KR20020070993A

KR20020070993A - 홍채 촬상 장치

Info

Publication number: KR20020070993A
Application number: KR1020027007663A
Authority: KR
Inventors: 죠지 와다; 켄 이코마; 카주시게 타무라; 토모요시 나카이가와; 마코토 도이; 코지 오오이; 요시노리 오오츠나; 하루오 코가네; 슈지 카와조에; 카주히로 미야바야시; 코지 와키야마
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2002-09-11
Also published as: WO2002033962A1; EP1333667A1; EP1333667A4; JP2002125142A; US20020191076A1

Abstract

본 발명의 과제는 광각 카메라 1 대, 홍채 촬상용 망원 카메라 1 대의 2 카메라 구성으로 할 때 고정밀도의 홍채 화상을 고속으로 촬상 가능한 것이다.

본 발명에 있어서, 피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라(25)와, 피사체의 홍채에 초점을 맞추고 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라(22)외에, 피사체까지의 거리를 계측하는 거리계(24)가 설치되어 있다. 또는, 광각 카메라(25)와, 망원 카메라(22)를 구비한 홍채 촬상 장치에서, 광각 카메라(25)에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 장변(長邊)이 피사체의 신장 방향에 맞추어 종으로 배치됨과 동시에, 광각 카메라(25)가 틸트대(20)상에 탑재된다. 또는, 틸트대(20)에 탑재되는 망원 카메라(22)는 그 광축이 틸트대(20)의 회전축과 동축이 되도록 배치됨과 동시에, 틸트대(20)에 탑재되는 광각 카메라(25)는 그 광축이 틸트대(20)의 회전축과 동일 평면상에서 교차하도록 배치된다. 이것에 의해, 광각 카메라(25)의 촬상 화상에 기초하여 홍채 위치를 신속히 구하는 것이 가능하다.

Description

홍채 촬상 장치{IRIS IMAGING APPARATUS}

보안 시스템 등에서는 개인의 홍채 파문(波紋)을 사용하여 인증을 행하는 방법이 알려져 있다. 이 홍채를 이용하는 인증 방법은, 지문과 달리, 홍채에 대하여 비접촉으로 더욱이 떨어진 개소에서 카메라로 촬상하면 완료되는 이점이 있으며, 이후에 보급되는 것이 기대된다. 그러나, 개인 인증에 사용하기 위한 홍채 화상은 인식률을 높게 하기 위하여 초점을 맞춘 선명한 화상일 필요가 있고, 또한 인증 대상자가 정지하고 있는 짧은 시간내에 촬상하지 않으면 않되는 제약이 있다.

상술한 제약을 만족시키는 종래의 홍채 촬상 장치로서, 예를 들어 특개 2000-23946호 공보와 같이, 광각 카메라와 협각 카메라의 두 종류의 카메라를 사용한 것이 있다. 이 종래의 홍채 촬상 장치에서는, 먼저, 광각 카메라에 의한 피사체 인물의 촬상 화상중에서 패턴매칭 등으로 얼굴의 화상을 인식하고, 이 얼굴의 화상에서 오른쪽 눈 또는 왼쪽 눈의 위치를 산출해내고, 망원 카메라인 협각 카메라를 홍채 방향으로 향하게 하고, 자동 초점 기술을 사용하여 홍채에 고정밀도로 초점을맞추도록 되어 있다.

협각 카메라를 홍채에 초점을 맞추기까지의 시간을 짧게하기 위해, 초점에 있는 점 위치에 가까운 프리세트 위치까지 망원 카메라의 포커스 렌즈를 고속 이동시키고, 그 프리세트 위치에서 초점 위치의 탐색을 개시하면 완료된다. 이 때문에, 종래의 홍채 촬상 장치에서는 광각 카메라를 2개 준비하여 협각 카메라를 중심으로 좌우에 광각 카메라를 배치함으로써, 스테레오 카메라 방식으로 피사체까지의 거리(상기 프리세트 위치)를 정밀도가 좋게 산출할 수 있도록 되어 있다.

상술한 광각 카메라의 촬상 화상에서 홍채 위치를 산출하기 위해 광각 카메라의 촬상 화상중에 얼굴의 화상이 포함될 필요가 있다. 만약에, 도 11에 나타낸 것과 같이, 피사체 인물(1)의 얼굴의 눈 부분이 촬상 화면(2)내에 들어가 있어도 머리 부분이 끊어진 화상이 되면,「얼굴」의 위치를 패턴 인식할 수 없기 때문에 홍채 위치도 구하는 것이 불가능하게 되어 있다. 더욱이, 종래의 홍채 촬상 장치와 같이 광각 카메라를 고정대 위에 설치할 경우에는 이 광각 카메라의 촬상 화상중에 키가 큰 사람에서 키가 작은 아이까지 다양한 피사체의 얼굴의 전체 화상이 들어가도록 광각 카메라를 설정할 필요가 있으며, 광각 카메라의 촬상 화상중에 들어오는 인물화상은 상당히 작아진다.

이것에 더하여, 코스트 삭감을 위하여 광각 카메라를 1 대만 설치하는 장치 구성으로 한 경우, 홍채 위치까지의 거리를 정밀도가 좋게 산출할 수 없으면, 그것만큼 자동 초점 기술에 의한 초점 탐색 거리가 길어지게 되어 초점을 맞추기까지의 사이에 피사체가 움직이는 문제가 생긴다.

본 발명은 광각 카메라를 1 대로 한 경우에서도 협각 카메라를 고속으로 홍채에 초점을 맞추는 것이 가능한 홍채 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 보안 시스템의 개인 인증 등에 사용하는 홍채의 화상을 촬상하는 홍채 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 저코스트의 장치 구성으로 더욱이 홍채 화상을 고속으로 촬상하기에 좋은 홍채 촬상 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 촬상 장치의 외패널을 떼어낸 상태의 정면도.

도 2는 도 1에 나타낸 홍채 촬상 장치의 사시도.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선단면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선단면도.

도 5는 틸트대를 저속 감속(a), 급제동(b), 제진 제동(c)시킨 때의 진동 상태를 나타낸 도면.

도 6은 도 1에 나타낸 홍채 촬상 장치의 전기계의 회로도.

도 7은 도 1에 나타낸 홍채 촬상 장치의 동작 순서를 나타낸 흐름도.

도 8은 광각 카메라의 촬상 상태를 나타낸 도면.

도 9는 광각 카메라와 망원 카메라의 횡방향의 시차에 의한 영향을 나타낸 도면.

도 10은 망원 카메라에 의한 촬상 상태를 나타낸 도면.

도 11은 광각 카메라의 촬상 화상에서 얼굴 부분이 끊어진 상태를 나타낸 도면.

또한, 도면의 부호 (10)은 홍채 촬상 장치, (12,13)은 팬·틸트 기능이 있는 홍채 조명구, (14,15)는 광각 카메라용 고정 조명구, (16,17)은 지지판, (20)은 틸트대, (21)은 틸트용 모터, (22)는 홍채 촬상용 망원 카메라(협각 카메라), (23)은 팬용 미러, (24)는 거리계, (25)는 광각 카메라, (26)은 팬용 모터, (20a,20b)는 틸트대의 추축, (30)은 제어부, (40)은 제진 장치이다.

상기 목적은 피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라와, 상기 피사체까지의 거리를 계측하는 거리계와, 상기 광각 카메라의 촬상 화상과 상기 거리계의 계측치로부터 구한 상기 피사체의 홍채에 초점을 맞추고 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라를 홍채 촬상 장치에 구비함으로써 달성된다.

1 대의 광각 카메라에 의한 촬상 화상에서는 피사체까지의 정확한 거리를 구할 수 없다. 그러나, 간단한 거리계로도 이 거리계에 의한 피사체까지의 계측치를 알면, 그 계측치에 망원 카메라의 초점 위치를 신속히 맞추고, 그 후에 AF 기능을 동작시켜 초점에 있는 점 위치를 탐색함으로써, 거리 정보가 없는 경우의 초점을 맞추기까지의 시간에 비하여 대폭적으로 초점에 있는 점 위치의 탐색 시간이 단축된다. 또한, 이 거리계의 계측치에 기초하여 망원 카메라를 흔드는 위치를 조정함으로써, 홍채 화상을 촬상 화상중의 중앙(렌즈 수차(收差)가 제일 작은 장소)에 두는 것도 가능하다.

상기 목적은 또한 피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라와, 이 광각 카메라의 촬상 화상으로부터 구한 상기 피사체의 홍채에 초점을 맞추고 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라를 구비하는 홍채 촬상 장치에 있어서, 상기 광각 카메라에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 장변(長邊)이 상기 피사체의 신장 방향과 동방향으로 배치됨과 동시에, 이 광각 카메라가 틸트대 위에 탑재됨으로써 달성된다.

이와 같이, 광각 카메라의 촬상 소자를 종으로 배치함으로써, 광각 카메라의 촬상 화상중에 피사체의 두부(頭部) 전부의 화상이 들어갈 확률이 높아진다. 이 때문에, 광각 카메라로 다시 찍어야 하는 경우가 적어지고, 고속으로 홍채 화상을 취득하는 것이 가능하게 된다. 또한, 광각 카메라를 틸트대에 실음으로써, 광각 카메라의 촬상 화상내에 피사체의 두부 전부가 들어가는 모양으로 조정하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 광각 카메라의 촬상 화상내에 피사체의 화상이 가득하도록 크게 촬상하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 이 촬상 화상으로부터 구한 홍채 위치의 산출 정밀도가 높고, 이 산출된 홍채 위치에 기초하여 망원 카메라의 방향(팬 위치나 틸트 위치)를 조정함으로써, 신속하게 고정밀도의 홍채 화상을 취득하는 것이 가능하게 된다.

상기 목적은 또한 피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라와, 이 광각 카메라의 촬상 화상으로부터 구한 상기 피사체의 홍채에 초점을 맞추어 이 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라를 구비한 홍채 촬상 장치로서, 틸트대에, 이 틸트대의 회전축과 동축으로 광축이 배치된 상기 망원 카메라와, 이 망원 카메라의 전면에 배치되고 상기 홍채에서 출사된 광을 반사하여 상기 망원 카메라에 입사시키는 팬용 미러와, 광축이 상기 회전축과 교차하도록 배치된 상기 광각 카메라를 탑재함으로써 달성된다.

광각 카메라의 광축과 망원 카메라의 광축을 동축으로 배치함으로써, 양 카메라간의 시차(視差)는 없어지지만, 실제로 양 카메라의 광축을 동축으로 배치하는 것은 어렵기 때문에 시차는 반드시 존재한다. 양 카메라간에 시차가 존재하면, 광각 카메라의 촬상 화상으로부터 구한 홍채 위치에 대하여 망원 카메라를 향하게 하는 홍채 위치를 산출하기 위해 시간이 걸린다. 그러나, 틸트대의 회전축과 망원 카메라의 광축과 광각 카메라의 광축을 상기와 같이 배치함으로써, 종방향의 시차는 없어지고, 횡방향(틸트대의 회전축 방향)의 시차만이 남기 때문에, 광각 카메라의 촬상 화상으로부터 구한 홍채 위치 데이터를 망원 카메라의 좌표 데이터로 간단히 변환할 수 있어서, 광각 카메라의 촬상이 행해지고 나서 망원 카메라에 의한 홍채 촬상이 행해지기 까지의 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.

상기에서, 바람직하게, 상기 광각 카메라에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 장변이 상기 피사체의 신장 방향과 동방향으로 배치됨과 동시에, 상기 망원 카메라에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 단변(短邊)이 상기 피사체의 신장 방향과 동방향으로 배치된다.

이와 같이, 광각 카메라의 촬상 소자를 종으로 배치하면, 상술한 것과 같이 피사체의 두부 전부가 촬상 화상중에 들어올 확률이 높아지고, 망원 카메라의 촬상 소자를 횡으로 배치하면, 촬상 화면이 양 카메라간의 시차가 생기는 방향으로 길어진다. 이 때문에, 홍채 화상이 촬상 화면내에 들어올 확률을 높게 할 수 있다.

상기에서, 더 바람직하게, 상기 틸트대의 한 편의 추축(樞軸)을 틸트용 모터의 출력축에 직접 연결하여 이 틸트대를 상기 틸트용 모터로 직접 틸트동작시키는 구성으로 함과 동시에, 상기 틸트대의 다른 편의 추축에 스프링압으로 압접되는 제진(制振) 부재를 설치한다.

틸트대를 스태핑 모터 등의 틸트 모터로 목적 위치까지 구동하고, 틸트대를정지시킨 후에 망원 카메라로 홍채의 확대 화상을 촬상하지만, 틸트대를 정지시킨 직후에는 틸트대가 진동하므로 이 진동이 소실하기까지 기다리기 때문에 망원 카메라로 촬상할 필요가 있다. 그러나, 이 실시예와 같이 제진 부재를 설치함으로써, 틸트대의 정지에서 진동 소실까지의 시간이 짧아지고, 단시간에 홍채 화상을 취득하는 것이 가능하게 된다.

상기에서, 더 바람직하게, 홍채 화상 장치의 반송시에 상기 제진 부재를 상기 다른 편의 추축에 누르고 이 추축을 회전불능으로 하는 정지 부재를 설치한다. 이와 같이 정지 부재를 설치함으로써, 홍채 촬상 장치를 운반할 때 틸트대가 마음대로 회전하여 틸트대에 탑재된 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 홍채 촬상 장치의 정면도이고, 도 2는 그 사시도이다. 또한, 양 도면 모두, 외부에 설치된 패널은 도시를 생략한다.

본 실시예에 따른 홍채 촬상 장치(10)는 긴 쪽의 고정대(11)를 구비한다. 고정대(11)의 좌우 단부의 각각에는 홍채 조명구(12,13)가 설치되어 있다. 각 홍채 조명구(12,13)는 홍채에 대하여 적외광을 집광하여 조명하는 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 조명구(14,15)는 다수의 발광 다이오드의 집합으로서 구성되지만, 도 2의 사시도에서는 각 발광 다이오드의 도시는 생략하고 발광 다이오드를 설치한 취부판만 도시하고 있다. 조명구(14,15)는 넓은 범위를 일률적으로 적외광으로 조명할 수 있으면 좋기 때문에(팬이나 틸트 동작은 불필요하기 때문에), 고정대(11)에 고정되고, 또한, 집광 렌즈도 설치되지 않는다.

조명구(14)의 내측(고정대(11)의 중앙측)에는 지지판(16)이 고정대(11)에 입설되고, 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 회동 자유자재로 지승(支承)되어 있다. 한 편의 추축(20a)은 지지판(16)에 설치된 틸트용 모터(21)의 회전축에 집적 연결되고, 다른 편의 추축 (20b)에는 후술될 제진 장치(40)가 설치되어 있다.

이 틸트대(20)에는 망원 카메라(협각 카메라)(22)와, 팬용 미러(23)와, 거리계(24)와, 광각 카메라(25)와, 팬용 모터(26)가 탑재되어 있다. 망원 카메라(22)는 틸트대(20)의 지지판(17)측에, 그 광축이 틸트대(20)의 회전축과 동축이 되도록 배설되어 있다. 팬용 미러(23)는 망원 카메라(22)의 전면(前面) 위치에 배치되고, 이 팬용 미러(23)에서 반사된 광이 망원 카메라(22)로 입사되는 구성으로 되어 있고, 팬용 미러(23)는 망원 카메라(22)의 광축에 대하여 수직 축 주변이고, 즉 도 2의 쌍두화살표 A 방향으로 회동 가능하게 되어 있다.

팬용 미러(23)를 화살표 A 방향으로 구동하는 팬용 모터(26)는 틸트대(20)의지지판(16)측에 설치되고, 링크 기구(27)를 통하여 팬용 미러(23)를 구동하는 구성으로 되어 있다. 거리계(24)는 팬용 미러(23)와 연동하여 화살표 A 방향으로 구동되고, 항상 피사체에 대하여 아주 정면에서 적외광을 조사함으로써 고정밀도의 거리계측이 가능하지만, 이 거리계(24)도 상기 링크 기구(27)를 통하여 팬용 모터 (26)로 구동된다.

광각 카메라(25)는 팬용 미러(23)와 팬용 모터(26) 사이에 배설되고, 그 광축은 틸트대(20)의 회전축과 교차하는 위치에 설치되어 있다. 이것에 의해, 광각 카메라(25)와 망원 카메라(22)의 종방향(틸트대(20)의 회전축 방향을 횡방향(수평방향)으로 함, 즉 피사체 인물의 신장 방향이 종방향이 됨)의 시차는 없어지고, 횡방향의 시차만 남는다. 광각 카메라(25)내에 장비되는 CCD 등의 촬상 소자는 장방형이지만, 그 장변이 종방향이고 단변이 횡방향이 되도록 광각 카메라(25)내에 배치된다. 이것에 의해, 광각 카메라(25)의 촬상 화면은 종 방향으로 긴 화면이 된다.

망원 카메라(22)내에 장비되는 CCD 등의 촬상 소자도 장방형이지만, 그 배치 위치는 광각 카메라(25)와 달리, 장변이 수평 방향이 되고, 단변이 종방향이 되도록 배치된다. 이것에 의해, 망원 카메라(22)의 촬상 화면은 횡장(橫長), 즉 상기 시차가 생기는 방향으로 긴 화면이 된다.

다음에, 도 3, 도 4를 사용하여 제진 장치(40)의 구조에 관하여 설명한다. 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선단면도이다. 지지판 (17)에 회동 자유자재로 지승된 금속제의 추축(20b)은 지지판(17)을 관통하고, 반대측에 돌출된 상태로 되어 있고, 제진 장치(40)는 이 돌출된 추축(20b)의 하측에 설치된다.

제진 장치(40)는 통 형상의 본체부(41)와, 본체부(41)의 중앙 관통공(42)에 자유로이 접동되도록 안내되는 수지제의 제진 부재(43)와, 이 제진 부재(43)의 확대 두부(43a)의 U 홈을 소정의 스프링압으로 추축(20b)에 압접하는 탄발 스프링 (44)과, 통상시에는 제진 부재(43)와 이간된 위치에 나입(螺入)된 정지 부재로서의 나사 (45)를 구비한다.

홍채 촬상 장치의 동작시에는 틸트대(20)를 소정 위치까지 움직여 정지시키지만, 천천히 감속시켜 정지시키면 도 5(a)에 나타낸 것과 같이 그 정도로 큰 진동은 발생하지 않는다. 그러나, 틸트대(20)를 고속 동작시킨 후에 급제동을 걸어 정지시키면, 도 5(b)에 나타낸 것과 같이 틸트대(20)의 진동이 커진다. 망원 카메라 (22)로 홍채를 촬상할 경우, 이 큰 진폭이 있으면 촬상 화상이 흔들리기 때문에, 이 진동이 소실하기까지 기다릴 필요가 있다. 이로 인해, 홍채 화상의 신속한 취득을 위하여 틸트대(20)를 고속 동작시킬 수 없게 된다.

그리고, 본 실시예에서는 탄발 스프링(44)의 탄발력에 의해 제진 부재(43)의 확대 두부(43a)에 설치된 U 홈(추축(20b)의 주면 형상에 정합시킨 홈)을 상시 추축(20b)에 압접함으로써, 도 5(c)에 나타낸 것과 같이 급제동후의 진동 발생을 억제하도록 되어 있다. 이것에 의해, 틸트대(20)의 고속 동작이 가능하게 된다. 또한, 추축(20b)의 외주면을 제동에 이용하기 때문에, 추축(20b)의 외경을 추축(20a)보다 큰 직경으로 한다.

또한, 이 제진 장치(40)는 틸트대(20)의 로크에도 사용할 수 있도록 되어 있다. 예를 들면 홍채 촬상 장치를 운반할 때 틸트대(20)가 회전하면, 이것에 탑재된 카메라 등의 고가 부품이 파손할 우려가 있다. 이 경우에는 사람이 고정대(11)의 저부에 설치한 관통공(11a)으로부터 드라이버 등을 끼워넣어 나사(45)를 제진 부재(43) 방향으로 비틀어 넣고, 나사(45) 선단에서 제진 부재(43)를 추축(20b)으로 누른다. 이것에 의해, 추축(20b)이 로크되어 틸트대(20)의 자유로운 회전은 저지된다. 그리고, 홍채 촬상 장치를 소정 장소에 설치할 때, 사람이 나사(45)를 느슨하게 하여 나사(45)의 선단을 제진 부재(43)로부터 이간시키면, 제진 부재(43)의 추축(20b)으로의 압접력은 스프링력 만큼이 되고, 틸트대(20)의 회전 구동이 가능하게 된다.

도 6은 도 1에 나타낸 홍채 촬상 장치의 전기 계통의 회로도이다. 도 1에 도시를 생략한 제어부(30)는 틸트대(20)상에 탑재된 광각 카메라(25)의 촬상 화상(전자화상)과 망원 카메라(22)의 촬상 화상(전자화상)과 거리계(24)의 계측치를 입력으로 하고, 모터 제어부(31)를 통하여 팬 모터(26)나 틸트 모터(21)를 구동 제어함과 동시에, 조명용 팬 모터(12a,13a)나 조명용 틸트 모터(12b,13b)를 구동제어한다. 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 7은 이 홍채 촬상 장치의 동작 순서를 나태낸 흐름도이다. 먼저, 단계(S1)에서, 홍채 촬상 장치의 전면(前面) 소정 범위내에 피사체(인증 대상 인물)가 들어오는 것을대기한다. 이 대기 상태에 있는 때에는, 각 모터(21,26,12a,13a,12b,13b)는 각각 디폴트 위치(홈 포지션 위치)로 되어 있고 거리계(24)도 디폴트 위치로서 아주 정면 위치를 향하고 있다. 거리계(24)는 대기시에는 상시 또는 소정시간마다 적외광을 발광하고, 그 반사광이 있는지에 따라 도 6에 나타낸 제어부(30)는 피사체의 존재를 판단한다. 피사체가 촬상 범위내에 들어오는 경우에는 그 반사광에 기초하여 피사체까지의 거리가 거리계(24)에 의해 계측되고(단계(S2)), 다음의 단계(S3)로 진행된다. 또한, 은행의 ATM 단말기 등에 이 홍채 촬상 장치를 적용하는 경우, 단계 (S1)에서의 피사체의 대기 처리를 사람의 ATM 조작 개시의 대기 처리로 대신할 수도 있다.

단계(S3)에서는 광각 카메라(25)에 의한 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 경우에는 틸트 모터(21)에 모터 제어부(31)를 통해 구동 지령을 출력하여 틸트 조작을 행하고(단계(S5)), 다시 단계(S3)에서 광각 카메라에 의한 찰상 화상을 찍어서 얻는다. 얼굴 전체화상을 찍어서 얻기까지, 이상의 단계(S3,S4,S5)를 반복한다.

본 실시예에서는 광각 카메라(25)의 촬상 소자가 종으로 배치되어 있기 때문에, 도 8에 나타낸 것과 같이, 광각 카메라 촬상 화면(51)중에 피사체 인물(52)의 얼굴이 들어올 확률이 높고, 또한, 틸트 조작으로 광각 카메라의 광축을 상하로 흔드는 것이 가능하기 때문에, 용이하게 얼굴 화상을 찍어서 얻는 것이 가능하다.

광각 카메라의 촬상 화상중에 얼굴 패턴이 들어온 경우에는 단계(S4)에서 단계(S6)로 진행되어, 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 조사되도록 미리 조명광 조사 방향을 선회한다. 더욱이 또한, 망원 카메라(22)가 얼굴을 촬상할 수 있도록 미리 팬용 미러(23)도 선회된다. 또한, 이것들의 정확한 조정은 후술되는 것과 같이 단계(S9)에서 행한다. 그리고, 다음 단계(S7)에서 다시 광각 카메라에 의한 촬상을 행하고, 단계(S8)로 간다.

다음 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, 촬상한 「눈」까지의 거리는 알 수 없다. 이 거리를 알 수 없으면, 광각 카메라(25)와 망원 카메라(22)는 상술한 것과 같이 횡방향의 시차가 존재하기 때문에, 도 9에 나타낸 것과 같이, 팬용 미러(23)의 선회 각도에 의해 화면중의 홍채 화상 위치가 어긋난다. 카메라의 렌즈에는 수차가 존재하기 때문에, 인증 정밀도가 높은 홍채 화상을 얻기 위해 홍채 화상이 촬상화상의 중앙에 오는 것이 바람직하다(도 9의 화상(53)). 그리고, 제어부(30)는 단계 (S2)에서 계측한 거리계의 계산치도 사용하여 촬상 대상이 되는 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 잡도록, 또한 동시에 홍채 조명구(12,13)의 집속된 조명광이 홍채로 조사되도록, 틸트대(20)의 정확한 틸트 위치 및 팬용 미러(23)의 정확한 팬 위치, 및, 조명구(12,13)의 정확한 틸트 위치, 팬 위치를 구하고, 틸트 위치, 팬 위치의 미조정을 행한다(단계(S9)).

그리고, 다음 단계(S10)에서, 거리계(24)에 의해 홍채까지의 거리가 계측된다. 거리계(24)는 팬용 미러(23)의 팬 위치 조정에 연동하여 계측 방향이 조정되기 때문에, 계측용 적외광은 홍채를 향하여 조사되고, 예를 들어 눈아래의 볼에 반사된 반사광을 수광함으로써, 홍채까지의 거리가 고정밀도로 계측된다.

다음 단계(S11)에서는, 단계(S10)에서 계측된 홍채까지의 거리가 망원 카메라(22)에 프리세트된다. 그리고, 도시되지 않은 포커스 렌즈가 해당 거리에 초점이 맞도록 급속 구동되고, 이후, 통상의 자동 초첨(AF) 기술에 의해 홍채에 초점을 맞춘다. 예를 들면, 포커스 렌즈 구동용 모터를 1 단계씩 이동하여, 도 10에 나타낸 것과 같이, 망원 카메라(22)에 의한 화상(55)을 취득하고, 화상중의 고주파 성분이 가장 높은 포커스 렌즈 위치를 초점 위치로 하고, 그 때 얻은 촬상 화상을 인증 대상의 홍채 화상으로서 취득한다. 또한, 망원 카메라(22)에 의한 촬상시에는, 제어부(30)는 홍채 조명구(12,13)의 어느 하나 또는 둘을 점등시킨다. 그리고, 초점에 있는 점 위치에서의 홍채 촬상 화상을, 도시하지 않은 인증 장치로 전송하고, 단계(S1)로 되돌아간다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 광각 카메라를 1 대로 하고 거리계를 사용하여 피사체까지의 거리를 계측하는 구성이기 때문에, 장치 구성이 간단하고 제조 코스트도 저렴하게 된다. 또한, 간단한 거리계라 하더라도 이 거리계에 의한 피사체까지의 계측치에 기초하여 망원 카메라의 초점 위치를 신속히 맞추고, 그후에 자동 초점 기술에 의해 초점에 있는 점 위치를 탐색하기 때문에, 또한, 이 거리계의 계측치에 기초하여 망원 카메라를 흔드는 위치를 조종하고 홍채 화상을 촬상중의 중앙에 두는 것이 가능하기 때문에, 단시간에 정밀도가 높은 홍채 화상을 얻는 것이 가능하다.

또한, 본 실시예에 따르면, 광각 카메라의 촬상 소자를 종으로 배치하였기 때문에, 광각 카메라의 촬상 화상중에 피사체의 두부 전부의 화상이 들어올 확률이 높아진다. 이 때문에, 광각 카메라로 다시 찍어야 하는 경우가 적어지고, 고속으로 홍채 화상을 취득하는 것이 가능한다. 더욱이, 광각 카메라를 틸트대에 올림으로써, 광각 카메라의 촬상화상내에 피사체의 두부 전부가 들어오도록 조정하는 것이 가능하다. 이 때문에, 광각 카메라의 촬상 화상내에 피사체의 화상이 가득하도록 크게 촬상하는 것이 가능하다. 따라서, 이 촬상 화상으로부터 구한 홍채 위치의 산출 정밀도가 높고, 이 산출 위치에 기초하여 망원 카메라의 방향(팬 위치나 틸트 위치)을 조정함으로써, 신속하게 고정밀도의 홍채 화상을 취득하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시예에 따르면, 광각 카메라의 광축과 망원 카메라의 광축이 동일 평면상에서 교차하도록 배치되어 있기 때문에, 양 카메라간의 종방향의 시차가 없어지고, 횡방향의 시차만이 있으므로, 광각 카메라의 촬상 화상에서 구한 홍채 위치 데이터를 망원 카메라의 좌표 데이터로 간단히(계산 시간이 단시간에 완료) 변환할 수 있어서 광각 카메라의 촬상이 행해지고 나서 망원 카메라에 의한 홍채 촬상이 행해지기 까지의 시간을 단시간으로 하는 것이 가능하다.

또한, 상기의 실시예에 따르면, 틸트대의 회동에 대하여 기계적인 브레이크기구(제진 장치(40))를 설치하여 진동 발생을 억제하기 때문에, 틸트대를 고속 구동 급제동하는 것이 가능하고, 또한 홍채 화상 취득까지의 시간을 짧게하는 것이 가능하다.

본 발명을 상세하게 특정 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고서 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게는 자명한 것이다.

본 출원은 2000년 10월 16일 출원된 일본 특허 출원(특허2000-315254)에 기초한 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 결합된다.

본 발명에 따르면, 고정밀도의 홍채 화상을 단시간에 취득하는 것이 가능하고, 더욱이, 광각 카메라 1 대, 망원 카메라 1 대의 저렴한 2 카메라 구성의 홍채 촬상 장치를 제공하는 것이 가능하다.

Claims

피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라와, 상기 피사체까지의 거리를 계측하는 거리계와, 상기 광각 카메라의 촬상 화상과 상기 거리계의 계측치로부터 구한 상기 피사체의 홍채에 초점을 맞추고 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라를 구비한 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라와, 상기 광각 카메라의 촬상 화상으로부터 구한 상기 피사체의 홍채에 초점을 맞추고 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라를 구비한 홍채 촬상 장치로서,

상기 광각 카메라에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 장변이 상기 피사체의 신장 방향과 동방향으로 배치됨과 동시에, 상기 광각 카메라가 틸트대 위에 탑재된 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
피사체의 화상을 촬상하는 광각 카메라와, 상기 광각 카메라의 촬상 화상으로부터 구한 상기 피사체의 홍채에 초점을 맞추어 상기 홍채의 확대 화상을 촬상하는 망원 카메라를 구비한 홍채 촬상 장치로서,

틸트대에 상기 틸트대의 회전축과 동축상에 광축이 배치된 상기 망원 카메라와, 상기 망원 카메라의 전면에 배치된 상기 홍채로부터 출사된 광을 반사하여 상기 망원 카메라에 입사시키는 팬용 미러와, 광축이 상기 회전축과 동일 평면상에서교차하도록 배치된 상기 광각 카메라를 탑재한 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 3항에 있어서, 상기 광각 카메라에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 장변이 상기 피사체의 신장 방향과 동방향으로 배치됨과 동시에, 상기 망원 카메라에 장비되는 장방형의 촬상 소자의 단변이 상기 피사체의 신장 방향과 동방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 3항에 있어서, 상기 틸트대의 한 편의 추축을 틸트용 모터의 출력출에 직접 연결하여 상기 틸트대를 상기 틸트용 모터로 직접 틸트동작시키는 구성으로 함과 동시에, 상기 틸트대의 다른 편의 추축에 스프링압으로 압접되는 제진 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
제 5항에 있어서, 홍채 촬상 장치의 반송시에 상기 제진 부재를 상기 다른 편의 추축에 눌러 상기 추축을 회전불능으로 하는 정지부재가 설치된 것을 특징으로 하는 홍채 촬상 장치.
추축을 중심으로서 회동하는 부재를 구비한 장치에 설치되는 제진 장치로서,

상기 추축에 접촉하여 설치되는 제진 부재와, 상기 제진 부재를 상기 추축에 눌러 상기 추축을 회전 불능으로 하는 정지 부재와, 상기 정지 부재가 상기 제진부재로부터 이간될 때 상기 제진 부재를 스프링압으로 상기 추축에 압접하는 스프링 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 제진 장치.