(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザーが意図することなく、機器を持った手で個人認証が可能な携帯電子機器を提供する。【解決手段】生体インピーダンスにより個人認証を行う携帯電子機器は、個人認証装置１０を内蔵し、差動アンテナ電極１１と、受信ループアンテナ電極１２と、認証制御部２０と電気信号出力制御部２１と、個人認証処理部２２と本人認証のテンプレート４０を保存するメモリ部２３と、閾値が登録されている閾値部２４とを備える。差動アンテナ電極１１は、電気信号出力制御部２１からの電気信号を指に送る。個人認証処理部２２は、受信ループアンテナ電極１２で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードをテンプレート４０と比較して、差異が閾値範囲内の場合、携帯電子機器１を持ったユーザーを、正規のユーザーとして認証する。【選択図】図４
2014068989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に設けられ、差動駆動される少なくとも一対の電極を含む差動アンテナ電極と、
前記筐体に設けられ、少なくとも一重に巻回された導線を含む受信ループアンテナ電極と、
前記差動アンテナ電極からの出力と前記受信ループアンテナ電極で受信した入力との間の出入力関係に基づき個人認証を行う、携帯電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記筐体に少なくとも二つの窪みが設けられ、
各窪み内に前記差動アンテナ電極と前記受信ループアンテナ電極が設けられる、携帯電子機器。
【請求項３】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記差動アンテナ電極と前記受信ループアンテナ電極に接触するユーザーの指の組み合わせと前記出入力関係とを組み合わせたテンプレートを備える、携帯電子機器。
【請求項４】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記筐体への他の機器の接続を検出したら、当該他の機器接続時の前記出入力関係を示したテンプレートを使用する、携帯電子機器。
【請求項５】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記筐体に取り付けられたカバーまたはユーザーが使用する手袋を検出したら、カバーまたは手袋検出時の前記出入力関係を示したテンプレートを使用する、携帯電子機器。
【請求項６】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
ペースメーカーの信号を検出したら動作停止する、携帯電子機器。
【請求項７】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
複数の差動アンテナ電極と複数の受信ループアンテナ電極とを備える、携帯電子機器。
【請求項８】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記受信ループアンテナ電極が、前記筐体内の基板からの輻射を検出し、検出した値の変動に基づき認証制御部が本人認証を行う、携帯電子機器。
【請求項９】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記受信ループアンテナ電極が、人体を経由した高周波信号を検出し、検出した値の変動に基づき認証制御部が本人認証を行う、携帯電子機器。
【請求項１０】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
前記差動アンテナ電極に所定の電圧を印加する電圧印加部と、当該印加された電圧に対応して前記受信ループアンテナ電極において発生する電圧を検出する電圧検出部と、を有する起動検出部を備え、
前記起動検出部は、前記受信ループアンテナ電極において所定の閾値電圧以上の電圧を検出した場合に、起動検出を個人認証処理部に通知する、携帯電子機器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の携帯電子機器であって、
前記電圧印加部は前記差動アンテナ電極に第１の周波数で電圧を印加し、
前記電圧検出部が前記受信ループアンテナ電極における前記閾値電圧以上の前記第１の周波数の電圧を検出した場合に、前記電圧印加部は前記差動アンテナ電極に第２の周波数で電圧を印加し、
前記電圧検出部が前記受信ループアンテナ電極における前記第２の周波数の電圧を検出した場合に、前記起動検出部は、前記受信ループアンテナ電極に前記第１の周波数で印加された電圧と、前記受信ループアンテナ電極で検出された前記第２の周波数の電圧との比から、人が携帯電子機器に触れたことの判定を行う、携帯電子機器。
【請求項１２】
請求項１０に記載の携帯電子機器であって、
前記電圧検出部が、前記受信ループアンテナ電極において、
前記差動アンテナ電極に印加された電圧よりも、長くかつ一定の間隔をおいた電圧を検出した場合は、前記起動検出部は、起動検出を個人認証処理部に通知する、携帯電子機器。
【請求項１３】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
認証後に認証の閾値を拡大する閾値切替部を備える、携帯電子機器。
【請求項１４】
請求項１に記載の携帯電子機器であって、
他の個人認証方法を併用する場合、当該他の個人認証方法と前記出入力関係に基づき個人認証を行う、携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体インピーダンスを利用して個人認証が行える携帯電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯電子機器の起動時のセキュリティーの強化から、本人確認で生体認証を利用される場面が急速に増えてきている。特に、手や指を通して生体インピーダンスを利用する技術が知られている（特許文献１、特許文献２）。特許文献１には、電流発生器と増幅器とコンピュータシステムと電気特性や磁気特性を感知する装置とを備え、骨の機械的共振による電気インピーダンスによる認証や複数個所の皮膚インピーダンスの比で認証を行うことが開示されている。また、特許文献２には、遠隔操作送信装置の裏面に溝と溝内に配列される複数の電極と認識装置を備え、異なる周波数をもつ２つの方形波を指に印加して、その応答電圧からインピーダンスを算出して、閾値内であれば生体と判定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６９４２３８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、登録した複数の部位の皮膚表面の生体インピーダンスの比率で認証を行うため、手の複数の部位を当てる必要があり、感知メカニズムが大型化する。また、特許文献２では、指の形に合わせた複数の電極列により、指表面の凹凸で個人認証するため、遠隔操作とは別に認証用の操作が必要となる。即ち、先行技術の生体認証方式では、認証処理を強い、携帯電子機器操作の即応性を損なっており、付加的な操作を要し、認証機能の利用率の低下による、実効的なセキュリティー性能の劣化を生じる可能性が有る。また、手形状は人により異なるため、先行技術では認証に時間が掛かるという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザーが意図することなく、機器を持った手で個人認証が可能な携帯電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の携帯電子機器は、筐体と、前記筐体に設けられ、差動駆動される少なくとも一対の電極を含む差動アンテナ電極と、前記筐体に設けられ、少なくとも一重に巻回された導線を含む受信ループアンテナ電極と、前記差動アンテナ電極からの出力と前記受信ループアンテナ電極で受信した入力との間の出入力関係に基づき個人認証を行う。
【０００７】
前記携帯電子機器は、前記筐体に少なくとも二つの窪みが設けられ、各窪み内に前記差動アンテナ電極と前記受信ループアンテナ電極が設けられることが好ましい。
【０００８】
前記携帯電子機器は、前記差動アンテナ電極と前記受信ループアンテナ電極に接触するユーザーの指の組み合わせと前記出入力関係とを組み合わせたテンプレートを備えることが好ましい。
【０００９】
前記携帯電子機器は、前記筐体への他の機器の接続を検出したら、当該他の機器接続時の前記出入力関係を示したテンプレートを使用することが好ましい。
【００１０】
前記携帯電子機器は、前記筐体に取り付けられたカバーまたはユーザーが使用する手袋を検出したら、カバーまたは手袋検出時の前記出入力関係を示したテンプレートを使用することが好ましい。
【００１１】
前記携帯電子機器は、ペースメーカーの信号を検出したら動作停止することが好ましい。
【００１２】
前記携帯電子機器は、複数の差動アンテナ電極と複数の受信ループアンテナ電極とを備えることが好ましい。
【００１３】
前記携帯電子機器は、前記受信ループアンテナ電極が、前記筐体内の基板からの輻射を検出し、検出した値の変動に基づき認証制御部が本人認証を行うことが好ましい。
【００１４】
前記携帯電子機器は、前記受信ループアンテナ電極が、人体を経由した高周波信号を検出し、検出した値の変動に基づき認証制御部が本人認証を行うことが好ましい。
【００１５】
前記携帯電子機器は、前記差動アンテナ電極に所定の電圧を印加する電圧印加部と、当該印加された電圧に対応して前記受信ループアンテナ電極において発生する電圧を検出する電圧検出部とを含む起動検出部を備え、前記起動検出部は、前記受信ループアンテナ電極において所定の閾値電圧以上の電圧を検出した場合に、起動検出を個人認証処理部に通知することが好ましい。
【００１６】
前記携帯電子機器は、前記電圧印加部は前記差動アンテナ電極に第１の周波数で電圧を印加し、前記電圧検出部が前記受信ループアンテナ電極における前記閾値電圧以上の前記第１の周波数の電圧を検出した場合に、前記電圧印加部は前記差動アンテナ電極に第２の周波数で電圧を印加し、前記電圧検出部が前記受信ループアンテナ電極における前記第２の周波数の電圧を検出した場合に、前記起動検出部は、前記受信ループアンテナ電極に前記第１の周波数で印加された電圧と、前記受信ループアンテナ電極で検出された前記第２の周波数の電圧との比から、人が携帯電子機器に触れたことの判定を行い、起動検出を個人認証処理部に通知することが好ましい。
【００１７】
前記携帯電子機器は、前記電圧検出部が、前記受信ループアンテナ電極において、前記差動アンテナ電極に印加された電圧よりも、長くかつ一定の間隔をおいた電圧を検出した場合は、前記起動検出部は、起動検出を個人認証処理部に通知することが好ましい。
【００１８】
前記携帯電子機器は、認証後に認証の閾値を拡大する閾値切替部を備えることが好ましい。
【００１９】
前記携帯電子機器は、他の個人認証方法を併用する場合、当該他の個人認証方法と前記出入力関係に基づき個人認証を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、携帯電子機器を持ったユーザーの生体インピーダンスの周波数特性を生体情報として用いることで、本人認証の操作性を向上でき、また、生体インピーダンスの検出によりロック解除機能をスムーズに起動することが可能である。そして、ユーザーが意図することなく、携帯電子機器を持った手の電気的な特性を生体情報として用いるため、ユーザーにとって利便性の良い携帯電子機器を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る携帯電子機器の一実施形態の外観図。
【図２】本発明に係る携帯電子機器の差動アンテナ電極と受信ループアンテナ電極との動作を示す概念図。
【図３】本発明に係る携帯電子機器の差動アンテナ電極と受信アンテナ電極の動作を示す概念図。
【図４】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態を示すブロック図。
【図５】（ａ）本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態２を示すブロック図、（ｂ）差動アンテナ電極の一例を示す概念図。
【図６】（ａ）携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置の実施形態３を示すブロック図、（ｂ）差動アンテナ電極に４本の指を接触させたことを示す概念図、（ｃ）差動アンテナ電極に２本の指を接触させたことを示す概念図。
【図７】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態４を示すブロック図。
【図８】実施形態３または実施形態４の手順を示すフローチャート図。
【図９】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態５を示すブロック図。
【図１０】実施形態５の手順を示すフローチャート図。
【図１１】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態６を示すブロック図。
【図１２】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態７を示すブロック図。
【図１３】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態８を示すブロック図。
【図１４】実施形態８の動作を示す送信信号と受信信号の波形図、（ａ）差動アンテナ電極からの送信信号、（ｂ）受信ループアンテナ電極での受信信号。
【図１５】実施形態８の手順を示すフローチャート図。
【図１６】実施形態８の変形例１の動作を示す送信信号と受信信号の波形図、（ａ）差動アンテナ電極からの送信信号、（ｂ）手で触れた場合の受信ループアンテナ電極での受信信号、（ｃ）動体制の接触物が触れた場合の受信ループアンテナ電極での受信信号。
【図１７】図１６に基づく実施形態８の変形例１の手順を示すフローチャート図。
【図１８】実施形態８の変形例２の動作を示す送信信号と受信信号の波形図、（ａ）差動アンテナ電極からの送信信号、（ｂ）タッピングによる受信ループアンテナ電極での受信信号。
【図１９】本発明に係る携帯電子機器のユーザーインターフェースの実施例１を示す外観図、（ａ）ＯＮ状態、（ｂ）ＯＦＦ状態。
【図２０】本発明に係る携帯電子機器のユーザーインターフェースの実施例２を示す外観図、（ａ）ＯＮ状態、（ｂ）ＯＦＦ状態。
【図２１】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態９を示すブロック図。
【図２２】実施形態９の動作の一例を説明するグラフ。
【図２３】本発明に係る携帯電子機器に内蔵された個人認証装置の実施形態１０を示すブロック図。
【図２４】実施形態１０のタッチパネル上で描かれたサインの一部とサインの測定点における偏差を示した模式図。
【図２５】実施形態１０の変形例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る携帯電子機器の好適な実施形態を、図１〜図２５に基づいて詳述する。
【００２３】
図１は本発明の携帯電子機器の一実施形態の外観図である。
【００２４】
実施形態の携帯電子機器１は、例えば、スマートフォン等の携帯電話、タブレット、携帯測定器等であり、筐体２とディスプレイ３とからなる。ディスプレイ３は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等であり、指やペンを接触させて各種の処理を行うＵＩ（ユーザーインターフェース）型のタッチパネルでもある。筐体２の両側面には、それぞれ窪み４が設けられ、窪み４には、筐体２に内蔵された後述する個人認証装置１０の差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２とが設けられている。この窪みに指５を合わせることにより、携帯電子機器１の手６での持ち方が固定される。携帯電子機器１は、差動アンテナ電極１１からの出力と受信ループアンテナ電極１２で受信した入力との間の出入力関係に基づき個人認証を行う。実施例では、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２が、筐体２の側面に設けられているが、ディスプレイ３に一体的に設けられていても良い。
【００２５】
図２は、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２との動作を示す概念図である。
【００２６】
差動アンテナ電極１１は、一対の電極１１ａ、１１ｂおよび増幅器１１ｃからなり、受信ループアンテナ電極１２は、一対の電極１２ａ、１２ｂと、増幅器１２ｄと、少なくとも一重に巻回された導線１２ｃとからなる。指５または手６の内部は、皮膚５ａ、皮下組織５ｂ、骨と腱と筋肉等の内部組織５ｃからなる。差動アンテナ電極１１から、例えば、内部組織５ｃまで到達可能な３０ＭＨｚから５００ＭＨｚの高周波の電界を発生させ、内部組織５ｃを透過して受信ループアンテナ電極１２で受信する。差動アンテナ電極１１から発生した発生電界が指５または手６内部を内部電界として伝わり、内部電界により指５または手６内部の組織に流れる内部電流によって生じた発生磁界を受信ループアンテナ電極１２で検出する。本人の特定は、所定時間毎に一定の周波数（例えば、５０ＭＨｚ）順に低い周波数側から周波数を上げていき（または高い周波数側から周波数を下げていき）、周波数毎にレベルの異なる受信波を受信して、各周波数における無線信号の減衰量が人により異なる生体インピーダンス特性を利用する。また、パルス波形等の複数の周波数成分を含む複数の波形を用い、波形毎の減衰量が人により異なる生体情報を利用してもよい。
【００２７】
図３は、図２とほぼ同じであるが、差動アンテナ電極１１から発生した発生電界が指５または手６内部を内部電界として伝わり、内部電界が、指５の外に漏れたことで生じる発生電界を、一対の電極１３ａ、１３ｂおよび増幅器１３ｃからなる受信アンテナ電極１３で検出している。
【００２８】
図４は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態１を示すブロック図である。
【００２９】
携帯電子機器１を持った手６の生体インピーダンスにより個人認証を行う個人認証装置１０は、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２と認証制御部２０とからなる。生体インピーダンス処理を実施する認証制御部２０は、電気信号出力制御部２１と、個人認証処理部２２と本人認証のテンプレート４０を保存するメモリ部２３と閾値が登録されている閾値部２４からなる。電気信号出力制御部２１は、指５に印加する電気信号を出力し差動アンテナ電極１１に送信し、差動アンテナ電極１１は、電気信号出力制御部２１からの電気信号を指５に送る。個人認証処理部２２は、受信ループアンテナ電極１２で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードをテンプレート４０と比較する。差異が、閾値部２４に登録されている閾値範囲内の場合、携帯電子機器１を持ったユーザーを、正規のユーザーとして認証する。
【００３０】
差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２とが、筐体２の表面に露出して指５に直接接触し、生体インピーダンスを測定する接触アンテナ電極型を説明したが、特にこの構成に限定されない。例えば、静電対策を容易にするために、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２とが筐体２内部にあり、ユーザーの手６と静電結合する静電結合アンテナ電極型で、生体インピーダンスを測定しても良い。また、接触アンテナ電極と静電結合アンテナ電極を併用しても良い。併用することにより、手６とアンテナ電極間の距離が一定になり、生体インピーダンスの取得値が安定する。
【００３１】
携帯電子機器１を持ったユーザーの生体インピーダンスの周波数特性を生体情報として用いることで、本人認証の操作性を向上でき、また、生体インピーダンスの検出によりロック解除機能をスムーズに起動することが可能である。そして、ユーザーが意図することなく、携帯電子機器１を持った手の電気的な特性を生体情報として用いるため、ユーザーにとって利便性の良い携帯電子機器を提供することが可能である。また、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２の駆動方法は静電と不平衡で切り替えても良く、生体インピーダンスを測定する場所が増え、精度が向上する可能性がある。
【００３２】
図５（ａ）は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態２を示すブロック図で、（ｂ）は、差動アンテナ電極１１の一例を示す概念図である。
【００３３】
筐体２の上部には、個人認証装置１０の差動アンテナ電極１１のボタン１１ｄが設けられている。ボタン１１ｄを押すことにより差動アンテナ電極１１から指５に電気信号が印加する。携帯電子機器１の機能や使用方法に合わせてボタン式を選択できる。
【００３４】
図６（ａ）は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態３を示すブロック図で、（ｂ）は差動アンテナ電極１１に４本の指５を接触させたことを示す概念図、（ｃ）は差動アンテナ電極１１に２本の指５を接触させたことを示す概念図である。
【００３５】
実施形態１と異なる点は、差動アンテナ電極１１が縦長である、メモリ部２３に保存してあるテンプレート４０が複数ある、テンプレート切替部２５が個人認証処理部２２とメモリ部２３との間に配置されていることである。その他の構成は、実施形態１と同じであり、説明を省略する。
【００３６】
４本の指５を差動アンテナ電極１１に接触させた場合、受信ループアンテナ電極１２で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードを第１テンプレート４１に記憶させる（図６（ｂ）参照）。また、２本の指５、例えば中指と人差し指を差動アンテナ電極１１に接触させた場合の生体インピーダンスに基づくコードを第２テンプレート４２に記憶させる（図６（ｃ）参照）。即ち、メモリ部２３は、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２に接触するユーザーの指５の組み合わせと出入力関係とを組み合わせた複数のテンプレート４０を保存する。そして、接触した指５の組み合わせの複数のテンプレート４０に学習させ、指５の組み合わせを用いることにより、認証精度が向上する可能性がある。
【００３７】
図７は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態４を示すブロック図である。実施形態４は、実施形態３とほぼ同じである。
【００３８】
テンプレート切替部２５で筐体２への他の機器、例えばＵＳＢケーブル、の接続を検出した場合、ＵＳＢ接続時の出力関係を示した、例えばＵＳＢ接続テンプレート４０に切り替える。この切り替えを行うことにより、ケーブルの影響によるインピーダンス特性の変動を考慮でき、認証精度を向上させることが可能である。また、筐体２に取り付けられたカバーまたはユーザーが使用する手袋等を検出したら、テンプレート切替部２５でカバーまたは手袋検出時の出入力関係を示したテンプレート４０に切り替えることにより認証精度が向上する。そして、携帯電子機器１にカバーがある場合は、筐体２にカバーが設けられ、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２がカバーと一体に設けられていても良い。
【００３９】
図８は、実施形態３または実施形態４の手順を示すフローチャート図である。
【００４０】
テンプレート切替部２５は、筐体２への他の機器、例えばＵＳＢケーブル、が接続されたか否かを判定する（ステップＳ１）。ＵＳＢ接続を検出した場合（ステップＳ１がＹＥＳ）、ＵＳＢ接続テンプレートに切り替える。ＵＳＢ接続を検出しない場合（ステップＳ１がＮＯ）、テンプレート切替を実行する（ステップＳ２）。次に、個人認証処理部２２は、受信ループアンテナ電極１２で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードをテンプレート４０と比較する（ステップＳ３）。複数のテンプレート４０の中から利用可能なユーザーであるか否かを判定する（ステップＳ４）。コードの差異が、閾値部２４に登録されている閾値範囲内の場合（ステップＳ４がＹＥＳ）、携帯電子機器１を持ったユーザーを、正規のユーザーとして認証し、ディスプレイ３である表示画面のロックを解除する（ステップＳ５）。コードの差異が閾値範囲外である場合（ステップＳ４がＮＯ）、処理を終了し、表示画面のロックを解除しない。
【００４１】
図９は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態５を示すブロック図である。
【００４２】
実施形態１と異なる点は、他機器検出部２６が設けていることである。他機器検出部２６は、ペースメーカー等の他機器の信号を検出すると個人認証装置１０の動作を停止させる。このことにより、ペースメーカー等の他機器の動作を妨げなくて済む。
【００４３】
図１０は、実施形態５の手順を示すフローチャート図である。
【００４４】
ペースメーカー等の他機器が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。ペースメーカー等の他機器を検出しない場合（ステップＳ１０がＮＯ）、個人認証処理を実行する（ステップＳ１１）。個人認証処理部２２は、受信ループアンテナ電極１２で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードをテンプレート４０と比較する（ステップＳ１２）。利用可能なユーザーであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。コードの差異が、閾値部２４に登録されている閾値範囲内の場合（ステップＳ１２がＹＥＳ）、携帯電子機器１を持ったユーザーを、正規のユーザーとして認証し、ディスプレイ３である表示画面のロックを解除する（ステップＳ１３）。ペースメーカー等の他機器を検出した場合（ステップＳ１０がＹＥＳ）と、コードの差異が閾値範囲外である場合（ステップＳ１２がＮＯ）は、処理を終了し、表示画面のロックを解除しない。
【００４５】
図１１は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態６を示すブロック図である。
【００４６】
実施形態３と異なる点は、複数の差動アンテナ電極１１と複数の受信ループアンテナ電極１２とを備え、複数の差動アンテナ電極１１側には送信電極切替部２７が設けられ、複数の受信ループアンテナ電極１２側には受信電極切替部２８が設けられていることである。電気信号出力制御部２１は、電気信号を出力し、送信電極切替部２７で出力先を切り替え、例えば、差動アンテナ電極１１１に送信し、差動アンテナ電極１１１は、電気信号出力制御部２１からの電気信号を指５に送る。差動アンテナ電極１１１の送信信号を、例えば、受信ループアンテナ電極１２３で受信し、受信した電気信号は、受信電極切替部２８から個人認証処理部２２に送信される。受信ループアンテナ電極１２３で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードを、複数のテンプレート４０の中から差異が、閾値部２４に登録されている閾値範囲内のテンプレート４０を探す。コードが一致したテンプレート４０がある場合は、携帯電子機器１を持ったユーザーを、正規のユーザーとして認証する。複数の差動アンテナ電極１１と複数の受信ループアンテナ電極１２との組み合わせで、複数個所の生体インピーダンスを利用して認証精度の向上を図ることが可能である。
【００４７】
図１２は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態７を示すブロック図である。
【００４８】
個人認証装置１０は、受信ループアンテナ電極１２と認証制御部２０からなる。筐体２内の基板からの輻射を受信ループアンテナ電極１２で検出し、個人認証処理部２２は、検出した値の変動で本人認証を行う。また、個人認証処理部２２は、受信ループアンテナ電極１２で検出した、手６を経由した高周波（ＲＦ）信号の変動で本人認証を行っても良い。上述の方法であれば、個人認証装置１０は、信号生成系が不要とすることが可能となる。
【００４９】
図１３は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態８を示すブロック図である。
【００５０】
実施形態１と異なる点は、起動検出部３０と制御部３１が設けられていることである。起動検出部３０は、電圧印加部３２と電圧検出部３３とを備えている。実施形態８では、ＡＣ信号による生体インピーダンスの変動を検出して起動する個人認証装置１０である。電圧印加部３２は、所定のＡＣ信号を差動アンテナ電極１１に印加する。電圧検出部３３は、受信ループアンテナ電極１２の受信信号の変化から印加された電圧を検出する。そして、受信ループアンテナ電極１２の受信信号の変化から、ユーザーが携帯電子機器１に触れたことで生じる、起動を検出する。起動検出部３０は、起動検出を個人認証処理部２２に通知する。個人認証処理部２２は、受信ループアンテナ電極１２で受信した電気信号から求めた生体インピーダンスに基づくコードをテンプレート４０と比較して、差異が、閾値部２４に登録されている閾値範囲内の場合、携帯電子機器１を持ったユーザーを、正規のユーザーとして認証する。制御部３１は、個人認証処理部２２でユーザーが本人と判別された場合に、ディスプレイ３である表示画面のロックを解除する。尚、制御部３１は、実施形態８で記載されているが、上述の他の実施形態１〜７で備えていても良い。
【００５１】
個人認証処理と異なり、起動検出の場合は周波数安定性を要しないため、消費電力を減らすことが可能である。また、差動アンテナ電極１１と受信ループアンテナ電極１２が筐体２内にある場合でも検出が可能となる。
【００５２】
図１４は、実施形態８の動作を示す送信信号と受信信号の波形図で、（ａ）は差動アンテナ電極１１からの送信信号を示し、（ｂ）は受信ループアンテナ電極１２での受信信号を示す。携帯電子機器１に触れると、受信ループアンテナ電極１２は受信信号を受信する。
【００５３】
電圧印加部３２は、差動アンテナ電極１１に一定時間毎にＡＣの送信信号を印加する。受信ループアンテナ電極１２からの受信信号の電圧を電圧検出部３３で検出し、受信ループアンテナ電極１２に電圧が検出された場合に、起動検出部３０は起動検出を個人認証処理部２２に通知する。これにより、携帯電子機器１を持ったユーザーの手６を通した信号の検出による、起動検出が可能となり、手６で持たない場合は電流が流れないことから、表示画面のロック状態での消費電力を削減することが可能となる。また、ＡＣで起動検出を行い、次に異なる周波数で生体であることを判定し、個人認証処理部２２を起動しても良い。これにより、導電性の物に触れたことによる、誤作動を防止し、消費電力を減らことが可能となる。 
【００５４】
図１５は、実施形態８の手順を示すフローチャート図である。
【００５５】
電圧印加部３２は、差動アンテナ電極１１に一定時間毎にＡＣの送信信号を印加する（ステップＳ２０）。電圧検出部３３は受信ループアンテナ電極１２での受信信号の印加電圧検出の有無を判定する（ステップＳ２１）。印加電圧が検出された場合（ステップＳ２１がＹＥＳ）、起動検出部３０は、個人認証処理部２２に起動検出を通知する（ステップＳ２２）。印加電圧が検出されない場合（ステップＳ２１がＮＯ）、は印加電圧が検出するまで、ステップＳ２０とステップＳ２１を繰り返す。印加電圧が検出されない場合とは、ユーザーが携帯電子機器１に触っていない状態である。
【００５６】
図１６は、実施形態８の変形例１の動作を示す送信信号と受信信号の波形図で、（ａ）は、差動アンテナ電極１１からの送信信号を示し、（ｂ）は、手で触れた場合の受信ループアンテナ電極１２での受信信号を示し、（ｃ）は、導電性の接触物が触れた場合の受信ループアンテナ電極１２での受信信号を示す。
【００５７】
電圧印加部３２は、差動アンテナ電極１１に一定時間毎にＡＣの第１の周波数信号で電圧Ｖ１を印加する。受信ループアンテナ電極１２で閾値電圧Ｖ０以上の第１の周波数信号の電圧Ｖ１を検出すると、電圧印加部３２は、差動アンテナ電極１１に一定時間毎に第１の周波数信号と異なる第２の周波数信号で電圧Ｖ１を印加する（図１６（ａ）参照）。電圧検出部３３は、第１の周波数信号の電圧Ｖ２と第２の周波数信号の電圧Ｖ３との比ｒ＝Ｖ３／Ｖ２が電圧比ｒ１以下（ｒ≦ｒ１）または電圧比ｒ２以上（ｒ≧ｒ２）となることが検出された場合は（ｒ１＜ｒ２）、人が携帯電子機器１に触れたと判定する。図１６（ｂ）では、生体インピーダンス特性により、受信された第２の周波数信号は、電圧Ｖ２と異なる電圧Ｖ３となる。そして、起動検出部３０は、個人認証処理部２２に起動検出を通知する。電圧検出部３３は、電圧比ｒ１と電圧比ｒ２の間の電圧比ｒ＝Ｖ５／Ｖ４が検出される場合は（ｒ１＜ｒ＜ｒ２）、人以外の導電性のものに接触したことによる誤動作と判定する（図１６（ｃ）参照）。二つの信号の受信状態をテンプレート４０と比較して生体であることを検出することで、導電性の物に接触したことによる誤検出を防止することが可能である。
【００５８】
図１７は、図１６に基づく実施形態８の変形例１の手順を示すフローチャート図である。
【００５９】
電圧印加部３２は、差動アンテナ電極１１に一定時間毎にＡＣの第１の周波数信号の電圧Ｖ１を印加する（ステップＳ３０）。電圧検出部３３は、受信ループアンテナ電極１２で受信した信号が閾値電圧Ｖ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。第１の周波数信号の電圧が閾値電圧Ｖ０以上と検出した場合（ステップＳ３１がＹＥＳ）、電圧印加部３２は、差動アンテナ電極１１に一定時間毎に第１の周波数信号と異なる第２の周波数信号を印加する（ステップＳ３２）。閾値電圧Ｖ０以上の第１の周波数信号が検出されない場合（ステップＳ３１がＮＯ）、携帯電子機器１に何も触れていない状態であるのでステップＳ３０に戻る。電圧検出部３３は、第１の周波数信号の電圧と第２の周波数信号の電圧の比ｒが、電圧比ｒ１、ｒ２の間の値で有るか否かを判定する（ステップＳ３３）。電圧比ｒがｒ１以下またはｒ２以上ｒがある場合（ステップ３３がＹＥＳ）、人が携帯電子機器１に触れたと判定して、起動検出部３０は、個人認証処理部２２に起動検出を通知する（ステップＳ３４）。電圧比ｒがｒ１より大きくｒ２より小さい場合（ステップ３３がＮＯ）、電圧検出部３３は、人以外の導電性のものに接触したことによる誤動作と判定して、ステップＳ３０に戻る。
【００６０】
図１８は、実施形態８の変形例２の動作を示す送信信号と受信信号の波形図で、（ａ）は、差動アンテナ電極１１からの送信信号を示し、（ｂ）は、タッピングによる受信ループアンテナ電極１２での受信信号を示している。
【００６１】
タッピングがあると、差動アンテナ電極１１に印加された電圧よりも長くかつ一定の間隔をおいた電圧になる（図１６（ｂ）参照）。電圧検出部３３は、タッピングによるインピーダンス変動を検出して起動検出することにより、導電性の物に触れたことによる、誤作動を防止することが可能である。 
【００６２】
図１９は、ユーザーインターフェースの実施例１を示す外観図で、（ａ）はＯＮ状態を示し、（ｂ）はＯＦＦ状態を示す。
【００６３】
携帯電子機器１のディスプレイ３には、自動検出機能の設定ボタン３５と感度設定部３６とが表示されている。設定ボタン３５は、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」表示を行い、自動検出機能の「有効」と「無効」の切替スイッチでもある。設定ボタン３５は、「ＯＮ−ＯＦＦ」のトグルスイッチで、設定ボタン３５をクリックすることで、「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の表示が切り替わる。「ＯＮ」では感度設定部３６が表示され、感度設定部３６の設定の変更の入力を受け付け、「ＯＦＦ」では感度設定部３６は表示されないか又はグレイアウトして感度設定部３６が操作できないようにしている。感度設定部３６は、起動検出部３０での、携帯電子機器１を人が持ったと判定する閾値電圧Ｖ０設定の入力を受け付ける。感度設定部３６のレベルマーカ３６ａは、ユーザーがスライドさせることで、感度の高低の設定入力を受け付け、設定状態を表示する。第１の感度（高い）、第２の感度（低い）の間の値に、絶対値、または相対値で設定値を入力できれば、プログレスメーターや、数値の直接入力等の表記を用いてもよい。
【００６４】
図２０は、ユーザーインターフェースの実施例２を示す外観図で、（ａ）はＯＮ状態を示し、（ｂ）はＯＦＦ状態を示す。
【００６５】
携帯電子機器１のディスプレイ３には、自動生体検出機能の設定ボタン３７と検出比設定部３８とが表示されている。設定ボタン３７は、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」表示を行い、自動検出機能の有効、無効の切替スイッチでもある。設定ボタン３７は、「ＯＮ−ＯＦＦ」のトグルスイッチで、設定ボタン３７をクリックすることで、「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の表示が切り替わり、自動生体検出機能の有効、無効の状態をユーザーに通知すると共に、設定の変更の入力を受け付ける。「ＯＮ」では検出比設定部３８が表示され、検出比設定部３８の設定の変更の入力を受け付け、「ＯＦＦ」では検出比設定部３８は表示されないか又はグレイアウトして検出比設定部３８が操作できないようにしている。検出比設定部３８は、携帯電子機器１を人が持ったと判定する第１の周波数信号の電圧Ｖ１と、第２の周波数信号の電圧Ｖ２の比（ｒ１、ｒ２）の設定の入力を受け付ける。検出比設定部３８のレベルマーカ３８ａは、ユーザーがスライドさせることで、比の大小の設定入力を受け付け、設定状態を表示する。第一の比（高い）、第二の比（低い）の間の値に、絶対値、または相対値で設定値を入力できれば、プログレスメーターや、数値の直接入力等の表記を用いてもよい。
【００６６】
図２１は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態９を示すブロック図である。
【００６７】
実施形態１と異なる点は、閾値切替部２４Ｓが設けられ、閾値部２４には複数の閾値、第１閾値２４ａ、第２閾値２４ｂ、第３閾値２４ｃ・・・が登録されていることである。個人認証処理部２２は、各周波数のチャネルの数値列である特徴量とテンプレート４０の本人数値列とを比較して、一定に許容量である、閾値部２４に登録されている閾値範囲内であれば、本人と判別する。その際、本人と判定する閾値が複数あれば、状況に応じて選択できる。例えば、携帯電子機器１の持ち方等により、常に本人テンプレート４０からの偏差が存在し、特に、携帯電子機器１を持った直後等、持ち方が安定しない状態では、偏差が大きくなることが想定される。偏差の大きさに合わせて閾値切替部２４Ｓは、閾値の値を、例えば拡大する方向（第１閾値２４ａ→第３閾値２４ｃ）に切り替える。複数の閾値２４ａ、２４ｂ、２４ｃ・・・があれば、ロック解除時等、持ち方が安定しないことで偏差が大きい場合でも、本人と判定し、速やかにロックが解除でき、本人認証の操作性を向上させることが可能である。
【００６８】
図２２は、実施形態９の動作の一例を説明するグラフである。
【００６９】
縦軸に通過特性を示し、横軸に周波数を取り、中央の太線がテンプレート４０に登録されている本人の数値列である。点線は第１閾値２４ａの範囲を示し、破線は第２閾値２４ｂの範囲を示し、一点鎖線は第３閾値２４ｃの範囲を示している。以下、範囲の一例を列挙する。尚、閾値の範囲の大きさは、第１閾値２４ａ＜第２閾値２４ｂ＜第３閾値２４ｃである。
【００７０】
（１）通常時（携帯電子機器１の持ち方が安定している時）は、偏差＜第１閾値２４ａの場合は本人と判定し、偏差＞第１閾値２４ａの場合は本人でないと判定する。
（２）ロック解除時は、偏差＜第２閾値２４ｂの場合は本人と判定し、偏差＞第２閾値２４ｂの場合は本人でないと判定する。
（３）ディスプレイ３のＯＦＦ時は、偏差＜第３閾値２４ｃの場合は本人と判定し、偏差＞第３閾値２４ｃの場合は本人でないと判定する。
上述の判定は、一例であり、特に限定されない。
【００７１】
上述の他、既にロックが解除されていて、本人が携帯電子機器１の操作を継続していることが想定される場合は、第３閾値２４ｃのより大きな閾値に設定することが可能である。例えば、表示された内容を紙に書き写すなど、持ち方が通常時から変化しても、閾値が大きいことで、ロック状態への移行を回避できる。また、継続認証により（一度、標準の閾値で本人と認証し、その後、第３閾値２４ｃにより本人と判定され続けている）、第三者の操作を回避できる。更に、各チャネルの値に対する重み付け数値列を、切り替えることも可能である。ロック解除直後でも安定しているチャネルの重みを増すことで、操作性を損なわずに、誤拒否率を低減することが可能である。 
【００７２】
図２３は、携帯電子機器１に内蔵された個人認証装置１０の実施形態１０を示すブロック図であり、他の個人認証方法を併用する携帯電子機器１の一例を示す。
【００７３】
実施形態１と異なる点は、受信ループアンテナ電極１２の受信信号を検知する検波部５０と受信信号の数値列である特徴量を抽出する特徴量抽出部５１を備えている。また、ディスプレイ３のタッチパネル３Ｓからの座標信号や押圧信号等を受けてサイン認証を行うサイン認証部５２を備えている。サイン認証部５２によるサイン認証と認証制御部２０による生体インピーダンスに基づく個人認証を同時に実行し、サインの操作による操作による本人テンプレート４０Ｓからの偏差の数値列を第２の特徴量とする。
【００７４】
図２４は、実施形態１０のタッチパネル３Ｓ上で描かれたサインの一部とサインの測定点における偏差を示した模式図である。
【００７５】
サインは実線カーブ曲線で表している。サイン認証部５２は、各測定点（図中矢印参照）での生体インピーダンスの変動と本人テンプレート４０Ｓに登録された本人の特徴量とを比較する。各グラフの、直線（破線参照）がテンプレート４０Ｓに登録された本人の特徴量を示し、曲線（実線参照）が生体インピーダンスの変動を示す。サインの書き方の癖とサイン認証操作の癖による生体インピーダンス変動を併用することにより、より高い本人認証の判別精度を得ることが可能である。
【００７６】
図２５は、実施形態１０の変形例を示すブロック図である。
【００７７】
実施形態１０では、インピーダンス変動検出部５５とサイン軌跡検出部５６と複合認証部５７とを備えている。インピーダンス変動検出部５５は、受信ループアンテナ電極１２の受信信号から生体インピーダンスの変動を検出する。サイン軌跡検出部５６は、タッチパネル３Ｓからのサイン信号を検出する。複合認証部５７は、インピーダンス変動検出部５５とサイン軌跡検出部５６とで検出した信号をテンプレート４０と比較して、閾値部２４に登録されている閾値範囲内であれば、本人と認証する。
【００７８】
サインについて述べたが、これに限定されず、他の個人認証方法を併用することが可能である。例えば、パスコード入力と併用し、パスコードを押す際の生体インピーダンス偏差を特徴量に用いても良い。コードの一致と、コード入力操作のクセ（コードによりタッチパネルを押す位置が変化し生体インピーダンスが変動する）を併用することで、認証精度を向上することが可能である。また、モーション認証と併用し、操作中の生体インピーダンスの変位を特徴量に追加しても良い。モーションは同じでも、モーション操作時のクセを併用することで、認証精度を向上することが可能である。更に、指紋、虹彩、顔認証と併用し、認証操作中の生体インピーダンスを特徴量に追加しても良い。偽造された指紋、虹彩写真、顔写真を使われても、認証操作のクセを併用することで、認証精度を向上することが可能である。
【００７９】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る携帯電子機器は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン等の個人認証を必要とし、携帯電子機器を持った手で簡単に個人認証が行える用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１：携帯電子機器
２：筐体
３：ディスプレイ
４：窪み
５：指
６：手
１０：個人認証装置
１１：差動アンテナ電極
１２：受信ループアンテナ電極
２０：認証制御部
２１：電気信号出力制御部
２２：個人認証処理部
２３：メモリ部
２４：閾値部
２４Ｓ：閾値切替部
２５：テンプレート切替部
２６：他機器検出部
３０：起動検出部
３２：電圧印加部
３３：電圧検出部
４０：テンプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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