JP6816913B2 - 携帯機器、認証方法および認証プログラム - Google Patents

Description

本発明は、携帯機器、認証方法および認証プログラムに関する。

近年、スマートフォンや携帯電話などの携帯機器では、第三者への個人情報の漏洩を防止するために行う本人認証の方法として、瞳の中の虹彩を用いた虹彩認証を採用した携帯機器が広く利用されるようになっている。虹彩認証は、携帯機器に備えられたカメラを使ってユーザの目を撮影し、目の撮影画像から虹彩を抽出し、予め登録された虹彩のテンプレートと比較することによって認証を行う方法である。

特開２００５−０２５４３９号公報 特開２００３−０３７７６６号公報

携帯機器は携帯して使用可能な機器であるため、使用する場所は固定されていない。このため、携帯機器を使って虹彩認証を実施する場合、虹彩を認識できる確率を示す認識率が光量に左右されやすいという問題がある。特に、ユーザが眼鏡をかけている場合、ユーザに照射される光の角度によっては、眼鏡のレンズで反射した光による円状の画像が虹彩の領域に重なって写ってしまうため、虹彩認証に失敗することがある。

このため、虹彩認証を実施する場所に依らず、高精度で本人認証ができることが望ましい。

本発明の１つの側面では、虹彩認証を実施する場所に依らず、高精度で本人認証を行うことができる携帯機器、認証方法および認証プログラムを提供することを目的とする。

発明の一観点によれば、カメラと、前記カメラによって撮影された画像を表示する表示部とを用いて、虹彩を用いた照合処理を実行する携帯機器において、前記画像に含まれる光点が虹彩の領域に重なっている場合に、前記光点と前記虹彩の領域との位置関係に基づいて、前記表示部の画面における目の位置を指定するガイド画像の表示位置を移動させる画面制御部を有する携帯機器が提供される。

一実施態様によれば、ユーザと携帯機器との位置関係に依らず、高精度で本人認証を行うことができる携帯機器、認証方法および認証プログラムを提供することができる。

図１は、第１の実施形態における、携帯機器の機能ブロック図の一例を示す図である。 図２は、携帯機器のハードウェア構成の一例を示す図である。 図３は、携帯機器の正面図の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態における、虹彩認証方法の一例を示すフローチャートである。 図５は、両目の画像の取得方法の一例を示す図である。 図６は、領域情報取得部が取得する情報を説明するための図である。 図７は、最小の移動ベクトルを算出する背景を説明するための図である。 図８は、Ｓ１０８の処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、第１の実施形態における、光点の移動距離の算出方法を説明するための図である。 図１０は、赤外線カメラによって撮影されたユーザの顔の画像を画面に表示しているときの様子を示す図である。 図１１は、第１の実施形態における、赤外線カメラによって撮影されたユーザの顔の画像を画面に表示しているときの様子を示す図である。 図１２は、携帯機器を動かしたときの画面上の光点の挙動を示す図である。 図１３は、Ｓ１０９において、ガイド画像の指定領域の表示位置を移動させたときの光点の挙動の一例を示す図である。 図１４は、第２の実施形態における、虹彩認証方法の一例を示すフローチャートである。 図１５は、第２の実施形態における、光点の移動距離の算出方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図１乃至図１５を参照して具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における、携帯機器の機能ブロック図の一例を示す図である。図１に示すように、携帯機器１００は、制御部１０と、記憶部２０と、撮像部３０と、入力部４０と、表示部５０とを備えている。以下、各部の機能について説明する。

制御部１０は、携帯機器１００全体の処理を管理するハードウェアである。制御部１０は、受信部１１と、検出部１２と、照合部１３と、判定部１４と、領域情報取得部１５と、算出部１６と、画面制御部１７とを備えている。

受信部１１は、撮像部３０が撮影したユーザの目の画像を受信する。また、受信部１１は、入力部４０を介してユーザから各種コマンドを受信する。

検出部１２は、受信部１１から受信した目の画像から虹彩の画像を検出する。虹彩とは、目の角膜と水晶体の間にある膜であり、黒目の領域において、黒目の中心にある瞳孔よりも外側の、ドーナツ状の部分を示している。そして、ドーナツ状の部分には、個人毎に異なる模様が存在する。検出部１２は、受信部１１から受信した目の画像から、眼鏡のレンズで反射した光（以降では、光点と呼称する）の画像を検出する機能も有している。

照合部１３は、検出部１２によって検出された虹彩の模様のパターンを、予め登録されたテンプレートと照合する。

判定部１４は、携帯機器１００によって行われる各種の判定処理を実行する。例えば、判定部１４は、両目のうち、少なくとも一方の目の虹彩がテンプレートと一致した場合に、虹彩認証に成功したと判定する。

領域情報取得部１５は、検出部１２によって検出された虹彩および光点の各領域について、領域情報として、それぞれの中心の座標および半径の情報を取得する。

算出部１６は、領域情報取得部１５によって取得された座標および半径の情報を用いて、虹彩の領域に重なっている光点を、虹彩の領域と重ならなくなるまで移動させたときの移動ベクトルを算出する。移動ベクトルの算出方法については後述する。なお、以降では、説明の便宜上、黒目全体の領域を「虹彩の領域」として説明する。

画面制御部１７は、算出部１６によって算出された光点の移動ベクトルに基づいて、ユーザが虹彩認証を行う際に表示部５０の画面に表示される、目の位置を指定するためのガイド画像の表示位置を移動させる制御を実行する。ガイド画像の詳細については後述する。

続いて、制御部１０に接続されている記憶部２０、撮像部３０、入力部４０および表示部５０について説明する。

記憶部２０は、制御部１０が実行する処理に用いられる情報およびプログラムを格納するハードウェアである。例えば記憶部２０は、認証に用いる虹彩の各種テンプレートを格納する。記憶部２０は、用途または必要とする記憶容量などに応じて、単数または複数の記憶装置によって構成することができる。

撮像部３０は、ユーザの目の画像を撮影するためのカメラである。撮像部３０は、撮影した目の画像を制御部１０の受信部１１へ送信する。

入力部４０は、ユーザからの各コマンドの入力を受け付ける入力インターフェースである。入力部４０は、ユーザからの各コマンドを受信部１１に送信する。

表示部５０は、画面制御部１７に接続され、画面制御部１７による制御に従って、画像を表示することができる。

次に、携帯機器１００のハードウェア構成について説明する。

図２は、携帯機器のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、携帯機器１００は、プロセッサ６０、オーディオ入出力部６１、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３、タッチセンサ６４、ディスプレイ６５、無線部６６、アンテナ６７、赤外線カメラ６８および赤外線ＬＥＤ６９等を備えている。

プロセッサ６０は、携帯機器１００全体の動作を制御する処理を実行する演算処理装置である。プロセッサ６０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）によって実現することができる。また、プロセッサ６０を、マルチコアプロセッサ、または複数のプロセッサによって構成することもできる。プロセッサ６０は、図１に示す制御部１０の一例である。

オーディオ入出力部６１は、例えば、マイクなどのオーディオ入力デバイスや、スピーカなどのオーディオ出力デバイスを備える。オーディオ入出力部６１は、例えば携帯機器１００が、通話可能なスマートフォンなどの携帯電話機である場合には、ユーザの発話音声の入力を受け付けたり、受話音声を出力したりする。

ＲＯＭ６２は、携帯機器１００の動作を制御するプログラム（情報処理プログラムを含む）を格納することができる、不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ６３は、プログラムを実行する際に、必要に応じて作業領域として使用することが可能な揮発性の記憶装置である。なお、ＲＡＭ６３は、プロセッサ６０の内部に備えることもできる。ＲＯＭ６２およびＲＡＭ６３は、図１に示す記憶部２０の一例である。

タッチセンサ６４は、操作面に指などを接触させることによって携帯機器１００を操作する入力装置である。タッチセンサ６４は、例えば後述のディスプレイ６５の上に重なるように配置して構成することができる。タッチセンサ６４は、図１に示す入力部４０の一例である。

ディスプレイ６５は、画像を画面に表示するためのデバイスである。ディスプレイ６５は、アイコンやテキストなどの画像の他、赤外線カメラ６８によって撮影された画像を表示することができる。ディスプレイ６５は、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイ等によって実現される。ディスプレイ６５は、図１に示す表示部５０の一例である。

無線部６６は、アンテナ６７を介して信号を受信し、受信信号をプロセッサ６０へ出力するハードウェアである。また、無線部６６は、プロセッサ６０の処理によって生成された信号を、アンテナ６７を介して送信する機能も有している。無線部６６は、例えば携帯機器１００が携帯電話機である場合には、ユーザの発話音声または受話音声などの信号を送受信する。

赤外線カメラ６８は、ユーザの目の画像を撮影するための電子部品である。赤外線カメラ６８は、図１に示す撮像部３０の一例である。

赤外線ＬＥＤ６９は、赤外線を照射するための電子部品である。携帯機器１００は、赤外線カメラ６８と赤外線ＬＥＤ６９とを併用することによって、ユーザの目の画像を撮影する。赤外線を用いることで、暗い場所でも虹彩認証を行うことができる。

図３は、携帯機器の正面図の一例を示す図である。なお、図３において図２と共通の部品には同一の符号を付している。図３に示すように、携帯機器１００は、本体１１０と、ディスプレイ６５と、赤外線カメラ６８と、赤外線ＬＥＤ６９とを備えている。

ディスプレイ６５は、本体１１０の上面から露出するように配置されている。図３の例では、ディスプレイ６５の画面の形状は長方形であるが、画面の形状として、例えば輪郭の一部に直線を有する角丸四角形の形状を用いることもできる。赤外線カメラ６８および赤外線ＬＥＤ６９は、ディスプレイ６５の上隣の位置にそれぞれ離間して配置されている。このように、ディスプレイ６５、赤外線カメラ６８および赤外線ＬＥＤ６９は、携帯機器１００の同じ面に搭載されている。

次に、第１の実施形態における、図１に示す携帯機器１００により実行される認証方法について説明する。

図４は、第１の実施形態における、虹彩認証方法の一例を示すフローチャートである。本フローチャートは、眼鏡をかけたユーザに対する虹彩認証方法を想定している。また、光点の形状が真円であるものとして説明する。

まず、表示部５０は、ガイド画像を画面に表示する（Ｓ１０１）。ガイド画像とは、ユーザの目の画像を撮影する際に、ユーザに対して、画面に映ったユーザの両目が画面上の指定領域内に入るように誘導させるために表示する画像である。すなわち、ガイド画像を表示することによって、当該指定領域の位置が画面上で指定される。本実施形態では、指定領域以外の場所が半透明の暗い色でマスクされたように見える画像を、ガイド画像として例示している。

図５は、両目の画像の取得方法の一例を示す図である。図５（ａ）は、ガイド画像の一例を示す図である。図５（ａ）に示すように、ガイド画像７２は、両目の位置を指定する２つの円状の指定領域７３と、指定領域７３以外のマスク領域７４とを有している。このマスク領域７４は、指定領域７３よりも暗く表示されている。なお、２つの円状の領域の間隔および面積は、ユーザの顔の大きさに応じて適宜変更することも可能である。また、指定領域７３の形状として、例えば、四角形などの多角形や、楕円形などの形状を用いることもできる。

表示部５０がガイド画像を画面に表示している間、撮像部３０は、ユーザの両目の画像を撮影している（Ｓ１０２）。図５（ｂ）は、ガイド画像７２によって誘導された両目の位置を示す図である。Ｓ１０２において、受信部１１は、眼鏡８０をかけたユーザの両目がガイド画像７２の指定領域７３内に入ったときに撮影された両目の画像を受信する。そして、検出部１２は、両目の画像から、虹彩の模様と、眼鏡に写った光点とを検出する（Ｓ１０３）。画像中の虹彩を認識する処理方法として、例えばＤａｕｇｍａｎのアルゴリズムを用いることができる。

続いて、照合部１３は、検出された虹彩の模様を、予め記憶部２０に登録されたユーザの虹彩の模様のテンプレートと照合する（Ｓ１０４）。

続いて、判定部１４は、虹彩認証に成功したか否かを判定する（Ｓ１０５）。判定部１４は、両目のうち、少なくとも一方の目の虹彩がテンプレートと一致した場合に、虹彩認証に成功したと判定する。虹彩認証に成功したと判定された場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、虹彩認証の処理を終了する。一方、虹彩認証に成功しなかったと判定された場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、判定部１４は、虹彩の領域と光点の領域が、所定の割合以上重なっているか否かを判定する（Ｓ１０６）。Ｓ１０６では、まず算出部１６は、瞼から露出している虹彩の領域の面積と、虹彩の領域に重なっている光点の面積とを算出する。続いて算出部１６は、虹彩の領域の面積に対する光点の面積の割合を算出する。そして、判定部１４は、算出された割合が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定する。閾値は、例えば０．１〜０．２程度である。

Ｓ１０６において、虹彩の領域と光点の領域が、所定の割合以上重なっていないと判定された場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、虹彩認証に成功しなかった原因が光点によるものではないと判定し、虹彩認証の処理を終了する。一方、虹彩の領域と光点の領域が、所定の割合以上重なっていると判定された場合（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、虹彩認証に成功しなかった原因が光点によるものであると判定し、領域情報取得部１５は、検出部１２によって検出された虹彩および光点の各領域から、中心の座標および半径の情報を取得する（Ｓ１０７）。

図６は、領域情報取得部が取得する情報を説明するための図である。図６は、携帯機器１００の表示部５０の画面に表示された両目の画像を示しており、当該画像は、両目の中の虹彩の領域８１、８３、領域８１、８３と重なって表示された光点８２、８４、および眼鏡８０の画像を含む。表示部５０は、後述するように、撮影した画像をミラー反転して画面に表示する。このため、画面に表示された両目の画像は、右側の目が右目を示しており、左側の目が左目を示している。領域情報取得部１５は、ミラー反転する前の画像を用いてＳ１０７の処理を実行するが、説明の便宜上、画面に表示された両目の画像を用いてＳ１０７の処理を説明する。

Ｓ１０７において、領域情報取得部１５は、左目の虹彩の領域の中心の座標（ｘ１，ｙ１）と、左目の虹彩の領域の半径Ｒ１と、左目に重なっている光点の中心の座標（ｐ１，ｑ１）と、左目の虹彩の領域に重なっている光点の半径ｒ１とを取得する。また、領域情報取得部１５は、右目の虹彩の領域の中心の座標（ｘ２，ｙ２）と、右目の虹彩の領域の半径Ｒ２と、右目の虹彩の領域に重なっている光点の中心の座標（ｐ２，ｑ２）と、右目に重なっている光点の半径ｒ２とを取得する。

Ｓ１０７の処理の後、算出部１６は、領域情報取得部１５によって取得された中心の座標および半径の情報を用いて、虹彩の領域に重なっている光点を、虹彩の領域と重ならなくなるまで移動させた場合の最小の移動ベクトルを算出する（Ｓ１０８）。

図７は、最小の移動ベクトルを算出する背景を説明するための図である。図７（ａ）は、虹彩の領域および光点の位置関係の一例を示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す２つの光点に対して、所定の方向に同一の距離を移動させたときの図を示している。図７（ｃ）は、虹彩の領域および光点の位置関係の別の一例を示している。図７（ｄ）は、図７（ｃ）に示す２つの光点に対して、所定の方向に同一の距離を移動させたときの図を示している。なお、図中の矢印が移動ベクトルを示している。

図７（ａ）の例では、２つの光点８２、８４に対して同一の距離を移動させた場合、図７（ｂ）に示すように、右目の虹彩の領域８３に重なっていた光点８４は虹彩の領域８３から外れているのに対し、左目の虹彩の領域８１に重なっていた光点８２は、依然として虹彩の領域８１と重なったままである。このことから、図７（ａ）の例では、右目の虹彩の領域８３に重なっている光点８４の移動距離の方が、左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２の移動距離よりも短いことがわかる。

一方、図７（ｃ）の例では、２つの光点８２、８４に対して同一の距離を移動させた場合、図７（ｄ）に示すように、左目の虹彩の領域８１に重なっていた光点８２は虹彩の領域８１から外れているのに対し、右目の虹彩の領域８３に重なっていた光点８４は、依然として虹彩の領域８３と重なったままである。このことから、図７（ｃ）の例では、左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２の移動距離の方が、右目の虹彩の領域８３に重なっている光点８４の移動距離よりも短いことがわかる。

このように、画面に表示された虹彩の領域と光点の位置関係によって、両者が重ならなくなるまで移動させたときに、左目に重なっていた光点８２の移動距離と、右目に重なっていた光点８４の移動距離のどちらが短いのかが決まる。以下、Ｓ１０８の処理の手順について説明する。

図８は、Ｓ１０８の処理の手順を示すフローチャートである。

まず、算出部１６は、領域情報取得部１５によって取得された中心の座標および半径の情報を用いて、左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２を、虹彩の領域８１と重ならなくなるまで移動させたときの最短の移動距離Ｌ１、および右目の虹彩の領域８３に重なっている光点８４を、虹彩の領域８３と重ならなくなるまで移動させたときの最短の移動距離Ｌ２を算出する（Ｓ２０１）。

虹彩の領域に重なっている光点を、虹彩の領域と重ならなくなるまで移動させるためには、虹彩の領域の中心から光点の中心へ向かう方向に移動させるのが最短である。また、光点が移動を開始して虹彩の領域の外周線を超えた後、光点が虹彩の領域に外接した状態になったときに、初めて虹彩の領域と光点とが重ならなくなる。このとき、虹彩の領域の中心と光点の中心との距離は、虹彩の領域の半径と光点の半径との和と等しくなる。換言すると、虹彩の領域の中心と光点の中心との距離が、虹彩の領域の半径と光点の半径との和よりも大きい場合には、虹彩の領域と光点とが重ならない。光点の最短の移動距離は、光点が移動を開始してから、虹彩の領域の中心と光点の中心との距離が、虹彩の領域の半径と光点の半径との和と等しくなるまでに移動した距離である。

以上を踏まえて、図６に示す座標および半径のパラメータを用いながら、左目に重なっている光点の移動距離の算出方法について説明する。

図９は、第１の実施形態における、光点の移動距離の算出方法を説明するための図である。図９は、携帯機器１００の表示部５０の画面に表示された左目の像を示している。図９は、図６に示す状態から虹彩の領域８１と光点８２とが重ならなくなるまでの最短の移動距離を移動して、光点８２が虹彩の領域８１に外接した状態を示している。また、移動前の光点８２を点線で示している。虹彩の領域８１の中心の座標を（ｘ１，ｙ１）とし、移動前の光点８２の中心の座標を（ｐ１，ｑ１）とする。また、最短の移動距離を移動した後の光点８２の中心の座標を（ｘ，ｙ）とする。図９を用いた説明では、虹彩の領域８１の中心を原点としたｘｙ座標系を想定したときに、光点８２がｘｙ座標系の第４象限内で、ｘ軸の正の方向、且つｙ軸の負の方向に移動するものと仮定する。すなわち、ｘ＞ｐ１＞ｘ１およびｙ＜ｑ１＜ｙ１であると仮定する。

図９に示すように、光点８２のｘ軸方向の移動距離をΔｐ、光点８２のｙ軸方向の移動距離をΔｑとすると、光点８２の移動ベクトルは、（△ｐ，△ｑ）と表すことができる。このとき、ｘおよびｙは、それぞれ
（式１）：

と表すことができる。

虹彩の領域８１の中心と、最短の移動距離を移動した後の光点８２の中心との距離が虹彩の領域８１の半径Ｒ１と光点８２の半径ｒ１との和と等しい場合、以下の方程式が成り立つ。
（式２）：

さらに、光点８２が虹彩の領域８１の中心から光点８２の中心へ向かう方向に移動する場合、虹彩の領域８１の中心と移動前の光点８２の中心とを結ぶ直線の傾きと、虹彩の領域８１の中心と最短の移動距離を移動した後の光点８２の中心とを結ぶ直線の傾きとが等しくなることから、以下の方程式が成り立つ。
（式３）：

式２および式３の連立方程式を解くと、ｘおよびｙは、それぞれ
（式４）：

（式５）：

と算出される。よって、左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２の最短の移動距離Ｌ１は、移動前の光点８２の中心と移動後の光点８２の中心との距離と等しいことから、
（式６）：

と算出される。

Ｌ１と同様の算出方法により、図６に示されている、右目の虹彩の領域８３に重なっている光点８４の最短の移動距離Ｌ２は、
（式７）：

と算出される。

図８に戻り、Ｓ２０１の後、判定部１４は、左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２の最短の移動距離Ｌ１と、右目に重なっている光点８４の最短の移動距離Ｌ２とを比較し、Ｌ１がＬ２以下であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。

Ｌ１がＬ２以下であると判定された場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、算出部１６は、Ｌ１に基づいて、左目に重なっている光点８２の移動ベクトルを算出する（Ｓ２０３）。光点８２の移動ベクトルは、（Δｐ，Δｑ）で表すことができる。式４および式５を式１に代入することによって、ΔｐおよびΔｑは、
（式８）：

（式９）：

と算出することができる。

一方、Ｌ１がＬ２以下でないと判定された場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、算出部１６は、Ｌ２に基づいて、右目に重なっている光点８４の移動ベクトルを算出する（Ｓ２０４）。

右目の虹彩の領域８３に重なっている光点８４の場合、ｘおよびｙは、それぞれ
（式１０）：

と表すことができる。左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２の場合と同様の方法で連立方程式を解くと、xおよびyは、それぞれ
（式１１）：

（式１２）：

と算出される。式１１および式１２を式１０に代入すると、移動ベクトルのｘ座標Δｐ、および移動ベクトルのｙ座標Δｑは、それぞれ
（式１３）：

（式１４）：

と算出される。

以上のようにして、携帯機器１００は、Ｓ１０８の処理を実行することができる。

図４に戻り、Ｓ１０８の後、画像制御部１７は、一方の虹彩の領域と光点とが重ならないようにするため、Ｓ１０８で算出された移動ベクトルに基づいて、ガイド画像７２の指定領域７３の表示位置を移動する（Ｓ１０９）。

ここで、撮像部３０によって撮影された画像と、画面に表示される画像との関係について説明する。

図１０は、赤外線カメラによって撮影されたユーザの顔の画像を画面に表示しているときの様子を示す図である。図１０では、説明の便宜上、ガイド画像７２を非図示としている。図１０（ａ）に示すように、赤外線カメラ６８によって撮影されたユーザ８５の顔の画像をそのまま画面に表示した場合、画面に映った２つの目のうち、ユーザ８５の右目は左側の目として映り、ユーザ８５の左目は右側の目として映る。すなわち、ユーザ８５の目は左右逆の位置に表示される。このとき、図１０（ｂ）に示すように、携帯機器１００の位置を固定した状態でユーザ８５が頭部を画面に対して右方向へ動かすと、画面上の顔の画像は、頭部の移動方向と逆の方向、すなわち左方向に移動する。このため、ガイド画像７２の表示位置を移動させた後に、ユーザ８５が再び目の位置をガイド画像７２の位置に合わせようとした場合、その調整は必ずしも容易ではない。

図１１は、第１の実施形態における、赤外線カメラによって撮影されたユーザの顔の画像を画面に表示しているときの様子を示す図である。図１１でも、説明の便宜上、ガイド画像７２を非図示としている。図１１（ａ）に示すように、本実施形態では、赤外線カメラ６８によって撮影されたユーザ８５の顔の画像をミラー反転して画面に表示させている。このため、図１１（ｂ）に示すように、赤外線カメラによって撮影されたユーザ８５の顔の画像をそのまま画面に表示した場合、画面に映った２つの目のうち、ユーザ８５の右目は右側の目として映り、ユーザ８５の左目は左側の目として映る。そして、携帯機器１００の位置を固定した状態でユーザ８５が頭部を画面に対して右方向へ動かすと、画面上の顔の画像は、頭部の移動方向と同じ方向、すなわち右方向に移動する。

このように、本実施形態では、赤外線カメラ６８によって撮影されたユーザ８５の顔の画像をミラー反転して画面に表示させる。この方法によれば、ガイド画像の表示位置を移動させた後に、ユーザが再び目の位置をガイド画像の位置に合わせようとした場合においても、ユーザは直感的に、容易に目の位置をガイド画像の位置に合わせることができる。以下、Ｓ１０９の処理について説明する。

図１２は、携帯機器を動かしたときの画面上の光点の挙動を示す図である。図１２でも、説明の便宜上、ガイド画像７２を非図示としている。図１２（ａ）は、携帯機器１００を動かす前の状態を示している。図１２（ｂ）は、携帯機器１００を動かした後の状態を示している。眼鏡８０をかけたユーザが、目の位置を固定した状態で携帯機器１００を図１２（ａ）に示す状態から右方向に動かすと、図１２（ｂ）に示すように、画面上の、眼鏡のレンズに写った光点８２、８４も、目の位置に対して右方向に移動する。Ｓ１０９の処理は、この性質を利用して、一方の目と光点とが重ならないようにするために、携帯機器１００とユーザの顔との相対位置が変わるように促すための処理である。Ｓ１０９では、相対位置が変わるように促すための手段として、画面上のガイド画像７２の表示位置を移動させる処理が実行される。

図１３は、Ｓ１０９において、ガイド画像の指定領域の表示位置を移動させたときの光点の挙動の一例を示す図である。図１３（ａ）は、ガイド画像７２の表示位置を移動させる前の状態を示している。図１３（ｂ）は、ガイド画像７２の指定領域７３の表示位置を移動させているときの状態を示している。図１３（ｃ）は、ガイド画像７２の指定領域７３の表示位置を移動させた後の状態を示している。以下では、移動ベクトルの方向が右方向であるものと仮定して説明する。

図１３（ａ）に示すように、移動前は、ユーザの両目が指定領域７３内に収まっている。ここで、図１３（ｂ）に示すように、目の位置を図１３（ａ）に示す位置に固定した状態で、指定領域７３を移動ベクトルの方向とは逆の方向、すなわち左方向に移動させる。このとき、指定領域７３の移動距離は、Ｓ１０８で算出された移動ベクトルに所定の係数を乗じることによって決定された距離である。なお、一方の目が光点と重ならないようにするために最低限必要な指定領域７３の移動距離は、赤外線カメラ６８の屈折率や倍率などの光学特性の他、ユーザの眼鏡の屈折率などの光学特性にも依存する。このため、係数は、ユーザ毎、あるいは眼鏡の種類毎に異なる係数を個別に設定することもできる。

指定領域７３を左方向に移動させると、図１３（ｂ）に示すように、ユーザの両目は指定領域７３から外れてしまう。このため、ユーザは、指定領域７３と両目の位置とを再び合わせようとして、頭部の位置を固定した状態で、携帯機器１００のみを指定領域７３の移動方向に対して逆の方向、すなわち右方向に移動させる。すると、図１３（ｃ）に示すように、ユーザの両目がガイド画像７２の指定領域７３内に再び収まり、眼鏡８０のレンズに写った光点８２、８４は、それぞれ携帯機器１００の移動方向と同じ方向である右方向に移動する。すると、光点８２、８４のうち、少なくとも右目の光点８４は、虹彩の領域８３と重ならない状態となる。これにより、右目の虹彩の認識率が向上し、虹彩認証を妨げる一因である光点による影響を排除することが可能となる。また、移動ベクトルに基づいてガイド画像７２の指定領域７３の表示位置を移動させることによって、指定領域７３の移動距離を最小限に抑えることができる。

Ｓ１０９の後Ｓ１０２に戻り、再び虹彩認証の処理を実行する。

以上のようにして、携帯機器１００による認証処理を実行する。

第１の実施形態によれば、画像に含まれる光点が虹彩の領域に重なっている場合に、虹彩の領域と光点との位置関係に基づいて、画面における目の位置を指定するガイド画像の表示位置を移動させる。この方法によれば、例え虹彩の領域と光点とが重なった状態で画面に表示されても、携帯機器１００の移動動作によって虹彩の領域と光点とが重ならなくなるため、虹彩認証を実施する場所に依らず、高精度で本人認証を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、虹彩の領域の中心から光点の中心へ向かう方向に平行な、光点の移動ベクトルを算出した。これに対して第２の実施態様では、移動ベクトルの方向を、画面が延在する方向に沿った所定の座標軸に平行な方向に固定することを特徴としている。

以下、図１４および図１５を参照しながら、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における携帯機器を携帯機器１００ａとする。携帯機器１００ａの機能ブロック図は、図１に示す第１の実施形態における携帯機器１００と同様であるので、説明を省略する。また、携帯機器１００ａのハードウェア構成図は、図２に示す第１の実施形態における携帯機器１００のハードウェア構成図と同様であるので、説明を省略する。

図１４は、第２の実施形態における、虹彩認証方法の一例を示すフローチャートである。

まず、図１に示すＳ１０１乃至Ｓ１０７と同様の処理を実行する。

Ｓ１０７の処理の後、算出部１６は、領域情報取得部１５によって取得された座標および半径の情報を用いて、虹彩の領域に重なっている光点を、虹彩の領域と重ならなくなるまで所定の座標軸に平行な方向に移動させた場合の、最小の移動ベクトルを算出する（Ｓ１０８ａ）。ここで、図６に示す座標および半径のパラメータを用いながら、右目の虹彩の領域に重なっている光点の移動距離の算出方法について説明する。ここでは、移動ベクトルの方向をｘ軸に平行な方向に固定した場合の例について説明する。

図１５は、第２の実施形態における、光点の移動距離の算出方法を説明するための図である。図１５は、携帯機器１００ａの表示部５０の画面に表示された左目の画像を示しており、図６に示す状態から虹彩の領域８１と光点８２とが重ならなくなるまでの最短の移動距離を移動して、光点８２が虹彩の領域８１に外接した状態を示している。また、移動前の光点８２を点線で示している。虹彩の領域８１の中心の座標を（ｘ１，ｙ１）とし、移動前の光点８２の中心の座標を（ｐ１，ｑ１）とする。また、最短の移動距離を移動した後の光点８２の中心の座標を（ｘ，ｙ）とする。図１５を用いた説明では、虹彩の領域８１の中心を原点としたｘｙ座標系を想定したときに、光点８２がｘｙ座標系の第４象限内で、ｘ軸の正の方向に移動するものと仮定する。すなわち、ｘ＞ｐ１＞ｘ１およびｙ＝ｑ１＜ｙ１であると仮定する。

図１５に示すように、光点８２のｘ軸方向の移動距離をΔｒとすると、光点８２の移動ベクトルは、（△ｒ，０）と表すことができる。このとき、ｘおよびｙは、それぞれ
（式１５）：

と表すことができる。

虹彩の領域８１に重なっている光点８２を、虹彩の領域８１と重ならなくなるまで移動させたときの光点８２の最短の移動距離は、光点８２が移動を開始してから、虹彩の領域８１の中心と光点８２の中心との距離が、虹彩の領域８１の半径と光点８２の半径との和と等しくなるまでに移動した距離である。図１５の例では、虹彩の領域８１の中心の座標（ｘ１，ｙ１）と、最短の移動距離を移動した後の光点８２の中心の座標（ｘ，ｙ）とを結ぶ直線上に、外接点が存在する。すなわち、式２と同様に、以下の方程式によって表すことができる。
（式１６）：

ここで、式１５のｘおよびｙを式１６に代入すると、
（式１７）：

となる。ｘ＞ｐ１＞ｘ１を前提として式１７を変形すると、Δｒは、
（式１８）：

と算出される。

よって、左目の虹彩の領域８１に重なっている光点８２の最短の移動距離Ｌ１は、
（式１９）：

と算出される。

Ｌ１と同様の算出方法により、図６に示されている、右目の虹彩の領域８３に重なっている光点８４の最短の移動距離Ｌ２は、
（式２０）：

と算出される。

以上のようにして、携帯機器１００ａは、Ｓ１０８の処理を実行することができる。

Ｓ１０８の処理の後、図４に示すＳ１０９以降の処理と同様の処理を実行する。Ｓ１０５で肯定（Ｙｅｓ）判定された場合、またはＳ１０６で否定（Ｎｏ）判定された場合に、虹彩認証の処理を終了する。

以上のようにして、携帯機器１００ａによる認証処理を実行する。

第２の実施形態によれば、移動ベクトルの方向を所定の座標軸に平行な方向に固定している。このため、光点の最短の移動距離を算出する処理を簡略化することができる。ここでは、移動ベクトルの方向をｘ軸に平行な方向に固定した例について説明したが、ｙ軸に平行な方向に固定することも可能である。但し、携帯機器ａを操作しながら虹彩認証を行うユーザにとっては、画面上で２つの目が並ぶ方向、すなわちｘ軸に平行な方向に移動ベクトルの方向を固定する方法が、ユーザにとって操作が容易となるため好ましい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は特定の実施例に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、第１および第２の実施形態では光点の形状は真円であったが、光点が楕円形や棒状など、真円と異なる形状を有していても、本発明を適用することができる。また、例えば、図１３では、両目のうち、右目の光点８４だけが虹彩の領域８３から外れる例について説明したが、両目の光点８２、８４がそれぞれ虹彩の領域８１、８３から外れる程度まで指定領域７３を移動させることもできる。

なお、前述した携帯端末装置および制御方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＳＤメモリカードなどのメモリカードである。なお、前記コンピュータプログラムは、前記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されるものであってもよい。

１０：制御部
１１：受信部
１２：検出部
１３：照合部
１４：判定部
１５：領域情報取得部
１６：算出部
１７：画面制御部
２０：記憶部
３０：撮像部
４０：入力部
５０：表示部
６０：プロセッサ
６１：オーディオ入出力部
６２：ＲＯＭ
６３：ＲＡＭ
６４：タッチセンサ
６５：ディスプレイ
６６：無線部
６７：アンテナ
６８：赤外線カメラ
６９：赤外線ＬＥＤ
７２：ガイド画像
７３：指定領域
７４：マスク領域
８０：眼鏡
８１、８３：虹彩の領域
８２、８４：光点
８５：ユーザ
１００、１００ａ：携帯機器

Claims (9)

1. カメラと、前記カメラによって撮影された画像を表示する表示部とを用いて、虹彩を用いた照合処理を実行する携帯機器において、
   前記画像に含まれる光点が虹彩の領域に重なっている場合に、前記光点と前記虹彩の領域との位置関係に基づいて、前記表示部の画面における目の位置を指定するガイド画像の表示位置を前記光点と前記虹彩の領域とが重ならなくなるまで最短距離で移動させることのできる画面制御部を有することを特徴とする携帯機器。
2. 前記光点が前記虹彩の領域に重なっている場合に、前記画面上で前記虹彩の領域と前記光点とが重ならなくなるまで前記光点を移動させたときの移動ベクトルを算出する算出部を更に有し、
   前記画面制御部は、前記算出部によって算出された前記移動ベクトルに基づいて決定された移動方向に、前記ガイド画像の表示位置を移動させることを特徴とする請求項１記載の携帯機器。
3. 前記移動ベクトルは、前記画面が延在する方向に沿った所定の座標軸に平行な方向を有することを特徴とする請求項２記載の携帯機器。
4. 前記所定の座標軸は、前記画面の輪郭に含まれる直線に平行であることを特徴とする請求項３記載の携帯機器。
5. 前記画面制御部は、前記移動ベクトルと逆の方向に前記表示位置を移動させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の携帯機器。
6. 前記画面制御部は、前記移動ベクトルの大きさに所定の係数を乗じることによって、前記表示位置の移動量を算出することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の携帯機器。
7. 前記表示部は、前記画像をミラー反転して表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の携帯機器。
8. カメラと、前記カメラによって撮影された画像を表示する表示部とを用いて、虹彩を用いた照合処理を実行する携帯機器によって実行される認証方法であって、
   前記画像に含まれる光点が虹彩の領域に重なっている場合に、前記光点と前記虹彩の領域との位置関係に基づいて、前記表示部の画面における目の位置を指定するガイド画像の表示位置を前記光点と前記虹彩の領域とが重ならなくなるまで最短距離で移動させられることを特徴とする認証方法。
9. カメラと、前記カメラによって撮影された画像を表示する表示部とを用いて、虹彩を用いた照合処理を実行する携帯機器に、
   前記画像に含まれる光点が虹彩の領域に重なっている場合に、前記光点と前記虹彩の領域との位置関係に基づいて、前記表示部の画面における目の位置を指定するガイド画像の表示位置を前記光点と前記虹彩の領域とが重ならなくなるまで最短距離で移動可能にさせるための認証プログラム。

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