JP2016538193A - 生体認証データを用いる車両イグニッションを制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

プッシュスタートイグニッションデバイスは、車両のイグニッションのアクティブ化を制御するために、ドライバの生体認証情報を測定する。プッシュスタートスイッチ（１００）は、生体認証特性を測定するために、容量センサを使用して、車両ドライバの指を感知し、照明（１１０、２１０）、オーディオ、および触知フィードバックのうちの１つまたはその組み合わせを使用して、信号を提供し、車両ドライバを好適な位置（１２０）に誘導する、タッチパッドを含む。生体認証測定が、所定の閾値を満たす場合、車両イグニッションは、アクティブ化される。生体認証測定が、所定の閾値を満たさない場合、車両イグニッションは、ロックされる。

Description

（政府の利益）
本発明は、高速道路安全事業団によって授与された契約番号ＤＴＮＨ２２−０８−Ｈ−００１８８の下で政府によって支援されてなされた。政府は本発明において特定の権利を有している。

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１３年８月２７日に出願された「Ｓｉｎｇｌｅ／Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ ”Ｐｕｓｈ ｔｏ Ｓｔａｒｔ” Ｗｉｔｈ ＬＥＤ／Ｈａｐｔｉｃ Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｗｉｎｄｏｗ」と題する米国仮出願番号第６１／８７０，３８４号、および２０１４年６月２６日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃ Ｄａｔａ」と題する米国出願番号第１４／３１５，６３１号に基づく優先権を主張しており、これら出願の全体の内容は、本明細書によって参考として援用される。

（発明の分野）
本開示は、車両イグニッションを制御するために、容量センサと、車両ドライバの生体認証データとを使用する、プッシュスタートイグニッションスイッチに関する。

（発明の背景）
プッシュボタンまたはプッシュスタートイグニッションスイッチは、一般的に、キーレスエントリのために、車両において使用される。そのようなボタンは、典型的には、車両内のキーフォブ（ｋｅｙ ｆｏｂ）を検出し、そして車両ドライバによって押されると、機械的イグニッションをアクティブ化することによって機能する。そのようなシステムは、キーフォブの近接性および可用性に基づいて機能する。任意の個人が、キーフォブを所有し得るため、これらのシステムは、非権限または非好適個人が、車両イグニッションを始動させないように防止しない。故に、これらのシステムは、危険なドライバに対して、任意のセキュリティまたは安全制御を提供しない。

（要旨）
車両のイグニッションを制御するためのシステムおよび方法が、本明細書に開示される。車両ドライバの生体認証特性を測定するための測定窓は、車両ドライバの指を検出可能なタッチパッド上の容量センサを含む。コントローラは、容量センサに結合され、指の配置が正しいかどうかを示す信号を車両ドライバに提供するように構成される。指の位置が正しい場合、コントローラは、測定窓から、車両ドライバの生体認証特性の測定を受信する。コントローラは、次いで、車両ドライバの生体認証特性の測定が所定の閾値を満たすかどうかを判定し、車両ドライバの生体認証特性の測定に基づいて、車両の始動を制御する。

ある実施形態では、触知アクチュエータは、タッチパッドに結合され、車両が始動すると、プッシュスタートボタンをシミュレートするように構成される。車両ドライバに提供される信号は、触知フィードバック、視覚的インジケータ、オーディオインジケータ、または信号の組み合わせを含んでもよい。信号は、異なるタイプの配置誤差、例えば、どのように車両ドライバの配置が誤差であるのか、または配置の誤差の補正方法を示してもよい。いくつかの実施形態では、タッチパッドは、１つまたはそれを上回る容量センサを含む。いくつかの実施形態では、タッチパッドは、容量センサ（単数または複数）を取り囲む１つまたはそれを上回る接地面を含んでもよい。測定窓は、光学またはスペクトル測定を提供してもよく、例えば、血中アルコールレベルを含む、１つまたはそれを上回る生体認証特性を測定可能である。

その本質およびその種々の利点を含む、本発明の前述および他の特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することによって、より明白となるであろう。

図１は、例証的実施形態による、容量プッシュスタートスイッチの斜視図である。 図２Ａ−２Ｅは、例証的実施形態による、指配置および信号の実施例を示す、容量プッシュスタートスイッチの正面図である。 図３Ａは、例証的実施形態による、容量プッシュスタートスイッチのための容量センサの正面図である。 図３Ｂは、例証的実施形態による、図３Ａの容量プッシュスタートスイッチの斜視図である。 図４Ａは、例証的実施形態による、容量プッシュスタートスイッチのための容量センサの正面図である。 図４Ｂは、例証的実施形態による、図４Ａの容量プッシュスタートスイッチの斜視図である。 図５は、例証的実施形態による、別の容量プッシュスタートスイッチの正面図である。 図６は、例証的実施形態による、容量プッシュスタートスイッチを使用するための方法である。

（詳細な説明）
本発明の全体的理解を提供するために、ここで、車両ドライバの生体認証データを測定するための測定窓を含む容量プッシュスタートスイッチを含む、ある例証的実施形態が、説明される。本明細書に説明される容量スイッチならびにシステムおよび方法は、対処されている用途に適切であるように適合および修正されてもよく、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、他の好適な用途において採用されてもよく、そのような他の追加および修正は、その範囲から逸脱しないことが、当業者によって理解されるであろう。

プッシュスタートイグニッションボタンは、多くのタイプの車両にインストールされている。概して、ボタンは、車両のダッシュボード内のステアリングホイール近傍に位置し、多くの場合、キーイグニッションスイッチが、位置付けられる。プッシュスタートボタンは、ボタンを押し、機械的スイッチをアクティブ化させることによって、アクティブ化される。そのようなボタンは、キーフォブによって制御され、キーフォブは、個別の運転席の近傍において検出されるときのみに始動が限定され得る。イグニッションスイッチをアクティブ化するために、付加的セキュリティ制限を追加することは、望ましい。

アルコールの影響下での運転は、危険であって、ある血中アルコールレベルでは、違法であり得ることが周知である。アルコールレベルの検出および生体認証スクリーニングは、命を脅かす車両状況を低減する際に非常に重要となり得る。そのようなスクリーニングとイグニッションコントローラの組み合わせは、適切な生体認証データおよび／または血中アルコールレベルを伴うドライバのみ、車両にアクセスし、始動することを可能にするであろう。スクリーニング機能性をプッシュスタートボタンに追加することによって、また、限定され得る付加的ダッシュボード空間を占有しないという利点が加わる。故に、本明細書に説明される実施形態は、車両ドライバの生体認証データを測定するための測定窓を含む、プッシュスタートイグニッションコントローラに関する。

図１を参照すると、容量プッシュスタートスイッチ１００の例証的実施形態が、示される。ある実施形態では、プッシュスタートスイッチは、車両ドライバに馴染みのある要素、例えば、キーイグニッションまたはプッシュボタンイグニッションを想起させる略丸形形状を含んでもよい。テキストまたは単語もまた、例えば、「エンジン」、「停止」、「始動」、または他の単語等、ドライバに車両のステータスに関する情報を提供するために含まれてもよい。プッシュスタートスイッチはまた、測定窓１２０および１つまたはそれを上回る信号インジケータ１１０ａ−ｃを含んでもよい。測定窓１２０は、概して、指に合致する輪郭を伴って成形され、タッチパッド１３０内に位置付けられてもよい。インジケータ１１０ａ−ｃは、照明として示され、発光ダイオード（ＬＥＤ）光または他の照明であってもよい。他のインジケータもまた、使用されてもよい。

プッシュスタートスイッチ１００は、車のダッシュボード上に搭載されてもよく、車両製造プロセスの一部として実装されるか、またはアフターマーケットデバイスとして別個に販売されてもよい。プッシュスタートスイッチ１００は、車両内の電気パネルに結合され（図示せず）、電力をデバイスならびに車両のためのオーディオシステムに提供し、統合されたオーディオフィードバックを提供してもよい。いくつかの実施形態では、プッシュスタートスイッチ１００は、本明細書に説明される方法を行うことが可能なプロセッサ回路を伴う、コントローラを含んでもよい。他の実施形態では、プッシュスタートスイッチ１００は、本明細書に説明される方法の一部または全部を行い得る、車両内のプロセッサ回路に結合されてもよい。

本明細書に説明されるプッシュスタートスイッチ１００は、測定窓を取り囲んで位置付けられる、１つまたはそれを上回る容量センサを含む。スイッチ１００は、ドライバの生体認証特性を測定するために、スペクトロメータ分析を使用する、便宜的かつ能動的安全特徴であってもよい。従来のプッシュボタンイグニッションスイッチと異なり、プッシュスタートスイッチ１００ボタンは、機械的システムではなく、代わりに、指紋に沿って、単一または複数の容量センサを含む。

容量センサは、とりわけ、車両ドライバの存在を検出するために使用されてもよい。特に、センサは、測定窓１２０が適切に被覆されるように、ドライバの指が輪郭タッチパッド１３０内に適切に位置付けられているかどうかを検出してもよい。測定窓１２０は、ドライバの生体認証特性を測定可能な測定デバイスのための画面を提供してもよい。いくつかのタイプの測定デバイスは、スペクトロメータ、光学センサ、および光学デバイスを含む。生体認証特性のいくつかの実施例は、指紋、血中アルコールレベル、生理学的、生体化学、もしくは薬理学的分析を得るための指のスペクトロメータ分析、または他の特性を含む。タッチパッド１３０内の容量センサは、ドライバの指配置が適切であるかどうかのフィードバックをドライバに提供するために使用されてもよい。容量センサは、信号、例えば、照明１１０ａ−ｃをアクティブ化し、指配置が正しいかどうかを示す、プロセッサ（図示せず）に結合されてもよい。

図２Ａ−２Ｅを参照すると、視覚的フィードバックのいくつかの実施例が、例証的プッシュスタートスイッチのために示される。図２Ａ−２Ｅはそれぞれ、指が配置されたプッシュスタートスイッチタッチパッド輪郭を取り囲む、光インジケータ２１０を描写する。タッチパッド面積は、コントローラによって処理され、指配置が正しいかどうかに関して、光インジケータ２１０を使用して、フィードバックを提供する、指配置を検出する、１つまたはそれを上回る容量センサを含む。正しい指配置は、輪郭付き面積内の測定窓（指によって被覆されているため不可視）が指を測定することができるように重要である。指配置が正しくないと、容量センサは、指位置を感知し、照射された信号２１０を出現させる。図２Ａでは、指配置は、上過ぎて、したがって、上の照明２１０が照射される。図２Ｂでは、指配置は、左側に寄り過ぎであって、左側の照明２１０を照射させる。図２Ｃは、反対の問題を示し、指は、右側に寄り過ぎであって、したがって、右側の照明２１０が、照射される。図２Ｄは、指が下過ぎるが、中心にあることを示し、したがって、下の照明２１０が両方とも照射される。図２Ｅでは、指は、正しい位置にあって、したがって、照明２１０は全て、照射される。

当業者によって理解されるであろうように、他のタイプの信号およびインジケータも、使用され得る。信号またはインジケータのいくつかの実施例として、指が移動すべき方向を示す照明、言語的合図を与えるオーディオフィードバック、触知フィードバック（例えば、振動または移動を提供し、指を特定の方向につつく）、異なるタイプの光（フラッシュ、ストロボ、回転、色）、または他の信号が挙げられる。

図示されないが、プッシュスタートスイッチは、位置フィードバックならびにプッシュボタン始動のシミュレーションを提供し得る、触知アクチュエータに結合されてもよい。触知アクチュエータは、容量センサから受信された情報に基づいて、プロセッサによってアクティブ化され、例えば、容量センサ下で電気振動を生じさせることによって、タッチパッドにタッチする指に触感を提供する。

フィードバック信号もまた、ドライバに与えられ、測定が完了したこと、または不完全であって、再度行う必要があることを示してもよい。そのようなフィードバックはまた、光、オーディオフィードバック、および触知フィードバックのうちの１つまたはその組み合わせであってもよい。

図３Ａおよび３Ｂを参照すると、プッシュスタートスイッチ３００の例証的実施形態が、輪郭付きタッチパッド３３０内に位置付けられ、容量センサ３４０によって取り囲まれる、測定窓３２０を含むように示される。本実施形態では、３つの容量センサならびに接地面が、示される。接地面は、静電容量センサ読取値を正規化するために、容量センサを取り囲むが、タッチしないために使用されてもよい。接地面と容量センサの併用は、改良された測定正確度および再現性を提供する。プッシュスタートスイッチ内の容量センサの数は、コスト、生産効率、正確度、冗長性、または他の要因に基づく設計上の決定であってもよい。例えば、１つ、または図４Ａおよび４Ｂに示されるように、４つの容量センサが、使用されてもよい。プッシュスタートスイッチ４００は、全てが輪郭付きタッチパッド４３０内で測定窓４２０を取り囲む、４つの容量センサ４４０を含む。

図５は、いくつかの照明５１０および５１５、測定窓５２０、タッチパッド５３０、および容量センサ５４０を含む、プッシュスタートスイッチ５００の例証的実施形態を示す。本明細書に論じられるように、照明５１０および５１５は、指配置ならびに測定のステータスに関連する視覚的フィードバックをドライバに提供してもよい。異なる数、タイプ、および組み合わせの照明信号が、位置、色、フラッシュ、ストロボ、および回転信号のうちの１つまたはその組み合わせを含め、使用されることができる。測定窓５２０は、測定デバイス、例えば、スペクトロメータまたは他のデバイスのための画面を提供し、車両ドライバの生体認証特性を得る。測定窓５２０は、輪郭付きタッチパッド５３０内に位置付けられ、ドライバの指を検出する、容量センサ５４０によって取り囲まれる。

本明細書に説明されるプッシュスタートスイッチは、始動し得る、任意のタイプの車両内で使用されることができる。車両は、キーレスエントリ／始動を装備した任意の他の車両として挙動することができる。ドライバが、プッシュスタートスイッチを伴う車両に接近すると、ロック解除アクティビティ、例えば、所定の距離において検出された信号、コード化エントリ、または他の車両ロック解除に基づいて、ロック解除されてもよい。いったん車両のドアが開放されると、プッシュスタートスイッチのための照明が、ドライバがタッチパッドに誘導されるようにアクティブ化されてもよい。そのような特徴は、随意に、夜間使用にのみ利用可能であってもよい。

本明細書に開示されるプッシュスタートスイッチを使用するための方法は、図６のフローに従ってもよい。６０５では、車両ドライバは、ドライバの指に適合するように輪郭付けられた、タッチパッド内に位置付けられる１つまたはそれを上回る容量センサを使用して、検出されてもよい。容量センサは、ドライバの指が容量センサによって感知されたことを示す情報をセンサに結合されるコントローラに送達してもよい。６１０では、コントローラ内の処理回路は、車両ドライバの配置が正しいかどうかを判定するために使用されてもよい。特に、コントローラは、ドライバの指が、タッチパッド内の測定窓が生体認証情報をドライバの指から正確に捕捉し得る様式において、タッチパッド上に位置付けられているかどうかを判定してもよい。理想的には、指は、測定窓を完全に被覆するように配置されるであろう。そのような位置情報は、測定窓を取り囲む容量センサによって検出される。配置が正しくない場合、信号が、６１５において、車両ドライバに提供される。信号は、１つまたはそれを上回る光インジケータ、オーディオフィードバック、触知フィードバック、またはそれらの組み合わせであってもよい。信号は、ドライバが指配置を変更するように誘導し、センサにドライバの指を再検出させ、６０５におけるフローを継続させるはずである。

しかしながら、指配置が正しい場合、フローは、６２０において、車両ドライバの生体認証特性の測定を継続する。ある実施形態では、タッチパッド内の測定窓は、ドライバの指をスキャンまたはサンプリングし、いくつかの分析、例えば、光学またはスペクトルを使用して、ドライバに関する生体認証情報を得るであろう。ある実施例では、生体認証情報は、血中アルコールレベルであることができる。別の実施例では、情報は、指紋を使用する識別に関連することができる。測定スキャンは、６２５において、データを分析し、データが閾値を満たすかどうかを判定する、プロセッサによって受信され得る。例えば、血中アルコールレベルの場合、レベルは、運転時の血中アルコールのための公知の法的基準またはいくつかの他の所定の閾値と比較されることができる。別の実施例では、指紋光学分析の場合、データは、権限ユーザの指紋のデータベースと照合されてもよい。

ある実施形態では、１つを上回るタイプの生体認証測定が、得られてもよい。

生体認証特性測定が、閾値を満たすと判定される場合、車両は、６３０において、始動する。生体認証特性が、閾値に満たないと判定される場合、車両は、６３５において、ロックし、ドライバは、生体認証特性測定が所定の閾値に準拠しなかったことを示す、適切な信号を受信してもよく、フローは、ドライバがスイッチを再始動しようとする場合、６０５に継続してもよい。

ある実施形態では、６０５におけるドライバの検出は、人物が車両のドライバ席に検出されたかどうに依存するであろう。

図示されないが、プッシュスタートスイッチに結合されるプロセッサまたはコントローラは、本明細書に説明される方法のステップを行うために使用されてもよい。そのようなコントローラは、メモリＲＡＭおよびＲＯＭ、処理ユニットＣＰＵ、スイッチにリンクし得る通信ポート、および他の車両構成要素を含む、従来のコンピュータの要素を含んでもよい。例えば、コントローラは、オーディオ信号が車両オーディオシステムを経由して再生し得るように、オーディオポートにリンクされてもよい。

本発明の種々の実施形態が、本明細書に図示および説明されたが、そのような実施形態が一例として提供されるにすぎないことは、当業者に明白となるであろう。ここで、多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替が、本発明を実践する際に採用されてもよいことを理解されたい。以下の請求項は、本発明の範囲を定義し、これらの請求項およびその均等物の範囲内の方法、ならびに構造は、それによって網羅されることが意図される。

Claims (23)

1. 車両のイグニッションを制御するためのシステムであって、
   車両ドライバの生体認証特性を測定するための測定窓であって、前記測定窓は、タッチパッド上に容量センサを備え、前記容量センサは、車両ドライバの指を検出可能である、測定窓と、
   前記容量センサに結合され、
   前記指の配置が正しいかどうかを示す信号を前記車両ドライバに提供し、
   前記指の位置が正しい場合、前記測定窓から、前記車両ドライバの生体認証特性の測定を受信し、
   前記車両ドライバの生体認証特性の測定が所定の閾値を満たすかどうかを判定し、
   前記車両ドライバの生体認証特性の測定に基づいて、前記車両の始動を制御する、
   ように構成される、コントローラと、
   を備える、システム。
2. 前記タッチパッドに結合される触知アクチュエータをさらに備え、前記触知アクチュエータは、前記車両が始動すると、プッシュスタートボタンをシミュレートするように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記車両ドライバへの信号は、触知フィードバックを備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記車両ドライバへの信号は、どのように配置が誤差であるのかを示す、請求項１に記載のシステム。
5. 前記車両ドライバへの信号は、配置の誤差の補正方法を示す、請求項１に記載のシステム。
6. 前記信号は、視覚的インジケータを備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記信号は、オーディオインジケータを備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記タッチパッドは、複数の容量センサを備える、請求項１に記載のシステム。
9. 前記生体認証特性は、血中アルコールレベルを含む、請求項１に記載のシステム。
10. 前記測定窓は、１つを上回る生体認証特性を測定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
11. 前記タッチパッドは、前記容量センサを取り囲む接地面を備える、請求項１に記載のシステム。
12. 車両のイグニッションを制御するための方法であって、
    イグニッションコントローラのタッチパッド上の容量センサにおいて、車両ドライバの指を検出するステップと、
    前記指の配置が正しいかどうかを示す信号を前記車両ドライバに提供するステップと、
    前記指の位置が正しい場合、前記タッチパッド上の測定窓から、前記車両ドライバの生体認証特性の測定を受信するステップと、
    前記車両ドライバの生体認証特性の測定が所定の閾値を満たすかどうかを判定するステップと、
    前記車両ドライバの生体認証特性の測定に基づいて、前記車両の始動を制御するステップと、
    を含む、方法。
13. 前記タッチパッドに結合される触知アクチュエータをさらに備え、前記触知アクチュエータは、前記車両が始動すると、プッシュスタートボタンをシミュレートするように構成される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記車両ドライバへの信号は、触知フィードバックを備える、請求項１３に記載の方法。
15. 前記車両ドライバへの信号は、どのように配置が誤差であるのかを示す、請求項１２に記載の方法。
16. 前記車両ドライバへの信号は、配置の誤差の補正方法を示す、請求項１２に記載の方法。
17. 前記信号は、視覚的インジケータを備える、請求項１２に記載の方法。
18. 前記信号は、オーディオインジケータを備える、請求項１２に記載の方法。
19. 前記タッチパッドは、容量センサを備える、請求項１２に記載の方法。
20. 前記タッチパッドは、複数の容量センサを備える、請求項１２に記載の方法。
21. 前記生体認証特性は、血中アルコールレベルを含む、請求項１２に記載の方法。
22. 前記測定窓は、１つを上回る生体認証特性を測定するように構成される、請求項１２に記載の方法。
23. 前記タッチパッドは、前記容量センサを取り囲む接地面を備える、請求項１２に記載の方法。