KR20020064342A

KR20020064342A - 홍채 촬상 장치

Info

Publication number: KR20020064342A
Application number: KR1020027007667A
Authority: KR
Inventors: 마코토 도이; 죠지 와다; 켄 이코마; 카주시게 타무라; 토모요시 나카이가와; 코지 오오이; 요시노리 오오츠나; 하루오 코가네; 슈지 카와조에
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2002-08-07
Also published as: JP2002122899A; WO2002033963A1; EP1331807A4; EP1331807A1; US20020191075A1

Abstract

본 발명의 과제는 저코스트로, 또한, 홍채 화상을 정밀도가 좋게 촬영하기 위한 홍채 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서, 망원 카메라(22)와 측거 센서(24)는 상하로 기울어져서 링크대(20)에 탑재되고, 팬용 모터(26)와 링크 기구(27)에 의해 팬용 미러(23)와 측거 센서(24)가 좌우 방향으로 기울어 질 수 있다. 망원 카메라(22)의 촬상 방향은 팬용 미러(23)에 의해 반사되고, 한 편, 측거 센서(24)는 팬용 미러(23)의 회동 각도의 배의 회동 각도가 링크 기구(27)에 의해 부여되기 때문에, 측거 방향과 촬상 방향이 일치하여 고정밀도 측거가 가능하게 된다. 따라서, 광각 카메라(25)를 1개로 할 수 있어서 홍채 촬상 장치(10)의 제조 코스트가 저감된다. 또한, 측거 센서(24)가 틸트대(20)에 탑재되어 상하로 경사지면서 측거를 행하기 때문에, 피사체까지의 거리 측정 가능한 범위가 상하로 넓어진다.

Description

홍채 촬상 장치{IRIS IMAGING DEVICE}

보안 시스템 등에서는 개인의 홍채의 파문(波紋)을 사용하여 인증을 행하는 방법이 알려져 있다. 이 홍채를 사용하는 인증 방법은, 지문과 달리, 홍채에 대하여 비접촉으로 더욱이 떨어진 장소에서 촬상하면 인증이 완료되는 이점이 있고, 이후 보급될 것이 기대된다. 그러나, 개인 인증에 사용하기 위한 홍채의 화상은 인식률을 향상시키기 위해 초점을 맞춘 선명한 화상일 필요가 있고, 더욱이 인증 대상자가 정지하고 있는 사이에 촬영하지 않으면 안되는 제약이 있었다.

상술한 제약을 만족하는 종래의 홍채 화상 촬영 장치로서, 예를 들어 특개 2000-23946호 공보에 기재되어 있는 홍채 촬상 장치가 있다.

이 홍채 촬상 장치는 한 쌍의 인물 위치 인증 카메라가 인물 위치의 인정을 행하고, 홍채 촬상 카메라의 촬상 위치를 인정한 인물 위치에 설정한다.

그러나, 홍채 촬상 장치에서는 인물 위치 인정 카메라를 2개(1쌍) 설치하여 그 인물 위치 인정 카메라의 출력에 의해 인물 위치의 인정을 행하지만, 인물 위치 인정 카메라가 2개이기 때문에 홍채 촬상 장치의 코스트가 높아지는 경향이 있었다.

또한, 인물 위치를 지정하기 위한 인물 위치 인정 카메라가 홍채 화상 장치에 고정되기 때문에, 인물 위치를 인정하는 범위가 인물 위치 인정 카메라의 촬상 화각내에 한정되어 있었다.

본 발명은 이와 같은 상황에 감안된 것으로 저코트스로 또한 홍채 화상을 정밀도가 좋게 촬영하기 위한 홍채 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 보안 시스템 등에서 사용하는 홍채 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 측거(測距) 센서를 틸트 제어하는 홍채 촬상 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 실시예에서의 홍채 촬상 장치의 전체 사시도.

도 2는 홍채 촬상 장치의 전체 정면도.

도 3은 팬용 미러 주변 부분의 확대 도면이고, 도 3(a)는 팬용 미러 주변 부분의 상면도, 도 3(a)는 팬용 미러 주변 부분의 정면도.

도 4는 측거 센서의 사시도와 3면도이고, 도 4(a)는 측거 센서의 사시도, 도 4(b)는 측거 센서의 3면도.

도 5는 링크 기구의 동작을 나타낸 도면이고, 도 5(a)는 링크 기구가 우선회한 상태를 나타낸 도면, 도 5(b)는 링크 기구가 좌선회한 상태를 나타낸 도면.

도 6은 망원 카메라의 바로 아래에 측거 센서를 설치한 경우의 팬용 미러 주변 부분의 확대도이고, 도 6(a)는 그 경우의 상면도이고, 도 6(b)는 그 경우의 정면도.

도 7은 홍채 촬상 장치의 전기계의 회로도.

도 8은 홍채 촬상 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도.

또한, 도면중의 부호, (10)은 홍채 촬상 장치, (11)은 고정대, (12,13)은 홍채 조명구, (12a,13a)는 조명용 팬 모터, (12b,13b)는 조명용 틸트모터, (14,15)는 광각 카메라용 조명구, (16,17)은 지지판, (20)은 틸트대, (20a)는 추축, (20b)는 추축, (21)은 틸트용 모터, (22)는 망원 카메라, (23)은 팬용 미러, (23a)는 미러축, (24)는 측거 센서, (24a)는 센서축, (24b)는 센서 렌즈, (24c)는 미광 방지 후드, (25)는 광각 카메라, (26)은 팬용 모터, (26a)는 모터축, (27)은 링크 기구, (271)은 모터 링크 부재, (271a)는 제 1 계지부, (271b)는 제 2 계지부, (271c)는 링크편, (272)는 스토퍼 부재, (273)은 제 1 미러 링크 부재, (273a)는 제 1 미러 핀, (273b)는 제 2 미러 핀, (274)는 제 2 미러 링크 부재, (275)는 제 1 센서 링크 부재, (275a)는 제 1 센서 핀, (275b)는 제 2 센서 핀, (276)은 제 2 센서 링크 부재, (30)은 제어부, (31)은 모터 제어부이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 홍채 촬상 장치는,

(1) 피사체의 홍채를 촬상하는 홍채 촬상 장치로서,

피사체를 촬상하는 광각 카메라와,

상기 피사체까지의 거리를 측정하는 측거 센서와,

상기 광각 카메라의 촬상 화상과 상기 측거 센서의 측정 거리로부터 상기 피사체의 홍채를 촬상하는 망원 카메라와,

상기 망원 카메라의 상기 홍채에 대한 촬상 방향과 상기 측거 센서의 상기 피사체에 대한 측거 방향을 거의 일치시킨 상태로 상기 망원 카메라와 상기 측거 센서가 탑재되고, 틸트 회전축을 중심으로 상하로 경사시키는 틸트대를 가지고,

상기 측거 센서는 상기 틸트대의 경사 동작과 동시에 상기 피사체까지의 거리를 측정하고,

상기 망원 카메라는 상기 광각 카메라의 촬상 화상과 상기 측거 센서의 측정 거리에 근거하여 상기 피사체의 상기 홍채를 촬상하는 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 피사체까지의 거리를 검출하는 것이 가능한 측거 센서를 구비함으로써, 광각 카메라(종래의 인물 위치 인정 카메라)가 1개여도 피사체까지의 거리를 측정할 수 있어서 광각 카메라를 1개로 할 수 있다. 이 때문에, 홍채 촬상 장치의 제조 코스트가 저감된다.

또한, 측거 센서는 틸트대에 탑재되고 상하로 경사지면서 측거를 행하기 때문에, 피사체까지의 거리 측정 가능한 범위가 상하로 넓어진다.

망원 카메라의 촬상 방향과 측거 센서의 측거 방향이 일치하기 때문에, 측거 센서에 의해 검출된 피사체까지의 거리를 망원 카메라의 초점 조정에 이용할 수 있다.

(2) 본 발명의 홍채 촬상 장치에서는, 상기 측거 센서는 상기 망원 카메라의 거의 바로 아래 또는 거의 바로 위 근방에 위치하고, 또한, 상기 측거 센서의 측거 광축은 상기 망원 카메라의 촬상 광축과 평행인 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 측거 센서는 망원 카메라의 거의 바로 아래 또는 거의 바로 위 근방에 위치하고, 또한, 측거 센서의 측거 광축은 망원 카메라의 촬상 광축과 평행이기 때문에 촬상 방향과 측거 방향을 일치시킬 수 있다.

또한, 망원 카메라는 홍채를 촬상하기 때문에, 측거 센서에 의한 측거는 홍채의 거의 바로 아래, 즉 안면의 볼 부분이거나, 홍채의 거의 바로 위, 즉 안면의 눈썹(이마) 부분에서 행해진다. 따라서, 양부분(볼, 눈썹(이마))은 거의 평탄하여 측거 센서에 의해 조사되는 측거광이 측거 센서 방향으로 반사되기 쉽기 때문에, 정확히 측거가 행해질 수 있다.

(3) 본 발명의 홍채 촬상 장치는 상기 망원 카메라에 의한 상기 촬상 방향과 상기 측거 센서에 의한 상기 측거 방향을 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 선회시키는 선회 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 측거 센서를 틸트대에 의한 상하의 기울기뿐 만 아니라, 선회 수단에 의해 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향, 즉 좌우 방향으로 팬할 수 있기 때문에, 피사체까지의 거리 측정 가능한 범위가 좌우로 넓어질 수 있다.

(4) 본 발명의 홍채 촬상 장치에서는, 상기 선회 수단은 상기 망원 카메라의 상기 촬상 방향과 상기 측거 센서의 상기 측거 방향을 반사시키는 반사경을 구비하고, 상기 반사경을 회동시킴으로써 상기 촬상 방향과 상기 측거 방향을 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 선회시키는 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 촬상 방향과 측거 방향을 함께 반사경으로 반사시키고, 그 반사경을 회동시킴으로써 선회시키기 때문에, 망원 카메라와 측거 센서 자체를 회동시키는 것이 아니라, 반사경의 회동만으로 촬상 방향과 측거 방향으로 동시에 선회시킬 수 있다.

(5) 본 발명의 홍채 촬상 장치는, 상기 선회 수단은 상기 측거 센서를 상기 피사체를 검출하기 전의 대기시에 상기 측거 방향을 상기 선회 수단의 선회 가능한 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 향하게 하는 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 대시기에는 측거 방향이 선회 수단의 선회 가능 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 향하고 있기 때문에, 예를 들면, 피사체가 나타나는 방향이 일정 방향으로 한정되는 경우에는 선회 수단이 선회하지 않아서 대기시의 전력을 쓸모없이 소비하지 않는다.

(6) 본 발명의 홍채 촬상 장치는 상기 망원 카메라에 의한 상기 촬상 방향을 반사키는 반사경과,

상기 반사경을 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 회동시키고, 또한, 상기 측거 센서를 상기 반사경의 회동 각도의 배의 회동 각도로 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 회동시키는 링크 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 링크 수단에 의해 촬상 방향과 측거 방향을 별도로 회동시켜도 양 방향을 동일하게 유지할 수 있다.

(7) 본 발명의 홍채 촬상 장치는, 상기 링크 수단은 상기 측거 센서가 상기 피사체를 검출하기 전에 대기시에서 상기 측거 방향을 선회가능 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 향하게 하는 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 대기시에는 측거 방향을 선회 수단의 선회 가능 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 향하게 하기 때문에, 예를 들면, 피사체가 나타나는 방향이 일정 방향으로 한정되는 경우에는 링크 수단이 회동하지 않아서 대기시의 전력을 쓸모없이 소비하지 않는다.

(8) 본 발명의 홍채 촬상 장치는, 상기 측거 센서는 상기 측거 센서의 센서 개구부에 미광 방지 후드가 설치된 것을 특징으로 한다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 미광 방지 후드에 의해 측거 센서에 입사하는 광의 난사광을 저감할 수 있어서 측거 센서에서의 오측거를 방지할 수 있다.

본 발명의 홍채 촬상 장치에 관하여 이하의 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 실시예에서의 홍채 촬상 장치의 전체 사시도, 도 2는 홍채 촬상 장치의 전체 정면도이다.

또한, 도 1, 2 모두 외부에 설치된 패널은 도시를 생략한다.

먼저, 본 실시예의 홍채 촬상 장치(10)의 구성에 관하여 설명한다.

홍채 촬상 장치(10)는 긴 쪽의 고정대(11)를 구비하고, 고정대(11)의 좌우 단부의 각각에는 홍채 조명구(12,13)가 설치되어 있다. 각 홍채 조명구(12,13)는 홍채에 대하여 적외광을 집광하여 조사하는 집광 렌즈가 장착됨과 동시에, 홍채 방향으로 조명광을 향하게 할 수 있도록 조명용 팬 모터(12a,13a)와 조명용 틸트 모터(12b,13b)가 설치되어 있다.

각 홍채 조명구(12,13)의 각각의 내측(고정대(11)의 중앙측)에는 광각 카메라용 조명구(14,15)가 설치되어 있다. 이 광각 카메라용 조명구(14,15)는 다수의발광 다이오드가 취부판에 설치되어 있지만, 도 2의 사시도에서는 각 발광 다이오드의 도시는 생략하고 취부판만 도시하고 있다. 광각 카메라용 조명구(14,15)는 넓은 범위를 일률적으로 적외광으로 조명할 수 있도록 취부판이 윗경사 방향과 정면 방향과 아랫경사 방향의 거의 3 방향으로 향한다.

광각 카메라용 조명구(14)의 내측(고정대(11)의 중앙측)에는 지지판(16)이 고정대(11)에 입설되고, 광각 카메라용 조명구(15)의 내측(고정대(11)의 중앙측)에는 지지판(17)이 고정대(11)에 입설되어 있다. 그리고, 양 지지판(16,17)간에 틸트대(20)가 설치되어 있다.

틸트대(20)는 좌우에 각각 추축(20a,20b)이 설치되고, 각 추축(20a,20b)이 각각 지지판(16,17)에 자유롭게 회동하도록 지승(支承)되어 있다. 한 편의 추축 (20a)은 지지판(16)에 설치된 틸트용 모터(21)의 회전축에 직접 연결되고, 다른 편의 추축(20b)에는 추축(20b)의 회동 속도를 제어하는 제진 장치(40)가 설치되어 있다.

이 틸트대(20)에는 망원 카메라(협각 카메라)(22)와, 반사경인 팬용 미러 (23)와, 측거 센서(24)와, 광각 카메라(25)와, 팬용 모터(26)와, 링크 기구(27)가 탑재되어 있다.

또한, 본 실시예에서는 팬용 모터(26)와, 링크 수단인 링크 기구(27)로 선회 수단을 구성하고 있다.

여기서, 틸트대(20)에 탑재된 상기 각 유닛에 관하여 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 팬용 미러 주변 부분의 확대 도면이고, 도 3(a)는 팬용 미러 주변 부분의 상면도, 도 3(b)는 팬용 미러 주변 부분의 정면도이다.

망원 카메라(22)는 틸트대(20)의 지지판(17)측에 그 광축(촬상광축)이 틸트대(20)의 추축(20a,20b)의 회전축과 동축이 되고 또한 망원 카메라(22)의 촬상 방향이 팬용 미러(23)를 향하여 배설되어 있다.

팬용 미러(23)는 망원 카메라(22)의 전면 위치에 배치되고, 이 팬용 미러 (23)에서 반사된 광이 망원 카메라(22)로 입사된다. 즉 팬용 미러(23)에 의해 망원 카메라(22)의 촬상 방향이 반사된다(도3(a) 태선 화살표). 또한, 팬용 미러(23)는 망원 카메라(22)의 촬상 광축에 대하여 수직인 미러 축(23a)을 중심으로 회동가능하게 되어 있고, 팬용 미러(23)와 미러 축(23a)은 서로 고정되어 있다.

팬용 미러(23)를 회동 구동하는 팬용 모터(26)는 틸트대(20)의 지지판(16)측에 설치되고, 링크 기구(27)를 통해 팬용 미러(23)를 회동하는 구성으로 되어 있다.

또한, 측거 센서(24)도 링크 기구(27)를 통해 팬용 모터(26)에 의해 팬용 미러(23)와 연동하고, 미러 축(23a)과 평행한 센서축(24a)을 중심으로 회동한다. 또한, 측거 센서(24)와 센서 축(24a)은 서로 고정되어 있다.

그리고, 측거 센서(24)에 의한 측거 방향(도3(a) 태점선 화살표)을 피사체로 향하고 적외광을 조사함으로써 고정밀도의 거리 측정이 가능하다.

또한, 측거 센서(24)는, 도 3(b)에 나타낸 것과 같이, 정면 방향에서 본 경우에는 팬용 미러(23)의 아래에 위치한다.

더욱이, 여기서, 측거 센서(24)의 구성에 관하여 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 측거 센서의 사시도와 3면도이고, 도 4(a)는 측거 센서의 사시도, 도 4(b)는 측거 센서의 3면도이다.

측거 센서(24)는 센서 렌즈(24b)를 가지고, 센서 렌즈(24b)의 개구부에 미광 방지 후드(24c)를 배설하고 있다. 이 미광 방지 후드(24c)는 측거 센서(24)로 입사되서는 않되는 방향에서의 난사광을 저감하기 때문에, 측거 센서(24)에서의 오측거를 방지할 수 있다.

다시 도 3을 참조하여 링크 기구(27)에 관하여 설명한다.

링크 기구(27)는 모터 링크 부재(271)와, 스토퍼 부재(272)와, 제 1 미러 링크 부재(273)와, 제 2 미러 링크 부재(274)와, 제 1 센서 링크 부재(275)와, 제 2 센서 링크 부재(276)로 구성된다.

모터 링크 부재(271)는 모터 축(26a)에 고정되어 있고, 팬용 모터(26)에 의한 모터 축(26a)의 회동에 따라 모터축(26a)의 축심을 중심으로 회동한다. 이 회동 범위(각도)는 모터 링크 부재(271)의 제 1 계지부(271a)와 제 2 계지부(271b)의 어느 한 편이 틸트대(20)에 고정된 스토퍼 부재(272)와 당접함으로써 정해진다.

또한, 모터 링크 부재(271)는 모터 축(26a)에서 모터 축 외주로 향하여 연장하는 링크 편(271c)을 가지고 있다. 이 링크 편(271c)은 제 1 미러 링크 부재 (273)와 제 1 미러 핀(273a)을 통해 서로 회동 가능하게 계합되어 있다. 또한, 링크 편(271c)은 제 1 센서 링크 부재(275)와 제 1 센서 핀(275a)을 통해 서로 회동 가능하게 계합하여 있다.

제 1 미러 링크 부재(273)는 틸트대(20)의 긴 쪽 방향에 따른 장수(長手) 부재이고, 제 1 미러 핀(273a)과 계합하고 있는 단부는 반대측(망원 카메라(22)측)의 타단이 제 2 미러 핀(273b)을 통해 제 2 미러 링크 부재(274)와 서로 회동 가능하게 계합되어 있다.

더욱이, 제 2 미러 링크 부재(274)는 미러 축(23a)에 고정 결합하여 있기 때문에 제 2 미러 링크 부재(274)의 이동에 의해 팬용 미러(23)가 미러축(23a)을 중심으로 회동한다.

한 편, 제 1 센서 링크 부재(275)는 틸트대(20)의 장수 방향에 따른 장수 부재이고, 제 1 센서 핀(275a)과 계합하고 있는 단부는 반대측(망원 카메라(22)측)의 타단이 제 2 센서 핀(275b)을 통해 제 2 센서 링크 부재(276)와 서로 회동 가능하게 계합되어 있다.

더욱이, 제 2 센서 링크 부재(276)는 센서축(24a)에 고정결합하여 있기 때문에, 제 2 센서 링크 부재(276)의 이동에 의해 측거 센서(24)가 센서 축(24a)을 중심으로 회동한다.

그리고, 모터 축(26a)과 제 1 미러 핀(273a)의 축과의 거리와, 미러 축(23a)과 제 2 미러 핀(273b)의 축과의 거리의 비와, 모터 축(26a)과 제 1 센서 핀(275a)의 축과의 거리와, 센서축(24a)과 제 2 센서 핀(275b)의 축과의 거리의 비에 의해, 측거 센서(24)의 회동 각도는 팬용 미러(23)의 회동 각도의 배의 회동 각도가 부여된다.

다음에, 도 5를 참조하여 링크 기구(27)의 동작에 관하여 설명한다.

도 5는 링크 기구의 동작을 나타낸 도면이고, 도 5(a)는 링크 기구가 우선회한 상태를 나타낸 도면, 도 5(b)는 링크 기구가 좌선회한 상태를 나타낸 도면이다.

또한, 도 5는 모두 도 3(a)와 같은 팬용 미러 주변 부분의 상면도이다.

[우선회의 경우]

도 5(a)에 나타낸 것과 같이, 링크 기구(27)가 우선회한 경우에는 제 1 계지부 (271a)가 스토퍼 부재(272)에 당접하는 범위에서 모터 링크 부재(271)가 우로 선회한다.

그리고, 링크 편(271c)도 우선회하여 제 1 미러 링크 부재(273)가 우방향(틸트대(20)의 장수 방향으로 망원 카메라(22)측 방향)으로 이동함으로써, 제 2 미러 링크 부재(274)도 이동하여 미러 축(23a)을 우선회시킨다. 따라서, 팬용 미러(23)도 우선회하여 촬상 방향이 좌방향으로 기울어진다.

또한, 링크편(271c)이 우선회함과 동시에, 제 1 센서 링크 부재(275)도 우방향으로 이동함으로써, 제 2 센서 링크 부재(276)도 이동하여 센서축(24a)을 우선회시킨다. 따라서, 측거 센서(24)도 우선회하여 측거 방향이 좌방향으로 기울어진다.

[좌선회의 경우]

도 5(b)에 나타낸 것과 같이, 링크 기구(27)가 좌선회한 경우에는 제 2 계지부 (271b)가 스토퍼 부재(272)에 당접하는 범위에서 모터 링크 부재(271)가 좌로 선회한다.

그리고, 링크 편(271c)도 좌선회하여 제 1 미러 링크 부재(273)가 좌 방향(틸트대(20)의 장수 방향에서 스토퍼 부재(272)측 방향)으로 이동함으로써, 제 2 미러 링크 부재(274)도 이동하여 미러축(23a)을 좌선회시킨다. 따라서, 팬용 미러 (23)도 좌선회하여 촬상 방향이 우방향으로 기울어진다.

또한, 링크 편(271c)이 좌선회함과 동시에, 제 1 센서 링크 부재(275)도 좌방향으로 이동함으로써, 제 2 센서 링크 부재(276)도 이동하여 센서축(24a)을 좌선회시킨다. 따라서, 측거 센서(24)도 좌선회하여 측거 방향이 우방향으로 기울어진다.

따라서, 상기 좌우 선회 모두, 측거 센서(24)의 회동 각도는 팬용 미러(23)의 회동 각도의 배의 회동 각도가 부여되기 때문에, 촬상 방향과 측거 방향이 일치한 상태로 좌우 방향으로 선회시킬 수 있다.

이상, 링크 기구(27)에 관한 구성, 동작에 관한 설명이다.

또한, 본 실시예에서 링크 기구(27)를 상기 구성으로 하였지만, 촬상 방향과 측거 방향이 동일 방향으로 유지하고 있다면, 다수의 기어나 풀리 등으로 구성하여 선회시키도록 하여도 무방하다.

광각 카메라(25)는 팬용 미러(23)와 팬용 모터(26)의 사이에 배설되고, 그 광축은 틸트대(20)의 회전축과 동일 평면상에서 교차하는 위치에 설치된다. 또한, 도 3, 5의 상면도에서는 도시되지 않는다.

다음에, 도 6을 참조하여 망원 카메라(22)의 바로 아래에 측거 센서(24)를 설치한 경우의 구성에 관하여 설명한다.

도 6은 망원 카메라의 바로 아래에 측거 센서를 설치한 경우의 팬용 미러 주변 부분의 확대도이고, 도 6(a)는 그 경우의 상면도이고, 도 6(b)는 그 경우의 정면도이다. 또한, 도 6에는 미러 축(23a)을 회동시키는 링크 기구(27)를 도시하지 않는다. 또한, 미러 축(23a)을 직접 모터로 구동하도록 하려면, 링크 기구(27)는 필요 없다.

망원 카메라(22)의 바로 아래 위치한 측거 센서(24)의 측거 광축은 망원 카메라(22)의 촬상 광축과 평행이다.

팬용 미러(23)는 망원 카메라(22)의 전면 위치에 배치되고, 이 팬용 미러 (23)에서 반사된 광이 망원 카메라(22)로 입사된다. 즉 팬용 미러(23)에 의해 망원 카메라(22)의 촬상 방향이 반사된다(도6(a) 태선 화살표).

또한, 팬용 미러(23)는 측거 센서(24)의 전면 위치에도 있기 때문에, 촬상 방향과 동 방향으로 측거 방향이 향하고 있다.

또한, 팬용 미러(23)는 망원 카메라(22)의 촬상 광축과 측거 센서(24)의 측거 방향에 대하여 수직인 미러 축(23a)을 중심으로 회동 가능하게 되어 있고, 팬용 미러(23)와 미러 축(23a)은 서로 고정되어 있다.

따라서, 종장(縱長)의 팬용 미러(23)에 의해 망원 카메라(22)의 촬상 방향과 측거 센서(24)의 측거 방향은 방향의 동일을 유지한 채로, 좌우방향(틸트대(20)의 장수 방향)으로 기울어지게 할 수 있다.

도 7을 참조하여 홍채 촬상 장치(10)의 회로에 관하여 설명한다.

도 7은 홍채 촬상 장치의 전기계의 회로도이다.

도 1에 도시를 생략한 제어부(30)는 틸트대(20)상에 탑재된 광각 카메라 (25)의 촬상 화상과 측거 센서(24)의 측거 거리를 입력으로 하고, 모터 제어부(31)를 통해 팬용 모터(26)나 틸트용 모터(21)를 구동 제어함과 동시에, 조명용 팬 모터(12a,13a)나, 조명용 틸트 모터(12b,13b)를 구동 제어하여 망원 카메라(22)로 홍채를 촬상한다.

또한, 제어부(30)는 홍채 조명구(12,13)나 광각 카메라용 조명구(14,15)의 점등이나 소등 제어도 행하도록 되어 있다.

다음에, 상술한 구성의 홍채 촬상 장치의 동작에 관하여 설명한다.

도 8은 이 홍채 촬상 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도이다. 먼저, 단계 (S1)에서, 홍채 촬상 장치의 전면(前面) 소정 범위내에 피사체(인증 대상 인물)가 들어오는 것을 대기한다. 이 대기 상태에 있을 때에는 각 모터 (21,26,12a,13a ,12b,13b)는 각각 디폴트 위치(홈 포지션 위치)로 되어 있고, 망원 카메라(22)와 측거 센서(24)도 디폴트 위치를 향하고 있다.

망원 카메라(22)와 측거 센서(24)의 디폴트 위치는 선회 가능 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 되어 있다.

측거 센서(24)는 대기시에는 상시 또는 소정시간마다 적외광을 발광하고, 그 반사광이 있는지에 따라 도 7에 나타낸 제어부(30)가 피사체의 존재를 판단한다. 피사체가 촬상 범위내에 들어온 경우에는 그 반사광에 기초하여 피사체까지의 거리가 계측되고(단계(S2)), 다음 단계(S3)로 진행된다.

단계(S3)에서는 광각 카메라(25)로 촬상을 행한다. 이 때, 광각 카메라용 조명구(14,15)가 점등된다. 그리고, 다음 단계(S4)에서, 제어부(30)는 촬상 화상중에 얼굴이 들어있는 지를 패턴 매칭 처리로 판별하고, 얼굴이 들어있지 않는 경우에는틸트용 모터(21)에 모터 제어부(31)를 통해 구동 지령을 출력하여 틸트 조작을 행하고(단계(S5)), 다시 단계(S3)에서 광각 카메라에 의한 촬상 화상을 찍어서 얻는다. 얼굴의 전체 화상을 찍어서 얻기까지, 이상의 단계(S3,S4,S5)를 반복한다.

광각 카메라의 촬상 화상중에 얼굴의 패턴이 들어있는 경우에는 단계(S4)에서 단계(S6)로 진행하고, 그 얼굴이 광각 카메라의 촬상 화면의 중심이 되도록 틸트대(20)의 틸트 조작이 행해짐과 동시에, 도 1의 홍채 조명구(12,13)의 팬 위치, 틸트 위치도 조정되고, 조명광이 얼굴에 반사되도록 미리 조명광 반사 방향이 선회된다. 더욱이 또한, 망원 카메라(22)가 얼굴을 촬상할 수 있도록 미리 팬용 미러 (23)도 선회된다. 또한, 이것들의 정확한 조정은 후술하는 것과 같이 단계(S9)에서 행해진다. 그리고, 다음의 단계(S7)에서 다시 광각 카메라에 의해 촬상을 행하고, 단계(S8)로 진행한다.

다음의 단계(S8)에서, 제어부(30)는 단계(S7)에서 찍어서 얻은 광각 카메라 촬상 화상중에서 왼쪽 눈 또는 오른쪽 눈의 위치를 검출한다. 광각 카메라의 촬상 화상에서는 눈이 존재하는 방향은 알지만, 촬영한 「눈」까지의 거리는 알지 못한다. 이 거리를 알지 못하면, 광각 카메라(25)와 망원 카메라(22)는 좌우 방향의 시차(視差)가 존재하기 때문에, 팬용 미러(23)의 선회 각도에 의해 화면중의 홍채 화상 위치가 어긋나버린다. 카메라의 렌즈 주변부에는 수차(收差)가 존재하기 때문에, 인증 정밀도가 높은 홍채 화상을 얻기 위해서는 홍채 화상이 촬상 화상의 중앙에 오는 것이 바람직하다. 그리고, 제어부(30)는 단계(S2)에서 계측한 측거 센서 (24)의 계측치도 사용하여 촬상 대상으로 하는 눈의 위치를 산출한다.

다음에, 제어부(30)는 단계(S8)에서 구한 눈의 위치를 망원 카메라(22)의 좌표로 변환한다. 그리고, 망원 카메라(22)가 고정밀도로 홍채를 포착하도록, 또한 동시에 홍채 조명구(12,13)의 집속된 조명광이 홍채로 조사되도록 틸트대(20)의 정확한 틸트 위치 및 팬용 미러(23)의 정확한 위치, 및, 홍채 조명구(12,13)의 정확한 틸트대 위치, 팬 위치를 구하여 틸트 위치, 팬 위치의 미조정을 행한다 (단계(S9)).

다음 단계(S10)에서, 제어부(30)는 측거 센서(24)로 홍채까지의 거리를 계측한다. 측거 센서(24)는 팬용 미러(23)의 팬 선회에 연동하고, 또한, 틸트대 (20)에 의해 상하로 측거 방향이 조정되기 때문에, 계측용 적외광은 홍채를 향하여 조사되고, 예를 들면, 눈 아래의 볼에 반사된 반사광을 수광(受光)함으로써 홍채까지의 거리가 고정밀도로 계측된다.

다음 단계(S11)에서는 단계(S10)에서 계측된 홍채까지의 거리가 망원 카메라 (22)에 프리세트되어 도시하지 않은 포커스 렌즈가 당접 거리에 초점이 맞도록 급속 구동되고, 이후 통상의 자동 초점(AF) 기술에 의해 홍채에 초점을 맞춘다. 예를 들면, 포커스 렌즈 구동용 모터를 1 단계씩 이동하여 망원 카메라(22)에 의한 화상을 취득하고, 화상중의 고주파 성분이 가장 큰 포커스 렌즈 위치를 초점 위치로 하여 그 때 얻은 촬상 화상을 인증 대상의 홍채 화상으로 취득한다. 또한, 망원 카메라(22)에 의한 촬상시에 제어부(30)는 홍채 조명구(12,13)의 어느 한 편 또는 양 편을 점등시킨다. 그리고, 초점 위치에서의 홍채 촬상 화상을 도시하지 않은 인증 장치로 전송하고, 단계(S1)으로 돌아간다.

본 발명은 상세하게 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

본 출원은 2000년 10월 16일 출원한 일본특허출원(특원 2000-315438)에 기초한 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 결합된다.

이 홍채 촬상 장치에 따르면, 피사체까지의 거리를 검출하는 것이 가능한 측거 센서를 구비함으로써, 광각 카메라가 1 개여도 피사체까지의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 광각 카메라를 1 개로 할 수 있기 때문에, 홍채 촬상 장치의 제조 코스트가 저감된다.

또한, 측거 센서가 틸트대에 탑재되어 상하로 경사지면서 측거를 행하기 때문에, 피사체까지의 거리 측정 가능한 범위가 상하로 넓어진다.

또한, 망원 카메라의 촬상 방향과 측거 센서의 측거 방향이 일치하기 때문에, 측거 센서에 의해 검출된 피사체까지의 거리를 망원 카메라의 초점 조정에 이용할 수 있다.

Claims

피사체의 홍채를 촬상하는 홍채 촬상 장치로서,

피사체를 촬상하는 광각 카메라;

상기 피사체까지의 거리를 측정하는 측거 센서;

상기 광각 카메라의 촬상 화상과 상기 측거 센서의 측정 거리로부터 상기 피사체의 홍채를 촬상하는 망원 카메라; 및

상기 망원 카메라의 상기 홍채에 대한 촬상 방향과 상기 측거 센서의 상기 피사체에 대한 측거 방향을 거의 일치시킨 상태로 상기 망원 카메라와 상기 측거 센서가 탑재되고, 틸트 회전축을 중심으로 상하로 경사시키는 틸트대를 가지고,

상기 측거 센서는 상기 틸트대의 경사 동작과 함께 상기 피사체까지의 거리를 측정하고,

상기 망원 카메라는 상기 광각 카메라의 촬상 화상과 상기 측거 센서의 측정 거리에 근거하여 상기 피사체의 상기 홍채를 촬상하는 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 1항에 있어서, 상기 측거 센서는 상기 망원 카메라의 거의 바로 아래 또는 거의 바로 위 근방에 위치하고 또한 상기 측거 센서의 측거 광축은 상기 망원 카메라의 촬상 광축과 평행인 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 망원 카메라에 의한 상기 촬상 방향과 상기 측거 센서에 의한 상기 측거 방향을 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 선회시키는 선회 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 3항에 있어서, 상기 선회 수단은 상기 망원 카메라의 상기 촬상 방향과 상기 측거 센서의 상기 측거 방향을 반사시키는 반사경을 구비하고, 상기 반사경을 회동시킴으로써 상기 촬상 방향과 상기 측거 방향을 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 선회시키는 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 선회 수단은 상기 측거 센서를 상기 피사체를 검출하기 전의 대기 시간에 상기 측거 방향을 상기 선회 수단의 선회 가능 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 1항에 있어서, 상기 망원 카메라에 의한 상기 촬상 방향을 반사시키는 반사경; 및

상기 반사경을 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 회동시키고, 또한, 상기 측거 센서를 상기 반사경의 회동 각도의 배의 회동 각도로 상기 틸트대의 동작 방향과 거의 직교하는 방향으로 회동시키는 링크 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 6항에 있어서, 상기 링크 수단은 상기 측거 센서가 상기 피사체를 검출하기 전의 대기시에 상기 측거 방향을 선회 가능한 각도의 거의 중앙 방향 또는 미리 정해진 방향으로 향하게 하는 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 측거 센서는 상기 측거 센서의 센서 개구부에 미광 방지 후드를 설치한 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.