JP2014021721A - 携帯機器及び個人認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの認証処理に際して当該ユーザによる複雑な操作が不要な、簡単な構成の携帯機器を提供すること。
【解決手段】携帯機器は、人体と電気伝導、電磁誘導、または静電結合の少なくともいずれかにより接続可能な少なくとも２つの端子と、所定の周波数について所定の減衰量を備えるフィルタ部とを備える。端子の一方はフィルタ部の入力に接続され、端子の他方はフィルタ部の出力に接続され、フィルタ部は端子を経由して人体と電気的に接続可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザの認証を行うための携帯機器及び個人認証システムに関する。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と共に用いられる携帯機器であって、当該携帯機器を装着したユーザの認証を行い、認証結果に基づいて電子機器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に記載の認証システムは、被認証者に装着されるウェアラブル認証ユニット（ＷＣＵ）と、認証操作を行う認証操作端末と、認証管理を行う認証管理装置とを備える。ＷＣＵは、被認証者に対するＷＣＵの装着有無を検知する装着検知手段と、ＷＣＵ又は被認証者を一意に識別するための識別情報を記憶する識別情報記憶手段と、被認証者によるＷＣＵの装着が継続して行われていることを条件として、識別情報を、被認証者を媒体とした人体通信にて認証操作端末に送信する携帯認証端末側人体通信手段とを備える。当該認証システムによれば、高度な安全性を維持しつつ、認証の際の操作が簡易で利便性を向上できる。

特許文献２に記載の人体通信端末装置では、人体における異なる箇所に複数の人体通信用電極が設けられ、これらの双方で信号が受信されたときに、認証制御部を起動させて認証不能状態から認証可能状態に切替える。これにより、認証制御部は、認証ロック装置との間で人体通信を行い、認証処理を実行する。したがって、人に所持された人体通信端末装置が、他の人体等を介して誤った認証動作を行うことを抑制できる。

特開２０１０−５５３６８号公報 特開２００９−１１８０４５号公報

特許文献１の認証システムは、ウェアラブル認証ユニット（ＷＣＵ）、認証操作端末及び認証管理装置が必要であるため、構成が複雑である。また、ＷＣＵを装着した被認証者は、ＷＣＵの起動処理時に、自己の生体情報を認証操作端末に入力する必要があるため、操作も複雑である。

特許文献２の人体通信端末装置は、人体通信用電極以外に、電池及び様々な回路を備えているため、正常動作のためにはメンテナンスが必要である。また、人体通信端末装置が他人に使用されるリスクが存在する。

本発明の目的は、ユーザの認証処理に際して当該ユーザによる複雑な操作が不要な、簡単な構成の携帯機器及び個人認証システムを提供することである。

本発明の携帯機器は、人体と電気伝導、電磁誘導、または静電結合の少なくともいずれかにより接続可能な少なくとも２つの端子と、所定の周波数について所定の減衰量を備えるフィルタ部と、を備え、前記端子の一方は前記フィルタ部の入力に接続され、前記端子の他方は前記フィルタ部の出力に接続され、前記フィルタ部は前記端子を経由して人体と電気的に接続可能である。
この構成により、ユーザの認証処理に際して当該ユーザによる複雑な操作が不要な、簡単な携帯機器を提供できる。

本発明の携帯機器は、指、手首、首、又は耳に装着可能である。
この構成により、ユーザは容易に携帯機器を装着できる。

本発明の携帯機器では、前記所定の周波数は、複数の周波数であり、前記フィルタ部は、前記複数の周波数についてそれぞれ所定の減衰量を備える。
この構成により、ユーザに固有の特徴に加えて、複数の周波数について減衰された電気信号を出力できる。

本発明の携帯機器では、前記フィルタ部は、パッシブ回路で構成されている。
この構成により、携帯機器のメンテナンス及びランニングコスト等が不要である。

本発明の携帯機器では、前記フィルタ部は、パッシブ回路のみで構成されている。
この構成により、携帯機器のメンテナンス及びランニングコスト等が不要である。

本発明の個人認証システムは、過渡信号を出力する出力部と、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、前記出力部及び前記入力部を有する筐体と、を有し、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、前記筐体を接触可能な被検体について認証を行う、個人認証装置と、上記携帯機器と、を備え、前記個人認証装置の前記出力部から出力された前記過渡信号の少なくとも一部は、前記携帯機器の前記フィルタ部を経由して、前記個人認証装置の前記入力部に入力される。
この構成により、ユーザの認証処理に際して当該ユーザによる複雑な操作が不要であり、かつ、高精度な個人認証を実現できる。

本発明の個人認証システムでは、前記個人認証装置は、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、前記被検体のインピーダンス特性を判別し、当該判別したインピーダンス特性に基づいて前記被検体の認証を行う。
この構成により、高精度な個人認証を実現できる。

本発明によれば、ユーザの認証処理に際して当該ユーザによる複雑な操作が不要な、簡単な構成の携帯機器及び個人認証システムを提供できる。

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 電極１０３Ｓから出力される電気信号の波形の一例と、電極１０３Ｒに入力される電気信号の波形の一例を示す図 電極１０３Ｒに入力された電気信号に基づいて判別したインピーダンス特性の一例を示す図 携帯機器及び個人認証システムの内部構成を示すブロック図 （ａ）は携帯機器２００を装着しないユーザが携帯端末１００を把持した際に判別されるインピーダンス特性の一例を示すグラフであり、（ｂ）は携帯機器２００を装着した同ユーザが携帯端末１００を把持した際に判別されるインピーダンス特性の一例を示すグラフ 携帯端末１００の動作を示すフローチャート

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微弱な電気信号を送受信する電極１０３Ｓ，１０３Ｒを、筐体１０５の左右側面に有する。なお、電極１０３Ｓ，１０３Ｒ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。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に示した電極１０３Ｓ，１０３Ｒと、認証制御部１５１とを備える。なお、携帯端末１００を利用するユーザは、指輪の形状をした携帯機器２００をその指に装着する。以下、個人認証装置１５０の各構成要素について説明する。

電極１０３Ｓからは所定の周波数帯の交流の電気信号が出力される。電極１０３Ｒには、電極１０３Ｓから出力されユーザの手及び携帯機器２００等を透過した後の電気信号が入力される。図４は、電極１０３Ｓから出力される電気信号（出力波）の波形の一例と、電極１０３Ｒに入力される電気信号（入力波）の波形の一例を示す図である。図４に示すように、電極１０３Ｓからは、例えば１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの範囲の各周波数のバースト状のパルス波が出力される。当該パルス波は、１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの間で、所定時間毎に５０ＭＨｚずつ周波数を上げていった電気信号であり、その出力レベル（実効値）は周波数にかかわらず一定である。このとき、電極１０３Ｒには、図４に示すように、周波数毎にレベルが異なる電気信号（入力波）が入力される。

認証制御部１５１は、ユーザの個人認証に係る処理を行う。図３に示すように、認証制御部１５１は、電気信号出力制御部１６１と、メモリ１６３と、個人認証処理部１６５とを有する。

電気信号出力制御部１６１は、電極１０３Ｓから出力する電気信号の出力タイミング及び周波数を制御する。すなわち、電気信号出力制御部１６１は、図４に示した出力波の電気信号の出力制御を行う。なお、電気信号出力制御部１６１が電気信号の出力を開始するタイミングは、携帯端末１００の図示しない特定ボタンが押下された時、ユーザが携帯端末１００を把持することによって電極１０３Ｓ，１０３Ｒ間が導通した時、又は、一定間隔時間毎である。

メモリ１６３には、携帯端末１００を利用可能なユーザが携帯機器２００を装着した際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。当該データは、個人認証処理部１６５がインピーダンス特性の判別又は個人認証の処理を行う前に、携帯端末１００の正当なユーザが携帯機器２００を装着した状態で、後述する個人認証処理部１６５がインピーダンス特性を判別することで得られる。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。

個人認証処理部１６５は、電極１０３Ｒに入力された電気信号に基づいて、個人認証処理部１６５は、電極１０３Ｓから出力された１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの各周波数における電気信号の減衰量を測ることで、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。図５は、電極１０３Ｒに入力された電気信号に基づいて判別したインピーダンス特性の一例を示す図である。なお、インピーダンス特性はユーザ毎に異なり、各周波数における電気信号の減衰量がユーザ毎に異なる。

さらに、個人認証処理部１６５は、メモリ１６３から読み出したインピーダンス特性のテンプレートと、電極１０３Ｒに入力された電気信号に基づいて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。個人認証処理部１６５は、電極１０３Ｒに入力された電気信号に基づいて判別したインピーダンス特性がメモリ１６３と読み出したインピーダンス特性の差が所定の閾値の範囲の場合、正当なユーザと判断する。

次に、ユーザが装着する携帯機器２００について説明する。図６は、携帯機器２００の内部構成を示すブロック図である。図６に示すように、携帯機器２００は、２つの端子２０１，２０２と、フィルタ部２０３とを備える。端子２０１，２０２の一方はフィルタ部２０３の入力端に接続され、他方はフィルタ部２０３の出力端に接続される。また、端子２０１，２０２は、ユーザが携帯機器２００を指に装着した際に肌と接触して、フィルタ部２０３を介して電気的に導通する。なお、端子２０１，２０２は、ユーザの肌と極接近して成り立つ電磁誘導又は静電誘導によって、電気的に接続された状態が形成されても良い。

フィルタ部２０３は、端子２０１を介して入力された電気信号の内、特定の周波数成分を吸収する。なお、フィルタ部２０３が吸収する周波数成分は複数であり、各周波数において所定の減衰量が設定されている。また、フィルタ部２０３が吸収する周波数は、携帯機器毎に異なる。図６に示すように、フィルタ部２０３は、コンデンサとコイルが並列接続されたパッシブ回路のみで構成されている。

図７（ａ）は、携帯機器２００を装着しないユーザが携帯端末１００を把持した際に判別されるインピーダンス特性の一例を示すグラフである。ユーザは携帯機器２００を装着していないため、図７（ａ）に示したインピーダンス特性はユーザに固有の特徴を示す。図７（ｂ）は、携帯機器２００を装着した同ユーザが携帯端末１００を把持した際に判別されるインピーダンス特性の一例を示すグラフである。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す点線の矢印は、携帯端末１００の認証制御部１５１が有する個人認証処理部１６５における電気信号のサンプリング周波数を示す。

図７（ｂ）に示すように、ユーザが装着する携帯機器２００のフィルタ部２０３は、周波数ｆａ，ｆｂの各成分を減衰する。したがって、携帯端末１００の電極１０３Ｒには、ユーザに固有の特徴（減衰周波数及び減衰量）に加えて、携帯機器２００によって特定の周波数成分がさらに減衰された電気信号が入力される。なお、携帯端末１００の認証制御部１５１が有するメモリには、図７（ｂ）に示すような、正当なユーザが携帯機器２００を装着した際のインピーダンス特性のデータが格納される。

以下、携帯端末１００の動作について、図８を参照して説明する。図８は、携帯端末１００の動作を示すフローチャートである。図８に示すように、携帯端末１００の認証制御部１５１は、携帯端末１００の電源ボタン又はディスプレイ１０１に表示された「認証」ボタン等の特定のボタンが押されたかを判断し（ステップＳ１０１）、特定のボタンが押されればステップ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、認証制御部１５１は、携帯端末１００を画面ロック状態に設定する。

一方、ステップＳ１０５では、認証制御部１５１は、電極１０３Ｓから電気信号を出力し、電極１０３Ｒに入力された電気信号からインピーダンス特性を判別する。次に、認証制御部１５１は、ステップＳ１０５で判別したインピーダンス特性と、メモリ１６３に格納されているテンプレートとを比較して、個人認証の処理を行う（ステップＳ１０７）。次に、制御部１５５は、ステップＳ１０７で認証された個人が携帯端末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Ｓ１０９）、利用可能なユーザと認証されればステップＳ１１１に進み、認証されなければステップＳ１３１に進む。

ステップＳ１１１では、認証制御部１５１は、携帯端末１００の画面ロック状態を解除する。一方、ステップＳ１３１では、認証制御部１５１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。次に、認証制御部１５１は、ステップＳ１３１で認証された個人が携帯端末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Ｓ１１１に進み、認証されなければ処理を終了する。

なお、図８に示したフローチャートでは、ステップＳ１０９で利用可能なユーザと認証されない場合には異なる個人認証処理が行われているが、画面をオフしたり、ステップＳ１０５から処理をやり直しても良い。

以上説明したように、本実施形態では、携帯端末１００から出力されユーザの手等を透過して再び携帯端末１００に入力された電気信号に基づいて判別したインピーダンス特性から個人認証が行われる。このとき、正当なユーザが携帯機器２００を装着した状態でないと、携帯端末１００は当該ユーザを正当なユーザと判断しない。言い換えれば、他人が携帯機器２００を装着して個人認証を行っても、この他人を正当なユーザと判断することはない。したがって、非常に高い精度での本人識別を実現できる。

また、携帯端末１００は、非常に簡単な回路構成であり能動素子を含まないため、携帯機器２００のメンテナンス及びランニングコスト等が不要である。さらに、認証処理を行うにあたって、ユーザは、携帯機器２００の装着以外に複雑な操作を行う必要がない。

本実施形態では、携帯機器２００が指輪の形状をしていると説明したが、ブレスレット、腕時計のベルト又はストラップ等といった、通常の使用においてユーザの肌に接触又は極接近するものであればその形状は問わない。

また、本実施形態では、携帯機器２００のフィルタ部２０３がコンデンサとコイルが並列接続された共振回路によって構成されているが、ノッチフィルタ（Band-Elimination Filter）、ＢＰＦ（Band-Pass Filter）、ＬＰＦ（Low-Pass Filter）又はＨＰＦ（High-Pass Filter）等の回路であっても良い。

また、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電気信号を送受信するため、筐体１０５の左右側面に電極１０３Ｓ，１０３Ｒを備える。他の実施形態として、電極１０３Ｓ，１０３Ｒの代わりにアンテナを設け、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構成であっても良い。アンテナから送信される無線信号は、図４に示した出力波と同様である。

本発明に係る携帯機器は、ユーザの認証処理に際して当該ユーザによる複雑な操作が不要な、簡単な構成の携帯機器等として有用である。

１００ 携帯端末
１０１ ディスプレイ
１０３Ｓ，１０３Ｒ 電極
１０５ 筐体
１５０ 個人認証装置
１５１ 認証制御部
１６１ 電気信号出力制御部
１６３ メモリ
１６５ 個人認証処理部
２００ 携帯機器
２０１ 端子
２０３ フィルタ部

Claims (7)

1. 人体と電気伝導、電磁誘導、または静電結合の少なくともいずれかにより接続可能な少なくとも２つの端子と、
   所定の周波数について所定の減衰量を備えるフィルタ部と、を備え、
   前記端子の一方は前記フィルタ部の入力に接続され、前記端子の他方は前記フィルタ部の出力に接続され、
   前記フィルタ部は前記端子を経由して人体と電気的に接続可能な、
   携帯機器。
2. 請求項１に記載の携帯機器であって、
   指、手首、首、又は耳に装着可能な、
   携帯機器。
3. 請求項１又は請求項２に記載の携帯機器であって、
   前記所定の周波数は、複数の周波数であり、
   前記フィルタ部は、前記複数の周波数についてそれぞれ所定の減衰量を備える、
   携帯機器。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の携帯機器であって、
   前記フィルタ部は、パッシブ回路で構成された、
   携帯機器。
5. 請求項４に記載の携帯機器であって、
   前記フィルタ部は、パッシブ回路のみで構成された、
   携帯機器。
6. 過渡信号を出力する出力部と、
   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、
   前記出力部及び前記入力部を有する筐体と、を有し、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、前記筐体を接触可能な被検体について認証を行う、
   個人認証装置と、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の携帯機器と、
   を備え、
   前記個人認証装置の前記出力部から出力された前記過渡信号の少なくとも一部は、前記携帯機器の前記フィルタ部を経由して、前記個人認証装置の前記入力部に入力される、
   個人認証システム。
7. 請求項６に記載の個人認証システムであって、
   前記個人認証装置は、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、前記被検体のインピーダンス特性を判別し、当該判別したインピーダンス特性に基づいて前記被検体の認証を行う、
   個人認証システム。

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