JP6756087B2 - 生体認証装置およびその駆動制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体認証装置およびその駆動制御方法に関する。

例えば、特許文献１に、システムの簡略化と被認証者の利便性を高めるために、生体認証動作とリストバンドを装着する動作とを連動することにより個人の認証を行う技術が開示されている。特許文献１に開示された技術によれば、認証装置は、被認証者がリストバンドを装着することにより自動で生体情報を取得してドアの開閉等、セキュリティを必要とする機器のセキュリティ管理を行うことができる。

特開２００２−３１２３２４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、例えば、指紋のコピー等により不正に利用が可能であって、本人だけが知りうる情報を動的に付帯できない方式であるため、高い安全性を求めるには限界がある。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、指紋のコピー等による不正利用等を困難として、不正利用に対する安全性を向上させた、生体認証装置およびその駆動制御方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明は、
使用者の手首に装着される生体認証装置であって、
前記生体認証装置が前記使用者に装着される第１操作時及び前記生体認証装置が前記使用者から外される第２操作時に前記使用者の指が接触する位置に設けられ、接触した前記使用者の前記指により前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記生体情報に基づいて前記使用者の認証を行う生体認証部と、
を備え、
前記生体情報取得部は、前記第１操作時に当該生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指により第１の生体情報を取得し、前記第２操作時に当該生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指より第２の生体情報を取得し、
前記生体認証部は、
前記第１の生体情報に基づいて前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第１の向きとして検出し、前記第２の生体情報に基づいて前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第２の向きとして検出し、
前記第１操作時に、前記第１の生体情報の照合に基づいて前記認証を行い、
前記第２操作時に、前記第２の生体情報の照合、及び、前記第１の向きと前記第２の向きの比較、に基づいて前記認証を行うことを特徴とする。

また、本発明は、使用者に装着される生体認証装置の駆動制御方法であって、
前記生体認証装置は、前記使用者に装着される第１操作時及び前記使用者から外される第２操作時に前記使用者の指が接触する位置に設けられている生体情報取得部を有し、
前記生体認証装置が前記使用者に装着される操作時及び前記使用者から外される操作時に接触した前記使用者の前記指により前記使用者の生体情報を取得するステップと、
前記生体情報に基づいて前記使用者の認証を行うステップと、
を含み、
前記生体情報を取得するステップは、前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指により第１の生体情報を取得し、前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指より第２の生体情報を取得し、
前記認証を行うステップは、
前記第１の生体情報に基づいて前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第１の向きとして検出し、前記第２の生体情報に基づいて前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第２の向きとして検出し、
前記第１操作時に、前記第１の生体情報の照合に基づいて前記認証を行い、
前記第２操作時に、前記第２の生体情報の照合、及び、前記第１の向きと前記第２の向きの比較、に基づいて前記認証を行うことを特徴とする。

上記した課題を解決するために本発明は、指紋のコピーによる不正利用等を回避し、生体認証の精度を向上させた、生体認証装置およびその駆動制御方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る生体認証装置の外観及び生体認証装置を腕に装着したときの装着状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置の表面、裏面及び断面構造ならびに装着時の接触構造を示す略図である。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置における認証動作を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置の動作を示すフローチャート（その１）である。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置の動作を示すフローチャート（その２）である。 外部装置による生体認証装置の設定処理動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置の変形例１を示す図である。 本発明の実施の形態に係る生体認証装置の変形例２を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、本実施形態と言う）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号または符号を付している。

（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る生体認証装置１０の外観及び生体認証装置１０が使用者（以下、ユーザとも記す）の装着部である腕部１４に装着されたときの装着状態を示す図である。本実施形態に係る生体認証装置１０は、ユーザの腕部に装着可能に構成されていて、生体認証装置１０がユーザの腕部に装着される、又は、装着状態から外される際の指の動作と連動してユーザの認証を行うものである。ここで、腕部１４はユーザの手首又は腕である。

このため、生体認証装置１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、腕部１４に装着するためのバンド部材１２を有し、このバンド部材１２の一端側の、腕部１４に装着されたときに外側となる側の面（以下、表面と記す）に生体情報取得部１１が実装されている。この生体情報取得部１１は、例えば指紋センサ１１ａを有し、生体情報としてユーザの指Ｆの指紋を取得する。生体情報取得部１１における指紋センサ１１ａは、例えば静電容量型の指紋センサである。なお、指紋センサ１１ａは静電容量型に限るものではなく、例えば光学式でもよく、具体的な形式は限定されない。バンド部材１２の他端側には、一つ又は複数の接続孔１７と、バンド部材１２の一端側を通すことが可能な大きさに形成されている貫通孔１２ｂとが設けられており、バンド部材１２の長さ方向の概ね中央には、生体情報取得部１１により取得された生体情報に基づく認証動作を制御する制御機能を有する本体部１３が設けられている。各接続孔１７は後述する接続ピン１８が嵌る大きさとなっている。

この生体認証装置１０を腕部１４に装着する際には、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、バンド部材１２を腕部１４に巻きつけて、バンド部材１２の一端側を他端側の貫通孔１２ｂに通して、バンド部材１２の、腕部に装着されたときに内側となる側の面（以下、裏面と記す）の生体情報取得部１１の実装位置の反対側に設けられている、後述する接続ピン１８を接続孔１７に差し込んで嵌めるように構成されている。

また、腕部１４に装着されている生体認証装置１０を腕部１４から外す際には、接続孔１７に差し込まれている接続ピン１８を接続孔１７から抜くように構成されている。

この接続ピン１８を接続孔１７に差し込んで嵌めて生体認証装置１０を腕部１４に装着するとき、及び、接続孔１７に差し込まれている接続ピン１８を接続孔１７から抜いて、生体認証装置１０を腕部１４から外すとき、図１（ｄ）に示すように、ユーザの指Ｆを生体情報取得部１１の指紋センサ１１ａの検知面に接触させる動作を行うように構成されている。このとき生体情報取得部１１の指紋センサ１１ａは、検知面に接触しているユーザの指Ｆの指紋を生体情報として取得する。

すなわち、生体認証装置１０は、バンド部材１２によりユーザの腕部に装着される際及び腕部から外される際のユーザの指の自然な動きに伴って、ユーザの生体情報を取得することができるように構成されている。

図２は、生体認証装置１０の表面側の構造（ａ）、裏面側の構造（ｂ）、（ａ）のII―II線に沿った断面を矢印方向に見た断面構造図（ｃ）、及び、生体認証装置１０が装着されたときの接続ピン１８と接続孔１７との接触構造（ｄ），（ｅ）を示す図である。図２（ａ）から（ｃ）に示すように、バンド部材１２の一端側と本体部１３との間には、一端が本体部１３に接続されているフレキシブル配線基板１５が内蔵され、バンド部材１２の他端側と本体部１３との間には、一端が本体部１３に接続されているフレキシブル配線基板１６が内蔵されている。

フレキシブル配線基板１５の一端側のバンド部材１２の表面側には生体情報取得部１１が実装され、フレキシブル配線基板１５の一端側のバンド部材１２の裏面側には、接続ピン１８が実装されている。図２（ｃ）に示すように、接続ピン１８はバンド部材１２の裏面から突出するように設けられている。生体情報取得部１１は指紋センサ１１ａを有し、例えば指紋センサ１１ａの一部がバンド部材１２内に埋め込まれて実装されている。ここで、指紋センサ１１ａの検知面はバンド部材１２の表面側となっている。

フレキシブル配線基板１６の他端側の、バンド部材１２の複数の接続孔１７のそれぞれに対応する位置には、接続孔１７と同じ大きさを有し、内周面に導体が形成されている貫通孔１７ｂが設けられている。

フレキシブル配線基板１５には配線パターン１５ａ、１５ｂが形成されていて、配線パターン１５ａを介して本体部１３と生体情報取得部１１とが電気的に接続され、配線パターン１５ｂを介して本体部１３と接続ピン１８とが電気的に接続されている。また、フレキシブル配線基板１６には配線パターン１６ａが形成されていて、配線パターン１６ａを介して本体部１３と貫通孔１７ｂの内周面とが電気的に接続されている。ここで、バンド部材１２の各接続孔１７の内周面に、貫通孔１７ｂの内周面の導体と電気的に接続される導体が設けられていることが好ましい。

生体認証装置１０を腕部１４に装着するときには、図２（ｄ）に示すように、バンド部材１２の一端側の裏面側に設けられている接続ピン１８を、バンド部材１２の他端側の、腕部１４の太さに応じた適当な位置の接続孔１７に差し込むようにする。これにより、図１（ｃ）に示したように、バンド部材１２が腕部１４に巻きつけられて固定されるとともに、図２（ｅ）に示すように、接続ピン１８が貫通孔１７ｂに嵌って、接続ピン１８と配線パターン１６ａとが電気的に接続される。ここで、接続ピン１８と貫通孔１７ｂとは、本発明における装着検知用接続端子部１９をなす。ここで、接続孔１７は、例えば、接続ピン１８が一度押し込まれたときには接続ピン１８が接続孔１７に嵌って抜けない状態となり、再度接続ピン１８が押し込まれたときには接続ピン１８を接続孔１７から抜くことができる、周知の構造を有している。そして、本体部１３は、この装着検知用接続端子部１９により、接続ピン１８と配線パターン１６ａとが電気的に接続されたことを検知すると、生体認証装置１０が腕部１４に装着されたと判断する。

本体部１３は、生体認証装置１０が腕部１４に装着される操作時には、生体情報取得部１１により取得された指紋の照合に基づいてユーザの認証を行い、生体認証装置１０が腕部１４から外される操作時には、生体情報取得部１１により取得された指紋の照合と、指紋センサ１１ａに接触している指Ｆの向きが、生体認証装置１０が腕部１４に装着されたときの指Ｆの向きと同じか否かの判定と、に基づいてユーザの認証を行うように構成されている。詳しくは後述する。

なお、本発明は、生体情報がユーザの指紋のみに基づく態様に限るものではない。指紋データに基づく生体情報に加えて、後述する生体インピーダンスや静脈、脈波等、ユーザに固有の生体情報を付加するようにしてもよい。これにより、より正確な認証結果を得ることができる。

図３は、本実施形態に係る生体認証装置１０の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る生体認証装置１０は、本体部１３と、装着検知用接続端子部１９と、生体情報取得部１１と、を有し、本体部１３は、制御部１３１と、記憶部１３２と、認証データ記憶部１３３と、報知部１３４と、装着検知部１３５と、生体認証部１３６と、バッテリ１３７と、通信部１３８と、を有している。本体部１３においては、各ブロック１３１〜１３８は、アドレス、データ、コントロールのためのラインが複数本で構成された内部バス１４０を介して共通に接続されている。

制御部１３１は、本実施形態に係る生体認証装置１０の制御中枢となり、バッテリ１３７から電力供給を受け、記憶部１３２に記録されたプログラムに基づき、各ブロック１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３８及び生体情報取得部１１の制御を行う。記憶部１３２には、制御部１３１が実行するプログラムが記憶されている。

認証データ記憶部１３３には、使用者（ユーザ）の認証を行うための基準指紋データ及び基準方向データが記憶されている。認証データ記憶部１３３は、例えば、記憶部１３２とは別体で用意されるフラッシュメモリ等である。なお、認証データ記憶部１３３を備えず、記憶部１３２に基準指紋データ及び基準方向データが記憶されている構成であってもよい。

通信部１３８は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等の有線、あるいは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標），ＮＦＣ、Ｗｉ−Ｆｉ等無線を使用して、予め設定された外部装置２０（セキュリティ管理のために使用時に認証を必要とするＰＣ（パーソナルコンピュータ）やスマートホン、ゲート等）と有線又は無線による通信リンク２１を設定して、相互に情報通信を行うことが可能とされている。通信部１３８は、生体認証装置１０がユーザの腕部１４に装着されて、ユーザの認証ができたとき、外部装置２０に対して、セキュリティロックの解除に必要なユーザの識別情報（ＩＤ）等の情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが解除（セキュリティアンロック）されて、アクセス可能な状態に設定する。また、通信部１３８は、生体認証装置１０がユーザの腕部１４に装着されてもユーザの認証ができなかったとき、及び、生体認証装置１０がユーザの腕部１４から外されたとき、外部装置２０に対して、ログアウト状態に設定するために必要な情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが設定（セキュリティロック）されて、アクセス不可な状態に設定する。

報知部１３４は、生体認証装置１０の状態（例えば、電源のＯＮ／ＯＦＦ、認証機能のＯＮ／ＯＦＦ等）や認証結果等の情報を報知する。報知部１３４は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の表示デバイスやブザー等の音声出力デバイスで構成される。

装着検知部１３５は、装着検知用接続端子部１９において、接続ピン１８と配線パターン１６ａとが電気的に接続されたことが検知されたときに、バンド部材１２の両端が接続されて生体認証装置１０が腕部１４に装着されたことを検知して、これを制御部１３１へ出力する。ここで、装着検知用接続端子部１９は、フレキシブル配線基板１５に形成されている配線パターン１５ｂ及び配線パターン１５ｂに接続されている接続ピン１８と、フレキシブル配線基板１６に形成されている配線パターン１６ａと配線パターン１６ａに接続されている貫通孔１７ｂを含む。制御部１３１は、装着検知部１３５からの検知結果に基づき、生体認証部１３６における生体認証処理を起動する。

生体情報取得部１１は、バンド部材１２に設けられてユーザの生体情報を取得して、これを制御部１３１に出力するものであり、例えば指紋センサ１１ａである。指紋センサ１１ａは検知面に接触しているユーザの指Ｆの指紋を取得する。

生体認証部１３６は、生体情報取得部１１で取得された指紋の照合に基づいてユーザの認証を行ない、その認証の結果を制御部１３１に出力する。

生体認証部１３６は、更に、指紋センサ１１ａが取得した指Ｆの指紋に基づいて、検知面に接触しているユーザの指Ｆの向きを検出し、生体認証装置１０が腕部１４かた外されたときには、指紋の照合に加えて、指紋センサ１１ａに接触している指Ｆの向きが、生体認証装置１０が腕部１４に装着される操作時の指Ｆの向きと同じか否かの判定を含めてユーザの認証を行う。なお、指Ｆの向きの検出は、例えば、指紋照合において、認証データ記憶部１３３に記憶されている基準指紋データによる基準指紋に対して指紋センサ１１ａが取得した指Ｆの指紋を回転させて一致したときの、基準指紋に対する回転角度を指Ｆの向きとして検出する。ここで、検出される回転角度の値をそのままユーザの指Ｆの方向としてもよいし、１回転（３６０°）を例えば８から１０個の複数に区分して、この複数の区分のうちの、検出される回転角度が含まれる区分を指Ｆの方向としてもよい。

なお、指Ｆの向きの検出方法は、指紋照合に基づく方式に限るものではなく、例えば、生体情報取得部１１が指紋センサ１１ａの他にカメラを有していて、カメラにより指Ｆの方向を検出する構成であってもよい。

（実施形態の駆動制御方法）
以下、本実施形態における認証動作を説明する図４及び本実施形態におけるリスト型の生体認証装置１０の動作を示す図５〜図７のフローチャートを参照しながら、図１〜図３に示す本実施形態に係る生体認証装置１０の駆動制御方法について詳細に説明する。

図５に示すように、生体認証装置１０における制御部１３１は、電源ＯＮされた後、まず、通信部１３８により、対象に設定されている外部装置２０との、有線又は無線による通信リンクを設定する（ステップＳ１０１）。次いで、認証機能をＯＮに設定する（ステップＳ１０２）。

次に、認証データ記憶部１３３に、ユーザの認証を行うための基準指紋データが登録済みであるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。ここで、認証データ記憶部１３３に基準指紋データが登録されていない場合（ステップＳ１０３“ＮＯ”）、認証データ記憶部１３３に基準指紋データを登録する処理（ステップＳ１０４）を行う。この基準指紋データの登録処理においては、ユーザが指Ｆを指紋センサ１１ａの検知面に接触させている状態で指紋センサ１１ａを動作させて指Ｆの指紋２００を基準指紋として取得させる。このとき、生体認証装置１０は、腕部１４に装着されている状態であってもよいし、腕部１４に装着されていない状態であってもよい。図４（ａ）に、指紋センサ１１ａが取得した基準指紋２００の一例を示す。そして、制御部１３１は、指紋センサ１１ａによる指紋の取得が完了した後、図４（ｂ）に示すような、基準指紋２００における線の交点等の複数の特徴点２０１を周知の手法により抽出する。この基準指紋２００及び複数の特徴点２０１に応じたデータを、基準指紋データとして、認証データ記憶部１３３の所定の領域に保存（登録）する。

次いで、制御部１３１は、装着検知部１３５により、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱を監視する（ステップＳ１０５）。このユーザの腕部１４への着脱の監視は、装着検知用接続端子部１９による、接続ピン１８と配線パターン１６ａとが電気的に接続されたか否かの検知結果を監視することによって行われる。そして、装着検知用接続端子部１９により接続ピン１８と配線パターン１６ａとが電気的に接続されたことが検知されたとき、生体認証装置１０が装着されたと判断し（ステップＳ１０６“ＹＥＳ”）、装着検知用接続端子部１９により接続ピン１８と配線パターン１６ａとが電気的に接続されたことが検知されていないときには、生体認証装置１０は装着されていないと判断し（ステップＳ１０６“ＮＯ”）、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱の監視（ステップＳ１０５）を継続する。

次いで、ステップＳ１０６で、生体認証装置１０がユーザの腕部１４に装着されたと判断されたとき（ステップＳ１０６“ＹＥＳ”）、制御部１３１は、認証機能がＯＮに設定されているか否かを判別する（ステップＳ１０７）。そして、認証機能がＯＮに設定されているとき（ステップＳ１０７“ＹＥＳ”）、生体情報取得部１１の指紋センサ１１ａにより、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への装着動作時に指紋センサ１１ａの検知面に接触しているユーザの指Ｆの指紋３００を取得する（ステップＳ１０８）。図４（ｃ）に、このときに指紋センサ１１ａが取得した指紋３００の一例を示す。制御部１３１は、指紋３００が取得された後、指紋３００における線の交点等の複数の特徴点３０１を周知の手法により抽出する。図４（ｃ）は、便宜上、指紋３００に複数の特徴点３０１を重ねて示している。

続いて、制御部１３１は、生体認証部１３６により、取得した指紋３００と、認証データ記憶部１３３に登録されている基準指紋データに基づく基準指紋２００との指紋照合を行う（ステップＳ１０９、ステップＳ１１０）。ステップＳ１０９における指紋照合では、具体的には、図４（ｄ）に示すように、指紋３００における複数の特徴点３０１と、基準指紋２００における複数の特徴点２０１との位置を比較することにより照合を行う。このとき、生体認証部１３６は、基準指紋２００に対して指紋３００を面内で回転させて、各特徴点３０１と各特徴点２０１とが合致する回転角度を探索する。図４（ｄ）は、指紋３００を左回転方向に角度θだけ回転させたときに指紋３００の各特徴点３０１が基準指紋２００の各特徴点２０１の位置と合致する状態となった場合を示している。このようにして指紋照合ができてユーザの認証ができたとき（ステップＳ１１０“ＹＥＳ”）、制御部１３１は、この角度θを検知して、これをユーザの認証のための基準方向とし、これに対応する基準方向データを、記憶部１３２の所定の領域に保存する（ステップＳ１１１）。ここで、検出される回転角度を基準方向としたが、１回転（３６０°）を例えば８から１０個の複数に区分して、この複数の区分のうちの、検出される回転角度が含まれる特定の区分を基準方向としてもよい。

次いで、生体認証装置１０は、通信部１３８により、外部装置２０に対して、セキュリティロックの解除に必要なユーザの識別情報（ＩＤ）等の情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが解除（セキュリティアンロック）されて、アクセス可能な状態に設定する（ステップＳ１１２）。そして、制御部１３１は、装着検知部１３５による生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱の監視（ステップＳ１０５）に戻る。

一方、指紋照合において指紋３００を１回転（３６０°）させても各特徴点３０１が基準指紋２００の各特徴点２０１と一致しない場合、指紋照合できずユーザの認証ができないと判断し（ステップＳ１１０“ＮＯ”）、制御部１３１は、認証機能をＯＦＦに設定する（ステップＳ１１３）。次いで、通信部１３８により、外部装置２０に対して、ログアウト状態に設定するために必要な情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが設定（セキュリティロック）されて、アクセス不可な状態に設定する（ステップＳ１１４）。

ユーザの認証ができたときには、外部装置２０がアクセス可能な状態に設定（ステップＳ１１２）された後、制御部１３１は、装着検知部１３５により、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱を監視する（ステップＳ１１５、ステップＳ１１６）。

次いで、ステップＳ１１６で、生体認証装置１０がユーザの腕部１４から外されたと判断されたとき（ステップＳ１１６“ＹＥＳ”）、制御部１３１は、生体情報取得部１１の指紋センサ１１ａにより、生体認証装置１０をユーザの腕部１４から外す動作時に指紋センサ１１ａの検知面に接触したユーザの指Ｆの指紋３００を取得する（ステップＳ１１７）。

続いて、制御部１３１は、生体認証部１３６により、取得した指紋３００と、認証データ記憶部１３３に登録されている基準指紋データに基づく基準指紋２００との指紋照合を行う（ステップＳ１１８、ステップＳ１１９）。ステップＳ１１８における指紋照合では、ステップＳ１０９のときと同様に、指紋３００の各特徴点３０１と基準指紋２００の各特徴点２０１とが合致する回転角度を探索する。このようにして指紋照合ができてユーザの認証ができたとき（ステップＳ１１９“ＹＥＳ”）、制御部１３１は、指紋３００の各特徴点３０１と基準指紋２００の各特徴点２０１とが合致する回転角度をユーザの指Ｆの向きとして検出する（ステップＳ１２０）。

ここで、指紋照合できずユーザの認証ができないと判断したとき（ステップＳ１１９“ＮＯ”）、制御部１３１は、認証機能をＯＦＦに設定する（ステップＳ１１３）。次いで、通信部１３８により、外部装置２０に対して、ログアウト状態に設定するために必要な情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが設定（セキュリティロック）されて、アクセス不可な状態に設定して（ステップＳ１１４）、装着検知部１３５による生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱の監視（ステップＳ１０５）に戻る。

指紋照合ができてユーザの認証ができたとき、制御部１３１は、指紋３００の各特徴点３０１と基準指紋２００の各特徴点２０１とが合致する指Ｆの向きが検出された後、生体認証部１３６において、検出したユーザの指Ｆの向きと、認証データ記憶部１３３に記憶されている、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への装着時のユーザの指Ｆの向きに対応する、基準方向データによる基準方向とを比較する（ステップＳ１２１、ステップＳ１２２）。そして、検出したユーザの指Ｆの向きが基準方向と所定の許容範囲内で一致していると判断したとき（ステップＳ１２２“ＹＥＳ”）、通信部１３８により、外部装置２０に対して、ログアウト状態に設定するために必要な情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが設定（セキュリティロック）されて、アクセス不可な状態に設定して（ステップＳ１２３）、装着検知部１３５による生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱の監視（ステップＳ１０５）に戻る。

一方、検出したユーザの指Ｆの向きが基準方向と許容範囲を超えて異なっていると判断したとき（ステップＳ１２２“ＮＯ”）、制御部１３１は、認証機能をＯＦＦに設定する（ステップＳ１１３）。次いで、通信部１３８により、外部装置２０に対して、ログアウト状態に設定するために必要な情報を送信して、外部装置２０を、セキュリティが設定（セキュリティロック）されて、アクセス不可な状態に設定して（ステップＳ１１４）、装着検知部１３５による生体認証装置１０のユーザの腕部１４への着脱の監視（ステップＳ１０５）に戻る。

本実施形態においては、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への装着時、及び、腕部１４から外すときに取得されたユーザの指紋に対する指紋照合ができなかったときに生体認証装置１０の認証機能がＯＦＦに設定されて、それ以降、生体認証装置１０による指紋照合が行えなくなることに加えて、更に、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への装着時に指紋センサ１１ａに接触したユーザの指Ｆの向きと、生体認証装置１０をユーザの腕部１４から外すときに指紋センサ１１ａに接触したユーザの指Ｆの向きとを比較して、両者が一致しないときには生体認証装置１０の認証機能がＯＦＦに設定されて、それ以降、生体認証装置１０による指紋照合が行えなくなるように構成されている。

ここで、生体認証装置１０のユーザの腕部１４への装着時に指紋センサ１１ａに接触したユーザの指Ｆの向きは、そのユーザだけが知り得る情報であり、しかも生体認証装置１０をユーザの腕部１４に装着する度に異なるものとすることができるから、例えば指紋コピーを使って指紋照合ができたとしても、指の向きまで合わせることは困難である。すなわち、例えば、ユーザに装着されている生体認証装置１０を、指紋コピーを使用して他人が外したとした場合、指紋コピーにより指紋照合はできていたとしても、そのときの指の向きが装着時の指の向きとは異なっていれば、生体認証装置１０の認証機能がＯＦＦに設定されるため、外部機器をアクセスすることはできないことになる。これにより、指紋照合のみを用いる場合に比べて、セキュリティを高めることができる。

なお、ユーザ本人が生体認証装置１０を使用している場合であっても、生体認証装置１０をユーザの腕部１４から外すときの指紋センサ１１ａに対する指Ｆの向きを、誤って、装着時の向きから変えしまった場合にも、生体認証装置１０の認証機能がＯＦＦに設定されてしまって、外部機器をアクセスすることができなくなってしまう。この場合には、例えば、外部装置２０側でユーザ認証を行って、生体認証装置１０の認証機能をＯＮに設定し直す設定処理を行う。図７は、このときの外部装置２０での設定処理動作を示す。

この設定処理動作では、図７に示すように、まず、ユーザにより外部装置２０に、ユーザＩＤ、パスワード等の本人確認情報を入力する（ステップＳ２０１）。次いで、外部装置２０は、入力された本人確認情報に基づいてユーザ認証を行う（ステップＳ２０１、Ｓ２０３）。そして、ユーザ認証が完了した場合（ステップＳ２０３“ＹＥＳ”）、外部装置２０は生体認証装置１０と通信して、生体認証装置１０の認証機能をＯＮに設定する。一方、ユーザ認証ができなかった場合には（ステップＳ２０３“ＮＯ”）、生体認証装置１０に対する設定は行われない。

（変形例）
上記実施形態において、生体情報取得部１１は指紋センサ１１ａを有するとしたが、更に、ユーザの生体インピーダンスを測定する構成を備えていて、指紋照合に加えて、この生体インピーダンスの値もユーザの認証に用いるようにしてもよい。この場合の構成の一例を図８に示す。すなわち、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ユーザの生体インピーダンスを測定するための一対の第１及び第２の電極１１ｃ，１１ｄを備えている。第１の電極１１ｃは例えば指紋センサ１１ａの周囲に設けられて、その上端が上部に突出して露出していて、図示しない配線によって本体部１３内の回路と電気的に接続されており、生体認証装置１０の装着時及び外す際にユーザの指Ｆが指紋センサ１１ａの検知面に接触したときに、指Ｆの一部が第１の電極１１ｃに接触するようになっている。第２の電極１１ｄは、本体部１３の裏面側に設けられていて、その裏面側の面が露出しており、図示しない配線により本体部１３内の回路と電気的に接続されており、図８（ｂ）に示すように、生体認証装置１０がユーザの腕部１４に巻きつけられて装着されているときに、第２の電極１１ｄの裏面側の面が腕部１４に接触するようになっている。そして、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、生体認証装置１０がユーザの腕部１４に巻きつけて装着されて、ユーザの指Ｆが指紋センサ１１ａの検知面に接触したときに、第１の電極１１ｃに接触した指Ｆと、第２の電極１１ｄに接触した腕部１４との間に、ユーザの両腕と胴体部分を介して導電路Ｌが形成される。このときに本体部１３内の回路により第１の電極１１ｃと第２の電極１１ｄの間に電圧を印加すると、導電路Ｌに電流が流れ、この電流値を測定することによりユーザの生体インピーダンスを測定することができる。この生体インピーダンスの値はユーザによって異なるため、これをユーザの認証に利用することができる。

また、生体情報取得部１１は、ユーザの腕部の加速度を測定する加速度センサを更に備えていてもよい。このとき、制御部１３１は、加速度センサにより検出される体動量に基づき、認証結果によらず識別情報の出力を制御することができる。

また、生体情報取得部１１は、更に、ユーザの静脈パターンを測定するセンサを更に備えていてもよい。

また、上記実施形態では、フレキシブル配線基板１６に形成されている配線パターン１６ａが複数の貫通孔１７ｂに共通に接続されていて、接続ピン１８が複数の貫通孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃのどこに嵌められたかは感知しないものとした。しかしながら、これに限るものではなく、例えば装着検知部１３５が、接続ピン１８が複数の貫通孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃのどこに嵌められたかを感知する構成としてもよい。この場合の構成の一例を図９に示す。すなわち、３つの貫通孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有する場合に、本体部１３と貫通孔１７ａは配線パターン１６ａで接続され、本体部１３と貫通孔１７ｂは配線パターン１６ｂで接続され、本体部１３と貫通孔１７ｃは配線パターン１６ｃで接続される構成として、装着検知部１３５は、接続ピン１８が複数の貫通孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃのどれに嵌っているかを検出可能とする。この場合、指紋照合に加えて、この接続ピン１８が複数の貫通孔１７ａ，１７ｂ，１７ｃのどれに嵌っているかの検出結果もユーザの認証に用いるようにしてもよい。つまり、例えば、ユーザ本人がこの生体認証装置１０を使用しているときには接続ピン１８が貫通孔１７ａに嵌められているとしたときに、接続ピン１８が貫通孔１７ｂに嵌められて使用されているときには、ユーザ本人ではない人が使用していると判断することができる。

このように、生体情報として指紋のみに依存することなく、ユーザの生体インピーダンス、静脈パターン等、あるいは更に、接続ピン１８を嵌めている貫通孔の位置、も含めて認証することにより一層生体認証の精度を向上させることができる。また、例えば、加速度センサにより計測される体動量が所定値以上の場合に、認証が成立してもＩＤ等のセキュリティロックの解除に必要な情報の送信を禁止することで、外部装置の柔軟な制御が可能になる。

（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係る生体認証装置１０によれば、バンド部材１２に設けられてユーザの生体情報を取得する生体情報取得部１１と、取得された生体情報に基づいてユーザの認証を行う生体認証部１３６と、を備え、生体情報取得部１１が、生体情報としてユーザの指紋を取得するとともに指紋センサに接触した指の向きを検出して、指紋照合に加えて指の向きもユーザの認証に利用するように構成されていて、この指の向きが本人だけが知り得る情報であって、これを動的に付帯することができるため、指紋照合だけを用いる場合に比べて、指紋コピーによる不正利用等を良好に排除することができて、セキュリティの強化を図ることができる。

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

〔付記〕
［請求項１］
使用者に装着される生体認証装置であって、
前記生体認証装置が前記使用者に装着される第１操作時及び前記生体認証装置が前記使用者から外される第２操作時に前記使用者の指が接触する位置に設けられ、接触した前記使用者の前記指により前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部と、
前記生体情報に基づいて前記使用者の認証を行う生体認証部と、
を備え、
前記生体認証部は、前記第１操作時と前記第２操作時とで、少なくとも前記生体情報の照合に基づいて前記認証を行うことを特徴とする生体認証装置。
［請求項２］
前記生体認証部は、更に、前記生体情報取得部により取得された前記生体情報に基づいて、前記生体情報取得部に接触した前記利用者の前記指の向きを検出し、前記第２操作時に、前記生体情報取得部により取得された前記生体情報と、検出した前記指の向きと、に基づいて前記認証を行うことを特徴とする請求項１に記載の生体認証装置
［請求項３］
前記生体情報取得部は、前記第１操作時に当該生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指により第１の生体情報を取得し、前記第２操作時に当該生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指より第２の生体情報を取得し、
前記生体認証部は、
前記第１の生体情報に基づいて前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第１の向きとして検出し、前記第２の生体情報に基づいて前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第２の向きとして検出し、
前記第１操作時に、前記第１の生体情報の照合に基づいて前記認証を行い、
前記第２操作時に、前記第２の生体情報の照合、及び、前記第１の向きと前記第２の向きの比較、に基づいて前記認証を行うことを特徴とする請求項２に記載の生体認証装置。
［請求項４］
前記生体認証部は、前記第２操作時に、少なくとも、前記第１の向きと前記第２の向きとが互いに所定の許容範囲を超えて異なっているとき、前記認証は不成立として、少なくとも前記生体情報取得部を動作させないように制御することを特徴とする請求項３に記載の生体認証装置。
［請求項５］
前記生体認証部は、前記第１操作時に前記認証が不成立であったとき、及び、前記第２操作時に前記認証が不成立であったときに、少なくとも前記生体情報取得部を動作させないように制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体認証装置。
［請求項６］
更に、予め設定された外部装置と相互に情報を通信することが可能な通信部を有し、
前記通信部は、
前記生体認証部における前記認証が不成立であるとき、前記外部装置をアクセス不可に設定するための情報を前記外部装置に送信して、前記外部装置をアクセス不可に設定し、
前記生体認証部における前記認証が成立したとき、前記外部装置をアクセス可に設定するための情報を前記外部装置に送信して、前記外部装置をアクセス可に設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体認証装置。
［請求項７］
更に、前記生体情報取得部が取り付けられ、前記生体認証装置が前記使用者に装着される際に前記使用者の装着部に巻きつけられるバンド部材を有し、
前記バンド部材は、長さ方向の両端に一端部と他端部を有し、前記一端部と前記他端部とは、前記生体認証装置が前記使用者に装着される際に互いに接続され、
前記バンド部材の前記一端部と前記他端部が接続されたか否かを電気的に検知する装着検知部を更に備え、
前記生体情報取得部は、前記装着検知部による検知結果に応じて、前記生体情報の取得動作が制御されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体認証装置。
［請求項８］
前記バンド部材の前記一端部は、前記他端部に対して互いに異なる複数の位置で接続可能とされ、
前記装着検知部は、前記バンド部材の前記一端部が前記他端部のどこに接続されているかの接続位置を検知し、
前記生体認証部は、前記生体情報と前記装着検知部による前記接続位置の検知結果とに基づいて、前記認証を行うことを特徴とする請求項７に記載の生体認証装置。
［請求項９］
前記生体情報取得部は指紋センサを備え、前記生体情報として前記使用者の前記指の指紋を取得することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の生体認証装置。
［請求項１０］
前記生体認証装置は、前記利用者の手首又は腕に装着され、
前記生体情報取得部は、更に、前記指紋センサによる前記指紋の取得と並行して前記使用者の生体インピーダンスを前記生体情報として測定するための、前記使用者の前記指が接触可能な位置に設けられる第１の電極と前記使用者の前記手首又は前記腕に接触する第２の電極とを備えることを特徴とする請求項９に記載の生体認証装置。
［請求項１１］
使用者に装着される生体認証装置の駆動制御方法であって、
前記生体認証装置は、前記使用者に装着される第１操作時及び前記使用者から外される第２操作時に前記使用者の指が接触する位置に設けられている生体情報取得部を有し、
前記生体認証装置が前記使用者に装着される操作時及び前記使用者から外される操作時に接触した前記使用者の前記指により前記使用者の生体情報を取得するステップと、
前記生体情報に基づいて前記使用者の認証を行うステップと、
を含み、
前記認証を行うステップは、前記第１操作時に少なくとも前記生体情報の照合に基づいて前記認証を行うステップと、前記第２操作時に少なくとも前記生体情報の照合に基づいて前記認証を行うステップと、を含むことを有することを特徴とする駆動制御方法。

１０…生体認証装置、１１…生体情報取得部、１１ａ…指紋センサ、１２…バンド部材、１３…本体部、１５，１６…フレキシブル配線基板、１５ａ，１５ｂ，１６ａ…配線パターン、１７…接続孔、１８…接続ピン、１９…装着検知用接続端子部、２０…外部装置、１３１…制御部、１３２…記憶部、１３３…認証データ記憶部、１３４…報知部、１３５…装着検知部、１３６…生体認証部、１３７…バッテリ、１３８…通信部、１４０…内部バス

Claims (10)

1. 使用者の手首に装着される生体認証装置であって、
   前記生体認証装置が前記使用者に装着される第１操作時及び前記生体認証装置が前記使用者から外される第２操作時に前記使用者の指が接触する位置に設けられ、接触した前記使用者の前記指により前記使用者の生体情報を取得する生体情報取得部と、
   前記生体情報に基づいて前記使用者の認証を行う生体認証部と、
   を備え、
   前記生体情報取得部は、前記第１操作時に当該生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指により第１の生体情報を取得し、前記第２操作時に当該生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指より第２の生体情報を取得し、
   前記生体認証部は、
   前記第１の生体情報に基づいて前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第１の向きとして検出し、前記第２の生体情報に基づいて前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第２の向きとして検出し、
   前記第１操作時に、前記第１の生体情報の照合に基づいて前記認証を行い、
   前記第２操作時に、前記第２の生体情報の照合、及び、前記第１の向きと前記第２の向きの比較、に基づいて前記認証を行うことを特徴とする生体認証装置。
2. 前記生体認証部は、前記第２操作時に、少なくとも、前記第１の向きと前記第２の向きとが互いに所定の許容範囲を超えて異なっているとき、前記認証は不成立として、少なくとも前記生体情報取得部を動作させないように制御することを特徴とする請求項１に記載の生体認証装置。
3. 前記生体認証部は、前記第１操作時に前記認証が不成立であったとき、及び、前記第２操作時に前記認証が不成立であったときに、少なくとも前記生体情報取得部を動作させないように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の生体認証装置。
4. 更に、予め設定された外部装置と相互に情報を通信することが可能な通信部を有し、
   前記通信部は、
   前記生体認証部における前記認証が不成立であるとき、前記外部装置をアクセス不可に設定するための情報を前記外部装置に送信して、前記外部装置をアクセス不可に設定し、
   前記生体認証部における前記認証が成立したとき、前記外部装置をアクセス可に設定するための情報を前記外部装置に送信して、前記外部装置をアクセス可に設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の生体認証装置。
5. 更に、前記生体情報取得部が取り付けられ、前記生体認証装置が前記使用者に装着される際に前記使用者の装着部に巻きつけられるバンド部材を有し、
   前記バンド部材は、長さ方向の両端に一端部と他端部を有し、前記一端部と前記他端部とは、前記生体認証装置が前記使用者に装着される際に互いに接続され、
   前記バンド部材の前記一端部と前記他端部が接続されたか否かを電気的に検知する装着検知部を更に備え、
   前記生体情報取得部は、前記装着検知部による検知結果に応じて、前記生体情報の取得動作が制御されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の生体認証装置。
6. 前記バンド部材の前記一端部は、前記他端部に対して互いに異なる複数の位置で接続可能とされ、
   前記装着検知部は、前記バンド部材の前記一端部が前記他端部のどこに接続されているかの接続位置を検知し、
   前記生体認証部は、前記生体情報と前記装着検知部による前記接続位置の検知結果とに基づいて、前記認証を行うことを特徴とする請求項５に記載の生体認証装置。
7. 前記生体情報取得部は指紋センサを備え、前記生体情報として前記使用者の前記指の指紋を取得することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体認証装置。
8. 前記生体認証装置は、前記使用者の手首又は腕に装着され、
   前記生体情報取得部は、更に、前記指紋センサによる前記指紋の取得と並行して前記使用者の生体インピーダンスを前記生体情報として測定するための、前記使用者の前記指が接触可能な位置に設けられる第１の電極と前記使用者の前記手首又は前記腕に接触する第２の電極とを備えることを特徴とする請求項７に記載の生体認証装置。
9. 前記生体情報取得部は、前記生体認証装置の前記使用者への装着時又は前記生体認証装置の前記使用者からの取り外し時に、前記生体情報取得部に接触した前記使用者の指の第１の生体情報と、前記生体情報取得部に接触した前記指の向き、及び、前記生体認証装置の空間的な動きに対応する動作データ、の少なくとも何れかによる所定情報と、を取得し、
   前記生体認証部は、前記第１の生体情報と前記所定情報とに基づいて、前記認証を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の生体認証装置。
10. 使用者の手首に装着される生体認証装置の駆動制御方法であって、
    前記生体認証装置は、前記使用者に装着される第１操作時及び前記使用者から外される第２操作時に前記使用者の指が接触する位置に設けられている生体情報取得部を有し、
    前記生体認証装置が前記使用者に装着される操作時及び前記使用者から外される操作時に接触した前記使用者の前記指により前記使用者の生体情報を取得するステップと、
    前記生体情報に基づいて前記使用者の認証を行うステップと、
    を含み、
    前記生体情報を取得するステップは、前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指により第１の生体情報を取得し、前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記使用者の前記指より第２の生体情報を取得し、
    前記認証を行うステップは、
    前記第１の生体情報に基づいて前記第１操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第１の向きとして検出し、前記第２の生体情報に基づいて前記第２操作時に前記生体情報取得部に接触した前記指の向きを第２の向きとして検出し、
    前記第１操作時に、前記第１の生体情報の照合に基づいて前記認証を行い、
    前記第２操作時に、前記第２の生体情報の照合、及び、前記第１の向きと前記第２の向きの比較、に基づいて前記認証を行うことを特徴とする駆動制御方法。

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