JP2003016435A - 個体認証装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
装置において、外来光の影響を受けることなく、高精度
かつ安定した個体認証を行う。 【解決手段】 額31や頬32を目位置固定部21に密
着させ、左目33とピンホール4との空間を外来光から
遮蔽する。室内照明44からの光が右目34に入ると、
生体の連動性によって左目33の瞳孔径が自ら規定さ
れ、虹彩3の幅が安定して確保される。これにボタン照
明111から赤外光を照射して撮像部により撮影し、個
体判別部において登録情報と比較することにより個体認
証を行う。
Description
個体と一致するかの認証を行う個体認証装置に係り、特
に目の虹彩を撮影して得られる画像から個体識別を行う
個体認証装置及び方法に関する。
用いる個体認証装置が知られている。このような個体認
証装置の例として、特開平9−212722号公報に開
示されたものを図12に示す。同図において、個体認証
装置100は、装置の前の人の存在を検出する感圧スイ
ッチ101、顔や目を照らすための照明102、虹彩部
を撮影するカメラ103、照明102及びカメラ103
の電源をオン、オフ制御する電源制御手段104、カメ
ラ103の映像に基づいて個体識別を行う認証手段10
5から構成されている。感圧スイッチ101によって人
の存在が検出されると、電源制御手段104によって照
明102及びカメラ103の電源がオンし、カメラ10
3によって目の虹彩部が撮影される。撮影した虹彩の画
像に基づいて認証手段105によって登録されている本
人か否かを確認できるようになっている。
個体認証装置では、装置が大型になるとともに、遠距離
から虹彩部を撮影するために高精度なカメラを用いなけ
ればならず、かつカメラの画角を高精度で位置決めする
必要があるので、装置が高価になるという問題点があっ
た。さらに、虹彩部を撮影する時に外来光によって反射
が起こり、きれいに虹彩が撮れないといった外来光の影
響を受けやすいという問題点もあった。
であり、その目的は、高精度なカメラを用いることなく
個体識別を可能とし、かつ携帯性に優れた安価な個体認
証装置及び方法を提供することにある。
者の目の虹彩又は網膜を撮影する撮像手段と、前記対象
者の一方の目と前記撮像手段とを向かい合わせた状態で
外来光を遮断して位置固定する目位置固定手段と、前記
目位置固定手段の内側で前記対象者の一方の目に対して
撮影用照明光を発光する第1の照明手段と、前記撮像手
段により撮影した前記一方の目の映像に基づいて個体を
判別する個体判別手段と、を備えた個体認証装置を提供
する。
た前記一方の目の瞳孔径に対応した情報を出力する状態
出力手段を備え、前記個体判別手段は、前記状態出力手
段の出力が所定値になったときの前記一方の目の映像に
基づいて個体を判別することを特徴とする。
で、前記対象者の一方の目の瞳孔の広がりを抑制するた
めに前記対象者の他方の目に対して発光する第2の照明
手段を備えたことを特徴とする。
を変化させる光量制御手段を備えたことを特徴とする。
また、第5に、前記光量制御手段は、前記状態出力手段
の出力が所定値となるように前記第2の照明手段の光量
を制御するものであることを特徴とする。
2の撮像手段と、前記第2の撮像手段により撮影した前
記他方の目の瞳孔径に対応した情報を出力する状態出力
手段と、前記状態出力手段の出力が所定値となるよう前
記第2の照明手段の光量を制御する光量制御手段と、を
備えたことを特徴とする。
照明手段、前記第2の照明手段、前記個体判別手段のう
ち、少なくとも一つを間欠動作させるように制御する間
欠制御手段を備えたことを特徴とする。
像手段とを向かい合わせた状態で外来光を遮断して位置
固定する目位置固定ステップと、前記一方の目の位置を
固定する目位置固定手段の内側で前記対象者の一方の目
に対して撮影用照明光を発光する第1の照明ステップ
と、前記目位置固定手段の外側で前記対象者の他方の目
に対して可視光を照射する第2の照明ステップと、前記
第2の照明ステップによる可視光が前記他方の目に入る
状態で前記撮像手段により撮影した前記一方の目の映像
に基づいて個体を判別する個体判別ステップと、を有す
る個体認証方法を提供する。
対して撮影用照明光を発光する第1の照明手段は、赤外
光発光手段であることとする。また、対象者の他方の目
に対して可視光を発光する第2の照明手段は、室内灯で
あることとする。あるいは、前記第2の照明手段は発光
表示パネルであることとする。
光から遮断して撮像手段に対向させて固定し、外来光の
影響をなくした状態で第1の照明手段からの撮影用照明
光をこの一方の目に照射して撮像することによって、虹
彩を鮮明に撮影することができるので、その画像に基づ
き安定した個体認証を行うことが可能となる。また、第
2の照明手段からの可視光を他方の目に照射することに
よって瞳孔径を調整し、所定の瞳孔径となったときの虹
彩を撮影することにより、よりエラーの少ない安定した
個体認証が可能となる。
ことができるので、撮像手段の高精度な位置決めが不要
となり、安価かつ小型の個体認証装置を提供可能とな
る。さらに、構成要素を間欠動作させることにより、装
置の消費電力を低減可能になる。
施の形態を説明する。なお、各図面に共通な構成要素に
は同一の符号を付す。
実施形態に共通する個体認証装置の外観と、目の位置関
係を示す図である。同図において、個体認証装置1は携
帯端末の機能を兼ね備えるべく、テンキー部11、発光
表示パネル12、マイク13、スピーカ14及びアンテ
ナ15を有している。そして、テンキー部11のキーの
1つはボタン照明111となっており、透光樹脂から成
るキートップの裏面側に赤外光を発光する発光素子、例
えば赤外発光ダイオードが内蔵され、本発明の第1の照
明手段として機能する。
を成し、額や頬に押し当てて認証対象の目を外来光から
遮蔽すると共に、後述する撮像素子51と向かい合わせ
るための目位置固定部21を形成している。そして、目
位置固定部21の中央部、かつテンキー部11の間隙に
は、認証対象の目を撮像素子51に結像させるためのピ
ンホール4が開口している。さらに、筐体2の内部に
は、図示しない電源供給用の電池や機能携帯端末として
の各種機能及び後述する個体認証の機能を実現するため
の電子回路が内蔵されている。矢印41、42、43は
個体認証を行う際に、左右いずれかの目を近づける位置
を示すものである。室内灯44は認証作業を行う室内に
設置された照明光源で、後述する本発明の第1及び第3
実施形態における第2の照明手段として機能する。
形態に係る個体認証装置1の使用状態での構成を示す説
明図、図3は第1実施形態の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。図2の装置構成については図1のピンホー
ル4の位置における縦断面を示す。撮像部5は左目33
の虹彩3を撮影するもので、赤外光に感度を有するCC
Dイメージセンサなどの撮像素子51と、信号増幅やA
/D変換、その他の信号処理を行う画像信号処理部52
を有して構成される。個体判別部7は虹彩3の画像情報
に基づき個体判別を行うもので、登録メモリ71と判別
器72を有して構成される。なお、撮像部5及び個体判
別部7は共に筐体2に内蔵されている。
形態について、その動作を説明する。まず、装置の各部
が動作中に、人や動物の認証対象として左目33を図1
における矢印42の位置でピンホール4に向けて近づけ
る。このとき、右目34は矢印43の位置となり、本発
明の第2の照明手段である室内灯44による外来光が目
に入る。
1に密着すると、左目33とピンホール4の空間は外来
光から遮蔽される。左目33にはボタン照明111によ
り赤外光が入るが、人の目は赤外光に感度を有さないの
で暗黒と感じて瞳孔が広がる。しかし、右目34には外
来光(可視光)が入るので、左目33の瞳孔の広がりを
抑制して虹彩3の幅が確保されるので、これをボタン照
明111による赤外光で照明し、ピンホール4によって
撮像素子51上に結像すれば、虹彩3の形状や模様の鮮
明な画像が得られる。
右の瞳孔の変化には、連動性が高いことが知られてい
る。例えば、左目が光量を小さいと感じている場合に右
目に入る光量を大きくすると、左目の瞳孔も右目に連動
して変化する。本発明はこの生体の性質を利用し、認証
対象である左目33の瞳孔の状態を右目34に入る外来
光に応じて自ら定めるようにしたものである。
号に変換された後、画像信号処理部52により個体判別
部7で処理しやすい画像形式に変換される。
特徴情報が格納されており、判別器72で画像信号処理
部52の出力情報に基づいた虹彩3の特徴情報と比較さ
れる。そして、その差異が所定の範囲内であれば登録さ
れた虹彩と同一と判別し、その結果を暗号化して図示し
ない信号出力端子から外部に出力する。
末装置の使用者を特定するセキュリティ機能や、認証結
果を図1におけるアンテナ15から送信して外部の機器
を制御する際のカギとして運用するなど、各種アプリケ
ーションへの応用が可能となる。
ば、外来光の影響を受けることなく、認証対象の左目3
3が瞳孔の大きさを自ら規定するので、安定した虹彩画
像の撮影を行うことができ、簡単な構成で、携帯に適し
た小型の個体認証装置を実現することができる。
形態に係る個体認証装置1の使用状態での構成を示す説
明図、図5は第2実施形態の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。図4の装置構成については図1のピンホー
ル4及び発光表示パネル12の位置における縦断面を示
す。第2実施形態は、前述した第1実施形態における第
2の照明手段として、図2における室内灯44の代わり
に、発光表示パネル12を用いて構成した例である。図
2及び図3と同一の構成については同一の符号を付し
て、説明を省略する。
形態について、その動作を説明する。第2実施形態は第
1実施形態と認証対象の目が逆になり、右目34を図1
における矢印42の位置でピンホール4に向けて近づけ
る。このとき、左目33は矢印41の位置となり、第2
の照明手段である発光表示パネル12からの光が入る。
すると、右目34とピンホール4の空間は外来光から遮
蔽されるので、ボタン照明111により赤外光が照射さ
れても暗黒を感じ、瞳孔が広がる。このとき左目33に
は近接した発光表示パネル12からの光が入り、第1実
施形態において前述したような、光量による生体反応の
性質に従って、右目34の瞳孔の広がりが抑制されて虹
彩3の幅が確保され、赤外光を照射してその形状や模様
を鮮明に撮影することができる。
の照明手段として発光表示パネル12を近接して用いた
ので、認証対象でない左目33に入る光量が第1実施形
態に比し安定し、認証対象の右目34の瞳孔の大きさを
より安定して規定することができ、虹彩画像を高精度に
撮影することが可能になる。
形態に係る個体認証装置1の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。なお、個体認証装置1の使用状態での構成
については図2の第1実施形態と同様である。第3実施
形態は図2及び図3に示した第1実施形態において、撮
像部5で撮影した左目33の瞳孔径に対応した情報を出
力する状態出力部81と、この情報を条件にして個体判
別を行う判別器73を設けて構成した例である。なお、
状態出力部81は撮像部5及び個体判別部7と同様筐体
2に内蔵されている。図2及び図3と同一の構成につい
ては同一の符号を付して、説明を省略する。
形態について、その動作を説明する。左目33の虹彩3
の画像がピンホール4を介し、撮像素子51に結像して
電気信号に変換され、画像信号処理部52で個体判別部
7で処理しやすい画像形式に変換された後、判別器73
及び状態出力部81に入力される。
径に対応した情報を出力し、判別器73は状態出力部8
1からの瞳孔径情報が個体判別にとって最適条件となっ
たときの、画像信号処理部52の出力情報に基づいた虹
彩3の特徴情報を得る。そして、予め登録メモリ71に
格納された認証対象の虹彩の特徴情報と比較し、判別結
果を暗号化して出力する。
出力部81により瞳孔径が個体判別にとって最適条件と
なった時点での虹彩情報を得ることができるので、個体
認証の精度が向上する。
形態に係る個体認証装置1の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。なお、個体認証装置1の使用状態での構成
については図4の第2実施形態と同様である。第4実施
形態は、図4及び図5に示した第2実施形態における発
光表示パネル12の光量を制御するための光量制御部8
2と、図6に示した第3実施形態における状態出力部8
1を付加して構成したものである。図4〜図6と同一の
構成については同一の符号を付して、説明を省略する。
形態について、その動作を説明する。額31や頬32を
目位置固定部21に密着することにより、認証対象の右
目34とピンホール4の空間を外来光から遮蔽すると共
に、光量を制御された発光表示パネル12からの照射光
が近接した左目33に入る。これにより、左目33の瞳
孔は所定の大きさになり、第1実施形態において前述し
たような、光量による生体反応の性質に基づく右目34
の瞳孔の広がりが適正、かつ安定に抑制されて虹彩3の
幅が確保され、赤外光によりその形状や模様を鮮明に撮
影することができる。
に対応した情報を判別器73に出力し、判別器73は状
態出力部81からの瞳孔径情報が個体判別にとって最適
条件となったときの、画像信号処理部52の出力情報に
基づいた虹彩3の特徴情報を導き、予め登録メモリ71
に格納された認証対象の虹彩の特徴情報と比較し、判別
結果を暗号化して出力する。
制御部82により発光表示パネル12の光量を制御して
右目34の瞳孔径を所定の大きさに制御すると共に、状
態出力部81により瞳孔径が個体判別にとって最適条件
となった時点での虹彩情報を得ることができるので、個
体認証の精度がさらに向上する。
形態に係る個体認証装置1の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。なお、個体認証装置1の使用状態での構成
については図4の第2実施形態と同様である。第5実施
形態は、図7に示した第4実施形態における発光表示パ
ネル12の光量を状態出力部81の出力に基づいて制御
する光量制御部83を設けて構成したものである。な
お、光量制御部83は筐体2に内蔵されている。図7と
同一の構成については同一の符号を付して、説明を省略
する。
形態について、その動作を説明する。状態出力部81は
第4実施形態におけると同様、右目34の瞳孔径に対応
した情報を生成し、判別器73と光量制御部83に対し
て出力する。光量制御部83はこの情報に基づき、発光
表示パネル12の光量を制御する。発光表示パネル12
からの照射光は左目33に入り、これによって光量によ
る生体反応の性質に基づく右目34の瞳孔の広がりが抑
制されて虹彩3の幅が確保され、撮像部5により虹彩3
の形状や模様を鮮明に撮影する。撮影された虹彩3の画
像から状態出力部81が瞳孔径に応じた情報を生成す
る。
目33→右目34→撮像部5→状態出力部81→光量制
御部83→発光表示パネル12と、一部生体を含んだ制
御閉ループが形成されるので、右目34の瞳孔径は適正
な大きさに正確に制御され、撮像部5により虹彩3の形
状や模様をより鮮明に撮影することができる。さらに、
状態出力部81により瞳孔径が個体判別にとって最適条
件となった時点での虹彩情報を得ることができるので、
個体認証の精度が格段に向上する。
形態に係る個体認証装置の使用状態での構成を示す説明
図、図10は第6実施形態の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。図9の装置構成については図1のピンホー
ル4及び発光表示パネル12の位置における縦断面を示
す。第6実施形態は、図4及び図5に示した第2実施形
態における第2の発光表示パネル12の奥部に、認証対
象でない左目33を撮影するために、撮像素子51と同
様、CCDイメージセンサ等の撮像素子84を設けてい
る。また、撮像素子84で撮影した左目33の瞳孔径に
対応した情報を出力する状態出力部85と、その出力情
報に基づいて発光表示パネル12の光量を制御する光量
制御部86をそれぞれ設けて構成する。なお、状態出力
部85及び光量制御部86は共に筐体2に内蔵されてい
る。図4及び図5と同一の構成については同一の符号を
付して、説明を省略する。
形態について、その動作を説明する。状態出力部85は
左目33の瞳孔径に対応した情報を生成し、判別器73
と光量制御部86に対して出力する。光量制御部86は
この情報に基づき、発光表示パネル12の光量を制御す
る。発光表示パネル12からの照射光は左目33に入っ
てその瞳孔径を定め、これを撮像素子85によって撮影
する。
目33→撮像素子85→状態出力部85→光量制御部8
6→発光表示パネル12と、制御閉ループが形成され
る。これにより、左目33の瞳孔径は所定の大きさとな
り、光量による生体反応の性質に基づく右目34の瞳孔
の広がりが抑制されて虹彩3が所定の幅に確保され、撮
像部5により虹彩3の形状や模様を鮮明に撮影すること
ができる。
に入力され、判別器73は左目33の瞳孔径が個体判別
にとって最適条件となった時点での、画像信号処理部5
2の出力情報に基づいた右目34の虹彩3の特徴情報を
導き、予め登録メモリ71に格納された認証対象の虹彩
の特徴情報と比較し、判別結果を暗号化して出力する。
対象でない左目33の瞳孔径が所定の大きさに制御され
るので、連動して認証対象の右目34の虹彩3が所定の
幅になり、認証にとって好適な虹彩情報を得ることがで
きる。さらに、状態出力部85により左目33の瞳孔径
が個体判別にとって最適条件となった時点での右目34
の虹彩情報を得ることができるので、個体認証の精度が
格段に向上する。
施形態に係る個体認証装置の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。なお、個体認証装置1の使用状態での構成
については図4の第2実施形態と同様である。第7実施
形態は、図4及び図5に示した第2実施形態において、
撮像部5と個体判別部7、ボタン照明111及び発光表
示パネル12を間欠動作させるための間欠制御部87を
新たに設けて構成したものである。なお、間欠制御部8
7は筐体2に内蔵されている。図4及び図5と同一の構
成については同一の符号を付して説明を省略する。
7についてはそれぞれ信号入出力を制御するもので、こ
れにより随時各部の機能を動作或いは停止させることが
できる。また、ボタン照明111と発光表示パネル12
についてはその駆動を制御するもので、これにより発光
表示パネル12の発光制御を行う。また、各部への電源
供給を個別にオン、オフ制御するようにすることもでき
る。
ば、前述した第2実施形態による効果に加え、虹彩3の
撮影から個体判別結果の出力までの動作を間欠的に行う
ことができる。さらに、休止期間は制御管理下の一部又
はすべての電源供給を断つことによって、消費電力の低
減を図ることが可能となる。
いては、個体認証の情報として虹彩を撮影するとした
が、網膜を撮影するようにしても同様に実施可能であ
る。
1における特定の一つのボタンをボタン照明111とし
て示したが、他のボタンや複数のボタン、さらに専用の
照明手段を設けても同様に実施可能である。
虹彩の特徴情報を格納した例を示したが、登録時の画像
そのものを格納する構成としても同様に実施可能であ
る。
ル4を用いた例を示したが、レンズを用いることもでき
る。
証対象である一方の目を外来光から遮断し、他方の目に
入る光量により一方の目の瞳孔径を自ら規定した状態で
虹彩を撮影することができるので、外来光の影響を受け
ることなく、高精度かつ安定した個体認証を行うことが
可能になる。また、高精度なカメラを用いることなく個
体識別が十分に実用可能であり、かつ携帯性に優れた安
価な個体認証装置及び方法を実現できる。
認証操作時における目の位置関係を示す図である。
使用状態での構成を示す説明図である。
である。
使用状態での構成を示す説明図である。
である。
主要部の構成を示すブロック図である。
主要部の構成を示すブロック図である。
主要部の構成を示すブロック図である。
使用状態での構成を示す説明図である。
図である。
の主要部の構成を示すブロック図である。
図である。
9)
者の目の虹彩又は網膜を撮影する撮像手段と、前記対象
者の一方の目と前記撮像手段とを向かい合わせた状態で
外来光を遮断して前記撮像手段の位置を固定する位置固
定手段と、前記位置固定手段の内側で前記対象者の一方
の目に対して撮影用照明光を発光する第1の照明手段
と、前記撮像手段により撮影した前記一方の目の映像に
基づいて個体を判別する個体判別手段と、を備えた個体
認証装置を提供する。
で、前記対象者の一方の目の瞳孔の広がりを抑制するた
めに前記対象者の他方の目に対して発光する第2の照明
手段を備えたことを特徴とする。
前記第1の照明手段の発光動作、前記第2の照明手段の
発光動作、前記個体判別手段の判別動作のうち、少なく
とも一つを間欠動作させるように制御する間欠制御手段
を備えたことを特徴とする。
Claims (8)
- 【請求項1】 対象者の目の虹彩又は網膜を撮影する撮
像手段と、 前記対象者の一方の目と前記撮像手段とを向かい合わせ
た状態で外来光を遮断して位置固定する目位置固定手段
と、 前記目位置固定手段の内側で前記対象者の一方の目に対
して撮影用照明光を発光する第1の照明手段と、 前記撮像手段により撮影した前記一方の目の映像に基づ
いて個体を判別する個体判別手段と、 を備えたことを特徴とする個体認証装置。 - 【請求項2】 前記撮像手段により撮影した前記一方の
目の瞳孔径に対応した情報を出力する状態出力手段を備
え、 前記個体判別手段は、前記状態出力手段の出力が所定値
になったときの前記一方の目の映像に基づいて個体を判
別することを特徴とする請求項1記載の個体認証装置。 - 【請求項3】 前記目位置固定手段の外側で、前記対象
者の一方の目の瞳孔の広がりを抑制するために前記対象
者の他方の目に対して発光する第2の照明手段を備えた
ことを特徴とする請求項1または2記載の個体認証装
置。 - 【請求項4】 前記第2の照明手段の光量を変化させる
光量制御手段を備えたことを特徴とする請求項3記載の
個体認証装置。 - 【請求項5】 前記光量制御手段は、前記状態出力手段
の出力が所定値となるように前記第2の照明手段の光量
を制御するものであることを特徴とする請求項4記載の
個体認証装置。 - 【請求項6】 前記他方の目を撮影する第2の撮像手段
と、 前記第2の撮像手段により撮影した前記他方の目の瞳孔
径に対応した情報を出力する状態出力手段と、 前記状態出力手段の出力が所定値となるよう前記第2の
照明手段の光量を制御する光量制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか
に記載の個体認証装置。 - 【請求項7】 前記撮像手段、前記第1の照明手段、前
記第2の照明手段、前記個体判別手段のうち、少なくと
も一つを間欠動作させるように制御する間欠制御手段を
備えたことを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに
記載の個体認証装置。 - 【請求項8】 対象者の一方の目と撮像手段とを向かい
合わせた状態で外来光を遮断して位置固定する目位置固
定ステップと、 前記一方の目の位置を固定する目位置固定手段の内側で
前記対象者の一方の目に対して撮影用照明光を発光する
第1の照明ステップと、 前記目位置固定手段の外側で前記対象者の他方の目に対
して可視光を照射する第2の照明ステップと、 前記第2の照明ステップによる可視光が前記他方の目に
入る状態で前記撮像手段により撮影した前記一方の目の
映像に基づいて個体を判別する個体判別ステップと、 を有することを特徴とする個体認証方法。
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