複眼撮像装置を用いた顔認証システム
【課題】顔認証システムにおいて、精度の良い顔認証を行い、かつ、システムのサイズを小型化し、システムの製造コストを抑制する。
【解決手段】顔認証システム１は、複眼撮像装置２と、顔認証装置４と、ＩＤ番号が記憶されたカード３とを含む。顔認証装置４は、カード３に記憶されたＩＤ番号を読み取るためのカード装着部４２と、記憶部とを備える。記憶部には、予め認証対象者の顔の３次元情報が、ＩＤ番号に対応した状態で記憶されている。複眼撮像装置２は、９個の光学レンズと、１つのエリアセンサとを備え、光学レンズの各々の光軸は、互いに平行である。顔認証システム１は、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像し、顔画像の３次元情報を取得し、記憶部から読み出した顔画像の３次元情報と、撮像した顔画像の３次元情報とを照合して、これらの情報が同一の場合、認証ＯＫと判断する。そのため、複数台の撮像装置を設ける必要がない。
【解決手段】顔認証システム１は、複眼撮像装置２と、顔認証装置４と、ＩＤ番号が記憶されたカード３とを含む。顔認証装置４は、カード３に記憶されたＩＤ番号を読み取るためのカード装着部４２と、記憶部とを備える。記憶部には、予め認証対象者の顔の３次元情報が、ＩＤ番号に対応した状態で記憶されている。複眼撮像装置２は、９個の光学レンズと、１つのエリアセンサとを備え、光学レンズの各々の光軸は、互いに平行である。顔認証システム１は、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像し、顔画像の３次元情報を取得し、記憶部から読み出した顔画像の３次元情報と、撮像した顔画像の３次元情報とを照合して、これらの情報が同一の場合、認証ＯＫと判断する。そのため、複数台の撮像装置を設ける必要がない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔認証システムに関し、特に複眼撮像装置を用いた顔認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から個人認証を行う方法として、認証対象者の顔を撮像して照合し、顔認証を行う顔認証システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のシステムは、撮像した顔画像の２次元情報を用いて顔認証を行うものである。しかし、この種の２次元情報を用いた顔認証システムでは、顔写真等を用いた成りすましが行われる可能性があるため、顔認証の精度が低いという問題がある。
【０００３】
上記問題に対して、顔認証の精度を向上させるために、認証対象者の顔の３次元形状に基く３次元特徴点情報を利用する顔認証システムが知られている。例えば、この種のシステムとしては、２台のカメラを用いて、認証対象者の顔を異なる２方向から撮像して３次元情報を取得し、認証を行う顔認証システム（例えば、特許文献２参照）や、２台のカメラを用いて認証対象者の顔の３次元形状を測定し、測定した情報に基いて３次元特徴点情報を取得し、取得した３次元特徴点情報を顔画像の２次元情報に加えることで顔認証の精度を向上させる顔認証システム（例えば、特許文献３参照）がある。
【０００４】
上述したように、顔認証システムにおいて顔認証の精度を向上させるためには、カメラの台数を増やすことにより、認証対象者の顔の３次元形状の測定精度を向上させればよい。しかし、カメラの台数が増えると、顔認証システムの製造コストを抑制できず、また、顔認証システムのサイズを小型化できないという問題が生じる。
【０００５】
ところで、特許文献４には、撮像装置の近傍に凸面鏡を備えた顔認証システムが開示されている。しかし、このシステムでは、認証対象者の顔の３次元形状の測定が行えないため、精度の良い顔認証が行えない。また、このシステムでは、凸面鏡が撮像の際の認証対象者の視線から外れた位置にあるため、認証対象者にとって、凸面鏡を視認しながら顔の位置を適切な撮像位置に合わせることが難しいという問題ある。
【０００６】
また、特許文献５には、カードの中に撮像装置が内蔵された顔認証システムが開示されている。しかし、このシステムでは、認証対象者の顔の３次元形状の測定が行えないため、精度の良い顔認証を行えない。
【０００７】
また、特許文献６には、オフアキシャル反射面を構成要素とする複眼撮像装置を備える顔認証システムが開示されている。しかし、このシステムは、オフアキシャル反射面を構成要素とするため光学系の構成が複雑になり、顔認証システムのサイズを小型化しにくい。
【特許文献１】特開２００３−３１７０３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２１３７７号公報
【特許文献３】特開２００７−５８３９７号公報
【特許文献４】特開２００７−４６１３号公報
【特許文献５】特開２００３−１８７２０８号公報
【特許文献６】特開２０００−１０５４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、精度の良い顔認証を行うことができ、かつ、システムのサイズを小型化することができると共に、システムの製造コストを抑制することができる顔認証システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、認証対象者の顔を撮像するための複眼撮像装置と、予め取得した認証対象者の３次元の顔画像情報を記憶する記憶手段とを備え、前記複眼撮像装置を用いて認証対象者の顔を撮像した後、前記記憶手段に記憶されている顔画像情報と照合することにより、顔認証を行う顔認証システムにおいて、前記複眼撮像装置は、被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、画像信号を出力する１つのエリアセンサと、前記エリアセンサに対して、被写体からの光を結像させるように配置された複数の光学系とを有し、前記複数の光学系のうちの各々の光軸が、他の全ての光学系の光軸と平行であり、前記複眼撮像装置を用いて取得した３次元の顔画像情報と、前記記憶手段に記憶された３次元の顔画像情報とを照合することにより顔認証を行うものである。
【００１０】
請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、前記顔認証システムは、前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶されたカードと、前記カードが装着され、該カードに記憶された識別情報を読み取るためのカード読み取り手段とをさらに備え、前記複眼撮像装置は、前記カードに内蔵され、前記カードが前記カード読み取り手段に装着されているとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、上記請求項１の発明において、前記顔認証システムは、前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶された非接触型ＩＣカードと、前記非接触型ＩＣカードに内蔵されたＩＣチップと通信を行うことにより、前記識別情報を読み取るためのカードリーダとをさらに備え、前記複眼撮像装置が、前記非接触型ＩＣカードに内蔵され、前記非接触型ＩＣカードに記憶されている前記識別情報が前記カードリーダによって読み取られるとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像するものである。
【００１２】
請求項４の発明は、上記請求項１の発明において、前記顔認証システムは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に配設されるミラーをさらに備え、前記複眼撮像装置が、前記ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されるものである。
【００１３】
請求項５の発明は、上記請求項２の発明において、前記カードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されるものである。
【００１４】
請求項６の発明は、上記請求項３の発明において、前記非接触ＩＣカードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されるものである。
【００１５】
請求項７の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、凸面であるものである。
【００１６】
請求項８の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、平面であるものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、複眼撮像装置は、１つのエリアセンサと、複数の光学系とを有し、複数の光学系のうちの各々の光軸が、他の全ての光学系の光軸と平行である。これにより、複数台の撮像装置を設けることなしに、認証対象者の顔の３次元形状の測定が可能であるため、顔認証の精度を向上させることができる。また、複数台の撮像装置を設ける必要がないため、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、複眼撮像装置がカードに内蔵されているので、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、複眼撮像装置は、非接触型ＩＣカードに内蔵されているので、複眼撮像装置２の撮像方向を認証対象者が自由に調整することができる。そのため、顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、認証対象者の顔の３次元形状の測定を精度良く行うことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、複眼撮像装置が、認証対象者によって視認されるミラーの面の中心近傍に配設されるので、認証対象者はミラーを視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができる。従って、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができるので、顔認証の精度を向上させることができる。
【００２１】
請求項５及び請求項６の発明によれば、複眼撮像装置が、認証対象者によって視認される凸面ミラーの面の中心近傍に配設されるので、認証対象者は凸面ミラーを視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができる。従って、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができるので、顔認証の精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、認証対象者によって視認されるミラーの面が凸面であるので、ミラーの設置面積を小型化することができるため、ミラーを備える顔認証システムのサイズを小型化することができる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、請求項４の発明と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の第１の実施形態に係る顔認証システムについて、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る顔認証システム１の外観を示し、図２は、認証対象者を識別するＩＤ番号（識別情報）が記憶されたカード３の外観を示し、図３は、顔認証システム１の概略構成を示す。顔認証システム１は、認証対象者の顔を撮像した後、予め記憶された顔画像情報と照合して認証するシステムである。
【００２５】
顔認証システム１は、認証対象者の顔を撮像するための複眼撮像装置２と、顔認証装置４と、ＩＤ番号等の情報が記憶されたカード３とを含むシステムである。複眼撮像装置２は顔認証装置４に内蔵されている。
【００２６】
複眼撮像装置２は、１つのエリアセンサと、複数の光学レンズ等の光学系とを有する。複眼撮像装置２の構成の詳細については後述する。
【００２７】
顔認証装置４は、複眼撮像装置２と、各種メッセージ等を表示するための表示部４１と、カード３が装着され、装着されたカード３に記憶されたＩＤ番号等の情報を読み取るためのカード装着部（カード読み取り手段）４２と、認証対象者によって操作され、顔認証システム１に対して各種処理の指示を行うための操作部４３と、各種情報を記憶する記憶部（記憶手段）４４と、インターネットを介して各種サーバと通信するための通信部４５とを備える。
【００２８】
記憶部４４には、予め認証対象者の顔の３次元情報が、認証対象者のＩＤ番号に対応した状態で記憶されている。認証対象者の顔の３次元情報は、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像し、撮像した顔画像の情報に基いて取得した情報である。
【００２９】
カード３は、図２に示すように、接触型のＩＣチップ３１を有している。ＩＣチップ３１には、認証対象者のＩＤ番号等の情報が記憶されている。ＩＣチップ３１の表面は外部接触端子となっており、カード３がカード装着部４２に装着されたとき、ＩＣチップ３１の表面がカード装着部４２内の接触端子（図示せず）と接触することにより、ＩＣチップ３１の動作電力が得られると共に、ＩＣチップ３１内の情報の読み書きが行われる。なお、カード３が磁気ストラップを有し、磁気ストラップに認証対象者のＩＤ番号等の情報が記憶されていてもよい。
【００３０】
次に、複眼撮像装置２の詳細構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、複眼撮像装置２の正面図であり、図５は、上記図４に示す白抜き矢印方向から見た複眼撮像装置２の光学系の概略構成を示す側断面図である。
【００３１】
複眼撮像装置２は、３行３列の９個の光学レンズ２１ａ〜２１ｉと、被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、画像信号を出力する１つのエリアセンサ２４とを備える。また、複眼撮像装置２は、光学レンズ２１ａ〜２１ｉとエリアセンサ２４との間に配置され、光学レンズ２１ａ〜２１ｉから出射する光から可視光のみを透過させる光学フィルタ２３と、光学レンズ２１ａ〜２１ｉの上方に配置され、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉへの不要な外光入射を遮断するための絞り部材２２と、光学レンズ２１ａ〜２１ｉとエリアセンサ２４との間の空間を光軸Ｌに直交する面上において区画する遮光ブロック２５とをさらに備えている。光学レンズ２１ａ〜２１ｉの各々の光軸Ｌは、図５に示すように、互いに平行である。
【００３２】
顔認証システム１において複眼撮像装置２は、顔認証を行うために認証対象者の顔のみを撮像すればよい。認証対象者の顔のみを撮像する場合、複眼撮像装置２から認証対象者までの距離は、３０センチ〜５０センチ程度でよく、この距離においては、光学レンズ２１ａ〜２１ｉ間の基線長が短くても、十分に認証対象者の顔の３次元形状を測定することが可能である。
【００３３】
エリアセンサ２４は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）から構成される。
【００３４】
遮光ブロック２５は、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉの間に設置され、エリアセンサ２４上を区画する。これにより、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉから出射する光が互いに干渉することを防ぎ、エリアセンサ２４は精度良く撮像を行うことができる。
【００３５】
次に、複眼撮像装置２による撮像手順について説明する。被写体（認証対象者）からの光は、絞り部材２２によって一定の光量に規制されて各光学レンズ２１ａ〜２１ｉに入射する。そして、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉから出射する光は、光学フィルタ２３を介してエリアセンサ２４に到達し、エリアセンサ２４上に９個の像を形成する。
【００３６】
エリアセンサ２４上に形成された９個の像は、それぞれ画像信号に変換されてエリアセンサ２４から出力され、制御用マイコン４０（図３参照）に入力される。制御用マイコン４０は、入力された画像信号に基いて顔画像の３次元情報を取得し、顔認証処理を行う。なお、顔認証処理の詳細については後述する。
【００３７】
次に、顔認証処理の手順について説明する。まず、認証対象者が、カード装着部４２にカード３を挿入して装着させると、カード装着部４２はカード３のＩＣチップ３１に記憶されたＩＤ番号を読み出し、読み出したＩＤ情報を制御用マイコン４０に送信する。
【００３８】
制御用マイコン４０は、読み出されたＩＤ番号に基いて、予め記憶部４４に記憶された認証対象者の顔の３次元情報を読み出す。そして、制御用マイコン４０は、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像し、顔画像の３次元情報を取得する。なお、複眼撮像装置２を用いて認証対象者を撮像するタイミングは、認証対象者が複眼撮像装置２に近づいたときであってもよい。
【００３９】
顔画像の３次元情報とは、具体的には、例えば、撮像した９個の顔画像から、顔輪郭領域や、目、鼻、及び口の領域を特定して３次元形状の測定を行うことにより得られた顔画像の３次元情報である。
【００４０】
そして、制御用マイコン４０は、記憶部４４から読み出した顔画像の３次元情報と、撮像した顔画像の３次元情報とを照合して、これらの情報が同一の場合、認証ＯＫと判断する。
【００４１】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２は、１つのエリアセンサ２４と、複数の光学レンズ２１ａ〜２１ｉとを有し、光学レンズ２１ａ〜２１ｉのうちの各々の光軸Ｌが、互いに平行である。そのため、従来のように複数台の撮像装置を設けることなしに、認証対象者の顔の３次元形状の測定が可能であるため、顔認証の精度を向上させることができる。また、複数台の撮像装置を設ける必要がないため、顔認証システム１を小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る顔認証システムについて、図６を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、ミラー５をさらに備えていること以外は、第１の実施形態に示した顔認証システムと同様の構成である。図６（ａ）は、ミラー５に認証対象者の顔が映る前の状態を示し、図６（ｂ）は、ミラー５に認証対象者の顔が映る状態を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００４３】
ミラー５は、図６（ａ）に示すように、表示部４１の上方に配設される。ミラー５の反射面の中心近傍には、複眼撮像装置２が配設されている。複眼撮像装置２の撮像方向は、ミラー５の反射面に対して垂直な方向である。
【００４４】
認証対象者は顔認証を行うとき、図６（ｂ）に示すように、ミラー５に映った自己の顔の像Ｐ１を視認可能である。このとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向するので、複眼撮像装置２は、認証対象者の顔を正面から撮像可能である。
【００４５】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２が、認証対象者によって視認されるミラー５の反射面の中心近傍に配設されるので、認証対象者は、ミラー５に映った自己の顔の像Ｐ１を視認可能であり、このとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向する。そのため、認証対象者はミラーを視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００４６】
また、認証対象者がミラー５の反射面に映る自己の像を見ながら、複眼撮像装置２の箇所に自己の鼻が重なるように顔の位置を調整することにより、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００４７】
また、第１の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００４８】
次に、本発明の第３の実施形態に係る顔認証システムについて、図７を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、凸面ミラー６をさらに備えていること以外は、第１の実施形態に示した顔認証システムと同様の構成である。図７（ａ）は、凸面ミラー６に認証対象者の顔が映る前の状態を示し、図７（ｂ）は、凸面ミラー６に認証対象者の顔が映る状態を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００４９】
凸面ミラー６は、図７（ａ）に示すように、表示部４１の上方に配設される。凸面ミラー６の反射面は凸面形状であり、凸面ミラー６の反射面の中心近傍には、複眼撮像装置２が位置している。複眼撮像装置２の撮像方向は、認証対象者の顔が凸面ミラー６の反射面に対向するときに認証対象者と対向する方向である。
【００５０】
認証対象者が顔認証を行うとき、図７（ｂ）に示すように、認証対象者は、凸面ミラー６の反射面に映った自己の顔の像Ｐ２を視認可能である。このとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向するので、複眼撮像装置２は、認証対象者の顔を正面から撮像可能である。
【００５１】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２が、認証対象者によって視認される凸面ミラー６の反射面の中心近傍に配設され、かつ、認証対象者は、凸面ミラー６に映った自己の顔の像Ｐ２を視認可能であるとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向するので、認証対象者は凸面ミラー６を視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができる。従って、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができるので、顔認証の精度を向上させることができる。
【００５２】
また、凸面ミラー６の反射面が凸面形状であるので、凸面ミラー６の設置面積が小さくても認証対象者の顔の全体を写すことができる。そのため、凸面ミラー６のサイズを小型化することができ、凸面ミラー６を備える顔認証システム１のサイズを小型化することができる。
【００５３】
また、認証対象者が凸面ミラー６の反射面に映る自己の像を見ながら、複眼撮像装置２の箇所に自己の鼻が重なるように顔の位置を調整することにより、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００５４】
また、第１の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００５５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る顔認証システムについて、図８乃至図１０を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、カード３が複眼撮像装置２をさらに備えており、顔認証装置４が複眼撮像装置２を備えていないこと、及び顔認証装置４のカード装着部４２が表示部４１の側面に設けられていること以外は、第１の実施形態に示した顔認証システム１と同様の構成である。
【００５６】
図８は、カード３の外観を示し、図９は、カード３の概略構成を示す。図１０（ａ）は、カード装着部４２にカード３が装着される前の状態の顔認証システム１の外観を示し、図１０（ｂ）は、カード装着部４２にカード３を装着した状態の顔認証システム１の外観を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００５７】
図８及び図９に示すように、カード３は、制御用マイコン３０と、ＩＣチップ３１と、複眼撮像装置２とを備える。複眼撮像装置２によって撮像された複数の画像信号は、制御用マイコン３０に送信され、制御用マイコン３０は、複眼撮像装置２から受信した複数の画像信号を顔認証装置４に送信する。なお、制御用マイコン３０、複眼撮像装置２、及びＩＣチップ３１の動作電力は、カード装着部４２にカード３を装着した際に、外部接触端子であるＩＣチップ３１を介してカード装着部４２から得られる。
【００５８】
次に、顔認証処理の手順を説明する。まず、認証対象者が、カード装着部４２にカード３を挿入して装着すると、カード装着部４２はカード３のＩＣチップ３１に記憶されたＩＤ番号を読み出し、制御用マイコン４０に送信する。
【００５９】
制御用マイコン４０は、読み出されたＩＤ番号に基いて、予め記憶部４４に記憶された認証対象者の顔の３次元情報を読み出す。そして、制御用マイコン４０は、カード３に対して、複眼撮像装置２を用いて、認証対象者の顔を撮像する旨の指示を行う。カード３の複眼撮像装置２は、制御用マイコン４０から送信された指示に基いて認証対象者の顔を撮像し、得られた複数の画像信号を制御用マイコン３０が顔認証装置４の制御用マイコン４０に送信する。
【００６０】
そして、制御用マイコン４０は、受信した複数の画像信号に基いて顔画像の３次元情報を取得し、顔認証処理を行う。なお、顔認証処理については第１の実施形態に示す処理と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
なお、本実施形態では、顔認証システム１の制御用マイコン４０によって顔認証処理を行う例を示したが、カード３の制御用マイコン３０によって顔認証処理が行われるものであってもよい。この場合、カード３のＩＣカード３には認証対象者の顔の３次元情報が予め記憶され、カード３の制御用マイコン３０は、複眼撮像装置２によって撮像された複数の画像に基いて顔画像の３次元情報を取得した後、ＩＣチップ３１に記憶された認証対象者の顔画像の３次元情報と照合する。そして、この認証の結果、これらの情報が同一の場合、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して、顔認証がＯＫである旨の認証結果を送信する。一方、この認証の結果、これらの顔画像の３次元情報が一致しない場合、カード３の制御用マイコン３０は、顔認証がＮＧである旨の認証結果を、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して送信する。
【００６２】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２がカード３に内蔵されているので、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００６３】
また、第１の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００６４】
なお、本実施形態に係る顔認証システム１において、カード３の表面に、反射面が凸面形状である凸面ミラーを配設すると共に、複眼撮像装置２を凸面ミラーの中心近傍に配置させ、第３の実施形態に示す顔認証システムのように、認証対象者が自己の像を見ながら顔認証を行う構成であってもよい。
【００６５】
次に、本発明の第５の実施形態に係る顔認証システムについて、図１１乃至図１４を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、接触型のカードの変わりに非接触型ＩＣカード７を備え、顔認証装置４が、カード装着部の代わりに非接触型ＩＣカード７と無線通信を行うためのカードリーダライタ４６を備えていること以外は、第４の実施形態に示した顔認証システム１と同様の構成である。
【００６６】
図１１は、非接触型ＩＣカード７の外観を示し、図１２は、非接触型ＩＣカード７の概略構成を示す。図１３は、顔認証システム１の外観を示し、図１４は、非接触型ＩＣカード７をカードリーダライタ４６にかざして顔認証を行う際の動作を説明する図を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第４の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００６７】
非接触型ＩＣカード７は、図１１及び図１２に示すように、複眼撮像装置２と、アンテナコイル７１と、アンテナコイル７１を介して顔認証装置４と通信を行うＩＣチップ７２と、制御用マイコン７０とを備える。
【００６８】
アンテナコイル７１は、カードリーダライタ４６から送信された電波を受信して、電磁誘導によって、制御用マイコン７０及びＩＣチップ７２の動作電力を得ると共に、この電波を利用してカードリーダライタ４６とのデータ通信を行う。
【００６９】
ＩＣチップ７２は、非接触型ＩＣカード７に内蔵されており、ＩＣチップ７２には、認証対象者のＩＤ番号等の情報が記憶されている。
【００７０】
カードリーダライタ４６は、アンテナコイル（図示せず）を備え、電波を利用して非接触型ＩＣカード７と無線通信を行う。カードリーダライタ４６は、図１３に示すように、顔認証装置４の表面近傍に配設されている。
【００７１】
次に、顔認証処理の手順について、図１４を参照して説明する。まず、認証対象者が、非接触型ＩＣカード７をカードリーダライタ４６に近づけると、非接触型ＩＣカード７は、カードリーダライタ４６のアンテナコイルによって発生する誘導電流により動作電力を得ることにより動作する。そして、ＩＣチップ７２に記憶されたＩＤ番号をカードリーダライタ４６に送信し、カードリーダライタ４６が受信したＩＤ番号を制御用マイコン４０に送信する。
【００７２】
制御用マイコン４０は、受信したＩＤ番号に基いて、予め記憶部４４に記憶された認証対象者の顔の３次元情報を読み出す。そして、制御用マイコン４０は、非接触型ＩＣ７に対して、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像する旨の指示を行う。非接触型ＩＣカード７の複眼撮像装置２は、制御用マイコン４０から送信された指示に基いて認証対象者の顔を撮像する。そして、非接触型ＩＣカード７の制御用マイコン７０が、撮像によって得られた複数の画像信号を顔認証装置４の制御用マイコン４０に、アンテナコイル７１を介して送信する。
【００７３】
そして、制御用マイコン４０は、受信した複数の画像信号に基いて顔画像の３次元情報を取得し、顔認証処理を行う。なお、顔認証処理については第１の実施形態に示す処理と同様であるため説明を省略する。
【００７４】
なお、本実施形態では、顔認証システム１の制御用マイコン４０によって顔認証処理を行う例を示したが、非接触型ＩＣカード７の制御用マイコン７０によって顔認証処理が行われるものであってもよい。この場合、非接触型ＩＣカード７のＩＣチップ７２には認証対象者の顔の３次元情報が予め記憶され、非接触型ＩＣカード７の制御用マイコン７０は、複眼撮像装置２によって撮像された画像に基いて顔画像の３次元情報を取得した後、ＩＣチップ７２に記憶された認証対象者の顔画像の３次元情報と照合する。そして、この認証の結果、これらの情報が同一の場合、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して、顔認証がＯＫである旨の認証結果を送信する。一方、認証の結果、これらの顔画像の３次元情報が一致しない場合、カード３の制御用マイコン３０は、顔認証がＮＧである旨の認証結果を、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して送信する。
【００７５】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２は、非接触型ＩＣカード７に内蔵されているので、複眼撮像装置２の撮像方向を認証対象者が自由に調整することができる。そのため、顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、認証対象者の顔の３次元形状の測定を精度良く行うことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００７６】
また、複眼撮像装置２が、非接触型ＩＣカード７に内蔵されているので、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。また、第４の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００７７】
なお、本実施形態に係る顔認証システム１において、非接触型ＩＣカード７の表面に、反射面が凸面形状である凸面ミラーを配設すると共に、複眼撮像装置２を凸面ミラーの中心近傍に配置させ、第３の実施形態に示す顔認証システムのように、認証対象者が自己の像を見ながら顔認証を行う構成であってもよい。
【００７８】
本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、複眼撮像装置２が３行３列の９個の光学レンズを備え、９個の画像信号を取得する例を示したが、これに限られず、任意の数の光学レンズ等の光学系を有して、任意の数の画像信号を取得するものであってもよい。
【００７９】
また、顔認証装置４は、予め記憶された認証対象者の顔の３次元情報を、インターネット通信等を介してサーバ等から取得するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る顔認証システムの外観を示す斜視図。
【図２】上記顔認証システムのカードの外観を示す斜視図。
【図３】上記顔認証システムの概略構成を示すブロック図。
【図４】上記顔認証システムの複眼撮像装置の正面図。
【図５】上記複眼撮像装置の概略構成を示す側断面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る顔認証システムの外観を示す図。
【図７】（ａ）（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る顔認証システムの外観を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る顔認証システムのカードの外観を示す斜視図。
【図９】上記顔認証システムのカードの概略構成を示すブロック図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、上記顔認証システムの外観を示す斜視図。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る顔認証システムのカードの外観を示す斜視図。
【図１２】上記顔認証システムのカードの概略構成を示すブロック図。
【図１３】上記顔認証システムの外観を示す斜視図。
【図１４】上記顔認証システムの顔認証動作を示す説明図。
【符号の説明】
【００８１】
１ 顔認証システム
２ 複眼撮像装置
３ カード
４ 顔認証装置
５ ミラー
６ 凸面ミラー（ミラー）
７ 非接触型ＩＣカード
２１ａ〜２１ｉ 光学レンズ（光学系）
２４ エリアセンサ
３１ ＩＣチップ
４２ カード装着部（カード読み取り手段）
４４ 記憶部（記憶手段）
４６ カードリーダライタ（カードリーダ）
７２ ＩＣチップ
Ｌ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顔認証システムに関し、特に複眼撮像装置を用いた顔認証システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から個人認証を行う方法として、認証対象者の顔を撮像して照合し、顔認証を行う顔認証システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のシステムは、撮像した顔画像の２次元情報を用いて顔認証を行うものである。しかし、この種の２次元情報を用いた顔認証システムでは、顔写真等を用いた成りすましが行われる可能性があるため、顔認証の精度が低いという問題がある。
【０００３】
上記問題に対して、顔認証の精度を向上させるために、認証対象者の顔の３次元形状に基く３次元特徴点情報を利用する顔認証システムが知られている。例えば、この種のシステムとしては、２台のカメラを用いて、認証対象者の顔を異なる２方向から撮像して３次元情報を取得し、認証を行う顔認証システム（例えば、特許文献２参照）や、２台のカメラを用いて認証対象者の顔の３次元形状を測定し、測定した情報に基いて３次元特徴点情報を取得し、取得した３次元特徴点情報を顔画像の２次元情報に加えることで顔認証の精度を向上させる顔認証システム（例えば、特許文献３参照）がある。
【０００４】
上述したように、顔認証システムにおいて顔認証の精度を向上させるためには、カメラの台数を増やすことにより、認証対象者の顔の３次元形状の測定精度を向上させればよい。しかし、カメラの台数が増えると、顔認証システムの製造コストを抑制できず、また、顔認証システムのサイズを小型化できないという問題が生じる。
【０００５】
ところで、特許文献４には、撮像装置の近傍に凸面鏡を備えた顔認証システムが開示されている。しかし、このシステムでは、認証対象者の顔の３次元形状の測定が行えないため、精度の良い顔認証が行えない。また、このシステムでは、凸面鏡が撮像の際の認証対象者の視線から外れた位置にあるため、認証対象者にとって、凸面鏡を視認しながら顔の位置を適切な撮像位置に合わせることが難しいという問題ある。
【０００６】
また、特許文献５には、カードの中に撮像装置が内蔵された顔認証システムが開示されている。しかし、このシステムでは、認証対象者の顔の３次元形状の測定が行えないため、精度の良い顔認証を行えない。
【０００７】
また、特許文献６には、オフアキシャル反射面を構成要素とする複眼撮像装置を備える顔認証システムが開示されている。しかし、このシステムは、オフアキシャル反射面を構成要素とするため光学系の構成が複雑になり、顔認証システムのサイズを小型化しにくい。
【特許文献１】特開２００３−３１７０３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２１３７７号公報
【特許文献３】特開２００７−５８３９７号公報
【特許文献４】特開２００７−４６１３号公報
【特許文献５】特開２００３−１８７２０８号公報
【特許文献６】特開２０００−１０５４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、精度の良い顔認証を行うことができ、かつ、システムのサイズを小型化することができると共に、システムの製造コストを抑制することができる顔認証システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、認証対象者の顔を撮像するための複眼撮像装置と、予め取得した認証対象者の３次元の顔画像情報を記憶する記憶手段とを備え、前記複眼撮像装置を用いて認証対象者の顔を撮像した後、前記記憶手段に記憶されている顔画像情報と照合することにより、顔認証を行う顔認証システムにおいて、前記複眼撮像装置は、被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、画像信号を出力する１つのエリアセンサと、前記エリアセンサに対して、被写体からの光を結像させるように配置された複数の光学系とを有し、前記複数の光学系のうちの各々の光軸が、他の全ての光学系の光軸と平行であり、前記複眼撮像装置を用いて取得した３次元の顔画像情報と、前記記憶手段に記憶された３次元の顔画像情報とを照合することにより顔認証を行うものである。
【００１０】
請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、前記顔認証システムは、前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶されたカードと、前記カードが装着され、該カードに記憶された識別情報を読み取るためのカード読み取り手段とをさらに備え、前記複眼撮像装置は、前記カードに内蔵され、前記カードが前記カード読み取り手段に装着されているとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、上記請求項１の発明において、前記顔認証システムは、前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶された非接触型ＩＣカードと、前記非接触型ＩＣカードに内蔵されたＩＣチップと通信を行うことにより、前記識別情報を読み取るためのカードリーダとをさらに備え、前記複眼撮像装置が、前記非接触型ＩＣカードに内蔵され、前記非接触型ＩＣカードに記憶されている前記識別情報が前記カードリーダによって読み取られるとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像するものである。
【００１２】
請求項４の発明は、上記請求項１の発明において、前記顔認証システムは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に配設されるミラーをさらに備え、前記複眼撮像装置が、前記ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されるものである。
【００１３】
請求項５の発明は、上記請求項２の発明において、前記カードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されるものである。
【００１４】
請求項６の発明は、上記請求項３の発明において、前記非接触ＩＣカードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されるものである。
【００１５】
請求項７の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、凸面であるものである。
【００１６】
請求項８の発明は、上記請求項４に記載の発明において、前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、平面であるものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、複眼撮像装置は、１つのエリアセンサと、複数の光学系とを有し、複数の光学系のうちの各々の光軸が、他の全ての光学系の光軸と平行である。これにより、複数台の撮像装置を設けることなしに、認証対象者の顔の３次元形状の測定が可能であるため、顔認証の精度を向上させることができる。また、複数台の撮像装置を設ける必要がないため、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、複眼撮像装置がカードに内蔵されているので、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、複眼撮像装置は、非接触型ＩＣカードに内蔵されているので、複眼撮像装置２の撮像方向を認証対象者が自由に調整することができる。そのため、顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、認証対象者の顔の３次元形状の測定を精度良く行うことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、複眼撮像装置が、認証対象者によって視認されるミラーの面の中心近傍に配設されるので、認証対象者はミラーを視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができる。従って、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができるので、顔認証の精度を向上させることができる。
【００２１】
請求項５及び請求項６の発明によれば、複眼撮像装置が、認証対象者によって視認される凸面ミラーの面の中心近傍に配設されるので、認証対象者は凸面ミラーを視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができる。従って、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができるので、顔認証の精度を向上させることができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、認証対象者によって視認されるミラーの面が凸面であるので、ミラーの設置面積を小型化することができるため、ミラーを備える顔認証システムのサイズを小型化することができる。
【００２３】
請求項８の発明によれば、請求項４の発明と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の第１の実施形態に係る顔認証システムについて、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る顔認証システム１の外観を示し、図２は、認証対象者を識別するＩＤ番号（識別情報）が記憶されたカード３の外観を示し、図３は、顔認証システム１の概略構成を示す。顔認証システム１は、認証対象者の顔を撮像した後、予め記憶された顔画像情報と照合して認証するシステムである。
【００２５】
顔認証システム１は、認証対象者の顔を撮像するための複眼撮像装置２と、顔認証装置４と、ＩＤ番号等の情報が記憶されたカード３とを含むシステムである。複眼撮像装置２は顔認証装置４に内蔵されている。
【００２６】
複眼撮像装置２は、１つのエリアセンサと、複数の光学レンズ等の光学系とを有する。複眼撮像装置２の構成の詳細については後述する。
【００２７】
顔認証装置４は、複眼撮像装置２と、各種メッセージ等を表示するための表示部４１と、カード３が装着され、装着されたカード３に記憶されたＩＤ番号等の情報を読み取るためのカード装着部（カード読み取り手段）４２と、認証対象者によって操作され、顔認証システム１に対して各種処理の指示を行うための操作部４３と、各種情報を記憶する記憶部（記憶手段）４４と、インターネットを介して各種サーバと通信するための通信部４５とを備える。
【００２８】
記憶部４４には、予め認証対象者の顔の３次元情報が、認証対象者のＩＤ番号に対応した状態で記憶されている。認証対象者の顔の３次元情報は、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像し、撮像した顔画像の情報に基いて取得した情報である。
【００２９】
カード３は、図２に示すように、接触型のＩＣチップ３１を有している。ＩＣチップ３１には、認証対象者のＩＤ番号等の情報が記憶されている。ＩＣチップ３１の表面は外部接触端子となっており、カード３がカード装着部４２に装着されたとき、ＩＣチップ３１の表面がカード装着部４２内の接触端子（図示せず）と接触することにより、ＩＣチップ３１の動作電力が得られると共に、ＩＣチップ３１内の情報の読み書きが行われる。なお、カード３が磁気ストラップを有し、磁気ストラップに認証対象者のＩＤ番号等の情報が記憶されていてもよい。
【００３０】
次に、複眼撮像装置２の詳細構成について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、複眼撮像装置２の正面図であり、図５は、上記図４に示す白抜き矢印方向から見た複眼撮像装置２の光学系の概略構成を示す側断面図である。
【００３１】
複眼撮像装置２は、３行３列の９個の光学レンズ２１ａ〜２１ｉと、被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、画像信号を出力する１つのエリアセンサ２４とを備える。また、複眼撮像装置２は、光学レンズ２１ａ〜２１ｉとエリアセンサ２４との間に配置され、光学レンズ２１ａ〜２１ｉから出射する光から可視光のみを透過させる光学フィルタ２３と、光学レンズ２１ａ〜２１ｉの上方に配置され、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉへの不要な外光入射を遮断するための絞り部材２２と、光学レンズ２１ａ〜２１ｉとエリアセンサ２４との間の空間を光軸Ｌに直交する面上において区画する遮光ブロック２５とをさらに備えている。光学レンズ２１ａ〜２１ｉの各々の光軸Ｌは、図５に示すように、互いに平行である。
【００３２】
顔認証システム１において複眼撮像装置２は、顔認証を行うために認証対象者の顔のみを撮像すればよい。認証対象者の顔のみを撮像する場合、複眼撮像装置２から認証対象者までの距離は、３０センチ〜５０センチ程度でよく、この距離においては、光学レンズ２１ａ〜２１ｉ間の基線長が短くても、十分に認証対象者の顔の３次元形状を測定することが可能である。
【００３３】
エリアセンサ２４は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）から構成される。
【００３４】
遮光ブロック２５は、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉの間に設置され、エリアセンサ２４上を区画する。これにより、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉから出射する光が互いに干渉することを防ぎ、エリアセンサ２４は精度良く撮像を行うことができる。
【００３５】
次に、複眼撮像装置２による撮像手順について説明する。被写体（認証対象者）からの光は、絞り部材２２によって一定の光量に規制されて各光学レンズ２１ａ〜２１ｉに入射する。そして、各光学レンズ２１ａ〜２１ｉから出射する光は、光学フィルタ２３を介してエリアセンサ２４に到達し、エリアセンサ２４上に９個の像を形成する。
【００３６】
エリアセンサ２４上に形成された９個の像は、それぞれ画像信号に変換されてエリアセンサ２４から出力され、制御用マイコン４０（図３参照）に入力される。制御用マイコン４０は、入力された画像信号に基いて顔画像の３次元情報を取得し、顔認証処理を行う。なお、顔認証処理の詳細については後述する。
【００３７】
次に、顔認証処理の手順について説明する。まず、認証対象者が、カード装着部４２にカード３を挿入して装着させると、カード装着部４２はカード３のＩＣチップ３１に記憶されたＩＤ番号を読み出し、読み出したＩＤ情報を制御用マイコン４０に送信する。
【００３８】
制御用マイコン４０は、読み出されたＩＤ番号に基いて、予め記憶部４４に記憶された認証対象者の顔の３次元情報を読み出す。そして、制御用マイコン４０は、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像し、顔画像の３次元情報を取得する。なお、複眼撮像装置２を用いて認証対象者を撮像するタイミングは、認証対象者が複眼撮像装置２に近づいたときであってもよい。
【００３９】
顔画像の３次元情報とは、具体的には、例えば、撮像した９個の顔画像から、顔輪郭領域や、目、鼻、及び口の領域を特定して３次元形状の測定を行うことにより得られた顔画像の３次元情報である。
【００４０】
そして、制御用マイコン４０は、記憶部４４から読み出した顔画像の３次元情報と、撮像した顔画像の３次元情報とを照合して、これらの情報が同一の場合、認証ＯＫと判断する。
【００４１】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２は、１つのエリアセンサ２４と、複数の光学レンズ２１ａ〜２１ｉとを有し、光学レンズ２１ａ〜２１ｉのうちの各々の光軸Ｌが、互いに平行である。そのため、従来のように複数台の撮像装置を設けることなしに、認証対象者の顔の３次元形状の測定が可能であるため、顔認証の精度を向上させることができる。また、複数台の撮像装置を設ける必要がないため、顔認証システム１を小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る顔認証システムについて、図６を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、ミラー５をさらに備えていること以外は、第１の実施形態に示した顔認証システムと同様の構成である。図６（ａ）は、ミラー５に認証対象者の顔が映る前の状態を示し、図６（ｂ）は、ミラー５に認証対象者の顔が映る状態を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００４３】
ミラー５は、図６（ａ）に示すように、表示部４１の上方に配設される。ミラー５の反射面の中心近傍には、複眼撮像装置２が配設されている。複眼撮像装置２の撮像方向は、ミラー５の反射面に対して垂直な方向である。
【００４４】
認証対象者は顔認証を行うとき、図６（ｂ）に示すように、ミラー５に映った自己の顔の像Ｐ１を視認可能である。このとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向するので、複眼撮像装置２は、認証対象者の顔を正面から撮像可能である。
【００４５】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２が、認証対象者によって視認されるミラー５の反射面の中心近傍に配設されるので、認証対象者は、ミラー５に映った自己の顔の像Ｐ１を視認可能であり、このとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向する。そのため、認証対象者はミラーを視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００４６】
また、認証対象者がミラー５の反射面に映る自己の像を見ながら、複眼撮像装置２の箇所に自己の鼻が重なるように顔の位置を調整することにより、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００４７】
また、第１の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００４８】
次に、本発明の第３の実施形態に係る顔認証システムについて、図７を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、凸面ミラー６をさらに備えていること以外は、第１の実施形態に示した顔認証システムと同様の構成である。図７（ａ）は、凸面ミラー６に認証対象者の顔が映る前の状態を示し、図７（ｂ）は、凸面ミラー６に認証対象者の顔が映る状態を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００４９】
凸面ミラー６は、図７（ａ）に示すように、表示部４１の上方に配設される。凸面ミラー６の反射面は凸面形状であり、凸面ミラー６の反射面の中心近傍には、複眼撮像装置２が位置している。複眼撮像装置２の撮像方向は、認証対象者の顔が凸面ミラー６の反射面に対向するときに認証対象者と対向する方向である。
【００５０】
認証対象者が顔認証を行うとき、図７（ｂ）に示すように、認証対象者は、凸面ミラー６の反射面に映った自己の顔の像Ｐ２を視認可能である。このとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向するので、複眼撮像装置２は、認証対象者の顔を正面から撮像可能である。
【００５１】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２が、認証対象者によって視認される凸面ミラー６の反射面の中心近傍に配設され、かつ、認証対象者は、凸面ミラー６に映った自己の顔の像Ｐ２を視認可能であるとき、認証対象者の顔と複眼撮像装置２とは対向するので、認証対象者は凸面ミラー６を視認しながら、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができる。従って、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができるので、顔認証の精度を向上させることができる。
【００５２】
また、凸面ミラー６の反射面が凸面形状であるので、凸面ミラー６の設置面積が小さくても認証対象者の顔の全体を写すことができる。そのため、凸面ミラー６のサイズを小型化することができ、凸面ミラー６を備える顔認証システム１のサイズを小型化することができる。
【００５３】
また、認証対象者が凸面ミラー６の反射面に映る自己の像を見ながら、複眼撮像装置２の箇所に自己の鼻が重なるように顔の位置を調整することにより、自己の顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、撮像位置のズレによる顔認証の失敗を防ぐことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００５４】
また、第１の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００５５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る顔認証システムについて、図８乃至図１０を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、カード３が複眼撮像装置２をさらに備えており、顔認証装置４が複眼撮像装置２を備えていないこと、及び顔認証装置４のカード装着部４２が表示部４１の側面に設けられていること以外は、第１の実施形態に示した顔認証システム１と同様の構成である。
【００５６】
図８は、カード３の外観を示し、図９は、カード３の概略構成を示す。図１０（ａ）は、カード装着部４２にカード３が装着される前の状態の顔認証システム１の外観を示し、図１０（ｂ）は、カード装着部４２にカード３を装着した状態の顔認証システム１の外観を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第１の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００５７】
図８及び図９に示すように、カード３は、制御用マイコン３０と、ＩＣチップ３１と、複眼撮像装置２とを備える。複眼撮像装置２によって撮像された複数の画像信号は、制御用マイコン３０に送信され、制御用マイコン３０は、複眼撮像装置２から受信した複数の画像信号を顔認証装置４に送信する。なお、制御用マイコン３０、複眼撮像装置２、及びＩＣチップ３１の動作電力は、カード装着部４２にカード３を装着した際に、外部接触端子であるＩＣチップ３１を介してカード装着部４２から得られる。
【００５８】
次に、顔認証処理の手順を説明する。まず、認証対象者が、カード装着部４２にカード３を挿入して装着すると、カード装着部４２はカード３のＩＣチップ３１に記憶されたＩＤ番号を読み出し、制御用マイコン４０に送信する。
【００５９】
制御用マイコン４０は、読み出されたＩＤ番号に基いて、予め記憶部４４に記憶された認証対象者の顔の３次元情報を読み出す。そして、制御用マイコン４０は、カード３に対して、複眼撮像装置２を用いて、認証対象者の顔を撮像する旨の指示を行う。カード３の複眼撮像装置２は、制御用マイコン４０から送信された指示に基いて認証対象者の顔を撮像し、得られた複数の画像信号を制御用マイコン３０が顔認証装置４の制御用マイコン４０に送信する。
【００６０】
そして、制御用マイコン４０は、受信した複数の画像信号に基いて顔画像の３次元情報を取得し、顔認証処理を行う。なお、顔認証処理については第１の実施形態に示す処理と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
なお、本実施形態では、顔認証システム１の制御用マイコン４０によって顔認証処理を行う例を示したが、カード３の制御用マイコン３０によって顔認証処理が行われるものであってもよい。この場合、カード３のＩＣカード３には認証対象者の顔の３次元情報が予め記憶され、カード３の制御用マイコン３０は、複眼撮像装置２によって撮像された複数の画像に基いて顔画像の３次元情報を取得した後、ＩＣチップ３１に記憶された認証対象者の顔画像の３次元情報と照合する。そして、この認証の結果、これらの情報が同一の場合、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して、顔認証がＯＫである旨の認証結果を送信する。一方、この認証の結果、これらの顔画像の３次元情報が一致しない場合、カード３の制御用マイコン３０は、顔認証がＮＧである旨の認証結果を、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して送信する。
【００６２】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２がカード３に内蔵されているので、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。
【００６３】
また、第１の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００６４】
なお、本実施形態に係る顔認証システム１において、カード３の表面に、反射面が凸面形状である凸面ミラーを配設すると共に、複眼撮像装置２を凸面ミラーの中心近傍に配置させ、第３の実施形態に示す顔認証システムのように、認証対象者が自己の像を見ながら顔認証を行う構成であってもよい。
【００６５】
次に、本発明の第５の実施形態に係る顔認証システムについて、図１１乃至図１４を参照して説明する。本実施形態に係る顔認証システム１は、接触型のカードの変わりに非接触型ＩＣカード７を備え、顔認証装置４が、カード装着部の代わりに非接触型ＩＣカード７と無線通信を行うためのカードリーダライタ４６を備えていること以外は、第４の実施形態に示した顔認証システム１と同様の構成である。
【００６６】
図１１は、非接触型ＩＣカード７の外観を示し、図１２は、非接触型ＩＣカード７の概略構成を示す。図１３は、顔認証システム１の外観を示し、図１４は、非接触型ＩＣカード７をカードリーダライタ４６にかざして顔認証を行う際の動作を説明する図を示す。なお、各図において、同一の符号を付した部材は、第４の実施形態と同様の部材であることを示し、その説明を省略する。
【００６７】
非接触型ＩＣカード７は、図１１及び図１２に示すように、複眼撮像装置２と、アンテナコイル７１と、アンテナコイル７１を介して顔認証装置４と通信を行うＩＣチップ７２と、制御用マイコン７０とを備える。
【００６８】
アンテナコイル７１は、カードリーダライタ４６から送信された電波を受信して、電磁誘導によって、制御用マイコン７０及びＩＣチップ７２の動作電力を得ると共に、この電波を利用してカードリーダライタ４６とのデータ通信を行う。
【００６９】
ＩＣチップ７２は、非接触型ＩＣカード７に内蔵されており、ＩＣチップ７２には、認証対象者のＩＤ番号等の情報が記憶されている。
【００７０】
カードリーダライタ４６は、アンテナコイル（図示せず）を備え、電波を利用して非接触型ＩＣカード７と無線通信を行う。カードリーダライタ４６は、図１３に示すように、顔認証装置４の表面近傍に配設されている。
【００７１】
次に、顔認証処理の手順について、図１４を参照して説明する。まず、認証対象者が、非接触型ＩＣカード７をカードリーダライタ４６に近づけると、非接触型ＩＣカード７は、カードリーダライタ４６のアンテナコイルによって発生する誘導電流により動作電力を得ることにより動作する。そして、ＩＣチップ７２に記憶されたＩＤ番号をカードリーダライタ４６に送信し、カードリーダライタ４６が受信したＩＤ番号を制御用マイコン４０に送信する。
【００７２】
制御用マイコン４０は、受信したＩＤ番号に基いて、予め記憶部４４に記憶された認証対象者の顔の３次元情報を読み出す。そして、制御用マイコン４０は、非接触型ＩＣ７に対して、複眼撮像装置２を用いて認証対象者の顔を撮像する旨の指示を行う。非接触型ＩＣカード７の複眼撮像装置２は、制御用マイコン４０から送信された指示に基いて認証対象者の顔を撮像する。そして、非接触型ＩＣカード７の制御用マイコン７０が、撮像によって得られた複数の画像信号を顔認証装置４の制御用マイコン４０に、アンテナコイル７１を介して送信する。
【００７３】
そして、制御用マイコン４０は、受信した複数の画像信号に基いて顔画像の３次元情報を取得し、顔認証処理を行う。なお、顔認証処理については第１の実施形態に示す処理と同様であるため説明を省略する。
【００７４】
なお、本実施形態では、顔認証システム１の制御用マイコン４０によって顔認証処理を行う例を示したが、非接触型ＩＣカード７の制御用マイコン７０によって顔認証処理が行われるものであってもよい。この場合、非接触型ＩＣカード７のＩＣチップ７２には認証対象者の顔の３次元情報が予め記憶され、非接触型ＩＣカード７の制御用マイコン７０は、複眼撮像装置２によって撮像された画像に基いて顔画像の３次元情報を取得した後、ＩＣチップ７２に記憶された認証対象者の顔画像の３次元情報と照合する。そして、この認証の結果、これらの情報が同一の場合、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して、顔認証がＯＫである旨の認証結果を送信する。一方、認証の結果、これらの顔画像の３次元情報が一致しない場合、カード３の制御用マイコン３０は、顔認証がＮＧである旨の認証結果を、顔認証装置４の制御用マイコン４０に対して送信する。
【００７５】
上述したように、本実施形態に係る顔認証システム１によれば、複眼撮像装置２は、非接触型ＩＣカード７に内蔵されているので、複眼撮像装置２の撮像方向を認証対象者が自由に調整することができる。そのため、顔の位置を容易に適切な撮像方向に合わせることができるので、認証対象者の顔の３次元形状の測定を精度良く行うことができ、顔認証の精度を向上させることができる。
【００７６】
また、複眼撮像装置２が、非接触型ＩＣカード７に内蔵されているので、顔認証システムを小型化できると共に、製造コストを抑制できる。また、第４の実施形態に示す顔認証システム１と同様の効果が得られる。
【００７７】
なお、本実施形態に係る顔認証システム１において、非接触型ＩＣカード７の表面に、反射面が凸面形状である凸面ミラーを配設すると共に、複眼撮像装置２を凸面ミラーの中心近傍に配置させ、第３の実施形態に示す顔認証システムのように、認証対象者が自己の像を見ながら顔認証を行う構成であってもよい。
【００７８】
本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、複眼撮像装置２が３行３列の９個の光学レンズを備え、９個の画像信号を取得する例を示したが、これに限られず、任意の数の光学レンズ等の光学系を有して、任意の数の画像信号を取得するものであってもよい。
【００７９】
また、顔認証装置４は、予め記憶された認証対象者の顔の３次元情報を、インターネット通信等を介してサーバ等から取得するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る顔認証システムの外観を示す斜視図。
【図２】上記顔認証システムのカードの外観を示す斜視図。
【図３】上記顔認証システムの概略構成を示すブロック図。
【図４】上記顔認証システムの複眼撮像装置の正面図。
【図５】上記複眼撮像装置の概略構成を示す側断面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る顔認証システムの外観を示す図。
【図７】（ａ）（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る顔認証システムの外観を示す図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る顔認証システムのカードの外観を示す斜視図。
【図９】上記顔認証システムのカードの概略構成を示すブロック図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、上記顔認証システムの外観を示す斜視図。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る顔認証システムのカードの外観を示す斜視図。
【図１２】上記顔認証システムのカードの概略構成を示すブロック図。
【図１３】上記顔認証システムの外観を示す斜視図。
【図１４】上記顔認証システムの顔認証動作を示す説明図。
【符号の説明】
【００８１】
１ 顔認証システム
２ 複眼撮像装置
３ カード
４ 顔認証装置
５ ミラー
６ 凸面ミラー（ミラー）
７ 非接触型ＩＣカード
２１ａ〜２１ｉ 光学レンズ（光学系）
２４ エリアセンサ
３１ ＩＣチップ
４２ カード装着部（カード読み取り手段）
４４ 記憶部（記憶手段）
４６ カードリーダライタ（カードリーダ）
７２ ＩＣチップ
Ｌ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証対象者の顔を撮像するための複眼撮像装置と、
予め取得した認証対象者の３次元の顔画像情報を記憶する記憶手段とを備え、
前記複眼撮像装置を用いて認証対象者の顔を撮像した後、前記記憶手段に記憶されている顔画像情報と照合することにより、顔認証を行う顔認証システムにおいて、
前記複眼撮像装置は、
被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、画像信号を出力する１つのエリアセンサと、
前記エリアセンサに対して、被写体からの光を結像させるように配置された複数の光学系とを有し、
前記複数の光学系のうちの各々の光軸が、他の全ての光学系の光軸と平行であり、
前記複眼撮像装置を用いて取得した３次元の顔画像情報と、前記記憶手段に記憶された３次元の顔画像情報とを照合することにより顔認証を行うことを特徴とする顔認証システム。
【請求項２】
前記顔認証システムは、
前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶されたカードと、
前記カードが装着され、該カードに記憶された識別情報を読み取るためのカード読み取り手段とをさらに備え、
前記複眼撮像装置は、前記カードに内蔵され、
前記カードが前記カード読み取り手段に装着されているとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像することを特徴とする請求項１に記載の顔認証システム。
【請求項３】
前記顔認証システムは、
前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶された非接触型ＩＣカードと、
前記非接触型ＩＣカードに内蔵されたＩＣチップと通信を行うことにより、前記識別情報を読み取るためのカードリーダとをさらに備え、
前記複眼撮像装置が、前記非接触型ＩＣカードに内蔵され、
前記非接触型ＩＣカードに記憶されている前記識別情報が前記カードリーダによって読み取られるとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像することを特徴とする請求項１に記載の顔認証システム。
【請求項４】
前記顔認証システムは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に配設されるミラーをさらに備え、
前記複眼撮像装置が、前記ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されることを特徴とする請求項１に記載の顔認証システム。
【請求項５】
前記カードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、
前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されることを特徴とする請求項２に記載の顔認証システム。
【請求項６】
前記非接触ＩＣカードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、
前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されることを特徴とする請求項３に記載の顔認証システム。
【請求項７】
前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、凸面であることを特徴とする請求項４に記載の顔認証システム。
【請求項８】
前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、平面であることを特徴とする請求項４に記載の顔認証システム。
【請求項１】
認証対象者の顔を撮像するための複眼撮像装置と、
予め取得した認証対象者の３次元の顔画像情報を記憶する記憶手段とを備え、
前記複眼撮像装置を用いて認証対象者の顔を撮像した後、前記記憶手段に記憶されている顔画像情報と照合することにより、顔認証を行う顔認証システムにおいて、
前記複眼撮像装置は、
被写体からの反射光を受光して光電変換を行い、画像信号を出力する１つのエリアセンサと、
前記エリアセンサに対して、被写体からの光を結像させるように配置された複数の光学系とを有し、
前記複数の光学系のうちの各々の光軸が、他の全ての光学系の光軸と平行であり、
前記複眼撮像装置を用いて取得した３次元の顔画像情報と、前記記憶手段に記憶された３次元の顔画像情報とを照合することにより顔認証を行うことを特徴とする顔認証システム。
【請求項２】
前記顔認証システムは、
前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶されたカードと、
前記カードが装着され、該カードに記憶された識別情報を読み取るためのカード読み取り手段とをさらに備え、
前記複眼撮像装置は、前記カードに内蔵され、
前記カードが前記カード読み取り手段に装着されているとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像することを特徴とする請求項１に記載の顔認証システム。
【請求項３】
前記顔認証システムは、
前記認証対象者を識別するための識別情報が記憶された非接触型ＩＣカードと、
前記非接触型ＩＣカードに内蔵されたＩＣチップと通信を行うことにより、前記識別情報を読み取るためのカードリーダとをさらに備え、
前記複眼撮像装置が、前記非接触型ＩＣカードに内蔵され、
前記非接触型ＩＣカードに記憶されている前記識別情報が前記カードリーダによって読み取られるとき、前記複眼撮像装置は認証対象者の顔を撮像することを特徴とする請求項１に記載の顔認証システム。
【請求項４】
前記顔認証システムは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に配設されるミラーをさらに備え、
前記複眼撮像装置が、前記ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されることを特徴とする請求項１に記載の顔認証システム。
【請求項５】
前記カードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、
前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されることを特徴とする請求項２に記載の顔認証システム。
【請求項６】
前記非接触ＩＣカードは、前記認証対象者が自己の顔を視認可能である位置に凸面ミラーを有し、
前記複眼撮像装置は、前記凸面ミラーの、前記認証対象者によって視認される面の中心近傍に配設されることを特徴とする請求項３に記載の顔認証システム。
【請求項７】
前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、凸面であることを特徴とする請求項４に記載の顔認証システム。
【請求項８】
前記認証対象者によって視認される前記ミラーの面は、平面であることを特徴とする請求項４に記載の顔認証システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２２３７８６（Ｐ２００９−２２３７８６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６９８３７（Ｐ２００８−６９８３７）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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