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発明の名称 アイリス撮影装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−210271(P2000−210271A)
公開日 平成12年8月2日(2000.8.2)
出願番号 特願平11−15567
出願日 平成11年1月25日(1999.1.25)
代理人 【識別番号】100079119
【弁理士】
【氏名又は名称】藤村 元彦
【テーマコード(参考)】
4C038
5B043
5B047
【Fターム(参考)】
4C038 VA07 VB04 VC05 
5B043 AA09 BA04 CA10 DA05 EA07 EA15 FA03 GA02 HA02
5B047 AA23 AB04 BB06 CA12 CA19 CA23 CB12 CB25 DC09
発明者 小田 高広 / 門田 健志
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 アイリスを撮影してアイリス画像信号を得るカメラと、前記アイリス画像信号に基づいて画像表示を行う表示装置と、前記アイリス画像信号に基づいて瞳孔部の大きさを求める手段と、前記瞳孔部の大きさが所定よりも大である場合に前記表示装置の表示輝度を一旦低下せしめた後増加せしめる輝度調整手段と、前記瞳孔部の大きさが所定よりも小なる場合に前記アイリス画像信号を外部出力する手段と、を有することを特徴とするアイリス撮影装置。
【請求項2】 前記表示装置は液晶表示装置であり、前記輝度調整手段は、前記瞳孔部の大きさが所定よりも大である場合に前記液晶表示装置のバックライトを一旦消灯せしめた後再び点灯せしめることを特徴とする請求項1記載のアイリス撮影装置。
【請求項3】 アイリスを撮影してアイリス画像信号を得るカメラと、前記アイリス画像信号に基づく画像表示を行う表示装置と、前記アイリス画像信号に基づいて瞳孔部の大きさを求める手段と、前記瞳孔部の大きさが所定よりも大なる場合には前記表示装置に対する前記アイリス画像信号の供給を一旦停止せしめた後再び供給させる手段と、前記瞳孔部の大きさが所定よりも小なる場合には前記アイリス画像信号を外部出力する手段と、を有することを特徴とするアイリス撮影装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人間の目のアイリス(虹彩)を撮影するアイリス撮影装置に関する。
【0002】
【背景技術】近年、人間の目のアイリスパターンを用いて個人認識を行うようにしたセキュリティシステムが注目されている。かかるセキュリティシステムにおいては、先ず、個人認識の対象となる被験者の目に照明をあててこれを撮影し、この撮影によって得られた目の画像信号中からアイリスに対応した部分を抽出する。次に、このアイリスに対応した画像信号に対しガボールフィルタ等により特徴抽出処理を施してアイリスパターンを求める。次に、かかるアイリスパターンを用いて、アイリス登録、又はアイリス照合を実行する。
【0003】先ず、アイリス登録では、上述の如く求めた被験者のアイリスパターンに、ラベル(登録者名、ID番号、日付など)を付したものを記憶装置に保存する。一方、アイリス照合では、上述の如く求めた被験者のアイリスパターンと略同一なアイリスパターンを上記記憶装置内から検索する。ここで、略同一なアイリスが記憶装置内から検索された場合には、そのアイリスパターンに付されているラベルを上記記憶装置内から読み出すことにより、被験者の名前、及びID番号等の個人情報の取得を行うのである。
【0004】このように、上記セキュリティシステムにおいては、人間の目を撮影して得られたアイリスのパターンに基づいて個人認識を行うようにしている。よって、アイリスの撮影を行うアイリス撮影装置としては、かかる個人認識を精度良く行えるような撮影が可能であることが望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、個人認識を精度良く行えるアイリス撮影が可能なアイリス撮影装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるアイリス撮影装置は、アイリスを撮影してアイリス画像信号を得るカメラと、前記アイリス画像信号に基づいて画像表示を行う表示装置と、前記アイリス画像信号に基づいて瞳孔部の大きさを求める手段と、前記瞳孔部の大きさが所定よりも大である場合に前記表示装置の表示輝度を一旦低下せしめた後増加せしめる輝度調整手段と、前記瞳孔部の大きさが所定よりも小なる場合に前記アイリス画像信号を外部出力する手段とを有する。
【0007】
【作用】本発明においては、撮影されたアイリス画像信号から求められた被験者の瞳孔部の直径が所定値よりも大なる場合には、このアイリス画像信号に基づく画像表示を行う表示装置の表示輝度を一旦低下せしめた後増加せしめることにより瞳孔部の直径を強制的に小さくさせ、かかる瞳孔部の直径が所定値よりも小である場合に限り上記の如く撮影して得られたアイリス画像信号を外部出力する構成となっているので、常に、所定面積よりも大なるアイリス画像が外部出力されて、認識精度の高いアイリスパターン生成が可能になる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるアイリス撮影装置の構成を示す図である。図1において、照明ユニット4は、撮影用の照明光を被験者の目のアイリス6に照射する。尚、照明ユニット4は、近赤外領域にピーク成分を有する複数のLED素子4aをマトリクス状に配列してなるものである。かかる照明ユニット4からの照明光によって被験者の目のアイリス部6から反射したアイリス像は、保護ガラス7を介してハーフミラー1に導出される。
【0009】ハーフミラー1は、この保護ガラス7を介して導出されたアイリス像を反射してカメラ3の撮像用レンズ(図示せぬ)に導出しつつも、例えば液晶表示装置等からなる表示装置2の表示面2aに表示された表示画像を透過してこれを保護ガラス7に導出する。ハーフミラー1は、図2に示されるが如き特性、すなわち、可視光を透過する一方、近赤外波長領域(750nm以上)の光を90%以上反射する、いわゆるホットミラーである。よって、上記近赤外波長領域を多く含むアイリス像は、明るい像としてカメラ3の撮影用レンズに導出されることになる。
【0010】カメラ3の撮影用レンズは、上記ハーフミラー1にて反射された上記アイリス像をカメラ3の撮像素子(図示せぬ)の受光面に集光する。撮像素子は、その受光面に結像されたアイリス像に対応した画像信号を生成し、これをアイリス画像信号IVとして、アイリス撮影制御回路10、表示装置駆動回路12及び送信回路13の各々に供給する。
【0011】送信回路13は、アイリス撮影制御回路10から供給された送信開始指令信号TXに応じて、その時点においてカメラ3で撮影して得られたアイリス画像信号IVの1フレーム分を送信アイリス画像信号として、図示せぬアイリス認識装置に送信する。アイリス認識装置は、かかるアイリス画像信号IVからアイリスに対応した部分を抽出し、更にガボールフィルタ等により特徴抽出処理を施すことによりアイリスパターンを求め、これを登録、あるいは登録済みのアイリスパターンと照合する。
【0012】一方、表示装置駆動回路12は、上記カメラ3から供給されたアイリス画像信号IVに基づく画像を表示面2a上に表示せしめるべく、表示装置2の表示駆動を行う。又、表示装置駆動回路12は、アイリス撮影制御回路10から供給された上記バックライトオンオフ制御信号LONに応じて表示装置2のバックライト2bを点灯又は消灯せしめる。例えば、論理レベル"0"のバックライトオンオフ制御信号LONが供給された場合には、表示装置駆動回路12は、バックライト2bを消灯せしめ、論理レベル"1"のバックライトオンオフ制御信号LONが供給された場合にはバックライト2bを点灯せしめる。この際、バックライト2bが点灯すると、上記アイリス画像信号IVに応じた画像が表示面2a上に表示され、その表示画像がハーフミラー1及び保護ガラス7を透過して被験者の目に届く。つまり、カメラ3によって撮影された被験者のアイリス像が表示装置2の表示面2aに表示され、これが、ハーフミラー1及び保護ガラス7を透過して再びこの被験者の目に映るのである。被験者は、かかる表示装置2の表示面2aに表示された自分のアイリス像をモニタしつつ、そのアイリス像が画面の中央にくるように、自分の顔を動かして位置調整を行う。この位置調整が完了すると、被験者は、位置調整して撮影された自分のアイリス像を上記アイリス認識装置に送信すべく、スイッチ14を押圧操作する。スイッチ14は、かかる押圧操作に応じて、送信要求信号TRQを発生してこれをアイリス撮影制御回路10に供給する。
【0013】アイリス撮影制御回路10は、例えば、アイリス撮影時における動作制御を司るプログラムが記憶されているROM(Read Only Memory)、かかるプログラムに従ってアイリス撮影制御を実行するCPU(Central Processing Unit)、及びRAM(Random Access Memory)から構成される。ここで、スイッチ14から上記送信要求信号TRQが供給されると、アイリス撮影制御回路10における上記CPUは、現在実行中のメインフロー(説明せず)を抜けて、図3に示されるアイリス撮影制御ルーチンの実行に移る。
【0014】図3において、先ず、CPUは、瞳孔サイズ算出ルーチンを実行する(ステップS1)。かかる瞳孔サイズ算出ルーチンでは、先ず、カメラ3から供給されたアイリス画像信号IVから被験者の瞳孔部8に対応した瞳孔画像を抽出する。次に、この抽出した瞳孔画像に基づき瞳孔部8のサイズ(直径)を算出し、これを瞳孔サイズPSとして上記RAMに記憶する。かかる瞳孔サイズPSをRAMに記憶したら、CPUは、この瞳孔サイズ算出ルーチンを抜けて以下に説明するステップS2の実行に移り、上記瞳孔サイズPSが所定サイズRよりも大であるか否かの判定を行う(ステップS2)。
【0015】かかるステップS2において、瞳孔サイズPSが所定サイズRよりも大であると判定されたら、CPUは、論理レベル"0"のバックライトオンオフ制御信号LONを発生し、これを表示装置駆動回路12に送出する(ステップS3)。表示装置駆動回路12は、かかる論理レベル"0"のバックライトオンオフ制御信号LONに応じて表示装置2のバックライト2bを消灯せしめ、その表示輝度を低下させる。このように、バックライト2bが消灯して表示装置2の表示輝度が低下すると、ハーフミラー1及び保護ガラス7を介して被験者の目に到達する光量が減少する為、これに追従して被験者の瞳孔部8のサイズ(直径)は大きくなり、その分だけアイリス部6の面積が減少する。次に、CPUは、論理レベル"1"のバックライトオンオフ制御信号LONを表示装置駆動回路12に供給する(ステップS4)。表示装置駆動回路12は、かかる論理レベル"1"のバックライトオンオフ制御信号LONに応じて表示装置2のバックライト2bを再び点灯させ、その表示輝度を増加させる。表示装置2のバックライト2bが消灯状態から点灯状態へと推移して表示輝度が増すと、ハーフミラー1及び保護ガラス7を介して被験者の目に到達する光量も増加する為、これに追従して被験者の瞳孔部8のサイズ(直径)は小さくなり、その分だけアイリス部6の面積が増大する。
【0016】かかるステップS4の終了後、CPUは、再び上記ステップS1の実行に戻り、上記ステップS2にて瞳孔サイズPSが所定サイズRよりも大ではないと判定されるまで、前述した如き動作を繰り返し実行する。ここで、かかるステップS2において、瞳孔サイズSが所定サイズRよりも大ではないと判定されると、CPUは、送信回路13に対して送信開始指令信号TXを送出する(ステップS5)。かかる送信開始指令信号TXに応じて、送信回路13は、その時点においてカメラ3で撮影して得られたアイリス画像信号IVの1フレーム分の静止画像を送信アイリス画像信号として、図示せぬアイリス認識装置に送信する。すなわち、瞳孔サイズPSが所定サイズRよりも小、つまり、アイリス部6の面積が所定よりも大である場合に限り、撮影されたアイリス画像をアイリス認識装置に対して出力するのである。
【0017】かかるステップS5の終了後、CPUは、図3に示されるが如きアイリス撮影制御ルーチンを抜けてメインフロー(説明せず)の実行に戻る。このように、本発明によるアイリス撮影装置においては、被験者のアイリスを撮影してこれを外部出力するにあたり、先ず、撮影された被験者のアイリス像中から瞳孔部8のサイズ(直径)を求める。この際、かかる瞳孔部8のサイズが所定サイズRよりも大である場合には、バックライト2bを消灯させることにより一旦、表示装置2の表示輝度を低下し、その後、バックライト2bを点灯させてその表示輝度を増加させることにより、被験者の目の瞳孔部8のサイズを強制的に小さく推移させるようにしている。これは、一般的に、人間の目の瞳孔は、暗い状態から明るい状態へと光量が変化する際に小さくなることに鑑みて為された動作である。かかる動作によれば、例え撮影当初、被験者の目の瞳孔部8のサイズが所定サイズRよりも大である場合にも、これを強制的に小さくさせることが出来る。ここで、かかる瞳孔部8のサイズが所定サイズRよりも小となった場合に、この時点に撮影して得られた1フレーム分のアイリス画像信号を外部出力するのである。
【0018】すなわち、本発明は、被験者の目の瞳孔の直径が小さいほどアイリスの面積が大となって認識精度の高いアイリスパターン生成が可能になる点に着目し、撮影された瞳孔の直径が所定よりも小である場合に限り、この時点に撮影して得られたアイリス画像信号を外部出力するようにしたのである。この際、例え、被験者の目の瞳孔の直径が所定よりも大であっても、表示装置の表示輝度を一旦低下させた後、増加させることにより、被験者の目の瞳孔の直径を強制的に小さくさせるようにしている。
【0019】よって、本発明によるアイリス撮影装置によれば、常に、所定面積よりも大なるアイリス画像のみを外部出力(アイリス認識装置に送信)することが出来るので、認識精度の高いアイリスパターン生成が可能になる。尚、上記実施例においては、被験者の目の瞳孔を強制的に小さくさせる為に、ステップS3及びS4にて、表示装置2のバックライト2bを消灯及び点灯させて表示装置2の表示輝度を低下及び増加するようにしているが、かかる動作に限定されるものではない。
【0020】図4は、かかる点に鑑みて為されたアイリス撮影制御ルーチンの他の一例を示す図である。尚、図4において、ステップS1、S2及びS5については、図3に示されるものと同一であるので、その説明は省略する。図4に示されるアイリス撮影制御ルーチンでは、上記ステップS2において瞳孔サイズPSが所定サイズRよりも大であると判定されたら、CPUは、表示装置駆動回路12に対して画像信号供給停止命令を送出する(ステップS3’)。かかる画像信号供給停止命令に応じて、表示装置駆動回路12は、表示装置2に対する画像信号の供給を停止する。このように、画像信号の供給を停止すると、表示装置2の表示面2aは、一瞬、バックライトのみの真っ白な画面状態となり、これに反応して被験者の目の瞳孔は小さくなる。次に、CPUは、表示装置駆動回路12に対して画像信号供給再開命令を送出する(ステップS4’)。かかる画像信号供給再開命令に応じて、表示装置駆動回路12は、再び表示装置2に対して画像信号の供給を再開する。
【0021】このように、表示装置2に対するアイリス画像信号の供給を一旦停止させ、その後、再開させるようにしても、被験者の目の瞳孔部8のサイズを小さくさせることが出来るのである。又、上記ステップS3(S3')及びS4(S4')では、被験者の目に照射する光量を大きく変化させることにより、被験者の目の瞳孔を強制的に小さく推移させているが、一般的に、人間の瞳孔は、微量な光量変化によっても変化することが知られている。要するに、ステップS3(S3')及びS4(S4')では、表示装置2の表示輝度を、被験者の目の瞳孔が小となる方向に推移する程度に変化させれば良いのである。
【0022】又、図1に示される実施例においては、カメラ3と表示装置2とが一体構造となっているアイリス撮影装置の一例を示したが、かかる表示装置2としては、パーソナルコンピュータ(以下PCと称する)のディスプレイを利用しても良い。図5は、かかる点に鑑みて為されたアイリス撮影装置の構成を示す図である。尚、図5に示される構成は、表示装置2のみならず前述した如きアイリス認識装置の機能をも備えたノート形パーソナルコンピュータ(以下、ノートPCと称する)20、このノートPC20の表示部筐体30に着脱自在なクリップ等により装着されたカメラ3、ハーフミラー1、伝送ケーブル70及びPCカード80からなる。
【0023】カメラ3のフロント面には、照明ユニット4が設けられている。更に、かかるフロント面には、このフロント面と平行にかつ図中のJを軸として回転自在にハーフミラー1が取り付けられている。ここで、被験者がハーフミラー1越しにノートPC20の画面30aを眺めると、この被験者の目のアイリス像はカメラ3で撮影され、その撮影によって得られたアイリス画像信号は、伝送ケーブル70及びPCカード80を介してノートPC20に取り込まれる。ノートPC20は、画面30a上に図4に示されるが如きアイリスウインドウ50を表示させ、その表示枠内に、上述した如く取り込まれた被験者のアイリス画像を表示させる。すなわち、ノートPC20の画面30a及びアイリスウインドウ50によって、図1に示される表示装置2と同一の機能を持たせているのである。この際、図3に示されるアイリス撮影制御ルーチン、及びアイリス認識装置の動作を、ノートPC20に搭載されているCPUにて実行させれば良い。
【0024】又、上記実施例においては、表示装置2として液晶表示装置を用いた場合について述べたが、かかる表示装置2としては、ブラウン管ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、あるいはプラズマディスプレイ等の如何なる表示装置を用いても良い。
【0025】
【発明の効果】以上の如く、本発明においては、被験者のアイリスを撮影して得られたアイリス画像信号から瞳孔部の直径を求め、これが所定よりも大なる場合には、このアイリス画像信号に基づく表示を行う表示装置の表示輝度を一旦低下せしめた後増加せしめることにより瞳孔部の直径を強制的に小さくさせ、この瞳孔部の直径が所定値よりも小である場合に限り上記撮影によって得られたアイリス画像信号を外部出力するようにしている。
【0026】よって、本発明によるアイリス撮影装置によれば、撮影されたアイリス画像信号の内から、所定面積よりも大なるアイリス像が含まれているアイリス画像信号のみを外部出力するので、認識精度の高いアイリスパターン生成が可能になる。




 

 


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