JP2005293209A - 個人認証装置、情報端末、個人認証方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 既存のバイオメトリクス認証による本人性の検査に加え、ユーザ本人が不正な操作を強要された場合にもこれを感知する個人認証装置を提供する。
【解決手段】 個人認証装置１００において、身体的特徴を示す生体情報を取得する身体的特徴情報測定部１０１と、身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証部１０２と、感情的特徴を示す生体情報を取得する感情的特徴情報測定部１０３と、感情的特徴情報測定部１０３により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定部１０４と、バイオメトリクス認証部１０２による本人識別結果の情報と、感情バイオメトリクス判定部１０４による精神状態の判定結果の情報を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証部１０５とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、人間の生体情報を利用した、個人認証装置、情報端末、個人認証方法、およびプログラムに関するものである。

現在、バイオメトリクス認証として、指紋、虹彩、網膜、音声、顔など、身体的特徴による個人認証技術が実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。

また、精神状態の測定として、α波とリラックスの度合いには関係がありそうだという研究結果が報告されている(例えば、非特許文献２、３参照)。

また、α波で満足度が測れるというような研究結果が報告されている（例えば、非特許文献４、５、６参照）。

また、「暗算する」とか「心の中で歌を歌うJなどのタスクを行っているときと行っていないときの、脳血液の違いを測定することにより、その人が現在なんらかのタスクを行っているか否かのセンシシグは可能であると報告され、実際に、製品化されている。

また、α波を使って、利用者が印象深く思った映像のみを再生する撮影システムが開発されている(例えば、非特許文献７参照)。
http://www.nttdata.co.jp/services/s090066.html http://www.md.tsukuba.ac.jp/public/tbsa/ABSTRACT/5-1.html http://www.lion.co.jp/press/2002040.htm http://www.e-rescue.jipm.or.jp/kh1109a.html http://www.e-rescue.or.jp/kh1109b.html http://www.melma.com/mag/71/m00001771/a00000057.html http://www.kurejbc.com/news/news2003/news03-08.htm #2003/08/23のニュース

既存のバイオメトリクス認証においては静的な生体情報を使用しているにすぎず、本人性を検証することは可能であるが、本人の意向を読み取ることは行っていない。このため、ユーザが何らかの犯罪に巻き込まれ、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合には、システムがバイオメトリクス認証を備えていたとしても、システムが不正に操作され大きな被害が発生してしまう恐れがある。

また、従来の「精神状態の測定」に関する技術は、「個人認証」の目的では利用されていなかった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知することができ、ユーザの操作に対する本人の意思を確認することができる、個人認証装置および個人認証方法を提供し、また、ユーザの気持ちを通信相手に伝達することができる情報端末を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の個人認証装置は、人間の生体情報を取得して本人の認証を行う個人認証装置であって、身体的特徴を示す生体情報を測定する身体的特徴情報測定手段と、前記身体的特徴情報測定手段により測定した身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証手段と、感情的特徴を示す生体情報を測定する感情的特徴情報測定手段と、前記感情的特徴情報測定手段により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手段と、前記バイオメトリクス認証手段による本人識別結果の情報と、前記感情バイオメトリクス判定手段による精神状態の判定結果を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証手段とを備えることを特徴とする。
これにより、感情バイオメトリクスを利用することにより、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知することができる。また、ユーザの操作に対する本人の意思を確認することができる。

また、本発明の個人認証装置は、前記身体的特徴を示す生体情報として、指紋、虹彩、音声、声紋の情報のいずれか又はそれらを組み合わせて使用し、前記感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用することを特徴とする。
これにより、認証を行う機器の種類およびアプリケーションの種類に応じて、適切な生体情報を選択することができる。また、例えば、身体的特徴の情報として虹彩を使用し、感情的特徴の情報として眼球の動きを使用する場合には、アイリスカメラなどを使用して同じ生体情報を使用できる。また、声紋としゃべり方についても同様である。

また、本発明の情報端末は、通信ネットワークに接続して他の情報端末とコミュニケーションを行う情報端末において、人間の感情的特徴を示す生体情報を測定するための感情的特徴情報測定手段と、前記感情的特徴情報測定手段により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手段と、前記感情バイオメトリクス判定手段による精神状態の判定結果を基に、本人の精神状態の情報を他の情報端末に通知する感情通知手段とを備えることを特徴とする。
これにより、ユーザの感情や、精神状態を読み取って相手に送ることにより、通信相手に自分の気持ちを伝えることができる。この結果、電子メールやチャットなとの文章ベースのコミュニケーションにおいて、ユーザの気持ちをも伝達することができる。

また、本発明の情報端末は、前記感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用することを特徴とする。
これにより、情報端末の機器の種類およびアプリケーションの種類に応じて、適切な生体情報を選択することができる。例えば、携帯端末（携帯電話など）においては、音声や手指の運動や発汗量の生体情報などを生体情報として使用すると好都合である。

また、本発明の個人認証方法は、人間の生体情報を取得して本人の認証を行う個人認証方法であって、身体的特徴を示す生体情報を測定する身体的特徴情報測定手順と、前記身体的特徴情報測定手順により測定した身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証手順と、感情的特徴を示す生体情報を測定する感情的特徴情報測定手順と、前記感情的特徴情報測定手順により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手順と、前記バイオメトリクス認証手順による本人識別結果の情報と、前記感情バイオメトリクス判定手順による精神状態の判定結果を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証手順とを含むことを特徴とする。
これにより、感情バイオメトリクスを利用することにより、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知することができる。また、ユーザの操作に対する本人の意思を確認することができる

また、本発明の個人認証方法は、前記身体的特徴を示す生体情報として、指紋、虹彩、音声、声紋の情報のいずれか又はそれらを組み合わせて使用し、前記感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用することを特徴とする。
これにより、認証を行う機器の種類およびアプリケーションの種類に応じて、適切な生体情報を選択することができる。また、例えば、身体的特徴の情報として虹彩を使用し、感情的特徴の情報として眼球の動きを使用する場合には、アイリスカメラなどを使用して同じ生体情報を使用できる。また、声紋としゃべり方についても同様である。

また、本発明のコンピュータプログラムは、人間の生体情報を取得して本人の認証を行う個人認証装置内のコンピュータに、身体的特徴を示す生体情報を測定する身体的特徴情報測定手順と、前記身体的特徴情報測定手順により測定した身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証手順と、感情的特徴を示す生体情報を測定する感情的特徴情報測定手順と、前記感情的特徴情報測定手順により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手順と、前記バイオメトリクス認証手順による本人識別結果の情報と、前記感情バイオメトリクス判定手順による精神状態の判定結果を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証手順とを実行させるためのプログラムである。

本発明の個人認証装置および個人認証方法においては、身体的特徴を示す生体情報を取得し、身体的特徴の情報を基に本人識別を行う。また、感情的特徴を示す生体情報を取得して本人の精神状態（感情）を判定する。そして、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する。
これにより、感情バイオメトリクスを利用することにより、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知することができる。また、ユーザの操作に対する「本人の意思」と「本人の意向」を確認できる。
すなわち、システムに対して発行されたコマンドが使用者本人により発行されたコマンドであり、かつ、「本人の意向に沿ったコマンド」であることを確認することができる。この結果、例えば、携帯電話からの電子バンキングの操作が、正規ユーザ本人による操作であり、かつ、正規ユーザ本人がその操作を行うことを望んでいることを認証することができる。よって、犯罪者に脅迫されての操作は、これを感知して、無効とすることできる。また、本人の意向に沿わないとシステムへのコマンドは受理されないため、指紋や顔型を似せて作った人形などを使っての不正操作については、これを不可能とすることができる。
また、「本人の意思の確認」ができるので、この結果、例えば、重要な操作を行う際に、意思を再確認するためのダイアログを提示する必要がなくなる。例えば、大金を動かす場合に、ユーザがそれなりの覚悟をしての操作であるということを判断することができる。また、悪意を持ってのシステムへの操作（例えば、不正者が他人に成りすましてシステムにアクセスしようとしたり、ネット犯罪を行おうとしたりした瑞合）に関しては、これを感知し無効とすることができる。

また、本発明の個人認証装置および個人認証方法においては、身体的特徴を示す生体情報として、指紋、虹彩、音声、声紋の情報のいずれか、又はそれらを組み合わせて使用する。また、感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又はそれらを組み合わせて使用する。
これにより、認証を行う機器の種類およびアプリケーションの種類に応じて、適切な生体情報を選択することができる。また、例えば、身体的特徴の情報として虹彩を使用し、感情的特徴の情報として眼球の動きを使用する場合には、アイリスカメラなどを使用して同じ生体情報を使用できる。また、声紋としゃべり方についても同様である。

また、本発明の情報端末においては、感情的特徴を示す生体情報を取得して本人の精神状態を判定する手段を備え、通信ネットワークに接続して他の端末とコミュニケーションを行う際に、本人の精神状態（感情）の情報を他の端末に通知する。
これにより、ユーザの感情や、精神状態を読み取って相手に送ることにより、通信相手に自分の気持ちを伝えることができる。この結果、電子メールやチャットなとの文章ベースのコミュニケーションにおいて、ユーザの気持ちをも伝達することができる。

また、本発明の情報端末においては、感情的特徴を示す生体情報が、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用する。
これにより、情報端末の機器の種類およびアプリケーションの種類に応じて、適切な生体情報を選択することができる。例えば、携帯端末（携帯電話など）においては、音声や手指の運動や発汗量の生体情報などを生体情報として使用すると好都合である。

次に本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

［本発明の基本概念の説明］
バイオメトリクスとは人間の身体的特徴（指紋、虹彩、声紋、血管の配置など）を指し、様々な本人認証システムの中で利用されている。しかし、既存のバイオメトリクス認証においては静的な生体情報を使用しているにすぎず、本人性を検証することは可能であるが、本人の意向を読み取ることは行っていない。このため、ユーザが何らかの犯罪に巻き込まれ、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合には、システムがバイオメトリクス認証機能を備えていたとしてもシステムが不正に操作され大きな被害が発生してしまう恐れがある。

また、電子メールやチャットなどの文章ベースのコミュニケーションにおいて、ユーザの感情や、精神状態を読み取って相手に送ることにより、通信相手に自分の気持ちを伝えることができれば（例えば、感情を示すイメージ画像などを表示する）、便利なことも多い。

そこで本発明では、バイオメトリクスの概念を拡張し、使用者の感情や精神状態（脳波、心拍数、発汁量など）をセンシングしてユーザの感情（精神状態）を判定する「感情バイオメトリクス」を利用した、個人認証装置、情報端末、個人認証方法、およびプログラムを提供するものである。

図１は、生体情報の種類について説明するための図であり、本発明の個人認証装置や情報端末で使用することのできる鍵となる生体情報について示したものである。
図１において、人間（ユーザ）の身体１の生体情報は静的な生体情報である「身体的特徴の情報２」と、人間の感情や精神状態などの動的な生体情報である「感情的特長の情報３」に大別される。

身体的特徴には指紋、虹彩、声紋、血管の配置などがあり、基本的にはユーザごとに異なり、かつ、後天的に不変である。また、ユーザの身体の情報であるのでユーザから切り離されることはない。よって、身体的特徴はユーザの本人性を検証する目的での使用が有効な情報である。なお、身体的特徴においては、その身体的特徴をセンシングする読み取り装置が必要となる。また、身体的特徴の多くは（ＤＮＡは髪の毛などから、指紋は残留指紋などから）容易に複製をとることができるなどの問題がある。

感情的特徴とは人間の精神状態を指し、例えば、脳波、心拍数、発汗量、しゃべり方、手指の運動などの情報からこれを推測することが可能である。感情的特徴においては、脳波、心拍数、発汗量、しゃべり方、手指の運動など、動的な生体情報のほとんどはそのセンシングが困難なことが多いが、しかしながら、ユーザの精神状態に応じて変動する感情的特徴を利用することが可能となれば、使用者の「意思」を認証することが可能となる。

図２は、生体情報の利用用途について説明するための図であり、図２に示すように、身体的特徴の情報（指紋、虹彩、声紋等）は、機器を使用している者が機器に登録されている人物であるかを識別するために使用される（従来の個人認証）。

また、感情的特徴の情報（脳波、心拍数、発汗量）は、機器を使用している者の操作がその意向に沿っているか、確かにその意思を持っているかを判定するために使用される。

なお、生体情報によっては、身体的特徴と感情的特徴の両方を一度に検出できる場合がある。例えば、虹彩とその動き、声紋としゃべり方などである。これらの生体情報を有効に活用することができる。

［本発明による個人認証装置の構成例の説明］
図３は、本発明による個人認証装置の構成例を示す図であり、本人認証が必要な機器に設備されるものである。

図３において、個人認証装置１００には、人間の身体的特徴（指紋、虹彩、声紋等）を測定する身体的特徴情報測定部（身体的特徴情報測定手段）１０１、身体的特徴（指紋、虹彩、声紋等）の情報により本人識別を行うバイオメトリクス認証部（バイオメトリクス認証手段）１０２、人間の感情的特徴（脳波、心拍数、発汗量等）を測定する感情的特徴情報測定部（感情的特徴情報測定手段）１０３、感情的特徴（脳波、心拍数、発汗量等）の情報から人間の感情（精神状態）を判定する感情バイオメトリクス判定部１０４、バイオメトリクス認証部１０２の認証結果および感情バイオメトリクス判定部（感情バイオメトリクス判定手段）１０４の精神状態の判定結果の情報を基に、本人であることと、本人の意向（意思）に沿った操作であることを判定する総合認証部（総合認証手段）１０５から構成される。

また、データベース１１０には、バイオメトリクス認証を行う際に使用するバイオメトリクス認証パターンデータ１１１と、感情バイオメトリクス判定部１０４の感情判定に使用する感情バイオメトリクス判定基準データ１１２が記録されている。

身体的特徴情報測定部１０１及びバイオメトリクス認証部１０２では、指紋、虹彩、声紋等のバイオメトリクス認証を行うが、このバイオメトリクス認証を行う機器は、既に種々のものが開発され市場に流通しているが、例えば、指紋の認証に関しては、図４に示すように、ＣＣＤ素子などで構成される指紋撮像部２１１と、指紋撮像部２１１で撮像された指紋の画像の特徴抽出を行う特徴抽出部２１２と、予め指紋データベース２１４に登録された指紋情報とのパターンマッチングを行うパターンマッチング２１３などで構成される。ここで用いられるバイオメトリクス認証技術は、現在広く一般に使用されているものであり、その詳しい説明は省略する。
なお、感情的特徴情報測定部１０３および感情バイオメトリクス判定部１０４において使用される生体情報の種類と、生体情報による感情の判定方法については後述する。

このように、感情バイオメトリクスを個人認証装置に応用することにより、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知することができる。また、ユーザの操作に対する本人の意思を確認することができる。

［本発明による情報端末の構成例の説明］
図５は、本発明による情報端末の構成例を示す図であり、感情バイオメトリクスを情報端末に応用した例を示している。

図５において、情報端末３０１は、通信ネットワーク３００を介して、他の情報端末３０１aとコミュニケーションを行う機能を有する情報端末であり、ＰＣ（パソーナルコンピュータ）や携帯情報端末などである。

情報端末３０１には、通常の情報端末として機能する情報端末機能部３０２に加えて、人間の感情的特徴（脳波、心拍数、発汗量等）を測定する感情的特徴情報測定部（感情的特徴情報測定手段）３１１と、感情的特徴（脳波、心拍数、発汗量）の情報から人間の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定部（感情バイオメトリクス判定手段）３１２とを有している。また、記憶部３１３には、感情バイオメトリクス判定部３１２でユーザの精神状態を判定する場合の判定基準データとなるデータが記録されている。

また、情報端末機能部３０２内には、感情通知部（感情通知手段）３０３が設けられ、感情バイオメトリクス判定部３１２から取得した「ユーザの感情データ」を、通信相手の情報端末３０１ａに文章データに付加して送信する。例えば、ユーザの感情を示すイメージ画像（顔文字やアバターなど）を表示する。

このように、感情バイオメトリクスを情報端末３０１に利用することにより、ユーザの感情や、精神状態を読み取って相手に送ることにより、通信相手に自分の気持ちを伝えることができる。この結果、電子メールやチャットなとの文章ベースのコミュニケーションにおいて、ユーザの気持ちをも伝達することができる。

［感情的特徴情報測定部および感情バイオメトリクス判定部についての説明］
図３の個人認証装置１００内の感情的特徴情報測定部１０３及び感情バイオメトリクス判定部１０４と、図５の情報端末３０１内の感情的特徴情報測定部３１１及び感情バイオメトリクス判定部３１２では、脳波、心拍数、発汗量、しゃべり方、手指の運動などから、その感情的特徴を測定し、ユーザの感情を判定するものであるが、ここで、感情的特徴の測定に用いることができる生体情報の幾つかの例を示す。

（生体から計測される各種信号についての説明）
感情バイオメトリクス判定に使用する生体情報として「脳波」を使用できる。図６は、人間の脳波を測定する仕組みを説明するための図であり、人間の頭部の表面に２つの電極４０１および電極４０２を接触させ、電極４０１および電極４０２により脳を信号源とする脳波の信号を検知し、増幅器４０３により脳波信号を出力して測定する。

脳波は、大脳皮質が発生する電位変化を頭皮上からとらえたもので、脳が時々刻々行っている情報処理過程に対応する。α波やβ波、θ波の出現状況によって、安静度、ストレス、快適性の判定などに使用することができる。

また、生体情報として、「誘発電位（誘発脳波Evoked Potential）」を使用することができる。誘発電位は、特定の刺激を与えて脳の各感覚野が発生する脳波、あるいは途中の神経路での反応をとらえたもので、脳の反応性や環境の影響などを知り得る。普通の脳波よりも定量性の高いデータが得られる。おもな誘発脳波には次のような種類がある。
聴性誘発電位（AEP;Auditory Evoked Potentia1）：音刺激に対して、大脳皮質の聴覚野と連合野および聴覚神経路から発生する電位を記録する。
視覚誘発電位（VEP；Visual Evoked Potential）：光刺激（フラツシュ、パターン、画像等）に対して、大脳皮質の視覚野および連合野から発生する電位を記録する。
体位感覚誘発電位（SEP；Somatosensory Evoked Potential）：皮膚に与えた電気刺激や機械的刺激に対して、大脳皮質の体性感覚野および連合野、途中の神経路から発生する電位を記録する。

また、生体情報として、「事象関連電位（ERP；Event Related Potential）」を使用することができる。事象関連電位は、誘発電位の一種であり、複数の刺激を組み合わせて与え、連合野で処理された後の脳波を使い、記憶や判断など、脳の高次機能を知る手段である。おもな事象関連電位には次のような種類がある。
Ｐ３００：２種類以上のカテゴリの刺激を与えてその弁別を判定させる。
ＣＮＶ：２種類の刺激を与え、予告刺激の後に発生する期待度に関する電位を測定する。

また、感情バイオメトリクスに使用する生体情報として、「眼球運動、瞬目の情報」を使用することができる。精神的緊張度、眠気などを知り得る簡単で確実性の高い方法である。検出方法はいくつかあるが、もっとも確実で一般的なのは、眼球近くに電極を付けて眼球回転による電位変動を記録するもので、ENG；ElectroNystagmoGram、または、EOG；ElctroOculoGramという。

また、生体情報として、「筋電図（EMG;ElectroMyoGram）の情報」を使用することができる。筋電図は、筋肉の収縮に伴う筋放電を体表面から記録して（表面筋電図）、筋肉の緊張状態を知る。

また、感情バイオメトリクスに使用する生体情報として、「皮膚電位反応（GSR；Galvanic Skin Response）」を使用することができる。皮膚電位反応は、皮膚電位あるいはインピーダンスを測ることにより、緊張による発汗や管球の影響を知る。

また、生体情報として、「心電図（ECG;ElectoCardioGram）の情報」を使用することができる。心電図は、ＲＲ間隔解析を行い、自律神経を知る。精神的緊張度、リラックス度、課題に対する反応性、環境の与える心理的影響などを、比較的簡単に知り得る。脳波に比べると測定が簡単で、はるかにアーチファクトの影響を受けにくく、自動解析も容易であり、定量性や信頼性はかなり高い。

また、生体情報として、「体温の情報」を使用することができる。体温により、自律神経機能、特に交感神経機能を知り得る。
また、生体情報として、「呼吸に関する情報」を使用することができる。周期や規則性に、精神的緊張や動揺による影響が現れる。
また、生体情報として、「動脈血酸素飽和度（SpO2）の情報」を使用することができる。動脈血酸素飽和度は、血管収縮による影響を測定し、自律機能を知る。
また、生体情報として、「重心動揺の情報」を使用することができる。重心動揺により、平行機能を測ることができる。重心動揺には、精神的緊張、動揺が反映される。
また、生体情報として、「反応時間の情報」を使用することができる。この反応時間の情報は課題を与えてそれに対する反応時間を測るものである。

（生体情報から精神状態を判定する方法）
感情バイオメトリクスにおいては、上述した生体情報（生体現象）の情報を組み合わせることで、人間におけるさまざまな精神状態（感情）を知る（判定する）ことができる。以下、人間におけるさまざまな精神状態を判定するために用いることができる生体現象の組み合わせについて説明する。

第１に、「リラックスの程度」を知ることができる。「リラックスの程度」は、脳波と自律神経機能により知ることができる。脳波では、α波を指標に評価する。この際、リラックスしているとき（安静、覚醒、開眼状態）では、α波が出現、増加する。開眼でもその状態が安定して続くとα波が出現する。自律神経機能では、心電図ＲＲ間隔を指標にする。リラックスした状態では、副交感神経が優位であり（心拍の変動の高周波成分は副交感神経が支配している）、ＲＲ間隔の平均値は長く、かつ周期的変動成分（呼吸性交働）が優勢になる。

第２に、「緊張度、ストレス」を知ることができる。「緊張度、ストレス」は、脳波、眼球遊動、自律神経機能、ＧＳＲ（皮膚直流電位変動）、重心動揺、筋電図により知ることができる。
脳波では、α波が衰弱、消失する。これにより、相対的にβ波が目立つ。すなわち、結果的に［β／α］が増大する。
眼球運動では、運動の頻度が増える。瞬目回数が変化する（増加、または域少）。通常、不快なときの瞬きは多い。
自律神経機能の１つ目は、心電図ＲＲ間隔を指標にする。緊張すると交感神経優位になり、ＲＲ間隔の平均値は短く、かつ周期的変動成分が減少する。２つ目は、体表面温度を指標にする。交感神経優位になると、皮膚血管が収縮することにより指先など末梢部位が低温になる（非常に敏感に変化する）。ＧＳＲ（皮膚直流電位変動）では、精神的発汗により変化する。すなわち、ストレスがあると発汗する。また、重心動揺では、動揺が増える。また、筋電図では、筋緊張が増える。

第３に、「快／不快」を知ることができる。「快／不快」を直接的に知る方法はないが、「リラックスク度を知る」、「緊張度、ストレスを知る」で示した方法を利用することにより、推測することができる。すなわち、これらの相対差によって推測することができる。リラックスならば快と考える人もいるが、本来であれば、リラックスとストレスの差や変動により測るべきである。

第４に、「集中度」を知ることができる。「集中度」は、脳波、事象関連電位（Ｐ３００、ＣＮＶ）により知ることができる。脳波では、α波の増減、およびＦｍθ波を指標にする。例えば、計算問題を行っているときの脳波に近い脳波が出ているかどうかなどによって集中しているか否かを知ることができる。
事象関連電位（Ｐ３００、ＣＮＶ）では、それぞれの刺激に対する直接の集中度測定の指標になるほか、環境条件によって集中度が変化することを知る指標にもなる。Ｐ３００において、「ある刺激に対する反応が早ければ集中している」と判断することができる。例えば、自分が罪を犯して、警察に事情聴取を受けたとき、自分の罪に関係したことの話になった場合には、緊張してそれに対する集中度が高まる。

第５に、「眠気」を知ることができる。「眠気」は、脳波、眼球運動および瞬目、体表面温度および発汗により知ることができる。
脳波では、α波およびβ波の出現率を指標にする。具体的には、眠くなると［β／α］が大きくなる。眼球運動および瞬目では、緩徐な眼球運働の出現（眠くなるとゆっくりと、また、左右に泳ぎだす）や、瞬目回数の変化を指標にする。体表面温度および発汗では、体表面温度の上昇や発汗によるＧＳＲの変化を測る。

第６に、「睡眠の程度と質」を知ることができる。「睡眠の程度と質」は、脳波をはじめとした睡眠ポリグラフイによって、睡眠の状態と段階を知る。多角的な眠気度評価法として、ＭＳＬＴがある。

（脳波についての補足説明）
ここで、感情バイオメトリクスにおいて使用することができる生体情報である「脳波」について補足して説明する。

脳波とは、頭皮上に付けた巨視的な電極から導出した電位変化を縦軸に、時間経過を横軸にとって記録したもので、波形は膨大な数のニューロンのシナプス後電位の集合と考えられる。
「脳波」は脳の電気の一部しか見ていない。また、正常な脳では、「脳波」の振幅と脳の活動レベルとはおおむね逆の関係にある。脳波の直流成分と変動成分の例を図７に示し、その説明を以下に記す。

図７（ａ）は、常に変化している変動電位で、この部分が「脳波」として観察される。大脳皮質のニューロンネットワークにおける時々刻々の情報処理過程を反映する。
図７（ｂ）は、意識水準や脳活動等でゆっくりと変化する緩変動電位、事象関連電位ＥＰＲである。図７（ｃ）は、時間的にほとんど変化のない定常電位であり、観察されない。

また、脳波は周波数により４つに分類される。「δ（デルタ）波：４Ｈｚ未満」、「θ（シータ）波：４Ｈｚ以上、８Ｈｚ未満」、「α（アルファ）波：８Ｈｚ以上、１３Ｈｚ未満」、「β（ベータ）波：１３Ｈｚ以上」の４種類である。

実際の脳波においては、常にこれらすべての成分が重畳してひとつの脳波を形成している。そのなかで、振幅や周波数でもっとも目立って出現しているものを、多くの場合そのときの波形の代表として呼ぶ。以下に分類された、それぞれの脳波の特徴を記す。

α波は、安静、開眼、覚醒時に、後頭〜頭頂部優位に出る。漸増漸減（waxing and waning）現象があり、ほぼ左右対称である。開眼、精神的緊張、考えごとなど、脳が働く状況で消失する（α抑制＝α−attenuation）。

β波は、開眼などによるα−attenuation後に目立つ。β波もα波同様、脳が活性化すると減少するが、その程度がはるかに少ないため残存して見えるが、α波に替わって出るわけではない（図８参照）。

θ波は、成人では、出ても３０μＶ以下である。Ｆｍθは正常である。Ｆｍθ波とは、前頭中心部（Ｆｚ）に優位に出る１秒以上持続するθ波で、精神的に集中しているときに出現する。その作業にある程度慣れた人や、その人にとって適度な集中度が要求される作業で出やすい傾向がある。
δ波は、正常な成人では覚醒時に顕著に出やすい傾向がある。

以上の特徴から、脳の活動レベルが高いほど脳波の振幅は低い。そして脳が仕事をしているときにはα波が消失しβ波が見えるのである。しかしこれは脳に仕事をさせると、β波が増えるということではない。β波とは、開眼や精神活動、緊張、ストレスなどでα抑制がかかった際、α波よりも減衰の程度が少ないために残存して見える波形であり、一般には、α波出現区間のほうがβ波も大きいことが多い。

（眼球運動、瞬目についての補足説明）
次に、感情バイオメトリクスにおいて使用することができる生体情報である「眼球運動、瞬目」について補足して説明する。

眼球は、網膜（−）と、角膜（＋）間に直流的な電位を持っている（網膜−角膜電位）。眼球が回転すると、その周囲につけた電極に対する相対的な電位が変化するので、これを記録することによって、眼球運働の様子を知ることがでる（図９参照）。

また、瞬目の際に、眼球が一瞬上転する（Be11現象）ので、これも電位変化として記録される。脳波測定の際には下向の波としで記録される。ただし、脳波測定の際に記録される瞬目は、周波数成分からはデルタ波と同等で、脳波自体に比べると振幅が非常に大きいので、周波数解析をするときにはすべて排除してから行うように注意しなければならない。

また、眼球運動、瞬目を測定することによって、精神的緊張度、ストレス度、リラックス度、眠気といったことが分かる。

（表面筋電図についての補足説明）
次に、感情バイオメトリクスにおいて使用することができる生体情報である「表面筋電図の情報」について補足して説明する。

ヒトの体には、４００以上の解剖学的に名前のつけられた骨格筋組織があり、体重の５０％占める（皮膚は体重の２０％、骨は１０％である〉。骨格筋の両端は腱組織となって、骨・靭帯・皮膚に付着している。すべての筋組織は、収縮に伴って電位放電があるので、これを記録することによって、その活動状態を知ることができる。また、筋肉の収縮には、等張性収縮（isotonic contraction）と、等尺性収縮(isometric contraction)がある。

表面筋電図を測定することによって、力を発揮しているときの筋緊張の状態や、リラックスしているときの筋緊張の状態が分かる。

表面筋電図は以下のように記録する。
測定感度：１００μV/５ｍｍ 程度、
ＨＦＦ：５００Ｈｚ 程度（場合により、１００Ｈｚ程度まで選択）、
ＬＦＦ：６０Ｈｚ 程度、
記録速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ、
Ｈｕｍ ｆｉｌｔｅｒ：ＯＮ、

例えば、上腕筋の測定では上腕二頭筋および上腕三等筋を測定する。この際、筋腹に従って、２〜３ｃｍの間隔で皿電極を付ける。

（体温についての補足説明）
次に、感情バイオメトリクスにおいて使用することができる生体情報である「体温」について補足して説明する。

体温（体表面温度）は、深部体温（核心温度）を−定に保つために、外界の変化に対応して調節される。体温の調節手段の流れを図１０に示す。
体温の調節手段では、発汗、そして特に体表面からの赤外線の放射がもっとも大きな要素である。このうち、体表面からの赤外線の放射は、自律神経による皮膚血管の収縮・拡張によって調整される。したがって、体表面温度の変化を測定することによって、交感神経の働き、すなわち自律神経を知ることができる。これは、心理的・精神的負荷の状態を反映している。

体表面温度を測定することで、外界の変化に対しての反応や、精神的な緊張度、動揺、ストレスの状態が分かる。

体表面温度の測り方は、体表面からの赤外線の放射を測る。これは、連続測定も可能である。そして、精神的負荷を与えて、その変化を見る。重要なことは、表面温度によって放射周波数が決まっていることである。言い換えると、周波数を測定することで、物体の表面温度がわかるのである。

[感情バイオメトリクスの他の応用についての説明]
以上説明した種々の生体情報を使用して、人間の精神状態を判定することができるが、感情バイオメトリクスは、個人認証装置（図３参照）や情報端末（図５参照）の他に、以下に示すような、種々の用途に応用できる。

例えば、携帯情報端末（携帯電話等）を認証デバイスとする場合には、音声スペクトル、筋電図、手指の皮膚温度を使うのが適当であると考えられる。なぜなら、携帯電話は「人間が電話を手に持って会話をする」という形態で使用するものであるので、携帯電話にセンサを搭載することにより、これらの生体情報を常に収集することが可能であるからである。

そして、それらの生体情報には、以下の性質がある。
音声スペクトル：一般に、人は緊張したり、怒ったりすると声が大きくなる、高くなる、声を荒げる。
筋電図：一般に、人は緊張する相手としゃべるときには、受話器をもつ手に力が入る。
手指の皮膚温度：一般に、人は緊張すると交感神経が優位になり、血管が収結するため、温度が下がる。反応時間は速く、かなりアルタイムで温度は降下する。手指の温度は外気温に左右されるが、相対的に温度が下がるので検知可能である。

上述したような性質があるため、これらを利用して、次のようなシステムを構成することができる。

第１に、「感情プロファイリングシステム」を構成できる。ユーザが携帯電話を使う度に、音声、筋電図、皮膚温の特徴を検出し続けて、ユーザの音声の癖を学習させる。携帯電帯を使い込むにつれて、システムはそのユーザ用にチューニングされていく。その際、通話先の番号ごとに、ユーザの音声、筋電図、皮膚温の癖の学習を個別に行う。

このように、例えば家族や恋人と電話で話したときのしゃべり方をプロファイルしておき、そのプロファイル情報を他人に電話したときに利用することにより、自分がその人にどのくらいの好感度をもっているかを測ったり、上司と電話で話したときのしゃべり方をプロファイルしておき、そのプロファイル情報を他人に電話したときに利用する声とにより、今、自分がどれくらい緊張しているかを客観的に判断したりすることができるようになる。

以上、本発明の実施の形態について説明したように、感情バイオメトリクスを利用することにより、個人認証装置として、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知することができる。また、ユーザの操作に対する本人の意思を確認することができる、また、情報端末として、ユーザの気持ちを通信相手に伝達することができる。

また、図３に示した個人認証装置１００及び図５に示した情報端末３０１は内部にコンピュータシステムを有している。そして、個人認証装置１００内及び情報端末３０１内の各処理部における一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。

すなわち、個人認証装置１００及び情報端末３０１内の各処理部における処理は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。

ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の個人認証装置および情報端末は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明においては、感情バイオメトリクスを利用することにより、既存のバイオメトリクス認証で行われている本人性の検査に加え、犯人に脅迫されてユーザ本人が不正な操作を行うように強要された場合にもこれを感知して防止することができる。また、ユーザの操作に対する本人の意思を確認することができる。また、ユーザの気持ちを通信相手に伝達することができる効果を奏するので、本発明は、個人認証装置、情報端末、および個人認証方法などに適用できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の個人認証装置および情報端末は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

生体情報の種類について説明するための図である。 生体情報の利用用途について説明するための図である。 本発明による個人認証装置の構成例を示す図である。 身体的特徴情報測定部及びバイオメトリクス認証部の例を示す図である。 本発明による情報端末の構成例を示す図である。 人間の脳波を測定する仕組みを説明するための図である。 脳波の直流成分と変動成分の例を示す図である。 脳波の周波数による分類を示す図である。 眼球移動と電位変位について説明するための図である。 体温調節手段の流れを示す図である。

符号の説明

１ 人間（ユーザ）の身体
２ 身体的特徴の情報
３ 感情的特徴の情報
１００ 個人認証装置
１０１ 身体的特徴情報測定部
１０３ 感情的特徴情報測定部
１０４ 感情バイオメトリクス判定部
１０５ 総合認証部
１１０ データベース
２１１ 指紋撮像部
２１２ 特徴抽出部
２１３ パターンマッチング部
２１４ 指紋データベース
３００ 通信ネットワーク
３０１ 情報端末
３０２ 情報端末機能部
３０３ 感情通知部
３１１ 感情的特徴情報測定部
３１２ 感情バイオメトリクス判定部
３１３ 記憶部

Claims (7)

1. 人間の生体情報を取得して本人の認証を行う個人認証装置であって、
   身体的特徴を示す生体情報を測定する身体的特徴情報測定手段と、
   前記身体的特徴情報測定手段により測定した身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証手段と、
   感情的特徴を示す生体情報を測定する感情的特徴情報測定手段と、
   前記感情的特徴情報測定手段により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手段と、
   前記バイオメトリクス認証手段による本人識別結果の情報と、前記感情バイオメトリクス判定手段による精神状態の判定結果を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証手段と
   を備えることを特徴とする個人認証装置。
2. 前記身体的特徴を示す生体情報として、指紋、虹彩、音声、声紋の情報のいずれか又はそれらを組み合わせて使用し、
   前記感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用すること
   を特徴とする請求項１に記載の個人認証装置。
3. 通信ネットワークに接続して他の情報端末とコミュニケーションを行う情報端末において、
   人間の感情的特徴を示す生体情報を測定するための感情的特徴情報測定手段と、
   前記感情的特徴情報測定手段により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手段と、
   前記感情バイオメトリクス判定手段による精神状態の判定結果を基に、本人の精神状態の情報を他の情報端末に通知する感情通知手段と
   を備えることを特徴とする情報端末。
4. 前記感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用すること
   を特徴とする請求項３に記載の情報端末。
5. 人間の生体情報を取得して本人の認証を行う個人認証方法であって、
   身体的特徴を示す生体情報を測定する身体的特徴情報測定手順と、
   前記身体的特徴情報測定手順により測定した身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証手順と、
   感情的特徴を示す生体情報を測定する感情的特徴情報測定手順と、
   前記感情的特徴情報測定手順により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手順と、
   前記バイオメトリクス認証手順による本人識別結果の情報と、前記感情バイオメトリクス判定手順による精神状態の判定結果を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証手順と
   を含むことを特徴とする個人認証方法。
6. 前記身体的特徴を示す生体情報として、指紋、虹彩、音声、声紋の情報のいずれか又はそれらを組み合わせて使用し、
   前記感情的特徴を示す生体情報として、脳波、心拍数、発汗量、音声、眼球の動き、手指の運動、しゃべり方の情報のいずれか又それらを組み合わせて使用すること
   を特徴とする請求項５に記載の個人認証方法。
7. 人間の生体情報を取得して本人の認証を行う個人認証装置内のコンピュータに、
   身体的特徴を示す生体情報を測定する身体的特徴情報測定手順と、
   前記身体的特徴情報測定手順により測定した身体的特徴の情報を基に、本人識別を行うバイオメトリクス認証手順と、
   感情的特徴を示す生体情報を測定する感情的特徴情報測定手順と、
   前記感情的特徴情報測定手順により測定した感情的特徴の情報を基に、本人の精神状態を判定する感情バイオメトリクス判定手順と、
   前記バイオメトリクス認証手順による本人識別結果の情報と、前記感情バイオメトリクス判定手順による精神状態の判定結果を基に、本人であること、及び本人の意向に沿った認証操作であることを判定する総合認証手順と
   を実行させるためのプログラム。
   
   

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