取得部３４がそれを認証用の眼画像として虹彩認証処理部４０に出力する（Ｓ４０）。

虹彩認証処理部４０では、瞳孔の中心座標にもとづき眼画像データの中から虹彩画像を切り出す（Ｓ４１）。そして、虹彩画像を虹彩の模様を数値で示す固有の認証情報に変換し（Ｓ４２）、登録されている登録認証情報と比較することによって認証動作を実行する（Ｓ４３）。

次に、眼画像内の虹彩および強膜のそれぞれにおける明るさを検出する領域について説明する。図８は、本発明の実施の形態１における認証装置１の明るさ検出部３２において眼画像の虹彩および強膜の明るさを検出する領域を示した図である。

本発明の実施の形態１においては、明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域を、瞳孔検出部３１において検出された瞳孔８２０の位置および半径と、照明用ＬＥＤ１２から被認証者の眼への照明光の照射方向とにもとづいて決定している。

明るさを検出する虹彩８００の領域および強膜８１０の領域を図８に示す。虹彩８００と強膜８１０との境界付近であって、かつ目尻側の領域Ｄ０１および目頭側の領域Ｄ０２のそれぞれ２箇所に、長軸が虹彩８００と強膜８１０との境界に沿った略長方形または略三日月型の検出領域８０１および８１１を設定している。虹彩の明るさを検出する領域８０１、および強膜の明るさを検出する領域８１１を、それぞれ２箇所に設定した理由は、照明用ＬＥＤ１２が被写体の眼を目尻側および目頭側の２方向から照射しているからである。また、明るさを検出する領域を、虹彩８００と強膜８１０との境界付近に略長方形または略三日月型として設定した理由は、虹彩８００と強膜８１０とが互いに近接した位置を検出領域とする方が、虹彩８００と強膜８１０との境界から離れた位置を検出領域とするよりも、はっきりと明るさの差が得られることが実験によって確認されているからである。

以上述べたように、本発明の実施の形態１における認証装置１においては、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影し、撮影された眼画像からそれぞれ虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出して虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼によるものか偽造物によるものかを判別する。こうすることで、不正な者による偽造物等を用いたなりすましを防止することができる。

なお、本発明の実施の形態１では、左右で５対の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが一列に組み合わされた照明用ＬＥＤ１２を用いて説明したが、この構成に限定するものではない。図９は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要の他の一例を示す外観図である。例えば、図９に示すように照明用ＬＥＤ１２のそれぞれを５列のＬＥＤで構成してもよい。このように、照明用ＬＥＤ１２を複数列のＬＥＤで構成する場合は、一つ一つのＬＥＤが発光輝度の比較的小さいＬＥＤであってもよく、また、発光させるＬＥＤの数を変えることで被写体の眼を照射する際の光量を制御することができる。

また、本発明の実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を５対の照明用ＬＥＤ１２ａ〜１２ｅで構成する説明を行った。これは、複数の眼画像を撮影するときの、被写体の眼に対する照明光の照射角度の組み合わせを多くすることでより「なりすまし」を行われにくくするためである。しかし、本実施の形態を何らこの構成に限定するものではない。例えば、照明用ＬＥＤ１２を５対以上のＬＥＤで構成してもよく、あるいは５対以下のＬＥＤで構成してもよい。

図１０は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要のさらに他の一例を示す外観図である。例えば、図１０に示すように照明用ＬＥＤ１２を２対のＬＥＤで構成してもよい。本発明の実施の形態１では、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影すれば、上述した効果を得ることができる。したがって、本発明の実施の形態１においては、少なくとも２対の照明用ＬＥＤがあれば、撮影された眼画像が生体眼によるものか偽造物によるものかの判断を行うことが可能である。

また、本発明の実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を、左右５対の照明用ＬＥＤ１２ａ〜１２ｅを切り換えて発光させる構成を説明したが、何らこの構成に限定するものではない。図１１は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要のさらに他の一例を示す外観図である。例えば、図１１に示すように照明用ＬＥＤ１２を１対とし、それらを移動させることができるような可動部１２１を備えた構成としてもよい。一対の照明用ＬＥＤ１２を可動部１２１によってレンズ２１に近い位置（図１１上段）と、遠い位置（図１１下段）とに移動させることができる。このようにすることで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影することができる。また、物理的に照明用ＬＥＤ１２を移動させるだけでなく、レンズやプリズム、鏡等の反射や屈折、分光等を行う一般に知られた手段を用い、あるいはそれらを組み合わせ、光の屈折や反射を利用して照明用ＬＥＤ１２からの照明光の光路を変えて、被写体の眼に対する照明光の照射角度を変えるようにすることも可能である。

なお、本発明の実施の形態１においては、明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域を虹彩と強膜との境界付近の目尻側および目頭側としているが、照明用ＬＥＤ１２が被写体の眼を目尻側および目頭側とは別の方向から照射する場合にはその照射方向にもとづいて明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域を設定する。

また、本発明の実施の形態１においては、明るさを検出する虹彩の領域および強膜の領域をそれぞれ２箇所に設定した構成を説明したが、例えば虹彩と強膜との境界に沿った環状の領域をそれぞれ１箇所ずつ設定する構成としてもよい。また、本発明の実施の形態１においては、虹彩の明るさおよび強膜の明るさを、明るさを検出する領域内の平均輝度を算出することで求めているが、明るさを数値として算出できる方法であれば、これまで一般に知られている明るさの算出方法を含めどのような方法を用いてもかまわない。また、本発明の実施の形態１においては、撮影された眼画像の虹彩と強膜との境界付近の目尻側および目頭側のそれぞれにおいて虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストの平均値を撮影された眼画像の虹彩コントラストとしているが、虹彩の目尻側と目頭側とにおける明るさと強膜の目尻側と目頭側とにおける明るさとをそれぞれまとめて虹彩の明るさ、強膜の明るさとして検出し、その結果から虹彩コントラストを算出するようにしてもかまわない。

また、本発明の実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２をレンズ２１の光軸に関して対称となるように対にして照明用ＬＥＤを配置する構成を説明したが、何らこの構成に限定するものではない。図１２は、本発明の実施の形態１における認証装置１の概要のさらに他の一例を示す外観図である。例えば、図１２に示すように、レンズ２１の右側または左側のいずれか一方に、レンズ２１からの距離が異なる位置に配置した少なくとも２個の照明用ＬＥＤで照明用ＬＥＤ１２を構成してもよい。このような構成であっても、上述と同様の効果を得ることができる。ただし、この構成の場合、虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出する領域は、図８において説明したような、虹彩と強膜との境界付近の目尻側および目頭側の２箇所とするのではなく、照明用ＬＥＤによって照射される側、例えば照明用ＬＥＤが目尻側から照射される場合は、虹彩と強膜との境界付近の目尻側だけを検出するようにすることが望ましい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２の認証装置について図面を用いて説明する。

実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を複数の照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅで構成し、それらを切り換えて発光させてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。しかし、照明用ＬＥＤ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅを切り換えて発光させるのではなく、被写体と撮影装置との距離を変えてそれぞれ眼画像を撮影することによっても、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することができる。

本発明の実施の形態２では、被写体と撮影装置との距離を変えてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度の異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影する構成としている。なお、ここでは、実施の形態１に示した認証装置１と同じ構成要素については同じ符号をつけ、説明を省略する。

図１３は、本発明の実施の形態２における認証装置１００および被写体Ｅ１３の撮影位置を示す概略図である。図１３において、認証装置１００は、照明用ＬＥＤ１２、誘導鏡１３、レンズ２０２を備えている。図１３に示すように、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２０２の中心に関して対称に配置された１対のＬＥＤによって構成されている。そして、認証装置１００は、レンズ２０２の光軸Ｌ１３上における被写体Ｅ１３と認証装置１００との距離が異なる二つの位置で、それぞれ眼画像を撮影する。それにより、被写体Ｅ１３の眼に対する照明用ＬＥＤ１２からの照明光の照射角度が異なる（θ１およびθ５）少なくとも２枚の眼画像が撮影される。

図１４は、本発明の実施の形態２における認証装置１００に備えられた眼画像撮影装置５０１および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。

図１４に示すように、本発明の実施の形態２における認証装置１００は、被写体の眼Ｅ１４の画像を撮影する眼画像撮影装置５０１と、眼画像撮影装置５０１で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０とを備えている。

眼画像撮影装置５０１は、誘導鏡１３と、照明部１０１と、撮影部２０１と、画像信号処理部３０と、指示部６０とを備えている。

誘導鏡１３および画像信号処理部３０は、図６に示した誘導鏡１３および画像信号処理部３０とそれぞれ同様の構成であり同様の動作を行う。

照明部１０１は、近赤外光を発光する発光ダイオード等の公知の発光素子からなる照明用ＬＥＤ１２と照明用ＬＥＤ１２の照明制御を行う照明制御部１１とから構成される。照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２０２の光軸に関して対称に配置された１対のＬＥＤから構成され、被写体の眼を含む領域を照らすように照明光を照射する。照明制御部１１は、これら１対の照明用ＬＥＤ１２を眼画像取得に適した光量となるように発光輝度を制御する。

撮影部２０１は、一般に用いられているオートフォーカスに対応したレンズ２０２と、撮像素子２２と、前処理部２３と、レンズ２０２をオートフォーカス制御するオートフォーカス制御部２０３とを備えている。オートフォーカス制御部２０３は、撮像素子２２によって撮影された眼画像から、一般に知られている方法、例えば画像の輪郭部分の微分値を最小にするようにフォーカス制御を行う方法等を用いて、レンズ２０２をオートフォーカス制御する。本実施の形態２においては、このレンズ２０２とオートフォーカス制御部２０３を用いることによって、撮影位置が異なる被写体の眼Ｅ１４を撮影することができる。

指示部６０は、指示制御部６１とスピーカー６２とを備え、音声によって被写体に撮影位置を指示する。指示制御部６１は、まず、被写体の眼に対する照明光の照射角度が小さい角度θ１（例えば１０°）になるような撮影位置に被写体の眼が配置されるように、スピーカー６２を通じて被写体に指示を出す。そしてその位置における被写体の眼画像が撮影された後、被写体の眼に対する照明光の照射角度がθ１よりも大きい角度θ５（例えば５０°）になるような撮影位置に被写体が移動するように、スピーカー６２を通じて被写体に指示を出す。こうして被写体が撮影位置を移動することによって、照明用ＬＥＤ１２から照射される被写体の眼に対する照明光の照射角度を変えることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態２における眼画像撮影装置５０１では、被写体と眼画像撮影装置５０１との距離を変えて被写体の眼画像撮影を行うことで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することができる。

なお、本実施の形態２で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０１、撮影部２０１、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、これらを組み合わせたものを生体判別装置と称する。本実施の形態２の生体判別装置はさらに、指示部６０を含んでも良いし、画像信号処理部３０全体を含んでも良い。

なお、被写体の撮影位置の確認は、例えばオートフォーカス制御部２０３のレンズ２０２への制御量等から行うことも可能であるが、被写体の撮影位置確認用に一般に知られている測距センサー等を備えた構成としてもよく、あるいはあらかじめ地面に記号を付ける等して被写体に撮影位置を知らせておく構成としてもよい。また、そのような場合は、撮影部２０１の「絞り」を絞ることで被写体深度を深くし、オートフォーカスを用いずに撮影することも可能である。

また、指示部６０から被写体への指示は、スピーカー６２を用いた音声による指示以外に、例えば、文字や画像等を表示する表示部によって、指示を視覚的に表示する構成等であってもかまわない。

なお、指示制御部６１の機能は、ハードウェアで実現されていてもよいし、ソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。指示制御部６１の機能がソフトウェアによって実現されている場合には、その機能を実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて構成することが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３の認証装置について図面を用いて説明する。

実施の形態１では、照明用ＬＥＤ１２を複数の照明用ＬＥＤで構成し、それらを切り換えて発光させてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。しかし、照明用ＬＥＤ１２を切り換えて発光させるのではなく、撮影装置の入光部を少なくとも２つとし、被写体の撮影位置を一方の入光部における光軸上から他方の入光部における光軸上に相対的に移動させ、それぞれにおいて眼画像を撮影することによっても、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影することができる。

そこで、本発明の実施の形態３では、撮影装置の入光部を２つにし、被写体の撮影位置を一方の入光部における光軸上から他方の入光部における光軸上に相対的に移動させてそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度の異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影する構成としている。なお、ここでは、実施の形態１に示した認証装置１、および実施の形態２に示した認証装置１００と同じ構成要素については同じ符号をつけ、説明を省略する。

図１５は、本発明の実施の形態３における認証装置２００および被写体Ｅ１５の撮影位置を示す概略図である。図１５において、認証装置２００は、照明用ＬＥＤ１２、誘導鏡１３、レンズ２１１、２１２を備えている。図１５に示すように、認証装置２００が備える２つの入光部であるレンズ２１１、２１２はそれぞれの光軸が互いに平行になるように配置され、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２１１、２１２の外側に対称に配置された１対のＬＥＤによって構成されている。そして、認証装置２００は、レンズ２１１、２１２のそれぞれの光軸上に被写体Ｅ１５の眼が配置された状態でそれぞれ眼画像を撮影することで、被写体Ｅ１５の眼に対する照明光の照射角度の異なる少なくとも２枚の眼画像を撮影する。

図１６は、本発明の実施の形態３における認証装置２００に備えられた眼画像撮影装置５０２および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、本発明の実施の形態３における認証装置２００は、被写体の眼画像を撮影する眼画像撮影装置５０２と、眼画像撮影装置５０２で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０とを備えている。

眼画像撮影装置５０２は、誘導鏡１３と、照明部１０１と、撮影部２１０と、画像信号処理部３０と、指示部６５とを備えている。

２つの誘導鏡１３は、レンズ２１１、２１２の前面にそれぞれ配置されており、図６に示した誘導鏡１３と同様の動作を行う。また、画像信号処理部３０は、図６に示した画像信号処理部３０と同様の構成であり同様の動作を行う。

照明部１０１は、図１４に示した照明部１０１と同様の構成であり同様の動作を行う。

撮影部２１０は、一般に用いられている固定焦点レンズで構成されたレンズ２１１、２１２と、レンズ２１１、２１２からの光をそれぞれ電気信号に変換する撮像素子２２１、２２２と、前処理部２３と、撮像素子２２１、２２２からそれぞれ送られてくる映像信号を切り換えて前処理部２３に送信する切り換え部２１３とを備えている。レンズ２１１、２１２、撮像素子２２１、２２２、前処理部２３は、図６に示したレンズ２１、撮像素子２２、前処理部２３と同様の構成であり同様の動作を行う。また、切り換え部２１３は、撮像素子２２１、２２２からそれぞれ送られてくる映像信号のうち瞳孔検出部３１において瞳孔が検出される方の映像信号を前処理部２３に送信するように切り換えの動作を行う。なお、切り換え部２１３においては、例えば指示部６５と連動させ、レンズ２１１、２１２のうちで、指示部６５が被認証者に対し移動を指示する方のレンズから眼画像が取り込まれるように映像信号を切り換える構成としてもよい。

指示部６５は、指示制御部６６とスピーカー６２とを備え、音声によって被写体に撮影位置を指示する。指示制御部６６は、まず、被写体の眼Ｅ１６がレンズ２１１の光軸上に配置されるように、スピーカー６２を通じて被写体に指示を出す。そしてその位置における被写体の眼Ｅ１６の画像が撮影された後、被写体の眼がレンズ２１２の光軸上に配置されるように、スピーカー６２を通じて被写体に移動の指示を出す。このようにして、レンズ２１１、２１２のそれぞれの光軸上において被写体の眼Ｅ１６の画像がそれぞれ撮影されるようにする。

以上説明したように、本発明の実施の形態３における眼画像撮影装置５０２は、それぞれの光軸が互いに平行となるように配置されたレンズ２１１、２１２の一方の光軸上から他方の光軸上に被写体の眼が移動して眼画像撮影を行うことで、被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する。

なお、指示部６５から被写体への指示は、スピーカー６２を用いた音声による指示以外に、例えば、文字や画像等を表示する表示部によって指示を表示する構成等であってもよい。あるいは誘導鏡１３の近傍にそれぞれＬＥＤ等の発光素子またはそれに代わる表示素子を設け、いずれか誘導する側にある発光素子または表示素子によって視覚的に移動を指示する構成であってもかまわない。

なお、指示制御部６６、切り換え部２１３の各機能は、それぞれの機能がハードウェアで実現されていてもよいし、ソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。それぞれの機能がソフトウェアによって実現されている場合には、それらの機能を実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて構成することが可能となる。

なお、本発明の実施の形態３では、照明用ＬＥＤ１２を１対のＬＥＤによって構成する説明をした。このとき、１対のＬＥＤを同時に発光させるのではなく、１対のＬＥＤのうちいずれか一方のＬＥＤを発光させ、被写体の眼を目尻側または目頭側のいずれか１方向からのみ照射するようにすることが望ましく、被写体の眼を目尻側からのみ照射するようにすることがさらに望ましい。これは、１対のＬＥＤを同時に発光させると、被認証者の眼をそれぞれの照射光が異なる照射角度で同時に照射してしまうからであり、また、被写体の眼を目頭側から照射すると被写体の鼻が照明光を遮る恐れがあるからである。なお、１対のＬＥＤのうちいずれか一方のＬＥＤを発光させ、被写体の眼を目尻側から照射する方法としては、例えば、被写体に右眼と左眼のいずれかの眼を認証させるのかを認証装置２００に入力させ、選択された方の眼の目尻方向から照明光を照射するように１対のＬＥＤのいずれか一方を選択して発光させる方法等がある。このとき、明るさ検出部３２では、撮影された眼画像の目尻側においてのみ虹彩の明るさおよび強膜の明るさを検出することが望ましい。

なお、本実施の形態３で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０１、撮影部２１０、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、これらを組み合わせたものを生体判別装置と称する。本実施の形態３の生体判別装置はさらに、指示部６５を含んでも良いし、画像信号処理部３０全体を含んでも良い。

また、本発明の実施の形態２および実施の形態３においては、被写体が移動することによって被写体の眼に対する照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。それに代えて、例えば、眼画像撮影装置が移動することによって同様の眼画像を撮影する構成としてもかまわない。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４の認証装置について図面を用いて説明する。

実施の形態１では、レンズの光軸に関して対称に配置された一対以上の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させ、それぞれ眼画像を撮影することで、被写体の眼に対する照明光の照射角度の異なる複数の眼画像を撮影する構成を説明した。すなわち、撮影された複数の眼画像間で被写体の眼に対する照明光の照射角度は異なっていた。

それに対して、被写体の眼に対する照明光の照射方向および照射角度が異なる少なくとも２つの照明を用いて被認証者の眼を同時に照射すれば、少なくとも２つの異なる照射方向および照射角度で照明光を照射された被写体の眼を撮影することができる。

例えば、被写体の眼に対し、その目尻側からと目頭側からとの２つの方向からそれぞれ異なる照射角度で照明光が照射された場合、被写体の虹彩の目尻側と目頭側とがそれぞれ異なる照射角度の照明光で照射されているので、このとき撮影された眼画像においては、その虹彩の目尻側と目頭側とで明るさに差がでる。

本発明の実施の形態４においては、被写体の眼に対する照明光の照射方向および照射角度が異なる少なくとも２つの発光素子を配置し、それらを同時に発光させて眼画像を撮影している。それにより、少なくとも２つの異なる照射方向および照射角度から照明光を同時に照射された被写体の眼が撮影され、撮影された１枚の眼画像から、撮影された眼画像が生体によるものか偽造物によるものかを判断することが出来る。なお、ここでは、実施の形態１に示した認証装置１と同じ構成要素については同じ符号をつけ、説明を省略する。

図１７は、本発明の実施の形態４における認証装置３００および被写体Ｅ１７の撮影位置を示す概略図である。図１７において、認証装置３００は、照明用ＬＥＤ１２、誘導鏡１３、レンズ２１を備えている。図１７に示すように、照明用ＬＥＤ１２は、レンズ２１の中心からそれぞれ異なる距離に配置された１対のＬＥＤ１２１，１２２によって構成される。ＬＥＤ１２１およびＬＥＤ１２２は、レンズ２１の光軸上に配置された被写体Ｅ１７の眼を、目尻側と目頭側とからそれぞれ異なる照射角度で照射する。そして、認証装置３００は、１対のＬＥＤ１２１，１２２を同時に発光させた状態で被写体Ｅ１７の眼を撮影することで、２つの異なる照射方向および照射角度から照明光を同時に照射された被写体の眼画像を撮影する。

このようにして撮影された被写体の眼画像は、目尻側と目頭側とがそれぞれ異なる照射角度の照明光によって照射されている。そして、本発明の実施の形態４においては、認証装置３００において、撮影された眼画像における目尻側と目頭側とでそれぞれ虹彩の明るさと強膜の明るさとの比、すなわち虹彩コントラストを算出し、算出された虹彩コントラストを目尻側と目頭側とで互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかを判断する。

図１８は、本発明の実施の形態４における認証装置３００に備えられた眼画像撮影装置５０３および虹彩認証処理部４０の構成を示すブロック図である。

図１８に示すように、本発明の実施の形態４における認証装置３００は、認証される被写体の眼Ｅ１８の画像を撮影する眼画像撮影装置５０３と、眼画像撮影装置５０３で撮影された眼画像を用いて虹彩の認証処理を行う虹彩認証処理部４０と、登録部４１を備えている。

眼画像撮影装置５０３は、誘導鏡１３と、照明部１０２と、撮影部２０と、画像信号処理部３０１とを備えている。

誘導鏡１３および撮影部２０は、図６に示した誘導鏡１３および撮影部２０とそれぞれ同様の構成であり同様の動作を行う。

照明部１０２は図１４に示した照明部１０１と同様の構成であり、同様の動作を行うが、上述したように、照明用ＬＥＤ１２を構成する１対のＬＥＤ１２１，１２２は、レンズ２１の光軸に関して対称には配置されておらず、レンズ２１の中心からそれぞれ異なる距離に配置される。１対のＬＥＤ１２１，１２２の照明光は、レンズ２１の光軸上に配置された被写体の眼Ｅ１８を目尻方向および目頭方向からそれぞれ異なる照射角度で照射する。

画像信号処理部３０１は瞳孔検出部３１と、明るさ検出部３２１と、判断部３３１と、認証画像取得部３４とを備えている。瞳孔検出部３１と認証画像取得部３４とは図６に示した画像信号処理部３０における瞳孔検出部３１と認証画像取得部３４と同様の構成であり、同様の動作を行う。

明るさ検出部３２１は、図６に示した画像信号処理部３０における明るさ検出部３２とほぼ同様の動作を行うが、明るさ検出部３２と異なる点は、目尻側の明るさと目頭側の明るさとをそれぞれ独立して検出する点にある。

判断部３３１は、図６に示した画像信号処理部３０における判断部３３とほぼ同様の動作を行うが、判断部３３と異なる点は、撮影された１枚の眼画像における、目尻側の明るさと目頭側の明るさとを比較して偽造物の判断を行う点にある。

なお、本発明の実施の形態４において、撮影された眼画像内の虹彩および強膜のそれぞれにおける明るさを検出する領域は、図８に示した領域と同様である。しかし、本発明の実施の形態４においては何ら照明光の照射方向を限定するものではないので、照明用ＬＥＤ１２から被写体の眼Ｅ１８への照明光の照射方向にもとづき、適宜最適な領域を設定することが望ましい。

以上説明したように、本発明の実施の形態４における眼画像撮影装置５０３では、被写体の眼Ｅ１８を目尻側と目頭側とからそれぞれ異なる照射角度の照明光によって照射し、撮影された１枚の眼画像における目尻側と目頭側とでそれぞれ算出した虹彩コントラストを互いに比較することで、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかを判断することができる。

なお、画像信号処理部３０１の機能は、ハードウェアで実現されていてもよいし、ソフトウェアで実現可能に記述され、演算装置等で実行される構成であってもよい。画像信号処理部３０１の機能がソフトウェアによって実現されている場合には、その機能を実現するプログラムを演算装置にロードしたコンピュータを用いて構成することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、被写体のいずれか一方の眼を撮影する構成を説明したが、両目を同時に撮影する構成としてもよい。図１９は、本発明の実施の形態４の他の例における認証装置３１０および被写体の撮影位置を示す概略図である。図１９に示す認証装置３１０は、光軸が互いに平行になるように配置された２つのレンズ２１とレンズ２１の前面にそれぞれ配置された２つの誘導鏡１３とを備えており、被写体Ｅ１９の両目を同時に撮影することができる。図１９に示す構成では、撮影された被写体Ｅ１９の両方の眼の眼画像のそれぞれにおいて上述した判断を行うことができるので、撮影された眼画像が生体眼か偽造物によるものかの判断を、より精度よく行うことが可能となる。

なお、本発明の実施の形態においては、義眼コンタクトレンズを装着した眼を生体眼と判別する例を説明したが、偽造された眼球や偽造された写真等による偽造物であっても同様に生体眼と判別することができる。

なお、本発明の実施の形態においては、強膜の明るさを虹彩の明るさで除算することで虹彩コントラストを算出する構成を説明した。これは、強膜の明るさと虹彩の明るさとの差を除算による比の形式にして求めることで、撮影された複数の眼画像間における照明光の照射角度の違いによる強膜の明るさの差や、照明光の輝度または光量のばらつき等の誤差を抑えることができるからである。ただし、本発明は、このような実施の形態の構成に限定されない。

例えば、明るさ検出部３２、３２１において検出される強膜の明るさが一定となるように、照明制御部１１において照明用ＬＥＤ１２の発光輝度または光量を制御する構成としてもよい。そして、そのような構成の場合は、撮影される眼画像における強膜の明るさが一定になるので、判断部３３、３３１においては、虹彩コントラストを算出せずとも、検出された虹彩の明るさを互いに比較するだけで偽造物の判定を行うことが可能となる。

あるいは、明るさ検出部３２において検出される強膜の明るさが一定となるように、前処理部２３において、撮影された眼画像にコントラスト調整等の画像処理を加える構成としてもよい。このような構成であっても、撮影される眼画像における強膜の明るさが一定になるので、判断部３３、３３１においては、虹彩コントラストを算出せずとも、検出された虹彩の明るさを互いに比較するだけで偽造物の判定を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態４で生体の判別を行うために主要な要素は、照明部１０２、撮影部２０、明るさ検出部３２、および判断部３３であり、これらを組み合わせたものを生体判別装置と称する。また、本実施の形態４の生体判別装置は、画像信号処理部３０１全体を含んでも良い。

また、認証装置３００は、生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された眼画像の虹彩に関する情報を登録する登録部４１を備えた構成としてもよい。登録部４１は、偽造部によるものではないと判定された眼画像についてのみその虹彩に関する情報を登録するので、なりすましによって不正な者が登録される可能性を低減することができる。なお、登録部４１は、認証装置３００に限定されるわけではなく、他の認証装置１、１００または２００が登録部４１を有してもよい。

なお、本発明の実施の形態においては、照明用ＬＥＤ１２からの照明光を近赤外光とする構成を説明した。これは、虹彩が赤外光を反射しやすい特性を持っているため、生体眼と偽造物とにおける虹彩コントラストの差がより大きくなり判別の精度が向上する、発光している照明用ＬＥＤ１２の位置をわかりにくくする、被写体が眼を照射されるときに感じる不快感を低減する等の効果が得られるからである。また、可視光を遮光し、近赤外光を透光する一般に知られているフィルタ等で照明用ＬＥＤ１２を覆う等することで、発光している照明用ＬＥＤ１２の位置をさらにわかりにくくする構成とすることもできる。

なお、本発明の実施の形態においては、照明用ＬＥＤ１２を誘導鏡の左右両脇に配置する構成を説明したが、例えば、照明用ＬＥＤ１２を誘導鏡の上下に配置する構成等であってもよく、この場合は、撮影された眼画像における虹彩および強膜の明るさを検出する領域を、被写体を照射する照明光の照射方向にもとづいて適宜最適な領域に設定することが望ましい。

なお、本発明の実施の形態において説明したしきい値等の各種の値は眼画像撮影装置を設置する場所の環境や照明光の輝度、光量等の撮影条件によって異なるので、実験等で最適値を求め適宜設定することが望ましい。

なお、本発明の実施の形態において説明した認証装置は、眼画像撮影装置で撮影した眼画像を表示する液晶やＥＬ等を用いた表示部（図示せず）を備えていてもよい。このとき、表示部が認証装置の管理者等の確認用として使用される場合は、表示部を認証装置から離れたところに設置できるようにすることが望ましい。

また、本発明の実施の形態ではレンズの前面に誘導鏡を配置した構成を説明したが、レンズと誘導鏡とを一体とする構成や、レンズの近傍に誘導鏡を配置する構成等であってもかまわない。また、本発明の実施の形態において、誘導鏡は、被写体が眼の水平位置および眼とレンズとの距離を把握するために用いているに過ぎず、例えば、映像や音声等による指示によって被写体の眼を適切な位置に誘導することができるように構成することで、誘導鏡を用いない構成とすることも可能である。

また、本発明の実施の形態では、先に生体判別を行い、その後、不正な眼画像ではないと判断された場合にのみ虹彩認証を行う構成を説明したが、例えば、先に虹彩認証を行い、その後、被写体があらかじめ登録された者であると判断された場合にのみ生体判別を行う構成としてもかまわない。

また、本発明の実施の形態の認証装置においては、眼画像撮影装置と虹彩認証処理部とが一体になった構成として説明したが、何らこの構成に限定するものではなく、眼画像撮影装置、虹彩認証処理部等、各構成要素が別々の機器として構成されていてもよく、あるいは眼画像を撮影するためだけの目的で眼画像撮影装置単体を用いてもよい。

また、本発明の実施の形態において用いた「対称」、「等しい」等の文言は実質的な意味を表す目的で用いたものであり、本発明の目的とする効果を得られる範囲で多少のずれは許容される。

本発明に係る生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法によれば、設置場所に関する制限が少なく、不正な者が偽造物を用いてなりすましを行おうとしても偽造物による不正な眼画像であることを判別することができ、不正な眼画像が登録される可能性や不正な眼画像が認証される可能性を低減することができるので、生体判別装置および認証装置ならびに生体判別方法として有用である。

本発明の実施の形態１における認証装置の概要を示す外観図 本発明の実施の形態１における認証装置および照明用ＬＥＤと被写体の眼との位置関係を示す概略図 本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図 本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図 本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図 本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図 本発明の実施の形態１における認証装置の照明用ＬＥＤを切り換えて発光させたときの外観とそのとき撮影された眼画像を示した図 本発明の実施の形態１における認証装置において撮影された眼画像から算出された虹彩コントラストをグラフにして表した図 本発明の実施の形態１における認証装置において撮影された眼画像から算出された虹彩コントラストをグラフにして表した図 本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図 本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図 本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図 本発明の実施の形態１における認証装置からの照明光と撮影対象物における照明光の反射の様子を示した概略図 本発明の実施の形態１における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における認証装置の明るさ検出部において眼画像の虹彩および強膜の明るさを検出する領域を示した図 本発明の実施の形態１における認証装置の概要の他の一例を示す外観図 本発明の実施の形態１における認証装置の概要のさらに他の一例を示す外観図 本発明の実施の形態１における認証装置の概要のさらに他の一例を示す外観図 本発明の実施の形態１における認証装置の概要のさらに他の一例を示す外観図 本発明の実施の形態２における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図 本発明の実施の形態２における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図 本発明の実施の形態３における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図 本発明の実施の形態４における認証装置に備えられた眼画像撮影装置および虹彩認証処理部の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態４の他の例における認証装置および被写体の撮影位置を示す概略図

符号の説明

１，１００，２００，３００，３１０ 認証装置
１０，１０１，１０２ 照明部
１１ 照明制御部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ 照明用ＬＥＤ
１３ 誘導鏡
２０，２０１，２１０ 撮影部
２１，２０２，２１１，２１２ レンズ
２２，２２１，２２２ 撮像素子
２３ 前処理部
３０，３０１ 画像信号処理部
３１ 瞳孔検出部
３２，３２１ 明るさ検出部
３３，３３１ 判断部
３４ 認証画像取得部
４０ 虹彩認証処理部
４１ 登録部
５０，５０１，５０２，５０３ 眼画像撮影装置
６０，６５ 指示部
６１，６６ 指示制御部
６２ スピーカー
７０ａ１，７０ａ２，７０ｂ１，７０ｂ２ 眼画像
７０ｃ１，７０ｃ２，７０ｄ１，７０ｄ２ 眼画像
７０ｅ１，７０ｅ２ 眼画像
１２１ 可動部
２０３ オートフォーカス制御部
２１３ 切り換え部

Claims (17)

1. 被写体の眼を含む領域に照明光を照射する照明部と、
   前記被写体の眼に対する前記照明光の照射角度が異なる複数の眼画像を撮影する撮影部と、
   撮影された前記複数の眼画像における虹彩の明るさを検出する検出部と、
   検出された前記虹彩の明るさを、撮影された前記複数の眼画像間で互いに比較し、前記比較の結果にもとづいて、前記被写体が生体であるか否かを判別する判断部と、を備える生体判別装置。
2. 前記検出部は、撮影された前記複数の眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出し、
   前記判断部は、検出された前記虹彩の明るさと前記強膜の明るさとの比を算出し、算出された前記明るさの比を撮影された前記複数の眼画像間で互いに比較する、請求項１記載の生体判別装置。
3. 前記検出部において検出される前記強膜の明るさが、撮影された前記複数の眼画像間で互いに一定となるような画像処理を、撮影された前記複数の眼画像に対して行う処理部を備える、請求項２記載の生体判別装置。
4. 前記照明光の明るさを制御する制御部をさらに有し、
   前記制御部は、前記検出部において検出される前記強膜の明るさが一定となるように前記照明光の明るさを制御する、請求項２記載の生体判別装置。
5. 前記照明部は、前記撮影部の光軸上の所定の点からそれぞれ異なる距離に配置され、それぞれを切り換えて発光させることが可能な複数の発光素子を有し、
   前記撮影部は、前記複数の発光素子の発光の切り換えによってそれぞれ異なる照射角度で前記照明光を照射された前記被写体の眼を撮影することで、前記被写体の眼に対する前記照明光の照射角度が異なる前記複数の眼画像を撮影する、請求項１に記載の生体判別装置。
6. 前記撮影部は、前記撮影部の光軸上における前記被写体の眼と前記撮影部との距離が異なる前記複数の被写体の眼を撮影することで、前記被写体の眼に対する前記照明光の照射角度が異なる前記複数の眼画像を撮影する、請求項１に記載の生体判別装置。
7. 前記撮影部は、光軸を互いに平行にした少なくとも２つの入光部を有し、前記少なくとも２つの入光部のそれぞれの光軸上において前記被写体の眼を撮影することで、前記被写体の眼に対する前記照明光の照射角度が異なる前記複数の眼画像を撮影する、請求項１に記載の生体判別装置。
8. 前記被写体に撮影位置の移動を指示する指示部を備える、請求項６または請求項７に記載の生体判別装置。
9. 被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射する照明部と、
   前記照明光を照射された前記被写体の眼の画像を撮影する撮影部と、
   撮影された前記眼画像の虹彩内において、前記被写体の眼への前記照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出する検出部と、
   検出された前記虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域における明るさを互いに比較し、前記比較の結果にもとづいて、前記被写体が生体であるか否かを判別する判断部と、を備える生体判別装置。
10. 前記検出部は、前記虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出し、
    前記判断部は、検出された前記虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと前記強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出し、算出された前記明るさの比を異なる領域間において互いに比較する、請求項９記載の生体判別装置。
11. 前記照明部は、前記被写体の眼に対する前記照明光を、前記撮影部の光軸上に配置された前記被写体の眼の目尻側および目頭側からそれぞれ異なる照射角度で照射する、請求項１０記載の生体判別装置。
12. 前記照明光の明るさを制御する制御部をさらに有し、
    前記検出部は、前記虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出し、
    前記制御部は、前記検出部において検出される前記強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさが互いに一定となるように前記照明光の明るさを制御する、請求項９記載の生体判別装置。
13. 前記照明部は近赤外光を照射する、請求項１または請求項９に記載の生体判別装置。
14. 請求項１、２、５または９のいずれか１項に記載の生体判別装置と、
    前記生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された前記眼画像の虹彩部分を用いて認証処理を行う認証処理部と、を備える認証装置。
15. 前記生体判別装置において偽造物を撮影したものではないと判定された前記眼画像の虹彩に関する情報を登録する登録部を備える請求項１４記載の認証装置。
16. 照明部、撮影部、検出部および判断部を有する生体判別装置を用いて被写体が生体であるか否かを判別する生体判別方法であって、
    前記照明部が、前記被写体の眼に対して、照射角度の異なる照明光を照射するステップと、
    前記撮影部が、それぞれ異なる照射角度で前記照明光を照射された前記被写体の眼画像を撮影するステップと、
    前記検出部が、撮影された前記眼画像の虹彩の明るさと強膜の明るさとを検出するステップと、
    前記判断部が、検出された前記虹彩の明るさと前記強膜の明るさとの比を算出するステップと、
    前記判断部が、算出された前記明るさの比を前記複数の眼画像間で互いに比較するステップと、
    前記判断部が、前記比較の結果にもとづいて前記被写体が生体であるか否かを判別するステップと、を含む生体判別方法。
17. 照明部、撮影部、検出部および判断部を有する生体判別装置を用いて被写体が生体であるか否かを判別する生体判別方法であって、
    前記照明部が、前記被写体の眼に対し、照射方向および照射角度がそれぞれ異なる少なくとも２つの照明光を同時に照射するステップと、
    前記撮影部が、前記照明光を照射された前記被写体の眼画像を撮影するステップと、
    前記検出部が、撮影された前記眼画像の虹彩内に前記被写体の眼への前記照明光の照射方向にもとづいて設定された少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、
    前記検出部が、前記虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域にそれぞれ隣接して設定された強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさをそれぞれ検出するステップと、
    前記判断部が、検出された前記虹彩内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさと前記強膜内の少なくとも２箇所の異なる領域の明るさとの比を隣接する領域間においてそれぞれ算出するステップと、
    前記判断部が、算出された前記明るさの比を異なる領域間において互いに比較するステップと、
    前記判断部が、前記比較の結果にもとづいて前記被写体が生体であるか否かを判別するステップと、を含む生体判別方法。

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