JP2016184374A - Authentication device - Google Patents

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紀文 藤村
Noribumi Fujimura
紀文 藤村
遼介 畑
Ryosuke Hata
遼介 畑
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Osaka University NUC
Osaka Prefecture University PUC
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Osaka University NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an authentication device that offers reduced risk of social engineering attacks and good flexibility in terms of authentication motion made by a person being authenticated.SOLUTION: An authentication device Ar performs personal authentication on the basis of biological information comprising physical features and behavioral features of a person to be authenticated, and includes; a registered depression pattern storage 26 that stores first biological information Ppr of one or more persons to be authenticated registered for authentication; a fingerprint detector 20 for detecting a physical feature; a depression force detector 10 for detecting a behavioral feature; a depression pattern generator 14 configured to generate second biological information Ppd by combining the detected physical and behavioral features; a depression pattern comparator 30 that compares the first biological information Ppr and the second biological information Ppd; and an authenticator 32 that performs personal authentication on the basis of a result of the comparison.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、生体情報に基づいて個人を認証する認証装置に関する。   The present invention relates to an authentication device that authenticates an individual based on biometric information.

機密保護やセキュリティのために、アクセスが制限される場所、システム、機関、情報、及び機器等に、許された特定の個人以外の部外者によるアクセスを防止するセキュリティシステムが強く求められている。そのためには、アクセスしようとする人が、許可された正当な人であるか否かを識別する認証システムが非常に重要な役割を果たす。認証システムは、基本的には古くから採用されてきた、対外的にアクセスを拒む錠と、同錠に適合して解除できる鍵との組み合わせである。仮に、錠が如何に強固であっても、鍵が盗まれたり複製されたりした場合には、許可されていない人による不正アクセスを防ぐことができない。また、鍵を紛失した場合には、正当な人であってもアクセスできないと言う問題がある。   For security and security, there is a strong need for a security system that prevents outsiders other than specific authorized individuals from accessing restricted places, systems, institutions, information, and equipment. . For this purpose, an authentication system for identifying whether or not a person trying to access is an authorized and authorized person plays a very important role. The authentication system is basically a combination of a lock that has been adopted for a long time and that is externally denied access and a key that can be unlocked in conformity with the lock. No matter how strong the lock is, if a key is stolen or copied, unauthorized access by unauthorized persons cannot be prevented. Further, there is a problem that even if a key is lost, even a legitimate person cannot access it.

この物としての鍵の代わりに、情報であるパスワードを鍵とする個人認証システムが広く用いられてきている。同認証システムにおいては、電気的に駆動且つ制御される強固なロック機構を錠として、入力されたパスワードの予め登録されたパスワードとの合致を以って本人認証を行う。しかしながら、パスワードは、本人が忘れてしまって認証できなくなったり、漏洩や盗難によって、他人により不正に認証されたりする事態がしばしば生じている。なお、パスワードは物としての鍵とは違って、漏洩や盗難があった時点では分からず、不正認証された時点でも分かるとは限らず、不正認証の事実が露見するまでは気づかれない場合も多い。   Personal authentication systems using information passwords as keys instead of such keys have been widely used. In the authentication system, a strong lock mechanism that is electrically driven and controlled is used as a lock, and the identity authentication is performed by matching the input password with a pre-registered password. However, passwords are often forgotten by the person and cannot be authenticated, or are often illegally authenticated by others due to leakage or theft. Note that unlike a key as a password, a password is not known when it is leaked or stolen, it is not always known when it is fraudulently authenticated, and it may not be noticed until the fact of fraudulent authentication is revealed. Many.

そこで、パスワードの代わりに、忘れたり失ったりする恐れが非常に小さい、個人の身体的特徴や行動的特徴を表す生体情報を鍵として用いる生体認証が普及しつつある。生体認証では、生体情報が予め登録されており、認証時にセンサで取得された生体情報が予め登録されている生体情報と合致した場合に、本人であると認証される。以下に、現在提案されている生体認証について例示と共に簡単に説明する。   Therefore, biometric authentication using as a key biometric information representing an individual's physical characteristics and behavioral characteristics, which has a very low risk of being forgotten or lost, is becoming widespread. In biometric authentication, biometric information is registered in advance, and when the biometric information acquired by the sensor at the time of authentication matches the preregistered biometric information, the person is authenticated. Below, the biometric authentication currently proposed is demonstrated easily with an example.

図8に、特許文献1に提案されている、筆跡情報(行動的特徴)と指紋情報(身体的特徴)とを用いて認証する認証システムの機能ブロックを示す。同認証システムは、記憶手段191と、指紋読取手段193が設けられた文字入力手段192と、軌跡読取手段194と、認証手段195とを備える。記憶手段191は、認証を受けるユーザの指紋情報、筆跡情報および筆順情報の対応関係を記憶する。軌跡読取手段194は、文字入力手段192の移動の軌跡を一画毎に読み取る。   FIG. 8 shows functional blocks of an authentication system that is proposed in Patent Document 1 and performs authentication using handwriting information (behavioral characteristics) and fingerprint information (physical characteristics). The authentication system includes a storage unit 191, a character input unit 192 provided with a fingerprint reading unit 193, a locus reading unit 194, and an authentication unit 195. The storage unit 191 stores a correspondence relationship between fingerprint information, handwriting information, and stroke order information of a user who is authenticated. The trajectory reading means 194 reads the movement trajectory of the character input means 192 for each stroke.

認証手段195は、指紋読取手段193が読み取った指紋情報が、記憶手段191に記憶されている指紋情報と一致していることを条件に、軌跡読取手段194に一画毎に軌跡を読み取らせ、その軌跡と筆跡情報が示す軌跡とを照合し、各軌跡の形成順序と筆順情報とを照合し、その軌跡と筆跡情報が示す軌跡との照合および各軌跡の形成順序と筆順情報との照合に成功した場合に、ユーザが本人であると判定する。   The authentication unit 195 causes the trajectory reading unit 194 to read the trajectory for each stroke on the condition that the fingerprint information read by the fingerprint reading unit 193 matches the fingerprint information stored in the storage unit 191. The trajectory and the trajectory indicated by the handwriting information are collated, the trajectory formation order and the stroke order information are collated, the trajectory and the trajectory indicated by the handwriting information are collated, and the formation order of each trajectory and the stroke order information are collated. If successful, it is determined that the user is the principal.

図9に、特許文献2に提案されている、非操作指の指紋情報(身体的特徴)で認証する認証システムが組み込まれた携帯機器の外観を示す。携帯機器210のキー配置面230には、複数個の操作キー220が設けられている。さらに、携帯機器210のキー配置面230とは異なる面には、検知部212aと検知部212bと検知部214とが、携帯機器210を保持した状態で操作キー220を操作しない何れか一本または二本以上の非操作指のそれぞれがタッチ可能に設けられている。携帯機器210は、さらに、タッチされた非操作指の指紋パターン(取得パターン)を取得するパターン取得部と、取得パターンを照合するための複数の照合パターンと、携帯機器210で実行される複数の機能とを対応付ける割当テーブルが記憶されたテーブル記憶部と、取得パターンと照合パターンとの一致または不一致を判定し、一致した照合パターンに対応付けられた機能を携帯機器210に実行させる機能実行部とを備える。   FIG. 9 shows the appearance of a portable device in which an authentication system that is authenticated by fingerprint information (physical characteristics) of a non-operation finger proposed in Patent Document 2 is incorporated. A plurality of operation keys 220 are provided on the key arrangement surface 230 of the portable device 210. Furthermore, on a surface different from the key arrangement surface 230 of the mobile device 210, any one of the detection unit 212a, the detection unit 212b, and the detection unit 214 that does not operate the operation key 220 while holding the mobile device 210 or Each of the two or more non-operation fingers is provided so as to be touchable. The mobile device 210 further includes a pattern acquisition unit that acquires a fingerprint pattern (acquisition pattern) of a touched non-operation finger, a plurality of verification patterns for verifying the acquisition pattern, and a plurality of verification patterns executed by the mobile device 210 A table storage unit that stores an allocation table for associating functions, a function execution unit that determines whether the acquired pattern and the matching pattern match or does not match, and causes the portable device 210 to execute the function associated with the matched matching pattern; Is provided.

図10に、特許文献3に提案されている、指紋(身体的特徴)と指の動き(行動的特徴)で認証する携帯電話の外観を示す。携帯電話331の表面に配置されたアレー状のセンサ335によって、指の指紋検出と指の動き検出の両方を検出できる。これにより、ポインティングデバイスと本人認証とを備え、機能性の向上した高いセキュリティ性の実現を図っている。   FIG. 10 shows an appearance of a mobile phone that is proposed in Patent Document 3 and that is authenticated by a fingerprint (physical feature) and finger movement (behavioral feature). An array of sensors 335 arranged on the surface of the mobile phone 331 can detect both finger detection and finger movement detection. As a result, a pointing device and personal authentication are provided to achieve high security with improved functionality.

図11に、特許文献4に提案されている、生体情報として指紋(身体的特徴)と圧力センサのオンオフ(行動的特徴)とにより認証を行う携帯情報端末の機能ブロックを示す。携帯情報端末401上に設けられた、1〜Nのセンサ番号が付いた圧力センサ405―1〜405−Nによって、加えられる圧力を圧力センサオンオフ判定部406によって監視する。個人認証時に押圧が検出されていた圧力センサ405−1〜405−Nのセンサ番号を圧力センサオンオフ記憶部407に記憶させる。圧力センサオンオフ記憶部407に記憶されたセンサ番号と圧力センサオンオフ判定部406によって検出されたセンサ番号とを比較部408によって比較することにより、携帯情報端末401がユーザ以外の手に渡ったか否かが判定される。ユーザ以外の手に渡ったことが検出されると、個人認証が無効にされる。   FIG. 11 shows a functional block of a portable information terminal that is proposed in Patent Document 4 and performs authentication based on fingerprints (physical features) and pressure sensor on / off (behavioral features) as biometric information. A pressure sensor on / off determination unit 406 monitors the applied pressure by pressure sensors 405-1 to 405-N with sensor numbers 1 to N provided on the portable information terminal 401. The sensor numbers of the pressure sensors 405-1 to 405-N that have been detected at the time of personal authentication are stored in the pressure sensor on / off storage unit 407. Whether the portable information terminal 401 has reached a hand other than the user by comparing the sensor number stored in the pressure sensor on / off storage unit 407 with the sensor number detected by the pressure sensor on / off determination unit 406 by the comparison unit 408. Is determined. If it is detected that a hand other than the user has been reached, the personal authentication is invalidated.

非特許文献1に提案されている、圧力センサを用いた把持ジェスチャ(行動的特徴)の圧力分布から個人認証を行う手法について簡単に説明する。携帯端末を操作しようとする際に、多くのユーザは端末を取り出して把持する。把持ジェスチャはその時に端末を握る動作であり、端末を使用しようとする一連の動作の中で自然に行え、持ち方を変えたり、もう片方の手で操作するなどの煩雑な操作を必要としない。また、把持ジェスチャのユーザの手は端末から離れず指の力の入れ具合の変化のみであるため、ジェスチャ動作が他人から分かりづらく、仮にジェスチャ動画が見られてもその動作を再現するために、安全性も高い。   A method of performing personal authentication from the pressure distribution of a grip gesture (behavioral feature) using a pressure sensor, which is proposed in Non-Patent Document 1, will be briefly described. When trying to operate a portable terminal, many users take out and hold the terminal. Grasping gesture is the action of grasping the terminal at that time, it can be done naturally in a series of actions to use the terminal, and does not require complicated operations such as changing the way of holding or operating with the other hand . In addition, since the user's hand of the grip gesture is not changed from the terminal but only the change in the force of the finger, it is difficult for others to understand the gesture operation, and even if the gesture video is seen, to reproduce the operation, High safety.

非特許文献2には、圧力センサを指でリズミカルに押し、そのリズムのパターン(行動的特徴)を鍵として認証する方法が提案されている。   Non-Patent Document 2 proposes a method of authenticating with a rhythm pattern (behavioral feature) as a key by pressing a pressure sensor rhythmically with a finger.

非特許文献3には、握るという動作(行動的特徴)を用いた個人認証システムが提案されている。同システムでは、圧力センサ16個を埋め込んだ入力デバイスを握る把持動作から得られる圧力分布とその時間変化を用いて認証が行われる。   Non-Patent Document 3 proposes a personal authentication system using a gripping action (behavioral feature). In this system, authentication is performed using a pressure distribution obtained from a gripping operation for gripping an input device in which 16 pressure sensors are embedded, and a change with time.

特開2009−211587号公報JP 2009-211587 A 特開2009−187365号公報JP 2009-187365 A 特開2003−298689号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-298689 特開2001−142849号公報JP 2001-142849 A

飛世、村尾、寺田、磯、塚本、堀越、「圧力センサを用いた把持ジェスチャによる携帯端末の個人認証特性評価」、情報処理学会研究報告、2012年Tobiyo, Murao, Terada, Kaoru, Tsukamoto, Horikoshi, “Personal Authentication Characteristic Evaluation of Mobile Devices Using Gripping Gestures Using Pressure Sensors”, Information Processing Society of Japan Research Report, 2012 Manabe, Fukumoto, 「Proposal of New Input Systems (1) Insensible Input Based Authentication: AwareLESS Authentication」, NTT DoCoMo Tech J, 2008年3月, Vol. 9, No. 4, Page 37−42Manabe, Fukumoto, “Proposal of New Input Systems (1) Instable Input Based Authentication: AwareLESS Authentication, NTT DoCoMo Tech J, 2008, March, 2008. 9, no. 4, Page 37-42 佐藤、佐藤、小笠原、布川、「握るという動作を用いた個人認証システムの実装」、情報処理学会研究報告、2006年12月8日、Vol.2006.No.129(CSEC−35)Page 7−12Sato, Sato, Ogasawara, Nunagawa, “Implementation of personal authentication system using gripping motion”, Information Processing Society of Japan Research Report, December 8, 2006, Vol. 2006. No. 129 (CSEC-35) Page 7-12

生体認証は、行動的特徴或いは身体的特徴を表す生体情報が鍵として用いられているので、パスワードに起因する忘却、漏洩、及び複製の危険性が低く、マンションの入り口や銀行のキャッシュカード等には指紋による生体認証が採用されている。しかしながら、生体情報も、近年は人間の心理的な隙や行動のミスにつけ込んで個人の秘密情報を入手するソーシャル・エンジニアリングによって不正に入手可能であり、安全とは言い難い状態になっている。   In biometric authentication, biometric information representing behavioral characteristics or physical characteristics is used as a key, so there is a low risk of forgetting, leaking, and copying due to passwords. Uses biometric authentication by fingerprint. However, in recent years, biometric information can be obtained illegally by social engineering that obtains personal secret information by taking advantage of human psychological gaps and behavioral errors, and it is difficult to say that it is safe.

ソーシャル・エンジニアリングによる生体情報の不正入手には、以下に述べる手法が知られている。指紋(身体的特徴)の場合は、読み取り装置上の残留指紋や数メートル離れた場所からの撮影により指紋画像が取得される。同様に、行動的特徴も撮影や盗み見により取得される。以下に、ソーシャル・エンジニアリングの観点から上述の生体認証の安全性について述べる。   The methods described below are known for illegally obtaining biometric information by social engineering. In the case of a fingerprint (physical feature), a fingerprint image is acquired by taking a residual fingerprint on the reading device or photographing from a place several meters away. Similarly, behavioral characteristics are also acquired by shooting or snooping. The safety of the biometric authentication described above will be described below from the viewpoint of social engineering.

特許文献1では、行動的特徴である筆跡情報と身体的特徴である指紋情報とが鍵として採用されている。筆跡情報は文字入力手段192の動き或いは登録者の筆跡そのものを撮影することによって取得可能であり、指紋の入手に関しては上述の通りである。なお、筆跡は指或いは手の動きにより取得可能である。よって、ソーシャル・エンジニアリングに対する生体情報の漏洩の危険度は決して低くない。   In Patent Document 1, handwriting information that is behavioral characteristics and fingerprint information that is physical characteristics are adopted as keys. The handwriting information can be acquired by photographing the movement of the character input means 192 or the handwriting of the registrant itself, and the acquisition of the fingerprint is as described above. The handwriting can be acquired by finger or hand movement. Therefore, the risk of leakage of biometric information for social engineering is not low.

特許文献2では、検知部(212a、212b、及び214)を一本または二本以上の非操作指でタッチすることにより、タッチした指の指紋から取得される指紋パターンが鍵として採用されている。指紋の取得に関しては上述のとおりである。さらに、非操作指のそれぞれを識別しておらず、指紋パターンの複製或いは模倣は容易である。よって、ソーシャル・エンジニアリングに対する生体情報の漏洩の危険度は特許文献1よりも高いと判断される。   In Patent Document 2, a fingerprint pattern obtained from a fingerprint of a touched finger by touching the detection unit (212a, 212b, and 214) with one or more non-operation fingers is employed as a key. . The acquisition of the fingerprint is as described above. Furthermore, each non-operating finger is not identified, and the fingerprint pattern can be easily duplicated or imitated. Therefore, it is determined that the risk of biometric information leakage to social engineering is higher than that of Patent Document 1.

特許文献3においては、指紋と指の動きによって認証が行われる。生体情報の漏洩の危険度も特許文献1と同程度と判断される。   In Patent Document 3, authentication is performed by a fingerprint and finger movement. The risk of leakage of biometric information is also determined to be similar to that of Patent Document 1.

特許文献4においても、特許文献3におけるのと同様に指紋と指の動きによって認証が行われので、生体情報の漏洩の危険度も同程度と判断される。但し、個々に識別された圧力センサを指で押圧する必要がある。そのために、携帯情報端末を持つ位置及び押圧する指と場所が限定されるので、より窮屈な認証動作が強いられる。   Also in Patent Document 4, since authentication is performed by the movement of a fingerprint and a finger as in Patent Document 3, it is determined that the risk of leakage of biometric information is similar. However, it is necessary to press individually identified pressure sensors with a finger. For this reason, since the position where the portable information terminal is held and the finger and place to be pressed are limited, a more tight authentication operation is forced.

非特許文献1においては、把持する指の力の変化にのみ基づいて認証が行われる。つまり、指の水平方向及び垂直方向への動きは無いので、撮影やショルダーハッキングと言われる手法による漏洩の心配は少ない。しかし、身体的特徴には基づかず、行動的特徴、それも指の力の変化のみで認証するために、他者による試行錯誤による不正認証も少なからず可能である。   In Non-Patent Document 1, authentication is performed based only on a change in the force of a finger to be held. That is, since there is no movement of the finger in the horizontal direction and the vertical direction, there is little fear of leakage by a technique called photographing or shoulder hacking. However, since authentication is based only on behavioral characteristics and changes in finger strength, not based on physical characteristics, unauthorized authentication by trial and error by others is possible.

非特許文献2は、非特許文献1と同様に身体的特徴には基づかず、圧力センサを指で押すリズムのパターンのみで認証するので、撮影やショルダーハッキングによる漏洩の心配は少ない。押圧リズムの模倣は困難であり、単に指の力の変化のみに比べて、試行錯誤による不正認証の可能性は非特許文献1に比べて低いと判断される。しかしながら、正当な被認証者にとっても、登録されたリズムパターンで毎回押圧するのは、必ずしも容易ではなく、正当な被認証者でないと判断される頻度が高い。   Since Non-Patent Document 2 is not based on physical features as in Non-Patent Document 1, and authenticates only with a rhythm pattern in which the pressure sensor is pressed with a finger, there is little fear of leakage due to shooting or shoulder hacking. It is difficult to imitate the pressing rhythm, and it is judged that the possibility of fraud authentication by trial and error is lower than that of Non-Patent Document 1, compared with only the change of finger force. However, it is not always easy for a legitimate person to be pressed with the registered rhythm pattern every time, and it is frequently determined that the legitimate person is not a legitimate person to be authenticated.

非特許文献3には、非特許文献1及び非特許文献2と同様に身体的特徴には基づかず、圧力センサが埋め込まれた入力デバイスを握る圧力分布とその時間変化のみで認証するので、撮影やショルダーハッキングによる漏洩の心配は少ない。また、圧力分布とその時間的変化は、非特許文献2におけるリズムパターンと同様に模倣が困難であるが、正当な被認証者にとっても、登録された圧力分布の時間的変化を再現するのは必ずしも容易ではなく、正当な被認証者ではないと判断される頻度が高い。   Since Non-Patent Document 3 does not rely on physical features as in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, authentication is performed only by the pressure distribution holding the input device in which the pressure sensor is embedded and its change over time. There is little worry about leakage due to or shoulder hacking. In addition, the pressure distribution and its temporal change are difficult to imitate like the rhythm pattern in Non-Patent Document 2, but it is also possible for a legitimate person to reproduce the temporal change of the registered pressure distribution. It is not always easy, and the frequency with which it is determined that the person is not an authorized person is high.

上述のように、指紋という身体的特徴は残留指紋や撮影により取得される指紋画像により他者による複製が可能であり、指で特定の場所(圧力センサ)をタッチ又は押す行動的特徴も撮影や盗み見により他者により模倣可能、つまり漏洩可能である。なお、把持している状態で指の押圧力を所定のパターンや方法で変化させる場合には、撮影や盗み見による漏洩の可能性は大幅に低減できるが、被認証者自身が毎回確実に、押す場所や押すパターンを再現出来ずに誤認証される恐れがある。例えば、タッチする手を変えたり、把持する位置や向きを変えると認証出来なくなる。   As described above, the physical feature of a fingerprint can be duplicated by another person using a residual fingerprint or a fingerprint image obtained by photographing, and a behavioral feature of touching or pressing a specific place (pressure sensor) with a finger can also be photographed. It can be imitated, that is, leaked by others by snooping. Note that if the finger pressing force is changed in a predetermined pattern or method while gripping, the possibility of leakage due to shooting or snooping can be greatly reduced, but the person to be authenticated himself presses each time reliably. There is a risk of incorrect authentication without being able to reproduce the location and the pattern to be pressed. For example, authentication cannot be performed if the touching hand is changed or the gripping position or orientation is changed.

上記の課題を解決する為に、本発明に係る認証装置は、被認証者の身体的特徴と行動的特徴とで構成される生体情報に基づいて、個人認証を行う認証装置であって、
認証のために登録される一人以上の前記被認証者の第1の生体情報を格納する登録生体情報格納手段と、
前記身体的特徴を検出する身体的特徴検出手段と、
前記行動的特徴を検出する行動的特徴検出手段と、
前記検出された身体的特徴と前記行動的特徴とを組み合わせて第2の生体情報を生成する第2の生体情報生成手段と、
前記第1の生体情報を、前記第2の生体情報と照合する生体情報照合手段と、
前記照合結果に基づいて、個人認証を行う認証手段とを備える。
In order to solve the above problems, an authentication apparatus according to the present invention is an authentication apparatus that performs personal authentication based on biometric information composed of physical characteristics and behavioral characteristics of a person to be authenticated,
Registered biometric information storage means for storing first biometric information of one or more authenticated persons registered for authentication;
A physical feature detecting means for detecting the physical feature;
Behavioral feature detection means for detecting the behavioral feature;
Second biological information generating means for generating second biological information by combining the detected physical characteristics and the behavioral characteristics;
Biometric information collating means for collating the first biometric information with the second biometric information;
Authenticating means for performing personal authentication based on the collation result.

本発明は、ソーシャル・エンジニアリングに対して危険度が低く、さらに、被認証者による認証動作の自由度が高い認証が実現できる。   The present invention can realize authentication with a low degree of risk with respect to social engineering and with a high degree of freedom of authentication operation by the person to be authenticated.

本発明の実施の形態に係る認証装置が組み込まれた携帯端末を片手で把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which hold | gripped the portable terminal with which the authentication apparatus which concerns on embodiment of this invention was integrated with one hand. 図1の携帯端末を把持生体情報センサが設けられた側面から見た図である。It is the figure which looked at the portable terminal of FIG. 1 from the side surface in which the holding | grip biological information sensor was provided. 図2の把持生体情報センサの構成単位である把持生体情報センサ素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the holding | grip biological information sensor element which is a structural unit of the holding | grip biological information sensor of FIG. 図3の把持生体情報センサ素子からなる把持生体情報センサ上における認証指の位置関係を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the positional relationship of the authentication finger | toe on the holding | grip biometric information sensor which consists of a holding | grip biometric information sensor element of FIG. 図3の指紋センサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the fingerprint sensor of FIG. 図3の圧力センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the pressure sensor of FIG. 本実施の形態にかかる認証装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the authentication apparatus concerning this Embodiment. 特許文献1に開示されている認証システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the authentication system currently disclosed by patent document 1. FIG. 特許文献2に開示されている認証システムが組み込まれた携帯機器の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the portable apparatus with which the authentication system currently disclosed by patent document 2 was integrated. 特許文献3に開示されている認証機能を備えた携帯電話の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the mobile telephone provided with the authentication function currently disclosed by patent document 3. FIG. 特許文献4に開示されている認証機能を備えた携帯情報端末の機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram of a portable information terminal having an authentication function disclosed in Patent Document 4.

先ず、本発明に係る認証における技術思想について簡単に説明する。本発明においては、被認証者の生体情報である身体的特徴と行動的特徴との両方を同時に検出し、予め登録者が登録した身体的特徴と行動的特徴に一致するか否かで、認証を行うものである。身体的特徴とは指紋であり、行動的特徴とは把持動作である。より詳しく言えば、上述のようにソーシャル・エンジニアリングに対する危険性の低い把持動作を押圧による圧力に基づき検出すると同時に、検出された指紋に基づいて把持動作を行った指が登録された登録者のどの指であるかを判定し、把持動作のパターンが予め定められた指によって成されたか否かを判断することによって、ソーシャル・エンジニアリングに対してより安全な認証を実現する。   First, a technical idea in authentication according to the present invention will be briefly described. In the present invention, both physical characteristics and behavioral characteristics, which are biometric information of the person to be authenticated, are detected at the same time, and authentication is performed based on whether the physical characteristics and behavioral characteristics registered in advance by the registrant match. Is to do. The physical feature is a fingerprint, and the behavioral feature is a gripping action. More specifically, as described above, a gripping operation with a low risk to social engineering is detected based on pressure by pressing, and at the same time, which of the registrants who registered the finger that performed the gripping operation based on the detected fingerprint is registered. By determining whether or not the finger is a finger and determining whether or not the pattern of the gripping operation is performed by a predetermined finger, safer authentication for social engineering is realized.

図1に示すように、本発明の実施の形態に係る認証装置は、好ましくは、携帯電話のような片手で把持できる携帯機器Apに組み込まれて用いられる。また、PC(Parsonarl Computer)や、セキュリティのかかった部屋への入室の際の認証に用いることもできる。ここでは、携帯機器Apに組み込まれた物として説明する。   As shown in FIG. 1, the authentication apparatus according to the embodiment of the present invention is preferably used by being incorporated in a portable device Ap that can be grasped with one hand such as a cellular phone. It can also be used for authentication when entering a PC (Personal Computer) or a room with security. Here, it demonstrates as a thing integrated in the portable apparatus Ap.

被認証者は、携帯機器Apを人差指F1、中指F2、薬指F3、及び小指F4と親指Ftとの間に挟み込むようにして、携帯機器Apを保持する。本発明においては、被認証者の人差指F1、中指F2、薬指F3、及び小指F4の把持動作において、指紋(身体的特徴)と指の動き(行動的特徴)とから、被認証者の把持動作に関する生体情報(以降、「把持生体情報Ig」)を検出して、個人認証を行う。人差指F1、中指F2、薬指F3、及び小指F4を、認証指Frと総称する。   The person to be authenticated holds the portable device Ap such that the portable device Ap is sandwiched between the index finger F1, the middle finger F2, the ring finger F3, and the little finger F4 and the thumb Ft. In the present invention, in the grasping operation of the index finger F1, the middle finger F2, the ring finger F3, and the little finger F4 of the person to be authenticated, the grasping action of the person to be authenticated is determined from the fingerprint (physical feature) and the movement of the finger (behavioral feature). The biometric information (hereinafter, “gripped biometric information Ig”) is detected and personal authentication is performed. The index finger F1, the middle finger F2, the ring finger F3, and the little finger F4 are collectively referred to as an authentication finger Fr.

図2に例示されるように、被認証者が認証指Frの指紋部が容易に当接できるように、携帯機器Apに把持生体情報Igを検出するための把持生体情報センサSgが設けられる。本例においては、携帯機器Apは右手で把持されるので、把持生体情報センサSgは携帯機器Apを正面から見て左側面部Gsに、認証指Frの当接範囲に渡って設けられている。   As illustrated in FIG. 2, the grasping biological information sensor Sg for detecting the grasping biological information Ig is provided in the portable device Ap so that the person to be authenticated can easily come into contact with the fingerprint portion of the authentication finger Fr. In this example, since the portable device Ap is gripped with the right hand, the grasped biological information sensor Sg is provided over the contact area of the authentication finger Fr on the left side surface portion Gs when the portable device Ap is viewed from the front.

なお、携帯機器Apが左手で把持される場合には、把持生体情報センサSgは携帯機器Apの右側面部に設けられる点を除いて、左側面部に設けられる場合と同様に構成される。また、左右の何れの手でも認証できるように、携帯機器Apの左右の側面部の両方に設けてもよい。さらに、右手用及び左手用の把持生体情報センサSgに、それぞれ左手の親指Ft及び右手の親指Ftを当接させても、認証可能であるが、これについては後程詳述する。   When the portable device Ap is gripped with the left hand, the grasping biological information sensor Sg is configured in the same manner as the case where it is provided on the left side surface portion except that it is provided on the right side surface portion of the mobile device Ap. Moreover, you may provide in both the left and right side parts of portable apparatus Ap so that it can authenticate with either the left or right hand. Furthermore, authentication is possible even if the left hand thumb Ft and the right hand thumb Ft are brought into contact with the gripping biological information sensor Sg for the right hand and the left hand, respectively, but this will be described in detail later.

図3に、把持生体情報センサSgの構成単位である把持生体情報センサ素子Esgの一例を示す。本実施の形態においては、把持生体情報センサSgは、認証指Frの当接範囲に応じて、必要数の把持生体情報センサ素子Esgで形成される。把持生体情報センサ素子Esgは、認証指Frの指紋を検出する長尺の指紋センサSfが1個と、認証指Frによる押圧を検出する矩形状の圧力センサSpの8個とが、1個のシリコン基板Si上に配列されて構成されている。8個の圧力センサSpは、指紋センサSfの両長側面に、互いに対向して4組の圧力センサSpが対を成すように配置されている。   FIG. 3 shows an example of the grasping biological information sensor element Esg, which is a constituent unit of the grasping biological information sensor Sg. In the present embodiment, the grasping biological information sensor Sg is formed of a necessary number of grasping biological information sensor elements Esg according to the contact range of the authentication finger Fr. The grasping biological information sensor element Esg includes one long fingerprint sensor Sf for detecting the fingerprint of the authentication finger Fr and eight rectangular pressure sensors Sp for detecting the pressure by the authentication finger Fr. They are arranged on a silicon substrate Si. The eight pressure sensors Sp are arranged on both long side surfaces of the fingerprint sensor Sf so as to face each other so that four sets of pressure sensors Sp form a pair.

指紋センサSfの長辺長及び短辺長をそれぞれLsg及びLsfとし、圧力センサSpの長辺長をLspとすると、例えばLsg=5.5mm、Lsf=3mm、及びLsp=1mm程度の大きさが考えられる。把持生体情報センサ素子Esgにおける圧力センサSpの個数は8個に限定されるものでなく、必要に応じて任意の数(n)だけ設けることができ、それに応じて把持生体情報センサ素子Esgの大きさも適宜決定される。   When the long side length and the short side length of the fingerprint sensor Sf are Lsg and Lsf, and the long side length of the pressure sensor Sp is Lsp, for example, Lsg = 5.5 mm, Lsf = 3 mm, and Lsp = 1 mm. Conceivable. The number of pressure sensors Sp in the grasping biological information sensor element Esg is not limited to eight, and an arbitrary number (n) can be provided as necessary, and the size of the grasping biological information sensor element Esg is accordingly adjusted. It is also determined appropriately.

図4に、把持生体情報Igを検出時の、把持生体情報センサSgと認証指Frとの好ましい位置関係を示す。把持生体情報Igを精度良く検出するために、認証指Frの指紋部が指紋センサSfと概ね直交すると共に、隣接する2対の圧力センサSpに全面的に当接することが望ましい。そして、認証指Frの指紋の特徴点が出来るだけ多く、指紋センサSfに当接できるように、上述の長さLsg、Lsf、及びLspが決定されている。   FIG. 4 shows a preferred positional relationship between the gripping biological information sensor Sg and the authentication finger Fr when detecting the gripping biological information Ig. In order to detect the grasped biological information Ig with high accuracy, it is desirable that the fingerprint portion of the authentication finger Fr is substantially orthogonal to the fingerprint sensor Sf and fully abuts against two adjacent pairs of pressure sensors Sp. The lengths Lsg, Lsf, and Lsp described above are determined so that there are as many feature points as possible of the fingerprint of the authentication finger Fr and the fingerprint sensor Sf can be contacted.

図4において、認証指Frが左右の何れかにずれた場合には、認証指Frは1対の圧力センサSpには全面的に当接し、その圧力センサSpに隣接する左右2対の圧力センサSpには部分的に当接する。結果、3対の圧力センサSpのそれぞれによって、当接の程度に応じた押圧が検出される。一方、指紋センサSfは複数の圧力センサSpに渡って左右に延在しているので、認証指Frが左右にずれても、指紋の検出には影響がない。なお、認証指Frが上下方向に若干ずれた場合には、上下1対の圧力センサSpの一方の押圧力が大きくなり、他方が小さくなるが、1対の圧力センサSpでの押圧検出には影響ない。   In FIG. 4, when the authentication finger Fr is displaced to either the left or right, the authentication finger Fr is in full contact with the pair of pressure sensors Sp, and the two pairs of left and right pressure sensors adjacent to the pressure sensor Sp. Partially abuts on Sp. As a result, the pressure corresponding to the degree of contact is detected by each of the three pairs of pressure sensors Sp. On the other hand, since the fingerprint sensor Sf extends to the left and right across the plurality of pressure sensors Sp, even if the authentication finger Fr is shifted to the left or right, the fingerprint detection is not affected. When the authentication finger Fr is slightly displaced in the vertical direction, one pressing force of the pair of upper and lower pressure sensors Sp is increased and the other is decreased, but for the pressing detection by the pair of pressure sensors Sp. No effect.

このように、1対以上の圧力センサSpからは、把持生体情報センサSgを押している認証指Frの押圧力に応じた信号が出力されると同時に、指紋センサSfからは検出された指紋に応じた信号が出力される。各圧力センサSpからの出力信号に基づいて、どの圧力センサSpが押圧されたが特定可能である。つまり、把持生体情報センサSgのどの位置がされたかが特定可能である。同時に、指紋センサSfからの出力信号に基づいて、押圧した認証指Frの特定が可能である。つまり、認証指Frのうちどの指が把持生体情報センサSgのどの部分を押圧したかの特定が可能である。   In this manner, a signal corresponding to the pressing force of the authentication finger Fr pressing the grasping biological information sensor Sg is output from the one or more pairs of pressure sensors Sp, and at the same time, the fingerprint sensor Sf responds to the detected fingerprint. Signal is output. Based on the output signal from each pressure sensor Sp, it can be specified which pressure sensor Sp is pressed. That is, it is possible to specify which position of the grasping biological information sensor Sg has been performed. At the same time, the pressed authentication finger Fr can be identified based on the output signal from the fingerprint sensor Sf. That is, it is possible to specify which finger of the authentication finger Fr presses which part of the grasped biological information sensor Sg.

図5に、指紋センサSfの構成を簡単に示す。指紋センサSfは、n個の電極Enと電極毎のスイッチSnおよび静電容量検出回路Cdと駆動回路Cdからなる。認証指Frの指紋部が電極に当接することにより、静電容量が検出されて、指紋に応じた信号が生成されて出力される。なお、ここでは電極およびスイッチは2個ある場合を示した。   FIG. 5 simply shows the configuration of the fingerprint sensor Sf. The fingerprint sensor Sf includes n electrodes En, a switch Sn for each electrode, a capacitance detection circuit Cd, and a drive circuit Cd. When the fingerprint portion of the authentication finger Fr contacts the electrode, the capacitance is detected, and a signal corresponding to the fingerprint is generated and output. Here, the case where there are two electrodes and switches is shown.

図6に、圧力センサSpの構成を簡単に示す。圧力センサSpは、ダイアフラムDf、金属薄膜Fm1、金属薄膜Fm2、及び制御回路Ccを含む。シリコン基板Si上に、制御回路Cc、金属薄膜Fm2、金属薄膜Fm1、及びダイアフラムDfが積層された構造を有している。認証指Frによる押圧がダイアフラムDfを介して、金属薄膜Fm1、金属薄膜Fm2に伝わり、押圧に応じた信号が生成されて出力される。   FIG. 6 simply shows the configuration of the pressure sensor Sp. The pressure sensor Sp includes a diaphragm Df, a metal thin film Fm1, a metal thin film Fm2, and a control circuit Cc. A control circuit Cc, a metal thin film Fm2, a metal thin film Fm1, and a diaphragm Df are laminated on a silicon substrate Si. The pressing by the authentication finger Fr is transmitted to the metal thin film Fm1 and the metal thin film Fm2 through the diaphragm Df, and a signal corresponding to the pressing is generated and output.

図7に示す機能ブロック図を参照して、本実施の形態に係る認証装置について構成およびその動作を説明する。認証装置Arは、上述のように携帯機器Apの側面に認証指Frが押圧可能に設けられる把持生体情報センサSgと、携帯機器Apの内部に設けられる押圧力検出器10、押圧点決定器12、押圧パターン作成器14、指紋検出器20、指紋照合器22、登録指紋格納器24、登録押圧パターン格納器26、押圧パターン照合器30、認証器32、及び時計34と、認証装置Arの全体の動作を制御する制御器40とを含む。   With reference to the functional block diagram shown in FIG. 7, the configuration and operation of the authentication apparatus according to the present embodiment will be described. As described above, the authentication device Ar includes the grasping biological information sensor Sg provided on the side surface of the mobile device Ap so that the authentication finger Fr can be pressed, the pressing force detector 10 provided inside the mobile device Ap, and the pressing point determiner 12. , Press pattern generator 14, fingerprint detector 20, fingerprint collator 22, registered fingerprint store 24, registered press pattern store 26, press pattern collator 30, authenticator 32, and clock 34, and the entire authentication device Ar And a controller 40 for controlling the operation of

なお、上述のように把持生体情報センサSgは、任意の数n個の圧力センサSpを有しており、それぞれを圧力センサSp1〜Spnとして表示している。時計34は、認証装置Arによる認証処理の開始後の経過時間Tを計測して認証器32に出力する。   As described above, the grasping biological information sensor Sg has an arbitrary number n of pressure sensors Sp, which are displayed as pressure sensors Sp1 to Spn. The clock 34 measures the elapsed time T after the start of the authentication process by the authentication device Ar and outputs it to the authenticator 32.

認証装置Arの認証動作が開始されると、把持生体情報センサSgは、認証指Frの押圧力に応じた押圧信号Sspを出力する。なお、押圧信号Sspは、任意の数n個の圧力センサSp1〜Spnのそれぞれから押圧力に応じて出力される個々の押圧信号Ssp1〜Sspnの総称である。   When the authentication operation of the authentication device Ar is started, the grasping biological information sensor Sg outputs a pressing signal Ssp corresponding to the pressing force of the authentication finger Fr. Note that the pressing signal Ssp is a general term for the individual pressing signals Ssp1 to Sspn output according to the pressing force from each of an arbitrary number n of pressure sensors Sp1 to Spn.

押圧力検出器10は、押圧信号Ssp1〜Sspnのそれぞれに基づいて、圧力センサSp1〜Spnのそれぞれで検出された押圧力Pを検出して、押圧力P(Sp1)〜P(Spn)を出力する。   The pressing force detector 10 detects the pressing force P detected by each of the pressure sensors Sp1 to Spn based on the pressing signals Ssp1 to Sspn, and outputs the pressing force P (Sp1) to P (Spn). To do.

押圧点決定器12は、押圧力P(Sp1)〜P(Spn)に基づいて、認証指Frによって押圧されている把持生体情報センサSgの場所、つまり押圧力Pが所定の閾値Pth以上である圧力センサSp1〜Spnの把持生体情報センサSg上における位置をもって、認証指Frによって押圧された位置である押圧点Ppを決定して出力する。   The pressing point determiner 12 is based on the pressing forces P (Sp1) to P (Spn), the location of the gripping biological information sensor Sg being pressed by the authentication finger Fr, that is, the pressing force P is equal to or greater than a predetermined threshold Pth. With the positions of the pressure sensors Sp1 to Spn on the grasping biological information sensor Sg, a pressing point Pp that is a position pressed by the authentication finger Fr is determined and output.

つまり、押圧点Ppは、把持生体情報センサSgのどの部分(圧力センサSp)或いは位置が、被認証者によって押圧されたかを示すデータである。圧力センサSpと押圧力検出器10と押圧点決定器12とは、被認証者の行動的特徴(押圧動作)を検出する行動的特徴検出手段を構成する。つまり、行動的特徴は押圧点Ppによって関連付けられる。なお、押圧点Ppは後述する指紋検出器20にも出力される。   That is, the pressing point Pp is data indicating which part (pressure sensor Sp) or position of the grasping biological information sensor Sg is pressed by the person to be authenticated. The pressure sensor Sp, the pressing force detector 10 and the pressing point determiner 12 constitute a behavioral feature detecting means for detecting the behavioral feature (pressing operation) of the person to be authenticated. That is, the behavioral feature is related by the pressing point Pp. The pressing point Pp is also output to a fingerprint detector 20 described later.

指紋センサSfは、押圧している認証指Frの指紋に対応する静電容量信号Ssfを出力する。静電容量信号Ssfは、指紋センサSf上の全ての電極からの出力からなる。指紋検出器20は、静電容量信号Ssfと押圧点決定器12から送られる押圧点Ppに基づき、押圧された位置の指紋を検出して検出指紋データFpdを出力する。指紋センサSfと指紋検出器20とは、被認証者の身体的特徴(指紋)を検出する身体的特徴検出手段を構成する。ここで身体的特徴は検出指紋データFpdによって関連付けられる。なお、押圧点Ppは複数個あってもよいので、指紋検出器20が出力する検出指紋データFpdも複数あってよい。   The fingerprint sensor Sf outputs a capacitance signal Ssf corresponding to the fingerprint of the authentication finger Fr being pressed. The electrostatic capacitance signal Ssf consists of outputs from all electrodes on the fingerprint sensor Sf. The fingerprint detector 20 detects the fingerprint at the pressed position based on the capacitance signal Ssf and the pressing point Pp sent from the pressing point determiner 12, and outputs detected fingerprint data Fpd. The fingerprint sensor Sf and the fingerprint detector 20 constitute physical feature detection means for detecting the physical feature (fingerprint) of the person to be authenticated. Here, the physical features are related by the detected fingerprint data Fpd. Since there may be a plurality of pressing points Pp, there may be a plurality of detected fingerprint data Fpd output from the fingerprint detector 20.

指紋照合器22は、指紋検出器20から出力された検出指紋データFpdを、登録指紋格納器24に予め格納されている、登録されている登録者の全指紋データ(以降、「登録指紋データFpr」)と照合する。なお、登録者は複数人いてもよい。また、検出指紋データFpdは、指紋の一部であり、登録指紋データFprは各指の面のほぼ完全な指紋である。したがって、照合は指紋の部分一致によって行われる。   The fingerprint collator 22 stores all the fingerprint data of registered registrants (hereinafter referred to as “registered fingerprint data Fpr” stored in the registered fingerprint storage 24 in advance in the detected fingerprint data Fpd output from the fingerprint detector 20. )). There may be a plurality of registrants. The detected fingerprint data Fpd is a part of the fingerprint, and the registered fingerprint data Fpr is a substantially complete fingerprint on the surface of each finger. Therefore, collation is performed by partial matching of fingerprints.

登録指紋データFprに検出指紋データFpdと合致するものがある場合には、指紋照合器22は合致する登録指紋データFprがどの登録者のどの指であるかを表す合致登録指データFpmを生成して、押圧パターン作成器14及び登録押圧パターン格納器26の双方に出力する。一方、登録指紋データFprに合致するものが無い場合には、指紋照合器22は非合致を表す信号(以降、「登録指紋非合致信号Fp0」)を認証器32に出力する。   If there is a registered fingerprint data Fpr that matches the detected fingerprint data Fpd, the fingerprint collator 22 generates matched registered finger data Fpm representing which finger of which registrant the matched registered fingerprint data Fpr is. Output to both the pressing pattern creator 14 and the registered pressing pattern storage 26. On the other hand, if there is no match with the registered fingerprint data Fpr, the fingerprint collator 22 outputs a signal indicating non-match (hereinafter, “registered fingerprint non-match signal Fp 0”) to the authenticator 32.

押圧パターン作成器14は、押圧点決定器12から出力された押圧点Ppと、指紋照合器22から出力された合致登録指データFpmとに基づいて、把持生体情報センサSgのどの位置が人差指F1、中指F2、薬指F3、及び小指F4の何れで押圧されたかを示す検出押圧パターンPpdを作成して、押圧パターン照合器30に出力する。つまり、検出押圧パターンPpdは押圧した認証指Frと押圧した位置からなる。   Based on the pressing point Pp output from the pressing point determiner 12 and the matching registered finger data Fpm output from the fingerprint collator 22, the pressing pattern creator 14 determines which position of the grasping biological information sensor Sg is the index finger F1. Then, a detection pressing pattern Ppd indicating which of the middle finger F2, the ring finger F3, and the little finger F4 is pressed is created and output to the pressing pattern collator 30. That is, the detection pressing pattern Ppd is composed of the pressed authentication finger Fr and the pressed position.

検出押圧パターンPpdは、認証指Frによる指紋センサSfの押圧が繰り返される毎に更新されて、被認証者が指紋センサSfのどの位置(部分)をどの認証指Frで順番に押圧したかを示すデータとなる。検出押圧パターンPpdは、検出された身体的特徴と行動的特徴とを組み合わせて生成された第2の生体情報であり、押圧パターン作成器14は、第2の生体情報生成手段を構成する。なお、第2の生体情報生成手段は第2の生成情報を生成する手段である。   The detected pressing pattern Ppd is updated every time the fingerprint sensor Sf is repeatedly pressed by the authentication finger Fr, and indicates which position (portion) of the fingerprint sensor Sf is sequentially pressed by which authentication finger Fr. It becomes data. The detected pressing pattern Ppd is second biological information generated by combining the detected physical characteristics and behavioral characteristics, and the pressing pattern creator 14 constitutes second biological information generating means. Note that the second biological information generation means is means for generating second generation information.

登録押圧パターン格納器26は、認証のために登録される一人以上の登録者の生体情報(身体的特徴及び行動的特徴)である第1の生体情報を格納する登録生体情報格納手段を構成する。登録押圧パターン格納器26は、指紋照合器22から出力された合致登録指データFpmを、予め登録されている登録者と関連づけられた押圧パターン(以降、「登録押圧パターンPpr」)と照合する。   The registered press pattern storage unit 26 constitutes registered biometric information storage means for storing first biometric information that is biometric information (physical characteristics and behavioral characteristics) of one or more registrants registered for authentication. . The registered press pattern storage unit 26 matches the matched registration finger data Fpm output from the fingerprint collator 22 with a press pattern (hereinafter, “registered press pattern Ppr”) associated with a registrant registered in advance.

登録押圧パターンPprは、上述の検出押圧パターンPpdと同様に、登録者が指紋センサSfのどの位置をどの認証指Frで順番に押圧したかを示すパターンであり、許可された登録者が認証の鍵として、予め認証装置Ar(登録押圧パターン格納器26)に登録しているデータである。つまり登録押圧パターンPprは第1の生体情報である。登録者が複数いる場合は、登録押圧パターンPprには、登録者の識別情報を付加してもよい。登録押圧パターン格納器26は、合致登録指データFpmに合致する登録者に関連づけられた登録押圧パターンPprを押圧パターン照合器30に出力する。   The registered press pattern Ppr is a pattern that indicates which position of the fingerprint sensor Sf the registrant presses in sequence with which authentication finger Fr, similar to the above-described detection press pattern Ppd. This is data registered in advance in the authentication device Ar (registered press pattern storage 26) as a key. That is, the registered press pattern Ppr is the first biological information. When there are a plurality of registrants, the registrant's identification information may be added to the registration press pattern Ppr. The registered press pattern storage 26 outputs the registered press pattern Ppr associated with the registrant who matches the matched registration finger data Fpm to the press pattern collator 30.

押圧パターン照合器30は、検出押圧パターンPpdと登録押圧パターン格納器26から出力された登録押圧パターンPprとを照合して、合致する場合合致判定信号Mpを生成して、認証器32に出力する。   The press pattern collator 30 collates the detected press pattern Ppd with the registered press pattern Ppr output from the registered press pattern storage 26, generates a match determination signal Mp if it matches, and outputs it to the authenticator 32. .

なお、押圧パターン照合器30は、照合毎に検出押圧パターンPpdを受け取った回数をカウントするカウンタを内蔵し、登録押圧パターンPprの内カウントアップされた数に対応する順番のパターン同士(押圧した指と押圧した場所)を照合する。そして、押圧パターン作成器14から送られる検出押圧パターンPpdの全てが登録押圧パターンPprと合致した場合に合致判定信号Mpが生成されるように構成されている。   The press pattern collator 30 has a built-in counter that counts the number of times the detected press pattern Ppd has been received for each verification, and the patterns in the order corresponding to the number counted up among the registered press patterns Ppr (the pressed finger And the place where it was pressed. The match determination signal Mp is generated when all of the detected press patterns Ppd sent from the press pattern generator 14 match the registered press pattern Ppr.

なお、被認証者の認証行為が終了する時点は、他のアクション(何かのスイッチを押す若しくは、決められた把持ジェスチャをする等)で判断してもよいし、時計34の経過時間で判断してもよい。   Note that the point in time when the authentication action of the person to be authenticated ends may be determined by another action (such as pressing a switch or performing a predetermined grip gesture) or by the elapsed time of the clock 34. May be.

また、押圧パターン照合器30は、登録押圧パターン格納器26から出力された登録押圧パターンPprの登録者の情報を記憶しておき、登録押圧パターンPprが送られてくる毎(押圧がある毎)に登録者情報を比較し、同一人の把持ジェスチャであることを認証の条件としてもよい。   Moreover, the press pattern collator 30 memorize | stores the information of the registrant of the registration press pattern Ppr output from the registration press pattern storage 26, and whenever the registration press pattern Ppr is sent (every time there exists a press). The registrant information may be compared with each other, and the authentication condition may be a grip gesture of the same person.

検出押圧パターンPpdと登録押圧パターンPprの照合は、認証指Frによる把持生体情報センサSgに対する押圧がある毎に繰り返される。押圧パターン照合器30は、検出された身体的特徴(指紋)を含む第1の生体情報Pprを、第2の生体情報Ppdと照合する生体情報照合手段を構成する。   The collation of the detected pressure pattern Ppd and the registered pressure pattern Ppr is repeated every time there is a pressure on the grasped biological information sensor Sg by the authentication finger Fr. The press pattern collator 30 constitutes biometric information collating means for collating the first biological information Ppr including the detected physical feature (fingerprint) with the second biological information Ppd.

つまり、押圧パターン照合器30は、被認証者が押圧を繰り返す度に、検出押圧パターンPpdは更新される。そして、押圧パターン照合器30は、検出押圧パターンPpdが更新される度に、登録押圧パターンPprと照合する。押圧の毎に生成された検出押圧パターンPpdと、押圧の毎に読み出された登録押圧パターンPprの全てが一致したら、合致判定信号Mpを認証器32に出力する。認証器32は、合致判定信号Mpが入力された場合に、被認証者が許可された登録者である旨を認証して認証信号Rを出力する。認証器32は認証手段を構成する。   That is, the pressed pattern collator 30 updates the detected pressed pattern Ppd every time the person to be authenticated repeats pressing. And the press pattern collator 30 collates with the registration press pattern Ppr whenever the detection press pattern Ppd is updated. When the detected press pattern Ppd generated for each press matches the registered press pattern Ppr read for each press, a match determination signal Mp is output to the authenticator 32. When the match determination signal Mp is input, the authenticator 32 authenticates that the person to be authenticated is an authorized registrant and outputs an authentication signal R. The authenticator 32 constitutes an authentication unit.

本発明において、指紋で押圧した指を特定すると共に、押圧されたポイントの位置と配列及び順番と合わせて、押圧パターンを識別し、予め登録されている同等の押圧パターンと比較することで認証している。回数に応じて、押圧パターンの数は指数関数的に増大し、それに応じて安全度も増す。   In the present invention, the finger pressed by the fingerprint is specified, and the pressed pattern is identified in accordance with the position, arrangement and order of the pressed points, and is authenticated by comparing with a pre-registered equivalent pressed pattern. ing. Depending on the number of times, the number of pressing patterns increases exponentially, and the degree of safety increases accordingly.

上述のように、把持生体情報センサSgは認証指frの幅方向に延在しており、さらに、押圧した認証指Frは指紋に基づいて識別される。結果、認証指Frは、指紋センサSf上の予め決められた場所を間違いなく押す必要がなく、指紋センサSf上を押せば指紋によって、押圧位置と押圧指が正確に検出されて押圧パターンを求めることができる。このように、被認証者は、予め決められた場所に対して、決められた姿勢で、決められた指で正確に把持する必要はなく、楽な姿勢で把持して認証できる。例えば、右手であっても左手であっても、把持している認証指Frは指紋によって認証できるという利点を有している。   As described above, the grasping biological information sensor Sg extends in the width direction of the authentication finger fr, and the pressed authentication finger Fr is identified based on the fingerprint. As a result, it is not necessary for the authentication finger Fr to press a predetermined place on the fingerprint sensor Sf without fail. If the authentication finger Fr is pressed on the fingerprint sensor Sf, the pressing position and the pressing finger are accurately detected by the fingerprint to obtain a pressing pattern. be able to. In this way, the person to be authenticated does not need to accurately hold with a predetermined finger in a predetermined posture with respect to a predetermined place, and can be authenticated with a comfortable posture. For example, an authentication finger Fr that is gripped by either the right hand or the left hand has an advantage that it can be authenticated by a fingerprint.

また、本明細書においては、携帯端末を右手で把持して認証する実施の形態について述べているが、左手で把持して認証するように構成できることは言うまでもなく。さらに、把持生体情報センサを携帯端末の両側面に設けて、両手による認証を行うようにしても良く、この場合は押圧パターン数は片手認証の場合に比べてさらに増大する。   Further, in the present specification, an embodiment is described in which a mobile terminal is gripped and authenticated by the right hand, but needless to say, it can be configured to be gripped and authenticated by the left hand. Furthermore, a grasping biometric information sensor may be provided on both side surfaces of the mobile terminal to perform authentication with both hands. In this case, the number of pressing patterns further increases as compared with the case of one-hand authentication.

また、本発明は、指紋や指紋に相当する文様を有する手段で押圧することにより認証する装置に適用できる。そのような装置として、壁や建物など携帯できないようなものに設置可能である。   Further, the present invention can be applied to an apparatus that authenticates by pressing with a fingerprint or a means having a pattern corresponding to the fingerprint. Such a device can be installed on a wall or a building that cannot be carried.

本発明は、圧力と指紋を識別できるセンサを備える認証装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an authentication device including a sensor that can identify a pressure and a fingerprint.

Ap 携帯機器
Ar 認証装置
Sg 把持生体情報センサ
Esg 把持生体情報センサ素子
Sf 指紋センサ
Sp(Sp1〜Spn) 圧力センサ
Si シリコン基板
10 押圧力検出器
12 押圧点決定器
14 押圧パターン作成器
20 指紋検出器
22 指紋照合器
24 登録指紋格納器
26 登録押圧パターン格納器
30 押圧パターン照合器
32 認証器
34 時計
40 制御器
Lsg 指紋センサSfの長辺長
Lsf 指紋センサSfの短辺長
Lsp 圧力センサSpの長辺長
Ssf 静電容量信号
Fpd 検出指紋データ
Fpr 登録指紋データ
Fpm 合致登録指データ
Ssp 押圧信号
P(Sp) 押圧力
Pp 押圧点
Ppd 検出押圧パターン
Ppr 登録押圧パターン
Mp 合致判定信号
T 時間情報
R 認証信号
Ft 親指
Fr 認証指
F1 人差指
F2 中指
F3 薬指
F4 小指
Ig 把持生体情報
Ap Mobile device Ar Authentication device Sg Grasping biological information sensor Esg Grasping biological information sensor element Sf Fingerprint sensor Sp (Sp1-Spn) Pressure sensor Si Silicon substrate 10 Pressing pressure detector 12 Pressing point determiner 14 Pressing pattern generator 20 Fingerprint detector 22 Fingerprint verification unit 24 Registered fingerprint storage unit 26 Registered press pattern storage unit 30 Press pattern verification unit 32 Authentication unit 34 Clock 40 Controller Lsg Long side length Lsf of fingerprint sensor Sf Short side length Lsp of fingerprint sensor Sf Length of pressure sensor Sp Side length Ssf Capacitance signal Fpd Detection fingerprint data Fpr Registration fingerprint data Fpm Match registration finger data Ssp Press signal P (Sp) Press force Pp Press point Ppd Detection press pattern Ppr Registration press pattern Mp Match determination signal T Time information R Authentication signal Ft Thumb Fr Authentication finger F1 Index finger F2 Middle finger F3 Ring finger 4 little finger Ig grip biometric information

Claims (4)

被認証者の身体的特徴と行動的特徴とで構成される生体情報に基づいて、個人認証を行う認証装置であって、
認証のために登録される一人以上の前記被認証者の第1の生体情報を格納する登録生体情報格納手段と、
前記身体的特徴を検出する身体的特徴検出手段と、
前記行動的特徴を検出する行動的特徴検出手段と、
前記検出された身体的特徴と前記行動的特徴とを組み合わせて第2の生体情報を生成する第2の生体情報生成手段と、
前記第1の生体情報を、前記第2の生体情報と照合する生体情報照合手段と、
前記照合結果に基づいて、個人認証を行う認証手段とを備える、認証装置。
An authentication device for performing personal authentication based on biometric information composed of physical characteristics and behavioral characteristics of a person to be authenticated,
Registered biometric information storage means for storing first biometric information of one or more authenticated persons registered for authentication;
A physical feature detecting means for detecting the physical feature;
Behavioral feature detection means for detecting the behavioral feature;
Second biological information generating means for generating second biological information by combining the detected physical characteristics and the behavioral characteristics;
Biometric information collating means for collating the first biometric information with the second biometric information;
An authentication device comprising authentication means for performing personal authentication based on the collation result.
前記行動的特徴は、被認証者の押圧動作であり、
前記身体的特徴は、被認証者の指紋情報であり、
前記第2の生体情報は、指紋と押圧とが関連づけられた情報であることを特徴とする請求項1に記載の認証装置。
The behavioral feature is a pressing action of the person to be authenticated,
The physical feature is fingerprint information of the person to be authenticated,
The authentication apparatus according to claim 1, wherein the second biological information is information in which a fingerprint and a press are associated with each other.
前記行動的特徴検出手段は、前記被認証者による押圧を受けて圧力を検出する圧力センサを含み、
前記身体的特徴検出手段は、前記被認証者が押圧した指の指紋を検出する指紋センサを含み、
前記第2の生体情報は、複数の圧力センサを押圧した位置と、押圧した指とを表す情報を含むことを特徴とする請求項2に記載の認証装置。
The behavioral feature detection means includes a pressure sensor that detects pressure by receiving pressure from the person to be authenticated,
The physical feature detection means includes a fingerprint sensor that detects a fingerprint of a finger pressed by the person to be authenticated,
The authentication apparatus according to claim 2, wherein the second biological information includes information indicating a position where a plurality of pressure sensors are pressed and a pressed finger.
前記第2の生体情報は、前記指が押圧した順番を表す情報を更に含むことを特徴とする請求項3に記載の認証装置。   The authentication apparatus according to claim 3, wherein the second biological information further includes information indicating an order of pressing by the finger.
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