眼睛图像摄取装置.pdf

一种眼睛图像摄取装置，包括：成像单元(120)，用于摄取用户的眼睛作为眼睛图像；聚焦度计算单元(130)，用于根据所述眼睛图像来计算高频成分的幅度；阈值设定单元(150)，用于设定特定于授权用户的聚焦阈值；以及聚焦判定单元(140)，用于通过比较所述高频成分的幅度和所述聚焦阈值来进行聚焦判定，从而为所述授权用户设定最佳的聚焦阈值。

权利要求书
1.  一种眼睛图像摄取装置，包括：
成像单元，用于摄取用户的眼睛图像；
聚焦度计算单元，用于根据所述成像单元摄取的眼睛图像计算聚焦度；
阈值设定单元，用于设定特定于授权用户的聚焦阈值；以及
聚焦判定单元，用于通过比较所述聚焦度和所述聚焦阈值来进行聚焦判定，
其中，所述阈值设定单元根据所述授权用户的眼睛图像来设定所述聚焦阈值。

2.  如权利要求1所述的眼睛图像摄取装置，
其中，所述聚焦度计算单元计算在所述成像单元摄取的眼睛图像中所包含的高频成分的幅度作为聚焦度，并且
其中，所述阈值设定单元从多个聚焦度中选择最大值，从而根据该最大值设定所述聚焦阈值，所述多个聚焦度是根据所述授权用户的不同成像距离的多个眼睛图像而分别计算出来的。

3.  如权利要求1所述的眼睛图像摄取装置，
其中，所述阈值设定单元根据所述聚焦度来设定所述聚焦阈值，所述聚焦度是根据所述授权用户的、在焦距处摄取的眼睛图像而计算出来的。

4.  一种眼睛图像摄取装置，包括：
成像单元，用于摄取用户的眼睛图像；
虹膜直径/半径计算单元，用于计算所述眼睛图像中的虹膜直径/半径；
参考直径/半径设定单元，用于设定特定于授权用户的参考虹膜直径/半径；和
聚焦判定单元，用于通过比较所述虹膜直径/半径和所述参考虹膜直径/半径来进行聚焦判定，
其中，所述参考直径/半径设定单元根据所述授权用户的眼睛图像来设定所述参考虹膜直径/半径。

5.  如权利要求4所述的眼睛图像摄取装置，
其中，所述参考直径/半径设定单元将根据所述授权用户的、在所述焦距处摄取的眼睛图像而计算出的虹膜直径/半径的值设定为所述参考虹膜直径/半径。

6.  一种眼睛图像摄取装置，包括：
成像单元，用于摄取用户的眼睛图像；
聚焦度计算单元，用于根据所述成像单元摄取的眼睛图像来计算聚焦度；
阈值设定单元，用于设定特定于授权用户的聚焦阈值；
第一聚焦判定单元，用于通过比较所述聚焦度和所述聚焦阈值来进行聚焦判定；
虹膜直径/半径计算单元，用于计算所述眼睛图像中的虹膜直径/半径；
参考直径/半径设定单元，用于设定特定于所述授权用户的参考虹膜直径/半径；以及
第二聚焦判定单元，用于通过比较所述虹膜直径/半径和所述参考虹膜直径/半径来进行聚焦判定，
其中，在不能由所述第一聚焦判定单元获得聚焦判定的情况下，由所述第二聚焦判定单元进行聚焦判定。

7.  如权利要求6所述的眼睛图像摄取装置，
其中，所述参考直径/半径设定单元将在不同成像距离的多个眼睛图像中的聚焦度最大的眼睛图像的虹膜直径/半径设定为所述授权用户的参考虹膜直径/半径。

8.  如权利要求6所述的眼睛图像摄取装置，
其中，所述参考直径/半径设定单元从根据不同成像距离的多个眼睛图像而分别计算出来的所述多个虹膜直径/半径中，将聚焦度相同并且虹膜直径/半径之比等于预定值的两个虹膜直径/半径的值设定为所述授权用户的两个参考虹膜直径/半径，并且
其中，所述阈值设定单元将所述聚焦度设定为所述聚焦阈值。

说明书眼睛图像摄取装置
技术领域
本发明涉及一种眼睛图像摄取装置，特别是涉及能够安装在移动终端设备上的眼睛图像摄取装置。
背景技术
通常，利用近红外线等照亮用户的眼睛或者眼睛的周围，利用拍摄装置来拍摄眼睛图像及其周围图像(以下统称为“眼睛图像”)，从获得的眼睛图像中抽取出虹膜信息，并且将该虹膜信息与已经在虹膜信息数据库中注册的虹膜信息进行比较，由此完成虹膜识别，从而实现对人的识别。为了精确地抽取出用户的虹膜信息，所使用的眼睛图像摄取装置必须高精度地摄取眼睛图像。因此，提出了一种使用自动聚焦技术的眼睛图像摄取装置，其从所获取的整个面部的图像中检测眼睛位置，并且通过利用变焦透镜来将所述眼睛进行放大从而获得期望大小的眼睛图像。
在这种自动聚焦技术中，控制是这样进行的：利用在被摄物被对焦(以下称为“聚焦”)而可以清晰地获得轮廓图像时图像信号中包含了许多高频成分的特性，在改变透镜位置的同时，对图像信号中的高频成分进行积分，并且搜索积分值最大处的透镜位置。而且，为了迅速地搜索透镜位置，通常采用所谓的“上山法”(例如，参见JP-A-2000-131598)，在该方法中，按照高频成分增加的方向逐渐地改变透镜位置。
另一方面，近年来，随着使用诸如移动电话的移动终端设备的账户结算系统等的推广，一直试图使移动终端设备具有高个人识别可靠性的虹膜识别功能。然而，眼睛图像摄取装置需要用于驱动透镜的驱动系统，而且难以减小光学系统的大小以及重量。因此，将具有自动聚焦机构的眼睛图像摄取装置安装在诸如移动电话之类的移动终端设备上是极其困难的。由于这些原因，提出了一种用于移动终端设备的眼睛图像摄取装置，其安装有利用定焦透镜的小型、轻便且廉价的拍摄装置，根据在图像信号中所包含的高频成分的幅度来判定聚焦度，并且引导成像距离使得高频成分的幅度大于预定阈值。
然而，不仅在虹膜图案(pattern)和诸如睫毛或眼皮等眼睛的各个部分的形状方面的个体差异很大，而且在眼睛图像信号中的高频成分的幅度方面的个体差异也是很大的。因此，引导成像距离使得高频成分的幅度可大于预定阈值的方法具有这样的问题，即，不能根据用户眼睛各个部分的形状来得到稳定的聚焦判定。该问题可举例说明如下，即，一些用户可能获得未聚焦的眼睛图像，或者既不能获得聚焦判定又不能获得眼睛图像。
本发明旨在解决上述的问题，其目的在于提供一种眼睛图像摄取装置，这种眼睛图像摄取装置通过利用小型、轻便且廉价的定焦透镜，不论用户眼睛各部分的形状如何，都可以得到稳定的聚焦判定，并且这种眼睛图像摄取装置可以安装到移动终端设备上。
发明内容
根据本发明，提供了一种眼睛图像摄取装置，包括：成像单元，用于摄取用户的眼睛图像；聚焦度计算单元，用于根据所述成像单元所摄取的眼睛图像来计算聚焦度；阈值设定单元，用于设定特定于授权用户的聚焦阈值；以及聚焦判定单元，用于通过比较所述聚焦度和所述聚焦阈值来进行聚焦判定，其中，所述阈值设定单元根据所述授权用户的眼睛图像来设定聚焦阈值。
附图说明
图1是表示根据本发明实施例1的眼睛图像摄取装置的构成的方框图；
图2是示意性地表示不同用户的聚焦度和成像距离之间的关系的曲线图；
图3是表示本发明的实施例1中的在聚焦阈值设定时的工作过程的流程图；
图4是表示根据本发明实施例2的眼睛图像摄取装置的构成的方框图；
图5是表示要摄取的图像的倍率和虹膜直径/半径与成像距离之间的关系地曲线图；
图6是表示根据本发明实施例3的眼睛图像摄取装置的构成的方框图；
图7是示意性地表示不同用户的虹膜直径/半径和聚焦度之间的关系的曲线图；
图8是表示本发明的实施例3的在虹膜识别时的图像摄取工作过程的流程图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施例的眼睛图像摄取装置进行说明。
实施例1
图1是表示根据本发明实施例1的眼睛图像摄取装置的构成的方框图。实施例1中的眼睛图像摄取装置100具有：成像单元120，用于摄取用户的眼睛图像；聚焦度计算单元130，用于计算眼睛图像中所包含的高频成分的幅度作为聚焦度；阈值设定单元150，用于设定特定于授权用户的聚焦阈值；聚焦判定单元140，用于通过比较聚焦度和聚焦阈值来判定聚焦；和照明单元(未示出)，用于通过将近红外线以适于获得眼睛图像的光量进行照射来照亮用户的眼睛及眼睛的周围。
成像单元120包括透镜121、可见光滤光器122、成像元件123、图像信号处理部分124和引导镜125。在实施例1中，使用定焦透镜作为透镜121来减小光学系统的大小、重量和成本。当用户将他或她的眼睛映到引导镜125上时，引导镜125将用户的眼睛引导到正确的成像位置。用户的眼睛通过透镜121和可见光滤光器122在成像元件123上成像。图像信号处理部分124从成像元件123的输出信号中抽取出图像信号成分，并且把该图像信号成分作为用于增益调整等的图像信号进行必要的处理。图像信号处理部分124输出经处理的图像信号，作为用户的眼睛图像信号。
聚焦度计算单元130包括滤波器部分131和积分部分132。滤波器部分131从图像信号处理部分124输出的图像信号中抽取出具有适合于聚焦判定的预定频段的高频成分的信号，并将抽取出的高频成分信号输出到积分部分132。积分部分132在一个画面(或者一帧)范围内，对经滤波器部分131获得的高频成分的平方值或者绝对值进行积分，并将积分的值输出作为眼睛图像中包含的高频成分的幅度。从积分部分132输出的、并且在眼睛图像中包含的高频成分的幅度将称为“聚焦度F”。
聚焦判定单元140通过将聚焦度F和利用后面说明的方法所确定的聚焦阈值Fth进行比较来进行聚焦判定。因此，作为聚焦判定单元140的输出而得到的聚焦判定输出以及眼睛图像输出即图像信号处理部分124的输出被输入给虹膜识别装置(未示出)，从而通过使用已经被判定为聚焦的眼睛图像信号来进行虹膜识别。
阈值设定单元150按照下述方式为安装有本发明的实施例1的眼睛图像摄取装置100的移动终端设备的授权用户，诸如终端的合约使用者或者终端所有者设定聚焦阈值Fth。当授权用户注册虹膜信息时，首先，以眼睛图像摄取装置100和眼睛之间的不同距离摄取眼睛图像，从而得到对应不同成像距离X的多个眼睛图像，并为各个眼睛图像确定聚焦度F。阈值设定单元150从这样获得的多个聚焦度F中确定最大值Fmax，并将最大值Fmax乘以下面所述的预定系数来确定聚焦阈值Fth。在授权用户因转移等而改变的情况下，当新的授权用户再次将虹膜信息注册到虹膜识别装置中时，必须重新设置聚焦阈值Fth。
现在将说明为授权用户设置聚焦阈值Fth的原因。图2是示意性地表示不同用户的聚焦度F和成像距离X之间的关系的曲线图。字母A、B、C代表三个不同用户的关系。在实施例1中，使用定焦透镜作为透镜121。因此，聚焦度F为最大值的成像距离Xf由定焦透镜的焦距(即，正好聚焦时的距离)来确定，且该成像距离Xf对不同的用户来说是相同的。然而，如图2所示，对于不同的人来说，聚焦度F和成像距离X之间的关系是不相同的。造成这种现象，是因为不同的人的虹膜图案是不同的，从而，对于不同的人来说，含在眼睛图像中的高频成分是不同的，另外，高频成分还受到虹膜以外的部分如睫毛或眼皮等眼睛的各部分形状的影响。
因此，为了获得对每一个眼睛图像摄取装置的每一个授权用户进行了聚焦的眼睛图像，必须确定特定于每一个用户的聚焦度的最大值Fmax，以便以聚焦度F为Fmax时的距离Xf来摄取眼睛图像。然而，在实际应用中，以最大聚焦度F的距离Xf来摄取眼睛图像是困难的。因此，实际应用中，即使聚焦度F没有达到最大值，只要是不会妨碍虹膜识别范围内的眼睛图像，就视其为已聚焦的眼睛图像，进行识别。
图2中将成像距离X的这个范围作为聚焦范围Xw来示出。如果聚焦阈值被设定为图2中的Fth所代表的值，则它用作用户A的聚焦阈值来鉴别聚焦度F超过了聚焦阈值Fth的眼睛图像即在聚焦范围Xw内的眼睛图像是合适的。相反，对于用户B，可能会摄取不能被识别的眼睛图像来作为能被识别的眼睛图像。另一方面，对于用户C，无法获得聚焦判定。这就必须为授权用户设定最佳的特定聚焦阈值Fth。通过这样确定聚焦阈值Fth，就能够获得降低了未授权用户(即图2中的用户B和C)的识别率(或者他人接受率)的效果。
如图2所示，即使用户不同，聚焦度F和成像距离X之间的关系通常呈现类似的形状。只要聚焦度F处于聚焦度的最大值Fmax到比该最大值Fmax小预定比例的值的范围内，成像距离X就可以在聚焦范围Xw之内。因此，能够通过将最大值Fmax乘以预定系数来确定聚焦阈值Fth。在本实施例中，假定系数设定为0.8，即如果聚焦度F为Fmax的80％或者更大，则眼睛图像就落在聚焦范围内。如果与最大值Fmax相乘的系数变大，则可获得更高满意度的聚焦眼睛图像，但是聚焦范围被缩小，使得难以获得聚焦判定结果。因此，需要根据成像单元120的光学特性或者要连接的虹膜识别装置的特性、以及虹膜识别装置的使用目的来适当地设定系数的值。
下面说明确定聚焦阈值Fth的过程。图3是表示本发明实施例1中的在聚焦阈值设定时的工作过程的流程图。
首先，输出一个开始聚焦阈值设定的消息(步骤S11)。在进行聚焦阈值设定时，需要不同成像距离的多个眼睛图像，因此，要输出的消息是例如“从臂伸展位置缓慢地将拍摄装置移向眼睛”。该消息可以用连接到移动终端设备的显示单元如液晶显示板来显示，或者通过附加的扬声器以语音形式输出。
接下来，摄取用户的眼睛图像(步骤S12)，并求出在所获取的眼睛图像中所包含的高频成分的积分值，即聚焦度F(步骤S13)。判断是否已经获得了设定聚焦阈值所需要的数据(步骤S14)。重复从步骤S12到步骤S14的一系列工作，直到获得设定聚焦阈值所需要的数据。此时，设定聚焦阈值所需要的数据为多个眼睛图像的聚焦度F，这些眼睛图像的成像距离的范围在聚焦范围Xw之内和聚焦范围Xw之外。对本实施例的说明所基于的情况是，通过将拍摄装置从远处逐渐地靠近而连续地拍摄图像。图像摄取工作从摄取聚焦度F低的眼睛图像的工作开始。这些数据是关于多个眼睛图像的聚焦度F的数据，其中，聚焦度F逐渐变大，并且在达到最大值Fmax后又变小。
从多个聚焦度F的数据中确定最大值Fmax，并通过将最大值Fmax乘以预定的系数(在本实施例中为0.8)来设定聚焦阈值Fth(步骤S15)。最后，通过图像或语音来输出表明阈值设定结束的消息(步骤S16)。这样就可以为授权用户设定特定于授权用户的聚焦阈值Fth。
通过这样将聚焦阈值Fth设定为特定于授权用户的最佳值，即使使用小型、轻便和廉价的定焦透镜，也能够可靠地获得聚焦的眼睛图像。
在另一种设定聚焦阈值Fth的方法中，在聚焦阈值设定时，可以使用一个切割成焦距长度的标尺。然后，在以成像距离固定在正好聚焦的焦距Xf来摄取眼睛图像的情况下，可以更简单地设定聚焦阈值。此时，在眼睛图像中所包含的高频成分呈现最大值Fmax。因此，通过将最大值Fmax乘以系数(0.8)，就可以设定聚焦阈值Fth。
在实施例1的眼睛图像摄取装置100中，在虹膜识别时聚焦判定的工作将在下面作简要地说明。假定已经设定了聚焦阈值Fth。
首先，摄取眼睛图像，以确定所包含的高频成分，即聚焦度F。如果该值等于或大于聚焦阈值Fth，则判定已经得到聚焦的眼睛图像，并将眼睛图像输出与聚焦判定输出一起输出到虹膜识别装置。在聚焦度F小于聚焦阈值Fth的情况下，就再次摄取眼睛图像。此时，可将改变成像距离X的消息输出给用户。
实施例2
图4是表示根据本发明实施例2的眼睛图像摄取装置的构成的方框图。与实施例1中的部件相同的部件以相同的附图标记表示。实施例2的眼睛图像摄取装置与实施例1的眼睛图像摄取装置主要不同之处在于：聚焦判定不是根据眼睛图像的聚焦度F，而是根据眼睛图像的虹膜直径/半径R来进行的。实施例2的眼睛图像摄取装置200具有：成像单元120；虹膜直径/半径计算单元230，用于计算每一个眼睛图像的虹膜直径/半径；参考直径/半径设定单元250，用于设定特定于授权用户的参考虹膜直径/半径；和聚焦判定单元240(以下称之为“第二聚焦判定单元”，以区别于实施例1中的聚焦判定单元)，用于通过比较虹膜直径/半径和参考虹膜直径/半径来进行聚焦判定。
虹膜直径/半径计算单元230包括瞳孔检测部分231、圆周积分部分232、和直径/半径计算部分233。瞳孔检测部分231将获取的眼睛图像进行二进制化，以抽取出低亮度区域，根据该区域的形状和大小判断瞳孔，并确定该区域的中心坐标以将该坐标设定为瞳孔中心。圆周积分部分232围绕瞳孔中心对眼睛图像进行积分，而直径/半径计算部分233根据圆周积分的值找出虹膜和白色部分之间的边界点，并输出该边界点作为虹膜直径/半径R。
第二聚焦判定单元240通过将根据眼睛图像而计算出的虹膜直径/半径R与根据下面说明的方法预先确定的参考虹膜直径/半径Rf进行比较来进行聚焦判定。在没有获得可用于识别的眼睛图像的情况下，根据虹膜直径/半径R和参考虹膜直径/半径Rf之间的大小关系，判断是增大还是减少成像距离，以获取高聚焦度的眼睛图像。
参考直径/半径设定单元250按照下述方式为安装有本发明的实施例2的眼睛图像摄取装置200的移动终端设备的授权用户设定参考虹膜直径/半径Rf。首先，使用已标有焦距的标尺，将眼睛图像摄取装置和眼睛之间的距离固定为焦距Xf即正好聚焦的距离。然后，由成像单元120摄取眼睛图像，由虹膜直径/半径计算单元230计算虹膜直径/半径R。参考直径/半径设定单元250将该虹膜直径/半径R设定为参考虹膜直径/半径Rf。
图5是表示要摄取的图像的倍率K和虹膜直径/半径R与成像距离X之间的关系的曲线图。这里，字母Kf表示在成像距离Xf处的图像的倍率；字母Ks和Ki表示在聚焦范围Xw内的图像的倍率的上限和下限；字母Rf表示在成像距离Xf处的虹膜直径/半径；字母Rs和Ri表示在聚焦范围Xw内的虹膜直径/半径的上限和下限。通常，在使用定焦透镜的成像单元中，倍率K在成像距离X大的情况下是小的，但是在成像距离X小的情况下是大的。这些关系由在成像单元中使用的光学系统预先确定。另一方面，虹膜直径/半径R和倍率K相互之间成比例，而且虹膜直径/半径R不会因环境的变化等而发生变化，因此，通过了解在焦距Xf处的虹膜直径/半径Rf，就可以利用虹膜直径/半径R进行聚焦判定。
在实施例2中，与实施例1一样，在实际应用中，以成像距离正好是焦距的距离Xf来摄取图像是困难的。因此，实际应用中，如果在虹膜识别没有任何实际问题的范围内获得聚焦，则看作眼睛图像已经聚焦而进行识别。图5示出了与成像距离的聚焦范围Xw对应的虹膜直径/半径的容许范围Rw。
如果容许的范围Rw过宽，在这种情况下识别也是困难的，这是因为摄取了未聚焦的眼睛图像。相反，如果变窄，则可获得更满意的眼睛图像，但是聚焦范围过窄，就使得聚焦判定变得更加困难。因此，需要根据成像单元120的光学特性、要连接的虹膜识别装置的特性、以及虹膜识别装置的使用目的来适当地设定虹膜直径/半径的容许范围Rw。
在实施例2的眼睛图像摄取装置200中，虹膜直径/半径是根据眼睛图像而计算出来的，其计算量大于聚焦度的计算量。相反，在获取的眼睛图像不在聚焦范围内的情况下，了解虹膜直径/半径是过大还是过小是有利的。因此，在这种情况下，知道应该将拍摄装置靠近还是远离，使得可以向用户提供引导至合适的成像距离的消息。
如图5所示，成像距离X和要摄取的图像的倍率K具有一一对应的关系，这种关系是由在成像单元中使用的光学系统确定的，如果限于授权用户，则虹膜直径/半径R和倍率K也是一一对应的。因此，通过获知在已知成像距离处的虹膜直径/半径例如在焦距Xf处的虹膜直径/半径Rf，就可以根据虹膜直径/半径R的值反算出成像距离X。
实施例3
图6是表示根据本发明实施例3的眼睛图像摄取装置的构成的方框图。与实施例1和实施例2中相同的部件用相同的附图标记来表示。
实施例3中的眼睛图像摄取装置300具有：成像单元120；聚焦度计算单元130；阈值设定单元150；聚焦判定单元140(以下称之为“第一聚焦判定单元”)；虹膜直径/半径计算单元230；第二聚焦判定单元241；和参考直径/半径设定单元251。因此，实施例3中的眼睛图像摄取装置300的电路部件具有实施例1的眼睛图像摄取装置的电路部件以及实施例2的眼睛图像摄取装置的电路部件。
参考直径/半径设定单元251按照下述方式为安装有本发明的实施例3的眼睛图像摄取装置的移动终端设备的授权用户设定参考虹膜直径/半径Rf。首先，以不同的成像距离X摄取眼睛图像，以获得对应不同成像距离X的多个眼睛图像，并为各个眼睛图像确定聚焦度F。从所述的多个眼睛图像中确定聚焦度F最大的眼睛图像，并且计算它的虹膜直径/半径R，以将该虹膜直径/半径R的值用作参考虹膜直径/半径Rf。
这样设定参考虹膜直径/半径Rf的原因在于：如实施例1所述，在聚焦度F取最大值Fth处的成像距离是焦距Xf；以及如实施例2所述，在焦距Xf处摄取的眼睛图像的虹膜直径/半径R可以被设定为参考虹膜直径/半径Rf。
图7是示意性地表示不同用户的虹膜直径/半径R和聚焦度F之间的关系的曲线图，字母A、B和C代表图2所示的三个用户。图7与图2的不同在于横坐标不是表示成像距离X而是虹膜直径/半径R。当聚焦度F为最大值Fmax时虹膜直径/半径Rf因各个用户不同而各不相同的原因在于各个用户的虹膜大小是不同的。在这个例子中，用户A的虹膜直径/半径最大，而用户C的虹膜直径/半径最小。图7示出了用户A即授权用户的参考虹膜直径/半径Rf、虹膜直径/半径的容许范围Rw(具有上限Rs和下限Ri)、和聚焦阈值Fth。
同样，在这种情况下，如实施例1所述的那样，通过为授权用户A优化虹膜直径/半径的容许范围Rw或聚焦阈值Fth，就可以获得降低了未授权用户(即，图7的用户B和C)的识别率的效果。
这里，将说明实施例3的眼睛图像摄取装置300在进行虹膜识别时的聚焦判定工作。假定已经设定了聚焦阈值Fth和参考虹膜直径/半径Rf。图8是表示本发明的实施例3的眼睛图像摄取装置在虹膜识别时的眼睛图像摄取工作过程的流程图。
首先，摄取用户的眼睛图像(步骤S31)，以确定摄取的眼睛图像的聚焦度F(步骤S32)。将该聚焦度F与聚焦阈值Fth进行比较，以判定获取的眼睛图像是否是可以进行虹膜识别的聚焦图像(步骤S33)。在聚焦度F为聚焦阈值Fth或者更大的情况下，可以获取可鉴别的眼睛图像。因此，将眼睛图像信号与聚焦判定结果一起输出给虹膜识别装置(步骤S34)。在聚焦度F小于聚焦阈值Fth的情况下，确定获取的眼睛图像的虹膜直径/半径R(步骤S35)，并将其与参考虹膜直径/半径Rf进行比较(步骤S36)。在虹膜直径/半径R小于参考虹膜直径/半径Rf的情况下，输出将拍摄装置靠近眼睛的消息(步骤S37)，并且工作步骤返回到步骤S31。另一方面，在虹膜直径/半径R大于参考虹膜直径/半径Rf的情况下，输出将拍摄装置远离眼睛的消息(步骤S38)，并且工作步骤返回到步骤S31。
因此，可使用小型、轻便和廉价的定焦透镜来摄取能进行虹膜识别的眼睛图像。
在图8所示的流程图中，在步骤S33中聚焦度F没有达到聚焦阈值Fth的情况下，工作步骤总是到步骤S35。然而，工作步骤也可以设置为：在若干次中，只有一次从步骤S33到达步骤S35，其余次数从步骤S33跳到步骤S31。
实施例3的眼睛图像摄取装置300具有第一聚焦判定单元140和第二聚焦判定单元241的两个判定单元，这样具有如下优点：第一聚焦判定单元140的判定所需要的聚焦度F的计算可以由相对简单的对高频成分进行抽取和积分的计算来完成。因此，可以缩短计算的时间，从而，可以实时地对输入的图像信号进行计算。然而，在眼睛图像的成像距离不在聚焦范围内的情况下，根据聚焦度F的值无法知道是要将拍摄装置靠近还是远离。另一方面，第二聚焦判定单元241的判定所需要的虹膜直径/半径R的计算是这样进行的：首先，根据眼睛图像来确定瞳孔中心；然后，进行圆周积分，由此计算出虹膜直径/半径。这样就延长了计算的时间。相反，可以估算成像距离，以告知要向哪个方向移动拍摄装置来获得聚焦的眼睛图像。因此，聚焦判定是由计算时间较短的第一聚焦判定单元140来进行的。在不能获得聚焦判定的情况下，进行第二聚焦判定单元241的判定，以告知用户要向哪个方向移动拍摄装置。这样就能够获取短时间内聚焦的眼睛图像。
在以上进行的说明中，聚焦度F最大的眼睛图像是从不同成像距离的多个眼睛图像中获得的，并且将它的虹膜直径/半径R作为参考虹膜直径/半径Rf。然而，还可以按照以下方式确定聚焦阈值Fth以及虹膜直径/半径的容许范围的上限Rs和下限Ri。
当授权用户注册虹膜信息时，首先通过改变眼睛图像摄取装置与眼睛的距离来摄取眼睛图像，算出各个眼睛图像中所包含的聚焦度F和虹膜直径/半径R。然后，确定表示从多个眼睛图像中求得的聚焦度F和虹膜直径/半径R之间的关系的近似函数F＝F(R)。而且，从聚焦度相等即F(R1)＝F(R2)的两个虹膜直径/半径R1和R2的多个组中，选出虹膜直径/半径之比R2/R1等于图像倍率之比Ki/Ks的那一组。将虹膜直径/半径的值R1和R2设定为虹膜直径/半径的容许范围的上限Rs和下限Ri，并且同时将聚焦度F设定为聚焦阈值Fth。
这里，不是必需对聚焦度F和虹膜直径/半径R之间的关系进行函数近似。但是，从多个眼睛图像中获得的聚焦度F和虹膜直径/半径R的数据是离散的。因此，如果用连续函数来近似所述关系，就可以容易地进行计算，并且可以对数据进行插值。因此，得到的优点是可以更精确地设定聚焦阈值Fth以及虹膜直径/半径的容许范围Rs和Ri。
如果使用如此设定的聚焦阈值以及虹膜直径/半径的容许范围，则优点是第一聚焦判定单元和第二聚焦判定单元的判定结果基本上是相同的。
根据本发明，能够提供一种眼睛图像摄取装置，该眼睛图像摄取装置使用小型、轻便和廉价的定焦透镜，不论用户的眼睛形状如何，都可以进行稳定的聚焦判定，并且该眼睛图像摄取装置可以安装在移动终端设备上。
工业实用性
本发明的眼睛图像摄取装置使用小型、轻便和廉价的定焦透镜，不论用户的眼睛形状如何，都可以进行稳定的聚焦判定，并且该眼睛图像摄取装置可安装在移动终端设备上。因此，本发明对于眼睛图像摄取装置来说是有用的，尤其是对于可安装在移动终端设备中的眼睛图像装置来说是有用的。