JP4123686B2

JP4123686B2 - Individual authentication device

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Publication number: JP4123686B2
Application number: JP2000160744A
Authority: JP
Inventors: 一之塚本; 克己坂巻; 伸竹内; 浩一郎岡村
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: JP2001344035A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個体の能動的な動作における特徴を検出して個体認証を行う個体認証装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
情報機器のネットワーク化やインターネットの普及などにより、利用者（個体）を識別するための個体認証技術の重要性が高まっている。例えば、近年では、インターネットに接続することができる携帯電話機が登場しており、このような携帯電話機の利用者はインターネットを介して銀行取引きや物品購入などを容易に行うことができる。このとき、利用者は、例えばパスワードや暗証番号を入力することで本人であることを相手に通知して取引き等を行う。しかし、パスワードまたは暗証番号とともに携帯電話機が悪意の第三者の手に渡ると、この第三者は本人になりかわって不正な取引きなどを行うことができ、本人は甚大な被害を受ける場合がある。そこで、認証力が高くセキュリティ性が優れた個体認証技術の開発が求められている。
【０００３】
例えば、指紋や網膜などのような個体に生来特有の情報を用いた個体認証技術がある。この個体認証技術は、暗証番号を用いる場合よりも認証力が高いものの、やはり、本人の指紋や網膜を取得した悪意の第三者が不正に利用することが可能であり、セキュリティ性が充分であるとは言えない。一方、個体の能動的な動作における特徴を検出して個体認証を行う個体認証技術が知られている。例えば、特開昭６２−２８７３８７号公報や特開平４−２３８５８２号公報に開示された個体認証技術は、電子ペンを用いて入力面に署名する際の位置や筆圧などのデータに基づいて個体認証を行うものである。また、特開平３−２２５４０６号公報に開示された個体認証技術は、キーボードにおいてキー入力する際の速さや圧力などのデータに基づいて個体認証を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の各公報に開示された個体認証技術は、個体に生来特有の静的な情報を用いるのではなく、個体の能動的な動作における特徴を検出して個体認証を行うものであり、また、その能動的な動作を各個体が任意に決定することができることから、セキュリティ性が優れ認証力が高いとされている。また、署名の際の文字数や字画数などを多くすることにより、或いは、キー入力の際の文字数を多くすることにより、更にセキュリティ性および認証力を高めることができると期待され得る。しかしながら、署名やキー入力に要する時間は一定ではなく長くなることもある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、セキュリティ性および認証力が高く一定の時間内に個体認証を行うことができる個体認証装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る個体認証装置は、(1) 時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号を出力する出力部と、(2) 出力部が出力信号を出力しているときに、出力信号が有する所定の出力パターンに対して個体が能動的に応答する応答パターンを検出して、この検出した応答パターンを表す応答信号を出力する検出部と、(3) 所定の出力パターンに対する個体の特有の応答パターンを登録パターンとして記憶する記憶部と、(4) 検出部が出力した応答信号が表す応答パターンと記憶部が記憶している登録パターンとの一致度を求め、この求めた一致度に基づいて個体認証を行う演算部と、を備えることを特徴とする。さらに、出力部は、所定平面に対して平行な方向に移動可能な可動部材の動きを出力パターンとして有する出力信号を出力することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る個体認証装置によれば、時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号が出力部から出力され、この出力部が出力信号を出力しているときに上記所定の出力パターンに対して個体が応答する応答パターンが検出部により検出される。そして、演算部により、検出部が検出した応答パターンと記憶部が記憶している登録パターンとの一致度が求められ、この求められた一致度に基づいて個体認証が行われる。このように、本発明に係る個体認証装置は、個体に生来特有の静的な情報を用いるのではなく、個体の動作（出力パターンに対する応答）における特徴（応答パターン）を検出して、この応答パターンと登録パターンとの一致度に基づいて個体認証を行うものであり、また、その動作を各個体が任意に決定することができることから、セキュリティ性に優れ認証力が高い。また、本発明に係る個体認証装置は、出力部による出力パターンの出力および検出部による応答パターンの検出を同時に行い、これに要する時間を一定にすることができることから、一定の時間内に個体認証を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係る個体認証装置では、出力部は、固定部材に対して所定平面に平行な方向に移動可能な可動部材と、所定の出力パターンに応じて可動部材を移動させる駆動部とを有し、検出部は、駆動部により移動されている可動部材に対する個体の力学的な応答を検出して応答信号を出力するのが好適である。
【００１０】
また、本発明に係る個体認証装置は、出力部が複数の出力パターンのうちの何れかの出力パターンを有する出力信号を出力することを特徴とする。このとき、複数の出力パターンのうちから所定の出力パターンを利用者が選択してもよく、また、複数の出力パターンのうちから所定の出力パターンを個体認証装置がランダムに選択してもよい。このようにすることで、セキュリティ性および認証力が更に高くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
先ず、本発明に係る個体認証装置の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の構成図である。この個体認証装置１は、出力部１１、検出部１２、記憶部１３、演算部１４および制御部１５を備える。
【００１３】
出力部１１は、制御部１５による制御の下で、時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号を出力するものである。本実施形態の出力部１１は、略平板状の固定部材１１１と、この固定部材１１１に対して移動可能な略平板状の可動部材１１２と、所定の出力パターンに応じて可動部材１１２を移動させる駆動部１１３とを有する。そして、出力部１１は、可動部材１１２の動きを出力パターンとして有する出力信号（例えば、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位、移動速度または力など）を出力する。なお、この図で固定部材１１１および可動部材１１２については断面が示されている。
【００１４】
検出部１２は、制御部１５による制御の下で、出力部１１が出力信号を出力しているときに、出力信号が有する所定の出力パターンに対して個体が応答する応答パターンを検出して、この検出した応答パターンを表す応答信号を出力する。検出部１２は、固定部材１１１に対する可動部材１１２の相対的な変位を検出する位置検出センサ１１４とともに、この位置検出センサ１１４からの出力信号に基づいて、可動部材１１２の動きに対する個体の力学的な応答（例えば、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位、移動速度または力など）を検出して応答信号を出力する。
【００１５】
記憶部１３は、所定の出力パターンに対する個体の特有の応答パターンを登録パターンとして予め記憶しておく。また、記憶部１３は、出力部１１が出力する出力信号が有する所定の出力パターンを記憶しておき、また、検出部１２が出力した応答信号に基づいて応答パターンを記憶する。なお、記憶部１３は、１つのメモリであってもよいが、出力パターンおよび登録パターンを記憶するメモリとして書き換え可能な不揮発性のメモリ（例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなど）を用い、応答パターンを記憶するメモリとして揮発性のメモリ（例えばＤＲＡＭなど）を用いてもよい。
【００１６】
演算部１４は、制御部１５による制御の下で、検出部１２が出力した応答信号に基づいて記憶部１３に記憶された応答パターンと、記憶部１３が記憶している登録パターンとを入力し、応答パターンと登録パターンとの一致度を求めて、この求めた一致度に基づいて個体認証を行う。制御部１５は、上記の出力部１１、検出部１２および演算部１４それぞれの動作を制御するものであり、利用者の指示を受けて各々の動作の開始を指示する。
【００１７】
次に、出力部１１の構成について図２〜図６を用いて説明する。図２は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１の構成図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中におけるＡ−Ａ線での断面図である。この出力部１１は、側縁部が上方に突出した略板状の固定部材１１１と、この固定部材１１１に対して所定平面に平行な方向に移動可能な可動部材１１２と、固定部材１１１の側縁部と可動部材１１２との間に両者を連結する弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄとを有する。弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄそれぞれは、弾性を有する樹脂やバネなどであり、可動部材１１２の周囲の４個所に設けられており、一端が可動部材１１２に接合され、他端が固定部材１１１の側縁部に接合されている。
【００１８】
また、可動部材１１２には４つのコイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定されている。同図（ａ）の平面図において、中心を原点とし、右方向をＸ軸方向とし、上方向をＹ軸方向とすると、コイル１１６ＡはＸ座標値が正の領域にＸ軸をまたいで設けられており、コイル１１６ＢはＸ座標値が負の領域にＸ軸をまたいで設けられており、コイル１１６ＣはＹ座標値が正の領域にＹ軸をまたいで設けられており、また、コイル１１６ＤはＹ座標値が負の領域にＹ軸をまたいで設けられている。
【００１９】
図３は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における駆動力発生機構を説明する平面図である。固定部材１１１には４つの磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定されている。磁石１１７Ａは、Ｘ座標値が正であってＹ座標値も正である領域に、その磁束がコイル１１６Ａおよび１１６Ｄの双方を貫くように設けられている。磁石１１７Ｂは、Ｘ座標値が負であってＹ座標値が正である領域に、その磁束がコイル１１６Ｂおよび１１６Ｄの双方を貫くように設けられている。磁石１１７Ｃは、Ｘ座標値が負であってＹ座標値も負である領域に、その磁束がコイル１１６Ｂおよび１１６Ｃの双方を貫くように設けられている。また、磁石１１７Ｄは、Ｘ座標値が正であってＹ座標値が負である領域に、その磁束がコイル１１６Ａおよび１１６Ｃの双方を貫くように設けられている。これらのうち磁石１１７Ａおよび１１７Ｃそれぞれは、可動部材１１２に対向する側がＳ極となるように配置され、磁石１１７Ｂおよび１１７Ｄそれぞれは、可動部材１１２に対向する側がＮ極となるように配置されている。
【００２０】
コイル１１６Ａ〜１１６Ｄと磁石１１７Ａ〜１１７Ｄとの間の相対的な位置関係について換言すれば以下のとおりである。コイル１１６Ａは、磁石１１７Ａおよび１１７Ｄそれぞれが作る磁界に対して、Ｘ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイル１１６Ｂは、磁石１１７Ｂおよび１１７Ｃそれぞれが作る磁界に対して、Ｘ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。コイル１１６Ｃは、磁石１１７Ｃおよび１１７Ｄそれぞれが作る磁界に対して、Ｙ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。また、コイル１１６Ｄは、磁石１１７Ａおよび１１７Ｂそれぞれが作る磁界に対して、Ｙ軸と平行な方向に電流が横切るように設けられている。
【００２１】
コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれは、銅線を用いてもよいし、また、軽量化のためにアルミニウム線を用いてもよく、さらに、銅メッキされたアルミニウム線を用いるのも好適である。磁石１１７Ａ〜１１７Ｄそれぞれは、保磁力および残留磁束密度が大きいものが好ましく、例えばネオジ磁石が好適である。
【００２２】
駆動部１１３はコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに対して独立に電流を流すことができる。そして、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに流れる電流の大きさ及び方向と、磁石１１７Ａ〜１１７Ｄそれぞれが作る磁界との間で、フレミングの左手の法則に応じた相互作用が生じる。これに因り、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに推力が生じて、これらの推力と弾性部材１１５Ａ〜１１５Ｄそれぞれの応力とに応じて、固定部材１１１に対して可動部材１１２が移動する。
【００２３】
図４は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における固定部材１１１と可動部材１１２との摺動機構を説明する断面図である。磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定された固定部材１１１の下面、および、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定された可動部材１１２の上面それぞれに、両者が互いに摺動可能なように、摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂが設けられている。摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂそれぞれは、摩擦係数が小さいフッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン）、潤滑油が含浸された樹脂および金属などが好適に用いられる。摺動部材１１８Ａおよび１１８Ｂの間に、潤滑油を塗布するのも好適であり、また、非磁性体の球体を介在させて、この球体の転がりによって摺動させるようにしてもよい。
【００２４】
なお、図４には、摺動機構だけでなく、可動部材１１２の上面にある表面層１１９、および、この表面層１１９の中央付近に設けられた感圧部１２０も示されている。図５は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における感圧部１２０を説明する断面図である。表面層１１９は、人の指や掌などの受容器官が接離可能なように平坦に仕上げられている。感圧部１２０は、表面層１１９に人の指などが触れたことを検知するものである。感圧部１２０は、シリコーンゴムおよび導電性粉末を混合した材料を用いた感圧導電性ゴム１２０Ａを導電性プラスティック層１２０Ｂおよび１２０Ｃで挟んだ構成となっている。そして、導電性プラスティック層１２０Ｂと導電性プラスティック層１２０Ｃとの間に電圧を印加し、感圧部１２０に人の指などが触れたときの接触圧に因る電気抵抗値の変化を検出して、これにより接触の有無を検知する。この感圧部１２０から出力される接触検知信号は制御部１５に送られ、その後に制御部１５による制御の下に認証動作が開始される。
【００２５】
この他、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検知する方法として以下のものがある。すなわち、可動部材１１２に所定の電荷を蓄積して保持する電荷蓄積部を設け、人の指などが接触したときに電荷蓄積部に保持されていた電荷を人の指などに流出させ、電荷蓄積部に蓄積されている電荷の量の変化を検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検知するのも好適である。また、可撓性を有する２つの電極を相互間距離が一定となるように支持し、人の指などが接触したときに、これら２つの電極の相互間距離が変化して両電極間に存在する静電容量が変化するのを検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検知するのも好適である。さらに、可動部材１１２の上面に受光素子を設けるとともに、固定部材１１１の側縁部の上面にも受光素子を設け、各々の受光素子からの出力信号の値の変化に基づいて、可動部材１１２の上面の受光素子からの出力信号の値が低下したことを検出することで、可動部材１１２に人の指などが接触したことを検知するのも好適である。
【００２６】
図６は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における位置検出センサ１１４を説明する断面図である。位置検出センサ１１４は、固定部材１１１に固定された発光素子（例えば発光ダイオード）１１４Ａおよび受光素子（例えばフォトダイオード）１１４Ｂ、ならびに、可動部材１１２の下面に描かれた光学模様（例えば、等間隔の濃淡模様、市松模様、など）１１４Ｃを含む。発光素子１１４Ａから出射された光は光学模様１１４Ｃ上に照射され、光学模様１１４Ｃで反射された光は受光素子１１４Ｂにより受光される。受光素子１１４Ｂによる受光量は、発光素子１１４Ａから出射された光が光学模様１１４Ｃ上に入射する位置における反射率に応じたものである。
【００２７】
したがって、受光量に応じて受光素子１１４Ｂから出力される電気信号の変化に基づいて、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位量を検出することができる。また、このような位置検出センサ１１４をＸ軸方向およびＹ軸方向それぞれについて設けることにより、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出することができる。この位置検出センサ１１４からの出力信号は検出部１２に送られ、検出部１２において、可動部材１１２に対する個体の力学的な応答が検出されて応答信号が出力される。
【００２８】
この他、可動部材１１２に対する個体の力学的な応答を検出する方法として以下のものがある。すなわち、可動部材１１２の下面に形成された細かい凹凸に対してレーザ光を照射してスペックル模様を生じさせ、このスペックル模様を２次元イメージセンサにより観察することで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出するのも好適である。また、可動部材１１２に接触する回転体を設け、この回転体の回転量をエンコーダにより検出することで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の変位量を検出するのも好適である。さらに、固定部材１１１および可動部材１１２のうちの一方に発光素子を設け他方に２次元光学的位置検出素子（ＰＳＤ: position sensitive detector）を設けることで、固定部材１１１に対する可動部材１１２の２次元的な変位量を検出するのも好適である。
【００２９】
次に、出力部１１の動作について説明する。駆動部１１３より駆動されてコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに電流が流れると、フレミングの左手の法則に従って、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに推力が働き、これにより可動部材１１２が移動する。
【００３０】
先ず、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれについて考えると、固定部材１１１に垂直な方向であるＺ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にＸ軸方向に電流が流れると、Ｙ軸方向への推力が生じる。コイル１１６Ａに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには＋Ｙ軸方向の推力が働く。また、コイル１１６Ｂに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｂには＋Ｙ軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変えることで推力が働く方向を変えることができ、また、電流値を変えることで推力の大きさを変えることができる。
【００３１】
同様に、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれについて考えると、固定部材１１１に垂直な方向であるＺ軸方向に磁界が生じており、この磁界中にＹ軸方向に電流が流れると、Ｘ軸方向への推力が生じる。コイル１１６Ｃに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｃには＋Ｘ軸方向の推力が働く。また、コイル１１６Ｄに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ｄには＋Ｘ軸方向の推力が働く。電流が流れる方向を変えることで推力が働く方向を変えることができ、また、電流値を変えることで推力の大きさを変えることができる。
【００３２】
固定部材１１１に対して可動部材１１２を平行移動させるだけでよい場合には、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれを互いに結線して、コイル１１６Ａおよび１１６Ｂそれぞれに同一方向の推力を与え、また、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれを互いに結線して、コイル１１６Ｃおよび１１６Ｄそれぞれに同一方向の推力を与えればよい。
【００３３】
また、Ｚ軸をほぼ中心として固定部材１１１に対して可動部材１１２を回転させる方向に推力を生じさせることもできる。すなわち、コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには＋Ｙ軸方向の推力が働き、コイル１１６Ｂには−Ｙ軸方向の推力が働くので、固定部材１１１に対して可動部材１１２を反時計回りの方向へ回転させる回転モーメントが生じる。コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに反時計回りの方向に電流を流すと、コイル１１６Ａには−Ｙ軸方向の推力が働き、コイル１１６Ｂには＋Ｙ軸方向の推力が働くので、固定部材１１１に対して可動部材１１２を時計回りの方向へ回転させる回転モーメントが生じる。また、コイル１１６Ａおよびコイル１１６Ｂそれぞれに流れる電流の値の比を変えることで、回転中心を変えることができる。コイル１１６Ｃおよびコイル１１６Ｄそれぞれについても同様である。
【００３４】
以上のような可動部材１１２の移動は、制御部１５により制御された駆動部１１３によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流により駆動される。また、この制御部１５による制御に際しては、例えば、位置偏差と位置偏差の微分量とに応じてなされるＰＤ制御（比例・微分制御）が用いられる。図７は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における可動部材１１２の動作例を説明する図である。同図（ａ）に示すように、可動部材１１２は、全体的には−Ｙ軸方向に向かいつつ、左右に細かく振動している。同図（ｂ）に示すように、可動部材１１２は、時計回り方向に平行移動で回転している。同図（ｃ）に示すように、可動部材１１２は、時計回り方向に平行移動で回転しつ、その進行方向に対して左右に細かく振動している。また、同図（ｄ）に示すように、可動部材１１２は、平行移動で揺動している。さらに、可動部材１１２は、「８」や「Ｗ」などの文字を描くような動きも可能である。また、可動部材１１２は、一定の速さの動きだけでなく、加速または減速を伴う動きも可能である。
【００３５】
可動部材１１２の動きは、駆動部１１３によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流に応じたものであって、可動部材１１２に人の指が軽く接触しているときには、その指は、この可動部材１１２の動きを感じ取ることができる。また、可動部材１１２の動きに対して、人の指が何等かの応答をする場合には、可動部材１１２の動きは、駆動部１１３によりコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに供給される電流に応じたものとはならない場合があり、人の指の応答により異なる。そして、位置検出センサ１１４は、固定部材１１１に対する可動部材１１２の相対的位置を検出し、検出部１２は、位置検出センサ１１４からの出力信号に基づいて、可動部材１１２の動きに対する応答を検出して応答信号を出力する。
【００３６】
本実施形態に係る個体認証装置１は、このような出力部１１の動作（特に可動部材１１２の動き）とこれに対する応答を利用したものである。ここで、可動部材１１２の動き（すなわち、出力部１１が出力する出力信号が有する出力パターン）とは、時間の経過に対して位置または速度が変化する場合だけでなく、時間の経過に対して位置または速度が一定である場合をも含む。また、応答とは、可動部材１１２の動きを妨げること、可動部材１１２の動きを更に促進すること、可動部材１１２の動きに他方向の動きを加えること、などを含み、作為だけでなく不作為をも含み、また、意識的であるか否かを問わない。意識的ではなくとも、指の関節の硬さに応じた応答がなされる。
【００３７】
次に、本実施形態に係る個体認証装置１の動作について説明する。図８および図９は、第１の実施形態に係る個体認証装置１の動作（特に出力部１１の可動部材１１２の動作）を説明する図である。図８は、出力部１１の可動部材１１２の動きＸＹ平面上で示したものである。図９は、出力部１１の可動部材１１２のＸ軸方向変位を時間経過に対して示したものである。ここでは、図８および図９それぞれにおいて破線で示したように、出力パターンに従う可動部材１１２の動きは、ＸＹ平面上における反時計回り方向への平行移動での一定速さの１回転であり、時間経過に対するＸ軸方向変位が正弦波状であるとする。
【００３８】
出力部１１の可動部材１１２にある感圧部１２０に人の指が触れると、感圧部１２０は、その旨を検知して、接触検知信号を制御部１５に送る。制御部１５は、この接触検知信号を受信すると、出力部１１、検出部１２および演算部１４それぞれの動作の開始を指示する。そして、出力部１１、検出部１２および演算部１４それぞれは、制御部１５による制御の下に、以下のように動作する。
【００３９】
出力部１１では、記憶部１３に記憶されている所定の出力パターンを駆動部１１３が読み出し、この出力パターンに応じて駆動部１１３がコイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに電流を供給することで、この出力パターンを有する出力信号を可動部材１１２の動きとして出力する。これにより、可動部材１１２は、固定部材１１１に対して相対的に移動しようとし、或いは、可動部材１１２に接触している指に対して力を加える。
【００４０】
可動部材１１２に接触している指が可動部材１１２の動きに対して応答すると、位置検出センサ１１４は、固定部材１１１に対する可動部材１１２の相対的位置を検出し、検出部１２は、位置検出センサ１１４からの出力信号に基づいて、可動部材１１２の動きに対して応答する応答パターンを検出して、この応答パターンを表す応答信号を出力する。そして、記憶部１３は、この応答信号を入力して、上記応答パターンを記憶する。図８および図９それぞれにおいて実線で示したように、この応答パターンは、出力パターンと異なる場合があり、可動部材１１２の動きに対する応答に応じて異なる。
【００４１】
以上のようにして出力部１１による出力パターンの出力、検出部１２による応答パターンの検出、および、記憶部１３による応答パターンの記憶が終了すると、演算部１４は、記憶部１３に記憶されている応答パターンと登録パターンとを読み出して、両者の一致度を求める。ここで、図８および図９それぞれにおいて点線で示したように、登録パターンとは、出力部１１が出力する所定の出力パターンに対する個体の特有の応答パターンであり、記憶部１３により予め記憶されている。また、応答パターンと登録パターンとの一致度を求めるには、例えば、出力パターンの出力開始の時点を基準とする各時刻においてＸ座標値およびＹ座標値それぞれについて応答パターンと登録パターンとの偏差を求め、この偏差の総和をもって一致度とするのが好適である。この場合には、上記総和が小さいほど一致度が高いことになる。そして、演算部１４は、一致度が所定値以上であるか否か（すなわち、上記総和が所定値以下であるか否か）に基づいて、応答した個体の認証を行う。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係る個体認証装置１によれば、時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号が出力部１１の可動部材１１２の動きとして出力され、この出力部１１が出力信号を出力しているときに上記所定の出力パターンに対して個体が応答する応答パターンが検出部１２により検出されて、この検出された応答パターンが記憶部１３により記憶される。そして、演算部１４により、検出部１２が検出した応答パターンと記憶部１３が記憶している登録パターンとの一致度が求められ、この求められた一致度に基づいて個体認証が行われる。
【００４３】
このように、本実施形態に係る個体認証装置１は、個体に生来特有の静的な情報を用いるのではなく、個体の動作（出力パターンに対する応答）における特徴（応答パターン）を検出して、この応答パターンと登録パターンとの一致度に基づいて個体認証を行うものであり、また、その動作を各個体が任意に決定することができることから、セキュリティ性に優れ認証力が高い。また、本実施形態に係る個体認証装置１は、出力部１１による出力パターンの出力および検出部１２による応答パターンの検出を同時に行い、これに要する時間を一定にすることができることから、一定の時間内に個体認証を行うことができる。
【００４４】
なお、以上に説明した動作例に加えて、記憶部１３が複数組の出力パターンおよび応答パターンを記憶しておき、出力部１１は、これら複数の出力パターンのうちから何れかの出力パターンを選択して出力信号を出力するのが好適である。複数の出力パターンのうちから所定の出力パターンを利用者が選択してもよい。この場合には、利用者は、自ら選択した出力パターンに応じた応答をすることになる。また、複数の出力パターンのうちから所定の出力パターンを制御部１５がランダムに選択してもよい。この場合には、利用者は、出力信号が出力開始された後の一定期間に出力パターンを識別して、その後に、その識別した出力パターンに応じた応答をするのが好適である。或いは、出力部１１が出力信号を繰り返して２回出力することとして、利用者は、第１回目の出力信号の出力の際に出力パターンを識別して、第２回目の出力信号の出力の際に、その識別した出力パターンに応じた応答をするのも好適である。このようにすることで、セキュリティ性および認証力が更に高くなる。
【００４５】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る個体認証装置の第２の実施形態について説明する。図１０は、第２の実施形態に係る個体認証装置２の構成図である。この個体認証装置２は、出力部２１、検出部２２、記憶部２３、演算部２４および制御部２５を備える。
【００４６】
出力部２１は、制御部２５による制御の下で、時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号を出力するものである。本実施形態の出力部２１は、光（可視光、紫外光、赤外光の他、より長波長の電磁波であってもよい。）を出力する発光素子２１１と、発光素子２１１と対向して配されており到達した光を受光する受光素子２１２と、所定の出力パターンに応じて発光素子２１１を発光させる駆動部２１３と、発光素子２１１および受光素子２１２それぞれの相対的位置を固定して指示する架台２１４とを有する。発光素子２１１と受光素子２１２との間には、人の指が挿入できるほどの間隙が設けられている。そして、出力部２１は、発光素子から出力される光の信号を出力信号として出力する。なお、この図で出力部２１については断面が示されている。
【００４７】
検出部２２は、制御部２５による制御の下で、出力部２１が出力信号を出力しているときに、出力信号が有する所定の出力パターンに対して個体が応答する応答パターンを検出して、この検出した応答パターンを表す応答信号を出力する。検出部２２は、受光量を検出する受光素子２１２とともに、この受光素子２１２からの出力信号に基づいて、発光素子２１１から出力された光に対する個体の応答を検出して応答信号を出力する。
【００４８】
記憶部２３は、所定の出力パターンに対する個体の特有の応答パターンを登録パターンとして予め記憶しておく。また、記憶部２３は、出力部２１が出力する出力信号が有する所定の出力パターンを記憶しておき、また、検出部２２が出力した応答信号に基づいて応答パターンを記憶する。なお、記憶部２３は、１つのメモリであってもよいが、出力パターンおよび登録パターンを記憶するメモリとして書き換え可能な不揮発性のメモリ（例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなど）を用い、応答パターンを記憶するメモリとして揮発性のメモリ（例えばＤＲＡＭなど）を用いてもよい。
【００４９】
演算部２４は、制御部２５による制御の下で、検出部２２が出力した応答信号に基づいて記憶部２３に記憶された応答パターンと、記憶部１２が記憶している登録パターンとを入力し、応答パターンと登録パターンとの一致度を求めて、この求めた一致度に基づいて個体認証を行う。制御部２５は、上記の出力部２１、検出部２２および演算部２４それぞれの動作を制御するものであり、利用者の指示を受けて各々の動作の開始を指示する。
【００５０】
なお、発光素子２１１から出力される光の信号は、例えば、光の強度、偏光または波長などである。発光素子２１１の光出力パターンは、時間の経過に対して光の強度などが変化する場合だけでなく、時間の経過に対して光の強度などが一定である場合をも含む。また、応答とは、例えば、発光素子２１１と受光素子２１２との間に指を挿入して光を遮断すること、発光素子２１１と受光素子２１２との間で偏光子を回転させること、などを含み、作為だけでなく不作為をも含む。
【００５１】
次に、本実施形態に係る個体認証装置２の動作について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る個体認証装置２の動作を説明する図である。図１１（ａ）は、発光素子２１１から出力される出力信号（光の強度）の出力パターン（時間の経過に対する発光量変化のパターン）を示す。この図に示すように、出力パターンは、時刻ｔ₀，ｔ₂，ｔ₅およびｔ₈それぞれで発光量が０であり、時刻ｔ₁，ｔ₃およびｔ₇それぞれ発光量が極値Ｉ_maxとなり、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁まで発光量が一定速度で増加し、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂まで発光量が一定速度で減少し、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃まで発光量が一定速度で増加し、時刻ｔ₃から時刻ｔ₅まで発光量が一定速度で減少し、時刻ｔ₅から時刻ｔ₇まで発光量が一定速度で増加し、時刻ｔ₇から時刻ｔ₈まで発光量が一定速度で減少するものとする。図１１（ｂ）は、発光素子２１１と受光素子２１２との間における指の上下方向の位置を示す。この図に示すように、時刻ｔ₀から時刻ｔ₂まで指が光を遮断することなく、時刻ｔ₂から時刻ｔ₄まで指が一定速度で降りてきて光を遮断するようになり、時刻ｔ₄から時刻ｔ₆まで指が光を全く遮断し、時刻ｔ₆から時刻ｔ₇まで指が一定速度で上がっていき、時刻ｔ₇以降では指が光を遮断することがないものとする。図１１（ｃ）は、検出部２２により検出される応答パターン（時間の経過に対する受光量変化のパターン）を示す。
【００５２】
この個体認証装置２に対して利用者が動作の開始を指示すると、制御部２５は、この指示を受けて、出力部２１、検出部２２および演算部２４それぞれの動作の開始を指示する。そして、出力部２１、検出部２２および演算部２４それぞれは、制御部２５による制御の下に、以下のように動作する。
【００５３】
出力部２１では、記憶部２３に記憶されている所定の出力パターンを駆動部２１３が読み出し、この出力パターンに応じて駆動部２１３が発光素子２１１に電流を供給することで、この出力パターンを有する出力信号を発光量として出力する（図１１（ａ））。そして、利用者は、この出力パターンに対して、発光素子２１１と受光素子２１２との間に指を挿入する動作により応答する（図１１（ｂ））。
【００５４】
受光素子２１２は、発光素子２１１より到達した光を受光し、検出部２２は、受光素子２１２からの出力信号に基づいて、出力パターンに対して応答する応答パターンを検出して、この応答パターンを表す応答信号を出力する。そして、記憶部２３は、この応答信号を入力して、上記応答パターンを記憶する（図１１（ｃ）。この応答パターンは、出力パターンと異なる場合があり、出力パターンに対する応答に応じて異なる。
【００５５】
以上のようにして出力部２１による出力パターンの出力、検出部２２による応答パターンの検出、および、記憶部２３による応答パターンの記憶が終了すると、演算部２４は、記憶部２３に記憶されている応答パターンと登録パターンとを読み出して、両者の一致度を求める。ここで、登録パターンとは、出力部２１が出力する所定の出力パターンに対する個体の特有の応答パターンであり、記憶部２３により予め記憶されている。また、応答パターンと登録パターンとの一致度を求めるには、例えば、出力パターンの出力開始時刻ｔ₀から出力終了時刻ｔ₈までの各時刻において応答パターンと登録パターンとの偏差を求め、この偏差の総和をもって一致度とするのが好適である。この場合には、上記総和が小さいほど一致度が高いことになる。そして、演算部２４は、一致度が所定値以上であるか否か（すなわち、上記総和が所定値以下であるか否か）に基づいて、応答した個体の認証を行う。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る個体認証装置２によれば、時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号が出力部２１の発光素子２１１による発光の強度として出力され、この出力部２１が出力信号を出力しているときに上記所定の出力パターンに対して個体が応答する応答パターンが検出部２２により検出されて、この検出された応答パターンが記憶部２３により記憶される。そして、演算部２４により、検出部２２が検出した応答パターンと記憶部２３が記憶している登録パターンとの一致度が求められ、この求められた一致度に基づいて個体認証が行われる。
【００５７】
このように、本実施形態に係る個体認証装置２は、個体に生来特有の静的な情報を用いるのではなく、個体の動作（出力パターンに対する応答）における特徴（応答パターン）を検出して、この応答パターンと登録パターンとの一致度に基づいて個体認証を行うものであり、また、その動作を各個体が任意に決定することができることから、セキュリティ性に優れ認証力が高い。また、本実施形態に係る個体認証装置２は、出力部２１による出力パターンの出力および検出部２２による応答パターンの検出を同時に行い、これに要する時間を一定にすることができることから、一定の時間内に個体認証を行うことができる。
【００５８】
また、可動部を有しない本実施形態の個体認証装置２は、可動部を有する第１の実施形態のものと比べて、耐久性が優れ、また、軽量化を図る上で好適である。
【００５９】
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、第１の実施形態では、出力信号が有する出力パターンは、可動部材１１２の位置に関するものであったが、可動部材１１２が人の指に与える力に関するものであってもよい。可動部材１１２が人の指に与える力を制御するには、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに流れる電流を制御すればよい。この力は、一定方向に一定の大きさであってもよいし、方向および大きさの双方または何れか一方が時間経過に対して変化するものであってもよい。
【００６０】
また、第１の実施形態では、応答信号が有する応答パターンは、可動部材１１２の位置に関するものであったが、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに流れる電流に関するものであってもよい。この場合、コイル１１６Ａ〜１１６Ｄそれぞれに流れる電流の値を検出して応答パターンを求める。
【００６１】
また、第１の実施形態において、応答信号が有する応答パターンは、人の指が可動部材１１２に与える力に関するものであってもよい。この場合、人の指が可動部材１１２に与える力を検出して応答パターンを求めるには、出力部１１を図１２に示すような構成とする。同図（ａ）は、Ｚ軸を含む面で切断したときの断面図であり、同図（ｂ）は、Ｚ軸に垂直な面で柱状部材１２１を切断したときの断面図である。この図に示すように、上面側に磁石１１７Ａ〜１１７Ｄが固定された固定部材１１１の上方に、下面側にコイル１１６Ａ〜１１６Ｄが固定された可動部材１１２を設け、可動部材１１２の上面側に柱状部材１２１を挟んで板状部材１２２を固定するとともに、柱状部材１２１の四方それぞれに歪みゲージ１２３Ａ〜１２３Ｄを貼り付ける。板状部材１２２に触れている人の指などが可動部材１１２に与える力（ＸＹ平面に平行な方向の力）は、柱状部材１２１に機械的歪みを与えるので、この柱状部材１２１の四方に貼り付けられた歪みゲージ１２３Ａ〜１２３Ｄにより検出され、歪みゲージ１２３Ａ〜１２３Ｄに接続されたブリッジ回路により電気信号として出力される。この電気信号の値は、力の大きさに比例する。
【００６２】
また、第１の実施形態において出力部１１は固定部材の動きを出力パターンとして有する出力信号を出力するアクチュエータであったが、他のタイプのアクチュエータであっても構わない。例えば、ジョグダイアル型のアクチュエータ、ジョイスティック型のアクチュエータ、トラックボール型のアクチュエータおよびアーム型のアクチュエータなどであってもよい。ジョグダイアル型のアクチュエータは、１つの中心軸の回りに回転が自在な円盤状部材を有し、この円盤状部材の回転角位置や回転速度などの時間的変化を出力パターン、応答パターンおよび登録パターンとして用いる。ジョイスティック型のアクチュエータは、一点が固定されて傾斜が自在な棒状部材を有し、この棒状部材の傾斜方向や傾斜角度などの時間的変化を出力パターン、応答パターンおよび登録パターンとして用いる。トラックボール型のアクチュエータは、１つの中心点の回りに回転が自在な球状部材を有し、この球状部材の回転方向や回転角度などの時間的変化を出力パターン、応答パターンおよび登録パターンとして用いる。また、アーム型のアクチュエータは、複数の棒状部材が互いに連結されて一端が３次元平行移動可能なものであり、この一端の３次元位置や移動速度などの時間的変化を出力パターン、応答パターンおよび登録パターンとして用いる。
【００６３】
また、以上に説明した第１および第２の実施形態それぞれでは、所定の出力パターンを有する出力信号を出力する部品（第１の実施形態における可動部材１１２等、第２の実施形態における発光素子２１１）と、この出力パターンに対する応答を検出する部品（第１の実施形態における位置検出センサ１１４等、第２の実施形態における受光素子２１２）とは、互いに一体のものとしたが、別体であってもよい。別体である場合には、例えば、一方の手または指で出力パターンを受け取り、他方の手または指で応答することとしてもよい。しかし、上記実施形態のように一体化すれば、個体認証装置を小型化する上で好適であり、例えば携帯電話機に個体認証装置を搭載または接続することも可能である。インターネット接続機能を有する携帯電話機に上記実施形態の個体認証装置を搭載することにより、片手のみの簡易な操作で、より安全に銀行取引きや物品購入などを行うことができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る個体認証装置によれば、時間の経過に対して所定の出力パターンを有する出力信号が出力部から出力され、この出力部が出力信号を出力しているときに上記所定の出力パターンに対して個体が応答する応答パターンが検出部により検出される。そして、演算部により、検出部が検出した応答パターンと記憶部が記憶している登録パターンとの一致度が求められ、この求められた一致度に基づいて個体認証が行われる。このように、本発明に係る個体認証装置は、個体に生来特有の静的な情報を用いるのではなく、個体の動作（出力パターンに対する応答）における特徴（応答パターン）を検出して、この応答パターンと登録パターンとの一致度に基づいて個体認証を行うものであり、また、その動作を各個体が任意に決定することができることから、セキュリティ性に優れ認証力が高い。また、本発明に係る個体認証装置は、出力部による出力パターンの出力および検出部による応答パターンの検出を同時に行い、これに要する時間を一定にすることができることから、一定の時間内に個体認証を行うことができる。
【００６５】
また、出力部は、可動部材の動きを出力パターンとして有する出力信号を出力するのが好適である。
【００６６】
また、出力部が複数の出力パターンのうちの何れかの出力パターンを有する出力信号を出力する場合には、セキュリティ性および認証力が更に高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る個体認証装置１の構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１の構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における駆動力発生機構を説明する平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における固定部材１１１と可動部材１１２との摺動機構を説明する断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における感圧部１２０を説明する断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における位置検出センサ１１４を説明する断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る個体認証装置１の出力装置１１における可動部材１１２の動作例を説明する図である。
【図８】第１の実施形態に係る個体認証装置１の動作を説明する図である。
【図９】第１の実施形態に係る個体認証装置１の動作を説明する図である。
【図１０】第２の実施形態に係る個体認証装置２の構成図である。
【図１１】第２の実施形態に係る個体認証装置２の動作を説明する図である。
【図１２】変形例の個体認証装置の出力装置において力を検出する機構を説明する図である。
【符号の説明】
１，２…個体認証装置、１１…出力部、１２…検出部、１３…記憶部、１４…演算部、１５…制御部、１１１…固定部材、１１２…可動部材、１１３…駆動部、１１４…位置検出センサ、１１５Ａ〜１１５Ｄ…弾性部材、１１６Ａ〜１１６Ｄ…コイル、１１７Ａ〜１１７Ｄ…磁石、１１８Ａ，１１８Ｂ…摺動部材、１１９…表面層、１２０…感圧部、２１…出力部、２２…検出部、２３…記憶部、２４…演算部、２５…制御部、２１１…発光素子、２１２…受光素子、２１３…駆動部、２１４…架台。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an individual authentication apparatus that performs individual authentication by detecting features in an active operation of an individual.
[0002]
[Prior art]
The importance of individual authentication technology for identifying users (individuals) is increasing due to the networking of information devices and the spread of the Internet. For example, in recent years, mobile phones that can be connected to the Internet have appeared, and users of such mobile phones can easily make bank transactions and purchase goods via the Internet. At this time, the user, for example, enters a password or personal identification number to notify the other party that he / she is the person and conducts a transaction or the like. However, if a mobile phone is transferred to a malicious third party along with a password or PIN, this third party can perform fraudulent transactions on behalf of the person, and the person is seriously damaged. There is. Therefore, development of individual authentication technology with high authentication power and excellent security is required.
[0003]
For example, there is an individual authentication technique using information inherent to an individual such as a fingerprint or a retina. Although this individual authentication technology has higher authentication power than using a personal identification number, it can still be used illegally by a malicious third party who has acquired his / her fingerprint or retina, and is sufficiently secure. I can't say there is. On the other hand, an individual authentication technique is known in which individual authentication is performed by detecting characteristics in an active operation of an individual. For example, the individual authentication technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-287387 and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-238582 is based on data such as the position and writing pressure when signing an input surface using an electronic pen. Authentication is performed. In addition, the individual authentication technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-225406 performs individual authentication based on data such as speed and pressure when a key is input on a keyboard.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The individual authentication technology disclosed in each of the above publications does not use static information inherent in an individual, but detects individual features in active operation of the individual, and performs individual authentication. Since each individual can arbitrarily determine the active operation, it is said that the security is excellent and the authentication power is high. In addition, it can be expected that the security and authentication power can be further improved by increasing the number of characters and strokes at the time of signature or by increasing the number of characters at the time of key input. However, the time required for signature and key input is not constant and may be long.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an individual authentication apparatus that has high security and authentication power and can perform individual authentication within a certain period of time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
 The individual authentication device according to the present invention includes (1) an output unit that outputs an output signal having a predetermined output pattern over time, and (2) an output when the output unit outputs an output signal. Detecting a response pattern in which the individual actively responds to a predetermined output pattern of the signal, and outputting a response signal representing the detected response pattern; and (3) an individual of the response to the predetermined output pattern Determine the degree of coincidence between the storage unit that stores the specific response pattern as a registered pattern, and (4) the response pattern represented by the response signal output by the detection unit and the registered pattern that is stored in the storage unit. And an arithmetic unit for performing individual authentication based on the above.Furthermore, the output unit outputs an output signal having, as an output pattern, movement of a movable member that can move in a direction parallel to a predetermined plane.
[0007]
According to the individual authentication device of the present invention, an output signal having a predetermined output pattern is output from the output unit over time, and the predetermined output pattern is output when the output unit outputs an output signal. A response pattern in which an individual responds to is detected by the detection unit. Then, the degree of coincidence between the response pattern detected by the detecting unit and the registered pattern stored in the storage unit is obtained by the arithmetic unit, and individual authentication is performed based on the obtained degree of coincidence. In this way, the individual authentication device according to the present invention does not use static information inherent to an individual, but detects a feature (response pattern) in an individual's action (response to an output pattern), and this response Individual authentication is performed based on the degree of coincidence between a pattern and a registered pattern, and since each individual can arbitrarily determine the operation, the security is excellent and the authentication power is high. In addition, the individual authentication device according to the present invention simultaneously outputs the output pattern by the output unit and the detection of the response pattern by the detection unit, and the time required for this can be made constant. It can be performed.
[0009]
 In the individual authentication device according to the present invention, the output unit includes a movable member that can move in a direction parallel to a predetermined plane with respect to the fixed member, and a drive unit that moves the movable member according to a predetermined output pattern. YesAndIt is preferable that the detection unit detects a mechanical response of the individual to the movable member being moved by the driving unit and outputs a response signal.
[0010]
In the individual authentication device according to the present invention, the output unit outputs an output signal having any one of a plurality of output patterns. At this time, the user may select a predetermined output pattern from the plurality of output patterns, or the individual authentication device may randomly select the predetermined output pattern from the plurality of output patterns. By doing in this way, security and authentication power further increase.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0012]
(First embodiment)
First, a first embodiment of the individual authentication device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of an individual authentication device 1 according to the first embodiment. The individual authentication device 1 includes an output unit 11, a detection unit 12, a storage unit 13, a calculation unit 14, and a control unit 15.
[0013]
 The output unit 11 outputs an output signal having a predetermined output pattern over time under the control of the control unit 15. The output unit 11 of the present embodiment moves the movable member 112 according to a predetermined output pattern, a substantially flat fixed member 111, a substantially flat movable member 112 movable relative to the fixed member 111, and the predetermined output pattern. And a driving unit 113. The output unit 11 includes a movable member 112.Output signal with the movement of(For example,FixedThe displacement of the movable member 112 with respect to the member 111, the moving speed, the force, etc.) are output. In this figure, the fixed member 111 and the movable member 112 are shown in cross section.
[0014]
 The detection unit 12 detects a response pattern in which the individual responds to a predetermined output pattern included in the output signal when the output unit 11 outputs the output signal under the control of the control unit 15. A response signal representing the detected response pattern is output. The detection unit 12 detects the relative displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111, and based on an output signal from the position detection sensor 114, the individual dynamics with respect to the movement of the movable member 112 is detected. Response (for example,FixedThe displacement of the movable member 112 with respect to the member 111, the moving speed or the force) is detected, and a response signal is output.
[0015]
The storage unit 13 stores in advance an individual specific response pattern for a predetermined output pattern as a registered pattern. In addition, the storage unit 13 stores a predetermined output pattern included in the output signal output from the output unit 11 and stores a response pattern based on the response signal output from the detection unit 12. The storage unit 13 may be a single memory, but stores a response pattern using a rewritable nonvolatile memory (for example, an EEPROM or a flash memory) as a memory for storing an output pattern and a registration pattern. A volatile memory (such as a DRAM) may be used as the memory.
[0016]
The calculation unit 14 inputs the response pattern stored in the storage unit 13 and the registered pattern stored in the storage unit 13 based on the response signal output from the detection unit 12 under the control of the control unit 15. Then, the degree of coincidence between the response pattern and the registered pattern is obtained, and individual authentication is performed based on the obtained degree of coincidence. The control unit 15 controls the operations of the output unit 11, the detection unit 12, and the calculation unit 14, and instructs the start of each operation in response to a user instruction.
[0017]
Next, the configuration of the output unit 11 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a configuration diagram of the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment. The figure (a) is a top view, The figure (b) is sectional drawing in the AA line in the figure (a). The output unit 11 includes a substantially plate-like fixed member 111 whose side edge protrudes upward, a movable member 112 movable in a direction parallel to a predetermined plane with respect to the fixed member 111, and the side of the fixed member 111. Elastic members 115 A to 115 D that connect both of the edge portion and the movable member 112 are provided. Each of the elastic members 115 A to 115 D is an elastic resin, a spring, or the like, and is provided at four locations around the movable member 112. One end is joined to the movable member 112 and the other end is a side edge of the fixed member 111. It is joined to the part.
[0018]
Further, four coils 116 A to 116 D are fixed to the movable member 112. In the plan view of FIG. 6A, if the center is the origin, the right direction is the X-axis direction, and the upward direction is the Y-axis direction, the coil 116A is provided across the X axis in a region where the X coordinate value is positive. The coil 116B is provided across the X axis in a region where the X coordinate value is negative, the coil 116C is provided across the Y axis in a region where the Y coordinate value is positive, and the coil 116D is The Y coordinate value is provided in a negative region across the Y axis.
[0019]
FIG. 3 is a plan view illustrating a driving force generation mechanism in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment. Four magnets 117 A to 117 D are fixed to the fixing member 111. The magnet 117A is provided in a region where the X coordinate value is positive and the Y coordinate value is positive so that the magnetic flux penetrates both the coils 116A and 116D. The magnet 117B is provided in a region where the X coordinate value is negative and the Y coordinate value is positive so that the magnetic flux penetrates both the coils 116B and 116D. The magnet 117C is provided in a region where the X coordinate value is negative and the Y coordinate value is negative so that the magnetic flux penetrates both the coils 116B and 116C. Magnet 117D is provided in a region where the X coordinate value is positive and the Y coordinate value is negative so that the magnetic flux penetrates both coils 116A and 116C. Of these, the magnets 117A and 117C are arranged so that the side facing the movable member 112 is an S pole, and the magnets 117B and 117D are arranged so that the side facing the movable member 112 is an N pole. .
[0020]
In other words, the relative positional relationship between the coils 116A to 116D and the magnets 117A to 117D is as follows. The coil 116A is provided so that a current crosses in a direction parallel to the X axis with respect to the magnetic field generated by each of the magnets 117A and 117D. The coil 116B is provided so that the current crosses in the direction parallel to the X axis with respect to the magnetic field created by the magnets 117B and 117C. The coil 116C is provided so that the current crosses in the direction parallel to the Y axis with respect to the magnetic field created by the magnets 117C and 117D. In addition, the coil 116D is provided so that the current crosses in the direction parallel to the Y axis with respect to the magnetic field generated by each of the magnets 117A and 117B.
[0021]
Each of the coils 116 A to 116 D may use a copper wire, may use an aluminum wire for weight reduction, and further preferably uses a copper-plated aluminum wire. Each of the magnets 117A to 117D preferably has a large coercive force and residual magnetic flux density. For example, a neodymium magnet is suitable.
[0022]
The driving unit 113 can flow a current independently to each of the coils 116A to 116D. An interaction according to Fleming's left-hand rule occurs between the magnitude and direction of the current flowing through each of the coils 116A to 116D and the magnetic field generated by each of the magnets 117A to 117D. Due to this, a thrust is generated in each of the coils 116A to 116D, and the movable member 112 moves relative to the fixed member 111 according to these thrusts and the stresses of the elastic members 115A to 115D.
[0023]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a sliding mechanism between the fixed member 111 and the movable member 112 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment. Sliding members 118A and 118B are provided on the lower surface of the fixed member 111 to which the magnets 117A to 117D are fixed and the upper surface of the movable member 112 to which the coils 116A to 116D are fixed so that they can slide with respect to each other. It has been. For each of the sliding members 118A and 118B, a fluororesin (eg, polytetrafluoroethylene) having a small friction coefficient, a resin impregnated with a lubricating oil, a metal, or the like is preferably used. Lubricating oil is also preferably applied between the sliding members 118A and 118B, and a non-magnetic sphere may be interposed and slid by rolling of the sphere.
[0024]
4 shows not only the sliding mechanism but also the surface layer 119 on the upper surface of the movable member 112 and the pressure-sensitive portion 120 provided near the center of the surface layer 119. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the pressure-sensitive unit 120 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment. The surface layer 119 is finished to be flat so that a receiving organ such as a human finger or palm can be contacted or separated. The pressure sensing unit 120 detects that a human finger or the like has touched the surface layer 119. The pressure-sensitive part 120 has a structure in which a pressure-sensitive conductive rubber 120A using a material in which silicone rubber and conductive powder are mixed is sandwiched between conductive plastic layers 120B and 120C. A voltage is applied between the conductive plastic layer 120B and the conductive plastic layer 120C to detect a change in electrical resistance value due to contact pressure when a human finger or the like touches the pressure sensitive unit 120. Thus, the presence or absence of contact is detected. The contact detection signal output from the pressure sensing unit 120 is sent to the control unit 15, and thereafter, an authentication operation is started under the control of the control unit 15.
[0025]
In addition, there are the following methods for detecting that a human finger or the like has contacted the movable member 112. In other words, the charge storage unit that stores and holds a predetermined charge in the movable member 112 is provided, and the charge stored in the charge storage unit flows out to the person's finger when the person's finger comes into contact with the charge. It is also preferable to detect that a human finger or the like is in contact with the movable member 112 by detecting a change in the amount of charge accumulated in the unit. Also, two flexible electrodes are supported so that the distance between them is constant, and when a human finger or the like comes in contact, the distance between these two electrodes changes and exists between both electrodes. It is also preferable to detect that a human finger or the like has come into contact with the movable member 112 by detecting the change in the electrostatic capacitance. Further, a light receiving element is provided on the upper surface of the movable member 112, and a light receiving element is also provided on the upper surface of the side edge of the fixed member 111. Based on the change in the value of the output signal from each light receiving element, It is also preferable to detect that a human finger or the like has come into contact with the movable member 112 by detecting that the value of the output signal from the light receiving element on the upper surface has decreased.
[0026]
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the position detection sensor 114 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment. The position detection sensor 114 includes a light emitting element (for example, a light emitting diode) 114A and a light receiving element (for example, a photodiode) 114B fixed to the fixed member 111, and an optical pattern (for example, at equal intervals) drawn on the lower surface of the movable member 112. 114C). The light emitted from the light emitting element 114A is irradiated onto the optical pattern 114C, and the light reflected by the optical pattern 114C is received by the light receiving element 114B. The amount of light received by the light receiving element 114B corresponds to the reflectance at the position where the light emitted from the light emitting element 114A is incident on the optical pattern 114C.
[0027]
Therefore, the amount of displacement of the movable member 112 relative to the fixed member 111 can be detected based on the change in the electrical signal output from the light receiving element 114B according to the amount of received light. Further, by providing such a position detection sensor 114 in each of the X-axis direction and the Y-axis direction, the two-dimensional displacement amount of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 can be detected. An output signal from the position detection sensor 114 is sent to the detection unit 12, and the detection unit 12 detects a dynamic response of the individual to the movable member 112 and outputs a response signal.
[0028]
In addition, there are the following methods for detecting an individual's mechanical response to the movable member 112. That is, the speckle pattern is generated by irradiating the fine irregularities formed on the lower surface of the movable member 112 with a laser beam, and the speckle pattern is observed with a two-dimensional image sensor, thereby moving the movable member relative to the fixed member 111. It is also preferable to detect the two-dimensional displacement amount 112. It is also preferable to detect the amount of displacement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111 by providing a rotating body that contacts the movable member 112 and detecting the amount of rotation of the rotating body with an encoder. Further, by providing a light emitting element on one of the fixed member 111 and the movable member 112 and providing a two-dimensional position sensitive detector (PSD) on the other, the two-dimensional movement of the movable member 112 with respect to the fixed member 111. It is also preferable to detect a large amount of displacement.
[0029]
Next, the operation of the output unit 11 will be described. When a current flows through each of the coils 116A to 116D by being driven by the driving unit 113, a thrust is applied to each of the coils 116A to 116D according to Fleming's left hand rule, thereby moving the movable member 112.
[0030]
First, considering each of the coils 116A and 116B, a magnetic field is generated in the Z-axis direction, which is a direction perpendicular to the fixed member 111. When a current flows in this magnetic field in the X-axis direction, a thrust in the Y-axis direction is generated. Arise. When a current is passed through the coil 116A in the clockwise direction, a thrust in the + Y-axis direction acts on the coil 116A. When a current is passed through the coil 116B in the counterclockwise direction, a thrust in the + Y-axis direction is applied to the coil 116B. The direction in which the thrust acts can be changed by changing the direction in which the current flows, and the magnitude of the thrust can be changed by changing the current value.
[0031]
Similarly, when considering each of the coils 116C and 116D, a magnetic field is generated in the Z-axis direction, which is a direction perpendicular to the fixing member 111, and when current flows in this magnetic field in the Y-axis direction, thrust in the X-axis direction is generated. Occurs. When a current is passed through the coil 116C in the clockwise direction, a thrust in the + X-axis direction acts on the coil 116C. Further, when a current is passed through the coil 116D in the counterclockwise direction, a thrust in the + X-axis direction acts on the coil 116D. The direction in which the thrust acts can be changed by changing the direction in which the current flows, and the magnitude of the thrust can be changed by changing the current value.
[0032]
When it is only necessary to translate the movable member 112 relative to the fixed member 111, the coils 116A and 116B are connected to each other to give a thrust in the same direction to the coils 116A and 116B, respectively, and the coils 116C and 116D. Each of them may be connected to each other, and the coils 116C and 116D may be given thrust in the same direction.
[0033]
In addition, a thrust can be generated in a direction in which the movable member 112 is rotated with respect to the fixed member 111 about the Z axis. That is, when a current is passed through each of the coils 116A and 116B in the clockwise direction, a thrust in the + Y axis direction acts on the coil 116A, and a thrust in the −Y axis direction acts on the coil 116B. Thus, a rotational moment is generated that rotates the movable member 112 in the counterclockwise direction. When a current is passed through each of the coils 116A and 116B in the counterclockwise direction, a thrust in the -Y axis direction acts on the coil 116A, and a thrust in the + Y axis direction acts on the coil 116B. A rotational moment is generated that rotates the movable member 112 in the clockwise direction. Further, the center of rotation can be changed by changing the ratio of the values of the currents flowing through the coils 116A and 116B. The same applies to the coils 116C and 116D.
[0034]
The movement of the movable member 112 as described above is driven by the current supplied to each of the coils 116 A to 116 D by the drive unit 113 controlled by the control unit 15. In the control by the control unit 15, for example, PD control (proportional / differential control) performed according to the position deviation and the differential amount of the position deviation is used. FIG. 7 is a diagram illustrating an operation example of the movable member 112 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 5A, the movable member 112 is finely oscillated left and right while generally moving in the −Y axis direction. As shown in FIG. 5B, the movable member 112 is rotated by parallel movement in the clockwise direction. As shown in FIG. 5C, the movable member 112 is finely oscillated left and right with respect to the traveling direction while rotating in parallel in the clockwise direction. Further, as shown in FIG. 4D, the movable member 112 is oscillated by translation. Furthermore, the movable member 112 can also move to draw characters such as “8” and “W”. In addition, the movable member 112 can move not only at a constant speed but also with acceleration or deceleration.
[0035]
The movement of the movable member 112 corresponds to the current supplied to each of the coils 116A to 116D by the drive unit 113. When a human finger is lightly touching the movable member 112, the finger is moved to the movable member 112. The movement of the member 112 can be sensed. Further, when a human finger makes any response to the movement of the movable member 112, the movement of the movable member 112 corresponds to the current supplied to each of the coils 116A to 116D by the drive unit 113. May vary depending on the response of the person's finger. The position detection sensor 114 detects the relative position of the movable member 112 with respect to the fixed member 111, and the detection unit 12 detects a response to the movement of the movable member 112 based on the output signal from the position detection sensor 114. Output a response signal.
[0036]
The individual authentication device 1 according to the present embodiment uses such an operation of the output unit 11 (particularly the movement of the movable member 112) and a response thereto. Here, the movement of the movable member 112 (that is, the output pattern of the output signal output from the output unit 11) is not only when the position or speed changes with the passage of time but also with the passage of time. This includes the case where the position or velocity is constant. The response includes preventing movement of the movable member 112, further promoting movement of the movable member 112, adding movement in the other direction to the movement of the movable member 112, and so on. Regardless of whether it is conscious or not. Even if it is not conscious, it responds according to the hardness of the finger joint.
[0037]
Next, the operation of the individual authentication device 1 according to this embodiment will be described. 8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the individual authentication device 1 according to the first embodiment (particularly, the operation of the movable member 112 of the output unit 11). FIG. 8 shows the movement of the movable member 112 of the output unit 11 on the XY plane. FIG. 9 shows the displacement in the X-axis direction of the movable member 112 of the output unit 11 over time. Here, as indicated by broken lines in each of FIGS. 8 and 9, the movement of the movable member 112 according to the output pattern is one rotation at a constant speed in the parallel movement in the counterclockwise direction on the XY plane, It is assumed that the displacement in the X-axis direction over time is sinusoidal.
[0038]
When a human finger touches the pressure sensitive unit 120 in the movable member 112 of the output unit 11, the pressure sensitive unit 120 detects that fact and sends a contact detection signal to the control unit 15. When receiving the contact detection signal, the control unit 15 instructs the start of the operations of the output unit 11, the detection unit 12, and the calculation unit 14. Each of the output unit 11, the detection unit 12, and the calculation unit 14 operates as follows under the control of the control unit 15.
[0039]
In the output unit 11, the drive unit 113 reads a predetermined output pattern stored in the storage unit 13, and the drive unit 113 supplies current to each of the coils 116A to 116D in accordance with the output pattern. Is output as the movement of the movable member 112. Thereby, the movable member 112 tends to move relative to the fixed member 111 or applies a force to the finger in contact with the movable member 112.
[0040]
When the finger in contact with the movable member 112 responds to the movement of the movable member 112, the position detection sensor 114 detects the relative position of the movable member 112 with respect to the fixed member 111, and the detection unit 12 detects the position detection sensor. Based on the output signal from 114, a response pattern that responds to the movement of the movable member 112 is detected, and a response signal representing this response pattern is output. And the memory | storage part 13 inputs this response signal, and memorize | stores the said response pattern. As indicated by the solid line in each of FIGS. 8 and 9, this response pattern may be different from the output pattern, and differs depending on the response to the movement of the movable member 112.
[0041]
When the output unit 11 outputs the output pattern, the detection unit 12 detects the response pattern, and the storage unit 13 stores the response pattern as described above, the calculation unit 14 is stored in the storage unit 13. The response pattern and the registered pattern are read and the degree of coincidence between them is obtained. Here, as indicated by dotted lines in FIG. 8 and FIG. 9, the registered pattern is a response pattern peculiar to an individual with respect to a predetermined output pattern output by the output unit 11 and is stored in advance by the storage unit 13. Yes. Further, in order to obtain the degree of coincidence between the response pattern and the registered pattern, for example, the deviation between the response pattern and the registered pattern for each of the X coordinate value and the Y coordinate value at each time based on the output start time of the output pattern is calculated. It is preferable to obtain the degree of coincidence by obtaining the sum of the deviations. In this case, the smaller the sum is, the higher the matching degree is. Then, the computing unit 14 authenticates the responding individual based on whether the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined value (that is, whether the sum is equal to or less than the predetermined value).
[0042]
As described above, according to the individual authentication device 1 according to the present embodiment, an output signal having a predetermined output pattern is output as the movement of the movable member 112 of the output unit 11 over time, and the output unit 11 A response pattern in which the individual responds to the predetermined output pattern while the output signal is output is detected by the detection unit 12, and the detected response pattern is stored in the storage unit 13. Then, the degree of coincidence between the response pattern detected by the detection unit 12 and the registered pattern stored in the storage unit 13 is obtained by the calculation unit 14, and individual authentication is performed based on the obtained degree of coincidence.
[0043]
As described above, the individual authentication device 1 according to this embodiment does not use static information inherent in an individual, but detects a feature (response pattern) in an individual's action (response to an output pattern). Individual authentication is performed based on the degree of coincidence between the response pattern and the registered pattern, and since each individual can arbitrarily determine the operation, the security is excellent and the authentication power is high. In addition, the individual authentication device 1 according to the present embodiment simultaneously outputs the output pattern by the output unit 11 and the detection of the response pattern by the detection unit 12, and can make the time required for this constant. Individual authentication can be performed.
[0044]
In addition to the operation example described above, the storage unit 13 stores a plurality of sets of output patterns and response patterns, and the output unit 11 selects one of the plurality of output patterns. It is preferable to output an output signal. A user may select a predetermined output pattern from among a plurality of output patterns. In this case, the user responds according to the output pattern selected by the user. Further, the control unit 15 may randomly select a predetermined output pattern from among a plurality of output patterns. In this case, it is preferable that the user identifies the output pattern for a certain period after the output of the output signal is started, and then responds according to the identified output pattern. Alternatively, as the output unit 11 repeatedly outputs the output signal twice, the user identifies the output pattern when outputting the first output signal and outputs the second output signal. It is also preferable to respond in accordance with the identified output pattern. By doing in this way, security and authentication power further increase.
[0045]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the individual authentication device according to the present invention will be described. FIG. 10 is a configuration diagram of the individual authentication device 2 according to the second embodiment. The individual authentication device 2 includes an output unit 21, a detection unit 22, a storage unit 23, a calculation unit 24, and a control unit 25.
[0046]
The output unit 21 outputs an output signal having a predetermined output pattern over time under the control of the control unit 25. The output unit 21 of the present embodiment is opposed to the light emitting element 211 that outputs light (in addition to visible light, ultraviolet light, infrared light, or longer wavelength electromagnetic waves), and the light emitting element 211. The light receiving element 212 that receives the light that has been arranged and receives the light, the driving unit 213 that emits the light emitting element 211 according to a predetermined output pattern, and the relative positions of the light emitting element 211 and the light receiving element 212 are fixed and designated And a pedestal 214. A gap is provided between the light emitting element 211 and the light receiving element 212 so that a human finger can be inserted. And the output part 21 outputs the signal of the light output from a light emitting element as an output signal. In this figure, the output unit 21 is shown in cross section.
[0047]
The detection unit 22 detects a response pattern in which an individual responds to a predetermined output pattern of the output signal when the output unit 21 outputs an output signal under the control of the control unit 25, A response signal representing the detected response pattern is output. The detection unit 22 detects the individual response to the light output from the light emitting element 211 and outputs a response signal based on the output signal from the light receiving element 212 together with the light receiving element 212 that detects the amount of received light.
[0048]
The storage unit 23 stores in advance an individual specific response pattern for a predetermined output pattern as a registered pattern. The storage unit 23 stores a predetermined output pattern included in the output signal output from the output unit 21, and stores the response pattern based on the response signal output from the detection unit 22. The storage unit 23 may be a single memory, but stores a response pattern using a rewritable nonvolatile memory (for example, an EEPROM or a flash memory) as a memory for storing an output pattern and a registration pattern. A volatile memory (such as a DRAM) may be used as the memory.
[0049]
The calculation unit 24 inputs the response pattern stored in the storage unit 23 based on the response signal output from the detection unit 22 and the registration pattern stored in the storage unit 12 under the control of the control unit 25. Then, the degree of coincidence between the response pattern and the registered pattern is obtained, and individual authentication is performed based on the obtained degree of coincidence. The control unit 25 controls the operations of the output unit 21, the detection unit 22, and the calculation unit 24, and instructs the start of each operation in response to a user instruction.
[0050]
The light signal output from the light emitting element 211 is, for example, light intensity, polarization, wavelength, or the like. The light output pattern of the light emitting element 211 includes not only the case where the light intensity changes with the passage of time, but also the case where the light intensity, etc., is constant with the passage of time. The response includes, for example, inserting a finger between the light emitting element 211 and the light receiving element 212 to block light, rotating a polarizer between the light emitting element 211 and the light receiving element 212, and the like. Including not only acts but also omissions.
[0051]
Next, the operation of the individual authentication device 2 according to this embodiment will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the individual authentication device 2 according to the second embodiment. FIG. 11A shows an output pattern of the output signal (light intensity) output from the light emitting element 211 (pattern of change in the amount of light emission with time). As shown in this figure, the output pattern is the time t.₀, T₂, T_FiveAnd t₈The amount of light emission is 0 at each time t₁, T_ThreeAnd t₇Each light emission amount is extreme value I_maxAnd time t₀To time t₁The amount of light emission increases at a constant speed until time t₁To time t₂Until the time t₂To time t_ThreeThe amount of light emission increases at a constant speed until time t_ThreeTo time t_FiveUntil the time t_FiveTo time t₇The amount of light emission increases at a constant speed until time t₇To time t₈It is assumed that the light emission amount decreases at a constant speed. FIG. 11B shows the position of the finger in the vertical direction between the light emitting element 211 and the light receiving element 212. As shown in this figure, the time t₀To time t₂Until the finger does not block the light until time t₂To time t_FourUntil the finger descends at a constant speed until the light is blocked, the time t_FourTo time t₆Until the finger completely blocks the light₆To time t₇Finger up at a constant speed until time t₇Hereinafter, it is assumed that the finger does not block the light. FIG. 11C shows a response pattern (a pattern of change in the amount of received light over time) detected by the detection unit 22.
[0052]
When the user instructs the individual authentication device 2 to start the operation, the control unit 25 receives the instruction and instructs the start of the operations of the output unit 21, the detection unit 22, and the calculation unit 24. Each of the output unit 21, the detection unit 22, and the calculation unit 24 operates as follows under the control of the control unit 25.
[0053]
In the output unit 21, the drive unit 213 reads a predetermined output pattern stored in the storage unit 23, and the drive unit 213 supplies current to the light emitting element 211 according to the output pattern, thereby having this output pattern. The output signal is output as the light emission amount (FIG. 11A). Then, the user responds to the output pattern by an operation of inserting a finger between the light emitting element 211 and the light receiving element 212 (FIG. 11B).
[0054]
The light receiving element 212 receives light that has arrived from the light emitting element 211, and the detection unit 22 detects a response pattern that responds to the output pattern based on the output signal from the light receiving element 212, and uses this response pattern. A response signal is output. And the memory | storage part 23 inputs this response signal, and memorize | stores the said response pattern (FIG.11 (c). This response pattern may differ from an output pattern, and differs according to the response with respect to an output pattern.
[0055]
When the output of the output pattern by the output unit 21, the detection of the response pattern by the detection unit 22, and the storage of the response pattern by the storage unit 23 are completed as described above, the calculation unit 24 is stored in the storage unit 23. The response pattern and the registered pattern are read and the degree of coincidence between them is obtained. Here, the registered pattern is a response pattern specific to an individual with respect to a predetermined output pattern output from the output unit 21, and is stored in advance in the storage unit 23. Further, in order to obtain the degree of coincidence between the response pattern and the registered pattern, for example, the output start time t of the output pattern₀To output end time t₈It is preferable that the deviation between the response pattern and the registered pattern is obtained at each time until and the total sum of the deviations is used as the degree of coincidence. In this case, the smaller the sum is, the higher the matching degree is. Then, the computing unit 24 authenticates the responding individual based on whether the degree of coincidence is equal to or greater than a predetermined value (that is, whether the sum is equal to or less than the predetermined value).
[0056]
As described above, according to the individual authentication device 2 according to the present embodiment, an output signal having a predetermined output pattern is output as the intensity of light emitted by the light emitting element 211 of the output unit 21 over time, and this output A response pattern in which an individual responds to the predetermined output pattern when the unit 21 outputs an output signal is detected by the detection unit 22, and the detected response pattern is stored in the storage unit 23. Then, the degree of coincidence between the response pattern detected by the detection unit 22 and the registered pattern stored in the storage unit 23 is obtained by the arithmetic unit 24, and individual authentication is performed based on the obtained degree of coincidence.
[0057]
As described above, the individual authentication device 2 according to this embodiment does not use static information inherent in an individual, but detects a feature (response pattern) in an individual operation (response to an output pattern), Individual authentication is performed based on the degree of coincidence between the response pattern and the registered pattern, and since each individual can arbitrarily determine the operation, the security is excellent and the authentication power is high. In addition, the individual authentication device 2 according to the present embodiment can simultaneously output the output pattern by the output unit 21 and detect the response pattern by the detection unit 22, and can make the time required for this constant. Individual authentication can be performed.
[0058]
In addition, the individual authentication device 2 of the present embodiment that does not have a movable part is superior in durability and weight reduction compared to that of the first embodiment having a movable part.
[0059]
(Modification)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the first embodiment, the output pattern of the output signal is related to the position of the movable member 112, but may be related to the force that the movable member 112 applies to the human finger. In order to control the force applied to the human finger by the movable member 112, the current flowing in each of the coils 116A to 116D may be controlled. This force may have a constant magnitude in a certain direction, or both or one of the direction and magnitude may change over time.
[0060]
In the first embodiment, the response pattern included in the response signal is related to the position of the movable member 112, but may be related to the current flowing through each of the coils 116A to 116D. In this case, the response pattern is obtained by detecting the value of the current flowing through each of the coils 116A to 116D.
[0061]
In the first embodiment, the response pattern included in the response signal may relate to the force that a human finger applies to the movable member 112. In this case, in order to detect the force applied by the human finger to the movable member 112 and obtain the response pattern, the output unit 11 is configured as shown in FIG. FIG. 4A is a cross-sectional view when cut along a plane including the Z axis, and FIG. 4B is a cross-sectional view when the columnar member 121 is cut along a plane perpendicular to the Z axis. As shown in this figure, a movable member 112 having coils 116A to 116D fixed to the lower surface side is provided above the fixed member 111 having magnets 117A to 117D fixed to the upper surface side, and a columnar shape is formed on the upper surface side of the movable member 112. While fixing the plate-like member 122 across the member 121, strain gauges 123 A to 123 D are attached to the four sides of the columnar member 121. A force (force in a direction parallel to the XY plane) applied to the movable member 112 by a finger of a person touching the plate member 122 mechanically strains the column member 121, and is applied to the four sides of the column member 121. It is detected by the attached strain gauges 123A to 123D, and is output as an electrical signal by a bridge circuit connected to the strain gauges 123A to 123D. The value of this electrical signal is proportional to the magnitude of the force.
[0062]
 In the first embodiment, the output unit 11 isOutput signal having movement of fixed member as output patternHowever, other types of actuators may be used. For example, a jog dial type actuator, a joystick type actuator, a trackball type actuator, an arm type actuator, or the like may be used. A jog dial type actuator has a disk-shaped member that can freely rotate around one central axis, and changes in time such as the rotation angle position and rotation speed of the disk-shaped member as output patterns, response patterns, and registration patterns. Use. The joystick type actuator has a rod-shaped member that is fixed at one point and can be tilted freely, and uses temporal changes such as a tilt direction and a tilt angle of the rod-shaped member as an output pattern, a response pattern, and a registration pattern. A trackball type actuator has a spherical member that can freely rotate around one central point, and uses temporal changes such as the rotation direction and rotation angle of the spherical member as an output pattern, a response pattern, and a registration pattern. In addition, the arm-type actuator has a plurality of rod-shaped members connected to each other, and one end thereof is capable of three-dimensional parallel movement. A temporal change such as the three-dimensional position and moving speed of the one end is output pattern, response pattern and Used as a registration pattern.
[0063]
Further, in each of the first and second embodiments described above, components that output an output signal having a predetermined output pattern (such as the movable member 112 in the first embodiment, the light emitting element 211 in the second embodiment). ) And components (such as the position detection sensor 114 in the first embodiment, such as the light receiving element 212 in the second embodiment) that detect a response to the output pattern are integrated with each other, but are separate. May be. In the case of a separate body, for example, the output pattern may be received with one hand or finger and responded with the other hand or finger. However, integration as in the above-described embodiment is suitable for downsizing the individual authentication device. For example, the individual authentication device can be mounted on or connected to a mobile phone. By mounting the individual authentication device of the above-described embodiment on a mobile phone having an Internet connection function, bank transactions and article purchases can be performed more safely with a simple operation with only one hand.
[0064]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the individual authentication device of the present invention, an output signal having a predetermined output pattern is output from the output unit over time, and the output unit outputs an output signal. The detection unit detects a response pattern in which the individual responds to the predetermined output pattern. Then, the degree of coincidence between the response pattern detected by the detecting unit and the registered pattern stored in the storage unit is obtained by the arithmetic unit, and individual authentication is performed based on the obtained degree of coincidence. In this way, the individual authentication device according to the present invention does not use static information inherent to an individual, but detects a feature (response pattern) in an individual's action (response to an output pattern), and this response Individual authentication is performed based on the degree of coincidence between a pattern and a registered pattern, and since each individual can arbitrarily determine the operation, the security is excellent and the authentication power is high. In addition, the individual authentication device according to the present invention simultaneously outputs the output pattern by the output unit and the detection of the response pattern by the detection unit, and the time required for this can be made constant. It can be performed.
[0065]
 The output sectionOutput signal with movement of movable member as output patternOutputButSuitableRu.
[0066]
Further, when the output unit outputs an output signal having any one of a plurality of output patterns, security and authentication power are further enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an individual authentication device 1 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram of an output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 3 is a plan view illustrating a driving force generation mechanism in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a sliding mechanism between a fixed member 111 and a movable member 112 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a pressure-sensitive unit 120 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a position detection sensor 114 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation example of the movable member 112 in the output device 11 of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the individual authentication device 1 according to the first embodiment.
FIG. 10 is a configuration diagram of an individual authentication device 2 according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the individual authentication device 2 according to the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a mechanism for detecting force in the output device of the individual authentication device according to the modification.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Individual authentication apparatus, 11 ... Output part, 12 ... Detection part, 13 ... Memory | storage part, 14 ... Calculation part, 15 ... Control part, 111 ... Fixed member, 112 ... Movable member, 113 ... Drive part, 114 ... Position detection sensor, 115A to 115D ... elastic member, 116A to 116D ... coil, 117A to 117D ... magnet, 118A, 118B ... sliding member, 119 ... surface layer, 120 ... pressure-sensitive part, 21 ... output part, 22 ... detection Reference numeral 23, a storage unit 24, a calculation unit 25, a control unit 211, a light emitting element 212, a light receiving element 213, a driving unit 214, a frame.

Claims

An output unit that outputs an output signal having a predetermined output pattern over time;
When the output unit outputs the output signal, a response pattern in which an individual actively responds to the predetermined output pattern of the output signal is detected, and a response representing the detected response pattern A detector for outputting a signal;
A storage unit for storing a response pattern specific to an individual with respect to the predetermined output pattern as a registered pattern;
A calculation unit that obtains the degree of coincidence between the response pattern represented by the response signal output by the detection unit and the registered pattern stored in the storage unit, and performs individual authentication based on the obtained degree of coincidence,
With
The output unit outputs the output signal having, as the predetermined output pattern, movement of a movable member that is movable in a direction parallel to a predetermined plane.
An individual authentication device characterized by that.

The output unit, possess the movable member movable in a direction parallel to the predetermined plane, and a drive portion for moving the movable member in response to said predetermined output pattern with respect to the fixed member,
The detection unit detects an individual mechanical response to the movable member being moved by the driving unit and outputs the response signal.
The individual authentication apparatus according to claim 1.

The individual authentication apparatus according to claim 1, wherein the output unit outputs an output signal having any one of a plurality of output patterns.