JP2007307301A - Personal authentication device, method and program for controlling the same, personal authentication system, and recording medium with the program recorded thereon - Google Patents

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宣夫 佐藤
Kei Kobayashi
圭 小林
Takafumi Yamada
啓文 山田
Kazumi Matsushige
和美 松重
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a personal authentication device capable of easily and firmly protecting privacy without having a problem held in conventional biometric authentication. <P>SOLUTION: The personal authentication device 10 includes: a detecting part 1 for detecting the vibration of a temporomandibular joint with the movement of the temporomandibular joint by a user; an analyzing part 2 for analyzing a resonance frequency in the skull bone of the user and the vibration amplitude of the resonance frequency, based on the vibration of the temporomandibular joint, as the biological information of the user; and an authenticating part 3 for performing authentication by comparing and collating the resonance frequency and the vibration amplitude given from the analyzing part 2 with the biological information of the user which is previously registered in a registering device 4. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体、特に顎関節振動による頭蓋骨の共振周波数を利用して個人を認証する技術に関する。   The present invention relates to a technique for authenticating an individual using a resonance frequency of a living body, particularly a skull caused by vibration of the temporomandibular joint.

現在の生体個人の認証技術は、指紋認証に代表される。しかし、犯罪捜査において、犯行現場で指紋の採取が行われるように、他人による個人の指紋の入手は容易であり、偽造も可能であるという問題が存在する。このため、近年、指紋認証以外の個人認証技術が発達してきている。   Current biometric personal authentication technology is represented by fingerprint authentication. However, in criminal investigations, there is a problem that it is easy to obtain an individual's fingerprint by another person and that counterfeiting is possible so that fingerprints are collected at the crime scene. For this reason, in recent years, personal authentication techniques other than fingerprint authentication have been developed.

例えば、指の血管パターンを利用した個人認証技術(例えば、特開平7−21373号公報参照)、または手の甲の静脈パターンを利用した個人認証技術(例えば、特開平10−295674号公報参照)が知られている。これらの技術は、指または手の甲に光を照射し、照射した光の反射光ないし透過光を撮像して、撮像された画像の血管パターンを予め登録しておき、この予め登録しておいた血管パターンと、その後認証を行うために撮像された血管パターンとのマッチングをとることにより個人認証を行っている。   For example, a personal authentication technique using a finger blood vessel pattern (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 7-21373) or a personal authentication technique using a vein pattern on the back of a hand (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 10-295664) is known. It has been. These technologies irradiate light on the back of a finger or hand, capture reflected light or transmitted light of the irradiated light, register a blood vessel pattern of the captured image in advance, and this pre-registered blood vessel Personal authentication is performed by matching the pattern with a blood vessel pattern that has been imaged for subsequent authentication.

その他の個人認証技術としては、眼の虹彩もしくは声紋などを利用した個人認証技術が知られている。これらの技術においても、予め登録しておいたパターンと、その後認証を行うために撮像または計測されたパターンとのマッチングをとることにより個人認証を行っている。
インターネット<http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NC/NEWS/20050701/163801> インターネット<http://www.ecom.jp/qecom/about_wg/wg06/intro/summary2.htm> インターネット<http://www3.alpha-net.ne.jp/users/japaco/MV.htm>
As other personal authentication technology, a personal authentication technology using an iris or a voice print of the eye is known. Also in these techniques, personal authentication is performed by matching a pattern registered in advance with a pattern captured or measured for subsequent authentication.
Internet <http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/NC/NEWS/20050701/163801> Internet <http://www.ecom.jp/qecom/about_wg/wg06/intro/summary2.htm> Internet <http://www3.alpha-net.ne.jp/users/japaco/MV.htm>

ところで、上述のような個人認証技術では、以下に示すような様々な問題がある。   By the way, the above-described personal authentication technology has various problems as described below.

まず、生体情報の偽造が可能であることである。上述の指紋だけでなく、静脈、眼の虹彩においても偽造が可能であることが実証されている(非特許文献1参照)。また、生体認証における究極的技術と考えられる、遺伝子のDNAパターンも、例えば毛髪を1本手に入れれば偽造が可能である。さらに、究極的とも言える悪意、例えば殺人行為により生体認証部位を切断して行われる偽造に対しては対抗策がない。   First, it is possible to forge biometric information. It has been demonstrated that forgery is possible not only in the above-described fingerprint but also in the veins and irises of the eyes (see Non-Patent Document 1). In addition, the DNA pattern of a gene, which is considered to be the ultimate technology in biometric authentication, can be counterfeited by, for example, obtaining a single hair. Furthermore, there is no countermeasure against counterfeiting that is performed by cutting off the biometric authentication site by murderous acts, which can be called ultimate.

次に、生体情報の再現性(個人が繰り返し同じ生体情報を再現できるか)および誤認識の問題である。偽造を回避するために、声紋、筆圧、および筆跡による個人認証が提案されているが、再現性およびこれに起因する誤認識という問題がある。例えば、声紋認証の場合、発声という行為は随意的な要素があるため、必ずしも再現性があるとは言えず、登録時と認証時との差を小さくする、すなわち誤認識を防ぐような配慮が必要であることが、非特許文献2に開示されている。   Next, there are problems of reproducibility of biometric information (whether an individual can reproduce the same biometric information repeatedly) and misrecognition. In order to avoid forgery, personal authentication based on voiceprints, writing pressure, and handwriting has been proposed, but there is a problem of reproducibility and misrecognition resulting therefrom. For example, in the case of voiceprint authentication, since the act of utterance is an optional element, it is not necessarily reproducible, and consideration is given to reducing the difference between registration and authentication, that is, to prevent misrecognition. It is disclosed in Non-Patent Document 2 that it is necessary.

次に、生体情報取得時の抵抗感および不快感である。例えば、指紋認証の場合、指がセンサに直接触れる必要があるため、指紋採取に対する抵抗感(特に前歴者に多い)等の問題がある。また、虹彩認証の場合、虹彩取得の際に眼に直接光が入射されるため、恐怖感があるという問題がある。   Next, there are resistance and discomfort during biometric information acquisition. For example, in the case of fingerprint authentication, there is a problem such as resistance to fingerprint collection (especially in the past) because the finger needs to touch the sensor directly. In addition, in the case of iris authentication, there is a problem that there is a feeling of fear because light is directly incident on the eye when the iris is acquired.

最後に、膨大な処理時間、システムの複雑さである。例えば、指紋認証、静脈認証の場合、画像によりマッチングを行うため、画像の回転、明瞭度、フォーカス、およびエッジ検出等の複雑な処理が必要であり、そのため膨大な処理時間を要したり、システムの複雑化を招いてしまう。   Finally, there is a huge amount of processing time and system complexity. For example, in the case of fingerprint authentication and vein authentication, since matching is performed using images, complicated processing such as image rotation, articulation, focus, and edge detection is required. Will be complicated.

本発明の目的は、上述のような、従来の生体認証において生じていた問題を生じることなく、プライバシーを容易、かつ堅固に保護することができる個人認証装置、個人認証装置の制御方法、個人認証システム、個人認証装置制御プログラム、ならびにそれを記録した記録媒体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a personal authentication device, a personal authentication device control method, and a personal authentication that can easily and firmly protect privacy without causing the above-described problems that have occurred in conventional biometric authentication. An object is to provide a system, a personal authentication device control program, and a recording medium on which the program is recorded.

本発明に係る個人認証装置は、人体の生物学的特徴に基づいて個人を認証する個人認証装置であって、上記課題を解決するために、利用者の顎関節運動による顎関節振動を検出する検出部と、利用者の生体情報として、上記顎関節振動から上記利用者の頭蓋骨の共振周波数および該共振周波数の振動振幅のうち少なくとも1つを解析する解析部と、上記解析部から与えられた上記共振周波数および上記振動振幅のうち少なくとも1つを、登録装置に予め登録されている上記利用者の生体情報と比較照合し、認証を行う認証部とを備えていることを特徴としている。   A personal authentication device according to the present invention is a personal authentication device that authenticates an individual based on a biological characteristic of a human body, and detects temporomandibular joint vibration caused by a user's temporomandibular joint motion in order to solve the above-described problem. A detection unit, an analysis unit for analyzing at least one of a resonance frequency of the skull of the user and a vibration amplitude of the resonance frequency from the vibration of the temporomandibular joint as the biological information of the user, and the analysis unit An authentication unit is provided that compares and compares at least one of the resonance frequency and the vibration amplitude with the biometric information of the user registered in advance in a registration device, and performs authentication.

また、本発明に係る個人認証装置の制御方法は、人体の生物学的特徴に基づいて個人を認証する個人認証装置の制御方法であって、上記課題を解決するために、利用者の顎関節運動による顎関節振動を検出する工程と、利用者の生体情報として、上記顎関節振動から上記利用者の頭蓋骨の共振周波数および該共振周波数の振動振幅のうち少なくとも1つを解析する工程と、解析した上記利用者の生体情報を登録装置に登録する工程と、上記共振周波数および上記振動振幅のうち少なくとも1つを、上記登録装置に予め登録されている上記利用者の生体情報と比較照合し、認証を行う工程とを有することを特徴としている。   The personal authentication device control method according to the present invention is a personal authentication device control method for authenticating an individual based on a biological characteristic of a human body. A step of detecting temporomandibular joint vibration due to movement, and a step of analyzing at least one of the resonance frequency of the user's skull and the vibration amplitude of the resonance frequency from the temporomandibular joint vibration as the biological information of the user, and analysis Registering the biometric information of the user in a registration device, and comparing and collating at least one of the resonance frequency and the vibration amplitude with the biometric information of the user registered in advance in the registration device, And a step of performing authentication.

上記の構成によれば、本発明に係る個人認証装置は、利用者の頭蓋骨の共振周波数および該共振周波数の振動振幅のうち少なくとも1つを利用して個人を認証するものであり、上記頭蓋骨の共振周波数および振動振幅は、利用者の顎関節運動という極めて容易な運動により検出している。なお、顎関節運動とは、利用者が自身の上顎および下顎をそれぞれ上下に動かし、歯をカチカチとならす行為に相当し、これにより生じる顎関節の振動が顎関節振動である。   According to the above configuration, the personal authentication device according to the present invention authenticates an individual using at least one of the resonance frequency of the user's skull and the vibration amplitude of the resonance frequency. The resonance frequency and the vibration amplitude are detected by an extremely easy movement called a user's temporomandibular joint movement. The temporomandibular joint movement corresponds to an action in which the user moves his / her upper and lower jaws up and down to make the teeth tick, and the vibration of the temporomandibular joint caused thereby is temporomandibular joint vibration.

ところで、本発明において、生体情報を偽造するためには、頭部を完全に複製せねばならず、このような複製は不可能である。具体的に説明すると、頭蓋骨の密度および形状を完全に複製することだけでも困難であるが、たとえ、頭蓋骨の密度および形状を完全に複製できたとしても、頭蓋骨は頭皮および顔皮などに覆われており、この皮膚に含まれる水分等を考慮して複製することは不可能である。   By the way, in the present invention, in order to forge biometric information, the head must be completely copied, and such copying is impossible. In particular, it is difficult to completely replicate the density and shape of the skull, but even if the density and shape of the skull can be completely replicated, the skull is covered with the scalp and face skin. Therefore, it is impossible to replicate in consideration of moisture contained in the skin.

また、複製以外の手段としては、音響機器に利用者の顎関節運動により生じた顎関節運動音(上述の歯がカチカチとなる音)を録音することが挙げられるが、この場合、マイクレコーダまたは再生スピーカ等の共振周波数が同時に録音されてしまうため、偽造は不可能である。つまり、本発明において、生体情報の偽造は極めて困難である。   Further, as means other than duplication, it is possible to record the temporomandibular joint movement sound (sound that makes the above-mentioned teeth ticks) generated by the user's temporomandibular joint movement on the acoustic device. Since the resonance frequency of a reproduction speaker or the like is recorded at the same time, forgery is impossible. That is, in the present invention, it is extremely difficult to forge biometric information.

また、頭蓋骨の共振状態(共鳴現象)は、無意識の状態、例えば、眼のまばたきと同様に起こる。さらに、顎関節振動による頭蓋骨の共振状態は、上記信号を感度良く検出するための動的動作に過ぎず、個人が意図的に頭蓋骨の共振状態を変化させることはできない。つまり、本発明において、生体情報の再現性は極めて高い。   Moreover, the resonance state (resonance phenomenon) of the skull occurs in the same manner as an unconscious state, for example, eye blink. Furthermore, the resonance state of the skull due to the vibration of the temporomandibular joint is merely a dynamic operation for detecting the signal with high sensitivity, and the individual cannot intentionally change the resonance state of the skull. That is, in the present invention, the reproducibility of biological information is extremely high.

また、生体情報の再現性が極めて高いことに加え、従来の周波数検出技術、具体的に周波数カウントは、現在の計測技術において最も感度が良い、とされている。例えば、電圧および電流などは有効数字3桁であるが、周波数検出の有効数字は5桁である。従って、本発明において、生体情報の誤認識の可能性は極めて低い。   In addition to extremely high reproducibility of biological information, the conventional frequency detection technology, specifically frequency counting, is said to be most sensitive in the current measurement technology. For example, voltage and current have three significant digits, but frequency detection has five significant digits. Therefore, in the present invention, the possibility of erroneous recognition of biological information is extremely low.

また、顎関節運動は、食事時および会話時などに自然に行われるため、顎関節を動かすことに抵抗感および不快感を示す人は、身障者を除けば、存在しない。従って、本発明において、生体情報取得時の抵抗感および不快感が生じない。   In addition, since the temporomandibular joint movement is naturally performed during meals and conversations, there is no person who exhibits resistance and discomfort to move the temporomandibular joint except for the disabled. Therefore, in the present invention, resistance and discomfort during biometric information acquisition do not occur.

また、利用者がその生命を維持していなければ、顎関節を振動させることはできない。そのため、生体情報は存命時のみ適用することができる。従って、本発明において、究極的な悪意を防止することができる。   In addition, the temporomandibular joint cannot be vibrated unless the user maintains his life. Therefore, biological information can be applied only when alive. Therefore, in the present invention, ultimate malicious intent can be prevented.

また、詳細は後述するが、上記個人認証装置では、検出された頭蓋骨の共振周波数および振動振幅という単純な数値量を用いて利用者の登録および認証等を行う。従って、本発明において、装置の小型化、処理時間の短縮が可能となる。   Although the details will be described later, in the personal authentication device, registration and authentication of a user are performed using a simple numerical quantity such as the detected resonance frequency and vibration amplitude of the skull. Therefore, in the present invention, the apparatus can be downsized and the processing time can be shortened.

以上のことから、従来の生体認証において生じていた問題を生じることなく、プライバシーを容易、かつ堅固に保護することができる個人認証装置、およびその制御方法を実現することができるという効果を奏する。   From the above, there is an effect that it is possible to realize a personal authentication device that can easily and firmly protect privacy and a control method thereof without causing the problems that have occurred in conventional biometric authentication.

本発明に係る個人認証装置は、上記構成に加えて、上記検出部は、利用者に非接触の状態で、利用者の顎関節振動を検出することが好ましい。   In addition to the above-described configuration, the personal authentication device according to the present invention preferably detects the user's temporomandibular joint vibration in a non-contact state with the user.

例えば、従来の生体認証における指紋認証の場合、上記従来技術で述べたように、指がセンサに直接触れる必要がある。そして、このセンサは、不特定多数の人の間で共用されるのが一般的である。そのため、多くの人が触れるセンサに触る抵抗感という問題がある(特に女性に多い)。   For example, in the case of fingerprint authentication in conventional biometric authentication, it is necessary to touch the sensor directly with the finger, as described in the prior art. In general, this sensor is shared among an unspecified number of people. Therefore, there is a problem of resistance to touch a sensor that many people touch (especially for women).

そこで、上記の構成によれば、上記検出部は、利用者に非接触の状態で、利用者の顎関節振動を検出することができる。これにより、上述のような抵抗感という問題を生じることがなく、使い勝手の良い個人認証装置を実現することができるという効果を奏する。   So, according to said structure, the said detection part can detect a user's temporomandibular joint vibration in a non-contact state to a user. As a result, there is an effect that it is possible to realize a user-friendly personal authentication device without causing the above-described problem of resistance.

本発明に係る個人認証装置は、上記構成に加えて、上記検出部には、雑音が検出されることを防ぐための防音手段が設けられていることが好ましい。   In the personal authentication device according to the present invention, in addition to the above configuration, the detection unit is preferably provided with soundproofing means for preventing noise from being detected.

上記の構成により、上記検出部で雑音が検出されることを防ぐことができるため、より認証精度の高い個人認証装置を実現することができるという効果を奏する。   With the configuration described above, noise can be prevented from being detected by the detection unit, so that an effect of realizing a personal authentication device with higher authentication accuracy can be achieved.

本発明に係る個人認証装置は、上記登録装置に利用者の生体情報を登録するとき、生体情報を暗号化して登録することが好ましい。   The personal authentication device according to the present invention preferably registers the biometric information encrypted when registering the biometric information of the user in the registration device.

上記の構成によれば、上記個人認証装置は、上記登録装置に利用者の生体情報を登録するとき、生体情報を暗号化して登録する。これにより、重要な生体情報が他人に漏洩してしまうことを防ぐことができるという効果を奏する。   According to said structure, the said personal authentication apparatus encrypts and registers biometric information, when registering a user's biometric information to the said registration apparatus. Thereby, there exists an effect that important biometric information can be prevented from leaking to others.

本発明に係る個人認証装置は、上記構成に加えて、指紋認証、静脈認証、虹彩認証、筆跡認証、筆圧認証、声紋認証、および遺伝子認証を併用することが好ましい。   In addition to the above configuration, the personal authentication device according to the present invention preferably uses fingerprint authentication, vein authentication, iris authentication, handwriting authentication, writing pressure authentication, voiceprint authentication, and gene authentication in combination.

上記の構成によれば、上記個人認証装置は、指紋認証、静脈認証、虹彩認証、筆跡認証、筆圧認証、声紋認証、遺伝子認証、印鑑による認証、対人対面によるサイン認証、および写真による認証等の従来の生体認証を併用することができる。これにより、より確実にプライバシーを保護することが可能な個人認証装置を実現できるという効果を奏する。   According to the above configuration, the personal authentication device includes fingerprint authentication, vein authentication, iris authentication, handwriting authentication, writing pressure authentication, voiceprint authentication, gene authentication, seal authentication, personal face-to-face sign authentication, and photo authentication, etc. The conventional biometric authentication can be used together. Thereby, there is an effect that it is possible to realize a personal authentication device capable of protecting privacy more reliably.

本発明に係る個人認証システムは、上記個人認証装置と、上記個人認証装置に接続され、上記個人認証装置の出力信号により制御される電子機器とを有することを特徴としている。   The personal authentication system according to the present invention includes the personal authentication device and an electronic device connected to the personal authentication device and controlled by an output signal of the personal authentication device.

上記個人認証システムは、上記個人認証装置を有しているため、従来の生体認証において生じていた問題を生じることなく、プライバシーを容易、かつ堅固に保護することができる個人認証システムを実現することができるという効果を奏する。なお、上記個人認証システムの一例としては、電子機器が、例えば建物等の扉の開閉を制御する機器であり、上記個人認証装置とは有線、無線を問わずに接続されており、上記個人認証装置の出力信号である上記個人認証装置の認証部の認証結果により上記扉が開閉されるシステムが挙げられる。   Since the personal authentication system has the personal authentication device, it realizes a personal authentication system that can easily and firmly protect privacy without causing problems that have occurred in conventional biometric authentication. There is an effect that can be. As an example of the personal authentication system, an electronic device is, for example, a device that controls opening and closing of a door of a building or the like, and is connected to the personal authentication device regardless of wired or wireless. There is a system in which the door is opened and closed based on an authentication result of the authentication unit of the personal authentication device, which is an output signal of the device.

本発明に係る個人認証システムは、上記の構成に加えて、利用者の顎関節運動により生じた顎関節運動音の回数を計測する計測装置と、該計測装置の計測結果に基づいて上記電子機器のスイッチング操作を制御する制御装置とをさらに有することが好ましい。   In addition to the above-described configuration, the personal authentication system according to the present invention includes a measuring device that measures the number of temporomandibular joint movement sounds generated by the user's temporomandibular joint movement, and the electronic device based on the measurement result of the measuring device. And a control device for controlling the switching operation.

上記構成によれば、上記個人認証システムは、利用者の顎関節運動により生じた顎関節運動音の回数を計測する計測装置と、該計測装置の計測結果に基づいて上記電子機器のスイッチング操作を制御する制御装置とをさらに有しているため、上記電子機器のスイッチング操作の制御が可能である。   According to the above configuration, the personal authentication system performs a switching operation of the electronic device based on a measurement device that measures the number of temporomandibular joint movement sounds generated by the user's temporomandibular joint movement and the measurement result of the measurement device. Since it further has a control device to control, the switching operation of the electronic device can be controlled.

具体例としては、上記電子機器がテレビジョンであり、上記計測装置によって利用者の顎関節運動音が、例えば2回計測されると、この計測結果が上記制御装置に送られ、上記制御装置が、例えば、上記テレビジョンに電源をオンさせるような、もしくは、現在放映している番組を変更させるような制御信号を与え、上記テレビジョンのスイッチング操作を制御するシステムが挙げられる。   As a specific example, when the electronic device is a television and the user's temporomandibular joint movement sound is measured, for example, twice by the measurement device, the measurement result is sent to the control device, and the control device For example, there is a system for controlling the switching operation of the television by giving a control signal for turning on the power to the television or changing a program currently being broadcast.

なお、上記電子機器としては、上記テレビジョン以外に空調機器、照明器具等が挙げられ、そのスイッチング操作としては、電源のオン・オフ、風量または照度の制御等が可能である。このようなシステムは、老人や障害者等の身体が不自由な人にとって、極めて有効なシステムとなることは言うまでもない。   Note that examples of the electronic device include an air conditioner, a lighting fixture, and the like in addition to the television. The switching operation can be power on / off, control of air volume or illuminance, and the like. It goes without saying that such a system is extremely effective for persons with physical disabilities such as the elderly and disabled persons.

なお、上記個人認証装置における上記解析部および上記認証部を、個人認証装置制御プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、上記個人認証装置制御プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記録させることにより、任意のコンピュータ上で上記個人認証装置制御プログラムを実行させることができる。   Note that the analysis unit and the authentication unit in the personal authentication device can be executed on a computer by a personal authentication device control program. Further, by recording the personal authentication device control program on a computer-readable recording medium, the personal authentication device control program can be executed on any computer.

本発明に係る個人認証装置は、利用者の顎関節運動による顎関節振動を検出する検出部と、上記利用者の生体情報として、上記顎関節振動から上記利用者の頭蓋骨の共振周波数および該共振周波数の振動振幅のうち少なくとも1つを解析する解析部と、上記解析部から与えられた上記共振周波数および上記振動振幅のうち少なくとも1つを、登録装置に予め登録されている上記利用者の生体情報と比較照合し、認証を行う認証部とを備えていることを特徴としている。   A personal authentication device according to the present invention includes a detection unit that detects temporomandibular joint vibration due to user's temporomandibular joint movement, and the user's biometric information from the temporomandibular joint vibration to the resonance frequency of the user's skull and the resonance. An analysis unit that analyzes at least one of the vibration amplitudes of the frequency, and at least one of the resonance frequency and the vibration amplitude given from the analysis unit is registered in advance in the registration device. It is characterized by having an authentication unit that compares and collates with information and performs authentication.

これにより、従来の生体認証において生じていた問題を生じることなく、プライバシーを容易、かつ堅固に保護することができる個人認証装置を実現できるという効果を奏する。   This produces an effect that a personal authentication device that can easily and firmly protect privacy can be realized without causing problems that have occurred in conventional biometric authentication.

本発明に係る実施形態について、図1〜図8に基づいて説明すると以下の通りである。   An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

人体の頭蓋骨は、形状および密度により規定される共振周波数(固有振動周波数)を有している(非特許文献3参照)。そして、この頭蓋骨の共振周波数は複数存在し、それら各共振周波数の振動振幅の比率を検証したところ、個人に強く依存することが本発明者により実証されている。本実施形態に係る個人認証装置10は、この頭蓋骨の共振周波数およびその振動振幅を個人認証に利用した装置である。   The skull of a human body has a resonance frequency (natural vibration frequency) defined by the shape and density (see Non-Patent Document 3). The present inventor has proved that there are a plurality of resonance frequencies of the skull and the ratio of the vibration amplitudes of the resonance frequencies is strongly dependent on the individual. The personal authentication device 10 according to the present embodiment is a device that uses the resonance frequency of the skull and its vibration amplitude for personal authentication.

ところで、個人認証装置10では、頭蓋骨の共振周波数および振動振幅を利用者(個人認証装置10の利用者)の顎関節運動による顎関節振動により検出している。本実施形態を説明するにあたって、まず、利用者の顎関節振動により頭蓋骨の共振周波数および振動振幅を検出している点について説明する。なお、顎関節運動は、利用者が自身の上顎および下顎をそれぞれ上下に動かし、歯をカチカチとならす行為に相当し、これにより生じる顎関節の振動が顎関節振動である。   By the way, in the personal authentication device 10, the resonance frequency and vibration amplitude of the skull are detected by temporomandibular joint vibration caused by the temporomandibular joint motion of the user (user of the personal authentication device 10). In describing this embodiment, first, the point that the resonance frequency and vibration amplitude of the skull are detected by the user's temporomandibular joint vibration will be described. The temporomandibular joint movement corresponds to an action in which the user moves his / her upper and lower jaws up and down to make the teeth tick, and the vibration of the temporomandibular joint caused thereby is temporomandibular joint vibration.

図5は、簡単な構造共振モデルである片持梁25を示している。図示のように、片持梁25は、一端(面a)のみが、直方体20と接着され固定されている。この片持梁25の共振周波数は、以下の式(1)により求められる。   FIG. 5 shows a cantilever beam 25 which is a simple structural resonance model. As illustrated, only one end (surface a) of the cantilever 25 is bonded and fixed to the rectangular parallelepiped 20. The resonance frequency of the cantilever beam 25 is obtained by the following equation (1).

fr=0.162×t/l×(Ey/ρ)(1/2) (1)
ここで、
fr:片持梁25の共振周波数
t:片持梁25のz部分の長さ(厚み)
l:片持梁25のx部分の長さ
Ey:片持梁25の材質のヤング率
ρ:片持梁25の材質の密度
である。
このように、材質、長さ、および厚みが規定されれば、共振周波数を求めることができる。
fr = 0.162 × t / l 2 × (Ey / ρ) (1/2) (1)
here,
fr: resonance frequency of the cantilever beam t: length (thickness) of the z portion of the cantilever beam 25
l: length of the x portion of the cantilever 25 Ey: Young's modulus of the material of the cantilever 25 ρ: density of the material of the cantilever 25.
Thus, if the material, length, and thickness are defined, the resonance frequency can be obtained.

また、高次の共振周波数も以下の式(2)により求められる。   Further, the high-order resonance frequency is also obtained by the following equation (2).

fr2=6.3×fr1 (2)
ここで、
fr1:片持梁25の第1次共振周波数
fr2:片持梁25の第2次共振周波数
である。
fr2 = 6.3 × fr1 (2)
here,
fr1: primary resonance frequency of the cantilever beam fr2: secondary resonance frequency of the cantilever beam 25.

図6は、熱振動状態における片持梁25の共振周波数の一例を示しており、図7は、加振動状態における片持梁25の共振周波数の一例を示している。図8は、図6に示した共振周波数(破線にて示す)と図7に示した共振周波数(実線にて示す)とを比較した図である。なお、図6において、横軸は周波数(kHz)、縦軸は振動振幅(μV)であり、図7および図8において、横軸は周波数(kHz)、縦軸は振動振幅(mV)である。また、熱振動の場合は、直方体20を何らかの手段により熱することにより片持梁25を振動させ、加振動の場合は、直方体20に振動素子を配置することにより片持梁25を振動させる。   FIG. 6 shows an example of the resonance frequency of the cantilever 25 in the thermal vibration state, and FIG. 7 shows an example of the resonance frequency of the cantilever 25 in the vibration state. FIG. 8 is a diagram comparing the resonance frequency shown in FIG. 6 (shown by a broken line) and the resonance frequency shown in FIG. 7 (shown by a solid line). In FIG. 6, the horizontal axis represents frequency (kHz) and the vertical axis represents vibration amplitude (μV). In FIGS. 7 and 8, the horizontal axis represents frequency (kHz) and the vertical axis represents vibration amplitude (mV). . In the case of thermal vibration, the cantilever 25 is vibrated by heating the rectangular parallelepiped 20 by some means, and in the case of vibration, the cantilever 25 is vibrated by disposing a vibration element in the rectangular parallelepiped 20.

各図から、熱振動状態と加振動状態とで、片持梁25の共振周波数が変化しないこと、また、熱振動状態に比べ、加振動状態の方が、共振周波数の振動振幅が増加していることがわかる。つまり、頭蓋骨を加振動状態とすることにより、頭蓋骨の共振周波数を変化させることなく、電気信号として検出することを容易にすることができる。   From each figure, the resonance frequency of the cantilever 25 does not change between the thermal vibration state and the vibration state, and the vibration amplitude of the resonance frequency increases in the vibration state compared to the thermal vibration state. I understand that. That is, by making the skull in an oscillating state, it can be easily detected as an electrical signal without changing the resonance frequency of the skull.

ところで、人体において、顎関節振動には、食物の摂取等のために、十分なエネルギーが費やされる。この費やされるエネルギーは、人体の保温機能などに費やされるエネルギーに次いで大きい。また、人体の組織の中で一番堅いのが「歯」であり、この歯は、頭蓋骨がむき出しになっている唯一のポイントでもある。以上のことから、頭蓋骨を加振動状態とさせる方法として、顎関節振動が最も有効な方法であると言える。なお、頭蓋骨に共鳴する倍音を拾うには、奥歯を振動させることが有用である。   By the way, in a human body, sufficient energy is consumed for temporomandibular joint vibration for food intake and the like. This energy consumed is the second largest after the energy consumed for the heat retaining function of the human body. The hardest tissue in the human body is the “teeth”, which is the only point where the skull is exposed. From the above, it can be said that temporomandibular joint vibration is the most effective method for bringing the skull into an oscillating state. In order to pick up overtones that resonate with the skull, it is useful to vibrate the back teeth.

以上のことから、個人認証装置10では、利用者の顎関節運動による顎関節振動により頭蓋骨の共振周波数および振動振幅を検出し、この検出した頭蓋骨の共振周波数および振動振幅を利用して個人認証を行っている。これにより、個人認証装置10では、上記従来技術で示したような、従来の生体認証において生じていた様々な問題を生じない。以下、具体的に説明する。   From the above, the personal authentication device 10 detects the resonance frequency and vibration amplitude of the skull based on the temporomandibular joint vibration caused by the user's temporomandibular joint movement, and performs personal authentication using the detected resonance frequency and vibration amplitude of the skull. Is going. As a result, the personal authentication device 10 does not cause various problems that have occurred in conventional biometric authentication as shown in the above-described conventional technology. This will be specifically described below.

まず、個人認証装置10において、生体情報(頭蓋骨の共振周波数および振動振幅)を偽造するためには、頭部を完全に複製せねばならず、このような複製は不可能である。具体的に説明すると、頭蓋骨の密度および形状を完全に複製することだけでも困難であるが、たとえ、頭蓋骨の密度および形状を完全に複製できたとしても、頭蓋骨は頭皮および顔皮などに覆われており、この皮膚に含まれる水分等を考慮して複製することは不可能である。   First, in order to forge biometric information (resonant frequency and vibration amplitude of the skull) in the personal authentication device 10, the head must be completely duplicated, and such duplication is impossible. In particular, it is difficult to completely replicate the density and shape of the skull, but even if the density and shape of the skull can be completely replicated, the skull is covered with the scalp and face skin. Therefore, it is impossible to replicate in consideration of moisture contained in the skin.

また、複製以外の手段としては、音響機器に利用者の顎関節運動により生じた顎関節運動音(歯がカチカチとなる音)を録音することが挙げられるが、この場合、マイクレコーダまたは再生スピーカ等の共振周波数が同時に録音されてしまうため、偽造は不可能である。つまり、個人認証装置10において、生体情報の偽造は極めて困難である。   Further, as means other than duplication, it is possible to record the temporomandibular joint movement sound (sound that makes the teeth ticks) generated by the user's temporomandibular joint movement on the audio equipment. For example, forgery is impossible. That is, forgery of biometric information is extremely difficult in the personal authentication device 10.

また、頭蓋骨の共振状態(共鳴現象)は、無意識の状態、例えば、眼のまばたきと同様に起こる。さらに、顎関節振動による頭蓋骨の共振状態は、頭蓋骨の共振周波数および振動振幅を感度良く検出するための動的動作に過ぎず、個人が意図的に頭蓋骨の共振状態を変化させることはできない。つまり、個人認証装置10において、生体情報の再現性は極めて高い。   Moreover, the resonance state (resonance phenomenon) of the skull occurs in the same manner as an unconscious state, for example, eye blink. Furthermore, the resonance state of the skull due to the vibration of the temporomandibular joint is merely a dynamic operation for detecting the resonance frequency and vibration amplitude of the skull with high sensitivity, and the individual cannot intentionally change the resonance state of the skull. That is, in the personal authentication device 10, the reproducibility of biometric information is extremely high.

また、生体情報の再現性が極めて高いことに加え、従来の周波数検出技術、具体的に周波数カウントは、現在の計測技術において最も感度が良い、とされている。例えば、電圧および電流などは有効数字3桁であるが、周波数検出の有効数字は5桁である。従って、個人認証装置10において、生体情報の誤認識の可能性は極めて低い。   In addition to extremely high reproducibility of biological information, the conventional frequency detection technology, specifically frequency counting, is said to be most sensitive in the current measurement technology. For example, voltage and current have three significant digits, but frequency detection has five significant digits. Therefore, the possibility of erroneous recognition of biometric information in the personal authentication device 10 is extremely low.

また、顎関節運動は、食事時および会話時などに自然に行われるため、顎関節を動かすことに抵抗感および不快感を示す人は、身障者を除けば、存在しない。さらに、詳細は後述するが、利用者の顎関節振動を検出する検出部は、必ずしも利用者に接触させる必要がない。従って、個人認証装置10において、生体情報取得時の抵抗感および不快感が生じない。   In addition, since the temporomandibular joint movement is naturally performed during meals and conversations, there is no person who exhibits resistance and discomfort to move the temporomandibular joint except for the disabled. Further, as will be described in detail later, the detection unit that detects the user's temporomandibular joint vibration does not necessarily need to be brought into contact with the user. Therefore, in the personal authentication device 10, there is no resistance or discomfort at the time of biometric information acquisition.

また、利用者がその生命を維持していなければ、顎関節を振動させることはできないため、生体情報は存命時のみ適用することができる。従って、個人認証装置10において、究極的な悪意を防止することができる。   In addition, if the user does not maintain his life, the temporomandibular joint cannot be vibrated, so that biological information can be applied only when he is alive. Therefore, the ultimate malicious intent can be prevented in the personal authentication device 10.

次に、個人認証装置10について、具体的に説明する。図1は、個人認証装置10の構成例、および個人認証装置10と電子機器11との個人認証システム15の構成例を示している。個人認証装置10は、図示のように、検出部1、解析部2、および認証部3を備えている。そして、認証部3は、利用者の生体情報を登録する登録装置4に接続されている。   Next, the personal authentication device 10 will be specifically described. FIG. 1 shows a configuration example of the personal authentication device 10 and a configuration example of a personal authentication system 15 of the personal authentication device 10 and the electronic device 11. The personal authentication device 10 includes a detection unit 1, an analysis unit 2, and an authentication unit 3 as illustrated. And the authentication part 3 is connected to the registration apparatus 4 which registers a user's biometric information.

検出部1は、利用者の顎関節振動を検出し、この検出した顎関節振動を電気信号(以下、顎関節振動信号とする)に変換し増幅して解析部2へ出力する。検出部1には、時間応答性が良く利用しやすいことを鑑みて、圧電体センサを用いればよい。なお、圧電体は、無機材料(高感度、低コスト)、有機材料(フレキシブル、軽量、生体との音響インピーダンス特性が優れている)など材料の特質には依存しない。   The detection unit 1 detects the user's temporomandibular joint vibration, converts the detected temporomandibular joint vibration into an electrical signal (hereinafter referred to as temporomandibular joint vibration signal), amplifies it, and outputs it to the analysis unit 2. In view of the fact that the detection unit 1 has good time response and is easy to use, a piezoelectric sensor may be used. The piezoelectric body does not depend on the characteristics of materials such as inorganic materials (high sensitivity and low cost) and organic materials (flexible, lightweight, and excellent acoustic impedance characteristics with living bodies).

また、検出部1に、雑音が検出されることを防ぐための防音手段を設けても良い。これにより、検出部1で雑音が検出されることを防ぐことができるため、認証精度をより高くすることができる。上記防音手段としては、例えば、防音シャッター(吸音、防振、遮音材の組合せ方が重要)が好適である。さらに、検出部1は、利用者と接触状態であっても、非接触状態であっても良い。検出部1が利用者と接触状態の場合、検出する顎関節振動信号の振動振幅が大きくなるため、誤動作の可能性が少なくなり、認証精度の高い個人認証装置となる。   The detection unit 1 may be provided with soundproofing means for preventing noise from being detected. Thereby, since it can prevent that the detection part 1 detects a noise, authentication precision can be made higher. As the soundproofing means, for example, a soundproofing shutter (a combination of sound absorption, vibration isolation and sound insulating materials is important) is suitable. Furthermore, the detection unit 1 may be in contact with the user or in a non-contact state. When the detection unit 1 is in contact with the user, the vibration amplitude of the temporomandibular joint vibration signal to be detected is increased, so that the possibility of malfunction is reduced and the personal authentication device has high authentication accuracy.

図2は、利用者に非接触の状態で顎関節振動を検出するための検出部1の構成例を示している。利用者に非接触の状態で顎関節振動を検出するためには、検出部1を図示のようなパラボラ形状(パラボラ形状検出部1a)にすることが望ましい。また、必要な周波数成分のみを検出するために、バンドパスフィルタ(不図示)を設けることが望ましい。このように、検出部1を利用者に非接触とすることで、例えば、指紋認証において生じていた、不特定多数の人の間で共有されるセンサに触れる抵抗感(特に女性に多い)等の心理的な問題をなくすことができ、使い勝手のよい個人認証装置となる。   FIG. 2 shows a configuration example of the detection unit 1 for detecting temporomandibular joint vibration without contact with the user. In order to detect temporomandibular joint vibration without contact with the user, it is desirable that the detection unit 1 has a parabolic shape (parabolic shape detection unit 1a) as illustrated. In addition, it is desirable to provide a bandpass filter (not shown) in order to detect only necessary frequency components. Thus, by making the detection unit 1 non-contact with the user, for example, a sense of resistance (especially for women) that touches a sensor shared among an unspecified number of people, which has occurred in fingerprint authentication, etc. This makes it possible to eliminate the psychological problem of the personal authentication device.

解析部2は、検出部1より得られた顎関節振動信号の共振周波数成分および振動振幅成分を測定し、利用者の頭蓋骨の共振周波数および振動振幅を認証部3へ出力する。   The analysis unit 2 measures the resonance frequency component and vibration amplitude component of the temporomandibular joint vibration signal obtained from the detection unit 1, and outputs the resonance frequency and vibration amplitude of the user's skull to the authentication unit 3.

図3は、解析部2の処理を具体的に示している。図中に示されているグラフは、解析部2において、検出部1より得られた顎関節振動信号の共振周波数成分および振動振幅成分を測定(図中のピーク位置・振動振幅の算出に相当)している様子を示している。また、図中に示されている表は、解析部2における上記測定の結果を示しており、頭蓋骨の複数の共振周波数と、その複数の共振周波数の振動振幅とを、それぞれ対応づけて示している。なお、上記グラフの横軸は周波数(kHz)であり、縦軸は振動振幅(mV)である。   FIG. 3 specifically shows the processing of the analysis unit 2. In the graph shown in the figure, the analysis unit 2 measures the resonance frequency component and the vibration amplitude component of the temporomandibular joint vibration signal obtained from the detection unit 1 (corresponding to the calculation of the peak position and vibration amplitude in the figure). It shows how they are doing. The table shown in the figure shows the results of the above measurement in the analysis unit 2, and shows a plurality of resonance frequencies of the skull and vibration amplitudes of the plurality of resonance frequencies in association with each other. Yes. In the graph, the horizontal axis is frequency (kHz), and the vertical axis is vibration amplitude (mV).

上記表のようにして、解析部2の測定結果が認証部3へ出力される。なお、上述のように、検出部1が利用者に非接触の場合、解析部2は、高次の共振周波数を検出するためにより高い周波数を計測できる構成であることが望ましい。   As shown in the above table, the measurement result of the analysis unit 2 is output to the authentication unit 3. As described above, when the detection unit 1 is not in contact with the user, the analysis unit 2 is preferably configured to be able to measure higher frequencies in order to detect higher-order resonance frequencies.

認証部3は、解析部2より得られた頭蓋骨の共振周波数および振動振幅に基づいて、利用者の登録、認証、および登録装置4に既に登録されている生体情報の削除等の処理を行う。認証部3の処理は、従来の個人認証システムにおける登録、認証等の処理方法を流用できる。   Based on the resonance frequency and vibration amplitude of the skull obtained from the analysis unit 2, the authentication unit 3 performs processing such as user registration, authentication, and deletion of biometric information already registered in the registration device 4. For the processing of the authentication unit 3, processing methods such as registration and authentication in a conventional personal authentication system can be used.

次に、個人認証装置10の処理動作を説明する。   Next, the processing operation of the personal authentication device 10 will be described.

まず、利用者の登録時である場合、利用者は、検出部1に向かって顎関節運動を行い、検出部1は、利用者の顎関節運動による顎関節振動を検出し、顎関節振動信号を生成する。解析部2では、検出部1より得られた顎関節振動信号から、利用者の頭蓋骨の共振周波数成分および振動振幅成分を測定し、上記表に示すような測定結果を認証部3へ出力する。認証部3では、上記測定結果を登録装置4へ登録する。   First, when the user is registered, the user performs temporomandibular joint movement toward the detection unit 1, and the detection unit 1 detects temporomandibular joint vibration due to the temporomandibular joint movement of the user, and the temporomandibular joint vibration signal. Is generated. The analysis unit 2 measures the resonance frequency component and vibration amplitude component of the user's skull from the temporomandibular joint vibration signal obtained from the detection unit 1, and outputs the measurement results as shown in the above table to the authentication unit 3. The authentication unit 3 registers the measurement result in the registration device 4.

次に、利用者の認証時である場合、上述の利用者の登録時と同様に、検出部1において、利用者の顎関節運動による顎関節振動信号が生成され、解析部2より利用者の頭蓋骨の共振周波数成分および振動振幅成分が測定され、この測定結果が認証部3へ出力される。認証部3では、登録装置4に既に登録されている生体情報を読み出し、上記測定結果と比較照合し、認証を行う。   Next, in the case of user authentication, the detection unit 1 generates a temporomandibular joint vibration signal based on the user's temporomandibular joint movement, and the analysis unit 2 displays The resonance frequency component and vibration amplitude component of the skull are measured, and the measurement result is output to the authentication unit 3. The authentication unit 3 reads out biometric information already registered in the registration device 4, compares it with the measurement result, and performs authentication.

なお、上述の登録時、認証時、生体情報の削除時等の判断は、例えば、個人認証装置10に表示部(不図示)をさらに設け、この表示部に、「利用者の登録」、「利用者の認証」、「生体情報の削除」等のメニューを表示し、利用者がいずれかのメニューを選択することによって、上述のような動作を行うような構成とすればよい。   The determination at the time of registration, at the time of authentication, at the time of deletion of biometric information, etc., for example, is further provided with a display unit (not shown) in the personal authentication device 10, and in this display unit, “user registration”, “ Menus such as “user authentication” and “deletion of biometric information” may be displayed, and the user may select one of the menus to perform the above-described operation.

以上のように、個人認証装置10では、認証部3が、検出された頭蓋骨の共振周波数および振動振幅という単純な数値量を用いて利用者の登録および認証等を行う。よって、装置の小型化、処理時間の短縮が可能となる。   As described above, in the personal authentication device 10, the authentication unit 3 performs user registration, authentication, and the like using a simple numerical value such as the detected resonance frequency and vibration amplitude of the skull. Therefore, the apparatus can be downsized and the processing time can be shortened.

なお、本実施形態では、頭蓋骨の共振周波数および振動振幅の両方を用いて個人認証を行う場合を例として説明したが、頭蓋骨の共振周波数および振動振幅のうち、いずれか1つの信号のみを用いて個人認証を行ってもよい。その場合の処理方法は、上述の頭蓋骨の共振周波数および振動振幅の両方を用いて個人認証を行う場合と同様である。   In this embodiment, the case where personal authentication is performed using both the resonance frequency and the vibration amplitude of the skull has been described as an example. However, only one of the resonance frequency and the vibration amplitude of the skull is used. Personal authentication may be performed. The processing method in that case is the same as the case of performing personal authentication using both the resonance frequency and the vibration amplitude of the skull.

また、登録装置4に生体情報を登録するときには、生体情報を暗号化して登録することが望ましい。この場合、重要な生体情報が他人に漏洩してしまうことを防ぐことができる。また、登録装置4は、個人認証装置10内に備えられていてもよい。また、登録装置4は、記録媒体によって代用できる。この記録媒体としては、例えば、CD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Further, when registering biometric information in the registration device 4, it is desirable to register biometric information encrypted. In this case, it is possible to prevent important biological information from leaking to others. The registration device 4 may be provided in the personal authentication device 10. The registration device 4 can be replaced by a recording medium. As this recording medium, for example, a disk system including an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R, a card system such as an IC card (including a memory card) / optical card, or a mask ROM / EPROM. A semiconductor memory system such as / EEPROM / flash ROM can be used.

また、個人認証装置10は、上述のような構成に限られるわけではない。例えば、サーバを設け、このサーバに解析部、認証部を備え、個人認証装置10に検出部1、上記サーバに検出部1の検出結果である顎関節振動信号を送信するための送信部、上記サーバからの(上記サーバにおける認証部からの)認証結果を受信する受信部等を備える構成としてもよい。   The personal authentication device 10 is not limited to the configuration described above. For example, a server is provided, the server includes an analysis unit and an authentication unit, the personal authentication device 10 includes a detection unit 1, and the server transmits a temporomandibular joint vibration signal that is a detection result of the detection unit 1, It is good also as a structure provided with the receiving part etc. which receive the authentication result (from the authentication part in the said server) from a server.

また、個人認証装置10は、静脈認証、虹彩認証、筆跡認証、筆圧認証、声紋認証、遺伝子認証、印鑑による認証、対人対面によるサイン認証、および写真による認証等の従来の生体認証を併用することができる。この場合、より確実にプライバシーを保護することができる。   The personal authentication device 10 also uses conventional biometric authentication such as vein authentication, iris authentication, handwriting authentication, writing pressure authentication, voiceprint authentication, gene authentication, seal authentication, face-to-face sign authentication, and photo authentication. be able to. In this case, privacy can be protected more reliably.

個人認証システム15としては、例えば、電子機器11が建物等の扉の開閉を制御する機器であり、認証部3の認証結果により上記扉が開閉されるシステム等が挙げられる。なお、個人認証装置10と電子機器11との接続は、有線、無線を問わない。   Examples of the personal authentication system 15 include a system in which the electronic device 11 controls opening and closing of a door such as a building, and the door is opened and closed based on an authentication result of the authentication unit 3. The connection between the personal authentication device 10 and the electronic device 11 may be wired or wireless.

また、個人認証システム15は、電子機器11のスイッチング操作を行うシステム(個人認証システム15a)への応用が可能である。図4は、個人認証システム15aの構成例を示している。図示のように、個人認証システム15aは、個人認証システム15に、利用者の顎関節運動により生じた顎関節運動音の回数を計測する計測装置13と、該計測装置13の計測結果に基づいて電子機器11のスイッチング操作を制御する制御装置14とを備えた構成である。   The personal authentication system 15 can be applied to a system (personal authentication system 15a) that performs a switching operation of the electronic device 11. FIG. 4 shows a configuration example of the personal authentication system 15a. As shown in the figure, the personal authentication system 15a is based on the measurement device 13 that measures the number of temporomandibular joint movement sounds generated by the user's temporomandibular joint movement and the measurement result of the measurement device 13. It is the structure provided with the control apparatus 14 which controls switching operation of the electronic device 11.

個人認証システム15aの具体例としては、電子機器11がテレビジョン(以下、TVとする)であり、計測装置13によって利用者の顎関節運動音が、例えば2回計測されると、この計測結果が制御装置14に送られ、制御装置14が、例えば、TVに電源をオンさせるような、もしくは、現在放映している番組を変更させるような制御信号を与え、TVのスイッチング操作を行うシステムが挙げられる。   As a specific example of the personal authentication system 15a, when the electronic device 11 is a television (hereinafter referred to as TV), and the user's temporomandibular joint movement sound is measured, for example, twice by the measurement device 13, the measurement result Is sent to the control device 14, and the control device 14 gives a control signal for turning on the power to the TV, for example, or changing the program currently being broadcast, and performs a switching operation of the TV. Can be mentioned.

なお、個人認証システム15aにおける電子機器11としては、TV以外に空調機器、照明器具等が挙げられ、そのスイッチング操作としては、電源のオン・オフ、風量または照度の制御等が可能である。このようなシステムは、老人や障害者等の身体が不自由な人にとって、極めて有効なシステムとなることは言うまでもない。   In addition to the TV, the electronic device 11 in the personal authentication system 15a includes an air conditioner, a lighting fixture, and the like, and as a switching operation, it is possible to turn on / off the power, control the air volume or illuminance, and the like. It goes without saying that such a system is extremely effective for persons with physical disabilities such as the elderly and disabled persons.

以上のように、個人認証装置10では、利用者の頭蓋骨の共振周波数およびその振動振幅を利用して個人を認証し、この頭蓋骨の共振周波数および振動振幅は、利用者の顎関節運動という極めて容易な運動により検出している。従って、信頼性、安全性が高く、使い勝手の良い個人認証装置を実現することができる。また、心理的抵抗感、不快感がなく、偽造が極めて困難で、認証精度の高い個人認証を実現することができるため、本発明の社会的意義は極めて大きいと言える。   As described above, the personal authentication device 10 authenticates an individual using the resonance frequency and vibration amplitude of the user's skull, and the resonance frequency and vibration amplitude of the skull is extremely easy, ie, the user's temporomandibular joint movement. It is detected by simple movement. Therefore, it is possible to realize a personal authentication device that is highly reliable and safe and easy to use. In addition, since there is no psychological resistance and discomfort, forgery is extremely difficult, and personal authentication with high authentication accuracy can be realized, it can be said that the social significance of the present invention is extremely large.

なお、本発明者は、個人認証装置10を、圧電センサ(検出部1)、スペクトラムアナライザ(解析部2)、およびパーソナルコンピュータ(認証部3)により試作している。   The inventor prototypes the personal authentication device 10 using a piezoelectric sensor (detection unit 1), a spectrum analyzer (analysis unit 2), and a personal computer (authentication unit 3).

最後に、個人認証装置10の各ブロック、特に解析部2および認証部3は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。   Finally, each block of the personal authentication device 10, particularly the analysis unit 2 and the authentication unit 3, may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、個人認証装置10は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである個人認証装置10の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、個人認証装置10に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   That is, the personal authentication device 10 includes a central processing unit (CPU) that executes instructions of a control program that implements each function, a read only memory (ROM) that stores the program, and a random access memory (RAM) that expands the program. And a storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data. An object of the present invention is a recording medium on which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the personal authentication device 10 which is software for realizing the functions described above is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying the personal authentication device 10 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.

また、個人認証装置10を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   The personal authentication device 10 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

金融ネットワーク、インターネット(例えばオンライン売買)等の個人認証が必要な全ての分野に好適に使用することができる。   It can be suitably used for all fields that require personal authentication, such as financial networks and the Internet (for example, online trading).

本実施形態を示すものであり、個人認証装置および個人認証システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows this embodiment and shows the structural example of a personal authentication apparatus and a personal authentication system. 上記個人認証装置における検出部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the detection part in the said personal authentication apparatus. 上記個人認証装置における解析部の処理を具体的に示した図である。It is the figure which showed concretely the process of the analysis part in the said personal authentication apparatus. 上記個人認証システムの他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the said personal authentication system. 片持梁による構造共振モデルを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structural resonance model by a cantilever beam. 熱振動状態の片持梁の共振周波数を示すグラフである。It is a graph which shows the resonant frequency of the cantilever in a thermal vibration state. 加振動状態の片持梁の共振周波数を示すグラフである。It is a graph which shows the resonant frequency of the cantilever in an oscillating state. 図6および図7に示した片持梁の共振周波数を比較したグラフである。It is the graph which compared the resonant frequency of the cantilever shown in FIG. 6 and FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 検出部
2 解析部
3 認証部
4 登録装置
10 個人認証装置
11 電子機器
13 計測装置
14 制御装置
15、15a 個人認証システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection part 2 Analysis part 3 Authentication part 4 Registration apparatus 10 Personal authentication apparatus 11 Electronic device 13 Measuring apparatus 14 Control apparatus 15, 15a Personal authentication system

Claims (10)

人体の生物学的特徴に基づいて個人を認証する個人認証装置であって、
利用者の顎関節運動による顎関節振動を検出する検出部と、
利用者の生体情報として、上記顎関節振動から上記利用者の頭蓋骨の共振周波数および該共振周波数の振動振幅のうち少なくとも1つを解析する解析部と、
上記解析部から与えられた上記共振周波数および上記振動振幅のうち少なくとも1つを、登録装置に予め登録されている上記利用者の生体情報と比較照合し、認証を行う認証部とを備えていることを特徴とする個人認証装置。
A personal authentication device for authenticating an individual based on a biological characteristic of a human body,
A detection unit for detecting temporomandibular joint vibration caused by user's temporomandibular joint movement;
An analysis unit that analyzes at least one of the resonance frequency of the user's skull and the vibration amplitude of the resonance frequency from the temporomandibular joint vibration as the biological information of the user,
An authentication unit that performs authentication by comparing at least one of the resonance frequency and the vibration amplitude given from the analysis unit with the biometric information of the user registered in advance in a registration device; A personal authentication device.
上記検出部は、利用者に非接触の状態で、利用者の顎関節振動を検出することを特徴とする請求項1記載の個人認証装置。   The personal authentication device according to claim 1, wherein the detection unit detects vibration of the user's temporomandibular joint in a non-contact state with the user. 上記検出部には、雑音が検出されることを防ぐための防音手段が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の個人認証装置。   The personal authentication device according to claim 1, wherein the detection unit is provided with soundproofing means for preventing noise from being detected. 上記個人認証装置は、上記登録装置に利用者の生体情報を登録するとき、生体情報を暗号化して登録することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の個人認証装置。   The personal authentication device according to claim 1, wherein the personal authentication device encrypts and registers biometric information when registering user biometric information in the registration device. 指紋認証、静脈認証、虹彩認証、筆跡認証、筆圧認証、声紋認証、遺伝子認証、印鑑による認証、対人対面によるサイン認証、および写真による認証を併用することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の個人認証装置。   The combination of fingerprint authentication, vein authentication, iris authentication, handwriting authentication, writing pressure authentication, voiceprint authentication, gene authentication, seal authentication, face-to-face sign authentication, and photo authentication The personal authentication device according to any one of the above. 上記請求項1〜5のいずれか1項に記載の個人認証装置と、上記個人認証装置に接続され、上記個人認証装置の出力信号により制御される電子機器とを有する個人認証システム。   6. A personal authentication system comprising: the personal authentication device according to claim 1; and an electronic device connected to the personal authentication device and controlled by an output signal of the personal authentication device. 上記個人認証システムは、利用者の顎関節運動により生じた顎関節運動音の回数を計測する計測装置と、該計測装置の計測結果に基づいて上記電子機器のスイッチング操作を制御する制御装置とをさらに有することを特徴とする請求項6記載の個人認証システム。   The personal authentication system includes: a measuring device that measures the number of temporomandibular joint movement sounds generated by a user's temporomandibular joint movement; and a control device that controls a switching operation of the electronic device based on a measurement result of the measuring device. The personal authentication system according to claim 6, further comprising: 人体の生物学的特徴に基づいて個人を認証する個人認証装置の制御方法であって、
利用者の顎関節運動による顎関節振動を検出する工程と、
利用者の生体情報として、上記顎関節振動から上記利用者の頭蓋骨の共振周波数および該共振周波数の振動振幅のうち少なくとも1つを解析する工程と、
解析した上記利用者の生体情報を登録装置に登録する工程と、
上記共振周波数および上記振動振幅のうち少なくとも1つを、上記登録装置に予め登録されている上記利用者の生体情報と比較照合し、認証を行う工程とを有することを特徴とする個人認証装置の制御方法。
A method of controlling a personal authentication device for authenticating an individual based on biological characteristics of a human body,
Detecting temporomandibular joint vibration due to user's temporomandibular joint movement;
Analyzing at least one of the resonance frequency of the user's skull and the vibration amplitude of the resonance frequency from the temporomandibular joint vibration as the biological information of the user;
Registering the analyzed biometric information of the user in a registration device;
And a step of comparing and verifying at least one of the resonance frequency and the vibration amplitude with the biometric information of the user registered in advance in the registration device. Control method.
上記請求項1〜5のいずれか1項に記載の個人認証装置を動作させる個人認証装置制御プログラムであって、コンピュータを上記解析部および上記認証部として機能させるための個人認証装置制御プログラム。   A personal authentication device control program for operating the personal authentication device according to any one of claims 1 to 5, wherein the personal authentication device control program causes a computer to function as the analysis unit and the authentication unit. 上記請求項9に記載の個人認証装置制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the personal authentication device control program according to claim 9 is recorded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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