(57)【要約】【課題】携帯情報端末において利用者の固有情報による高精度な本人認証を実現する。【解決手段】利用者の指又は手の接近を検知し利用者の固有情報を出力する非接触センサを備え、登録時に本人が携帯情報端末を握らせて、前記非接触センサを介してこの握り方に関する情報を取得して登録しておき、照合時において再び利用者に前記携帯情報端末を握らせて、前記非接触センサを介してこの握り方に関する情報を取得し、この情報が登録された本人の情報と照合して一致する場合に、本人であることを認証するようにした。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の指又は手の接近を検知し利用者の固有情報を出力する非接触センサと、
予め登録された本人の前記接近情報と前記非接触センサが出力する前記固有情報とを照合して、利用者が本人であることを認証する認証手段とを備えることを特徴とする携帯情報端末。
【請求項２】
文字入力又は機能選択のためのキーをさらに備え、
前記非接触センサは、利用者が前記キーを操作するときの手又は指の固有情報を出力することを特徴とする請求項１に記載した携帯情報端末。
【請求項３】
前記非接触センサは、静電容量型デバイスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した携帯情報端末。
【請求項４】
前記非接触センサは、利用者の指又は手の接近により生ずるＸ方向の電圧パターンとＹ方向の電圧パターンとを前記固有情報として出力し、
前記認証手段は、予め登録された本人の前記固有情報のＸ方向の電圧パターンとＹ方向の電圧パターンと、前記非接触センサが出力する固有情報のＸ方向の電圧パターンとＹ方向の電圧パターンとを照合して、利用者が本人であることを認証することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載した本人認証装置。
【請求項５】
前記非接触センサは、光センサであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか一に記載した携帯情報端末。
【請求項６】
前記認証手段は、予め登録された本人の前記固有情報から算出した指又は手の位置と、前記非接触センサが出力する固有情報から算出された利用者の指又は手の位置とを照合して、利用者が本人であることを認証することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載された本人認証装置。
【請求項７】
前記認証手段は、予め登録された本人の前記固有情報から算出した指または手の面積と、前記非接触センサが出力する前記利用者の固有情報から算出された指または手の面積とを照合して、利用者が本人であることを認証することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載された本人認証装置。
【請求項８】
前記非接触センサは、利用者の指又は手の接近を検知し前記固有情報の時系列を出力し、
前記認証手段は、予め登録された本人の固有情報の時系列と、前記非接触センサが出力する前記固有情報の時系列とを照合して、利用者が本人であることを認証する認証手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載した携帯情報端末。
【請求項９】
前記認証手段は、予め登録された本人の固有情報の時系列から算出した本人の手又は指の動きによる軌跡と、前記非接触センサが出力する前記固有情報の時系列から算出した本人の手又は指の動きによる軌跡とを照合して、利用者が本人であることを認証する認証手段とを備えることを特徴とする請求項８に記載した携帯情報端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、指、手などの情報により本人か否かを認証する本人認証機能を有する携帯情報端末に係るものであり、特に利用者固有の情報の量を十分に取得し、高精度な本人認証を行う携帯情報端末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
日本国内における携帯電話市場は、２００１年１０月末現在で７２００万台を超え、高い普及率を維持している。その一方で、携帯電話は各人が手軽に持ち運べる情報機器でもあるため、従来の音声通話、メール、インターネット接続用途に加えて、クレジットカードや定期券、財布代わりに使う用途が増加してきている。しかし、手軽に持ち運べるということは、紛失や盗難に遭いやすいことを意味する。その結果、このような携帯情報機器を他者が不正に使用し、携帯情報機器の持ち主を識別する情報を盗用する危険性も指摘されている。
【０００３】
このような事情から、携帯情報機器において簡便に利用者本人であることを認証する機能の実現が求められている。現状の携帯電話における本人認証手段としては、携帯電話のテンキーを用いたパスワード入力によるものが主流である。しかし、テンキーを用いたパスワード入力では、他人にパスワードが漏洩してしまい、簡単にセキュリティが破られるという危険があった。その一方で、セキュリティ度合いの高い認証手段として、利用者本人のバイオメトリックス（生体情報）を用いた本人認証機能が提案されている。このような方法による認証機能として、線状電極に触れたユーザの指の電気的特性の分布パターンを測定し、簡便に本人認証を行う方式がある（例えば特許文献１）。
【０００４】
また、セキュリティ度合いを高めるため、バイオメトリックスによる認証単体でなく、パスワード認証と併用する方式がある（例えば特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２８０５８  「ペン入力装置」（第２−３頁、第１図）。
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−９１９２１  「認証方法及び認証装置」（第２−５頁、第１−３図）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の本人認証方法では、ペンと指との接触によりセンサに生じる電気的特性を用いて本人認証を行っている。このような接触センサは、携帯情報機器に設置するために小さくする必要があるが、そうすると接触センサの面積が制約されるために、本人認証を行うのに十分な量の生体情報を得ることが難しく、高精度な認証を行うことが困難である、という問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載された方法は、生体情報の照合精度が得られない場合に、パスワード入力によって照合精度を補うというものである。しかし、携帯情報機器の大きさや操作性を考慮すると、利用者にとって許容可能なパスワード入力桁数は極めて限られている。またせっかく生体情報を用いた認証を行うにもかかわらず、依然としてパスワード入力を求めるのは不便である。そこで、操作性とセキュリティの向上を両立させるためには、取得する生体情報の情報量自身を拡大する必要がある。
【０００９】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、携帯情報機器を持つ手や指の非接触部分までも含めた生体情報、または利用者固有の情報を、非接触センサによって取得することで、十分な量の生体情報を取得し、高精度の認証を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る携帯情報端末は、利用者の指または手の接近を検知し利用者の固有情報を出力する非接触センサと、
予め登録された本人の接近情報と前記非接触センサが出力する前記固有情報とを照合して、利用者が本人であることを認証する認証手段とを備えるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
実施の形態１では、本発明による本人認証方式を携帯電話に適用した場合について説明する。図１は、本発明の実施の形態１による本人認証機能を有する携帯電話の一部を切り欠いた斜視図である。図の携帯電話１において、センサ２は、携帯電話１の筐体内部に敷設された非接触センサである。センサ２は、携帯電話１の表面から浅い位置に敷設されたシート状のデバイスであって、携帯電話１の正面部に利用者の指や手が接近すると、そのことを検知するものである。ここで、実施の形態１では、主要なキー操作部のある面を正面部と呼ぶことにする。このようなセンサとしては、静電容量型入力デバイスのようなセンサがあり、例えば米国Ｃｉｒｑｕｅ社のＴＳＭ９９１０や、米国Ｓｙｎａｐｔｉｃｓ社製ＴｏｕｃｈＰａｄなどがあるが、導体である人間の指や手が接近することによって、電気信号を発生するセンサであればどのようなものであってもよい。センサ２は、携帯電話１の筐体内部に敷設されているので、携帯電話１の表面には露出していない。またセンサ２は非接触センサであるので、センサ２を覆う筐体上にテンキーなどのデバイスを配置しても、非検知物の接近を検知するものである。
【００１２】
図２は、図１の携帯電話１における本人認証部分のブロック図である。図において、センサ２は図１のセンサ２と同じものであって、認証手段３は、センサ２から出力される電圧情報本人か否かを認証する部位であり、携帯電話１の内部にＡＳＩＣあるいはソフトウェアプログラムとして実装されている。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態１による携帯電話１に装着したセンサ２の電圧変化を示すグラフである。図においてグラフ２１は、センサ２の初期状態におけるＹ方向の電圧パターンを示すものである。またグラフ２２は、センサ２に被検知物（指など）が接近したときに生じるＹ方向の電圧パターンを示している。またグラフ２３は、センサ２の初期状態におけるＸ方向の電圧パターンの例を示すものであって、グラフ２４は、被検知物が接近したときに生じるＸ方向の電圧パターンの例を示すものである。また以下の説明において、利用者の目線に対して平行な方向をＸ方向と呼び、Ｘ方向に対して垂直をなす方向をＹ方向と呼ぶ。
【００１４】
センサ２はＹ方向、Ｘ方向のそれぞれの方向についていくつかの点（プロット）における電圧値を出力する。センサ２に被検知物が接近していない状態（初期状態）では、各プロットにおける電圧値は最大となる。またセンサ２のあるプロットに被検知物が接近すると、そのプロットにおける電圧値は降下する。被検知物とセンサ２との距離が短くなるほど、電圧値は小さくなる。
【００１５】
実施の形態１による本人認証方式は、利用者の手又は指が携帯電話１に触れようとした場合あるいは触れている場合にセンサ２から得られる電圧パターンと、予め登録されていた携帯電話１の所有者の電圧パターンとを比較することで認証を行うものである。ここで得られる電圧パターンは、利用者の利き腕や手の大きさ、指の長さ、さらに携帯電話１を握ったときの握力の度合いなどの利用者固有の生体情報によって異なる。したがってこれらの電圧パターンに基づいて本人認証を行うことができる。そこでまず、実施の形態１による本人認証方式における認証処理の前提となる本人の押下動作時の指又は手による電圧パターンを登録する処理について説明する。
【００１６】
なお、以下の説明において、生体情報とは、利用者固有の情報を意味するものとし、指の太さや長さ、手の大きさ、指や手の面積や形状が含まれる。また利用者固有の情報という場合には、生体情報のみならず、利用者が意識的に、あるいは無意識的に、何らかの姿態をとったり、動作を行ったりする場合の、指や手の位置関係に関する情報をいうものとする。
【００１７】
（電圧パターンの登録処理）
電圧パターンの登録処理は、例えば携帯電話１を初めて使用する際に一度だけ登録してもいいし、また携帯電話１のメニューなどを通じて認証情報の登録コマンドを実行するような形式で起動してもよい。ここで、例えば図４に示すように、左手の親指２５、人差し指２６、中指２７、薬指２８、小指２９の五指が携帯電話１の正面部にかかるように握った状態を本人認証情報として登録する場合について説明する。センサ２は非接触センサであるから、この五指が携帯電話１の正面部に接触している部位だけではなく、正面部の表面に対して所定の距離以下に接近している部位までも含めた部分からの信号を出力する。具体的には図５において黒く塗りつぶしたような射影２５−２、２６−２、２７−２、２８−２、２９−２（以下射影２５−２〜２９−２とする）に相当する領域において、センサ２の電気的特性が変化し、グラフ３０のようなＹ方向の電圧パターンとグラフ３１のようなＸ方向の電圧パターンが出力される。
【００１８】
登録処理において登録する電圧パターンは、後の照合処理時に携帯電話１の利用者が再現できるものであることを要する。したがって登録時の握り方は、普段その利用者が携帯電話１を、例えば無意識に握った場合の握り方（ホームポジション）であることが望ましい。しかし、利用者が射影２５−２〜２９−２による電圧パターン３０及び電圧パターン３１を再現できるのであれば、どのような握り方をしても構わない。また、電圧パターンをたった一つだけ採取するのではなく、より安定した電圧パターンを取得するために数回の試行を求めるようにしてもよい。ここで採取した電圧パターンは携帯電話１に内蔵されている図示せぬフラッシュメモリに記憶させておく。
【００１９】
（電圧パターンの照合処理）
次に、利用者が携帯電話１を使用する場合に行う本人認証処理について説明する。この本人認証処理は、携帯電話１の電源投入直後に行うようにしてもよいし、携帯電話１に記憶させている本人の識別情報（例えば、クレジットカード番号や定期券の識別番号など）を他の機器に転送する直前に行うようにしてもよい。
【００２０】
照合処理においては、利用者に携帯電話１を再び把持させることによって、登録処理で登録した電圧パターンを再現させる。そして、登録時と再現時の電圧パターンを照合して一致するかどうかを判定する。具体的には、両電圧パターンの各プロットにおける出力の距離値を求める。ここで、利用者が登録時の握り方を照合時に完全に再現できれば、当然に本人であることが認証される。しかし実際には、登録時の電圧パターンを照合時に完全に再現できるとは限らない。例えば、携帯電話１を握る位置が、登録時とわずかにずれているだけでも、電圧パターンは合致しない。
【００２１】
さらに、利用者は、発話や携帯電話１の機能選択を行うために、無意識のうちに主要なキー操作を行いやすい位置を選択する。このような位置をホームポジションと呼ぶ。ホームポジションは、利用者の間では差異があるものの、同一利用者ではほぼ一定である。したがって登録時と照合時でずれが生じているとしても、同一人が握っている限りにおいて、そのずれはわずかである。したがって、登録時の握る位置と照合時の握る位置との間の変化は、平行移動として近似できる。このことを具体的に説明すれば次のとおりとなる。
【００２２】
すなわち、Ｙ方向については、五指の位置全体が平行移動する。一方、Ｘ方向においては、親指のうち、キー操作部に触れる部分が長くなれば、その分他の指のキー操作部に触れる部分が短くなる。親指のうち、キー操作部に触れる部分が短くなれば、逆に他の指のキー操作部に触れる部分が長くなる。手の大きさと指の長さは一定だからである。このことから、例えば親指の先端から人差し指の先端まで、いずれの指も触れていない領域が、登録時と照合時で平行移動する、とみなすことができる。
【００２３】
（Ｙ方向の電圧パターンの照合処理）
例えば、照合時に利用者が携帯電話１を握った位置が、登録時に握った位置に比べて、図４に示した携帯電話１の図のＹ方向にずれていた場合、登録時と照合時の電圧パターンはそれぞれ図６の電圧パターン３０と電圧パターン４０のようになる。そこで、電圧パターン３０と電圧パターン４０との距離値Ｄは式（１）のようにして求められる。
【数１】
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このＤが所定の値よりも小さくなる場合、あるいは所定の値以下となる場合に、照合時のＹ方向の電圧パターンが登録時のＹ方向の電圧パターンに合致するものとする。
【００２４】
なお、式（１）において、ＭＡＸ（Ｉ，Ｊ）は、ＩとＪのいずれか大きい方を値とする。ただし、ＭＡＸ（Ｉ，Ｊ）の代わりにいずれか小さい方を選択するような計算を行ってもよい。また「電圧パターンにおいて最初に変化が生じるプロット」、あるいは「最後に変化が生じるプロット」とは、電圧パターンの分布のうち、初期状態とは異なる電圧パターンを示す分布の両端点を指している。
【００２５】
以降の説明では、電圧値が初期状態より降下しているプロットが連続している状態を「谷」と呼ぶこととする。そうすると、Ｙ方向の電圧パターンにおいては、図６の電圧パターン３０や電圧パターン４０に示されるように、電圧パターンが谷型に分布する。この場合においては、初期状態の電圧値でなくなったプロットと、その分布の谷の反対にある初期状態に戻る一つ前のプロットがそれぞれ「電圧パターンにおいて最初に変化が生じるプロット」、あるいは「最後に変化が生じるプロット」である。
【００２６】
（Ｘ方向の電圧パターンの照合処理）
Ｘ方向においては、図７に示すように親指による電圧パターンの谷と人差し指、中指、薬指、小指による電圧パターンの谷が存在する。図７において、電圧パターン３１は登録時におけるＸ方向の電圧パターンであり、電圧パターン７１は照合時におけるＸ方向の電圧パターンである。利用者が同一であれば、携帯電話１を握る手の大きさや指の長さは同じであるので、登録時と照合時でこの２つの谷の距離は同じである。ここで、谷の距離とは図７のように、初期状態の電圧パターンのままのプロットの個数で数えるものとする。
【００２７】
この場合、電圧パターン３１と電圧パターン７１の距離値Ｄは、例えば式（２）のようにして求められる。
【数２】
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このＤが所定の値よりも小さくなる場合、あるいは所定の値以下となる場合に、照合時のＸ方向の電圧パターンが登録時のＸ方向の電圧パターンに合致するものとする。なお上式において、ＭＡＸはＹ方向の電圧パターンの照合処理における意味と同じである。また右辺第１項は谷の左側の山部分の電圧パターンに関する距離を求めるものである。さらに右辺第２項は谷の右側の山部分の電圧パターンに関する距離を求めるものである。
【００２８】
以上より明らかなように、実施の形態１の本人認証方式によれば、携帯電話１を把持する、という利用者の自然な動作によって、本人認証を行うことができる。さらに非接触部分までを含めた手や指の接近情報という利用者固有の情報を、携帯電話１の筐体内部に敷設したセンサ２で取得し、そこから得られる情報に基づいて認証処理を行うので、十分な量の生体情報に基づく高い精度の本人認証処理を実現できる。
【００２９】
さらにセンサ２を筐体内部に敷設するので、利用者固有の情報を取得するためのセンサを携帯電話１の表面に設ける必要がなく、携帯電話１の形状デザインの自由度を高めることができる。特に携帯電話のような機器では、本体のデザインが商品性を高める上で重要であるが、接触センサを用いると、小さな携帯情報機器の表面の一部をセンサに割り当てなければならない。その結果として、センサの実装位置が、本体形状のデザインの自由度を制約する結果となりかねないが、実施の形態１における本人認証方式では、このような問題がない。
【００３０】
また、実施の形態１では、センサ２が出力した電圧パターンをそのまま登録及び照合に用いたが、電圧パターン分布を指又は手の位置または面積に変換し、位置及び面積を登録パターン及び照合パターンとして用いるようにしてもよい。
【００３１】
なお、実施の形態１では、携帯情報端末として携帯電話１を例にとったが、ノートパソコンやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルオーディオ機器などの携帯情報機器にも、これらの技術を容易に適用できることはいうまでもない。
【００３２】
実施の形態２．
なお、実施の形態１ではセンサ２を携帯電話１の正面にのみ敷設する例を示したが、図８に示すように携帯電話１の他の面、すなわち背面及び側面の筐体内部にもセンサを敷設し、それらから得られる電圧パターンに基づいて本人認証を行ってもよい。図８において、センサ２−１、センサ２−２、センサ２−３もセンサ２と同様の機能を有する非接触センサであって、それぞれＸ方向、Ｙ方向の電圧パターン分布を出力する。そして、各センサの電圧パターンを登録し、照合時にこの電圧パターンを再現させることによって、本人であることを認証する。このような構成を採ることによって、センサ面の面積の合計を大きくできるので、より多くの生体情報を取得することができる。
【００３３】
一方この場合にも、手や指の位置が登録時と照合時でずれることが考えられる。しかし、利用者が各キーを操作しやすい位置に手や指を置くことを考えれば、登録時と操作時でそれほど大きな位置のずれが発生することはない。したがって実施の形態１における正面部にのみセンサ２を配置した場合の照合処理と同じように電圧パターンの平行移動処理を考慮した照合処理を行うことによって、本人認証処理を実現することができる。
【００３４】
実施の形態３．
実施の形態１は、携帯電話１を利用者が握ったときの手や指の接近情報をセンサ２が電圧パターンとして取得するものであった。これは、利用者が携帯電話１を握った状態という静的な状態を生体情報として利用するものである。これに対して、さらに携帯電話１を握る際の動作や、携帯電話１の筐体表面をなぞるようなジェスチャーを行った場合に発生する電圧パターンの時系列を登録データとし、利用者が認証を受けるときに、この電圧パターンの時系列を再現させるようにしてもよい。
【００３５】
例えば、図９に示すように登録時に、利用者が左手（親指２５、人差し指２６、中指２７、薬指２８、小指２９）で携帯電話１を保持し、右手人差し指６１で図９の軌跡５１のような動作を登録する場合について説明する。この場合、センサ２からは一定時刻ΔＴごとにＸ方向の電圧パターンとＹ方向の電圧パターンが出力される。あるいは携帯電話１の計時機能を用いて定期的にタイマー割り込みを発生させ、センサ２をポーリングして電圧パターンを取得する構成を採ってもよい。
【００３６】
このような登録開始から登録終了までにセンサ２から電圧パターンを採取した時刻をそれぞれＴ１〜Ｔ９とし（ＴＮ＝Ｔ１＋ΔＴ×（Ｎ−１）の関係にある。ただしＮ＝１，２，…，９）、Ｔ１〜Ｔ９のそれぞれの時刻における右手人差し指６１の先端の位置がそれぞれ図１０の６１−１〜６１−９にあったものとする。なお図１０において２５−３は携帯電話１を把持する左手の親指２５の射影（センサ２によって接近が検知されている領域）であり、２６−３、２７−３、２８−３、２９−３はそれぞれ携帯電話１を把持する左手の人差し指２６、中指２７、薬指２８、小指２９の射影である。
【００３７】
ここでセンサ２は非接触センサであるから、右手人差し指６１の先端は必ずしも携帯電話１の筐体に接している必要はなく、各時刻においてセンサ２に接近している状態にあればよい。またセンサ２の感度によっては、右手人差し指６１の先端が筐体から離れすぎてしまうために、接近を検知できない場合も生じうる。しかし、その場合には、ある時刻において右手人差し指６１の射影に対する電圧パターン変化が生じないだけである。したがって、図９の軌跡５１は必ずしも連続している必要はない。
【００３８】
その結果、図示せぬ携帯電話１のフラッシュメモリには、図１１で示されるような複数の電圧パターンが登録される。照合時においても、利用者が複数の電圧パターンを再現することで認証する点については、実施の形態１と同様である。このような処理は、音声認識の分野で用いられる音声入力における音声特徴と音声辞書データとの距離値を求めるＤＰマッチングの手法を転用することで実現できる。この場合、音声入力における音声特徴を照合時の電圧パターンの各プロット値とし、音声辞書データ中の標準音声データを登録時の電圧パターンの各プロット値とすることで、距離値が算出する。このように算出した距離値が所定の値以下あるいは所定の値未満である場合に、利用者が本人であることを認証するようにする。
【００３９】
このような認証方法を用いることで、携帯電話１の利用者本人のみが記憶しているより複雑な動作を登録したパターンに基づいて認証を行うことができる。
【００４０】
実施の形態４．
一方、このように時間情報まで含めて、電圧パターンを再現させようとすると、利用者が電圧パターンを再現することが困難になる場合も考えられる。そこで、図１１において示される各時刻の電圧パターンについて、前後の時刻で差分をとる。そして、差分が発生している点（右手人差し指が動いているので、右手人差し指の先端で差分が発生する）を特徴点とするストロークを接続することで、人差し指の移動軌跡を求める。さらに登録時と照合時それぞれにおいて、人差し指の移動軌跡を算出し、両者の距離を求めるようにしてもよい。このようにすれば、時間情報の影響を排除して照合することができるので、照合時の操作が容易になる。
【００４１】
このように時間情報を取り除いて、利用者の動作の特徴点に基づく軌跡のみを照合時に再現させるようにすれば、より照合が容易になり、かつ利用者本人のみが記憶している情報に基づいて本人認証を行うことができる。
【００４２】
実施の形態５．
実施の形態１乃至実施の形態４では、筐体内部に敷設したセンサ２が携帯電話１に接近する指や手を検知して、電圧パターンを発生し、この電圧パターンに基づいて、利用者本人の認証を行うこととした。しかし、携帯電話１に指や手が接近したことを検知する方法としては、このような筐体内部に敷設した非接触センサだけでなく、例えば赤外線センサなどの光センサを携帯電話１の正面部に配置して指や手の動きを検出する方法などもある。実施の形態５はこのような非接触センサを用いた本人認証方式のに関するものである。
【００４３】
図１２は、携帯電話１に光センサを敷設した状態を示す正面図である。図１２において、キー操作部４は携帯電話１を操作するためのキーが配列されている部位である。実施の形態５における光センサは複数の光源及び受光素子からなるもので、この光センサを構成する光源と受光素子は、キー操作部４の周囲に配置されている。配列光源５は、キー操作部４に向かって左側に配置されており、配列受光素子６は、キー操作部４に向かって右側に配置されている。また配列光源７は、キー操作部４に向かって上側に配置され、配列受光素子８は、キー操作部４に向かって下側に配置されている。
【００４４】
この光センサの作用を簡単に説明する。配列光源５は複数の光源から構成されている。また配列受光素子６も複数の受光素子から構成されている。配列受光素子６の一つの受光素子は、配列光源５を構成する一つの光源から発光される光のみに反応する。したがって配列光源５には、配列受光素子６にある受光素子と同数だけ光源が存在する。光源と受光素子とを結ぶ直線上に遮蔽物が存在すると、受光素子は光源からの光を受光しない。遮蔽物が存在しなければ、受光素子は光源からの光を受光する。よって受光素子が受光するかどうかで、光源と受光素子とを結ぶ直線上に遮蔽物が存在するかどうかを検出できる。遮蔽物の位置を検出するには、光源と受光素子とを結ぶ直線がそれぞれ平行をなすように複数個の光源と受光素子の対を配置すればよい。携帯電話１のキー操作部４の周囲には左右方向だけでなく、上下方向にも配列光源７と配列受光素子８を配置した。これによって遮蔽物の水平位置と垂直位置を取得する。
【００４５】
このような光センサは、各受光素子への光が遮蔽されるか否かのみに基づいて、遮蔽物の位置を検出するものであり、遮蔽物の形状が方形であるか円形であるかなどの違いは取得できない。しかし遮蔽物の幅については正しく取得できる。そこで、この遮蔽物が利用者の手又は指であるならば、例えばキー操作部４に接近している指の太さなどを取得できる。
【００４６】
配列受光素子６の中の受光素子は、配列光源５にある多数の光源の中から、自身と対になる光源から発光された光のみを受光する必要がある。そこで例えば次のような工夫を行う。すなわち、まず図１３に示すようにキー操作部４の表面をそれ以外の部位の表面からわずかに窪ませる。そしてこの窪みの淵に配列光源５、６と配列受光素子７、８を敷設する。さらに、光源には比較的指向性の高い赤外線発光源を用いる。また、光源と受光素子を格納する部位にスリットを設けて、受光素子が対となる光源以外の光源からの干渉を受けないようにするようにしてもよい。図１３は、実施の形態５における携帯電話１のキー操作部周辺の断面図である。図において、１０１は携帯電話１の筐体である。また１０２〜１０４は、文字入力を行うキーであって、筐体１０１に設けられている。１０５〜１０７は、圧電素子であって、キー１０２〜１０４を押下すると信号を発生する。１０８は筐体１０４に嵌合された光源であって、光源１０８の嵌合部には円筒状のスリット１０９が形成されている。ただしスリット１０９は必ずしも円筒状である必要はなく、光源１０８が格納できる形状であればどのような形状であってもよい。また１１０は筐体１０４に嵌合された受光素子であって、光源１０８と同じように、その嵌合部にはスリット１１１が形成されている。スリット１１１の形状についてはスリット１０９と同様である。
【００４７】
さらに、隣接する光源と受光素子の対との間では、異なる波長を用いるようにしてもよい。光源には発光ダイオードが用いられ、受光素子にはホトダイオードが用いられることが多い。それぞれ異なる波長で発光する発光ダイオードとその波長に応答するホトダイオードの組み合わせを使用すれば、隣接する光源と受光素子の対が干渉し合うことを防止できる。
【００４８】
上記の光センサでは、利用者の指や手とキー操作部４との距離を検出できない。そこで配列光源４と配列受光素子５を、キー操作部４の表面に対して法線方向に多層化する。図１４はこのような光センサを有する携帯電話１のキー操作部周辺の断面図である。図１４において、１１２は光源であって、１１３は光源１１２と対となる受光素子である。光源１１２と受光素子１１３のなす直線は、キー操作部４の表面及び光源１０８と受光素子１１０のなす直線と平行で、かつ、光源１０８と受光素子１１０のなす直線よりもキー操作部４とのなす距離が小さい。こうすることによって、利用者の手や指が携帯電話１の表面に接近すると、最初に受光素子１１０が受光する光が遮られ、さらに利用者の手や指が携帯電話１の表面に接近すると、受光素子１１３が受光する光が遮られる。このように、光源と受光素子の配列を多層化することによって、利用者の手や指とキー操作部表面との距離も取得できる。
【００４９】
次に、実施の形態５の光センサを用いて、本人認証を行う方法について説明する。実施の形態１では、センサ２によるＹ方向、Ｘ方向の電圧パターンを登録し、照合時にこの電圧パターンを再現させることによって、本人認証を行った。これに対して、実施の形態５では、実施の形態１の電圧パターンを光センサにおける遮光パターンに置き換える。ここで、電圧パターンでは、初期状態と０との間の値をとる各プロットの電圧値が得られたのに対して、実施の形態５における光センサでは遮光の有無のみが得られる点が異なる。しかし、実施の形態１において初期状態の電圧値を１とし、電圧値が初期状態の電圧値以外の値をとった場合を０とすれば、遮光の有無のみを扱う実施の形態５と同じ取扱いができる。
【００５０】
さらに図１４に示すような多層構造の光センサであれば、携帯電話１の筐体までの距離をも考慮した遮光状況分布パターンが取得できるので、十分な量の生体情報を取得できる。
【００５１】
さらに、実施の形態３と実施の形態４に示した本人認証方式と同様にに、時系列で遮光状況の分布パターンを記憶させることで、さらに多くの生体情報を取得でき、生体情報に基づいた高精度の照合処理を行うことができる。
【００５２】
なお実施の形態５では、キー操作部周囲に配置した光センサから得られる情報に基づいて本人認証を行うようにしたが、光センサの構成としてはこの限りではなく、例えば筐体表面に赤外線発光源を敷設し、利用者の指や手が発光源からの光を反射することにより、利用者の指や手の形状を特定するような光センサを用いてもよい。
【００５３】
実施の形態６．
上記実施の形態１乃至実施の形態５においては、携帯電話１を用いて本人照合をするために、登録パターンと照合パターンの入力をそれぞれ独立した操作として操作する方法について説明したが、利用者がパスワード入力操作などの他のキー操作を行っている間に、非接触センサ２を利用して生体情報を取得するようにしてもよい。
【００５４】
このように、パスワードと生体情報の双方の一致を条件に認証することによって、セキュリティ強度が向上させることができる。
【００５５】
また、パスワード入力操作中の指又は手の動きを時系列で登録及び照合することによって、パスワードのみならず利用者本人特有のくせやジェスチャーまでも含めて本人認証に用いることで、パスワードが漏洩しても携帯電話１の不正使用をすることを防止できる。
【００５６】
また、メニューキーでクレジットカード番号を転送するメニューを選択する場合、あるいは選択後の確認ボタン（あるいは実行開始ボタン）を押下する動作を登録パターンと照合パターンにすることによって、生体情報の照合という操作ステップを意識せずに強固なセキュリティを実現できるとともに、簡便な操作性を提供できる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明に係る携帯情報機器は、利用者の指または手の接近を検知し接近情報を出力する非接触センサと、予め登録された本人の接近情報と前記センサが出力する前記接近情報とを照合して、利用者が本人であることを認証する認証手段とを備えたので、十分な情報量の生体情報に基づく高精度の認証処理を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による携帯電話の一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】実施の形態１乃至実施の形態６による本人認証方式のブロック図である。
【図３】実施の形態１における非接触センサの電圧変化の概要図である。
【図４】実施の形態１による携帯電話を利用者が握った状態の正面図である。
【図５】実施の形態１による携帯電話を利用者が握った状態の非接触センサの電圧分布を示す特性図である。
【図６】実施の形態１による登録時と照合時の電圧パターンを示すグラフである。
【図７】実施の形態１による登録時と照合時の電圧パターン間の距離算出方法の説明図である。
【図８】実施の形態２における非接触センサの展開図である。
【図９】実施の形態３における携帯電話を左手で保持し、右手人差し指で操作する状態の正面図である。
【図１０】実施の形態３における非接触センサの検出した利用者の手の形状を示す正面図である。
【図１１】実施の形態３における各時系列における電圧パターンの特性図である。
【図１２】実施の形態５における光センサの敷設位置を示すための携帯電話の正面図である。
【図１３】実施の形態５における携帯電話のキー操作部の表面についての断面図である。
【図１４】実施の形態５における携帯電話のキー操作部の表面についての断面図である。
【符号の説明】
１：携帯電話  ２：非接触センサ  ２−１〜２−３：非接触センサ
３：認証手段  ４：キー操作部  ５〜８：光センサ
１０１：携帯電話の筐体  １０２〜１０４：携帯電話のキー
１０５〜１０７：圧電素子
１０８：光源  １０９：スリット  １１０：受光素子  １１１：スリット
１１２：光源  １１３：受光素子
【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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