JP2014013493A

JP2014013493A - 個人認証装置、携帯端末及び個人認証方法

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Publication number: JP2014013493A
Application number: JP2012150509A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Tando; 克彦丹藤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2014-01-23

Abstract

【課題】多様な把持状態に合わせてユーザの認証処理を実施可能な個人認証装置を提供する。
【解決手段】個人認証装置は、筺体と、筺体に有って、過渡信号を出力する出力部と、筺体に有って、出力部から出力された過渡信号を入力可能な入力部と、筺体に有って、筺体における接触場所を検知可能な触覚センサーとを備える。個人認証装置は、出力部が出力する過渡信号と入力部に入力される過渡信号の出入力関係に基づいて認証を行い、接触場所に基づいて認証の動作を変える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザの認証を行う個人認証装置、携帯端末及び個人認証方法に関する。詳細には、個人認証装置として携帯電話、携帯端末、スマートフォン、又は携帯ゲーム機等の携帯可能な電子機器であって、当該個人認証装置のユーザの認証を行い、認証結果に基づいて当該個人認証装置に対して使用者の利用を許可するか禁止するかを行うものに関する。

特許文献１に記載された携帯端末では、静電パッドと加速度センサとによって筐体のグリップ位置及び傾斜度を検知し、このグリップ位置と傾斜度とが予め格納された特定のグリップ位置及び傾斜度に一致している場合にユーザの認証を行う。当該携帯端末のユーザは、携帯端末の筐体を握って傾けるだけの簡単な操作でセキュリティの解除を行うことができる。なお、グリップ位置は、ユーザによって特有の位置であり、傾斜度との組み合わせは無数に存在するため、一定のセキュリティレベルを担保できる。

特開２０１１−２１７１４９号公報

上記説明した特許文献１の携帯端末では、当該携帯端末のユーザが筐体を握って傾けることでセキュリティの解除を行う場合、そのグリップ位置は正確である必要がある。すなわち、ユーザは、予め登録した特有の位置を正確に握らなければ認証が行われないため、セキュリティを解除することができない。しかし、実用的には、ユーザが携帯端末の筐体を握る度にそのグリップ位置がばらつくのは避けられない。このように、当該携帯端末において、ユーザの把持状態によっては認証が行われない。したがって、一定のセキュリティレベルを担保しつつ、どのような把持状態であってもユーザの認証を行う携帯端末が望ましい。

本発明の目的は、多様な把持状態に合わせてユーザの認証処理を実施可能な個人認証装置、携帯端末及び個人認証方法を提供することである。

本発明は、筺体と、前記筺体に有って、過渡信号を出力する出力部と、前記筺体に有って、前記出力部から出力された過渡信号を入力可能な入力部と、前記筺体に有って、前記筺体における接触場所を検知可能な触覚センサーと、を備え、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係に基づいて、認証を行うことが可能な個人認証装置であって、前記接触場所に基づいて、前記認証の動作を変える、個人認証装置を提供する。

上記個人認証装置では、前記認証において本人であると判断した場合、前記接触場所に対応するアプリケーションを起動する。

上記個人認証装置では、前記接触場所に基づいて、前記認証の設定を変える。

上記個人認証装置は、接触場所と出入力関係を組み合わせたテンプレートを複数保持するテンプレート保持部と、を備え、前記触覚センサーが検知する接触場所に基づいて前記テンプレートを選択し、選択したテンプレートの出入力関係と、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とを比較して認証を行う。

上記個人認証装置では、テンプレートの出入力関係と、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とを比較して行う認証を第１の認証とし、前記第１の認証において本人ではないと判断した場合、第２の認証を試み、前記第２の認証において本人であると判断した場合、前記第１の認証における、前記触覚センサーが検知する接触場所と、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とを基に、前記テンプレート保持部に、テンプレートを追加する。

上記個人認証装置では、前記第２の認証は、パスワード認証である。

上記個人認証装置では、前記出力部が出力した過渡信号は、前記筐体を把持する者を経由して前記入力部に入力される。

上記個人認証装置では、前記筐体は、第１面と、前記第１面と反対にある第２面と、前記第１面と前記第２面をつなぐ側面と、を有し、前記触覚センサーは、少なくとも前記側面に配置される。

上記個人認証装置では、前記筐体は、第１面と、前記第１面と反対にある第２面と、前記第１面と前記第２面をつなぐ第１側面と、前記第１面と前記第２面をつなぎ、前記第１側面と対向する第２側面と、を有し、前記触覚センサーは、少なくとも前記第１側面及び前記第２側面に配置される。

本発明は、上記説明した個人認証装置を有する携帯端末を提供する。

本発明は、筺体と、前記筺体に有って、過渡信号を出力する出力部と、前記筺体に有って、前記出力部から出力された過渡信号を入力可能な入力部と、前記筺体に有って、前記筺体における接触場所を検知可能な触覚センサーと、を備える個人認証装置で利用可能な個人認証方法であって、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とに基づいて行う認証において、前記接触場所に基づいて、動作を変えて前記認証を行う、個人認証方法を提供する。

本発明に係る個人認証装置、携帯端末及び個人認証方法によれば、多様な把持状態に合わせてユーザの認証処理を実施できる。

一実施形態の個人認証装置を備えた携帯端末を示す外観図図１に示した携帯端末１００をユーザが手に持った状態を示す図図１に示した携帯端末１００が備える個人認証装置の内部構成を示すブロック図送信部１５１が発信する無線信号（送信波）の波形の一例と、受信部１５３が受信する無線信号（受信波）の波形の一例を示す図携帯端末１００の３通りの把持状態ａ〜ｃと各把持状態の圧力分布の一例を示す図無線信号から判別したインピーダンス特性の一例を示す図正当なユーザによる携帯端末１００の３通りの把持状態ａ〜ｃと各把持状態に対して格納されたインピーダンス特性の一例を示す図個人認証装置１５０の動作を示すフローチャート携帯端末１００が横方向に両手で把持された状態を示す図ディスプレイ１０１に表示される画面の一例を示す図（ａ）は把持状態ａに対応したテンプレートを用いた認証処理で正当なユーザと認証されるインピーダンス特性の領域を示すグラフであり、（ｂ）は把持状態ｂに対応したテンプレートを用いた認証処理で正当なユーザと認証されるインピーダンス特性の領域を示すグラフ把持状態ａ及び把持状態ｂの各テンプレートが示す２つの折れ線を含む領域に設定されたインピーダンス特性の領域を示すグラフ

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態の個人認証装置を備えた携帯端末を示す外観図である。図１に示すように、携帯端末１００は、前面にディスプレイ１０１を有する。携帯端末１００のディスプレイ１０１にはタッチパネルが重ねて配置されている。また、携帯端末１００は、ユーザのインピーダンスを測定するための無線信号を送受信するアンテナ１０３Ｓ，１０３Ｒを、筐体１０５の左右側面に有する。なお、アンテナ１０３Ｓ，１０３Ｒは、ユーザから見えないよう筐体１０５の内部に配置されていても良い。携帯端末１００は、例えば図２に示すように、ユーザが手に持った状態で利用される。図２は、図１に示した携帯端末１００をユーザが手に持った状態を示す図である。

図３は、図１に示した携帯端末１００が備える個人認証装置の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の個人認証装置１５０は、図１に示したアンテナ１０３Ｓ，１０３Ｒと、送信部１５１と、受信部１５３と、把持状態測定部１５５と、制御部１５７とを備える。以下、個人認証装置１５０の各構成要素について説明する。

送信部１５１は、アンテナ１０３Ｓから所定の周波数帯の交流の無線信号を発信する。図４は、送信部１５１が発信する無線信号（送信波）の波形の一例と、受信部１５３が受信する無線信号（受信波）の波形の一例を示す図である。図４に示すように、送信部１５１は、例えば１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚといった所定の周波数帯域内で、１００ＭＨｚのパルス波から発信を開始し、所定時間後に５０ＭＨｚずつ周波数を上げていき、３００ＭＨｚのパルス波を発信した後、送信波の発信を終了する。

受信部１５３は、送信部１５１から発信された各周波数のパルス波がユーザの手等を透過した後の無線信号（受信波）を、アンテナ１０３Ｒを介して受信する。このとき受信部１５３は、図４に示すように、周波数毎にレベルが異なる受信波を受信する。

把持状態測定部１５５は、ユーザによる携帯端末１００の把持状態を測定する。把持状態測定部１５５は、触覚センサー１６１Ｒ，１６１Ｌ及びＩ／Ｆ部１６３を有する。触覚センサー１６１Ｒは、図１に示した筐体１０５の右側面から露出して設けられ、当該右側面の長手方向に沿ってリニアに配列された圧力センサー群である。同様に、触覚センサー１６１Ｌは、筐体１０５の左側面から露出して設けられ、当該左側面の長手方向に沿ってリニアに配列された圧力センサー群である。Ｉ／Ｆ部１６３は、触覚センサー１６１Ｒ，１６１Ｌから得られたデータを制御部１５７に送る。

制御部１５７は、把持状態測定部１５５から得られたデータに基づいて、筐体１０５の左右側面における接触場所を示す圧力分布を解析する。さらに、制御部１５７は、解析した圧力分布に対応した携帯端末１００の把持状態（持ち方）を判別する。本実施形態では、携帯端末１００の把持状態は３通りに分類される。図５は、携帯端末１００の３通りの把持状態ａ〜ｃと各把持状態の圧力分布の一例を示す図である。なお、図５の圧力分布に斜線で示された領域は、ユーザの指が触覚センサー１６１Ｒ，１６１Ｌに触れている部分を示し、各領域の左右の大きさが圧力の強さを示す。

図５に示すように、把持状態ａは、ユーザが片手で携帯端末１００を縦方向に軽く把持した状態である。また、把持状態ｂは、ユーザが片手で携帯端末１００を縦方向にしっかりと握った状態である。また、把持状態ｃは、ユーザが両手で携帯端末１００を横方向に把持した状態である。制御部１５７は、把持状態測定部１５５から得られたデータから圧力分布を解析した後、当該解析した圧力分布がどの把持状態に該当するか、又はどの把持状態にも該当しないかを判別する。

また、制御部１５７は、送信部１５１による無線信号の発信のタイミングを制御する。さらに、制御部１５７は、受信部１５３が受信した無線信号から、携帯端末１００を把持するユーザのインピーダンス特性を判別する。制御部１５７は、送信部１５１が発信した１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの各周波数における無線信号の減衰量を測ることでインピーダンス特性を判別する。図６は、無線信号から判別したインピーダンス特性の一例を示す図である。制御部１５７は、判別したインピーダンス特性に基づいて、ユーザの認証処理を行う。

図３に示すように、制御部１５７はメモリ１６５を有する。メモリ１６５には、上記説明した把持状態ａ〜ｃと圧力分布の対応を示すデータの他、ユーザの認証処理時に比較される正当なユーザのインピーダンス特性のデータがテンプレートとして格納されている。なお、正当なユーザとは、携帯端末１００を利用可能なユーザである。

同じユーザであっても携帯端末１００の把持状態（持ち方）によってインピーダンス特性は異なる。このため、メモリ１６５に登録されるユーザのインピーダンス特性のデータは、図７に示すように、把持状態ａ〜ｃのそれぞれに対して異なるテンプレートとして格納される。図７は、正当なユーザによる携帯端末１００の３通りの把持状態ａ〜ｃと各把持状態に対して格納されたインピーダンス特性の一例を示す図である。メモリ１６５には、把持状態毎に正当なユーザによるインピーダンス特性のテンプレートが予め格納される。

制御部１５７は、メモリ１６５に格納されたインピーダンス特性の内、把持状態測定部１５５から得られたデータに基づいて解析した圧力分布に対応する把持状態のインピーダンス特性のテンプレートと、受信部１５３が受信した無線信号から判別したインピーダンス特性とを比較して、携帯端末１００を把持するユーザの認証処理を行う。

以下、個人認証装置１５０の動作について、図８を参照して説明する。図８は、個人認証装置１５０の動作を示すフローチャートである。図８に示すように、個人認証装置１５０の制御部１５７は、把持状態測定部１５５から得られたデータに基づいて、携帯端末１００が把持された状態か否かを判断する（ステップＳ１０１）。制御部１５７は、把持状態測定部１５５から得られたデータに所定値以上の変化があれば、把持状態と判断してステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、携帯端末１００が誤操作を防止するための画面ロック状態か否かを判断し、画面ロック状態であればステップＳ１０５に進み、画面ロック状態でなければステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１では、制御部１５７は、把持状態測定部１５５からデータを取得し、携帯端末１００の把持状態を判別する。次に、制御部１５７は、携帯端末１００に対して行われた操作に応じた動作を実行する。

一方、ステップＳ１０５では、制御部１５７は、送信部１５１に無線信号の発信を指示し、受信部１５３が受信した無線信号からユーザのインピーダンス特性を判別する。次に、制御部１５７は、ステップＳ１０５で判別したインピーダンス特性が生体のインピーダンス特性であるか否かを判断し（ステップＳ１０７）、生体のインピーダンス特性であればステップＳ１０９に進み、生体のインピーダンス特性でなければ一連の処理を終了する。

ステップＳ１０９では、制御部１５７は、把持状態測定部１５５からデータを取得し、携帯端末１００の把持状態を判別する。次に、制御部１５７は、ステップＳ１０９で判別した把持状態のインピーダンス特性のテンプレートをメモリ１６５から読み出す（ステップＳ１１１）。次に、制御部１５７は、送信部１５１に無線信号の発信を指示し、受信部１５３が受信した無線信号からユーザのインピーダンス特性を判別する（ステップＳ１１３）。次に、制御部１５７は、ステップＳ１１３で判別したインピーダンス特性と、ステップＳ１１１で読み出したテンプレートとを比較して、ユーザの認証処理を行う（ステップＳ１１５）。次に、制御部１５７は、ステップＳ１１５で認証した個人が携帯端末１００を利用可能なユーザとして認証されたか否かを判断し（ステップＳ１１７）、利用可能なユーザと認証されればステップＳ１１９に進み、認証されなければステップＳ１３１に進む。

ステップＳ１１９では、制御部１５７は、携帯端末１００の画面ロック状態を解除する。この後、制御部１５７は、ステップＳ１０９で判別した把持状態に応じたアプリケーションを起動しても良い。この場合、メモリ１６５には、所定の把持状態に対して起動するアプリケーションが設定されており、制御部１５７は、メモリ１６５を参照して、ステップＳ１０９で判別した把持状態に対応付けられているアプリケーションを起動する。例えば、図５に示した把持状態ｃのように、携帯端末１００が横方向に両手で把持された状態のときに画面ロック状態を解除した後、制御部１５７はカメラを起動する。こうすれば、ユーザは画面ロック状態が解除された後にカメラを起動する操作を行う必要がないため、図９に示すように、ユーザはシャッターチャンスを逃さずに撮像できる。

一方、ステップＳ１３１では、制御部１５７は、インピーダンスに基づく認証処理以外の、例えば、パスワード又はパターンマッチングを用いた個人認証処理を行う。このとき、ディスプレイ１０１には、例えば、図１０に示した画面が表示される。次に、制御部１５７は、ステップＳ１３１で認証した個人が携帯端末１００を利用可能なユーザとして認証されたか否かを判断し（ステップＳ１３３）、利用可能なユーザと認証されればステップＳ１３５に進み、認証されなければ一連の処理を終了する。ステップＳ１３５では、制御部１５７は、ステップＳ１０９で判別した把持状態における正当なユーザのインピーダンス特性のテンプレートとして、ステップＳ１１３で判別されたインピーダンス特性のデータをメモリ１６５に追加する。

以上説明したように、本実施形態の個人認証装置１５０を備えた携帯端末１００では、ユーザの認証処理を行うとき、図７に示すように、把持状態の形態に応じて異なるインピーダンス特性のテンプレートが用いられる。すなわち、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、正当なユーザと認証されるインピーダンス特性の領域は把持状態毎に異なる。図１１（ａ）は、把持状態ａに対応したテンプレートを用いた認証処理で正当なユーザと認証されるインピーダンス特性の領域を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、把持状態ｂに対応したテンプレートを用いた認証処理で正当なユーザと認証されるインピーダンス特性の領域を示すグラフである。

図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、正当なユーザと認証されるインピーダンス特性の領域は、把持状態に対応したテンプレートが示す折れ線に沿ったハッチングされた領域に限定され、その領域は把持状態毎に異なる。仮に、把持状態ａ又は把持状態ｂのどちらの把持状態であっても正当なユーザと認証されるよう、図１２に示すように、把持状態ａ及び把持状態ｂの各テンプレートが示す２つの折れ線を含む領域に設定された場合、ハッチングされた領域は図１１（ａ）及び（ｂ）に示した同領域よりも広い。しかし、当該領域が広いと、正当ではないユーザを正当なユーザと誤認証する可能性が高くなる。

したがって、本実施形態のように、把持状態毎に異なるテンプレートを用いれば、制御部１５７が正当ではないユーザを誤って正当なユーザと認証してしまう可能性を低減できる。すなわち、ユーザ認証におけるロバスト性を高めることができる。

なお、本実施形態の携帯端末１００は、ユーザのインピーダンスを測定するための無線信号を用いるため、筐体１０５の左右側面にアンテナ１０３Ｓ，１０３Ｒを備える。他の実施形態として、アンテナ１０３Ｓ，１０３Ｒの代わりに電極を設け、ユーザのインピーダンスを測定するための微弱信号をユーザに直接流す構成であっても良い。なお、電極は、筐体１０５の左右側面からそれぞれ露出し、その接触面が筐体１０５の側面と略面一に設けられる。電極からユーザに直接流れる信号は、図４に示した送信波と同様である。

また、本実施形態では、複数の把持状態と圧力分布の対応を示すデータ及びインピーダンス特性のテンプレートを格納するメモリ１６５が、個人認証装置１５０の制御部１５７内に設けられている。しかし、携帯端末１００が通信機能を備え、個人認証装置１５０が当該通信機能を利用可能であれば、メモリ１６５が記憶する情報をネットワークを介して別の記録媒体に記録しても良い。この場合、個人認証装置１５０は、ネットワークを介して当該別の記録媒体からインピーダンス特性のテンプレート等を読み出す。

また、本実施形態では、図４に示すように、送信部１５１が発信する無線信号（送信波）の１パルス波形は矩形状であるが、正弦波状、三角波状又は鋸歯状等であっても良い。但し、波形にかかわらず、例えば１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚといった所定の周波数帯域内で、１００ＭＨｚの無線信号から発信を開始し、所定時間毎に周波数を上げていき、３００ＭＨｚの無線信号を発信した後、送信波の発信を終了するといった形態は変わらない。なお、無線信号の周波数を３００ＭＨｚから下げていく形態であっても良い。

また、制御部１５７は、無線信号の立ち上がり又は立ち下がりといった過渡期の応答から、インピーダンス特性を判別しても良い。なお、当該無線信号の過渡期の長さは時間経過に伴い小さくなるか大きくなる。

また、本実施形態では、ユーザがインピーダンス特性を登録する際の携帯端末１００の持ち方として、左手及び右手の区別を行っていないが、左手で携帯端末１００を持ったときのインピーダンス特性のデータと、右手で携帯端末１００を持ったときのインピーダンス特性のデータとを別のテンプレートに分けてメモリ１６５に記録しても良い。この場合、制御部１５７は、把持状態測定部１５５から得られたデータに基づいて、携帯端末１００が左手又は右手のどちらで把持されているかを判別する。

本発明に係る個人認証装置は、多様な把持状態に合わせてユーザの認証処理を実施する個人認証装置等として有用である。

１００携帯端末
１０１ディスプレイ
１０３Ｓ，１０３Ｒアンテナ
１０５筐体
１５０個人認証装置
１５１送信部
１５３受信部
１５５把持状態測定部
１５７制御部
１６１Ｒ，１６１Ｌ触覚センサー
１６３Ｉ／Ｆ部
１６５メモリ

Claims

筺体と、
前記筺体に有って、過渡信号を出力する出力部と、
前記筺体に有って、前記出力部から出力された過渡信号を入力可能な入力部と、
前記筺体に有って、前記筺体における接触場所を検知可能な触覚センサーと、を備え、
前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係に基づいて、認証を行うことが可能な個人認証装置であって、
前記接触場所に基づいて、前記認証の動作を変える、
個人認証装置。
請求項１に記載の個人認証装置であって、
前記認証において本人であると判断した場合、前記接触場所に対応するアプリケーションを起動する、
個人認証装置。
請求項１又は請求項２に記載の個人認証装置であって、
前記接触場所に基づいて、前記認証の設定を変える、
個人認証装置。
請求項３に記載の個人認証装置であって、
接触場所と出入力関係を組み合わせたテンプレートを複数保持するテンプレート保持部と、を備え、
前記触覚センサーが検知する接触場所に基づいて前記テンプレートを選択し、
選択したテンプレートの出入力関係と、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とを比較して認証を行う、
個人認証装置。
請求項４に記載の個人認証装置であって、
テンプレートの出入力関係と、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とを比較して行う認証を第１の認証とし、
前記第１の認証において本人ではないと判断した場合、
第２の認証を試み、
前記第２の認証において本人であると判断した場合、
前記第１の認証における、前記触覚センサーが検知する接触場所と、前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とを基に、前記テンプレート保持部に、テンプレートを追加する、
個人認証装置。
請求項５に記載の個人認証装置であって、
前記第２の認証は、パスワード認証である、
個人認証装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の個人認証装置であって、
前記出力部が出力した過渡信号は、前記筐体を把持する者を経由して前記入力部に入力される、
個人認証装置。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の個人認証装置であって、
前記筐体は、
第１面と、
前記第１面と反対にある第２面と、
前記第１面と前記第２面をつなぐ側面と、
を有し、
前記触覚センサーは、少なくとも前記側面に配置された、
個人認証装置。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の個人認証装置であって、
前記筐体は、
第１面と、
前記第１面と反対にある第２面と、
前記第１面と前記第２面をつなぐ第１側面と、
前記第１面と前記第２面をつなぎ、前記第１側面と対向する第２側面と、
を有し、
前記触覚センサーは、少なくとも前記第１側面及び前記第２側面に配置された、
個人認証装置。
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の個人認証装置を有する携帯端末。
筺体と、
前記筺体に有って、過渡信号を出力する出力部と、
前記筺体に有って、前記出力部から出力された過渡信号を入力可能な入力部と、
前記筺体に有って、前記筺体における接触場所を検知可能な触覚センサーと、を備える個人認証装置で利用可能な個人認証方法であって、
前記出力部が出力する過渡信号と前記入力部に入力される過渡信号の出入力関係とに基づいて行う認証において、
前記接触場所に基づいて、動作を変えて前記認証を行う、
個人認証方法。