(57)【要約】【課題】心電位による登録者の認証精度を向上させることができる認証端末を提供する。【解決手段】認証端末は、対象者の人体に装着される筐体と、前記筐体に設けられ、生体情報としての測定電位を測定する第１電極及び第２電極と、前記筐体に設けられ、筋電位を測定するための測定光を前記対象者の前記人体へと照射する発光部と、前記測定光を受光して筋電位に対応する筋電位情報を出力する受光部と、前記筋電位情報が示す筋電位、及び、前記第１電極及び前記第２電極の間の測定電位から算出した心電位に基づいて生成した認証情報を他の装置へ出力する端末側制御部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者の人体に装着される筐体と、
前記筐体に設けられ、生体情報としての測定電位を測定する第１電極及び第２電極と、
前記筐体に設けられ、筋電位を測定するための測定光を前記対象者の前記人体へと照射する発光部と、
前記測定光を受光して筋電位に対応する筋電位情報を出力する受光部と、
前記筋電位情報が示す筋電位、及び、前記第１電極及び前記第２電極の間の測定電位から算出した心電位に基づいて生成した認証情報を他の装置へ出力する端末側制御部と、
を備える認証端末。
【請求項２】
前記筐体は、リング状であって、
前記第１電極は、前記筐体の内側に設けられ、
前記第２電極は、前記筐体の外側に設けられ、
前記測定電位は前記第１電極及び前記第２電極の両方に前記対象者の前記人体の一部を接触させることによって測定される
請求項１に記載の認証端末。
【請求項３】
前記端末側制御部は、前記筋電位情報が示す筋電位と、前記対象者が予め登録した判定用筋電位とに基づいて、前記認証端末の装着位置が適正か否かを判定し、適正と判定した場合、前記認証情報を生成し、不適正と判定した場合、前記対象者に装着位置が不適正であることを報知する
請求項１または請求項２に記載の認証端末。
【請求項４】
前記端末側制御部は、前記筋電位情報が示す前記筋電位の振幅を補正した前記筋電位を前記測定電位から除去して前記心電位を算出する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の認証端末。
【請求項５】
前記発光部は、青色の光を前記測定光として照射する
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の認証端末。
【請求項６】
前記端末側制御部は、前記心電位に基づいて、前記対象者が予め設定された登録者データベースに登録されているか否かを判定した判定結果を前記認証情報として出力する
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の認証端末。
【請求項７】
前記端末側制御部は、指紋または指静脈に基づいて、前記対象者が予め設定された前記登録者データベースに登録されているか否かを判定した判定結果を前記認証情報として出力する
請求項６に記載の認証端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の生体信号に基づいて、対象者を認証する認証端末が知られている。例えば、認証端末は、一対の電極によって対象者の心電位を人体の生体信号として測定して、予め登録されたデータと当該心電位とを比較して、対象者が登録されている登録者か否かを判定している。
【０００３】
しかしながら、一対の電極で測定した電位は心電位以外の筋電位等も含むので、上述の認証端末の認証精度は低い。従って、測定した電位に含まれる筋電位等のノイズをバンドパスフィルターで除去して、認証の精度を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３９７３７号公報
【特許文献２】特開２０１７−５１６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の装置は、対象者の状態によらず、バンドパスフィルターによって心電位に含まれる特定の周波数の成分を筋電位として一律に除去するので、筋電位の除去が不十分であるとともに、筋電位以外の心電位の一部も除去される。この結果、上述の装置は、心電位による登録者の認証の精度が十分でないといった課題がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、心電位による登録者の認証精度を向上させることができる認証端末を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の認証端末は、対象者の人体に装着される筐体と、前記筐体に設けられ、生体情報としての測定電位を測定する第１電極及び第２電極と、前記筐体に設けられ、筋電位を測定するための測定光を前記対象者の前記人体へと照射する発光部と、前記測定光を受光して筋電位に対応する筋電位情報を出力する受光部と、前記筋電位情報が示す筋電位、及び、前記第１電極及び前記第２電極の間の測定電位から算出した心電位に基づいて生成した認証情報を他の装置へ出力する端末側制御部と、を備える。
【０００８】
本発明の認証端末では、第１電極及び第２電極が心電位を含む測定電位を測定し、発光部及び受光部で筋電位を測定している。このように、認証端末は、電極とは別に発光部及び受光部を設けることによって、対象者の状態の変化による影響を低減して、筋電位の測定精度を向上させることができる。これにより、認証端末は、筋電位及び測定電位から算出する心電位の精度を向上させ、当該心電位による登録者の認証精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明の認証端末において、前記筐体は、リング状であって、前記第１電極は、前記筐体の内側に設けられ、前記第２電極は、前記筐体の外側に設けられ、前記測定電位は前記第１電極及び前記第２電極の両方に前記対象者の前記人体の一部を接触させることによって測定されてよい。
【００１０】
これにより、本発明の認証端末では、第１電極が対象者の一方の腕等に接触し、第２電極が対象者の他方の手の指に接触するので、第１電極と心臓までの経路と、第２電極と心臓までの経路との差分が大きくなる。この結果、認証端末は、心電位の測定精度を向上させることができる。
【００１１】
本発明の認証端末において、前記端末側制御部は、前記筋電位情報が示す筋電位と、前記対象者が予め登録した判定用筋電位とに基づいて、前記認証端末の装着位置が適正か否かを判定し、適正と判定した場合、前記認証情報を生成し、不適正と判定した場合、前記対象者に装着位置が不適正であることを報知してもよい。
【００１２】
このように、本発明の認証端末は、算出精度の高い筋電位及び判定用筋電位に基づいて、認証端末の装着位置が適正か否かを判定して、適正の場合には認証情報を生成し、不適正の場合には報知している。これにより、認証端末は、適正な装着位置で測定した心電位に基づく判定によって認証精度をより向上させることができる。
【００１３】
本発明の認証端末において、前記端末側制御部は、前記筋電位情報が示す前記筋電位の振幅を補正した前記筋電位を前記測定電位から除去して前記心電位を算出してもよい。
【００１４】
これにより、本発明の認証端末は、電極で測定した心電位を含む測定電位のスケールに、受光部が測定した筋電位のスケールを合わせることができるので、心電位の算出精度を向上させることができる。
【００１５】
本発明の認証端末において、前記発光部は、青色の光を前記測定光として照射してもよい。
【００１６】
これにより、本発明の認証端末は、人体内部の毛細血管等の影響を受けることなく、精度の高い筋電位を測定することができる。
【００１７】
本発明の認証端末において、前記端末側制御部は、前記心電位に基づいて、前記対象者が予め設定された登録者データベースに登録されているか否かを判定した判定結果を前記認証情報として出力してもよい。
【００１８】
これにより、本発明の認証端末は、出力する認証情報のデータ量を低減することができる。
【００１９】
本発明の認証端末において、前記端末側制御部は、指紋または指静脈に基づいて、前記対象者が予め設定された前記登録者データベースに登録されているか否かを判定した判定結果を前記認証情報として出力してもよい。
【００２０】
これにより、本発明の認証端末は、認証の堅牢性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態の認証端末の斜視図である。
【図２】図２は、装着状態の認証端末の外側の平面図である。
【図３】図３は、認証端末の内側の平面図である。
【図４】図４は、認証端末を含む認証システムの機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】図５は、一般的な人の心電位の波形を説明するグラフである。
【図６】図６は、登録者データベースの一例を示すテーブルである。
【図７】図７は、認証システムが実行する認証処理及び制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、認証端末が実行する登録処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の例示的な実施形態等の同様の構成要素には共通の符号を付与して、重複する説明を適宜省略する。
【００２３】
＜実施形態＞
実施形態の認証端末１０は、認証対象の人（以下、対象者ＯＰ）の手首等の近傍に装着されるブレスレット型の装置である。認証端末１０は、対象者ＯＰの心臓の電気的変化を電位で示した心電位を算出して、当該心電位に基づいて、認証端末１０を装着している対象者ＯＰが登録されている登録者か否かを判定する。認証端末１０は、判定結果を認証情報として出力する。認証端末１０の一例は、例えば、自動車等の車両のドアロックの解除またはエンジン等の駆動源を始動させるために対象者ＯＰを認証するスマートキーである。
【００２４】
図１は、実施形態の認証端末１０の斜視図である。図２は、装着状態の認証端末１０の外側の平面図である。図３は、認証端末１０の内側の平面図である。図１、図２及び図３に示すように、認証端末１０は、筐体１２と、第１電極１４と、第２電極１６と、発光部１８と、受光部２０と、報知部２２と、入力部２４と、端末側制御部２６と、を備える。
【００２５】
筐体１２は、例えば、中空のリング状に構成されている。筐体１２の内径は、認証端末１０を装着する対象者ＯＰの手首に装着できればよく、特に限定されるものではない。筐体１２は、例えば、樹脂等の絶縁材料で構成されている。
【００２６】
第１電極１４は、金属等の導電性の材料によって構成されている。第１電極１４は、端末側制御部２６と電気的に接続されている。第１電極１４は、筐体１２の内側に設けられている。
【００２７】
第２電極１６は、金属等の導電性の材料によって構成されている。第２電極１６は、端末側制御部２６と電気的に接続されている。第２電極１６は、筐体１２の外側に設けられている。第２電極１６は、筐体１２の周方向において、第１電極１４の近傍または同じ位置に設けられていることが好ましい。これにより、第２電極１６が対象者ＯＰの指Ｆｇによって押されると、第１電極１４が対象者ＯＰの腕Ａｒに接触することができる。
【００２８】
第１電極１４及び第２電極１６の両方が、対象者ＯＰの人体の一部に接触して生体情報としての測定電位を測定する。具体的には、対象者ＯＰが一方の手（例えば、右手）の指Ｆｇで第２電極１６に接触して押圧すると、第１電極１４は第２電極１６が接触している手とは反対側の腕Ａｒ（例えば、左腕）の手首近傍の表面に接触する。これにより、第１電極１４及び第２電極１６は、第１電極１４と第２電極１６との間の電位を測定電位として測定する。ここで、第１電極１４と第２電極１６との間には、対象者ＯＰの心臓が存在するので、測定電位は、生体情報の１つである心電位を含む。上述したように第１電極１４は手首近傍の腕Ａｒに接触し、第２電極１６は逆の手の指Ｆｇ等に接触するので、第１電極１４から心臓までの経路と第２電極１６から心臓までの経路との差分が大きくなる。この結果、認証端末１０は、心電位の算出精度を向上できる。第１電極１４及び第２電極１６は、測定電位を示す測定電位情報を端末側制御部２６へ出力する。尚、測定電位情報は、測定電位そのものであってもよい。
【００２９】
発光部１８は、筋電位を測定するための光（以下、測定光）を対象者ＯＰの人体へ照射する。発光部１８は、例えば、４３５ｎｍ〜４８０ｎｍの波長を有し、人体の内部に透過しにくい青色の光を測定光として照射するＬＥＤ（Light  Emitting  Diode：発光ダイオード）である。発光部１８は、筐体１２の内側に設けられている。従って、発光部１８は、筐体１２の内側の対象者ＯＰの腕Ａｒに測定光を照射する。発光部１８は、第１電極１４の近傍に設けられていることが好ましい。例えば、発光部１８は、筐体１２の周方向において、第１電極１４と９０°以内の位置に配置されていることが好ましい。
【００３０】
受光部２０は、発光部１８が照射して対象者ＯＰによって反射された測定光を受光して、当該測定光を電気信号に変換して生成した筋電位情報を端末側制御部２６へ出力する。ここで、測定光は筋電位に対応するので、測定光を電気信号に変換した筋電位情報は対象者ＯＰの筋電位に対応する。受光部２０は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタである。受光部２０は、筐体１２の内側に設けられている。受光部２０は、第１電極１４及び発光部１８の近傍に設けられていることが好ましい。例えば、受光部２０は、筐体１２の周方向において、第１電極１４及び発光部１８と９０°以内の位置に配置されていることが好ましい。これにより、受光部２０は、発光部１８が測定光を照射する領域とほぼ対向し、効率よく測定光を受光できる。
【００３１】
報知部２２は、端末側制御部２６から取得した報知情報を対象者ＯＰへ報知する。報知部２２は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示装置、音声を出力可能なスピーカ、及び、認証端末１０を振動させるアクチュエータ等の振動部材のいずれかを含む。報知部２２は、例えば、心電位に基づいて登録者か否かを判定した認証結果、心電位に関する健康状態等の対象者ＯＰの情報、及び、認証端末１０の装着位置に関する情報等を画像、音声及び振動のいずれかで対象者ＯＰへ報知する。
【００３２】
入力部２４は、対象者ＯＰから指示等を受け付けて、端末側制御部２６へ出力する。入力部２４は、例えば、報知部２２の表面に設けられている。入力部２４は、例えば、光を透過可能なタッチパネルである。これにより、入力部２４は、報知部２２に表示された画像を透過させる。入力部２４は、例えば、対象者ＯＰから認証または登録の指示等を受け付けて、対応する指示情報を端末側制御部２６へ出力する。
【００３３】
端末側制御部２６は、認証端末１０の制御全般を司る。端末側制御部２６は、例えば、コンピュータである。
【００３４】
図４は、認証端末１０を含む認証システム３０の機能を説明するための機能ブロック図である。図４に示すように、認証システム３０は、認証端末１０と、制御装置３２とを備える。
【００３５】
端末側制御部２６は、端末側処理部４０と、端末側記憶部４２とを有する。
【００３６】
端末側処理部４０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のハードウェアプロセッサである。端末側処理部４０は、取得部４４と、登録部４８と、判定部４６とを有する。端末側処理部４０は、例えば、端末側記憶部４２に格納された登録・認証プログラム５０を読み込むことによって、取得部４４、登録部４８及び判定部４６として機能してよい。尚、取得部４４、登録部４８及び判定部４６の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）等によって構成してもよい。
【００３７】
取得部４４は、種々の情報を取得して、登録部４８または判定部４６へ出力する。例えば、取得部４４は、対象者ＯＰと接触している第１電極１４及び第２電極１６から対象者ＯＰの心電位に関する情報を含む測定電位情報を取得する。取得部４４は、取得した測定電位情報を登録部４８及び判定部４６へ出力する。取得部４４は、筋電位に関する情報を含む筋電位情報を受光部２０から取得する。取得部４４は、取得した筋電位情報を登録部４８及び判定部４６へ出力する。取得部４４は、認証指示及び登録指示等の対象者ＯＰが入力した指示情報を入力部２４から取得する。取得部４４は、取得した指示情報を登録部４８へ出力する。
【００３８】
判定部４６は、筋電位情報が示す筋電位、及び、電極１４、１６が出力した測定電位から算出した対象者ＯＰの心電位に基づいて認証情報を生成して、制御装置３２へ出力する。例えば、判定部４６は、対象者ＯＰの心電位に基づいて、対象者ＯＰが登録者データベース５２に登録されているか否かを判定し、判定結果を認証情報として生成して出力してよい。具体的には、判定部４６は、測定電位情報が示す測定電位から、筋電位情報が示す筋電位を一律に除去して心電位を算出する。測定電位は心電位及び筋電位を含むので、測定電位から筋電位を除去した電位差分はほぼ心電位となる。ここで、判定部４６は、筋電位情報が示す筋電位の振幅（即ち、最大値）を補正し、補正した筋電位を測定電位から除去して、心電位を算出してよい。具体的には、判定部４６は、筋電位の振幅に補正係数を掛けてスケール調整して、筋電位を補正してよい。補正係数は、数値データ５４の一部として端末側記憶部４２に格納されていてよい。判定部４６は、算出した心電位から予め定められた１または複数の特徴量を抽出する。判定部４６は、抽出した心電位の特徴量が登録者データベース５２の心電位情報に登録されている場合、当該対象者ＯＰが登録者であると判定する。一方、判定部４６は、心電位の特徴量が登録者データベース５２の心電位情報に登録されていない場合、当該対象者ＯＰが登録者でないと判定する。判定部４６は、対象者ＯＰが登録者であると判定すると、当該判定結果を認証情報として制御装置３２へ出力する。
【００３９】
判定部４６は、取得部４４から取得した筋電位情報が示す筋電位と、対象者ＯＰが予め登録した判定用筋電位とに基づいて、認証端末１０の装着位置が適正か否かを判定してよい。これにより、判定用筋電位の真値は、対象者ＯＰが登録した装着位置の情報を真値として設定される。例えば、判定部４６は、筋電位の振幅を筋電位の特徴量として抽出し、当該振幅が予め定められた判定用筋電位より大きいか否かで、装着位置が適正か否かを判定してよい。判定用筋電位は、例えば、数値データ５４の一部として端末側記憶部４２に格納されている。具体的には、判定部４６は、筋電位の振幅が予め定められた判定用筋電位より大きい場合、認証端末１０の装着位置が適正と判定してよい。一方、判定部４６は、筋電位の振幅が予め定められた判定用筋電位より小さい場合、認証端末１０の装着位置が不適正と判定してよい。判定部４６は、筋電位が予め定められた判定用筋電位と等しい場合、認証端末１０の装着位置が適正と判定してもよく、不適正と判定してもよく、適宜設定してよい。尚、判定部４６は、筋電位情報が示す筋電位を補正することなく、即ち、筋電位に補正係数を掛けることなく、測定された筋電位の振幅のままで装着位置の判定を実行することが好ましい。また、判定部４６は、筋電位情報が示す時間変化する筋電位の周波数を特徴量として抽出し、当該周波数と予め定められた判定用周波数との差分によって、認証端末１０の装着位置が適正か否かを判定してもよい。更に、判定部４６は、筋電位の振幅、及び、筋電位の周波数の両方を特徴量として、認証端末１０の装着位置が適正か否かを判定してもよい。判定部４６は、装着位置が適正であると判定した場合、上述したように心電位に基づいて、対象者ＯＰが登録者か否かを判定して、認証情報を生成してよい。一方、判定部４６は、装着位置が不適正と判定した場合、報知部２２に装着位置が不適正であることを画像、音声及び振動のいずれかによって対象者ＯＰに報知させてよい。
【００４０】
判定部４６は、算出した心電位に基づいて、対象者ＯＰの状態に関する情報を提供してもよい。例えば、判定部４６は、登録者データベース５２に登録されている心電位から算出した対象者ＯＰの脈波等の健康状態を報知部２２に報知させてもよく、また、制御装置３２へ認証情報とともに出力してもよい。
【００４１】
登録部４８は、新たな対象者ＯＰの心電位から抽出した１または複数の特徴量を心電位情報として、端末側記憶部４２に格納されている登録者データベース５２に登録する。例えば、登録部４８は、測定電位情報が示す測定電位から筋電位情報が示す筋電位を除去した電位差分を心電位として算出する。ここで、登録部４８は、筋電位情報が示す筋電位を補正した補正用の筋電位を用いて心電位を算出してよい。例えば、登録部４８は、筋電位情報が示す筋電位に予め定められた補正係数を掛けてスケール調整することによって、補正用の筋電位を算出する。登録部４８は、算出した心電位が示す１または複数の特徴量を心電位情報として抽出し、当該心電位情報を、登録者を示す登録者ＩＤと関連付けて登録者データベース５２に登録する。
【００４２】
端末側記憶部４２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）及びＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）等の端末側処理部４０と接続された記憶装置を有する。端末側記憶部４２は、外部に設けられ、ネットワークを介して端末側処理部４０と接続された記憶装置であってもよい。端末側記憶部４２は、端末側制御部２６が実行するプログラム、プログラムの実行に必要なデータ及びプログラムの実行で生成されたデータを記憶する。例えば、端末側記憶部４２は、端末側制御部２６が実行する登録・認証プログラム５０を記憶する。尚、登録・認証プログラム５０に代えて、登録者を登録する登録プログラムと、対象者ＯＰを認証する認証プログラムとが別々に端末側記憶部４２に記憶されていてもよい。端末側記憶部４２は、登録・認証プログラム５０の実行に必要なデータとして、登録者データベース５２、及び、数値データ５４を記憶する。登録者データベース５２は、例えば、登録者を示す登録者ＩＤと、当該登録者の心電位情報とが関連付けられたデータベースである。数値データ５４は、登録・認証プログラム５０の実行において使用される補正係数、判定用の数値、及び、閾値等を含む。端末側記憶部４２は、対象者ＯＰの測定電位情報及び筋電位情報等を一時的に記憶する。
【００４３】
制御装置３２は、例えば、自動車等の車両に設けられたＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）等のコンピュータである。制御装置３２は、認証端末１０と無線通信等の通信によって、情報を送受信可能に構成されている。制御装置３２は、認証端末１０から受信した対象者ＯＰの認証情報に基づいて、車両の制御対象ＣＯを制御する。制御対象ＣＯは、例えば、エンジンまたはモータ等の駆動源、車両のドアロック、エアコンディショナー等である。制御装置３２は、装置側処理部６２と、装置側記憶部６４とを有する。
【００４４】
装置側処理部６２は、例えば、ＣＰＵ等のハードウェアプロセッサである。装置側処理部６２は、装置側記憶部６４に格納された制御プログラム６６を読み込んで種々の制御を実行する。例えば、装置側処理部６２は、認証端末１０から対象者ＯＰが登録者である旨の認証情報を取得すると、車両のドアのロックを解除し、エンジン等の駆動源を始動させるか、または、始動を許可する。
【００４５】
装置側記憶部６４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＳＳＤ及びＨＤＤ等の記憶装置を有する。装置側記憶部６４は、外部に設けられ、ネットワークを介して装置側処理部６２と接続された記憶装置であってもよい。装置側記憶部６４は、装置側処理部６２が実行する制御プログラム６６、及び、制御プログラム６６の実行に必要なデータ等を記憶する。
【００４６】
図５は、一般的な人の心電位の波形を説明するグラフである。図５に示すように、人の心電位の波形（即ち、心電図）は、複数のピークを含む。複数のピークは、例えば、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波、及び、Ｕ波等を含む。
【００４７】
図６は、登録者データベース５２の一例を示すテーブルである。図６に示すように、登録者データベース５２は、１または複数の登録者ＩＤを含み、各登録者ＩＤと、１または複数の心電位情報とを関連付けている。複数の心電位情報は、互いに異なる心電位の波形の特徴量であってよい。例えば、心電位の波形の特徴量は、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波、及び、Ｕ波の振幅（即ち、電位差分）、波幅、及び、波間隔のいずれかであってよい。波幅は、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波、及び、Ｕ波のいずれかの始点から終了点までの時間である。波の始点及び終了点は、電位が予め定められた基準値を超えた時間または基準値以下となった時間である。波間隔は、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波、及び、Ｕ波のいずれか２つの始点または終了点の時間間隔である。
【００４８】
図７は、認証システム３０が実行する認証処理及び制御処理の一例を示すフローチャートである。図７の右側のフローチャートが、認証端末１０が実行する認証処理のフローチャートである。図７の左側のフローチャートが、制御装置３２が実行する制御処理のフローチャートである。認証端末１０は、登録・認証プログラム５０を読み込んで、認証処理を実行する。制御装置３２は、制御プログラム６６を読み込んで、制御処理を実行する。
【００４９】
図７に示すように、認証処理が開始すると、取得部４４は、認証指示を取得したか否かを判定する（Ｓ１０２）。取得部４４は、例えば、対象者ＯＰが入力部２４によって認証指示を入力すると、認証指示を取得したと判定してもよい。また、取得部４４は、対象者ＯＰが第２電極１６を指Ｆｇで触って、測定電位が変化したら、認証指示を取得したと判定してよい。取得部４４は、認証指示を取得するまで、ステップＳ１０２を繰り返して、待機状態となる（Ｓ１０２：Ｎｏ）。
【００５０】
一方、取得部４４は、認証指示を取得したと判定すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、発光部１８に測定光を照射させて、対象者ＯＰが反射した測定光を受光した受光部２０から筋電位情報を取得して、判定部４６へ出力する（Ｓ１０４）。判定部４６は、筋電位情報から筋電位の振幅または周波数等の特徴量を抽出する（Ｓ１０６）。判定部４６は、筋電位の特徴量及び判定用筋電位に基づいて、認証端末１０の装着位置が適正か否かを判定する（Ｓ１０８）。判定部４６は、例えば、筋電位の特徴量としての振幅が判定用筋電位よりも小さい場合、認証端末１０の装着位置が適正でないと判定する（Ｓ１０８：Ｎｏ）。この場合、判定部４６は、認証端末１０の装着位置が不適正である旨を画像、音声及び振動のいずれかによって報知部２２に報知させる（Ｓ１１０）。これにより、認証端末１０を装着している対象者ＯＰは、認証端末１０の装着位置を変更する。この後、取得部４４及び判定部４６は、装着位置が変更された認証端末１０に対して、ステップＳ１０４以降の処理を再度実行する。
【００５１】
一方、判定部４６は、筋電位の特徴量としての振幅が判定用筋電位よりも大きい場合、認証端末１０の装着位置が適正であると判定する（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）。この場合、取得部４４は、第１電極１４及び第２電極１６から測定電位情報を取得して、判定部４６へ出力する（Ｓ１１２）。
【００５２】
判定部４６は、筋電位情報が示す筋電位を補正する（Ｓ１１６）。例えば、判定部４６は、筋電位に予め定められた補正係数を掛けてスケール調整による補正を実行する。判定部４６は、補正した筋電位及び測定電位情報が示す測定電位に基づいて、心電位を算出する（Ｓ１１８）。例えば、判定部４６は、測定電位から補正した筋電位を一律に除去することによって、心電位を算出する。判定部４６は、算出した心電位から心電位の１または複数の特徴量を抽出する（Ｓ１２０）。心電位の特徴量は、例えば、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波、及び、Ｕ波の振幅、波幅、及び、波間隔等である。
【００５３】
判定部４６は、認証端末１０を装着している対象者ＯＰが登録者か否かを判定する（Ｓ１２２）。例えば、判定部４６は、抽出した心電位の特徴量、及び、登録者データベース５２の心電位情報に基づいて、対象者ＯＰが登録者か否かを判定する。判定部４６は、抽出した心電位の特徴量と一致する心電位情報が登録者データベース５２に登録されていない場合、対象者ＯＰが登録者でないと判定して（Ｓ１２２：Ｎｏ）、対象者ＯＰが登録者か否かを判定した回数が規定回数か否かを判定する（Ｓ１２４）。規定回数は、予め設定されて数値データ５４の一部として端末側記憶部４２に格納されていてよい。判定部４６は、判定回数が規定回数に達していないと判定すると（Ｓ１２４：Ｎｏ）、ステップＳ１１２以降を繰り返す。尚、判定回数が規定回数に達していない場合、判定部４６は、ステップＳ１０４以降を繰り返してもよい。これにより、取得部４４及び判定部４６は、測定電位情報を複数回取得して、当該複数の測定電位情報に基づいて、対象者ＯＰが登録者か否かを判定するので、登録者が認証されないことを抑制できる。
【００５４】
判定部４６は、判定回数が規定回数に達したと判定すると（Ｓ１２４：Ｙｅｓ）、対象者ＯＰが登録者データベース５２に未登録である旨を画像、音声及び振動のいずれかによって報知部２２に報知させて（Ｓ１２６）、端末側処理部４０は認証処理を終了する。
【００５５】
判定部４６は、抽出した心電位の特徴量が登録者データベース５２に登録されている場合、対象者ＯＰが登録者であると判定して（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、対象者ＯＰが登録者である旨の認証情報を制御装置３２へと送信する（Ｓ１２８）。判定部４６は、対象者ＯＰが登録者である旨を画像、音声及び振動のいずれかによって報知部２２に報知させる（Ｓ１３０）。尚、判定部４６は、登録者である旨と、心電位及び筋電位等に基づいて対象者ＯＰの脈波等の健康状態等を報知部２２に報知させるとともに、認証情報とともに健康状態を制御装置３２へ出力してもよい。これにより、端末側処理部４０は認証処理を終了する。
【００５６】
制御装置３２では、制御処理において、装置側処理部６２が、対象者ＯＰが登録者である旨の認証情報を認証端末１０から取得したか否かを判定する（Ｓ１５０）。装置側処理部６２は、認証端末１０から認証情報を取得するまで待機状態となる（Ｓ１５０：Ｎｏ）。装置側処理部６２が、対象者ＯＰが登録者である旨の認証情報を認証端末１０から受信すると（Ｓ１５０：Ｙｅｓ）、制御対象ＣＯを制御する（Ｓ１５２）。例えば、装置側処理部６２は、車両のドアロックを解除し、事前登録に沿ってエアコンディショナーを調整し、または、エンジン等の駆動源を始動させる。更に、装置側処理部６２は、認証情報とともに対象者ＯＰの健康状態を取得した場合、エアコンディショナーを健康状態に合わせて調整してもよい。これにより、装置側処理部６２は、制御処理を終了する。
【００５７】
図８は、認証端末１０が実行する登録処理の一例を示すフローチャートである。認証端末１０は、登録・認証プログラム５０を読み込んで、登録処理を実行する。登録処理の各ステップのうち、認証処理のステップと同様のステップについては説明を簡略化する。
【００５８】
図８に示すように、登録処理では、取得部４４は、登録指示を取得したか否かを判定する（Ｓ２０２）。取得部４４は、例えば、対象者ＯＰが入力部２４によって登録指示を入力すると、登録指示を取得したと判定してよい。取得部４４は、登録指示を取得するまで待機状態となる（Ｓ２０２：Ｎｏ）。取得部４４は、登録指示を取得すると（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、発光部１８に測定光を照射させて、受光部２０から筋電位情報を取得して登録部４８へ出力する（Ｓ２０４）。取得部４４は、第１電極１４及び第２電極１６から測定電位情報を取得して登録部４８へ出力する（Ｓ２０６）。
【００５９】
登録部４８は、補正係数を用いたスケール調整等によって、筋電位情報が示す筋電位を補正する（Ｓ２０８）。登録部４８は、測定電位情報が示す測定電位から補正した筋電位を除去して心電位を算出し（Ｓ２１０）、当該心電位の１または複数の特徴量のセットを抽出する（Ｓ２１２）。登録部４８は、心電位の特徴量を抽出した回数が登録回数か否かを判定する（Ｓ２１４）。登録回数は、予め設定されて数値データ５４の一部として端末側記憶部４２に格納されていてよい。登録部４８は、抽出回数が登録回数でないと判定すると（Ｓ２１４：Ｎｏ）、ステップＳ２０４以降を繰り返して、心電位の特徴量の抽出を繰り返す。これにより、登録部４８は、登録回数と同じセット数の心電位の特徴量のセットを抽出する。
【００６０】
登録部４８は、抽出回数が登録回数に達したと判定すると（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）、登録者データベース５２に登録する１または複数の心電位情報を、抽出した心電位の１または複数の特徴量のセットから生成する（Ｓ２１６）。例えば、登録部４８は、各特徴量の平均値を、心電位情報として生成してもよい。また、登録部４８は、複数の特徴量のうち、外れ値または異常値等を除外した後、算出した特徴量の平均値を心電位情報として生成してもよい。登録部４８は、生成した１または複数の心電位情報を、新たな登録者ＩＤと関連付けて、登録者データベース５２に登録する（Ｓ２１８）。これにより、端末側処理部４０は、登録処理を終了する。
【００６１】
上述したように、認証端末１０では、第１電極１４及び第２電極１６が心電位を含む測定電位を測定して測定電位情報を生成し、発光部１８及び受光部２０が筋電位を測定して筋電位情報を生成している。このように、認証端末１０は、筋電位を測定するための発光部１８及び受光部２０を電極１４、１６とは別に設けることによって、筋電位の測定精度を向上させることができる。これにより、認証端末１０は、対象者ＯＰの状態（例えば、歩行中及び静止中）が変化しても、実際の筋電位に近い筋電位を測定できる。この結果、認証端末１０は、対象者ＯＰの状態に関わらずバンドパスフィルターで一律に筋電位を測定電位から除去する場合に比べて、精度の高い筋電位を測定電位から除去して心電位を算出するので、精度の高い心電位を算出して、当該心電位による登録者の認証精度を向上させることができる。
【００６２】
また、認証端末１０は、対象者ＯＰの状態に関わらず精度の高い筋電位に基づいて心電位を算出している。従って、認証端末１０は、対象者ＯＰの状態に影響されない精度の高い心電位を算出できるので、登録者データベース５２には各登録者の心電位情報を１セット登録すればよい。これにより、認証端末１０は、バンドパスフィルターを有する認証端末のように対象者ＯＰの複数の状態に対応する複数の心電位情報のセットを登録する場合に比べて、登録者データベース５２のデータ量を低減することができる。更に、認証端末１０は、複数の状態に対応する心電位情報の複数のセットと、測定した心電位の特徴量とを比較する必要がなく、各登録者に対応する１セットの心電位情報と、測定した心電位の特徴量のセットとを比較して認証することができるので、認証に要する時間を短縮できる。
【００６３】
認証端末１０では、リング状の筐体１２の内側に第１電極１４が設けられ、筐体１２の外側に第２電極１６が設けられている。これにより、第１電極１４は対象者ＯＰの一方の腕Ａｒ（例えば、手首の近傍）と接触し、第２電極１６は対象者ＯＰの他方の指Ｆｇと接触するので、認証端末１０は、第１電極１４と対象者ＯＰの心臓までの経路と第２電極１６と対象者ＯＰの心臓までの経路との差分を大きくすることができる。この結果、認証端末１０は、対象者ＯＰの心臓の位置に関わらず、心電位の測定精度を向上させることができる。
【００６４】
認証端末１０は、筋電位及び判定用筋電位に基づいて、認証端末１０の装着位置が適正かを判定し、適正と判定した場合、心電位に基づいて対象者ＯＰが登録者か否かを判定して認証情報を生成している。また、認証端末１０は、装着位置が不適正な場合、登録者か否かを判定することなく、不適正である旨を対象者ＯＰに報知して、装着位置が適正となるように誘導できる。このように、認証端末１０は、認証端末１０が適正な位置に装着されている場合の心電位に基づいて対象者ＯＰを判定して認証するので、認証精度を向上させることができる。更に、認証端末１０は、筋電位に基づいて装着位置を判定するので、筋電位及び心電位等の複数の電位を含むためにノイズが大きくなる測定電位によって装着位置を判定する場合に比べて、装着位置の判定精度を向上させることができる。
【００６５】
認証端末１０は、筋電位の振幅を補正した筋電位を測定電位から除去して心電位を算出している。これにより、認証端末１０は、電極１４、１６で測定した心電位を含む測定電位のスケールに、受光部２０が測定した筋電位のスケールを合わせることができるので、心電位の算出精度を向上させることができる。
【００６６】
認証端末１０では、筋電位を測定するための測定光として発光部１８が青色の光を対象者ＯＰに照射している。これにより、認証端末１０は、緑色等の長波長の光を照射した場合の人体内部の毛細血管等の影響を低減して、対象者ＯＰの人体の表面から精度の高い筋電位を測定できる。
【００６７】
認証端末１０は、心電位及び登録者データベース５２に基づいて、対象者ＯＰが登録者か否かを判定し、判定結果に基づいて生成した認証情報を制御装置３２へ出力している。これにより、認証端末１０は、心電位または心電位の特徴量を認証情報として制御装置３２へ送信する場合に比べて、認証情報のデータ量を低減することができる。
【００６８】
上述した実施形態の構成の機能、接続関係、個数、形状及び配置等は、発明の範囲及び発明の範囲と均等の範囲内で適宜変更、削除等してよい。実施形態の各ステップの順序を適宜変更してよい。
【００６９】
上述の実施形態では、制御装置３２が車両等に搭載される認証システム３０を例に挙げて説明したが、認証システム３０は、これに限定されない。例えば、認証システム３０は、家のドアの鍵をロックまたは解除する制御装置を含む認証システム等に適用してもよい。
【００７０】
上述の実施形態では、認証端末１０が心電位の特徴量、及び、登録者データベース５２の心電位情報に基づいて、対象者ＯＰが登録者か否かを判定した判定結果を認証情報としたが、認証情報はこれに限定されない。例えば、認証端末１０は、心電位の特徴量を認証情報として生成して、制御装置３２へ送信してもよい。この場合、制御装置３２が、登録者データベース５２を有し、認証端末１０から取得した認証情報が示す心電位の特徴量、及び、登録者データベース５２に基づいて、対象者ＯＰが登録者か否かを判定してよい。
【００７１】
上述の実施形態では、心電位によって対象者ＯＰが登録者か否かを判定する認証端末１０を例に挙げたが、認証端末１０は、心電位に加えて他の情報で対象者ＯＰが登録者か否かを判定して、認証の堅牢性を向上させてもよい。例えば、認証端末１０は、心電位による認証に加えて、指紋による認証、指静脈による認証、加速度センサによって検出した歩容による認証、及び、虹彩による認証等のいずれかに基づいて、対象者ＯＰが予め設定された登録者データベースに登録された登録者か否かを判定した判定結果を認証情報として出力してもよい。これにより、認証端末１０は、認証の堅牢性を向上させることができる。尚、指紋による認証は、第２電極１６を透明電極として、測定電位の測定とともに、実行してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０…認証端末、１２…筐体、１４…第１電極、１６…第２電極、１８…発光部、２０…受光部、２６…端末側制御部、３２…制御装置、４０…端末側処理部、４２…端末側記憶部、４４…取得部、４６…判定部、５２…登録者データベース、ＯＰ…対象者。
【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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