(57)【要約】【課題】視線でユーザ認証をする方法を提供する。【解決手段】電子機器１００は、ディスプレイ１０１と赤外線カメラ１０３と赤外線ＬＥＤ１０５ａ、１０５ｂを備えている。電子機器にはあらかじめ基準パターンを含む認証データを登録している。ディスプレイに対面しているユーザの視線２０１の座標を計算する。キーボード１０７から視線パターンの認識のタイミングを確定する開始入力と終了入力を受け取る。開始入力を受け取ってから終了入力を受け取るまでの間に視線座標の軌跡が形成した視線パターン２０４に対応する基準パターンを特定する。特定した基準パターンと認証データを構成する基準パターンを比較する。基準パターンはユーザにとって文字列や数字列よりも覚えやすく短時間で入力できる。【選択図】図１
2017010459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイを備える電子機器に、
認証データと該認証データを構成する基準パターンを登録するステップと、
前記ディスプレイに対面しているユーザの視線座標を計算するステップと、
前記視線座標の軌跡が形成する視線パターンに対応する前記基準パターンを認識するステップと、
を有する処理を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
【請求項２】
ユーザが操作する入力デバイスから開始入力を受け取るステップと、
前記入力デバイスから終了入力を受け取るステップとを有し、
前記視線パターンが前記開始入力を受け取ってから前記終了入力を受け取るまでの間の前記視線座標の軌跡に対応する請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項３】
前記基準パターンが、一筆で描くことが可能な図形である請求項１または請求項２に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項４】
前記基準パターンが、前記電子機器が提示した複数の基準パターンからユーザが選択した公開性のあるパターンである請求項１または請求項２に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項５】
前記基準パターンが、ユーザが描いた任意の視線パターンを抽象化した秘密性のあるパターンである請求項１または請求項２に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項６】
前記基準パターンが、前記視線パターンの描画を補助するガイド画像を構成する複数の要素ブロックで構成した秘密性のあるパターンである請求項１または請求項２に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項７】
前記認証データが、描画する前記視線パターンにユーザが埋め込むことができる秘密情報を含む請求項６に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項８】
前記秘密情報が、前記視線パターンの描画方向を含む請求項７に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項９】
前記秘密情報が、前記視線パターンの開始位置を含む請求項７に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１０】
前記秘密情報が、前記ディスプレイにおける前記視線パターンの描画領域を含む請求項７に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１１】
前記秘密情報が、前記ガイド画像を構成する要素ブロックの順番を含む請求項７に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１２】
前記秘密情報が、描画する複数の前記視線パターンから認識した前記基準パターンの順番を含む請求項７に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１３】
前記入力デバイスが、キーボード、タッチパネル、マイクロフォン、ポインティング・デバイスまたは加速度センサのいずれかである請求項１に記載のコンピュータ・プログラム。
【請求項１４】
ディスプレイを備える電子機器がユーザ認証をする方法であって、
認証データを登録するステップと、
前記ディスプレイに対面しているユーザの視線座標を計算するステップと、
所定の期間に前記視線座標の軌跡が形成した視線パターンに対応する基準パターンを特定するステップと、
前記特定した基準パターンと前記認証データを比較するステップと
を有する方法。
【請求項１５】
前記ディスプレイに前記視線パターンを通過させるための複数の要素ブロックで構成したガイド画像を表示するステップと、
前記視線パターンが通過した複数の前記要素ブロックを特定するステップとを有し、
前記比較するステップが、前記特定した複数の要素ブロックと前記認証データを比較するステップを含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記視線パターンが描画を開始した前記要素ブロックを特定するステップを有し、
前記比較するステップが、前記特定した要素ブロックと前記認証データを比較するステップを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記視線パターンが通過した前記要素ブロックの順番を特定するステップを有し、
前記比較するステップが、前記特定した要素ブロックの順番と前記認証データを比較するステップを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
ディスプレイとユーザ入力部を備える電子機器であって、
基準パターンを登録する認証データ登録部と、
前記ディスプレイに対面するユーザの視線から視線座標を計算する座標計算部と、
前記視線座標の軌跡からタイミング信号に基づいて抽出した視線パターンから前記基準パターンを特定するパターン認識部と、
前記特定した基準パターンと前記登録した基準パターンを比較してユーザ認証をする視線認証部と
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、視線を利用して電子機器がユーザ認証をする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナル・コンピュータ、タブレット端末およびスマートフォンのような情報処理装置は、一般的に使用者が入力するパスワードやＰＩＮ（personal identification number）などでユーザ認証をする。多くの利用者は覚えやすいように短い文字列のパスワードを選択する傾向にあるがそれらは第３者から容易に推測されやすい。パスワードやＰＩＮは、ハードウェア・キーボードやタッチスクリーンに表示したソフトウェア・キーボードから入力する。あるいは、特別なインターネット・サイトでは、その都度ランダムに配置した文字列のパレットを表示して順番にマウスで選択入力させる。
【０００３】
特許文献１は、視線を利用してパスワードを入力する発明を開示する。同文献は、キーボードからのパスワード入力方式では、パスワードを打ち込む際に第３者に簡単にパスワードを盗み見される可能性があるため視線を利用することを記載している。同文献の発明では、表示部が表示する任意の画像をユーザが一定時間以上凝視したときに、システムが視線に対応する画像を選択し、複数の画像を選択した順番を登録情報に関連付けている。特許文献２は、視線とキーボード操作を組み合わせてオブジェクトに入力する発明を開示する。同文献は、ディスプレイ上を連続的に移動する視線による入力位置がキーボードの押下のタイミングで確定することを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４９３２６号公報
【特許文献２】特表２０１３−５１８３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発明は、視線を所定の場所に一定時間集中させる必要があり、入力を確定するまで時間がかかったり、視線を集中させることがユーザの負担になったりする。また、視線を利用することで周辺にいる第３者にパスワードを見られてしまうことは防ぐことができるが、依然としてユーザが文字列や英数字列を覚えておく負担は残る。したがって、ユーザの負担を軽減して短時間でユーザ認証できる方法が求められている。
【０００６】
そこで本発明の目的は、視線でユーザ認証をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、視線を使ってユーザの負担を軽減しながらユーザ認証をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、視線を利用して短時間でユーザ認証をする方法を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような方法を実現する電子機器およびコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ディスプレイを備える電子機器がユーザ認証をする。電子機器は、認証データと該認証データを構成する基準パターンを登録する。さらにディスプレイに対面しているユーザの視線座標を計算する。さらに視線座標の軌跡が形成する視線パターンから基準パターンを認識する。視線パターンと登録した基準パターンを比較することで、真正なユーザだけが知っている視線パターンでユーザ認証をすることができる。視線パターンはイメージであるため、複数の文字や数字で構成したパスワードまたはＰＩＮなどに比べてユーザが記憶し易い。また、キーボードの操作に不慣れなユーザにとっては、視線入力の方がパスワード入力に比べて短時間で終了できるため、認証時間を短縮することができる。
【０００８】
視線パターンは、ディスプレイ上を連続的に移動する視線座標の軌跡から入力デバイスの開始入力と終了入力を使って抽出することができる。入力デバイスは、ユーザが電子機器に何らかの信号を送ることができるものであればよい。基準パターンを一筆で描くことが可能な図形とすれば、連続的に移動する視線座標の軌跡からユーザが意図する視線パターンを容易に抽出することができる。基準パターンは、電子機器が提示した複数の基準パターンからユーザが選択した公開性のあるパターンとすることができる。
【０００９】
基準パターンは、ユーザが描いた任意の視線パターンを抽象化した秘密性のあるパターンとすることができる。秘密性のあるパターンは第３者による推測が困難なので、単独で認証データとして利用することができる。ただし、秘密性のあるパターンにも、秘密情報を組み合わせることで一層認証データのセキュリティを強化することができる。
【００１０】
基準パターンは、視線パターンの描画を補助するガイド画像を構成する複数の要素ブロックで構成した秘密性のあるパターンとすることができる。この場合は、視線パターンが通過する要素ブロックを検出することで、容易に基準パターンを特定できる。公開性のあるパターンは、第３者による推測が可能なので、認証データにはユーザだけが知り得る秘密情報を組み合わせることが望ましい。秘密情報は、視線パターンの描画方向、基準パターンの開始位置、またはディスプレイにおける視線パターンの描画領域などの基準パターンの属性情報としてもよい。秘密情報は、描画する複数の視線パターンから認識した基準パターンの順番を含んでもよい。
【００１１】
この場合、入力デバイスから中間入力を受け取って連続する視線座標の軌跡から複数の視線パターンにそれぞれ対応する複数の基準パターンを特定することができる。秘密情報は、ガイド画像の要素ブロックで構成することができる。入力デバイスは、キーボード、タッチパネル、マイクロフォン、ポインティング・デバイスまたは加速度センサのいずれかとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、視線でユーザ認証をする方法を提供することができた。さらに本発明により、視線を使ってユーザの負担を軽減しながらユーザ認証をする方法を提供することができた。さらに本発明により、視線を利用して短時間でユーザ認証をする方法を提供することができた。さらに本発明により、そのような方法を実現する電子機器およびコンピュータ・プログラムを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電子機器１００による視線認証の概要を説明するための図である。
【図２】電子機器１００の視線認証に関する要素の機能ブロック図である。
【図３】基準パターン２１１、秘密情報３０１および認証データ４０１の関係を説明するための図である。
【図４】公開基準パターン２１３の一例を示す図である。
【図５】秘密情報３０１の一例を説明するための図である。
【図６】秘密情報３０１の一例を説明するための図である。
【図７】秘密情報３０１の一例を説明するための図である。
【図８】公開基準パターン２１３と秘密情報３０１で構成した認証データ４０１のデータ構造の一例を説明するための図である。
【図９】秘密基準パターン２５１の一例を説明するための図である。
【図１０】電子機器１００がユーザを認証する手順を示すフローチャートである。
【図１１】視線パターン２７１、２７３、２７５、２７７と公開基準パターン２１３ｂ、２１３ｇ、２１３ｋ、２１３ｃの関係の一例を示す図である。
【図１２】他の視線認証の方法を説明するための図である
【図１３】他の視線認証の方法を説明するための図である
【図１４】他の視線認証の方法を説明するための図である
【図１５】他の視線認証の方法を説明するための図である
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［概  要］
図１は、電子機器１００による視線認証の概要を説明するための図である。図２は、電子機器１００の視線認証に関する要素の機能ブロック図である。図２に示す各要素は、コンピュータを構成するプロセッサ、システム・メモリ、チップセット、不揮発性メモリおよび周辺デバイスのようなハードウェア資源と、デバイス・ドライバ、オペレーティング・システムおよびアプリケーション・プログラムのようなソフトウェア資源で構成している。また、本発明を実現するソフトウェア資源は電子機器１００が搭載するディスク・ドライブや不揮発性メモリなどに格納することができる。本発明を実現するソフトウェア資源は、電子機器１００の外部において不揮発性の記録媒体に記録された状態で存在し、ネットワークや可搬式の記録媒体を通じて電子機器１００にインストールすることができる。
【００１５】
電子機器１００は、一例を挙げるとノートブック型パーソナル・コンピュータ、デスクトップ型パーソナル、コンピュータ、タブレット端末、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）およびクレジット・カード認証装置などがある。これらの電子機器では、いずれも周辺に第３者が存在する状態でユーザ認証をする場合がある。図１でユーザはディスプレイ１０１が表示する画像の視線位置２０３を凝視している。視線検出部１５１（図２）は、視線２０１の方向を検出する。本実施の形態においては、視線検出技術を特に限定する必要はないが、一例において赤外線照射方式を採用している。視線検出部１５１は、赤外線カメラ１０３、および赤外線ＬＥＤ１０５ａ、１０５ｂを含んでいる。
【００１６】
赤外線ＬＥＤ１０５ａ、１０５ｂが、ユーザの目に赤外線を照射すると、角膜上の所定の位置（基準点）で反射される。瞳孔は視線位置２０３を向いているため、視線検出部１５１は、赤外線カメラ１０３が撮影した目の画像から、基準点の位置と瞳孔の位置から視線を示す視線情報を計算して座標計算部１５７に送る。座標計算部１５７は、視線検出部１５１から受け取った視線情報から視線２０１とディスプレイ１０１の交点の位置を視線位置２０３としてその座標（視線座標）を計算しパターン認識部１６１に送る。
【００１７】
画像データ生成部１５５は、ディスプレイ１５５に表示する画像データを作成する。ユーザ入力部１５３は、ディスプレイ１０１を凝視しているユーザによる操作に応じて生成したタイミング信号をパターン認識部１６１に送る。ユーザ入力部１５３は、電子機器１００に何らかの信号を入力できるものであればよい。ユーザ入力部１５３は、電子機器１００の種類に応じてさまざまな入力デバイスを選択することができる。一例を挙げるとユーザ入力部１５３には、キーボード１０７、タッチパネル（タッチスクリーンも含む）およびマウスのようなポインティング・デバイス、ユーザの音声を収集するマイクロフォン、および筐体に加えた振動を検出する加速度センサなどがある。マイクロフォンや加速度センサは、スマートフォンやタブレット端末で利用するのに都合がよい。
【００１８】
パターン認識部１６１は、視線位置２０３の軌跡に対応する視線座標群からタイミング信号で抽出したパターンである視線パターン２０４を認識し、基準パターン登録部１５９が登録している基準パターン２１１（図３）に対する類似度を計算する。パターン認識部１６１は、テンプレート・マッチングにより視線パターン２０４に最も類似度の高いいずれかの基準パターン２１１を特定する。基準パターン２１１にはユーザが後に説明する秘密情報３０１（図３）を組み込むことができる。ユーザは視線入力の際に、視線パターン２０４に秘密情報３０１を組み込むことができる。パターン認識部１６１は、視線パターン２０４からユーザが組み込んだ秘密情報３０１を抽出する。パターン認識部１６１は、特定した基準パターン２１１と抽出した秘密情報３０１の識別子を視線認証部１６７に送る。
【００１９】
パターン認識部１６１は、画像データ生成部１５５に、認証画面の画像データを作成するように指示する。基準パターン登録部１５９は、基準パターン２１１（図３）と秘密情報３０１（図３）およびそれらの識別子を登録している。認証データ登録部１６５は、基準パターン２１１と秘密情報３０１の識別子で構成した認証データ４０１（図３）を登録している。基準パターン登録部１５９および認証データ登録部１６５は、電子機器１００のセキュアな不揮発性メモリとしてもよいし、ネットワークで電子機器１００に接続された認証用のサーバに設けるようにしてもよい。
【００２０】
認証制御部１６３は、電子機器１００を登録モードまたは認証モードで動作させる。認証制御部１６３は登録モードのときに電子機器１００の各要素を機能させ、ユーザに基準パターン２１１および秘密情報３０１を選択させて認証データ４０１を生成する。認証制御部１６３は、認証モードのときにユーザの視線認証をするように電子機器１００の各要素を機能させる。認証制御部１６３は、基準パターン２１１の識別子と秘密情報３０１の識別子で構成した認証データ４０１を認証データ登録部１６５に登録する。
【００２１】
視線認証部１６７は、パターン認識部１６１から受け取った基準パターン２１１および秘密情報３０１の識別子と認証データ登録部１６５が格納する認証データを比較して一致したときにユーザ認証してユーザ・ファンクション１６９にアクセス許可イベントを送る。ユーザ・ファンクションは、アプリケーション・プログラムを含んでおり、認証が成功した後にユーザにサービスを提供する。なお、図２に示した各要素の一部を電子機器１００の外部に設けて、ネットワークで電子機器１００に接続するようにしてもよい。
【００２２】
［基準パターン、秘密情報、認証データの関係］
図３は、基準パターン２１１、秘密情報３０１および認証データ４０１の関係を説明するための図である。一例において基準パターン２１１は、公開基準パターン２１３および秘密基準パターン２５１またはいずれかを含んでいる。基準パターン２１１は、一例として２次元空間に一筆（１ストローク）で描けるパターンとしている。ここに一筆とは、紙面に描くときは筆記具を紙面から一度も離さないで描くことができることに相当し、ポインティング・デバイスで入力するときは連続的な入力状態で描くことができることに相当する。
【００２３】
視線パターン２０４は、描画の開始と終了を何らかのタイミング信号で画定する必要がある。一筆書きのパターンは、２個のタイミング信号で視線パターン２０４を特定できるため視線認証に都合がよい。本発明は一筆書きのパターンに限定するものではないが、一筆書きできないパターンを採用する場合は、一筆のパターンを完成させるまでの間にある構成要素から他の構成要素に描画位置を移動するときのタイミング信号が必要になる。公開基準パターン２１３は、認証制御部１６３がユーザに公開して選択させるパターンである。図４に公開基準パターン２１３の一例として公開基準パターン２１３ａ〜２１３ｏを示す。基準パターン登録部１５９は、公開基準パターン２１３ａ〜２１３ｏおよびそれらの識別子を登録する。
【００２４】
秘密基準パターン２５１は、ユーザが任意に描画した視線パターン２０４をパターン認識部１６１が抽象化したパターンである。図９に秘密基準パターン２５１の一例としての秘密基準パターン２５３、２５５を示す。基準パターン登録部１５９は、秘密基準パターン２５３、２５５およびそれらの識別子を登録する。秘密基準パターン２５１は公開基準パターン２１３とは異なって、ユーザが創作したものであるため、それ自体で秘匿性があるパターンである。ユーザは視線位置２０３を移動させる際に、ユーザ入力部１５３を通じて描画の開始位置と終了位置に対応するタイミング信号を生成して公開基準パターン２１３、または秘密基準パターン２５１に近似した視線パターン２０４を描くことができる。
【００２５】
公開基準パターン２１３は公開されている複数のパターンから選択されているため、それだけでは第３者が複数回の試行で到達することができる。秘密情報３０１は、視線パターン２０４および基準パターン２１１に組み込むことが可能な真正なユーザだけが知っているセキュアな情報に相当する。本実施の形態では、基準パターン２１１に秘密情報３０１を組み込むことでセキュリティを向上させることができる。一例において、秘密情報３０１は、基準パターン２１１の属性で構成することができる。認証データ４０１は、一例において、公開基準パターン２１３または秘密基準パターン２５１と秘密情報３０１を組み合わせて構成することができる。認証データ４０１は他の例において秘密基準パターン２５１だけで構成することができる。
【００２６】
［秘密情報］
図５〜図７は、秘密情報３０１の一例を説明するための図である。図５（Ａ）は、公開基準パターン２１３を描くときの描画方向を秘密情報として利用する例を説明する図である。一筆書きが可能な基準パターン２１３には、複数の描画方向が存在する。描画方向は基準パターン２１３の属性であり、ユーザだけが知り得る秘密情報に相当する。図５（Ａ）において、左回りに描いた公開基準パターン２０４ａと、右回りに描いた公開基準パターン２０４ｂは、パターン形状としてはいずれも公開基準パターン２０３ａに属するが、両者は異なるパターンとして扱うことができる。
【００２７】
図４に示す公開基準パターン２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ、２１３ｉ、２１３ｊ、２１３ｋ、２１３ｌ、２１３ｍ、２１３ｎ、１３ｏのような他の閉ループを構成する公開基準パターンについても同様に描画方向を秘密情報３０１として適用することができる。閉ループを構成しない公開基準パターン２１３ｅ〜２１３ｈについては、上下左右のいずれかの方向を描画方向の秘密情報とすることができる。たとえば、公開基準パターン２１３ｅは、右上方向または左下方向を描画方向とすることができる。２個の閉ループを含む公開基準パターン２１３ｏには、さらにループごとに描画方向を定義することができるため、より多くの秘密情報を含めることができる。
【００２８】
図５（Ｂ）は、頂点のある基準パターン２１３の描画を開始する位置を秘密情報として利用する例を説明する図である。描画の開始位置は基準パターン２１３の属性であり、ユーザだけが知り得る秘密情報に相当する。公開基準パターン２１３ａは、たとえば描画方向が左回りのときに、辺２１５が含む頂点２１５ａから描いた公開基準パターン２１４ｃと、辺２１７が含む頂点２１７ａから描いた公開基準パターン２１４ｄと、辺２１９が含む頂点２１９ａから描いた公開基準パターン２１４ｅのいずれかとして描画することができる。
【００２９】
公開基準パターン２１３ａにおける辺２１５、２１７、２１９または頂点２１５ａ、２１７ａ、２１９ａを描画の開始位置としての秘密情報とすることができる。なお、閉ループのパターンでは描画の開始位置と終了位置が一致するが、公開基準パターン２０３ｅ〜２０３ｈのような閉ループでないパターンでは、開始位置および終了位置またはいずれかを秘密情報にすることもできる。
【００３０】
図６は、視線パターン２０４を入力する際にディスプレイ１０１に表示するガイド画像３０３を示している。ガイド画像３０３は、ユーザの基準パターン２１１に近似する視線パターン２０４の入力を補助する。ガイド画像３０３は、一例として複数の正方形の要素ブロックを含んでいる。要素ブロックの形状は正方形に限定する必要はなく、長方形、円形、または三角形などとすることができる。要素ブロックは一例として２色のオブジェクトを交互に配置した市松模様で構成している。市松模様は、ユーザが視線位置２０３を認識して視線パターン２０４を入力し易いようにする。したがって、市松模様に代えてストライブ模様や格子模様でもよいし模様を設けなくてもよい。また、ガイド画像３０３は本発明の必須の要素ではない。
【００３１】
ガイド画像３０３のコーナーおよび中央部には、ターゲット・オブジェクト３０３ａ〜３０３ｉを定義している。ターゲット・オブジェクト３０３ａ〜３０３ｉの座標を、秘密情報として利用する描画の開始位置（図５（Ｂ））として利用することができる。また、ガイド画像３０３を利用することで、ディスプレイ１０１上に視線パターン２０４を描画する領域（描画領域）を定義できる。描画領域は基準パターン２１３の属性であり、ユーザだけが知り得る秘密情報として利用できる。
【００３２】
たとえば、図６では、ガイド画像３０３を４分割した描画領域３０５ａ〜３０５ｄを定義することができる。このときユーザはたとえば公開基準パターン２１３ａに対応する視線パターン２０４をいずれかの描画領域３０５ａ〜３０５ｄ、または、描画領域３０５ａと描画領域３０５ｂを組み合わせた描画領域などに描画することができる。あるいはユーザは、公開基準パターン２１３ｈに対応する視線パターン２０４を、４個のいずれかの描画領域３０５ａ〜３０５ｄ、描画領域３０５ａと３０５ｂの組、および描画領域３０５ｃと３０５ｄの組の６個の領域に描くことができる。
【００３３】
図７は、秘密情報３０１の一例となる秘密情報３０１ａ、３０１ｂのデータ構造を説明するための図である。公開基準パターン２１３ａに対して秘密情報３０１ａは、描画方向として左回りの公開基準パターン２１４ａ、開始位置として底辺左の頂点２１７ａ、および描画領域３０５ｃを登録している。秘密情報３０１ｂは、それぞれ秘密情報３０１が関連付けられた複数の公開基準パターン２１３の順序を秘密情報として登録する様子を示している。ここでは、公開基準パターン２１３ａ、２１３ｋ、２１３ｇが意味のある順序で登録されている。基準パターン登録部１５９は、秘密情報３０１ａ、３０１ｂの識別子を登録する。
【００３４】
［認証データ］
図８は、公開基準パターン２１３と秘密情報３０１ａ、３０１ｂで構成した認証データ４０１ａのデータ構造の一例を説明するための図である。ここでは認証データ４０１aを３個の公開基準パターン２１３ａ、２１３ｋ、２１３ｇで構成する例を示しているが、１個の公開基準パターン２１３で構成してもよい。認証データ４０１ａは、公開基準パターン２１３ａ、２１３ｋ、２１３ｇの識別子と、秘密情報３０１としてのそれぞれの描画方向、開始位置、および描画領域の識別子で構成している。認証データ４０１ａは、上から並んだ公開基準パターン２１３ａ、２１３ｋ、２１３ｇの順番も秘密情報の一部として含んでいる。
【００３５】
［秘密基準パターン］
図９は、秘密基準パターン２５１の一例としての秘密基準パターン２５３、２５５を説明するための図である。ユーザが入力した視線パターン２５７、２５９を抽象化した秘密基準パターン２５３、２５５は、ユーザの個性が希釈されているが、依然としてユーザだけが知っている秘匿性のある情報として扱うことができる。秘密基準パターン２５３、２５５は、ユーザが視線２０１で描画した視線パターン２５７、２５９の複数の構成部分に、パターン認識部１６１があらかじめ登録しておいた複数の図形の中で類似度が高いものを適用し、さらにそれらを組み合わせて作成する。
【００３６】
ユーザは基準パターン登録部１５９に秘密基準パターン２５３、２５５を登録するために任意の図形を視線パターン２５７、２５９として入力する。パターン認識部１６１は、視線パターン２５７、２５９を複数の登録図形で組み合わせて秘密基準パターン２５３、２５５を作成する。認証制御部１６３は、パターン認識部１６１が作成した秘密基準パターン２５３、２５５を一旦ディスプレイ１０１に表示する。
【００３７】
ユーザは、ディスプレイ１０１に表示された秘密基準パターン２５３、２５５をみて意図するパターンである場合に認証制御部１６３に指示して秘密基準パターン２５３、２５５を基準パターン登録部１５９に登録する。秘密基準パターン２５１は公開基準パターン２１３と同様に、いずれも開始位置と終了位置に対応するタイミング信号の間に連続的に移動する視線位置２０３が描くことができるパターンである。秘密基準パターン２５１は、ユーザが創作した秘匿性のある情報であるため、秘密情報３０１を組み合わせないで、単独で認証データ４０１に利用することもできるが、開始位置、描画方向および描画領域などの秘密情報３０１を組み合わせることで一層推測が困難な情報にすることができる。
【００３８】
［視線認証の手順］
図１０は、電子機器１０がユーザを視線認証する手順を示すフローチャートである。この手順では、公開基準パターン２１３と秘密基準パターン２５１の両方について説明するが、本発明はいずれか一方だけあるいは両者を組み合わせて実現できる。ブロック５０１で、認証制御部１６３は図２の各要素を登録モードで動作させる。認証制御部１６３は、公開基準パターン２１３をディスプレイ１０１に表示してユーザに選択させる。認証制御部１６３は、選択された公開基準パターン２１３の識別子を基準パターン登録部１５９に登録する。さらに認証制御部１６３は、ディスプレイ１０１にガイド画像３０３や図５の画像などを表示してユーザに選択した公開基準パターン２１３に対する秘密情報３０１を選択させる。認証制御部１６３は、選択された秘密情報３０１の識別子を基準パターン登録部１５９に登録する。
【００３９】
ユーザが、１個または複数個の公開基準パターン２１３を秘密情報３０１とともに選択する。秘密基準パターン２５１を採用する場合は、認証制御部１６３は、ディスプレイ１０１にユーザが秘密基準パターン２５１を登録するための視線入力を促す画像を表示する。その画像にはガイド画像３０３を含ませることができる。ユーザはガイダンスに従って、ディスプレイ１０１にたとえば視線パターン２５７（図９）を描く。ユーザは視線パターン２５７に対する秘密基準パターン２５３のフィードバックを受け取って、納得した時点で秘密基準パターン２５３を確定する。
【００４０】
認証制御部１６３は、確定した秘密基準パターン２５３の識別子および必要に応じて秘密情報３０１の識別子を基準パターン登録部１５９に登録する。認証制御部１６３は、認証データ登録部１６５に、公開基準パターン２１３、秘密基準パターン２５１、および秘密情報３０１の識別子を認証コード４０１として登録する。ユーザは登録した公開基準パターン２１３または秘密基準パターン２５３および秘密情報３０１を頭に記憶しておき、視線認証の際にはそれに近似する視線パターンを入力することになる。
【００４１】
ブロック５０３で認証制御部１６３は、電子機器１００を認証モードで動作させてディスプレイ１０１に認証画面を表示する。認証画面には、ガイド画像３０３を含ませることができる。視線検出部１５１がディスプレイ１０１を向いているユーザの視線２０１を検出すると、ブロック５０５で座標計算部１５７は視線座標の出力を開始する。ブロック５０７でユーザは登録しておいた基準パターン２１１を描画するために開始位置を凝視する。
【００４２】
秘密情報３０１として開始位置を設定している場合は、ユーザがガイド画像３０３の所定の要素ブロックを凝視する。ユーザは視線位置２０３が開始位置に重なったと認識するとユーザ入力部１５３から開始入力をする。開始入力はたとえば、キーボード１０７の任意のキーであるＳキーの押下とする。開始入力をしたユーザは、ガイド画像３０３を利用して、ディスプレイ１０１に登録しておいた描画方向および描画領域などの秘密情報３０１を反映させた基準パターン２１１を目標にして視線パターンを描く。
【００４３】
開始入力を受け取ったパターン認識部１６１は、ブロック５０９で受け取った視線座標を所定のサンプリング周期で記憶する処理を開始する。ブロック５１１でパターン認識部１６１は、ユーザ入力部１５３から終了入力を受け取ったときはブロック５５１に移行し、受け取らないときはブロック５１３に移行する。終了入力は、開始入力と同じＳキーとすることができる。
【００４４】
ブロック５１３でパターン認識部１６１は、ユーザ入力部１５３から中間入力を受け取ったときはブロック５０７に戻り、受け取らないときはブロック５０９に戻る。パターン認識部１６１は、開始入力を受け取ったあとは、終了入力または中間入力を受け取るまで座標計算部１５７から受け取った視線座標群を記憶する。中間入力は、認証データ４０１を２個以上の基準パターンで構成している場合にユーザが入力する。中間入力は、それまでの視線座標群で１つの視線パターンを確定するとともにさらに視線入力が継続することを示す。
【００４５】
中間入力はたとえば、キーボード１０７のＳキーとは異なる任意のキーであるＸキーの押下により行うことができる。なお、ユーザ入力部１５３がマウスの場合は、シングル・クリックで開始入力と終了入力を行い、ダブル・クリックで中間入力を行うことができる。ユーザ入力部１５３が加速度センサのときは、衝撃の回数で開始入力、終了入力および中間入力をすることができる。
【００４６】
ブロック５５１でパターン認識部１６１は、開始入力と終了入力の間に特定した１個の視線座標群が構成する視線パターンまたは中間入力で区分された複数の視線座標群が構成する複数の視線パターンと、基準パターン登録部１５９が格納する基準パターン２１１を比較して、最も類似度の高い基準パターン２１１を特定する。さらに、パターン認識部１６１は、視線パターンから秘密情報３０１を抽出する。
【００４７】
パターン認識部１６１は、特定した基準パターン２１１と抽出した秘密情報３０１の識別子を基準パターン登録部１５９から取得して視線認証部１６７に送る。パターン認識部１６１は、たとえば図１１に示す視線パターン２７１の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン２１３ｂと、右回りの描画方向、開始位置３０３ａ、描画領域３０５ａ〜３０５ｄの秘密情報を認識する。
【００４８】
またパターン認識部１６１は、視線パターン２７３の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン２１３ｇと、下向きの描画方向、開始位置３０３ｂ、および描画領域３０５ａ〜３０５ｄの秘密情報３０１を認識する。またパターン認識部１６１は、視線パターン２７５の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン２１３ｋと、右回りの描画方向、開始位置３０３ｈ、および描画領域３０５ｎ、３０５ｄの秘密情報３０１を認識する。またパターン認識部１６１は、視線パターン２７７の視線座標群を取得したときは、公開基準パターン２１３ｃと、左回りの描画方向、開始位置３０３ｅ、および描画領域３０５ｃの秘密情報３０１を認識する。
【００４９】
ブロック５５３で視線認証部１６７は、パターン認識部１６１から受け取った基準パターン２１１および秘密情報３０１の識別子と、認証データ登録部１６５が格納する認証データ４０１の識別子を比較して合致していると判断したときはユーザ・ファンクション１６９に認証成功の通知をする。パターン認識部１６１は、ユーザの顔認証をするよりも小さいプロセッサの負担でユーザ認証をすることができる。
【００５０】
［他の視線認識の方法］
図１２〜図１５は、他の視線認証の方法を説明するための図である。これまで、視線パターン２７１〜２７７（図１１）から公開基準パターン２１３ｂ、２１３ｇ、２１３ｋ、２３１ｃを特定し、視線パターン２５７、２５９（図９）から秘密基準パターン２５３、２５５を特定する例を説明した。パターン認識部１６１が登録された基準パターン２１１として認識できる視線パターンを入力することは、慣れないユーザにとって難しい場合も予想される。
【００５１】
図１２〜図１５に示す方法は、ガイド画像３０３を利用して視線入力をするユーザの負担を軽減することができる。図１２（Ａ）は、塗りつぶした要素ブロックが秘密基準パターン６０３を構成していることを示している。秘密基準パターン６０３は、ユーザが独自に形成した一筆の連続する要素ブロックで構成している。ガイド画像３０３には、秘密基準パターン６０３を連想させる模様は付さない。また秘密基準パターン６０３は、それぞれ描画方向、開始位置、および描画領域などの秘密情報４０１（図８）を備えることもできる。
【００５２】
図１２（Ｂ）は、秘密基準パターン６０３に対してユーザが描いた視線パターン６０５を示している。ユーザは、視線パターン６０５が秘密基準パターン６０３の要素ブロックを通過するよう視線２０１を移動させる。パターン認識部１６１は、開始入力から終了入力までの間に視線位置２０３が通過した要素ブロックを認識して秘密基準パターン６０３を特定する。
【００５３】
図１３は、斜め方向に移動する視線パターン６０５が通過した要素ブロックを認識する方法の一例を説明するための図である。要素ブロック６０７ａ〜６０７ｄが全体として正方形を描くように相互に隣接して並んでいるときに、視線パターンが要素ブロック６０７ａから６０７ｄに移動する典型的な経路として視線パターン６０５ａ、６０５ｂを取り上げて説明する。パターン認識部１６１は、４個の要素ブロックの頂点が接触する各コーナーに要素ブロック６０７ａ〜６０７ｄよりも小さな領域６０９を設定する。
【００５４】
パターン認識部１６１は、領域６０９を通過した視線パターン６０５ａは、斜め方向、すなわち、要素ブロック６０７ａから６０７ｄに移動したと判断し、領域６０９を通過しないで、たとえば、要素ブロック６０７ｃを経由する視線パターン６０５ｂは、要素ブロック６０７ａ、６０７ｃ、６０７ｄの順番に移動したと判断する。ガイド画像３０３の要素ブロックには、視線パターンを描き易いように文字や記号を付すようにしてもよい。また、ガイド画像３０３を構成する要素ブロックは、相互に隣接して配置する必要はなく、ディスプレイ１０１上に離散的に配置してもよい。要素ブロックを離散的に配置する場合は、図１３のような斜め方向の移動処理は不要になる。
【００５５】
図１４、図１５は、離散的に配置したガイド画像３５１を利用した視線認証の方法を説明するための図である。ガイド画像３５１は、一例として離散的に配置した２５個の円形の要素ブロックで構成している。要素ブロックの数および形状は特に限定しない。図１４（Ａ）には、一例として９個の要素ブロック３５１ａ〜３５１ｉで構成した秘密基準パターン６３１を示している。
【００５６】
秘密基準パターン６３１は、ユーザが任意の位置および数の要素ブロックを選択して作成する。図１４（Ｂ）の視線パターン６５１は、秘密基準パターン６３１を構成する要素ブロックだけを通過する。要素ブロックは離散的に配置しているため、視線パターンは自由な順番で秘密基準パターン６３１を構成する要素ブロックを通過することができる。たとえば、秘密基準パターン６３１は、図１４（Ｂ）の視線パターン６５１、図１５（Ａ）の視線パターン６５３および図１５（Ｂ）の視線パターン６５５のいずれでも特定することができる。視線パターン６５１、６５３、６５５が通過する要素ブロックの順番も、開始位置、描画方向、描画位置などに加えて秘密情報３０１の一部にすることができる。
【００５７】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。
【符号の説明】
【００５８】
１００  電子機器
１０１  ディスプレイ
１０３  赤外線カメラ
１０５ａ、１０５ｂ  赤外線ＬＥＤ
２０１  視線
２０３  視線位置
２１１  基準パターン
２１３、２１３ａ〜２１３o  公開基準パターン
２５１、２５３、２５５、６０３  秘密基準パターン
２０４、２５７、２５９、２７１〜２７７、６０５  視線パターン
３０１、３０１ａ、３０１ｂ  秘密情報
３０３、３５１  ガイド画像
３０５ａ〜３０５ｄ  描画領域
４０１、４０１ａ  認証データ
６０７ａ〜６０７ｄ  ガイド画像の要素ブロック
【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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