(57)【要約】【課題】  簡単にコピー、撮影または複製されない非可視的身体的特徴を使用するもっとコンパクトで、成形可能で、柔軟で、経済的でかつ信頼できる自動生体測定認識装置の提供。【解決手段】  電気および（または）磁気エネルギーまたは音響エネルギーを使用する個々の生体の生体測定認識のための方法および装置（10）。少なくとも１つの生体電気特性および(または)生体磁気特性を測定するため生体測定認識システム。個々の生体のアイデンティティを認識するための方法および装置。個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を識別するための方法および装置。骨を診断するための方法および装置。個々の生体における誘導電流（12）を感知するための方法および装置。音響エネルギーを使用する個々の生体の電気特性および(または)磁気特性を感知するための方法および装置。【選択図】      図１
2005270672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の電気特性および（または）磁気特性を使って個々の生体の生体測定認識を行うための方法であり、
前記生体について少なくとも１つの基準パターンを示すステップと、
前記生体について少なくとも１つの生体測定パターンを生成するステップと、
前記生体測定パターンを前記基準パターンと比較して前記生体測定パターンと前記基準パターンが本質的に同様であるか否かを決定するステップと、
前記パターンが本質的に同様である場合に前記生体を認識するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
少なくとも１つの身体部位の前記基準パターンおよび前記生体測定パターンが、
i)  電気エネルギー信号および(または)磁気エネルギー信号を前記身体部位の少なくとも１つの第一区分に与えるステップと、
ii) 少なくとも１つの出力信号を検知するステップであり、前記出力信号が前記電気エネルギー信号および(または)磁気エネルギー信号と前記第一区分の少なくとも１つの物質成分の相互作用を表す、ステップと、
iii)  前記提示される身体部位の少なくとも１つの異なる区分についてステップ (i)〜(ii)を実施するステップであり、前記異なる区分が別の出力信号を与えるためにステップ(i) の第一区分と充分な距離を置いて位置する、ステップと、
iv) 検知される複数の出力信号から前記生体測定パターンを決定するステップと、
を含むステップにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電気エネルギー信号および(または)磁気エネルギー信号が電場、磁場および電磁場から成る群から選択されるメンバーにより与えられる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記電気エネルギー信号および(または)磁気エネルギー信号が接触および非接触から成る群から選択される方法により与えられる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの基準パターンを示すステップが、
i)  提示される身体部位の少なくとも第一エリアおよび第二エリアと接触する少なくとも２つの電極を提供するステップであり、前記第一エリアおよび第二エリアが前記電極間の身体区分において少なくとも１つの生体測定特徴を測定するのに充分な距離を置いて分離されている、ステップと、
ii) 入力電気信号を前記電極に与えるステップであり、前記入力電気信号が前記提示される身体部位を透過(penetrate）するのに充分な少なくとも１つの周波数を持つ、ステップと、
iii)  前記身体区分において出力信号を検知するステップであり、前記出力信号が前記入力信号が前記身体区分と相互作用した結果変化した入力電気信号を表す、ステップと、
iv) 検知された出力電気信号を作動信号測定値に変換するステップと、
v)  前記作動信号測定値をマイクロプロセッサに保存するステップと、
vi) 前記提示される身体部位の少なくとも１つの異なる身体区分においてステップ(i)〜(v)を実施するステップであり、前記異なる身体区分が別の作動信号を提示するためにステップ(i) の身体区分から充分な距離を置いて位置する、ステップと、
vii)  検知される複数の作動信号から基準パターンを決定するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記入力電気信号が定量電流および定位電圧から成るグループから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記出力電気信号が電流差および電位電圧から成るグループから選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
識別可能な身体部位の前記基準パターンおよび(または)生体測定パターンが、
i)  前記識別可能な身体部位の少なくとも１つの第一区分を第一および第二コイルに導入するステップであり、前記身体部位が前記第一コイルおよび第二コイルに物理的に接触することなく前記第一コイルと第二コイルの間に位置する、ステップと、
ii) 前記第一コイルに電磁エネルギーを与えて、磁場を生成するステップと、
iii)  前記第二コイルからの出力信号を検知するステップであり、前記第二コイルが前記第一コイルに近接する前記識別可能な身体部位の前記第一区分の導電特性による磁場の変化を感知する、ステップと、
iv) 前記識別可能な身体部位の少なくとも１つの異なる区分についてステップ(i)〜(iii)を実施するステップであり、前記異なる区分が検知される別の出力信号を提供するためにステップ(i) の前記第一区分から充分な距離を置いて位置する、ステップと、
v)  複数の出力信号から前記生体測定パターンを決定するステップと、
を含むステップにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
識別可能な身体部位の前記基準パターンおよび(または)生体測定パターンが、
i)  識別可能な身体部位の少なくとも１つの第一区分を間隔を置いて配置される複数のコンデンサ・プレートに導入するステップであり、前記身体部位が前記コンデンサ・プレートに物理的に接触することなく前記コンデンサ・プレート間に位置する、ステップと、
ii) 前記間隔を置いて配置されるコンデンサ・プレートに電磁エネルギーを与えて、電場を生成するステップと、
iii)  前記コンデンサ・プレートの間に位置するとき前記識別可能な身体部位の前記第一区分の導電特性による電場の変化を表す出力信号を検知するステップと、
iv) 前記識別可能な身体部位の少なくとも１つの異なる区分についてステップ(i)〜(iii)を実施するステップであり、前記異なる区分が検知される別の出力信号を提供するためにステップ(i) の前記第一区分から充分な距離を置いて位置する、ステップと、
v)  複数の出力信号から前記生体測定パターンを決定するステップと、
を含むステップにより生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの身体部位のバイオインピーダンスを使って生体測定認識を行うための非侵襲的方法であり、
a）少なくとも１つの身体部位について少なくとも１つの基準パターンを提供するステップであり、前記基準パターンが
i)  少なくとも２つの電極を提示される身体部位の少なくとも第一エリアおよ          び第二エリアに接触させるステップであり、前記第一エリアおよび第二エリア          が前記電極間にある身体区分の少なくとも１つの生体電気特性を測定できるよ          うにするのに充分な距離を置いて分離される、ステップと、
ii) 低アンペア電流を前記電極に与えるステップであり、前記低アンペア電流          が前記提示される身体部位を透過するのに充分な少なくとも１つの周波数を持          つ、ステップと、
iii)  前記提示される身体部位の前記少なくとも２つの電極間の電圧差値を検          知するステップと、
iv) 検知された電圧差を作動信号測定値に変換するステップと、
v)  前記作動信号測定値をマイクロプロセッサに保存するステップと、
vi) 前記提示される身体部位の少なくとも１つの異なる身体区分についてステ          ップ(i)〜(v)を実施するステップであり、前記異なる内部身体区分が別の作動          信号を提供するためにステップ(i) の前記内部身体区分から充分な距離を置い          て位置する、ステップと、
vii)  検知される複数の作動信号から前記基準パターンを決定するステップと          、
により決定される、ステップと、
b)  少なくとも１つの記憶システムに前記基準パターンを記憶するステップと、
c)  その後被験者の認識を試みる際に認識対象である被験者の同じタイプの身体部位を提示するステップと、
d)  前記被験者の同じタイプの身体部位について少なくとも１つの生体測定パターンを生成するステップであり、前記生体測定パターンがステップ(a) により決定される、ステップと、
e)  前記生体測定パターンを前記基準パターンと比較するステップと、
f)  前記生体測定パターンと基準パターンが許容可能な誤差範囲で本質的に同様である場合前記被験者のアイデンティティを認識するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
定電流が0.01ミリアンペアから４ミリアンペアまでである、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
周波数が20kHz から150kHzである、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
生成される低アンペア電流が周期電流および連続電流から成るグループから選択される、請求項10に記載の方法。
【請求項１４】
前記身体部位が作動信号測定値を検知するために少なくとも５つの異なる身体区分を持つ被験者の手である、請求項10に記載の方法。
【請求項１５】
該方法が４つの電極を含み、前記４つの電極が対で接続され、第一の対が定電流を与えるために使用され、第二の対の電極が電圧差信号を検知するために使用されかつ前記第一の対の電極の間に配置される、請求項10に記載の方法。
【請求項１６】
２つの電極が前記提示される身体部位に接触する、請求項10に記載の方法。
【請求項１７】
前記作動信号測定値が、抵抗、リアクタンス、位相角およびインピーダンスから成るグループから選択される生体電気特性である、請求項10に記載の方法。
【請求項１８】
前記低アンペア電流が約100Hzから40MHzまでの多周波数を使って与えられる、請求項10に記載の方法。
【請求項１９】
個々の生体の少なくとも１つの提示される身体部位の少なくとも１つの生体電気および(または)生体磁気特性を測定するための生体測定認識システムであり、
a)  電磁気エネルギーを生成するための手段と、
b)  提示される身体部位の少なくとも１つの第一区分に前記電磁気エネルギーを与えるための手段と、
c)  出力信号を検知するための検知装置であり、前記出力信号が前記第一区分の導電特性のために変化した電磁気エネルギー信号である、装置と、
d)  複数の出力信号から生体測定パターンを決定するための手段であり、要素c)の前記検知装置に結合される手段と、
e)  要素d)で決定される生体測定パターンを以前に記憶された基準パターンと比較するための手段と、
を備えるシステム。
【請求項２０】
前記電磁気エネルギーが電場、磁場および電磁場から成る群から選択されるメンバーである、請求項19に記載のシステム。
【請求項２１】
前記電磁気エネルギーを与えるための手段が電極、コンデンサ・プレート、誘導コイル・システム、電磁気トランスミッタおよび電磁気レシーバから成る群から選択されるメンバーである、請求項19に記載のシステム。
【請求項２２】
前記提示される身体部位が手である、請求項19に記載のシステム。
【請求項２３】
電場が約１〜約４ミリアンペアまでのアンペア電流および約20Hzから約150kHzまでの少なくとも１つの周波数を持つ、請求項20に記載のシステム。
【請求項２４】
個々の生体のアイデンティティを認識するための装置であり、
a)  前記生体の電気特性および(または)磁気特性を感知するための感知メカニズムと、
b)  前記生体を認識するためのメカニズムであり、前記感知メカニズムと通信するメカニズムと、
を備える装置。
【請求項２５】
前記認識メカニズムが前記個々の生体の既知の電気特性および（または）磁気特性を有するマイクロプロセッサを含む、請求項24に記載の装置。
【請求項２６】
前記感知メカニズムが電場および(または)磁場を生成するためのメカニズム、および前記電場および(または)磁場を受信するためのメカニズムを含む、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記生成メカニズムが、周波数発生器および該周波数発生器に結合される電場および(または)磁場トランスミッタを含み、前記受信メカニズムが、前記電場および(または)磁場トランスミッタに隣接して配置され前記電場および(または)磁場トランスミッタと共にテストゾーンを形成する電場および(または)磁場レシーバを含み、テストゾーンに個々の生体の一部がこの生体の電気特性および(または)磁気特性を感知するために置かれ、前記受信メカニズムが電場および(または)磁場レシーバおよびマイクロプロセッサに接続されるディテクタをさらに含む、請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記ディテクタ・メカニズムが、前記レシーバが受信する前記テストゾーンに広がる前記電場および(または)磁場の位相または振幅または周波数または波形を測定する、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
該装置がハウジングを含み、前記トランスミッタおよび前記レシーバが前記ハウジングの中に配置される、請求項28に記載の装置。
【請求項３０】
個々の生体のアイデンティティを認識するための方法であり、
a)  前記生体の電気特性および(または)磁気特性を感知するステップと、
b)  前記特性から前記生体を認識するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
1997年11月20日Juliana H.J.Brooksにより出願され参照により本文書に組み込まれる、「固有の内部的識別特徴を使用する生体測定認識のための方法およびシステム」と題する米国特許出願第08/974,281号。
本出願と同日に出願され参照により本文書に組み込まれる、「共振音響および／または音響−EMエネルギーを使用する無機、有機または生物学的構造の検知、識別、増大および／または毀損」と題する米国仮特許出願第＿＿＿＿＿号、弁理士整理番号第BLB:106PRV号。
【０００２】
本発明は、一般的に言って個々の生体の電気特性および(または)磁気特性の検知に関するものである。さらに詳しく言うと、本発明は、ある生体の電気特性および（または）磁気特性がこの生体を認識するために使用される生体測定認識に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
個人識別番号またはパスワードなど磁気カードにコード化されるメモリ・データに基づくセキュリティ方法は、今日のビジネス界、産業界および官公庁において広く使用されている。電子取引きおよび確認の増大に伴い、カードの紛失または盗難および識別番号またはパスワードの忘却、共有または盗み見も増大している。磁気カードは詐欺または窃盗に対してはほとんどセキュリティを持たないので、指紋、虹彩色素パターンおよび網膜プリントなど固有の外部的に検知可能な個人の身体的解剖学的特徴または書体および音声パターンなど外部的行動特徴に基づくもっと安全な自動認識の方法を開発する方向に向かう傾向がある。生体測定(biometric）として知られるこの種の技法は、個人に固有の特徴により人を識別することによって認識システムの信頼性を増大するのに効果がある。代表的な技法としては、人の外部的皮膚パターンに着目した指紋認識、人の手の形および寸法に重点を置くハンド・ジオメトリ、虹彩における人の固有の血管配列を定義する虹彩スキャニング、個人の独特の音波を区別する音声確認、および署名確認がある。
【０００４】
生体測定の応用には、例えば制限されるエリアまたはアプリケーションへの物理的アクセス、あるいは軍、情報部およびその他保安上重要な連邦組織が使用する微妙な情報を含んでいるコンピュータ・システムへのアクセスが含まれるが、これに限定されない。また、自宅拘禁、仮釈放プログラムおよび拘置所または刑務所への物理的接近を含む法執行上の応用がある。また、アクセスのために自動指紋識別システム（AFIS）に依存する政府後援のエンタイトルメント・プログラムは、重複受給または受給者死亡後の継続受給を減少することにより社会福祉事業における詐欺を抑止するために重要である。
【０００５】
生体測定認識は「識別モード」で使用でき、この場合、生体測定システムは、整合を求めてデータベースを検索することにより登録された母集団全体からある人物を認識する。システムは、また「確認モード」で使用することもでき、この場合、生体測定システムはある人物が主張するアイデンティティを以前に登録されたこの人物の生体測定データのパターンから認証する。多くの生体測定の用途において、識別モードあるいは確認モードにおける不正確さを許容する余地は殆んどない。
【０００６】
現在市販される生体測定方法およびシステムは、識別のために外部的可視的識別特徴例えば指紋、虹彩パターン、手の形状および血管パターンしか使用しないので、限定されている。これまでのところ、最も広く使用されている方法は、指紋鑑定であるが、スキャンされる指紋の汚れ、水分および油脂のために生じる不正確な消極的識別を含めていくつかの問題が生じている。さらに、外傷または隆線構造の摩滅のため指紋の隆線パターンの細部が不十分な者がいる。さらに、個人情報へのアクセス可能性がどんどん増しているので人によっては指紋を記憶させたがらない。
【０００７】
現在使用されている他の技法は虹彩色素パターンおよび網膜スキャニングである。これらの方法は多くの銀行システムで導入されつつあるが、異論が無いわけではない。電磁放射を目に当てると有害で未確認のリスクがあるかもしれないと言う健康上の懸念がある。
現在の生体測定システムのもう１つの制約は、外部的な身体的特徴は撮影、コピーまたは改変が比較的容易であることである。外部特徴をこのように容易にコピーできるため、指紋、アイ・スキャンおよびその他の生体測定パターンは無権限で複製されやすい。カメラ、ビデオ、レーザーおよび合成ポリマーの進歩に伴い、特定の個人の必須の固有の身体的パターンおよび特徴を持つ人体部位を再生するために利用できる技術が存在する。立ち入りのために固有の皮膚または身体のパターンを提示して確認を受ける必要のある高度なセキュリティ・システムにおいては、偽造モデルを生成することにより、詐称者によるセキュリティ対象の施設への無権限の立ち入りを可能にするかもしれない。これらの機能が進歩し拡大するにつれて、識別のために提示される身体部位が模造再生であるかまたは権限を有する者の切断されたまたは生命のない身体部位であるかどうかを確認する必要性が大きくなる。
【０００８】
参照により本文書に組み込まれる米国特許第5,719,950号（Osten）は、指紋など個人の固有の外的特徴を血液中の酸素レベルなど非固有特徴と相関的に確認することにより、認証を求める者が実際に存在するか否かを決定できると示唆している。この方法は、効果的かもしれないが、それでも個人の確認のために外的特徴に依存する。また、機器は、アイデンティティを確認する前にチェックすべき変数をより多く導入する二重操作を持ち、複雑化する。
【０００９】
現在の生体測定システムは、サイズの点でも制約される。例えば、指紋スキャナは、少なくともこれがスキャンする指紋の大きさがなければならない。その他の制約としては、システムによっては成形可能性および柔軟性に欠ける点があり、これが柔軟で動く物への組み込みを阻む。最後に、現在の生体測定法における複雑なスキャニング・システムは高価であり、このコストの高さが、あらゆる種類のカギなし立ち入りの用途にこのシステムが幅広く使用されることを阻んでいる。
【００１０】
従って、簡単にコピー、撮影または複製されない非可視的身体的特徴を使用するもっとコンパクトで、成形可能で、柔軟で、経済的でかつ信頼できる自動生体測定認識方法およびシステムが必要とされる。これにより、汚れ、油脂、水分または外部表面の劣化により識別不能な指紋、アイ・スキャニングに伴う潜在的危険、外部的特徴に依存するコスト高な機器および識別のために使用される固有の外部的特徴の人工的再生によりシステムを欺く可能性に関する懸念が排除されるだろう。
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するための感知メカニズムを備える。この装置は、生体を認識するためのメカニズムを備える。認識メカニズムは感知メカニズムと通信する。
【００１２】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための方法に関するものである。この方法は、生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するステップを含む。その後、この特性からこの生体を認識するステップがある。
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、生体の属性を識別するために 2.0センチ平方未満の接触面積を持つ感知メカニズムを備える。感知メカニズムはこの属性に対応する信号を生成する。この装置は属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。感知メカニズムは認識メカニズムと通信するので、認識メカニズムは感知メカニズムから信号を受け取る。
【００１３】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、生体の属性を識別するために 0.2センチ未満の厚みを持つ感知メカニズムを備える。感知メカニズムはこの属性に対応する信号を生成する。この装置は属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。感知メカニズムは認識メカニズムと通信するので、認識メカニズムは感知メカニズムから信号を受け取る。
【００１４】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は生体の属性を感知するための感知メカニズムを備える。感知メカニズムはこの属性に対応する信号を生成する。この装置は、10億分の１より高い精度で属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、非平面状の表面を持つ形状に成形可能な感知メカニズムを備える。感知メカニズムは生体の属性を感知し、この属性に対応する信号を生成する。この装置は、属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。認識メカニズムは感知メカニズムと通信する。望ましい実施態様においては、電極は凹面、平面、凸面またはその組み合わせとすることができ、多数の装置の形に成形するのに適する。電極は対象者の皮膚に接触するだけでよい。
【００１５】
ある生体の特徴は、その電気/磁気特性により検知でき、個々の生体は固有の電気／磁気特性を持つ。
Ｉ．上記の特性はこの特性を測定するどのようなメカニズムを使っても測定することができる。
A.  特性は、DC、AC、電場、磁場および／または電磁場を使用するあらゆるメカニズムを使って測定することができる。
【００１６】
B.  特性は、接触および（または）非接触法を使って測定することができる。
C.  特性は、加えられるエネルギーに対して以下の通り生体の位置を定めることにより測定することができる：
1.  エネルギーの流れの一部として
2.  エネルギーの流れを遮断して
3.  自身のエネルギーの流れを生成することによりエネルギー場に反応して
−特性は誘導電流を使って測定することができる。
【００１７】
D.  特性は、単一の身体区分または複数の身体区分について測定することができる。複数の区分を相互に比較することができる。すなわち左手の測定区分を右手の測定区分と比較することができる。
E.  特性は、１つまたはそれ以上の周波数を使って測定することができる。
F.  特性は、１つまたはそれ以上の波形を使って測定することができる。
【００１８】
G.  特性は、三次元またはそれ以上の次元マトリクスを生成して測定することができる。
H.  特性は、独特のセンサを使って測定することができる：
1.  サイズ
2.  柔軟性
3.  成形可能性
I.  特性は、10億分の１以上の精度で測定することができる。
II. 個々の生体は、その電気／磁気特性により認識することができる。Ｉ.において説明されるメカニズムはいずれもこのために使用できる。絶対測定値は日により多少変化するが、測定の相対比は生体測定パターンを導くのに充分な不変性を保つ。
III.  生体の診断的特徴は、その電気／磁気特性により検知することができる。加えられるエネルギーに対してエネルギーの流れの一部としておよびエネルギーの流れを遮断して生体の位置を定めることについては、先行技術において説明されている。誘導電流など自身のエネルギーの流れを生成することによりエネルギー場に反応する生体については説明されていない。下記のような診断的特徴を判定するために誘導電流を使って生体の電気特性／磁気特性を測定することができる：
A.  骨の損傷の有無
B.  腫瘍の有無
C.  毒素の有無
D.  代謝産物のレベル
本発明は、個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を識別するための装置に関するものである。この装置は、電気特性および（または）磁気特性を感知するための感知メカニズムを備える。この装置は、個々の生体に対応する少なくとも四次元を有するマトリクスを構成するためのメカニズムを備える。
【００１９】
本発明は、個々の生体における誘導電流を感知するための方法に関するものである。この方法は、生体に電流を誘導するステップを含む。その後生体の中に誘導された電流を検知するステップがある。
本発明は、個々の生体における誘導電流を感知するための装置に関するものである。この装置は、生体に電流を誘導するためのメカニズムを備える。この装置は、生体に誘導された電流を検知するためのメカニズムを備える。
【００２０】
本発明は、骨を診断するための装置に関するものである。この装置は、骨に電流を誘導するためのメカニズムを備える。この装置は、骨折または骨のひびを検知するためのメカニズムを備える。
本発明は、骨を診断するための方法に関するものである。この方法は、骨に電流を誘導するステップを含む。その後、骨における誘導電流を検知するステップがある。次に、骨折または骨のひびを検知するステップがある。
【００２１】
本発明は、個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するための装置に関するものである。この装置は、生体に電気エネルギーおよび（または）磁気エネルギーを伝送するためのメカニズムを備える。この装置は、電気エネルギーおよび（または）磁気エネルギーが生体を流れた後このエネルギーを受け取るためのメカニズムを備える。
【００２２】
本発明は、コンピュータを使用するための方法に関するものである。この方法は、個人の非可視的属性を感知するステップを含む。その後、この個人を認識するステップがある。次に、この個人がコンピュータにアクセスするステップがある。
本発明は、第一のロケーションにいる個人と第二のロケーションとの間で安全な通信を行うための方法に関するものである。この方法は、個人の非可視的属性を感知するステップを含む。その後、この個人を認識するステップがある。次に、この個人が第二のロケーションと通信できるようにするステップがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の望ましい実施態様およびその長所は、図１−11を参照することにより良く理解できる。それぞれの図面の同様の対応する部品には同様の番号が使用されている。
本発明について最良の方法で説明する前に、電気特性および磁気特性について一般的に説明すれば、本発明をより良く理解するのに役立つだろう。本文書において「場」という言葉は、波、流れ(current）、流束（flux）、抵抗、ポテンシャル、放射または参照により本文書に組み込まれるマクスウェル方程式から得られるまたは導かれるものを含めたあらゆる物理的現象をふくむが、これらに限定されない。
【００２４】
ある身体区分の導電率は、組織区分の長さおよび断面積ならびに貧組織および脂肪組織を含む組織の組成を含めて多数のファクターに依存する。体重の調整および体液および電解組成の変化により導電率およびその他の電気測定値は日々変動するかも知れないが、各生体の全身的身体的特徴故に、変化は分析対象の様々な身体区分を通じてほぼ一貫する。例えば、臨床的インピーダンス測定に関して、生理学的変動による患者のインピーダンス変動は、健常者の変動性より小さいことは周知である。参照により本文書に組み込まれる「電磁場の生物学的効果に関するCRCハンドブック（CRC Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields）」一般的におよび特にページ8、9および76を参照のこと。
【００２５】
生体測定認識のためにある個人の電気特性および（または）磁気特性を測定するとき、接触法によりエネルギーが与えられるか非接触法により与えられるかを問わず、測定対象の身体区分のインピーダンス、抵抗、リアクタンス、位相角、電流または電圧差など様々な測定値を利用することができる。例えば、インピーダンスは、2つの成分、すなわち電流の流れに対する組織の抵抗、および膜、組織界面およびその他のバイオキャパシタンス組織のキャパシタンス効果による電流に対する付加的対立であるリアクタンス、の関数である。
【００２６】
先行技術における多くのバイオインピーダンス測定は、体液および組織質量など身体組成の関係はダイナミックであり変動が生じるという仮定に依存している。組織内の体液が増加すると、液体積が増すために測定される区分の導電ポテンシャルが増すので、バイオインピーダンス信号の値が減少する。区分における液体積の増加はバイオインピーダンス値を減少させる。区分における体液の減少は導電ポテンシャルを減少するのでバイオインピーダンス値を増大する。しかし、本発明の作動に関して、日々の変動は全身的に一貫しており、ある身体部位の様々な区分から得られるインピーダンス値の間の全体的な比は一定のままであることが知られている。
【００２７】
次に図面を参照すると、図１は、被験者の生体測定パターンを生成するために表面接触電極を通じて被験者の身体部位に直接与えられる電流を利用する望ましい実施態様について説明している。生体測定認識システム10は、定量電流の形で入力電気信号をある身体区分組織に与え、その結果の電圧を測定することにより、この身体区分の電気特性および（または）磁気特性を測定する装置である。R=V/Iなので、測定される電圧は相対抵抗または計算抵抗を導く。電圧または抵抗パターンは個人に固有である。
【００２８】
本発明においては、定量電圧信号が組織に与えられ、その結果の電流を使って試験区分の生体電気特徴を決定することも、想定している。
説明のために、下に説明される本発明の接触システムは定量交流源を使用しているが、電源のために内部バッテリーを取り入れる必要のある一部の装置には特に直流を使用することができる。接触システムに直流が使用される場合、直流を交流に変換するために発振器を使用することができる。システム10は、図１および３に示される手など被験者のある身体部位に配置される励起電極14、16に接続される電流発生器12を備える。システム10は、さらに、受信電極18および20に接続されこれから出力電圧信号を受け取るアナライザ22を備える。アナライザ22は、電流発生器12から流れる電流に反応して電極18と20の間の電流の流れによって電極間に生じる電圧出力信号を受け取る。電流発生器は、定量電流を生成するための電流源を備える。本発明の識別システムは、連続定量電流または周期的定量電流を利用することができる。周期的信号としては、正弦波、方形波、ランプ波および鋸波が含まれる。一般的に言って定電流の大きさは、約１マイクロアンプから４ミリアンプまでの範囲である。一般には、信号周波数は、電気を感じやすい人にとって受容できる危険基準内の周波数範囲である約40Hzから約400MHzまでであろう。本発明は、上記の範囲内の単一の予め決められた周波数または複数の可変的な周波数を利用できる。組織の電気特性および（または）磁気特性を正確に測定できる限りは、本発明において上に記述される周波数以外の周波数も使用できることに留意しなければならない。40Hz未満の周波数を使用する際の短所としては、測定が１秒の何分の１か長くかかる可能性があることである。これは、生体測定パターンを得るために必要な時間全体を長くする可能性がある。
【００２９】
システムに応用される様々な周波数の各々は、膜の生理学、組織構造および組成のために身体区分において異なる影響を持ち、キャパシタンスおよびインダクタンスの変化を伴う。試験モード中複数の周波数を使用する場合、出力信号は、テスト対象の個人について予想される独特の生体測定パターンを示す。同じことが、付加的例として単一周波数の波形、角周波数、キャパシタンスおよびインダクタンスにも言える。
【００３０】
周期的定量電流が望ましい場合、電流発生器12を、図２に示される通り電流発生器を制御するために周期的出力信号を生成することができるコントローラ24に接続することができる。周期的定電流を使用するバイオインピーダンス測定システムは、先行技術において周知であり、米国特許第 5,503,157号において説明されている。前記特許の開示は、参照により本文書に組み込まれる。
【００３１】
電流発生器の出力信号は、コネクタ15および13を通じてそれぞれ励起電極14および16に送信される。例示のために、図１は、電極のうち２つが電流を流入するために能動的であり２つの電極がその結果の信号を検知するために受動的である、四極電極配置を示している。電極の配置のために最小限の面積しか持たないシステムにおいては特に、本発明において二極構成すなわち２つの電極を利用できると考えられる。
【００３２】
四極電極システムにおいては、第一の励起電極14は掌の後部に配置し、第二の励起電極16は親指の掌側先端に配置することができる。手の少なくとも５つの異なる区分がテストされるように、残りの４本の指で電圧降下を示すために同様の対の電極を相互に充分な距離を置いて配置することができる。その他の電極構成もこの方法で使用できるので、これは単なる例である。
【００３３】
本発明には、外部接触抵抗によりインピーダンス測定値に生じる不整合を克服するために、電極の四極構成のほうが好ましい。外部抵抗は、皮膚の水分によるものなどある種の固有の変化に伴い大幅に変化する場合がある。それ自体は、四極システムを使用することにより改善することができる。四極電極システムは、電極の分極および電極と測定対象の身体部位の間の接触抵抗効果の両方を排除する点で、他の電極システムより優れている。接触抵抗は、対象の移動により可変的であり、身体の電気パラメータの測定を妨害する運動アーチファクトを作り出す。１対の電極を通じて電流を対象に与えて、別の１対の電極を通じて電圧差を測定することにより、接触抵抗および固有の電圧降下が電圧測定から排除される。エネルギーが通る経路は、基準パターンを得るために通る経路に近似しなければならないことを除いて、重要ではない。
【００３４】
本発明のシステムによっては、電流の流入および電圧の感知を生体電気測定のために２つの電極で行うことができることが分かるはずである。しかし、前に述べたとおり、二極構成では、測定される電圧は内部インピーダンスおよび境界接触インピーダンスの両方を含む電流経路に沿った電圧降下である。接触インピーダンスによる電圧降下は、内部インピーダンスによる電圧降下に比べて大きい可能性がある。二電極システムを使用する場合のこの問題を解決するために、複合電極を使用することができる。複合電極は、電流を流入するための外側電極および電圧を測定するための内側電流を合体する単一の電極である。例えば、適切な複合電極は、1993年にPing Huaにより開示されており（Electrical Impedance Tomography,IEEE Trans.Biomed. Eng.,Jan.40(1)29-34）、その全体が参照により本文書に組み込まれる。同じ電極からの送信および受信が同時に生じないように切り換えを使用できるので、四極または複合電極は必須ではない。
【００３５】
多様な電極が市販されており、技術上周知なので、構造および応用については詳しく説明しない。一般に、電気信号を伝える技術上既知のどのようなタイプの電極でも、本発明に使用できる。特に有用なのは、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリ-3，4-エチレン・ジオキシチオフェン、導電性粘着ポリマー、半導体ポリマー、導電性シリコン・ラバーおよび導電性ラバーを含む合成導電性ポリマーであり、上記の全てを、図７−10に示される生体測定認識システムへの導電性挿入物を製造するために使用できる。
【００３６】
図１に示されるユニット11は、手など測定対象の身体部位を置くための表面となる。このユニットは、導電電極が指、親指および掌の付け根と接触するためにホルダの平らな表面に取り付けられるように構成することができる。ユニット11は、発明者が想定する１つの実施態様に過ぎないことが分かるはずである。
個人を認識するために使用される生体電気測定はこの対象者に電流を与えることまたはこの対象者において電流が発生することを含むので、安全性の問題が生じる。本発明の生体測定システムは、さらに信号源発生器と接触電極の間に変圧器を使用することができるので、潜在的な電気の危険からこの個人を隔離する。定電流に関連し要求される周波数を伝送するが 300サイクルできれば60サイクル以上の電流電圧を伝達しない変圧器が、本システムに使用することができる。
【００３７】
身体区分における電流の流れに対するインピーダンスはこの身体区分に電圧差を生じる。電圧の振幅は、組織および構造の差によって生じる身体区分の導電率の変化により変調する。この実施態様において励起電極の間に配置される受信電極18および20は、流入される電流が測定対象の身体区分を通ることによって生じる電圧差を測定するために使用される。受信電極は、一般的に言って、励起電極に使用されるものと同じタイプである。身体区分のインピーダンスに比例する電圧信号がこの身体区分内で生成され、電極18および20の間で測定される電圧差は、定量交流に反応して生じる交流電圧である。電圧ディテクタ28は、電圧計、ポテンシオメータなど電子回路の設計者に周知のどのようなタイプのものでもよい。
【００３８】
電圧ディテクタ28は、電圧信号の規模を検知し、かつ交流電圧と電圧を生じる交流との間の位相関係を検知するタイプとすることができる。従って、インピーダンスの抵抗成分と反応成分を測定することができる。このタイプのディテクタは、電気設計者には周知であり、しばしば同期ディテクタと呼ばれる。同期ディテクタを利用するインピーダンス測定システムについては、米国特許第3,871,359号および5,063,937号において説明されており、その内容は、参照により本文書に組み込まれる。
【００３９】
電圧信号が電圧ディテクタ28により受け取られる前に、信号の強さに応じて、受信電極18および20から受け取る信号と電圧ディテクタの間に増幅器26を接続することができる。本発明において有利に使用できる増幅器は、電子回路技術において周知の広く知られまた広く使用されている。本発明に使用するのに適する増幅器は、ミリボルト未満の信号を捕らえて、これを数ボルトに増幅し、形状または周波数を大きく変えずに大きな電圧利得を生じて、正確な測定値を示すものである。
【００４０】
さらに、本発明においては、信号から雑音を排除するための手段を提供することが想定されている。そのようなものとして差動増幅器はバックグラウンド雑音を取り除くために本発明に使用できる。差動増幅器が使用される場合、共通接地として使用するために別の電極をバイオインピーダンス・システムに追加する必要がある。
【００４１】
電圧信号が測定されたら、信号をアナログ−デジタル・コンバータ30に通して、デジタル信号をマイクロプロセッサ32に送ることができる。マイクロプロセッサは、インピーダンスまたは身体区分のその他の生体電気特性を自動的に瞬時に計算することができる。汎用コンピュータまたは電圧入力情報に関して各種の数学的演算を行うことができるコンピュータが、本発明に使用できる。
【００４２】
本発明の範囲内で想定される信号に関する典型的な数学的演算は、１つのインピーダンス値をその後第二の身体区分から検知されるインピーダンス値で割って、比較比を計算することである。代表的バイオインピーダンス測定パターンの計算について、図３を参照することにより例示する。５つの異なる区分A、B、C、DおよびEの各々における電圧差を検知し、その後検知される１つの信号をその後検知される値で割ることにより比較比を算定する。例として、A/A、B/A、C/A、D/AおよびE/Aを計算すると、その結果得られる値は予め決められた周波数に関しその部位の４つの比較比を示す。これにより、例えば各指の親指に対する比が得られる。次に、別の日に測定を行う場合、絶対測定値は変動しても、比率は同じである（0−6％の範囲まで）。周波数が変えられる場合、別の比較比のセットを同じ身体部位について決定できる。使われる周波数が多ければ、それだけ特有の代表的バイオインピーダンス測定パターンとして使用できる比較比のセットは大きくなる。図４は、系列１(親指)が10に設定されている上記の比較比のセットを示している。測定された周波数は以下のとおりである（水平軸＃1−15）：
10Hz
20Hz
50Hz
100Hz
200Hz
500Hz
1,000Hz
2,000Hz
5,000Hz
10,000Hz
20,000Hz
50,000Hz
100,000Hz
200,000Hz
500,000Hz
親指のインピーダンス共振点は周波数＃10（10,000Hz）であるのに対し、その他の指の共振点は約50,000Hzである。
【００４３】
図5a−5fは、異なる周波数のときの同じ被験者の指とインピーダンスの関係を示す被験者のチャートである。図6a−6fは、同じ周波数のときの複数の被験者の指とインピーダンスの関係を示す被験者のチャートである。
想定されるもう１つの演算は、複数の周波数について各区分のインピーダンス値または他の生体電気特性および(または)磁気特性を計算することである。多周波数の範囲についてプロットされるこれらの値の結果は、各身体区分について特有の曲線の形で代表的生物電気測定パターンを示す。例えば、図４は、ある範囲の複数の周波数を適用した場合における、図３に示す区分A−Eにおける電圧比を示す。
【００４４】
計算の結果は、以前にメモリ36に記憶された基準パターンと比較されて、許容可能誤差範囲内で整合が決定される。
比較の結果は、ディスプレイ・ユニット34に表示される。これは、マイクロプロセッサのデジタル表示コンポーネントとすることができる。
本発明は、平らなハンド・ディテクタを使って説明されているが、説明されたシステムおよびその要素の他の実施態様が、特定の安全システムにアクセスするためまたはこれを起動するために他の装置に使用することができることが分かるはずである。例えば、図７、８、９および10は、個人の特有の導電率値を利用する生体測定認識のために想定される構成および使用法のうちほんの一部を示している。
【００４５】
図７は、生体導電率値を生成するために特定のキーに電極が埋め込まれているコンピュータ・キーボードを示している。ユーザーの生物電気パターンが権限を有する個人のそれと整合する場合、コンピュータは起動され、ユーザーはログオンを許可される。
図８は、安全システムへのアクセスに関する、マイクロプロセッサのマウスを使用する別の実施態様を示している。このシステムは、権限を有するユーザーを識別して、他の者がシステムにアクセスするのを防ぐ。
【００４６】
図９は、小火器などの武器の使用を権限を有するユーザーのみに限定するためのシステムを示す。無権限の者が武器を発砲しようとすると、システムはこの者を認識しないので、発射メカニズムの作動を防ぐ。
図10は、個人の生体測定特徴パターンを示すだけの単純な認識システムを示す。測定電極は腕時計バンド内に含まれ、個人の手首で導電率および（または）その他の電気特性値が測定される。補助的受信システムは腕時計から送られるパターンを認識して、ユーザーのアイデンティティを確認する。特有のパターンを送るこの腕時計は、電子ドアロックを開けるために使用することができ、キーパッドまたは遠隔操作ユニットの代わりとなる。図11は、本発明の方法のフロー・チャートである。
【００４７】
図12、13および14を参照すると、本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置100に関するものである。装置100は、生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するための感知メカニズム101を備える。装置100は、生体を認識するためのメカニズム102を備える。認識メカニズム102は感知メカニズム101と通信する。
【００４８】
認識メカニズムは、個々の生体の既知の電気特性および（または）磁気特性を記憶するマイクロプロセッサ103を含むことが望ましい。感知メカニズム101は、生体の中に電場および（または）磁場を生成するためのメカニズム104および電場および（または）磁場を受信するためのメカニズム105を含むことが望ましい。生成メカニズムは、周波数発生器106および周波数発生器106に接続される電場トランスミッタ107および（または）磁場トランスミッタ107を含み、受信メカニズム105は、電場トランスミッタ107または磁場トランスミッタに隣接して配置されかつ個々の生体のある部分が個々の生体の電気特性または磁気特性を感知するために置かれる電場または磁場を有するテストゾーン110 を形成する電場レシーバ108 および（または）磁場レシーバと、電場レシーバまたは磁場レシーバ108 およびマイクロプロセッサ103 に接続されるディテクタ111 とを含むことが望ましい。ディテクタ・メカニズムは、レシーバが受信するテストゾーンに広がる電場、磁場または音場の位相または振幅または周波数または波形を測定することが望ましい。装置100は、ハウジング112を含むことができ、トランスミッタおよびレシーバをハウジングの中に配置することができる。参照により本文書に組み込まれる米国特許第4,602,639も参照のこと。
【００４９】
使用中、当業者に周知の標準的周波数発生器が、同業者に周知の電場および（または）磁場トランスミッタに接続される。磁場および電場の設計について詳しくは、参照により本文書に組み込まれるErik V. Bohn著「電磁場および電磁波入門」（Addison-Wesley出版社、1968年）を参照のこと。周波数発生器は、電場および（または）磁場を生成する電場および（または）磁場トランスミッタを制御し、これを駆動する。１つの実施態様において電場および（または）磁場トランスミッタに相対して電場および（または）磁場レシーバがある。電場および（または）磁場トランスミッタと電場および（または）磁場レシーバの間には、トランスミッタおよびレシーバの設置位置によって形成されるテストゾーンがある。テストゾーンは、個々の生体がその一部例えば手などを置くところであり、手は電場および（または）磁場トランスミッタと電場および（または）磁場レシーバの間に存在する電場および(または)磁場に位置する。手またはその他の部分の存在により、電場および（または）磁場は手を通り抜け、電場および（または）磁場のエネルギーは個々の生体に対応して特有に影響を受ける。
【００５０】
電場および（または）磁場レシーバは、電場および（または）磁場を受信する。ディテクタは、レシーバが受信する電場および（または）磁場に対応する信号を生成し、この信号をマイクロプロセッサに送る。マイクロプロセッサは、そのメモリ113 に個々の生体について既知の電場および（または）磁場信号を記憶している。マイクロプロセッサは記憶される既知の信号を呼び出し、これをディテクタからマイクロプロセッサに送られる信号と比較する。既知の信号とディテクタからの信号が本質的に同様である場合、この個々の生体は認識される。
【００５１】
ディテクタは、テストゾーンに広がる電場および(または)磁場およびテストゾーン内にある個々の生体の部位の位相、振幅、周波数、波形などを測定できる。電場だけあるいは磁場だけあるいはその組み合わせがテストゾーンに存在し得る。認識のために周波数が使用される場合、周波数はDCから 500,000Hzまでが望ましい。認識のために電流が使用される場合、電流は１マイクロアンペアから４ミリアンペアまでが望ましい。認識のためにポテンシャル・エネルギーが使用される場合、電圧は 0.1から15ボルトが望ましい。認識のために波形が使用される場合、正弦、ランプ、方形またはこれらの組み合わせを使用できる。認識のために電場が使用される場合、20から700V/m平方の電場が使用される。認識のために磁場が使用される場合、100ミリガウスから10ガウスまでの磁場が望ましい。
【００５２】
基本的に、手またはその他の部分は、定常電場および(または)磁場を遮断し、ディテクタは遮断の量を測定する。参照により本文書に組み込まれる米国特許第4,493,039号、4,263,551号、4,370,611号および4,881,025号を参照のこと。電場に関しては、測定は手の甲からまっすぐ掌まで行うことができるが、それはトランスミッタとレシーバがどのように配置されるかによって決まる。テストゾーンでの手のスウィ−ピング・モーションが使用される場合、まず親指についてその後他の各指について順番にストレート・スルー測定値が得られるであろう。その結果、５組のデータが得られる。磁場に関しては、テストゾーンに手を置くと、図14に示される通り一次コイルによって作られる磁束から二次コイルに誘導される電流が遮断される。
【００５３】
手が電流経路の不可欠の部分として使用されることが望ましい。装置10の実施態様において図15、16、17および18に示される通り、電流は、磁場および（または）電場に掌の付け根を置くことにより誘導され、指先の誘導電流が磁場および（または）電場センサにより検知される。
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための方法に関するものである。この方法は、生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するステップを含む。その後、この特性からこの生体を認識するステップがある。
【００５４】
本文書において説明される様々な実施態様は、対象生体が電気を基礎とするまたは磁気を基礎とするまたはその両方の組み合わせを基礎とする回路の中に何らかの形で存在するまたはより明確に言うとその一部であることによって特有にこの回路のエネルギーに干渉するまたはこれに影響を与えるという事実を中心としている。対象者がアプリオリに回路のエネルギーにどのように干渉するかまたはこれにどのように影響を与えるかを知り、その後本質的に同じ条件の下で対象者がどのように回路のエネルギーに干渉するかまたはどのように影響を与えるかをテストすることにより、テスト情報を以前に特定にされた情報と比較することができ、対象者のアイデンティティを是認するか否認することができる。
【００５５】
上に説明される通りにこれを行う方法はたくさんある。要約すると、その中には下記のものが含まれるが、これらに限定されない。対象者の電気特性を測定する接触技法を使用することができる。対象生体の磁気特性を測定する接触技法を使用することができる。図12、13、14および21に示される通り、定常電場および(または)磁場遮断を使って電気特性および(または)磁気特性を測定する非接触技法を使用することができる。図15、16、17、18、20および22に示される通り、電場または磁場からの誘導電流を使って電気特性／磁気特性を測定する非接触技法を使用することができる。図21に示される通り、定常電磁場遮断を使って電気特性／磁気特性を測定する非接触技法を使用することができる。図22に示される通り電磁場の反射により電気特性／磁気特性を測定する、また図23に示される通り１つの場だけが検知される非接触方法を使用することができる。図67−71に示される通り、音場または電磁波からの誘導電流を使って電気特性／磁気特性を測定する非接触技法を使用することができる。しかし、これらは認識のために個人の電気特性または磁気特性をどのように決定できるかの例にすぎない。
【００５６】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、生体の属性を識別するために 2.0センチ平方未満の接触面積を持つ感知メカニズムを備える。感知メカニズムはこの属性に対応する信号を生成する。この装置は属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。感知メカニズムは認識メカニズムと通信するので、認識メカニズムは感知メカニズムから信号を受け取る。認識メカニズムは感知メカニズムと接触することが望ましい。感知メカニズムの接触エリアは 0.2センチ未満の厚みであることが望ましい。望ましい実施態様において、生体測定認識パターンを検知するために約1.5cm2の表面積を持つ単一の音響トランスデューサが使用されている。音響トランスデューサの表面の厚みは２mm未満である。
【００５７】
図63は、親指と他の指の間に順次掴むための直径１cmおよび1.25cmの薄い電極の実寸法を示している。図64は、電極の断面図を示している。図65は、電極の側面図を示している。図66は、フリップアップ・センサを示している。このセンサは、わずか金属ホイル２枚と絶縁材の厚みとすることができる。このセンサは、使用されるまで表面と同平面になるようにヒンジ上に配することができる。その後、センサは表面に直角に跳ね上げられる。
【００５８】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、生体の属性を識別するために 0.2センチ未満の厚みを持つ感知メカニズムを備える。感知メカニズムはこの属性に対応する信号を生成する。この装置は属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。感知メカニズムは認識メカニズムと通信するので、認識メカニズムは感知メカニズムから信号を受け取る。
【００５９】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は生体の属性を感知するための感知メカニズムを備える。感知メカニズムはこの属性に対応する信号を生成する。この装置は、10億分の１より高い精度で属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。
望ましい実施態様において、単一周波数スキャンで10人のうち９人まで詐称者を排除できる。少なくとも50ヘルツごとに電気／磁気パターンに大きな差がある。50ヘルツから 500,000ヘルツまでスキャンすれば10,000個の有意義なパターンが得られる。周波数ごとに10人のうち異なる９人の詐称者が排除されれば、精度は1掛ける10の10,000乗人分の1となる。世界全体の人口はわずか8掛ける10の9乗人に過ぎず、ざっと、１掛ける10の10乗である。したがって、地球の人口の 1,000倍の精度が得られる。しかし、世界全体について正確であるためには、10の異なる周波数について10人のうち異なる９人を排除するだけでよい。本発明は少なくとも25の異なる周波数について10人のうち異なる９人を排除することができる。
【００６０】
本発明は、個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、非平面状の表面を持つ形状に成形可能な感知メカニズムを備える。感知メカニズムは生体の属性を感知し、この属性に対応する信号を生成する。この装置は、属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。認識メカニズムは感知メカニズムと通信する。望ましい実施態様においては、電極は凹面、平面、凸面またはその組み合わせとすることができ、多数の装置に成形するのに適する。感知メカニズムは対象者の皮膚に接触するだけでよい。望ましい実施態様においては、成形表面にプラスティック圧電材が使用されている。圧電フィルム・センサは、参照により本文書に組み込まれるペンシルベニア州ヴァレイ・フォージのAMP Piezo Film Sensor Unitから購入できる。その代わりに、参照として本文書に組み込まれるG. Splitt著「ピエゾコンポジット・トランスデューサ−超音波試験におけるマイルストーン」を参照のこと。さらに、剛性音響トランスデューサを凹状にまたは凸状に曲げるか、ベベルまたはファセット面を使用することもできる。
【００６１】
本発明は個々の生体のアイデンティティを認識するための装置に関するものである。この装置は、柔軟性の感知メカニズムを備える。感知メカニズムは生体の属性を感知し、この属性に対応する信号を生成する。この装置は属性から生体を認識するためのメカニズムを備える。認識メカニズムは感知メカニズムと通信する。望ましい実施態様においては、上に明確にされる通り、柔軟性の感知メカニズムとなる可塑性の圧電材で作られる音響生体測定センサを使用することができる。
【００６２】
感知メカニズムはラバー、プラスティック、金属、鉱物またはセラミックまたは複体材で作られることが望ましい。電極は対象者の皮膚に接触できるだけでよいので、電極表面は、柔軟性にすることができる。折り曲げまたは圧縮できることにより、柔軟性電極は、柔軟性電極がつけられる製品の機能性を損なうことなく、腕時計およびそのバンドまたは装飾品または衣料、レザーのスーツケースまたはプラスティック製クレジット・カードに組み込むことができる。例えば、名前および写真つきのプラスティック製身分証明票の一方の面に親指用電極を、他方の面に２つまたは３つのその他の指用電極を配置することができる。カードを読み取り器の中に１／４インチ下に滑り込ませ、電極を掴む。読み取り器は、親指用電極および２つまたは３つの指用電極に接触する対象者のパターンをカードに記憶されるパターンと比較する。
【００６３】
図24−33を参照すると、センサまたは電極に接続することができる認識用装置の望ましい実施態様に関する回路図が示されている。特に指示される場合を除いて、全ての小数キャパシタンス値はμＦの単位であり、全ての整数キャパシタンスはpFの単位である。全ての抵抗はオームの単位である。
システムは、波形生成段階、波形検知段階および関連デジタル論理を含む。システムは測定のために１人に最高８つまで接続可能である。
【００６４】
波形生成段階の周波数範囲は、約75Hzから1.2MHzまでである。この信号を生成するために、電圧制御発振器（U13）が使用される。発振器を同調するために使用される電圧はU11すなわち12ビットD/Aコンバータによって生成される。このコンバータは、便利なことに直列入力を使用するので、慣例的な12本の代わりに電圧出力を設定するためにマイクロコントローラから３本のワイヤしか必要としない。VCOは約300kHzから1.2MHｚまで同調し、カバーレッジ範囲は約１から４である。VCOからの出力はほぼ方形波である。
【００６５】
VCOは、さらに低い周波数を利用できるようするために、12ビット・リプル・カウンタU15に送られる。リプル・カウンタは、VCO出力周波数を４の累乗で割るために配線される。例えば、出力周波数は、1、4、16、64、256、1024または4096で割られる。これらの出力のうち１つがカッドNANDゲートU5およびU6によって選択される。可能な各除数が、自身のNANDゲートの１つの出力に割り当てられる。正確な除数のみを使用可能にするために各ゲートからの他の入力はマイクロコントローラによって設定される。マイクロコントローラには限られた数のピンしかないので、NANDゲート・マスクをマイクロコントローラから直列に伝送できるようにすることにより接続の数を７から２に減らすために、８ビット並列出力直列シフト・レジスタU14が使用される。
【００６６】
D/AおよびVCOセクションは、時間の経過と共にある程度周波数のドリフトを生じる場合があるので、分周器出力のうち１つはマイクロコントローラI/Oピンの１つに接続される。これにより、セラミック共振器にロックされる時間基準を含んでいるマイクロコントローラは、較正のために実際のVCO周波数を決定することができる。この決定の精度は共振器の許容差により制約され、１％かこれより良い。
【００６７】
NANDゲートの出力は、出力波形のスペクトルを意図されるものに限定するためにRCフィルタと共有される。方形波は各状態遷移時に非常に高い周波数の成分を含むので、波形が多少丸まるように修正される。これにより、波形測定段階に測定される周波数は、測定に意図される周波数になる。
RCフィルタ後、周波数分割出力は共通点に要約され、DCバイアスを取り除くためにコンデンサに通される。１度に１つの出力しか伝送すべきでないことに注意すること（複数の周波数を出力するようにマイクロプロセッサをプログラムすることはできるが、これは通常の動作ではない）。信号を対象者の手の一点に例えば指または手首に配分するために、信号はDCバイアスを取り除いてCMOSアナログ・マルチプレクサU7に送られる。この段階の信号はピークピーク値で約１ボルトである。ちなみに、U7はそのアドレスおよびイネーブル入力を、U14が他の場所に存在するのと同じ理由で、別の並列出力直列シフト・レジスタU9から得る。
【００６８】
波形測定段階は、LT1058カッドJFET入力精密高速度演算増幅器（U3、U4）に基づく８つの入力増幅器のセットから始まる。これはLM324を含めて他の多くのカッド演算増幅器とピン互換性を持つ。LM324は約20kHzを遮断し、１MHzを超える応答が必要とされる。電圧利得は2：1に設定されるが、抵抗器の値を変えることにより調節できる。結果は、U8でのアナログMUX入力を過負荷することなく感度が適切であることを保証している。波形生成段階の全出力は、MUXピンのうちの１つにあり、別のピンの低レベルがディテクタに送られていることを想起すること。
【００６９】
CMOSアナログ・マルチプレクサU8は、信号を適切な手の接続部（例えば、指または手首）からディテクタに送るために使用される。このMUXのためのアドレスおよびイネーブル入力もU9から得る。
AFまたはRF信号を整流し、A/Dコンバータが使用できるDCレベルを与えるために、半波形ダイオード・ディテクタが使用される。ダイオードは約0.3Vの順方向電圧降下を持つので、小規模信号検知のためにダイオードを導電閾値に維持するために0.3Vバイアス電圧が使用される。バイアス電圧は、同一のダイオードを参照することにより生成される。
【００７０】
A/DコンバータU10はマイクロプロセッサ互換性を持つが、このことは、その出力を高インピーダンスに切り換えることができることを意味する。これにより、同じ接続を他の目的のために使用することができる。８つの出力ピンのうち７つはA/Dコンバータ専用であるが、１つは直列入力チップU9、U11およびU14用のデータ・ピンとして兼用する。マイクロコントローラ・ラインは双方向なのでこれが効果を持ち、直列入力チップはマイクロコントローラへのA/D転送中クロック信号を受けない。さらにことを複雑にするのは、10のA/D出力ビットが８本のワイヤに詰め込まれることである。つまり２本のワイヤは各々２つのビットを読み取るために使用される。これは、２つの読み取りサイクルをマイクロコントローラから開始することによって行われる。
【００７１】
マイクロコントローラU16は、Parallax,Inc.のBASIC Stamp IIである。これは、ライン・レシーバとの間に組込みシリアル・インターフェイスを持ち、抵抗器（ほとんどのコンピュータの場合効果をもつが、場合によっては論理レベルが標準ではないのでトラブルがあるかも知れない−Parallax社の説明書を参照のこと）、16 I/O ライン、26バイトRAM、2048バイトEEPROMおよびROMのBASICインタープリタを有するライン・トランスミッタを「フェイク」する。コントローラは非常に使いやすく、BASIC対話でプログラミングする。マイクロコントローラをプログラミングする際はU16のピン３を接続しなければならないが、プログラミング後直ちに使用以前にこれを切断しなければならないことに注意しなければならない。この切断については、図33に示されている。
【００７２】
インピーダンスを読み取るためには、マイクロコントローラにより以下のステップが実施されなければならない。マイクロコントローラは、一般的に言って、Windows98および適切なソフトウェアを実行するノートブック・コンピュータなどホスト・コンピュータと通信する。マイクロコントローラ・ソフトウェアはすでに書き込まれており、ホスト・コンピュータからのコマンドを受け取り、適宜読み取り値を返す機能を果たす。
【００７３】
1.  VCOに所望の周波数で発振させる電圧を出力するようにD/Aコンバータを設定する。周波数は300kHzから1.2MHzまでの範囲内である。このステップは、３線シリアル・インターフェイスA0、A11およびA12を通じてD/Aコンバータに12ビット信号を送ることによって実施される。
2.  VCOにより出力される周波数は、該当のマイクロコントローラ・ピン（A13）上のパルスを固定時間カウントすることによって測定される。D/Aコンバータ出力は、正確な周波数が生成されるようにするために必要に応じて調節することができる。
（このステップは、リアルタイムでまたはもっと望ましいのは周波数較正曲線を生成するための事前演算シーケンスとして行うことができる。このユニットは１回の使用セッション中に目に見えるほど変動することはないが、何週間または何ヶ月経ると変動するかも知れない。使用開始される前にもこの周波数較正が必要である。このステップはユーザーにとって完全に透明にすることができる。）
3.  入力および出力MUXチャネル（指または手首）を選択しなければならない。これは、２線シリアル・インターフェイスA0およびA10を通じて８ビット信号をU9に送ることによって行われる。
【００７４】
4.  適切な分周器出力（1、4、16、64、256、1024または4096）を選択しなければならない。これは、２線シリアル・インターフェイスA0およびA14を通じて８ビット信号（７ビットが使用される）をU14に送ることによって行われる。
5.  信号ディテクタのコンデンサが新しい測定値と平衡状態に達することができるように短い安定時間（10msが適当）があるはずである。
【００７５】
6.  A/Dコンバータが読み取られる。これは、データについてはA0からA7まで、制御についてはA8およびA9を使って行われる。合計10ビットの結果を得るために実際にはチップは２回読み取られる。製造者の説明書を参照のこと。このステップのために入力ピンとしてA0を設定することを忘れないこと。このピンは、他の時点では、シリアル・データのための出力ピンとして使用される。
【００７６】
A/Dコンバータによって読み取られるデータは、実際のインピーダンスを表すためにある種の較正曲線を通じて数値調整する必要がある。この曲線は、RCフィルタおよび入力増幅器、MUXおよび信号ディテクタ回路の周波数応答のため周波数に対して敏感である。システムがこのための較正曲線を生成するできるようにするために、ハンドピースの代わりに固定インピーダンスを持つ「較正プラグ」が製造されている。
【００７７】
7.  A15は、プログラマが望むとおりにマイクロコントローラが適切なノイズを発することができるようにするためにピエゾブザーに接続される。その代わりに、A15は、適切な回路構成を通じて小型スピーカを駆動するために使用することができる。マイクロコントローラは、パルス幅変調を使ってこのピンで同時に２つの可聴周波数を生成することができる。
【００７８】
トランスデューサおよび音響学一般については、参照により本文書に組み込まれるMalcolm J.Crocker著「音響学辞典」（John W.Ley & Sons,Inc.）を参照のこと。
認識のために使用されるハンド・ユニット125など生体測定ユニットには様々な実施態様がある。この種のハンド・ユニットは、コンピュータ、自動車またはその他のものをスタートしたりこれにアクセスできるようにするためのキーとして使用することができる。署名信号は書き込みによりまたは伝送によりコンピュータに送られる。コンピュータは信号を処理し、これをコンピュータのメモリにすでに記憶されている生体の既知の署名信号と比較するか、リモート・ロケーションへさらにこれを伝送するために準備するか、またはその両方を行う。認識されたらコンピュータへのアクセスを許可したりコンピュータを起動する代わりに、ハンド・ユニット、マウスまたはキーボードを握っているまたは操作している者の定常信号を、モデムを通じてコンピュータから遠隔地の者に直接またはインターネットを通じて送って、遠隔地の者と通信しているキーボードまたはマウスを使用する者が意図する相手であることを遠隔地に居る者に保証することができる。後者の場合、時間を経ても、コンピュータを起動するために適切に認識される者が、その後コンピュータへのアクセス権を持たない第三者にコンピュータの支配権を引き渡して、権限を有する者のアイデンティティを必要とするリモート・ロケーションからの情報送信または入手または商品またはサービスの購入などその後の操作のために権限を有する者の名前でコンピュータを不当に使用しないという保証が維持される。コンピュータは、誰がいつサイトにアクセスしたかの記録も保管できる。
【００７９】
一般的に言って、ハンド・ユニットには、６つの電極が使用される。全ての接続は、コンピュータ・タワーまたはデスクトップの裏面の標準的な９ピン・コネクタを通じて行われるが、25ピン・プリンタ・ポートを使用することもできる。９ピン・コネクタに使用されるピンは各ハンド・ユニットとも同じものである。電極は、導電性の金属ホイル、プラスティックまたはラバーとすることができる。電極は平らにするか（約２×２センチメートル）指先にあわせて成形することができる（サイズの大きい変動を考慮に入れて）。認識に使用される単純なハンド・ユニットの場合、平らな可逆性のハンド・ユニットを図34および35に示されるように右手用または左手用に使用することができる。電極は、下記の部位に配置される：（1）掌の後部（長い電極ストリップまたはばね可動の単一の小型電極）、（2）親指の先、（3）人差し指の先、（4）中指の先、（5）薬指の先、（6）小指。ハンド・ユニットは大きい手あるいは小さい手に合わせられなければならない。ハンド・ユニットの各表面は透明のプレキシガラスから作られる。掌の後部を合わせるためおよび指先を合わせるためにくり抜かれたエリアがある。手のエリア全体を多少くり抜いて、手の配置をより一貫させることができる。ハンドピースは、電極用のプラスティック・シートに押し抜かれた真鍮挿入物を使って製造される。
【００８０】
図36に示されるキーボード126に関しては、電極を（t）、（7）、（9）、（p）キーに配置することができ、スペース・バーの左端に４センチメートルのストリップを、またキーボードの下部フレームに掌用ストリップを配置することができる。少なくともこれらの位置にキーボード用の導電性ラバー・キーを配置することが望ましい。ユーザーは全ての電極に連続的に接触しつづけることはできないので、キーボードに関するこの実施態様は、権限を有するユーザーの存在を連続的に示すのと異なり、起動のために適している。キーボードの電極からの配線は、通常のキーボード配線と一緒にコンピュータまでまたは９ピンまたは25ピン接続まで伸ばすことができる。
【００８１】
図37および38に示されるマウス128は、認識用に準備することもできる。掌および各指先用にマウスの表面に平らに付着する導電性ホイル・ストリップまたは埋め込み導電性ポリマーは、長い時間マウスを簡単に握れるようにする。コンピュータが止まらないように各時間区分中少なくとも１回はユーザーがマウスを握ることを要求する時間区分が存在する場合、ホイル・ストリップに沿ってユーザーが継続的にマウスを握るという要件を変更することができる。キーボードおよびマウスは、電極用導電性粘着材付きのCompacアルミニウム処理テープを使用することが望ましい。マウス上の電極からの配線は通常のキーボード配線と一緒にコンピュータまたは９ピンまたは25ピン接続まで通すことができる。
【００８２】
図39に示される弾性材で作られるリストバンド129は、腕時計を模倣するために使用することができる。電極は、バンドの内側に付着される導電性ホイルとすることができる。リストバンドのトランスミッタは、送信ボタンを押すことによりまたは周期的な自動送信により電極により得られる個人の署名を送信することができる。署名の送信は、この人物の既知の署名にアクセスできる装置により受信され、用途または目的を問わず認識が是認または否認される。例えば、ウォール・ユニットに近づくことにより腕時計を起動することができる。ウォール・ユニットは腕時計を認識し、立ち入り許可を与える。このために、ウォール・ユニットは、この人物が着けている腕時計を認識する。基本的に、送信全体が検知される接近である。腕時計はトランスミッタおよびレシーバを有する。ウォール・ユニットは無線信号を発し、腕時計のレシーバがこれを受信するので、腕時計は生体測定信号を送信する。ウォール・ユニットのレシーバはこの信号を受信して、既知の許可済み署名と比較する。整合すれば、ウォール・ユニットは、電流がドアのロック・メカニズムに流れるようにして、ドアが開けられるようにドアのロックを外す。リストバンドはパーソナル・エリア・ネットワークに使用できる。参照により本文書に組み込まれるT.G.Zimmerman著「パーソナル・エリア・ネットワーク：近距離場体内通信」（Systems Journal,Vol.35,No.314,1996,MIT Media Lab）を参照のこと。
【００８３】
望ましい実施態様において、図40−58を参照すると、認識のために三次元および四次元マトリクスなど多次元マトリクスが形成される。音響生体測定スキャンは、１つの周波数で三次元パターンを、また複数の周波数で四次元パターンを生成することができる。本文書において説明される電気／磁気技法は、単一周波数のとき二次元スキャンを、また対象生体の単一身体区分に関して複数周波数が使用される場合三次元マトリクスを生成した。電気／磁気技法において、図40、42および44に示される通り電流経路に沿って複数のセンサがある場合、例えば、１つの周波数で掌から親指指先までの電流について８つの異なる読み取り値があることになる。これは親指に関して二次元読み取り値を生成し、５本の指全てに関して三次元プロットを生成する。これを複数の周波数に拡大すると、図46および49に示される通り対象生体の四次元プロットが得られる。波形および切り換えパターンを変えることにより、図56−58に示される通り五次元および六次元マトリクスが得られる。
【００８４】
数人の人物の親指を全て単一周波数でスキャンした結果、個人を容易に識別できるようにする個人に対応する特有の特徴(signature／署名（サイン））が得られた。単一周波数スキャンの場合、そのごく単純な形態では、図50および51に示される通りY軸を振幅、X軸を時間とする二次元プロットが得られた。複数周波数スキャンの場合Z軸を周波数とする三次元プロットが得られた。結果を得るために使用されたモードは「レーダー」タイプ・モードであり、「パルス・エコー・モード」として知られるモードで働く単一トランスデューサが使用される。複数のトランスデューサを使用することもできたが、好ましくはトランスデューサは１つだけ使用され、素晴らしい結果が得られた。
【００８５】
レーダー・タイプ・モードにおいて、音響エネルギーは対象生体の皮膚に接触する単一のトランスデューサにより伝送される。音響エネルギーは、本質的に充分に定義された短いバーストで放出され、エネルギーが対象生体を通り抜けるときエネルギーは対象生体の柔らかい組織および堅い組織の中を移動するのでその一部は時間の経過に伴い反射した。エコーすなわちトランスデューサに戻るエネルギーの反射は、時間を経て対象生体の特徴（署名）を生成した。
【００８６】
もっと複雑で望ましい形態においては、単一周波数で三次元スキャンが生成された。親指の片側が反対側までスキャンされ、１人あたり合計25−35のスキャンが行われた。図52および53に示される通り各単一スケールは二次元であり、グループで組み合わされるとき、Z軸に位置がプロットされて、親指の三次元超音波トポグラフィが得られた。三次元超音波トポグラフィが複数周波数に拡大されると、図54に示される通り、W軸を周波数とする四次元プロットが得られる。波形が変動されると、図55に示される通り、五次元プロットが得られる。
【００８７】
望ましい実施態様においては、低MHz範囲の医療用周波数（2.25MHz；0.7から1.8ミリメートルの波長）が使用され、特有の特徴（署名）を入手するために必要な全ての詳細を実際には必要以上のものさえ検知することができた。それゆえ、単一周波数で二次元スキャンを得ることができる。
誘導電流の検知は生体測定認識に使用することができるが、誘導電流の検知は骨を含めて診断のためなど他の目的にも使用できることが分かるはずである。正常な骨においては、技術上周知のとおり骨は導体なので誘導電流は骨を流れる。参照により本文書に組み込まれる「無線周波数放射線量測定ハンドブック」第四版、1986年10月（USAF航空宇宙医学学校、航空宇宙医学部（AFSC）、Brooks 空軍基地、TX78235-5301）を参照のこと。図59を参照のこと。しかし、骨が骨折またはひびを持つ場合、電流はひびまたは骨折のために遮断され、電流の流れが妨げられる。あるいは骨のひびまたは骨折がなければ流れるはずの流れが大幅に減少する。図61に示される通り、上記の通り骨に電流を誘導するための装置は、骨に誘導される電流の流れまたは骨折または骨のひびの場合のその欠如を読み取る検流器を備えることができる。図62は、骨に電流を誘導するための装置を示しており、検流器は骨を流れると予想される正常な電流を示している。
【００８８】
本発明は、個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を識別するための装置に関するものである。この装置は、電気特性または磁気特性を感知するための感知メカニズムを備える。この装置は、この生体に対応する少なくとも四次元を有するマトリクスを構成するためのメカニズムを備える。
本発明は、骨を診断するための装置に関するものである。この装置は、骨に電流を誘導するためのメカニズムを備える。この装置は、骨折または骨のひびを検知するためのメカニズムを備える。
【００８９】
本発明は、骨を診断するための方法に関するものである。この方法は、骨に電流を誘導するステップを含む。その後、骨における誘導電流を検知するステップがある。次に、骨折または骨のひびを検知するステップがある。
本発明は、個々の生体における誘導電流を感知するための方法に関するものである。この方法は、生体に電流を誘導するステップを含む。その後、生体の中に誘導された電流を検知するステップを含む。検知メカニズムは誘導電流に関連するこの生体の特徴を検知することが望ましい。
【００９０】
本発明は、個々の生体における誘導電流を感知するための装置に関するものである。この装置は、生体に電流を誘導するためのメカニズムを備える。この装置は、生体の中に誘導された電流を検知するためのメカニズムを備える。検知メカニズムは、誘導電流に関連するこの生体の特徴を検知することが望ましい。
本発明は、個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するための装置に関するものである。この装置は、生体に電気エネルギーおよび（または）磁気エネルギーを伝送するためのメカニズムを備える。この装置は、電気エネルギーおよび(または)磁気エネルギーが生体を流れた後このエネルギーを受け取るためのメカニズムを備える。
【００９１】
本発明は、コンピュータを使用するための方法に関するものである。この方法は、個人の非可視的属性を感知するステップを含む。その後、この個人を認識するステップがある。次に、この個人がコンピュータにアクセスするステップがある。
本発明は、第一のロケーションにいる個人と第二のロケーションとの間で安全な通信を行うための方法に関するものである。この方法は、個人の非可視的属性を感知するステップを含む。その後、この個人を認識するステップがある。次に、この個人が第二のロケーションと通信できるようにするステップがある。
【００９２】
本発明は、個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するための装置に関するものである。この装置は、音響エネルギーを生体に伝送するためのメカニズムを含む。この装置は、音響エネルギーが生体と相互作用した後この音響エネルギーゆえにこの生体内に生成される電気エネルギーおよび（または）磁気エネルギーを受け取るためのメカニズムを備える。
【００９３】
本発明は、個々の生体の電気特性および（または）磁気特性を感知するための方法に関するものである。この方法は生体に音響エネルギーを伝送するステップを含む。次に、音響エネルギーが生体と相互作用した後この音響エネルギーゆえにこの生体内に生成される電気エネルギーおよび（または）磁気エネルギーを受け取るステップがある。
【００９４】
インピーダンスおよび位相角共振周波数を認識のために使用することもできる。例えば、親指と人差し指の多周波数スキャン・ポイントを提供するトランスデューサを親指と人差し指で掴むことができる。各生体は所与の身体区分について、この生体を認識するために使用できる特有のインピーダンスまたは位相各共振周波数を持っている。
【００９５】
図67は、音響の直流生成を示している。音響生成システムは、圧電材にエネルギーを与える。音響エネルギーは身体区分を通り抜け、直流が生成される。直流は半導体構造において生成される。図68は、音響の交流および磁界生成を示している。自然振動周波数が音響周波数と整合する半導体構造において交流が生成される。これは、次に磁界を生成する。図69は、音響エネルギーによって誘導される直流または交流の検知を示している。音響生成システムは圧電材に接続され、その結果、音響エネルギーは身体区分を通り抜ける。さらに、その結果直流が生じ、これがコンデンサなど電場ディテクタによって検知される。図70は、音響エネルギーによって誘導される交流の検知を示している。単一周波数のとき、磁場ディテクタによる検知によって、交流を生成する構造からロケーションがマッピングされる。図71は、電気エネルギーおよび(または)磁気エネルギーによって誘導される音波を示している。音響分析システムは、電気トランスミッタおよび（または）磁気トランスミッタから生じた電気エネルギー／磁気エネルギーが身体区分と相互作用する結果生じる音響トランスデューサからの誘導音波を受け取る。
【００９６】
本発明について例示として以上の実施態様において詳細に説明したが、この詳細は単に例示のためのものであり、以下の請求項によって説明される場合を除いて本発明の精神および範囲を逸脱することなく当業者はこれに変更を加えることができることが理解できるだろう。
【００９７】
本発明を容易に実施できるようにするために、次に、非制限的例として、以下の添付図面を参照しながら１つの実施態様について詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の１つの望ましい実施態様を示すブロック図である。
【図２】電流発生器に接続される周期的コントローラを示すブロック図である。
【図３】本発明の生体測定システムに手が触れているところを表す絵である。
【図４】多周波数についてプロットされる抵抗測定の代表的グラフである。
【図５Ａ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図５Ｂ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図５Ｃ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図５Ｄ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図５Ｅ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図５Ｆ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図６Ａ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図６Ｂ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図６Ｃ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図６Ｄ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図６Ｅ】インピーダンスおよび指に関する被験者のチャートである。
【図７】キーボードに利用される生体測定認識システムを示す代替実施態様を示している。
【図８】マウスに利用される生体測定認識システムを示す代替実施態様を示している。
【図９】小火器のハンドピースに組み込まれる本発明の生体測定認識システムを示す図である。
【図１０】腕時計のバンドに組み込まれる生体測定認識システムを示す図である。
【図１１】本発明の方法に関するフロー・チャートである。
【図１２ａ】本発明の電場を遮断するための非接触装置の側面図および上面図である。
【図１２ｂ】本発明の電場を遮断するための非接触装置の側面図および上面図である。
【図１３】生体の電気特性または磁気特性を感知するための装置を表す略図である。
【図１４】生体の磁気特性を感知するための装置を表す略図である。
【図１５】生体に縦に電流を誘導するための装置を表す略図である。
【図１６】掌の後部から縦に指先までの誘導電流の流れを表す略図である。
【図１７】静止する手に関して誘導電流を測定するための装置を表す略図である。
【図１８】動く手に関して誘導電流を測定するための装置を表す略図である。
【図１９】電磁場を使って生体に電流を誘導するための装置を表す略図である。
【図２０】電場および(または)磁場を使って生体に電流を誘導するための装置の代替実施態様である。
【図２１】電磁場の遮断を感知するための装置を表す略図である。
【図２２】生体からの電磁放射の反射に基づき電気特性および（または）磁気特性を感知するところを表す略図である。
【図２３】電場のみを測定することにより電磁場の遮断を測定するための装置を表す略図である。
【図２４】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図２５】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図２６】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図２７】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図２８】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図２９】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図３０】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図３１】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図３２】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図３３】ハンドピースまたはマウスまたはキーボードの電気特性または磁気特性を感知するための装置の回路図である。
【図３４】ハンド・ユニットの側面図を表す略図である。
【図３５】ハンド・ユニットの上面図を表す略図である。
【図３６】電極を有するキーボードを表す略図である。
【図３７】電極を有するマウスを握っている手を表す略図である。
【図３８】電極を有するマウスを表す略図である。
【図３９】電極を有するリストバンドの側面図である。
【図４０】掌から親指までの電極の位置および測定電流経路を表す略図である。
【図４１】図40の電極位置に対応する二次元のインピーダンス・プロットである。
【図４２】掌から親指まで裏面から表面への容量性プレート測定のための測定サイトを表す略図である。
【図４３】図42の測定サイトに対応する単一周波数のときの抵抗に関する二次元のインピーダンス・プロットである。
【図４４】掌から各指先までの測定サイトを表す略図である。
【図４５】図44の測定サイトの測定に関する単一周波数のときの三次元プロットである。
【図４６】掌から各指先まで４つの異なる周波数のときの四次元プロットである。
【図４７】１本の指に関する電極を表す略図である。
【図４８】図47に示される１本の指に関し電極から電極まで単一周波数のときの三次元プロットである。
【図４９】各指に関し電極から電極まで単一周波数のときの四次元プロットである。
【図５０】親指の側面から親指を通る単一周波数の音響ビームを表す略図である。
【図５１】図50に関する単一周波数のときの振幅対時間の二次元音響プロットである。
【図５２】音響エネルギーに対する親指の位置を変動させることにより親指の側面、中央および他方の側面を通る単一周波数の音響エネルギーを表す略図である。
【図５２ａ】音響エネルギーに対する親指の位置を変動させることにより親指の側面、中央および他方の側面を通る単一周波数の音響エネルギーを表す略図である。
【図５２ｂ】音響エネルギーに対する親指の位置を変動させることにより親指の側面、中央および他方の側面を通る単一周波数の音響エネルギーを表す略図である。
【図５２ｃ】音響エネルギーに対する親指の位置を変動させることにより親指の側面、中央および他方の側面を通る単一周波数の音響エネルギーを表す略図である。
【図５２ｄ】音響エネルギーに対する親指の位置を変動させることにより親指の側面、中央および他方の側面を通る単一周波数の音響エネルギーを表す略図である。
【図５３】図52に関する三次元プロットである。
【図５４】親指の側面、中央および他方の側面を通る４つの異なる周波数のときの四次元プロットである。
【図５５】親指の側面、中央および他方の側面を通る４つの異なる周波数のときの正弦波形、方形波形およびランプ波形を示す五次元プロットである。
【図５６】各指に関し電極から電極まで3つの異なる周波数のときの五次元プロットである。
【図５７】各指に関し電極から電極まで３つの異なる周波数のときの正弦波形、ランプ波形および方形波形を示す六次元プロットである。
【図５８】掌から各指先まで４つの異なる周波数のときの正弦波形、方形波形およびランプ波形を示す五次元プロットである。
【図５９】矢印が骨における正常な電流を表す骨の絵である。
【図６０】骨折または骨のひびのために電流が遮断されている、骨折またはひびを持つ骨の絵である。
【図６１】骨に電流を誘導する装置により電流が誘導される場合骨折またはひびを持つ骨に関し０電流示度の検流器を表す略図である。
【図６２】骨に電流を誘導する装置により電流が誘導される場合健康な骨における正常な電流を示す検流器を表す略図である。
【図６３】直径１cmおよび1.25cmの電極の実寸図である。
【図６４】電極の拡大横断面図を表す略図である。
【図６５】電極の側面図である。
【図６６】フリップアップ・センサを示している。
【図６７】直流を生成するための音響メカニズムを示している。
【図６８】交流および磁場を生成するための音響装置を示している。
【図６９】音響エネルギーにより誘導される直流または交流を検知するための装置を示している。
【図７０】音響エネルギーにより誘導される交流を検知するための装置を示している。
【図７１】電気エネルギーおよび(または)磁気エネルギーにより音波を生成する装置を示している。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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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１２ａ】
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【図１２ｂ】
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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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５２ａ】
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【図５２ｂ】
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【図５２ｃ】
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【図５２ｄ】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年4月27日(2005.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨に電流を誘起させる手段、骨中に誘起された電流を検出する手段、骨中の検出電流を分析して骨の亀裂又は破断の存在又は不存在を決定する手段、を含む骨の診断装置。