扉装置および扉システム

【課題】１台のカメラで身長の高い入場者から身長の低い入場者の顔画像を撮影することができるようにするとともに品質が良好な入場者の顔画像等の生体情報を撮影することができるようにする。
【解決手段】生体情報読取機４を支持するとともに扉２を閉塞したとき生体情報読取機４を扉２の中央部へ移動させ、扉２を開放したとき生体情報読取機４を扉２の側部へ移動させる生体情報読取機支持部３を設け、扉２を閉塞させたとき扉２の中央部に移動した生体情報読取機４で扉２に向かう入場者の正面の顔画像を撮影できるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔画像等の生体情報を取得するカメラを備え、その生体情報により本人であることを確認する生体認証を行って扉の開閉を制御する扉装置および扉システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の扉装置および扉システムは、通用門や建屋の入口の近傍に入場しようとする者の顔画像を撮影するカメラを設置し、そのカメラで撮影した顔画像を登録者の顔画像と照合する生体認証を行い、その結果により入場を許可するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来の扉装置および扉システムにおいては、図８に示すように生体認証の精度を向上させるため、入場者の正面から撮影し、また入場者の通行を妨げないように入場者の進行方向（矢印Ｂが示す方向）に対して直角を成すように扉１０１の近傍にカメラ１００を設置するようにしている。この場合、入場者は自己の身長に合わせて顔がカメラ１００の正面に位置するように顔の高さや角度を調整するようにしている。
【０００３】
また、入場者が自己の身長に合わせて顔がカメラの正面に位置するように顔の高さや角度を調整することを不要にするため、図９に示すように上下方向に複数のカメラ１００を設置し、入場者の顔画像を撮影するようにしている。
さらに、図１０に示すように１台のカメラ１００を接近する入場者に向けて扉１０１の近傍に設置し、被写体となる入場者までの距離を大きくすることで顔の高さや角度を調整することを不要にしている。
【特許文献１】特開２００６−３０９４９０号公報（段落「００１６」〜段落「００２５」、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術において、入場者の進行方向に対して直角を成すように扉１０１の近傍にカメラ１００を設置するようにした場合、図１１（ａ）に示すようにカメラ１００から被写体となる入場者までの距離が極めて短いため、身長の高い入場者はカメラの高さに合わせて屈む必要があり、またカメラの画角に収まらない身長の低い利用者は本システムを利用することができないという問題がある。
【０００５】
また、図１１（ｂ）に示すように入場者の身長に合わせて上下方向に複数のカメラ１００を設置した場合、上記問題を解決することができるようになるが複雑な機構や制御が必要になるとともに装置が高価になるという問題がある。
さらに、図１１（ｃ）に示すように接近する入場者に向けて扉１０１の近傍にカメラ１００を設置した場合、カメラ１００から入場者までの距離を長くとることにより、１台のカメラ１００で身長の高低に関わらず入場者の顔画像を撮影することができるようになるが、図１１（ｄ）に示すように接近する入場者を斜め前方から撮影するため、生体認証を行うために必要な顔画像の品質を得ることができず、生体認証の精度が低下するという問題がある。また、撮影した顔画像の揺らぎについての閾値を調整して生体認証を行うようにしてもその生体認証の処理に多くの時間を必要とするという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決することを目的とし、１台のカメラで入場者の身長の高低に関わらず生体認証を行うために充分な品質の顔画像を撮影することができるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本発明は、入場者の顔画像を生体情報として読取る生体情報読取機と、その生体情報読取機で読取った生体情報で行う生体認証の結果に基づいて開放および閉塞させる扉を有する扉装置において、生体情報読取機を支持するとともに扉を閉塞したとき生体情報読取機を扉の中央部近傍へ移動させ、扉を開放したとき生体情報読取機を扉の側部へ移動させる生体情報読取機支持部を設け、扉を閉塞させたとき扉の中央部近傍に移動した生体情報読取機で扉に向かう入場者の顔画像を始めとする正面からの生体情報画像を撮影できるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このようにした本発明は、１台のカメラで身長の高い入場者から身長の低い入場者の顔画像等の生体情報を撮影することができるようになるという効果が得られる。
また、進入してくる入場者の顔画像等の生体情報を正面から撮影することができるようになり、生体認証を行う上で品質が良好な入場者の顔画像等の生体情報を撮影することができるようになるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明による扉装置および扉システムの実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は実施例における扉システムの構成を示す平面図、図２は実施例における扉システムの構成を示す正面図、図３は実施例における扉システムの構成を示す側面図である。
図において、１は入口扉であり、扉システムの入口に設けられた扉である。この入口扉１は図示しない超音波センサ等で構成された近接センサで入場者の接近を検知すると開放してその入場者が扉システムに入場できるようにするものである。入口扉１は、２枚の板状の扉板で構成され、それぞれの扉板は扉システムの入口の両側に設けられた支柱に回動自在に支持されている。
【００１１】
２は出口扉であり、扉システムの出口に設けられた扉である。この出口扉２は開放された入口扉１から入場した入場者の顔をカメラで撮影し、その顔画像で行う生体認証の結果、既に登録されていると判定されたとき、開放してその入場者の通過を許可するためのものである。
３は出口扉２の上方に設けられたカメラアーム（生体情報読取機支持部）であり、４はカメラアーム３に載置された生体情報読取機としてのカメラである。カメラ４は、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｖｉｖｅｓ）付カメラ等で構成され、開放された入口扉１から入場する入場者の顔を撮影して生体情報である顔画像（イメージデータ）を取得するためのものである。
【００１２】
５は側面パネルであり、入口扉１から出口扉２の間の側面を形成して入場者の不正な入退を防止するためのものである。したがって、この側面パネル５は入口扉１から入場する入場者を出口扉２へ導く通路７を形成し、図中矢印Ａが示す方向に入場者を進行させるように誘導する。
６は扉装置であり、入口扉１、出口扉２、カメラアーム３、およびカメラ４を制御するものである。この扉装置６は、入場者の接近を検知して入口扉１を解放して入場者を通路７に誘導するとともにその入場者の顔をカメラ４で撮影して入場者の顔画像を取得し、取得した顔画像により本人であることが確認できると出口扉２を開放して入場者の通過を許可する制御を行うものである。なお、扉装置６の構成は後述する。
【００１３】
ここで、出口扉２およびカメラ４を載置するカメラアーム３の構成を図４の実施例における出口扉およびカメラアームの動作の説明図に基づいて説明する。
図４の（ａ）は出口扉２が閉塞されている状態を示し、（ｂ）は出口扉２が半開している状態を示し、（ｃ）は出口扉２が全開している状態を示している。なお、（ａ）〜（ｃ）は出口扉２の近傍の平面図を示している。
【００１４】
出口扉２は、図４に示すように２枚の板状の扉板で構成され、それぞれの扉板は通路７の出口の両側に設けられた支柱に回動自在に支持されている。カメラアーム３は一方の扉板が支持される支柱に回動自在に支持され、その扉板と連動して回動できるように構成されている。
したがって、出口扉２が閉塞されているとき、カメラ４は通路７の中央部の近傍に位置するように移動自在に構成され、出口扉２に向かって進行する入場者８の顔を正面から撮影した顔画像を取得することができるようになっている。また、出口扉２を開放するとき、その出口扉２とともにカメラ４は通路７の側部（あるいは出口扉２の側部）に移動して退避するため、入場者８の進行の妨げにならないようになっている。
【００１５】
図５は実施例における扉システムの制御系の構成を示すブロック図である。
図５において、１１は入場者検知部であり、入口扉１の近傍に設けられた図示しない近接センサで入場者の接近を検知するものである。
１２は入口扉開閉部であり、図示しないモータ等の駆動手段、入口扉１を回動させて開放または閉塞させる扉開閉手段等で構成されたものである。この入口扉開閉部１２は、入場者検知部１１で入場者を検知したとき、その入場者を通路７に誘導するために入口扉１を開放し、図示しないセンサ等で入場者が入口扉１を通過して通路７に侵入したことを検知したとき、入口扉１を閉塞させる。
【００１６】
１３は生体情報読取部であり、入口扉１を通過して通路７に侵入した入場者の顔をカメラ４で撮影し、入場者の顔画像を取得するものである。
１４は出口扉開閉部であり、図示しないモータ等の駆動手段、出口扉２を回動させて開放または閉塞させる扉開閉手段等で構成されたものである。この出口扉開閉部１４は、後述する生体認証サーバから入場者の顔画像で行う生体認証の結果、その生体認証に成功した旨、すなわち入場者の顔画像が既に登録されていると判定された旨の通知を受信したとき、その入場者の通過を許可するために出口扉２を開放し、図示しないセンサ等で入場者が出口扉２を通過したことを検知したとき、出口扉２を閉塞させる。
【００１７】
１５は記憶部であり、半導体メモリや磁気ディスク等で構成され情報を記憶し、記憶した情報を読取ることができるものである。この記憶部１５には扉装置６全体の動作を制御する制御プログラム（ソフトウェア）等を記憶する。
１６は制御部であり、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の演算および制御手段等で構成されたものである。この制御部１６は入場者検知部１１、入口扉開閉部１２、生体情報読取部１３、出口扉開閉部１４、記憶部１５、および後述する生体認証サーバとの間の通信の制御を行う図示しない通信部を含めて扉装置６全体の動作を記憶部１５に格納された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて制御する。
【００１８】
２０は生体認証サーバであり、ＣＰＵ等の演算および制御手段である制御部、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段である記憶部および通信手段である通信部等を備えるものであり、通信回線３０を介して扉装置６と相互に通信可能に接続されている。
２１は生体情報データベースであり、生体認証サーバ２０の記憶部に備えられたものである。この生体情報データベース２１は扉システムの通過を許可された入場者の顔画像を予め記憶させておくものである。
【００１９】
生体認証サーバ２０の制御部は、記憶部に記憶された生体認証処理プログラム（ソフトウェア）に基づいて扉装置６から受信した入場者の顔画像と生体情報データベース２１に記憶された顔画像とを照合してその入場者が扉システムの通過を許可された者であることを確認する生体認証処理を行い、その生体認証処理の結果を扉装置６へ通知する。
このように扉システムは、扉装置６、生体認証サーバ２０、生体情報サーバ２１等で構成されている。なお、本実施例においては生体認証サーバ２０と生体情報データベース２１は扉装置６と離れた場所に設置されている別装置として記載されているが、生体認証サーバ２０と生体情報データベース２１を扉装置６内に含めるようにしても構わない。さらには、生体認証サーバ２０と生体情報データベース２１とを生体情報読取部１３と一体の構成としても構わない。
【００２０】
上述した構成の作用を図６の実施例における扉システムの動作を示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって説明する。
なお、以下に説明する各部の動作は、図示しないメモリや磁気ディスク等の記憶手段に格納されたプログラム（ソフトウェア）に基づいて図示しない中央処理装置等の制御手段により制御される。
【００２１】
Ｓ１：まず、扉装置６の制御部１６の指示により入口扉開閉部１２は入口扉１を閉塞し、また出口扉開閉部１４は図４（ａ）に示すように出口扉２を閉塞させ、その出口扉２とともにカメラアーム３を回動させてカメラ４を通路７の中央部に配置するようにしておくものとする。
扉装置６の入場者検知部１１が入口扉１に接近する入場者を検知すると制御部１６の指示により入口扉開閉部１２は入口扉１を開放する。
【００２２】
入口扉１が開放されると入場者は入口から通路７に進入するものとする。
このとき、カメラ４は通路７の中央部に配置されているため、進入してくる入場者の顔画像を正面から撮影することができるようになっている。
Ｓ２：入口扉開閉部１２が入口扉１を開放すると制御部１６の指示により生体情報読取部１３はカメラ４で入場者の画像の撮影を開始し、その画像に入場者の顔が存在することを確認する顔検出を行う。
【００２３】
ここで、顔検出は、例えば複数人の顔画像から生成しておいた平均顔画像と撮影した画像との相関を求め、その相関値が所定の閾値を超えているとき撮影した画像に入場者の顔が存在することを確認するものとするが、その他の公知の顔検出技術を採用してもよい。
なお、本実施例では、顔検出を生体情報読取部１３で行うようにしたが制御部１６で行うようにしてもよい。
【００２４】
また、入場者が入口扉１を通過したことを図示しないセンサ等で検知すると制御部１６の指示により入口扉開閉部１２は入口扉１を閉塞させ、新たな入場者の入場を抑制するものとする。
Ｓ３：生体情報読取部１３が行う顔検出の結果、撮影した画像に入場者の顔が存在することが確認できると処理をＳ４へ移行する。一方、撮影した画像に入場者の顔の存在を確認できない場合、処理をＳ２へ移行して入場者の画像の撮影および顔検出を継続する。
【００２５】
Ｓ４：撮影した画像に入場者の顔が存在することが確認できると制御部１６はその画像を入場者の顔画像として記憶部１５に記憶させて保存するととものその顔画像の品質を確認する。
この顔画像の品質の確認は、撮影した顔画像が生体認証に適する品質を有するか否かを判別することを目的とし、撮影した顔画像の明るさ、コントラストや顔画像による生体認証に必要になる目、鼻、口等の顔の構成物（特徴点）が捕捉されていること、顔の正面からの揺らぎ（例えば、上下左右のずれ）等の項目を数値化し、それぞれの項目およびこれらの組み合わせの数値が所定の閾値を超えていることを確認するものとする。
【００２６】
Ｓ５：顔画像の品質を確認した結果、品質が確保できていると判定されると入場者の撮影を終了して処理をＳ６へ移行し、一方品質が不十分であると判定されると処理をＳ３へ移行して入場者の画像の撮影および顔検出を継続する。
Ｓ６：顔画像の品質が確保できていると判定されると制御部１６は記憶部１５に記憶させておいた顔画像とともにその顔画像による生体認証を行うことを依頼する通知を生体認証サーバ２０へ送信する。
【００２７】
生体認証サーバ２０は受信した顔画像と生体情報データベース２１に予め登録された入場者の顔画像とを照合する生体認証処理を行う。なお、この生体認証処理は、テンプレートと呼ばれる生体認証用の形式に変換された情報を用いる処理としてもよく、公知の顔画像による生体認証処理を採用することができる。
生体認証処理を行った生体認証サーバ２０は、撮影された入場者の顔画像が生体情報データベース２１に予め登録されているか否か、すなわち入場者が扉システムの通過を許可された者であるか否かの生体認証処理の結果を扉装置６へ送信する。
【００２８】
Ｓ７：生体認証処理の結果を受信した扉装置６の制御部１６は、その生体認証処理の結果により撮影された入場者の顔画像が生体情報データベース２１に予め登録されていると判定すると処理をＳ８へ移行し、登録されていないと判定すると処理をＳ９へ移行する。
Ｓ８：撮影された入場者の顔画像が生体情報データベース２１に予め登録されていると判定されると制御部１６の指示により出口扉開閉部１４は図４（ｃ）に示すように出口扉２を開放するとともにカメラアーム３を回動させてカメラ４を通路７の側部に退避させる。このように入場者の顔画像を撮影するためのカメラ４は通路７から退避するため、入場者の進行を妨げないようになっている。
【００２９】
入場者は開放された出口扉２を通過し、本扉システムを退出するものとする。図示しないセンサ等により出口扉２を通過したことを検知した制御部１６の指示により出口扉２を閉塞するともにカメラアーム３を回動させてカメラ４を通路７の中央部に配置して次の入場者を待機する。
Ｓ９：撮影された入場者の顔画像が生体情報データベース２１に登録されていないと判定されると制御部１６の指示により出口扉開閉部１４は出口扉２を開放することなく閉塞させたままとして入場者の通過を許可しない認証ＮＧ処理を行うものとする。
【００３０】
このとき、制御部１６の指示により入口扉１を開放して入場者を入口から退出させるようにしてもよく、また入口扉１を閉塞させたままとしてその入場者を退出できないようにしてもよい。
このようにして扉システムは許可された入場者だけを扉システムを通過させるようにするが、入場者の顔画像を撮影するときの作用を図７の実施例における顔画像撮影の説明図に基づいて説明する。
【００３１】
本実施例では、図７（ａ）の扉システムの側面図に示すように出口扉２の近傍から入口扉１の方向に向けてカメラ４を配置するようにしたため、カメラ４から被写体である入場者８までの距離を長く取ることができ、１台のカメラ４で身長の高い入場者から身長の低い入場者の顔画像を撮影することができるようになる。
また、図７（ｂ）扉システムの平面図に示すようにカメラ４を通路７の中央部に配置するようにしたため、進入してくる入場者８の顔画像を正面から撮影することができ、品質が良好な入場者８の顔画像を撮影することができるようになる。
【００３２】
なお、本実施例では、生体認証サーバ２０で入場者の生体認証処理を行うようにしたが扉装置６の記憶部１５に生体情報データベース２１を備え制御部１６で入場者の生体認証処理を行うようにしてもよい。
また、本実施例では、顔画像を生体情報とする例で説明したが顔の検出を必要とする虹彩の画像、顔皮膚の画像としてもよい。
【００３３】
さらに、本実施例では、出口扉２の上方にカメラアーム３およびカメラ４を設けるようにしたが出口扉２の上部にカメラ４を埋め込むようにしてもよい。
また、カメラアーム３が回動してカメラ４が通路７から退避するように構成したが、カメラアーム３を開閉する扉の近傍に摺動自在に支持し、出口扉２が閉塞したときカメラアーム３を摺動することでカメラ４が通路７の中央部近傍に移動させ、出口扉２が開放したときカメラアーム３を摺動することでカメラ４が通路７の側部へ退避するようにしてもよい。
【００３４】
以上説明したように、本実施例では、出口扉２の近傍から入口扉１の方向に向けてカメラ４を配置するようにしたため、カメラ４から被写体である入場者８までの距離を長く取ることができ、複雑な機構や制御を必要とすることなく１台のカメラ４で身長の高い入場者から身長の低い入場者の顔画像を撮影することができるようになるという効果が得られる。
【００３５】
また、カメラ４を通路７の中央部に配置するようにしたため、進入してくる入場者８の顔画像を正面から撮影することができ、品質が良好な入場者８の顔画像を撮影することができるようになるという効果が得られる。
さらに、出口扉２を開放するとともにカメラアーム３を回動させてカメラ４を通路７の側部に退避させるようにしため、入場者８の進行を妨げることがないという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例における扉システムの構成を示す平面図
【図２】実施例における扉システムの構成を示す正面図
【図３】実施例における扉システムの構成を示す側面図
【図４】実施例における出口扉およびカメラアームの動作の説明図
【図５】実施例における扉システムの制御系の構成を示すブロック図
【図６】実施例における扉システムの動作を示すフローチャート
【図７】実施例における顔画像撮影の説明図
【図８】従来の扉システムの構成を示す説明図
【図９】従来の扉システムの構成を示す説明図
【図１０】従来の扉システムの構成を示す説明図
【図１１】従来の扉システムの問題を示す説明図
【符号の説明】
【００３７】
１入口扉
２出口扉
３カメラアーム
４カメラ
５側面パネル
６扉装置
７通路
８入場者
１１入場者検知部
１２入口扉開閉部
１３生体情報読取部
１４出口扉開閉部
１５記憶部
１６制御部
２０生体認証サーバ
２１生体情報データベース

【特許請求の範囲】
【請求項１】
入場者の顔画像を生体情報として読取る生体情報読取機と、その生体情報読取機で読取った生体情報で行う生体認証の結果に基づいて開放および閉塞させる扉を有する扉装置において、
生体情報読取機を支持するとともに扉を閉塞したとき生体情報読取機を扉の中央部近傍へ移動させ、扉を開放したとき生体情報読取機を扉の側部へ移動させる生体情報読取機支持部を設け、
扉を閉塞させたとき扉の中央部近傍に移動した生体情報読取機で扉に向かう入場者の顔画像を始めとする正面からの生体情報画像を撮影できるようにしたことを特徴とする扉装置。
【請求項２】
請求項１の扉装置において、
前記生体情報読取機支持部は、一の端部が扉の側部の支柱に回動自在に支持され、他の端部に生体情報読取機が固着されていることを特徴とする扉装置。
【請求項３】
請求項１の扉装置において、
前記生体情報読取機支持部は、開閉する扉の近傍に摺動自在に支持され、生体情報読取機が固着された端部を扉の開閉とともに扉の中央部近傍と扉の側部との間を移動させるようにしたことを特徴とする扉装置。
【請求項４】
請求項２の扉装置において、
前記生体情報読取機支持部は、扉の閉塞動作とともに回動して生体情報読取機を扉の中央部近傍へ移動させ、扉の開放動作とともに回動して生体情報読取機を扉の側部へ移動させ、扉を閉塞させたとき扉の中央部近傍に移動した生体情報読取機で扉に向かう入場者の正面の顔画像を撮影できるようにするとともに扉を開放させたとき入場者の進行を妨げないようにしたことを特徴とする扉装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３または請求項４の扉装置において、
生体情報読取機で読取った入場者の生体情報を生体認証サーバへ送信し、該生体認証サーバから受信した生体認証の結果に応じて扉を開閉するようにしたことを特徴とする扉装置。
【請求項６】
入場者の顔画像を生体情報として取得し、その生体情報に基づいて予め登録されている入場者であることを認証すると扉を開放する扉システムにおいて、
入場が許可された入場者の生体情報を予め登録しておく生体情報データベースを備え、受信した生体情報を該生体情報データベースに登録された生体情報と照合して登録されていることを確認する生体認証を行い、その結果を返送する生体認証サーバと、
請求項１から請求項４のいずれかの扉装置を備え、
扉装置が生体情報読取機で読取った入場者の生体情報を生体認証サーバへ送信し、該生体認証サーバから受信した生体認証の結果に応じて扉を開閉するようにしたことを特徴とする扉システム。

【図１】