JP5119801B2 - 携帯情報端末、携帯情報端末認証方法、および携帯情報端末認証プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザの指紋情報を読み取ると共に当該指紋情報に基づき個人認証を行う携帯情報端末、携帯情報端末認証方法、および携帯端末認証プログラムに関する。

近年、携帯電話等の携帯情報端末に、電子商取引の一形態である非接触型ICチップ(例えばFeliCaチップ等)が搭載されている。又、携帯情報端末ユーザが、様々な個人情報等を携帯情報端末に記憶して利用する場面が増えてきており、これらのことから、携帯電話ユーザ(所持者)以外の他人が、携帯電話を利用することを防ぐためのセキュリティ確保が重要事由となってきている。

これに対して、従来の指紋センサ付携帯電話は、図１０に示すように、携帯電話のある一箇所に指紋読取用の指紋センサ部を設け、このセンサを介してユーザの指紋情報を読み取り、当該ユーザによる携帯電話の利用および入力操作について認証を行う。
この場合、携帯電話ユーザは、携帯電話に対する入力操作のロック設定を解除するために、上記指紋センサ部に指の指紋部を当てるか、もしくは、指の指紋部をセンサ部上でスライドさせるという動作が必要である。
これにより、携帯電話では、読み取られた指紋情報によってユーザ本人であることの認証が行われ、予め登録されたユーザの指紋情報との一致が照合認証された場合、ロック設定が解除され、ユーザは携帯端末の入力操作を行うことができる。

この場合、携帯端末ユーザは、図１１に示すように、携帯端末を使用しない時(未使用時)に他人に使用されないように意識的に携帯端末をセキュリティロック状態に設定する(ステップＳ２１)必要があり、又、ユーザ本人が使用開始する場合には、上述のように予め備えられた指紋センサを利用して指紋認証(本人認証)を行い(ステップＳ２２)、ロック解除を行う(ステップＳ２３)必要があり、これによりユーザは、携帯端末の通常使用を行う(ステップＳ２４)。

一方、携帯情報端末は小型化され、これに伴い指紋センサ部およびその指紋読み取り部についても小型化され、指紋照合による個人認証を行う際に、部分的な指紋画像(指紋情報)しか読み取れない場合には、指紋照合による個人認証に困難が生じるという不都合が生じ得る。

これに対して、部分的な指紋画像(指紋情報)しか読み取りができない場合であっても、個人認証に十分な認証精度で指紋照合および認証を行うための手法が開示されている(特許文献１)。

特開２００４−５６１９号公報

しかしながら、上記従来技術である指紋センサ付携帯電話では、携帯端末のセキュリティ確保のために、携帯端末に対する通常の入力操作とは異なる、上述のようなロック設定およびロック解除操作といった煩雑で余計な操作を行なう必要があり非効率的であった。

［発明の目的］
本発明は、上記従来例の有する不都合を改善し、登録された使用者以外に対するセキュリティを確保し、且つ容易に使用者認証処理を行う携帯情報端末、携帯情報端末認証方法、および携帯端末認証プログラムを提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る携帯情報端末は、入力操作用の入力操作キーと、当該入力操作キーからの入力情報に基づき処理を行う情報処理制御部とを有する携帯情報端末であって、前記入力操作キーに指紋情報を読み取る指紋情報読取手段を設け、前記情報処理制御部が、複数の前記入力操作キーにおいて読み取られた指に対する複数の異なる角度からの前記指紋情報に基づいて使用者認証を行う機能を備えた構成をとっている。

又、本発明にかかる携帯情報端末認証方法は、入力操作用の複数の入力操作キーと、当該入力操作キーからの入力情報に基づく入力情報処理を行う情報処理制御部と、前記入力操作キーを介して指紋情報を読み取る指紋情報読取手段とを備えた携帯情報端末にあって、前記入力操作キーを介して読み取られた当該指紋情報に基づき使用者認証を行う携帯情報端末認証方法において、前記入力操作キーを介して入力される入力情報を前記情報処理制御部が取得し、複数の前記入力操作キーを介して前記指紋情報読取手段が指に対する複数の異なる角度からの前記指紋情報を読み取り、前記複数の異なる指紋情報に基づき前記情報処理制御部が使用者認証を行い前記入力情報処理の実行を許容するか否かを決定することを特徴とする。

更に、本発明にかかる携帯情報端末認証プログラムは、入力操作用の複数の入力操作キーを備え当該入力操作キーを介して指に対する複数の異なる角度からの指紋情報を読み取ると共に前記入力操作キーからの入力情報を処理する携帯情報端末にあって、前記複数の異なる指紋情報に基づいて使用者認証を行う使用者認証機能と、前記認証の結果に基づき前記入力情報に対する処理を行うか否かを決定する処理実行決定機能とを前記携帯情報端末が備えているコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、入力操作用の入力操作キーと、この入力操作キーに設けられた指紋情報を読み取る指紋情報読取手段と、入力操作キーから送り込まれる入力情報に基づき処理を行う情報処理制御部を有する携帯情報端末にあって、前記情報処理制御部が、前記指紋情報に基づいて使用者認証を行う機能を備えたことにより、前記携帯情報端末に対する通常の入力操作により本人認証が自動的に実行されるので、効率的に使用者認証を行うことができ、且つ予め登録された使用者以外に対するセキュリティを有効に確保することができる。

［実施形態］
ここでは、まず、本発明の実施形態の基本的構成内容について説明する。

本実施形態は、図１に示すように、指紋センサ付き携帯電話(携帯情報端末に対応)であって、この指紋センサ付き携帯電話(以下「携帯電話」という)は、複数の入力操作ボタンを有し、この各入力操作ボタンは指紋センサとして機能する。
これにより、携帯電話ユーザの行う電話番号の入力やＥ−ｍａｉｌ等の文字入力などの通常の入力操作から上記指紋センサが指紋情報を読み取ることができる。

又、本実施形態の携帯電話は、図２に示すように、前記各入力操作ボタン(1〜♯)と、各入力操作ボタンには、それぞれ対応してボタン型指紋センサ(1〜n)が備えられこれによって、各入力操作ボタンは指紋センサとして機能する。
尚、本実施形態の携帯電話では、入力操作ボタン(1〜♯)それぞれにボタン型指紋センサ(1〜n)が備えられているが、携帯電話に一般的に備えられたメニューボタン、通話開始ボタン、通話終了ボタン、選択ボタン、実行ボタン、Ｅ−ｍａｉｌメニューボタン等にもボタン型指紋センサーが備えられていてもよい。
更に、ボタン型指紋センサは、それぞれ携帯電話ユーザの本人認証を行う認証を行う情報処理制御部２１に接続し、情報処理制御部２１は、入力操作ボタンを介して読み取られた指紋情報を記憶する指紋情報記憶部２２に接続された構成となっている。

尚、本実施形態の携帯電話では、入力操作ボタン(1〜♯)それぞれにボタン型指紋センサ(1〜n)が備えているが、携帯電話に一般的に備えられたメニューボタン、通話開始ボタン、通話終了ボタン、選択ボタン、実行ボタン、Ｅ−ｍａｉｌメニューボタン等にもボタン型指紋センサーが備えられていてもよい。
これにより、図３(Ａ)に示すように、携帯電話ユーザは、入力操作(キー操作)のロック設定操作およびロック解除操作等を意識的に行うことなく、入力操作ボタンの指紋センサにより本人認証が自動的に行われ、使用できる状態を維持できる
一方、上記携帯電話ユーザ以外の他人(登録外ユーザ)が使用する場合は、入力操作ボタンを介して行われる本人認証の結果、本人認証失敗となるため、自動的にロックがかかり、入力操作を行うことができない。

以下これを詳説する。
情報処理制御部２１は、入力操作ボタンかから入力された入力情報を一時的に保持し、本人認証が行われた後に、前記入力情報に基づく実行を行う入力情報一時保持機能を有する。
これにより、携帯電話ユーザ以外の他人による入力操作が行われた場合に、当該入力操作を有効に排除することができる。

又、本実施携帯における携帯電話は、本人認証処理を行う前に本人情報(指紋情報)の登録が必要となる。ここでは、図３(Ｂ)に示すように、この状態を学習モードと呼び、登録された本人情報に基づき携帯電話利用の可否の判定を行う状態をセキュアモードと呼ぶこととする

ここで、携帯電話ユーザが携帯電話に対して入力操作を行うことにより、学習モード状態における情報処理制御部２１は、各入力操作ボタンの指紋センサで読み取られた指紋情報から特徴点情報を抽出し、指紋情報における特徴点情報を入力操作ボタン毎に指紋情報記憶部２２に特徴点情報データベースとして格納する特徴点情報管理機能を有する。

又、情報処理制御部２１は、入力操作ボタンに対応した指紋情報および特徴点情報について予め設定された箇所又は量の特徴点情報データベースを構築した場合に、学習モード中に入力操作を行なったユーザ本人(以下「携帯電話ユーザ」という)が携帯電話を使用しているのか、それ以外の他人が使用しているのかを自動的に認証判断する状態(セキュアモード)へ移行して、学習モードとセキュアモードとの切り替えを行う動作モード切替機能を備えている。

尚、学習モードからセキュアモードへの移行については、学習の度合いを情報処理制御部２１が、判断し自動的に意向する設定としてもよい。又は、携帯電話ユーザが手動で切り替える設定としてもよい。

ここで、学習モードにおける情報処理制御部２１が、指紋情報から特徴点情報を抽出する場合について、図４に基づき説明する。
先ず、携帯電話ユーザが各ボタン操作を行なう場合、一般にボタンを押すときの指の角度、指の接触面などはボタン毎で異なるという特徴がある。
例えば、この図４では２キーを押した場合と０キーを押した場合の例を示しているが、同じ親指で押したとしても、ボタンに対する指の角度が異なり、各々のボタン入力操作での指紋情報から抽出した特徴点情報は、入力操作ボタン毎に異なる。

このため、入力操作ボタン毎に指紋情報データを取得することにより、このような携帯電話ユーザの各ボタン入力操作の仕方の違いを本人認証処理における判断材料とすることにより、本人認証処理の認証精度を高めることができる。

図５には、学習モードの情報処理制御部２１により構築された特徴点情報データベースの一例を示している。ここでは、入力操作ボタン毎に対応した特徴点情報が各々格納されている。

又、上記セキュアモード時に、ユーザ本人認証を行う場合の説明図を、図６に示す。
ここでは、携帯電話ユーザにより２キーを押された場合、情報処理制御部２１は、上記特徴点情報データベース(図５)の２キーに対応した特徴点情報データ２に基づいて本人認証処理が行う認証処理機能を有する。

両者の特徴点情報を相互に照合した結果、特徴点情報が相互に一致していれば本人認証が成功となり、携帯電話ユーザは入力操作ボタンの入力操作が継続可能となる。
一方、上記携帯電話ユーザと異なる他人が利用した場合では、特徴点情報の一致が認められないため、本人認証が失敗となり、入力操作ボタンの入力操作は無効に設定され、入力およびメニュー操作などを行なうことができない。

ところで、本実施形態では、携帯電話の各入力操作ボタンを指紋センサとして機能させることを特徴としているが、一般に携帯電話の入力操作ボタンの大きさは指と比較して小さい。このため、読み取られる指紋情報は指紋の一部のみの情報となり、認証精度が低下するという問題が発生し得る。

そこで、本実施形態では、上述のように、入力操作ボタン毎に指紋の特徴点情報を複数登録し、本人認証を行なう場合は、ボタン毎の特徴点情報データとの認証を行なうという、ボタン毎に指紋の特徴点情報を個別に管理する。これにより、指紋データの一部となる指紋情報に基づく認証処理においても認証精度の高い認証処理を行うことができる。
更に、本実施形態では、１回のボタン入力操作に基づいて認証処理を行うのではなく、複数ボタンの入力操作の結果(複数の指紋情報および特徴点情報)を総合的に判断し、認証処理を行うことにより、認証精度を向上させることができる。

ここで、本人認証処理と入力情報処理とが並行して行われる場合について、説明する。
情報処理制御部２１が、１回の入力操作毎に本人認証処理を行うことは、携帯情報端末のセキュリティ確保という面では、最も有効で効率的である。しかしながら、この場合、本人認証動作を１回の入力動作に対して行うことにより、情報処理制御部２１に負荷が大きくなる。
これにより、本人認証処理と並行して行われる入力情報処理のレスポンスが低下することが生じうる。

この場合、本発明による携帯電話の情報処理制御部２１は、１回のボタン操作だけで認証を行うのではなく、図７に示すように、複数回(ｎ回)のボタン入力操作の結果を統合して判断し、本人認証処理を行う(複数回入力認証処理機能)。
尚、本人認証処理に利用されるボタン入力操作の回数は、予め設定されていてもよい。これにより、許容する入力ボタン回数によってセキュリティレベルを段階的に設定することができる。

これにより、ボタン操作１回あたりの認証処理にかかる時間および負荷を軽減することができ、且つ認証精度を高めることができる。
又、上述のように、読み取られた指紋情報の特徴点情報を入力操作ボタン毎に対応させて管理するため、全体の指紋データの一部である指紋情報を複数取得し照合することにより、精度の高い認証処理を実行することができる。

一方で、この場合携帯電話ユーザ以外の他人によるボタン入力操作を数回程度可能としてしまう状況が生じうる。
しかしながら、一般に携帯電話の入力操作を行なう上では、メニュー操作などにより機能の選択および実行など、複数回のボタン操作を伴うため、本手法によっても十分にセキュリティを確保することが可能であると考えられる。

具体的には、例えば、受信Ｅメールボックスの閲覧を行おうとする場合、まず、画面をアクティブにするのに１回、メニューボタンを１回、Ｅメール項目を選ぶのに１〜数回の入力、そして決定ボタンを１回、というようにこの場合少なくとも４回の入力操作が行われる。

このため、例えば３回の入力操作から読み取られる３つの異なる指紋情報に基づいて本人認証を行う設定とすることにより、携帯電話ユーザ以外の他人が、携帯電話内データにアクセスする、又は入力操作することを有効に回避することができる。

又、上述の本人認証処理と並行して行われる入力情報処理のレスポンスを向上させる手法として、情報処理制御部２１は、図８に示すように、１回目の入力操作に対して本人認証処理を行うと共に当該本人認証処理のバックグランドで２回目以降の入力操作に対する入力処理を行う機能を備えていてもよい。

［実施形態の動作説明］
次に、上記実施形態の動作について説明する。
先ず、指紋情報読取手段が、入力操作キーを介して指紋情報を読み取ると共に、前記情報処理制御部２１が、前記指紋情報の登録を行い(指紋情報登録工程)、次いで、情報処理制御部２１は、読み取られた指紋情報に対する処理動作を登録処理モードから認証処理モードに切り替え(処理モード切替工程)、次いで、情報処理制御部２１に入力操作ボタンを介して入力情報が送り込まれ(入力情報入力工程)、指紋情報読取手段が、入力操作ボタンを介して指紋情報を読み取り(指紋情報読取工程)、情報処理制御部２１は、前記指紋情報に基づき使用者認証を行い(使用者認証工程)、前記入力情報(に対する)処理の実行を許容するか否かを決定する(実行許容決定工程)。

ここで、上記指紋情報登録工程、処理モード切替工程、入力情報入力工程、指紋情報読取工程、使用者認証工程、および実行許容決定工程については、その実行内容をプログラム化し、コンピュータに実行させるように構成してもよい。

次に、上記実施形態１のデジタル放送受信システムの動作のうち、デジタル放送番組を介してユーザが買い物を行う場合のデジタル放送受信システムの動作について図９のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、携帯電話ユーザが入力操作ボタンの入力操作を行う(ステップＳ１０１)。次いで指紋情報読取手段が、入力操作キーを介して指紋情報を読み取り(ステップＳ１０２)、前記情報処理制御部２１が、前記指紋情報を前記指紋情報記憶部２２に登録する(ステップＳ１０３：指紋情報登録工程(ステップＳ１０２〜１０３))。
次いで、予め設定された入力回数(登録数)の入力があった後、情報処理制御部２１は、読み取られた指紋情報に対する処理動作を登録処理モードから認証処理モードに切り替える(ステップＳ１０４：処理モード切替工程)。
次に、情報処理制御部２１に入力操作ボタンを介して入力情報が送り込まれる(ステップＳ１０５：入力情報入力工程)。次いで、新たに指紋情報読取手段は、入力操作ボタンを介して指紋情報を読み取り(ステップＳ１０６：指紋情報読取工程)、読み取られた指紋情報に基づいて情報処理制御部２１は使用者認証を行い(ステップＳ１０７：使用者認証工程)、前記入力情報について実行処理を行うか否かを決定する(ステップＳ１０８：実行許容決定工程)。
ここで、前記認証処理により認証され、入力情報の処理実行が許容される場合は、入力情報について処理(通常処理)が行われ、許容されない場合は、通常処理を行わず、以降の入力に対しても処理を行わない。

以上のように、本発明では、携帯電話の各入力操作ボタンに指紋センサを併設し、入力操作ボタンについて、ユーザが入力操作のロック設定および解除といった操作を意識的に行なうことなく、携帯電話に対する通常の入力操作を介して自動的に使用者認証を行う。
これにより、入力操作に対するロック設定およびその解除などの煩雑な操作を行なう必要なく、他人による使用を回避する高いセキュリティを確保することができる。
また、各入力操作ボタンに対応して指紋の特徴情報を個別に管理することにより、指紋データの一部分である指紋情報から認証精度の高い認証処理を行うことができる。

尚、本発明全体にわたり指紋センサを指紋情報(本人情報)の取得手段としたが、指の情報から本人の特徴を検出する他の生態認証技術にセンサ部分を単純に置き換えてもよく、例えば、指紋認証方式に代えて静脈認証方式を用いてもよい。

本発明は、指紋情報や静脈パターンによる個人認証装置に適用することができ、特に
個人認証装置を内蔵する携帯情報端末に適用することが可能である。

本発明による携帯情報端末の一実施例の全体を示す概略構成図である。 図１に開示した携帯情報端末の構成内容の一例を示すブロック図である。 図３(Ａ)は図１に開示した携帯情報端末の処理動作モードを概略的に示した説明図であり、図３(Ｂ)は図１に開示した携帯情報端末のセキュリティロック状態を概略的に示した説明図である。 本発明による携帯情報端末の一実施例における動作処理を示す説明図である。 図１に開示した携帯情報端末にあって、入力操作ボタンと登録された特徴点情報との関係を示すデータベーステーブルの一例を示す説明図である。 本発明による携帯情報端末の一実施例における動作処理とデータベーステーブルとの関係を示す説明図である。 本発明による携帯情報端末の一実施例における入力操作と認証処理判定との時間的関係を示す説明図である。 本発明による携帯情報端末の一実施例における入力操作と認証処理判定との時間的関係を示す説明図である。 本発明による携帯情報端末の一実施例の動作処理ステップを示したフローチャートである。 本発明による携帯情報端末の従来例全体を示す概略構成図である。 従来の携帯情報端末の一動作処理ステップを示したシーケンスチャートである。

符号の説明

１、２ 指紋センサ付き携帯電話
２１ 情報処理制御部
２２ 指紋情報記憶部

Claims (13)

1. 入力操作用の複数の入力操作キーと、当該入力操作キーからの入力情報に基づき処理を行う情報処理制御部とを有する携帯情報端末であって、
   前記入力操作キーに指紋情報を読み取る指紋情報読取手段を設け、
   前記情報処理制御部が、前記複数の入力操作キーにおいて読み取られた指に対する複数の異なる角度からの前記指紋情報に基づいて使用者認証を行う機能を備えたことを特徴とする携帯情報端末。
2. 前記請求項１に記載の携帯情報端末において、
   前記情報処理制御部に前記指紋情報を記憶する指紋情報記憶部を併設し、
   前記情報処理制御部が、前記指紋情報記憶部に前記指紋情報を登録する処理を行う指紋情報登録機能を備えたことを特徴とする情報携帯端末。
3. 前記請求項２に記載の携帯情報端末において、
   前記情報処理制御部が、前記読み取られた指紋情報について、予め記憶された指紋情報に基づき使用者認証を行うか、指紋情報登録処理を行うかを、予め記憶された指紋情報の有無に基づき決定する認証登録決定機能を有することを特徴とした携帯情報端末。
4. 前記請求項２に記載の携帯情報端末において、
   前記情報処理制御部が、前記入力操作キーからの入力情報を受信するに際して、前記入力情報について通常処理を行うか、予め登録済みの指紋情報に基づいて使用者認証を行うか、又は前記指紋情報を登録する処理を行うか、を決定する指紋情報処理決定機能を備えたことを特徴とする携帯情報端末。
5. 前記請求項３又は４に記載の携帯情報端末において、
   前記情報処理制御部は、前記使用者認証を行うのと並列に入力操作キーからの入力情報に基づく処理を行う並列処理実行機能を有することを特徴とする携帯情報端末。
6. 前記請求項５に記載の携帯情報端末において、
   前記情報処理制御部は、前記読み取られた各指紋情報の特徴点を示す特徴点情報を取得し当該特徴点情報の取得された各入力操作キーに対応付けて記憶する特徴点情報管理機能を有することを特徴とした携帯情報端末。
7. 前記請求項６に記載の携帯情報端末において、
   前記使用者認証を行う際に、前記情報処理制御部が、前記読み取られた指紋情報と前記指紋情報記憶部に予め登録された指紋情報とを照合し一致の可否を判定する指紋照合判定機能を有することを特徴とした携帯情報端末。
8. 入力操作用の複数の入力操作キーと、当該入力操作キーからの入力情報に基づく入力情報処理を行う情報処理制御部と、前記入力操作キーを介して指紋情報を読み取る指紋情報読取手段とを備えた携帯情報端末にあって、前記入力操作キーを介して読み取られた当該指紋情報に基づき使用者認証を行う携帯情報端末認証方法において、
   前記入力操作キーを介して入力される入力情報を前記情報処理制御部が取得し、
   複数の前記入力操作キーを介して前記指紋情報読取手段が指に対する複数の異なる角度からの前記指紋情報を読み取り、
   前記複数の異なる指紋情報に基づき前記情報処理制御部が使用者認証を行い前記入力情報処理の実行を許容するか否かを決定することを特徴とした携帯情報端末認証方法。
9. 前記請求項８に記載の携帯情報端末認証方法において、
   前記情報処理制御部が前記入力情報を取得するのに先立って、前記指紋情報読取手段が入力操作キーを介して指紋情報を読み取り、前記情報処理制御部が前記指紋情報の登録を行うことを特徴とした携帯情報端末認証方法。
10. 前記請求項９に記載の携帯情報端末認証方法において、
    前記情報処理制御部が前記指紋情報の登録を行った後に、前記情報処理制御部が、読み取られた指紋情報に対する処理動作を、登録処理モードから認証処理モードに切り替えることを特徴とした携帯情報端末認証方法。
11. 入力操作用の複数の入力操作キーを備え当該入力操作キーを介して指に対する複数の異なる角度からの指紋情報を読み取ると共に前記入力操作キーからの入力情報を処理する携帯情報端末にあって、
    前記複数の異なる指紋情報に基づいて使用者認証を行う使用者認証機能と、前記認証の結果に基づき前記入力情報に対する処理を行うか否かを決定する処理実行決定機能とを前記携帯情報端末が備えているコンピュータに実行させることを特徴とした携帯情報端末認証プログラム。
12. 前記請求項１１に記載の携帯情報端末認証プログラムにおいて、
    前記使用者認証が行われるのに先立ち
    前記入力操作キーを介して読み取られた指紋情報を前記入力操作キーに対応させて登録する指紋情報登録機能を前記コンピュータに実行させることを特徴とした携帯情報端末認証プログラム。
13. 前記請求項１２に記載の携帯情報端末認証プログラムにおいて、
    前記指紋情報に対する処理動作を、当該指紋情報を登録処理する登録処理モードから前記指紋情報に基づき使用者認証を行う認証処理モードに切り替える処理モード移行機能を前記コンピュータに実行させることを特徴とした携帯情報端末認証プログラム。

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