JP2008282084A - 個人認証システム、個人認証装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手に持ってすぐに認証を行うことで、認証にかかる手間や時間を削減する。
【解決手段】装置１がユーザの手で把持される際に、手の指の一部分が接触する位置に発信部１０１を設け、接触している部分に振動を与え、他の指の一部分が接触する位置に受信部１０２〜１０５を設け、接触している部分に伝達された振動を受信する。受信された振動に基づいて、手に関するパラメータを抽出し、抽出された抽出パラメータが、予め登録されている登録パラメータと一致するか否かを判断する。抽出パラメータと登録パラメータとが一致すると判断された場合に、ユーザによる装置１の使用を許可する。
【効果】携帯端末などのハンドヘルド装置を手にもつだけで認証を行えるようになり、認証にかかる手間と時間を削減することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は個人認証システム、個人認証装置に関し、特に、携帯電話機やパーソナルコンピュータ、銀行のＡＴＭ（Automated Teller Machine）などの各種情報機器における個人認証手法に関するものである。

携帯電話機やパーソナルコンピュータ等の各種情報機器には、個人情報など重要な情報が保存されていることが多い。このため、特定ユーザまたは家族など一定範囲内のユーザのみが情報機器を利用できるように制御することが望ましい。そのように情報機器を利用できるユーザを限定して不正利用を防ぐための手段として、個人認証は有効な手段である。

一般に、個人認証には、ＩＤタグやＩＣカードなどの所有物に基づく認証、パスワードやＰＩＮ（Personal Identity Number）などの知識に基づく認証、指紋や虹彩、ジェスチャーなどの生体情報に基づく認証、が考えられている。所有物に基づく認証方法については、その所有物が盗難され他人の手に渡る可能性がある。また、知識に基づく認証方法については、パスワードなどを盗み見される可能性がある。これらに対し、生体情報に基づく認証手法は、他の手法に比べて盗難・紛失の恐れが少なく、管理も容易であるため、近年注目を集めている。生体情報に基づく個人認証には、例えば、特許文献１に記載されているものがある。

ところで、個人認証に要する労力や時間は、少なければ少ないほどよい。携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのハンドヘルド装置では、パーソナルコンピュータなどとは異なり常時使用しているわけではない。つまり、ハンドヘルド装置については、ユーザがその装置を操作したいと思った時に、はじめてユーザがその装置を手にとり、利用を開始することになる。そのため、ハンドヘルド装置では使いたいと思ったときにすぐに使えることは重要な要素となっている。このことから、特にハンドヘルド装置においては個人認証に要する労力・時間に関するユーザの要求は高い。もちろん、パーソナルコンピュータなどでもそれに要する労力・時間が少なければ少ないほどよいのは言うまでもない。

従来の技術としては、所有物に基づく認証では、キーとなる所有物の真贋をチェックする装置（ＩＤタグやＩＣカードなどではリーダ、鍵では錠前になる）で、キーとなる所有物の真贋をチェックする必要があるため、ユーザはキーとなる所有物を、それをチェックする装置へ投入（具体的には近づける／挿入する）する必要がある。
知識に基づく認証では、キーとなる知識を何らかの手段で入力する必要がある。例えば、パスワードでは文字をキー操作によって入力することが必要である。
生体情報に基づく認証でも同様で、キーとなる生体情報を、センサを使って読み取らせる必要がある。例えば指紋を使った場合、指紋センサに指を押しあてる必要があり、顔や虹彩を使った場合には、カメラでそれらを撮影しなければならない。ジェスチャーを使った場合には、ジェスチャーをしなければならない。
特開２００２−２７９４２６号公報

以上述べてきたように、従来の技術では個人認証を行おうとした場合、ユーザは「能動的に」何らかのアクションをとらなければならなかった。すなわち、ＩＤタグやＩＣカードを使った個人認証では、ＩＤタグやＩＣカードの真贋をチェックするため、カードリーダ等にＩＤタグ等を近づける、あるいはＩＣカードをスキャンさせなければならない。また、パスワードを使って個人認証する場合、パスワードを操作パネル等から入力しなければならない。
そのため、個人認証には少なくない労力と時間が必要であった。この問題は、特にハンドヘルド装置においては致命的な問題であった。

ＩＤタグ等を使った個人認証の労力を低減する方法として、ＩＤタグ等に通信機能を持たせることが考えられる。この方法では、通信機能を使ってユーザが使用したい携帯電話機等と通信し、通信品質によってＩＤタグと携帯電話機等とが所定の範囲内（すなわち近傍）に位置しているか否か判断する。そして、両者が所定の範囲内にある場合、このユーザを正当な使用権限を持つと認証する。この技術は、例えば、"安心空間”（http://www.spc-c.com/about.html）として知られている。しかし、この技術には、キーとなる所有物の盗難、紛失のリスクがある。

紛失、盗難のリスクが低い生体情報として、掌紋を使った個人認証もある（太田陽基,清本晋作,田中俊昭,“携帯電話に利用可能な掌紋認証方式の提案”、情報処理学会シンポジウム論文集,Vol.2005No.13,Vol.1 Page.391‐396.）。しかし、このような個人認証も、掌や瞳をカメラによって撮影させる、あるいはユーザがジェスチャーをし、その映像を撮影させなくてはならないため個人認証にかかる労力を充分に低減することは難しい。
また、ハンドヘルド装置をユーザが手に持ったとき、ハンドヘルド装置とユーザとの位置関係は一定しているわけではない。このため、顔や虹彩などカメラを利用した手法では、カメラの画角内に対象物が収まっている保証がない。したがって、個人認証を正確に行えない可能性がある。

さらに、例えばハンドヘルド装置の指が当たる部分に指紋センサを設置しておけば、ハンドヘルド装置を手にとると同時に認証することができる。しかし、一般にハンドヘルド装置に指全体が接触することが少ない。また、ハンドヘルド装置に組み込まれる指紋センサを、小型化するにはラインセンサを採用する必要がある。ラインセンサを採用すると、指紋を読取る場合に指を動かす必要がある。したがって、指紋センサを利用しても十分な認識率を得ることが難しい。

さらに、生体情報を用いて常時認証をする方法もある。例えば、ユーザの歩行動作をセンサで取得し、そのデータを基にユーザを認識することも研究されているが、この場合、事前のアクションが必要であり、すぐに認証ができる保証がない。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的はカメラや指紋センサといった画像を使うことがなく、特に自装置を操作する場合の個人認証の処理にユーザがかける労力がより少ない個人認証システム、個人認証装置を提供することである。

本発明の請求項１による個人認証システムは、機器の使用許可について個人認証する個人認証システムであって、
ユーザの人体の少なくとも一部に振動を与える発信手段と、
前記発信装置によって与えられた振動に基づく信号を、前記人体の一部を介して受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された信号に基づいて前記人体の一部に関するパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
前記パラメータ抽出手段によって抽出された抽出パラメータが、予め登録されている登録パラメータと一致するか否かを判断する認証手段とを含み、
前記認証手段によって前記抽出パラメータと前記登録パラメータとが一致すると判断された場合に前記ユーザによる前記機器の使用を許可するようにしたことを特徴とする。このような構成によれば、人体の少なくとも一部に与えられた振動に基づくパラメータを使って個人を認証することができる。このため、カメラや指紋センサといった画像を使うことがない。また、ハンドヘルド装置を持ったことをトリガとして個人認証処理を行えるので、特にハンドヘルド装置を操作する場合の個人認証の処理にユーザがかける労力がより少ない個人認証システムを実現できる。

本発明の請求項２による個人認証装置は、
ユーザの人体の少なくとも一部に振動を与える発信手段と、
前記発信手段によって与えられた振動に基づく信号を、前記人体の一部を介して受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された信号に基づいて前記人体の一部に関するパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
前記パラメータ抽出手段によって抽出された抽出パラメータが、予め登録されている登録パラメータと一致するか否かを判断する認証手段とを含み、
前記認証手段によって前記抽出パラメータと前記登録パラメータとが一致すると判断された場合に前記ユーザによる自装置の使用を許可するようにしたことを特徴とする。このような構成によれば、人体の少なくとも一部に与えられた振動に基づくパラメータを使って個人を認証することができる。このため、カメラや指紋センサといった画像を使うことがない。また、ハンドヘルド装置を持ったことをトリガとして個人認証処理を行えるので、特にハンドヘルド装置を操作する場合の個人認証の処理にユーザがかける労力がより少ない個人認証装置を実現できる。

本発明の請求項３による個人認証装置は、請求項２において、
前記発信手段は、前記ユーザの手で把持可能な機器に設けられ、
前記受信手段は、前記機器が把持された場合に前記機器において前記発信手段と共に人体の一部と接触する位置に設けられることを特徴とする。このような構成によれば、ハンドヘルド装置などがユーザの手で把持された場合に、自動的に個人認証することができる。

本発明の請求項４による個人認証装置は、請求項２または請求項３において、
前記パラメータ抽出手段によって抽出される抽出パラメータは、
前記受信手段によって受信された信号が示す振動の強度、前記発信手段によって与えられた振動と前記受信手段によって受信された信号が示す振動とから得られる伝達関数、前記発信手段によって与えられた振動が受信されるまでにかかる時間、
の少なくとも１つを含むことを特徴とする。このような構成によれば、人体の特徴をパラメータとして抽出し、それを個人認証に利用することができる。

本発明の請求項５による個人認証装置は、請求項２から請求項４のいずれか1項において、
前記発信手段が人体の少なくとも一部に複数回振動を与え、前記受信手段は、前記発信手段によって与えられた振動に基づく信号を複数回受信し、前記パラメータ抽出手段は、前記受信手段によって複数回受信された信号に基づいて前記人体の一部に関するパラメータを抽出することを特徴とする。

本発明の請求項６による個人認証装置は、請求項２から請求項５のいずれか1項において、
前記発信手段および前記受信手段の両方の機能を有する送受信手段を、
前記発信手段および前記受信手段の代わりに備えたことを特徴とする。このように構成すれば、発信側と受信側を入れ替えて信号特性が変わるか否か調べ、ユーザの手による把持が適正になされているか、受信手段が適正に信号を検出できるか否かなどのチェックを行うことができる。

本発明の請求項７による個人認証装置は、請求項２から請求項６のいずれか１項において、
前記発信手段による振動の出力および前記認証手段によるパラメータの一致判断までの処理が、
前記発信手段及び前記受信手段の少なくとも一方に設けられる接触センサによる接触検知、特定スイッチの操作検知、装置動作中の任意のタイミング、のいずれか１つをトリガとして行われることを特徴とする。接触センサによる接触検知をトリガとすれば、ユーザが機器に触れただけで個人認証処理を開始することができる。また、特定スイッチの操作検知をトリガとすれば、ユーザが押しボタンなどを操作したタイミングで個人認証処理を開始することができる。さらに、装置動作中の任意のタイミングをトリガとすれば、パスワードの入力操作などが不要となり、認証処理が行われたことをユーザが意識することなく、装置の利用を自然に継続することができる。

要するに本発明では、ユーザの手の形状（掌形）および装置に対する把持の仕方の特徴を個人認証のキーとなる情報として用いる。掌形を用いた認証技術はすでに存在しているが、それらはカメラによって手を撮影し、撮影された画像からキーとなるパラメータを抽出するものである。本発明はカメラを用いずに、掌形に依存したパラメータを抽出するものであり、パラメータの抽出手法に特徴がある。

本発明によれば、携帯端末などのハンドヘルド装置を手にもつだけで認証を行えるようになり、認証にかかる手間と時間を削減することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（実施の形態）
図１は、本発明による個人認証装置の機能を採用したハンドヘルド装置の実施の一形態の原理構成図を示す図である。同図（ａ）に示されているハンドヘルド装置１は、振動を発信する発信部１０１と、振動を受信する受信部１０２〜１０５とを備えている。発信部１０１は、ユーザがハンドヘルド装置１を把持したときに手の親指が当たる部分に設けられている。ユーザの親指に振動を与える。受信部１０２は同じ手の人差し指が当たる部分、受信部１０３は同じ手の中指が当たる部分、受信部１０４は同じ手の薬指が当たる部分、受信部１０５は同じ手の小指が当たる部分、にそれぞれ設けられている。

ハンドヘルド装置１を左手で把持した状態が同図（ｂ）に示されている。この状態において、発信部１０１から親指に与えられた振動は、掌を介して、人差し指、中指、薬指、小指に伝わる。この各指に伝わった振動が、受信部１０２〜１０５によって受信される。
また、ハンドヘルド装置１は、発信部１０１および受信部１０２〜１０５を制御する制御部１０６と、受信部１０２〜１０５によって受信された振動に基づいてユーザの掌に関するパラメータを抽出するパラメータ抽出部１０７と、パラメータ抽出部１０７によって抽出されたパラメータ（以下、抽出パラメータと称する）が、予め登録されているパラメータ（以下、登録パラメータと称する）と一致するか否かを判断する認証部１０８とを備えている。なお、制御部１０６、パラメータ抽出部１０７、認証部１０８は、実際には、ハンドヘルド装置１の筐体内に設けられている。

制御部１０６は、振動を出力する命令を発信部１０１に与え、受信部１０２〜１０５から検出された振動情報を受取る。認証部１０８は、抽出パラメータと登録パラメータとを比較し、両者が一致すると判断された場合、正当なユーザであると認証する。
つまり、本例のハンドヘルド装置は、自装置がユーザの手で把持される際に、上記手の指の一部分が接触する位置に設けられ、接触している部分に振動を与える発信手段と、自装置がユーザの手で把持される際に、上記手の他の指の一部分が接触する位置に設けられ、接触している部分に伝達された振動を受信する受信手段と、上記受信手段によって受信された振動に基づいて上記手に関するパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、上記パラメータ抽出手段によって抽出された抽出パラメータが、予め登録されている登録パラメータと一致するか否かを判断する認証手段とを含んでおり、上記認証手段によって上記抽出パラメータと上記登録パラメータとが一致すると判断された場合に上記ユーザによる自装置の使用を許可するようにした個人認証装置である。

（発信部、受信部の構成）
発信部１０１には、圧電素子やスピーカといった、振動を発生するデバイスを用いることができる。発信部１０１は、それに触れた親指に単発のパルスの振動を効率良く伝達できる構成であれば、どのようなものであってもよい。
また、受信部１０２〜１０５には、例えば、接触型マイクを用いることができる。受信部１０２〜１０５は、それらに接触している各指に伝わった振動を効率良く検出できる構成であれば、どのようなものであってもよい。例えば、周知の骨伝導スピーカを発信部１０１、骨伝導マイクを、受信部１０２〜１０５として用いることができる。なお、受信部１０２〜１０５は、周囲の雑音（空気中を伝搬してくる音（空気の振動））は検出しないことが望ましい。

受信部１０２〜１０５によって検出された信号は、制御部１０６に送られる。制御部１０６は、後述するように、発信部１０１が親指に振動を与えた時刻と受信部１０２〜１０５に振動を検出した時刻とを検出する。このため、制御部１０６は、受信部１０２〜１０５によって検出された振動にかかる信号を高速にサンプリングできる構成であることが望ましい。さらに、発信部１０１が与えた振動が、受信部１０２〜１０５で得られた振動のどの部分に相当するのかを正確に検出できる構成であることが望ましい。

（個人認証処理の開始トリガ）
本例では、発信部１０１および受信部１０２〜１０５の少なくとも１つに、図示せぬ接触センサ（タッチセンサ）が備えられている。タッチセンサにより、指の接触が検出された場合、その検出をトリガとして本ハンドヘルド装置による個人認証処理が開始される。このように構成すれば、ユーザがハンドヘルド装置を把持したタイミングを適正に検出し、個人認証処理を速やかに開始することができる。
複数のタッチセンサが備えられている場合、それらタッチセンサの１つにより指の接触が検出されたときに個人認証処理を開始する構成であってもよいし、全てのタッチセンサにより指の接触が検出されたときに個人認証処理を開始する構成であってもよい。

（パラメータの抽出）
次に、パラメータ抽出部１０７によるパラメータの抽出例について説明する。本例では、発信部１０１の発信開始時刻から振動が他の指を介して受信部１０２〜１０５にそれぞれ受信される時刻までの時間をパラメータとしている。
図２は、パラメータ抽出部１０７によって抽出されるパラメータを説明するための波形図である。同図において、横軸は時間、縦軸は時間に対応する信号の強度（振幅）、を示している。信号の強度は、受信部１０２〜１０５によって受信されて電気信号に変換された値である。

発信部１０１によって振動が与えられると、その振動はユーザの親指を伝って他の指に伝搬する。図２中の波形ａは、人指し指から受信部１０２に伝わった振動の波形に基づく信号を表している。また、波形ｂは中指から受信部１０３に伝わった振動の波形に基づく信号を表し、波形ｃは薬指から受信部１０４に伝わった振動の波形に基づく信号を表している。

制御部１０６は、発信部１０１の発信開始を検出することができる。同図中には、発信部１０１の振動を示す発信波形Ｓが示されている。制御部１０６は、発信波形Ｓの立ち上がりの時刻を振動の発生時刻として検出する。
また、制御部１０６は、受信部１０２〜１０５が受信した信号の立ち上がりを検出する。そして、発信波形Ｓの立ち上がりの時刻と各受信部によって検出された信号の立ち上がりの時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３…との差分を算出し、この差分の時間を振動が受信部１０２〜１０５に伝わるまでの時間（すなわち伝達時間）とする。

発信部１０１から各受信部１０２〜１０５までの振動の伝達時間は、発信部１０１に触れた指と各受信部１０２〜１０５に触れた指との間の物理的な距離や掌の形状や質量に対応している。このため、伝達時間は、個人の掌の形および装置に対する把持の仕方の特徴を表現するパラメータ(以下、掌形パラメータと称する)となる。
本例では複数の受信部１０２〜１０５までの伝達時間のうち、１つまたは複数をパラメータとして抽出する。また、複数の伝達時間の比を考慮してパラメータを抽出、あるいは解析することもできる。さらに、受信部１０２〜１０５による伝達時間の相違をパラメータとすることも可能である。

（個人認証処理）
図３は、本例のハンドヘルド装置において行われる個人認証処理を示すフローチャートである。本例では、図１を参照して説明した発信部１０１、受信部１０２〜１０５のタッチセンサにユーザが触れることによって、個人認証処理が開始される。
発信部１０１は振動し（ステップＳ３０１）、ユーザの指に振動を与える。制御部１０６は、発信部１０１が発信した時刻を検出する（ステップＳ３０２）。そして、受信部１０２〜１０５の各々について受信時刻を検出（ステップＳ３０３）、発信時刻と受信時刻との差分をとって各伝達時間を算出する（ステップＳ３０４）。

パラメータ抽出部１０７は、各伝達時間のうち、例えば予め設定されている所定の受信部への伝達時間、あるいは複数の伝達時間を演算処理した値を掌形パラメータとして抽出する（ステップＳ３０５）。そして、抽出された掌形パラメータを登録パラメータと比較し（ステップＳ３０６）、差分が予め定められた閾値以下であれば（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、このユーザを適正なユーザであると認証する（ステップＳ３０８）。
一方、ステップＳ３０７の判断において、差分が閾値以上と判断されれば（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、このユーザが適正なユーザであると認証しない（ステップＳ３０９）。

（複数回の発信および受信）
図３を参照して説明した個人認証処理では、振動を１回与えて、その受信によるパラメータを抽出している。この振動の発信は複数回行われてもよい。
振動の発信を複数回行う場合の個人認証処理について、図４を参照して説明する。同図において、ステップＳ３０１からＳ３０５までの処理は、図３の場合と同様である。ステップＳ３０５においてパラメータが抽出されると、「ｉ」がインクリメントされ（ステップＳ４０６）、「ｉ」の値が予め定められた「ｎ」より大きくなるまで（ステップＳ４０７）、ステップＳ３０１からＳ３０５までの処理が繰返し行われる。なお、「ｉ」の初期値は「０」（ゼロ）、「ｎ」は２以上の自然数、である（以降の説明においても同様である）。

パラメータの抽出が複数回行われることにより、得られた複数の抽出パラメータについては、平均値が算出されるなどの処理が行われ、登録パラメータと比較される（ステップＳ３０６）。以後の処理は、図３の場合と同様である。
以上説明したように、複数のパラメータ抽出を行うことで、ロバストに掌形パラメータを抽出できるというメリットがある。例えば、受信部に触れるべき指の１つが触れていない場合にも、その他の掌形パラメータがより正確に決定されるため、その他の掌形パラメータのみを使って認証を行うことができるようになる。

ここで、発信部に受信部の機能を、受信部に発信部の機能を持たせて送受信部とする構成も考えられる。そのような構成を採用すれば、それぞれの指に対応する送受信部から順に振動を与え、残りの指に対応する送受信部でその振動を受信できるようになる。すなわち、親指に振動を与えて他の指から振動を受信した後、人差し指に振動を与えて他の指から振動を受信する。さらに、中指に振動を与えて他の指から振動を受信した後、薬指に振動を与えて他の指から振動を受信する。最後に、小指に振動を与えて他の指から振動を受信する。このように、振動を与える指を順次変えて他の指から振動を受信する、という処理を複数回繰返す。このように処理を複数回繰返すと、以下のようなメリットがある。

例えば、図３のフローチャートによる個人認証処理を行うと、発信部に触れる指が親指であった場合、振動発声時に親指が触れていなかったり、触れる度合いが低く、うまく振動を伝達できなかったような場合には、認証を行うことができない。これに対し、図４のフローチャートによる個人認証処理であれば、親指が触れていない場合でも他の指から振動を発生させることができるので、指の触れている状況に対してロバストな認証が行えるようになるというメリットがある。このように本方式を用いれば、指が離れてしまった場合であってもロバストに認証を行うことができる。

また、以上のように処理を複数回行うことにより、より正確な掌形パラメータを決定することができる。それにより、精度の高い認証が実現できる。また複数回の受信振動から掌形パラメータを決定する場合、例えばそれぞれの回毎に掌形パラメータを抽出しておき、その複数個の掌形パラメータの平均を用いる方法や、カルマンフィルタなどを用いて複数の受信振動から１つのパラメータを推定する方法を取ることができる。

（パラメータの登録）
以上説明した個人認証処理を行うには、ユーザのパラメータを事前に登録しておく必要がある。この登録処理の例について、図５を参照して説明する。同図において、ステップＳ３０１からＳ３０５までの処理は、図３の場合と同様である。ステップＳ３０５において抽出されたパラメータは、ハンドヘルド装置内のメモリや磁気ディスク等の記憶媒体に登録される（ステップＳ３１０）。この登録パラメータが、抽出パラメータと比較されることにより、認証処理が行われる。

この登録処理についても、複数回抽出したパラメータの平均を取ったり、複数の受信振動から１つのパラメータを推定したりしてもよい。この場合、図６に示されているように、掌形パラメータの抽出後（ステップＳ３０５）、「ｉ」がインクリメントされ（ステップＳ４０６）、「ｉ」の値が予め定められた「ｎ」より大きくなるまで（ステップＳ４０７）、ステップＳ３０１からＳ３０５までの処理が繰返し行われる。

パラメータの抽出が複数回行われることにより、得られた複数の抽出パラメータについては、平均値が算出されるなどの処理が行われ、登録パラメータとして登録される（ステップＳ４０８）。
登録パラメータは、例えば、認証部１０８内の図示しないメモリ等に予め保存されているものであってもよい。また、ハンドヘルド装置１が通信機能を有し、登録パラメータが保存されているデータベースを有するサーバから取得するものであってもよい。
なお、複数人の登録パラメータを登録してもよい。例えば、複数人から構成される家族やグループで共通のハンドヘルド装置を使いたい場合、それら構成員全員のパラメータを登録しておけばよい。

（パラメータの他の例）
上述した例では、伝達時間などをパラメータとしているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図２を参照した発信波形や波形ａ、ｂ、ｃの振幅も掌形パラメータになり得る。振幅は、掌形パラメータとして演算の処理が簡単であるという利点を有する一方、ノイズに弱いという欠点を有する。
また、上述した例では、発信部１０１によって与えられた振動と受信部１０２〜１０５によって受信された信号が示す振動とから得られる伝達関数をパラメータに用いることもできる。

すなわち、受信部１０２〜１０５の受信波形は、発信部１０１が発信する発信波形に、発信部１０１に触れている親指と各受信部１０２〜１０５に触れている指の間の伝達関数がかかった波形となる。各受信部１０２〜１０５に対応する伝連関数は、指の長さや太さ、指内部の組成等によって異なる。したがって、伝達関数は、個人を特定する掌形パラメータになり得る。
発信部１０１の発信波形がインパルスであった場合、各受信部１０２〜１０５の受信波形は、対応する伝達関数のインパルス応答になる。このため、インパルス応答を得ることによって伝達関数を得ることができる。

以上述べたように、振動の伝達時間のみならず、他のパラメータを用いて個人認証をすることができる。他のパラメータは、上記したものに限定されず、掌に振動を与えて得られる信号に基づいて個人を特定できるものであればどのようなものであってもよい。
なお、伝達時間でないパラメータを利用した場合であっても、図３、図４中の時刻、時間差の部分をそれぞれ適切な言葉に置き換えれば、そのフローチャートをそのまま利用することができる。また用いる掌形パラメータは上で説明した以外のパラメータを用いても良い。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で様々な変形が可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（装置構成の変形例）
上述した例では、ハンドヘルド装置を左手で把持する場合について説明したが、右手で把持する場合についても同様である。左右いずれの手でハンドヘルド装置を把持した場合についても上述した個人認証処理を実現するため、図７に示されている構成を採用してもよい。
同図（ａ）を参照すると、装置筐体の右端に４つの送受信部１０９Ｒ１〜１０９Ｒ４、左端に４つの送受信部１０９Ｌ１〜１０９Ｌ４が設けられている。このハンドヘルド装置を左手で把持する場合、同図（ｂ）に示されているように、例えば、親指が送受信部１０９Ｌ３に、人差し指が送受信部１０９Ｒ１に、中指が送受信部１０９Ｒ２に、薬指が送受信部１０９Ｒ３に、小指が送受信部１０９Ｒ４に、それぞれ接触している状態になる。

一方、このハンドヘルド装置を右手で把持する場合、同図（ｃ）に示されているように、親指が送受信部１０９Ｒ３に、人差し指が送受信部１０９Ｌ１に、中指が送受信部１０９Ｌ２に、薬指が送受信部１０９Ｌ３に、小指が送受信部１０９Ｌ４に、それぞれ接触している状態になる。
このように、左右の手のいずれで把持した場合でも、触れたことをタッチセンサによって検出すれば、上述したように個人認証処理を行うことができる。

（処理開始トリガに関する変形例）
図１（ｃ）に示されているように、個人認証処理を開始させるトリガ信号を発生させるための押しボタンスイッチＰなどを設けておき、この押しボタンスイッチＰが、ユーザによって押下された場合に個人認証処理を開始するようにしてもよい。つまり、この場合には、押しボタンスイッチの操作をトリガとして本ハンドヘルド装置による個人認証処理が開始されることになる。この場合、タッチセンサを設ける必要はない。

ところで、一般に、装置の使用中に、さらなる認証が要求されることがある。例えば、特定のファイルを開こうとする場合に、アプリケーションソフトウエアによって、パスワードの再入力が要求されることがある。このような場合、パスワードの入力操作により、装置の利用が中断されることになる。そこで、ユーザが認証処理のための操作を行うのではなく、装置動作中の任意のタイミングをトリガとして図３、図４などを参照して説明した上記の個人認証処理を自動的に行えば、認証処理が行われたことをユーザが意識することなく、装置の利用を自然に継続することができる。この場合も、タッチセンサを設ける必要はない。

（まとめ）
従来の個人認証技術では、ユーザの能動的なアクションが必要であったが、本発明ではユーザが情報装置を手に持った段階で認証をかけることができ、ユーザの能動的なアクションが不要である。すなわち、ハンドヘルド装置とユーザとの位置関係が一定であるという前提（つまりカメラを使う手法の前提）や、事前に特定のアクションがあるという前提（つまり常時認証をかける場合の前提）を置くことなく、ユーザがハンドヘルド装置を手に持ってすぐに個人認証処理を行うことができる。このため、個人認証時における労力と時間を削減することができる。また、掌形および装置に対する把持の仕方の特徴に基づく個人認証処理を行えるため、ＩＣカード等のキーの紛失、盗難のリスクを低減することができる。

ここで、掌形および装置に対する把持の仕方の特徴に基づく個人認証処理は、建物や部屋のドアに適用することができる。すなわち、家族など一定の範囲内の者の登録パラメータを予め記憶しておき、ドアノブに設けた発信部および受信部によって上記のようにパラメータを抽出して比較すればよい。このようにすれば、家族など一定の範囲内の者はドアノブを廻して押すなど普通の操作を行うだけでドアを開けることができるが、その範囲外の者はドアを開けることができない。
同様に、図１に示されているハンドヘルド装置と同等の機能をＡＴＭに追加すれば、入出金等の許可について上記個人認証処理を行うことができる。また、自動車に設けられているドアやハンドル、自動二輪車のハンドルに、図１に示されているハンドヘルド装置と同等の機能を追加すれば、それらの運転許可について上記個人認証処理を適用することができる。

本発明は、携帯電話機やパーソナルコンピュータ、銀行のＡＴＭなどの各種情報機器における個人認証手法に利用することができる。

（ａ）は本発明による個人認証装置の機能を採用したハンドヘルド装置の実施の一形態の原理構成図を示す図、（ｂ）はハンドヘルド装置を左手で把持した状態を示す図、（ｃ）は押しボタンスイッチを追加した構成例を示す図、である。 パラメータ抽出部によって抽出されるパラメータを説明するための波形図である。 図１のハンドヘルド装置において行われる個人認証処理の例を示すフローチャートである。 振動の発信を複数回行う場合の個人認証処理の例を示すフローチャートである。 ユーザのパラメータの登録処理の例を示すフローチャートである。 ユーザのパラメータの登録処理の他の例を示すフローチャートである。 （ａ）は本発明による個人認証装置の機能を採用したハンドヘルド装置の他の形態の原理構成図を示す図、（ｂ）はハンドヘルド装置を左手で把持した状態を示す図、（ｃ）はハンドヘルド装置を右手で把持した状態を示す図、である。

符号の説明

１ ハンドヘルド装置
１０１ 発信部
１０２〜１０５ 受信部
１０６ 制御部
１０７ パラメータ抽出部
１０８ 認証部
１０９Ｒ１〜１０９Ｒ４、１０９Ｌ１〜１０９Ｌ４ 送受信部
Ｐ 押しボタンスイッチ

Claims (7)

1. 機器の使用許可について個人認証する個人認証システムであって、
   ユーザの人体の少なくとも一部に振動を与える発信手段と、
   前記発信装置によって与えられた振動に基づく信号を、前記人体の一部を介して受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された信号に基づいて前記人体の一部に関するパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
   前記パラメータ抽出手段によって抽出された抽出パラメータが、予め登録されている登録パラメータと一致するか否かを判断する認証手段とを含み、
   前記認証手段によって前記抽出パラメータと前記登録パラメータとが一致すると判断された場合に前記ユーザによる前記機器の使用を許可するようにしたことを特徴とする個人認証システム。
2. ユーザの人体の少なくとも一部に振動を与える発信手段と、
   前記発信手段によって与えられた振動に基づく信号を、前記人体の一部を介して受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信された信号に基づいて前記人体の一部に関するパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
   前記パラメータ抽出手段によって抽出された抽出パラメータが、予め登録されている登録パラメータと一致するか否かを判断する認証手段とを含み、
   前記認証手段によって前記抽出パラメータと前記登録パラメータとが一致すると判断された場合に前記ユーザによる自装置の使用を許可するようにしたことを特徴とする個人認証装置。
3. 前記発信手段は、前記ユーザの手で把持可能な機器に設けられ、
   前記受信手段は、前記機器が把持された場合に前記機器において前記発信手段と共に人体の一部と接触する位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の個人認証装置。
4. 前記パラメータ抽出手段によって抽出される抽出パラメータは、
   前記受信手段によって受信された信号が示す振動の強度、前記発信手段によって与えられた振動と前記受信手段によって受信された信号が示す振動とから得られる伝達関数、前記発信手段によって与えられた振動が受信されるまでにかかる時間、
   の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の個人認証装置。
5. 前記発信手段が人体の少なくとも一部に複数回振動を与え、前記受信手段は、前記発信手段によって与えられた振動に基づく信号を複数回受信し、前記パラメータ抽出手段は、前記受信手段によって複数回受信された信号に基づいて前記人体の一部に関するパラメータを抽出することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか1項に記載の個人認証装置。
6. 前記発信手段および前記受信手段の両方の機能を有する送受信手段を、
   前記発信手段および前記受信手段の代わりに備えたことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか1項に記載の個人認証装置。
7. 前記発信手段による振動の出力および前記認証手段によるパラメータの一致判断までの処理が、
   前記発信手段及び前記受信手段の少なくとも一方に設けられる接触センサによる接触検知、特定スイッチの操作検知、装置動作中の任意のタイミング、のいずれか１つをトリガとして行われることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の個人認証装置。

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