JP2006148478A - 携帯型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 セキュリティレベルと認証率とが向上する携帯型電子機器を提供する。
【解決手段】 携帯型電子機器の一態様である携帯電話機の制御部が実行する処理は、可視光線用光源に対する発光指令と撮像部に対する撮像指令を出力するステップ（Ｓ７１０）と、赤外線光源に対する発光指令と撮像部に対する撮像指令を出力するステップ（Ｓ７１２）と、撮像結果を比較するステップ（Ｓ７１４）と、パタンが一致した場合に（Ｓ７１６にてＹＥＳ）、キーによる入力を活性化するステップと、パタンが一致しない場合に（比較結果のエラーの回数が所定回数を上回ると（Ｓ７１８にてＹＥＳ）、電源ＯＦＦの指令を出力するステップ（Ｓ７２６）とを含む。
【選択図】 図７

Description

本発明は携帯型電子機器に関する。本発明は、より特定的には、認証機能を有する携帯型電子機器に関する。

近年の情報処理技術や半導体技術の発達により、さまざまな携帯型電子機器が使われるようになってきている。携帯型電子機器の一つとして、携帯電話機がある。

携帯電話機は携帯型電子機器の中でも、特に小型軽量化が進み、移動先で電話機を使用できるという利便性がある為、広く普及している。この普及率の増加につれて、携帯電話機は利便性向上の為に、通話以外に様々な機能を実装してきている。一つの機能は、情報端末としての機能である。機種によっては、通話に必要な電話番号以外に、氏名、住所、メールアドレス、スケジュールなどの情報を、携帯電話機に保持することもできる。

このような情報は携帯電話機の保有者、もしくは、正当に許可された他の使用者以外に、漏洩すると、偽装による詐欺などの重大な社会的問題につながる可能性がある。この為、携帯電話機の使用、携帯電話機に記録された情報への閲覧、複製等の操作を、指定された使用者のみに制限することは非常に重要なこととなっている。

更に、近年、注目されている機能が携帯電話機に決済機能を持たせる、いわゆる電子マネーとよばれる機能である。これには、携帯電話機にクレジットカードとしての機能を持たせるものや、銀行口座と直接やりとりするデビットカードとしての機能を持たせるものなど、様々な形式が提案されている。いずれの方式にせよ、携帯電話機を他者に使用されることは、この電子マネーとしての機能を他者に使用されることになり、クレジットカードや銀行のキャッシュカード、財布といった金銭に関連した盗難と同等のことになり、非常に重大な問題となる。

こうした携帯電話機に記憶された個人情報の保護や、金銭に関する機能が他人に不正使用されることを防止する目的の為、これまで、最も一般に用いられてきた方法は、携帯電話機のキーを使用して、文字列を入力させ、この文字列が予め登録した文字列と一致するかどうかにより、使用可否を決定する、いわゆるパスワードを認証として用いる方法である。ところが、この方法では、入力中に他人に見られる、あるいは、携帯電話機に登録した文字列を、メモ書きとして記載した紙面を読み取られる等により、他人に漏洩する可能性が高く、容易に使用されてしまう問題がある。また、別の問題として、使用者が登録した文字列を忘れてしまった場合に使用できなくなる問題もある。

上記のような、携帯電話機のパスワード入力による使用可否の問題点を解決する方法として、たとえば、特開平５−９５３２９号公報（特許文献１）は、この様な不正使用を防止するために特定の人だけ通話状態にできる携帯電話機装置を開示する。この携帯電話機装置は、特定の使用者の人体的な第１の特徴情報を記憶する記憶部と、当該使用者の第２の特徴情報を使用者の人体から読み取り入力する入力部と、この第１及び第２の特徴情報のそれぞれを比較する比較部とを備える。この携帯電話機装置は、さらに、当該比較部の比較により、第１および第２の特徴情報が一致した時、少なくとも送受信部を動作状態にする回路を備える。

上記の携帯電話機装置によると、特定の使用者の人体的な第１の特徴情報は、予め記憶部に記憶されている。使用者の第２の特徴情報が使用者の人体から読み取られて携帯電話機装置に入力されたとき、比較部での比較により両者が一致すると、送受信部は、動作状態にされる。これにより、携帯電話機装置の第３者による不正使用を防止できる。

また、特開２００２−３７４３４６号公報（特許文献２）は、小型化しても、指紋読み取り部で指紋の検出を行なっている最中に数字キー部を触ってしまうなどの誤作動が発生し難い携帯電話機を開示する。この携帯電話機は、通話者の音声を入力するマイク部と、通話相手の音声を出力するスピーカ部と、マイク部およびスピーカ部の動作を実行させる操作部と、操作部の操作内容を表示する表示部と、操作部の少なくとも一部をカバーするフリップの内面に配置され、通話者の指紋を読み取る指紋読み取り部と、指紋読み取り部で読み取った指紋を認証して、通話者が正当所持者の場合にのみ操作部の操作を有効とする指紋認証部とを備える。

上記の携帯電話機によると、携帯電話機の使用者の指紋が、携帯電話機に設けられた指紋読み取り装置によって読み取られる。携帯電話機は、次に読み取られた指紋と、携帯電話機に予め登録された指紋との照合判断を実施し、一致すると判断した場合には、携帯電話機の各機能を使用可能とし、一致しない場合は、使用を不可とする。この方法によれば、入力中に認証手段である指紋を、他人に読み取られるといったことは非常に発生しにくくなる。また、指紋認証による方法は、パスワード入力による認証の場合で起こる使用者が失念する問題の発生が防止される。
特開平５−９５３２９号公報 特開２００２−３７４３４６号公報

しかしながら、指紋認証を用いて、携帯電話機の機密漏洩を回避する技術には、次のような問題点がある。

第１に、携帯電話機は、日常生活の様々な状況下で使用されているため、その時の、指先の汚れなどによって、指紋が部分的にあるいは、全体的に正確に読み取れない場合、認証率が著しく低下することが起こりうる。

第２に、例えば理髪店などのように、薬剤等に触れる機会が多く、指紋が磨耗してしまう職業に従事している人の場合には、恒常的に認証率が低下するという問題もある。

第３に、本人が意識しないでも、当該本人の指紋は、皮脂などのパタンが付着しやすいガラス食器その他の物などに残る場合がある。そのため、このような物から指紋パタンを採取して、指紋パタンを偽造し、これにより不正な認証処理を実行して、他人が携帯電話機を使用することが可能である。

このような偽の指紋パタンによる偽装認証は、そもそも指紋を認証パタンとして使用していることが、他人からも明らかになることによるので、認証方法を他人から気付かれないような認証装置を提供することは、機密の保持向上の為に、重要な課題となっている。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、本人の認証率の低下が防止される携帯型電子機器を提供することである。本発明の他の目的は、構成部品の増加を最小限にしつつ認証機能を有する携帯型電子機器を提供することである。

本発明の他の目的は、認証処理のためのデータを共有できる携帯型電子機器を提供することである。本発明のさらに他の目的は、偽の指紋パタンによる認証処理により不正な使用を防止することができる携帯型電子機器を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、携帯型電子機器は、予め準備された、第１の血管のパタンを表わす第１のパタンデータを格納する記憶手段と、被写体に可視光線を照射する第１の照射手段と、被写体に赤外線を照射する第２の照射手段と、可視光線の波長を有する光線および赤外線の波長を有する光線を受光して信号を出力する受光手段と、予め定められた照射範囲に含まれる人体に対して照射された可視光線の反射波に基づいて、人体を表わす第１の画像データを生成する第１の生成手段と、人体に対して照射された赤外線の反射波に基づいて、人体の画像を表わす第２の画像データを生成する第２の生成手段と、第１の画像データと第２の画像データとに基づいて、人体の血管のパタンを表わす第２のパタンデータを抽出する抽出手段と、第１のパタンデータと第２のパタンデータとを比較する比較手段と、比較手段による比較の結果に基づいて、携帯型電子機器の動作を制御する制御手段とを備える。

好ましくは、携帯型電子機器は、バッテリと、バッテリからの電力の供給状態を検出する検出手段とをさらに備える。比較手段は、電力の供給の開始の検出に応答して、第１のパタンデータと第２のパタンデータとを比較する。

好ましくは、制御手段は、第１のパタンデータと第２のパタンデータとが一致する場合に、携帯型電子機器を作動可能にする指令を出力する。

好ましくは、携帯型電子機器は、外部からの指令の入力を受け付ける入力手段をさらに備える。制御手段は、第１のパタンと第２のパタンとが一致しない場合に、第１の照射手段による照射と受光手段による受光を可能にするように携帯型電子機器を制御する第１の動作制御手段と、第１のパタンと第２のパタンとが一致する場合に、入力手段に対する入力に基づく動作を可能にするように携帯型電子機器を制御する第２の動作制御手段とを含む。

好ましくは、携帯型電子機器は、画像を表示する表示手段をさらに備える。第１の照射手段は、携帯型電子機器の筐体の内部に配置されている。表示手段は、筐体の、第１の照射手段による可視光線が透過する面に配置されている。

好ましくは、表示手段は、液晶ディスプレイである。第１の照射手段は、液晶ディスプレイのバックライトである。

好ましくは、第２の照射手段は、携帯型電子機器の筐体の内部に配置されている。筐体の、第２の照射手段により照射される赤外線が透過する部分は、透明である。

好ましくは、携帯型電子機器は、予め定められた画像処理を実行するために予め定められた基準値を格納する基準値記憶手段をさらに備える。第２の生成手段は、基準値に基づいて、第２の画像データを生成する。

好ましくは、基準値記憶手段は、複数の予め定められた基準値を格納する。第２の生成手段は、複数の予め定められた基準値の各々に基づいて画像処理を実行することにより、第２の画像データを生成する。

好ましくは、記憶手段は、着脱可能である。

好ましくは、第２の照射手段は、赤外線を照射する第１の赤外線照射手段と、赤外線と同一の波長の赤外線を照射する第２の赤外線照射手段とを含む。

好ましくは、携帯型電子機器は、時間を計測する計時手段と、予め定められた時間内に可視光線と赤外線とをそれぞれ照射するように、第１の照射手段と第２の照射手段とを制御する照射制御手段とをさらに備える。

好ましくは、照射制御手段は、第１の照射手段が可視光線を照射した後、予め定められた時間内に、赤外線を照射する指令を第２の照射手段に出力する。第２の照射手段は、指令に基づいて赤外線を照射する。

好ましくは、照射制御手段は、第２の照射手段が赤外線を照射した後、予め定められた時間内に、可視光線を照射する指令を第１の照射手段に出力する。第１の照射手段は、指令に基づいて可視光線を照射する。

好ましくは、携帯型電子機器は、時間を計測する計時手段をさらに備える。第１の生成手段は、予め定められた時間内に、可視光線の反射波に基づく複数の画像データを生成する第１の複数データ生成手段と、複数の画像データの平均値を第１の画像データとして算出する第１の平均値算出手段とを含む。第２の生成手段は、予め定められた時間内に、赤外線の反射波に基づく複数の画像データを生成する第２の複数データ生成手段と、第２の複数データ生成手段により生成された複数の画像データの平均値を、第１の画像データとして算出する第２の平均値算出手段とを含む。

本発明に係る携帯型電子機器によると、複数のパタンデータに基づいて認証処理が実行されるため、本人の認証率の低下を防止することができる。

本発明に係る携帯型電子機器によると、構成部品の増加を最小限にしつつ認証機能を実現することができる。

本発明に係る携帯型電子機器によると、認証処理のためのデータが共有されるため、複数の携帯型電子機器における認証処理のためのデータの管理が容易になる。

本発明に係る携帯型電子機器によると、偽の指紋パタンによる認証処理により不正な使用を防止することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施に係る携帯型電子機器の一態様である携帯電話機１００について説明する。図１は、携帯電話機１００の外観を表わす図である。

携帯電話機１００は、アンテナ１０２と、主表示部１１０と、キー入力部１３０と、スピーカ１７０と、マイク１８０と、赤外線／可視光線用光源１５０と、撮像部１６０と、サブ表示部１２０とを含む。キー入力部１３０は、血管撮像モード設定部１３２と、第１の輝度調整キー１３４と、第２の輝度調整キー１３６と、位置選択キー１３８と、数字ボタン１４０とを含む。

主表示部１１０およびサブ表示部１２０は、たとえば液晶ディスプレイにより実現される。キー入力部１３０は、たとえば押下形式、タッチパネル形式あるいはペン入力の態様により実現されるデータの入力インターフェイスである。血管撮像モード設定部１３２は、血管パタンの撮影動作を開始するための指令の入力を受け付ける。第１の輝度調整キー１３４は、主表示部１１０における輝度を調整するための入力を受け付ける。第２の輝度調整キー１３６は、サブ表示部１２０における輝度を調整するための指示の入力を受け付ける。赤外線／可視光線用光源１５０は、予め定められた波長を有する赤外線と可視光線とをそれぞれ照射する。撮像部１６０は、入射される電磁波の強度に応じて画像データを生成して出力する。

図２を参照して、携帯電話機１００の構成についてさらに説明する。図２は、携帯電話機１００の機能的構成を表わすブロック図である。

携帯電話機１００は、図１に示される構成に加えてさらに、無線通信部１０４と、記憶部１９０と、一時記憶部１９２と、バッテリ１９６と、撮像部１６０と、音声入出力部１７２と、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１９４と、制御部２００とを含む。撮像部１６０は、受光センサ１５２とレンズ（図示しない）とを含む。

アンテナ１０２により受信された電波は、無線通信部１０４を介して制御部２００に入力される。制御部２００により出力される信号は、無線通信部１０４を介してアンテナ１０２により発信される。当該電波は、電話のための音声信号や、電子メール、画像データ等の信号も含む。

携帯電話機１００の出力信号は、制御部２００により出力され、音声入出力部１７２に入力される。音声入出力部１７２は、予め定められた信号処理を実行し処理後の信号をスピーカ１７０に出力する。マイク１８０に対して発せられた音声は、マイク１８０により所定の信号に変換され音声入出力部１７２に入力される。音声入出力部１７２は、変換後の信号を制御部２００に対して出力する。

受光センサ１５２は、たとえばＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えるイメージセンサである。当該イメージセンサは、可視光線（波長約４００ｎｍ）から近赤外線（波長約１２００ｎｍ）までの電磁波を検出できる。受光センサ１５２が可視光線あるいは赤外線を受光すると、受光強度に応じた信号を出力する。当該信号は、予め定められた変換処理により画像データに変換される。当該変換処理は、たとえばアナログ信号をデジタル信号（画像データ）に変換する処理である。制御部２００は、その画像データを、後述する記憶部１９０あるいは一時記憶部１９２の所定の領域に格納する。

受光センサ１５２は、たとえばシリコンによって形成される。受光センサ１５２は、モノクロタイプのイメージセンサである。なお、受光センサ１５２は、複数のイメージセンサから構成されていてもよい。この場合、同一被写体からの反射光を複数の位置において受信された信号から画像データが生成されるため、被写体を多面的に表現するための画像データを取得することができる。

キー入力部１３０は、外部から指示の入力を受け付けてその指示に応じた信号を制御部２００に対して出力する。制御部２００は、その信号の入力に応じて予め定められた処理を実行する。

制御部２００は、主表示部１１０に画像を表示させるための画像データをＶＲＡＭ１９４の所定の領域に格納する。主表示部１１０は、ＶＲＡＭ１９４に書込まれたデータに基づいて画像を表示する。制御部２００は、同様にサブ表示部１２０に画像表示させるためのデータをＶＲＡＭ１９４の所定の領域に格納する。サブ表示部１２０は、その領域に格納されたデータに基づいて画像を表示する。表示される画像には、撮影された画像、電子メールその他の文書、あるいは撮影された血管パタンなどが含まれる。

第１の輝度調整キー１３４は、押下に応じてあるいは予め定められた操作に応じて所定の信号を制御部２００に対して出力する。制御部２００は、その信号に応じて主表示部１１０における輝度を調整する。第２の輝度調整キー１３６が外部から指示の入力を受け付けると、その入力に応じた信号が制御部２００に対して出力される。制御部２００は、その信号に応じてサブ表示部１２０における輝度を調整するための信号を出力する。

赤外線／可視光線用光源１５０は、制御部２００により出力される指令に応じて予め定められたタイミングにおいて予め定められた波長の赤外線あるいは可視光線を所定の範囲に対して照射する。当該指令は、たとえば、予め定められた照射ボタンの押下、照射モードを有効にするための設定データと撮像動作の指令の出力に応答して、出力される。受光センサ１５２は、被写体からの反射光の入力を受け付けて、その反射光に応じた信号を制御部２００に出力する。

記憶部１９０は、たとえばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）により実現される。記憶部１９０は、予め準備されたプログラムあるいはデータを格納する。一時記憶部１９２は、たとえばＲＡＭにより実現される。一時記憶部１９２は、制御部２００による演算により生成されたデータを一時的に格納する。一時記憶部１９２は、また撮像部１６０から出力される画像データを一時的に格納する。記憶部１９０におけるデータ構造については後述する。

図３を参照して、制御部２００の構成について説明する。図３は、制御部２００の機能的構成を表わすブロック図である。制御部２００は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）により実現される。すなわち記憶部１９０に格納されているプログラムが実行されると、後述するように各機能が実現される。

制御部２００は、入力検知部２１０と、第１の画像生成部２２０と、第２の画像生成部２３０と、抽出部２４０と、比較部２５０と、動作制御部２６０と、検出部２７０とを含む。

入力検知部２１０は、携帯電話機１００に対する指示の入力を検知し、その入力に応じた信号を出力する。第１の画像生成部２２０は、予め定められた照射範囲に含まれる人体の一部に対して照射された可視光線の反射波に基づいて当該人体の一部についての第１の画像データを生成する。第１の画像データは、たとえば予め定められたフィルタリング処理やエッジ強調処理などを経て生成される。その他の画像処理が第１の画像データの生成のために実行されてもよい。

第２の画像生成部２３０は、その人体の一部に対して照射された赤外線の反射波に基づいて人体の一部についての第２の画像データを生成する。第２の画像データも、たとえば、上記フィルタリング処理やエッジ強調処理などを経て生成される。その他の画像処理が第２の画像データの生成のために実行されてもよい。

抽出部２４０は、上記第１の画像データと上記第２の画像データとに基づいて、予め定められたデータ処理を実行することにより、各画像データに含まれるパタンのデータを抽出する。当該パタンは、たとえば、撮影された人体の一部（たとえば指、瞳など）における第２の血管のパタンを含む。

比較部２５０は、後述するように、記憶部１９０に予め格納されている血管のパタンを表わすパタンデータと、抽出部２４０により抽出された血管のパタンデータとを比較し、比較の結果を出力する。当該比較は、たとえば各血管のパタンデータの端部を一致させた後に行なわれる。たとえば、一時記憶部１９２において定められる座標において、座標値が最小値である部位を特定し、当該部位を基準として各パタンデータの位置を揃え、その後に、各データが比較される。なお、各血管のパタンデータの比較の態様は、これに限られない。

動作制御部２６０は、比較部２５０による比較の結果に基づいて携帯電話機１００の動作を制御する。この動作は、たとえば携帯電話機１００の電源がオフの状態からオンの状態に切換わる場合における動作、携帯電話機１００により電子メールの送受信処理を実行するための動作などを含む。

検出部２７０は、携帯電話機１００の作動状態を検出する。この検出は、制御部２００に入力される信号あるいは一時的に生成された指令などに基づいて行なわれる。検出部２７０は、たとえばバッテリ１９６からの電力の供給状態を検出する。

図４を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１００のデータ構造について説明する。図４は、携帯電話機１００が備える記憶部１９０におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。

記憶部１９０において、予め準備された携帯電話機の動作を制御するための制御プログラムは、領域４１０に格納されている。後述する認証処理を実行するための認証プログラムは、領域４２０に格納されている。撮像部１６０による撮像により生成される画像データは、たとえば第１の撮像画像データとして領域４３０に格納される。予め定められた第１の基準値ＴＨ（１）は、領域４４０に格納されている。予め登録された第１の血管パタンは、領域４５０に格納されている。

なお、記憶部１９０におけるデータの格納の態様は、図４に示されるものに限られない。また、第１の撮像画像データは、一時的に保存される場合には、一時記憶部１９２の所定の領域に格納されてもよい。この場合、第１の撮像画像データは、所定の処理（たとえば認証処理、あるいは携帯電話機１００の各動作）が完了した後、記憶部１９０から削除されてもよい。これにより、過去に取得された撮像データに基づく認証処理ができなくなるため、携帯電話機１００のセキュリティを向上させることができる。

ここで、図５を参照して、ヘモグロビンの特性について説明する。図５は、ヘモグロビンの吸収率の波長依存性を表わす図である。

ヘモグロビンは酸素との結合状態により、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの状態をとる。酸化ヘモグロビンは、動脈中に多く含まれる。還元ヘモグロビンは、静脈中に多く含まれる。そこで、たとえば酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸収率の差が大きくなるような波長（たとえば７５０ｎｍ）の光を被写体（たとえば人体の指先）に照射し、予め定められた第１の基準値ＴＨ（１）よりも吸収率が大きいものが暗く写るように撮影された画像を画像処理することにより、還元ヘモグロビンを多く含む静脈のパタンを黒く表示させ、それ以外を明るく写すことができる。

ここで、明暗の判定基準値である第１の基準値ＴＨ（１）に対応して明暗の区別をした画像処理をすることは、例えば、次のようにして実施できる。まず、携帯電話機１００は、赤外光線を被写体、たとえば携帯電話機１００の使用者の指先に投射して撮像する。ここで、光センサーで撮像された画像が、白黒の明暗のみで、各画素２５６段階の階調で表されており、０階調の時が最も暗い状態、２５５階調の時が最も明るい状態を表わすとする。

例えば縦横６４０×４８０＝３０７，２００個の画素で構成される、撮影された画像の、白黒階調の統計分布が取得される。階調の値ごとに、その値をとる画素の個数を調べる。図５に示されるＴＨＡおよびＴＨＢに対応して、２つの階調の値を持つ画素が多いことが分かる。例えば、図５におけるＴＨＡに対応して階調の値が８０の画素と、ＴＨＢに対応した階調の値が１２０の画素が、全体の画素数の内で、多く存在するような分布をもつことが分かる。図５は、ヘモグロビンの吸収率を表しているので、より暗いほうである階調の値８０がＴＨＡに対応し、階調の値１２０がＴＨＢに対応する。この場合、階調の値８０と１２０の間である階調の値１００を、図５に示されるＴＨ（１）に対応する明暗の判定基準の値として決定できる。

そこで、決定した明暗の判定基準値１００より大きい値を持つ画素の階調の値を大きくするような画像処理、つまり明暗の判定基準値より明るい画素を、より明るくするような画像処理を、赤外線を投射して撮像した画像に実施する。例えば、画像処理前の画像で画素の明暗の階調が１００より大きい画素の階調を、全て一番明るい２５５に変更する画像処理を実施する。静脈のパタンは、ＴＨＡに対応した階調の値８０付近の値を持つので、画像処理を実施しても変更されず、暗く写ることになる。一方、酸化ヘモグロビンを多く含む動脈は、画像処理前はＴＨＢに対応した階調の値１２０として撮像されており、この場合のように、明暗の判定基準値１００より大きい階調の値を２５５にするような画像処理を実施した場合は、真っ白に写ることになり、パタンとして表示されない。ただし、人体表面の汚れや表皮の皺により、光源に対し影になった部分が暗く写ることは、可視光の場合と同様である。

図６を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１００により生成される血管パタンについて説明する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、指先の一部６００に電磁波を照射することにより撮像された画像を表わす図である。指先の一部６００は、たとえば色素／汚れ６１０と皺６２０とを含む。

図６（Ａ）に示されるように、可視光線が人体の指に照射されると、照射光は、人体の表面でほぼすべて反射される。ここで可視光線は、たとえば波長が約４００ｎｍから７００ｎｍである。この場合、人体の表面の汚れや表皮の皺により赤外線／可視光線光源１５０に対して影になった部分が暗く写り、それ以外は反射されるためそれ以外の部分は明るく表示される。

図６（Ｂ）は、上記の部分と同一箇所に赤外線を照射し、撮影により生成された画像データを予め定められた画像処理により処理することにより得られる画像を表わす。すなわち、指先は、赤外線／可視光線光源１５０により照射され受光センサ１５２により受光された反射光に基づいて撮像される。画像データは、図５に示される特性に基づいて予め定められた第１の基準値ＴＨ（１）を用いてフィルタリング処理される。これにより、血管６３０の画像データが抽出される（図６（Ｂ））。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）にそれぞれ示されるように、人体表面の汚れや表皮の皺により光源に対して影になった部分はいずれの場合も暗く写る。そこで、同一の部位に対して撮影により得られたそれぞれの画像に対して差分処理を実行することにより、これらの影になった部分を取り除くことができる。すなわち図６（Ｃ）に示されるように、赤外線の照射により撮影された撮像画像から、可視光線の照射により撮影された画像に含まれる人体表面に起因する暗い部分を画像処理によって取り除くことで、人体表面の汚れや皺などの影響を受けない血管画像を抽出することができる。

図７を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１００の制御構造について説明する。図７は、携帯電話機１００が備える制御部２００が実行する処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、たとえば記憶部１９０に格納されている制御プログラム（図４における領域４１０）が実行されることにより実現される。

ステップＳ７０２にて、携帯電話機１００の制御部２００は、キー入力部１３０に対する操作の入力に基づいて電源のＯＮを検知する。ステップＳ７０４にて、制御部２００は、予め定められた起動時初期動作の実行命令を出力する。この命令の出力により、携帯電話機１００は、記憶部１９０に予め格納されているデータに基づいて主表示部１１０に所定の画面を表示する。ステップＳ７０６にて、制御部２００は、外部からの入力を待機する待機状態に移行する。

ステップＳ７０８にて、制御部２００は、外部からの入力に応答して撮像ボタンが押下されたか否かを判断する。制御部２００が、撮像ボタンは押下されたと判断すると（ステップＳ７０８にてＹＥＳ）、処理はステップＳ７１０に移される。そうでない場合には（ステップＳ７０８にてＮＯ）、処理はステップＳ７０６に戻される。

ステップＳ７１０にて、制御部２００は、赤外線／可視光線用光源１５０に対して可視光線の発光指令と撮像部１６０に対する撮像指令とを出力する。赤外線／可視光線用光源１５０は、これらの指令の出力に応答して、可視光線を照射する。撮像部１６０は、当該可視光線の照射に応答して、被写体（たとえば人体の指先）を撮影する。すなわち、可視光線が被写体に照射され、当該被写体からの反射光が受光センサ１５２によって受光されると、撮像部１６０は、受光信号に応じた画像データを生成し、出力する。

ステップＳ７１２にて、制御部２００は、赤外線／可視光線用光源１５０に対して赤外線の発光指令と撮像部１６０に対する撮像指令とを出力する。赤外線／可視光線用光源１５０は、これらの指令の出力に応答して、赤外線を照射する。撮像部１６０は、赤外線の照射に応答して、被写体を撮影する。すなわち、赤外線が被写体に照射され、当該被写体からの反射光が受光センサ１５２によって受光されると、撮像部１６０は、受光信号に応じた画像データを生成し、出力する。

ステップＳ７１４にて、制御部２００は、ステップＳ７１０にて取得された第１の撮像画像とステップＳ７１２にて取得された第２の撮像画像とを比較する。ステップＳ７１６にて、制御部２００は、第１および第２の撮像画像のパタンが一致するか否かを判断する。制御部２００が、これらのパタンは一致すると判断すると（ステップＳ７１６にてＹＥＳ）、処理はステップＳ７２０に移される。そうでない場合には（ステップＳ７１６にてＮＯ）、処理はステップＳ７１８に移される。

ステップＳ７１８にて、制御部２００は、比較結果のエラーの値が予め定められた回数以上であるか否かを判断する。エラーの値が予め定められた回数よりも大きい場合には（ステップＳ７１８にてＹＥＳ）、処理はステップＳ７２６に移される。そうでない場合には（ステップＳ７１８にてＮＯ）、処理はステップＳ７０６に戻され、再び待機状態に移行する。

ステップＳ７２０にて、制御部２００は、キー入力部１３０その他のキーによる入力を活性化する。これにより外部からの入力が受け付けられる。ステップＳ７２２にて、制御部２００は、キーを介した入力を検知する。ステップＳ７２４にて、制御部２００は、当該入力に応じた動作を実行するための指令を出力する。これにより携帯電話機１００は、キーによる入力に応じた動作を行なうことができる。ステップＳ７２６にて、制御部２００は、電源ＯＦＦの入力に応じて、携帯電話機１００の電源を遮断する指令を出力する。

以上のようにして、本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機１００は、撮像指令に基づいて、被写体を撮影し、血管パタンを表わすデータを取得する。携帯電話機１００は、電源遮断の状態から所望の動作を実行するまでに、血管パタンの認証処理を実行し、動作可否を判定する。このような認証処理により、指先の汚れや、指紋の磨耗による本人認証率の低下が防止される。その結果、本人の認証率を向上させることができる。また、偽の指紋パタンを使用した、いわゆる「なりすまし」等も防止されるため、携帯電話機１００の情報機密性を改善することができる。

なお、本実施の形態においては、可視光線の反射光で撮像される画像と、赤外線の反射光で撮像される画像は短い間隔（たとえば、０．１秒）の間にそれぞれ１回撮像されているが、可視光線と赤外線を交互に照射しながら、各々を複数回撮像して取得される画像データを積算してもよい。例えば０．０１秒間隔で可視光線を照射して撮像する処理と、赤外光線を照射して撮像する処理とを、合計１０回実施してもよい。この場合、（０．０１秒×１０回＝）０．１秒間の撮像により取得された各光源毎の画像データが積算される。このようにすると、それぞれの画像データとして、０．１秒という撮像時間中における平均値を使用することができる。その結果、たとえば、指先が僅かに動く場合などでも安定した画像データが取得されるため、認証率の低下を防止することができる。

また、当該認証処理中、すなわち、可視光線および赤外線が照射されている間、携帯電話機１００は、認証処理中であることを通知する機能を有していてもよい。たとえば、インジケータ（図示しない）が点灯されてもよいし、主表示部１１０あるいはサブ表示部１２０における認証処理が実行中である旨が表示されてもよい。これにより、使用者は、携帯電話機１００が認証処理の実行中であることを認識できるため、認証対象（たとえば指先）を認証処理が完了するまで移動させないようにする。その結果、撮影が正確に実行されるため、認証精度を向上させることができる。

＜第２の実施の形態＞
図８〜図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る携帯電話機は、前述の認証処理の結果に基づいて操作のロックをかける機能をさらに有する点で、前述の第１の実施の形態と異なる。なお、本実施の形態に係る携帯電話機は、図１に示される携帯電話機と同一のハードウェア構成を有する。それらの機能も同じである。したがって、ここではそれらについての説明は繰り返さない。

図８を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機の制御部８００について説明する。図８は、制御部８００の機能的構成を表わすブロック図である。

制御部８００は、図３に示される構成に加えて、操作ロック制御部８１０を含む。操作ロック制御部８１０は、たとえば記憶部１９０に格納されている操作ロック部を制御するためのモジュールを実行することにより実現される。

図９を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機のデータ構造について説明する。図９は、携帯電話機１００の記憶部１９０におけるデータの格納の一態様を表わす図である。

記憶部１９０において、予め準備された認証プログラムは、領域４２０に格納される。赤外線／可視光線用光源１５０による照射に応じて撮影される第２の撮像画像データは、領域４３２に格納される。予め定められた第２の基準値ＴＨ（２）は、領域４４２に格納される。携帯電話機１００の動作を制御するために予め設定されたデータは、領域４６０から領域４９０に格納される。たとえば、メール受信の有効あるいは無効を設定するためのデータは、領域４６０に格納されている。携帯電話機１００をタイマにより起動させるための設定が有効であるか否かを表わすデータは、領域４７０に格納されている。撮像ボタンの押下が有効であるか否かを表わすデータは、領域４８０に格納されている。その他の外部の操作が有効であるか否かを表わすデータは、領域４９０に格納されている。なお、携帯電話機１００を制御するために予め設定されるデータは、図９に示されるものに限られない。

図１０を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１００の制御構造について説明する。図１０は、携帯電話機１００の制御部８００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。なお、前述の実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付し、それらについての説明はここでは繰り返さない。

ステップＳ１０１０にて、制御部８００は、携帯電話機１００を予め定められた操作ロック状態に設定する。

ステップＳ７１８にて、制御部８００は、比較結果のエラーの値が予め定められた回数以上であるか否かを判断する。エラーの値が予め定められた回数よりも大きい場合には（ステップＳ７１８にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２０に移される。そうでない場合には（ステップＳ７１８にてＮＯ）、処理はステップＳ７０６に戻され、再び待機状態に移行する。

ステップＳ１０２０にて、制御部８００は、電源ＯＦＦの指令を出力する。この指令が出力されると、携帯電話機１００のバッテリ１９６から他の構成要素への電力の供給が停止される。これにより、携帯電話機１００は作動しなくなる。

ステップＳ１０３０にて、制御部８００は、ロック解除の操作があるか否かを判断する。制御部８００は、その操作はあると判断すると（ステップＳ１０３０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１０４０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１０３０にてＮＯ）、処理はステップＳ１０１０に戻され、携帯電話機１００は操作ロック状態を継続する。

ステップＳ１０４０にて、制御部８００は、ロック解除指令を出力する。これにより、キー入力部１３０を介して入力される携帯電話機１００の動作のための入力は、有効になりメールの受発信あるいは通話処理が可能になる。

以上のようにして、本発明の第２の実施の形態に係る携帯電話機１００によると、撮像された血管の認証処理の結果に基づいて、電源のＯＦＦを指令する。たとえば、認証処理の結果がエラーであり、当該エラーの回数が予め定められた回数を上回ると、電源のＯＦＦが指令される。その結果、携帯電話機１００は作動しなくなるため、不正な利用を防止することができる。たとえば、操作ロック時における盗み見み等を防止することができる。

また、前述の第１の実施の形態と組み合わせることにより、使用者が実際に使用しているとき以外に、常時、他者の不正な使用を防ぐこともできるため、機密性をさらに高めることができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、図１１〜図１３を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る携帯電話機は、被写体を照射するための光源と、サブ表示部の光源すなわち画像を表示するための光源とが共用されている点で、前述の各実施の形態と異なる。

図１１を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１１００の構成について説明する。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、それぞれ、携帯電話機１１００の外観を表わす図である。なお、図１１（Ａ）に示される外観は、前述の第１の実施の形態に係る携帯電話機１００の外観と同じであるので、ここでは、それらについての説明は、繰り返さない。

図１１（Ｂ）に示されるように、携帯電話機１１００は、その筐体の背面に、サブ表示部１１１０と、サブ表示部１１１０の内側に配置される可視光線用光源１１１２と、赤外線光源１１２０とを含む。サブ表示部１１１０の表示領域は、可視光線用光源１１１２により照射される光が透過されるように、たとえば透明の樹脂材料により構成される。なお、当該表示領域の材料は、上記のものに限られず、可視光線用光源１１１２からの照射光が透過可能であればよい。

図１２を参照して、携帯電話機１１００の構成についてさらに説明する。図１２は、携帯電話機１１００の機能的構成を表わす図である。

携帯電話機１１００は、図１１に示される構成に加えて、表示ドライバ１１１４と液晶ユニット１１１６とを含む。可視光線用光源１１１２は、制御部２００により出力される発光指令に基づいて、撮像部１６０による撮影のためのライトを被写体に照射する。可視光線用光源１１１２は、さらにサブ表示部１１１０における画像の表示時に、制御部２００による発光指令に基づいて液晶ユニット１１１６を照射する。すなわち可視光線用光源１１１２は、液晶ユニット１１１６のバックライトとして機能する。この場合、液晶ユニット１１１６は、表示ドライバ１１１４からのデータに基づいて画像を表示する。

図１３を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１１００の制御構造について説明する。図１３は、携帯電話機１１００が備える制御部２００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。この処理は、携帯電話機１１００が外部からの指令の入力を受け付け可能な場合、たとえば待機状態のときに実行される。

ステップＳ１３１０にて、携帯電話機１１００の制御部２００は、キー入力部１３０を介した入力を検知する。ステップＳ１３２０にて、制御部２００は、当該入力に基づいて、撮像モードのキーが押下されたか否かを判断する。制御部２００が、撮像モードのキーは押下されたと判断すると（ステップＳ１３２０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１３３０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１３２０にてＮＯ）、処理はステップＳ１３４０に移される。

ステップＳ１３３０にて、制御部２００は、可視光線用光源１１１２に対して、発光指令を出力する。可視光線用光源１１１２は、その指令に応答して、予め定められた強度により発光する。これにより、可視光線用光源１１１２は、撮像部１６０の撮影時における照明として機能する。

ステップＳ１３４０にて、制御部２００は、サブ表示部１２０への画像の表示処理を実行するか否かを判断する。この判断は、たとえば制御部２００に対して入力される信号に基づいて行なわれる。制御部２００が、サブ表示部１２０に画像を表示する処理を実行すると判断すると（ステップＳ１３４０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１３５０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１３４０にてＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１３５０にて、制御部２００は、サブ表示部１２０を照射する指令を、可視光線用光源１１１２（バックライト）に出力する。可視光線用光源１１１２は、その指令に応答してサブ表示部１２０に対して発光する。その結果、サブ表示部１１１０の液晶ユニット１１１６は、形成されている画像（たとえば写真、文字等）を表示する。

以上のようにして、本発明の第３の実施の形態に係る携帯電話機１１００によると、血管パタンを撮影するための専用の可視光線用光源を必要としない。すなわち、携帯電話機１１００は、従来の携帯電話機が備えるライト、すなわち可視光線用光源１１１２を、血管パタンの撮影のための光源としても使用できる。その結果、携帯電話機１１００の構成部品を削減することができ、携帯電話機１００をより小型化することができる。また、携帯電話機１００のコストの増加を抑制することができる。

＜第４の実施の形態＞
図１４および図１５を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る携帯電話機１４００は、赤外線光源１５００を携帯電話機１４００の筐体の内部に備える点で、前述の各実施の形態と異なる。

図１４を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１４００の構成について説明する。図１４は、携帯電話機１４００の外観を表わす図である。

携帯電話機１４００は、図１１に示される構成に加えて、サブ表示部１１１０の内側に配置された赤外線光源１５００をさらに含む。赤外線光源１５００は、サブ表示部１１１０の表示領域の内側に配置されている。

図１５を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１４００の構成についてさらに説明する。図１５は、携帯電話機１４００の機能的構成を表わすブロック図である。

携帯電話機１４００は、液晶ユニット１１１６を透過して赤外線を発信することができるように配置された赤外線光源１５００を含む。赤外線光源１５００は、制御部２００により出力される指令に基づいて所定の赤外線を発信する。赤外線光源１５００による出力は、可視光線用光源１１１２による動作に同期して行なわれる。これにより、赤外線光源１５００と可視光線用光源１１１２とが別個に設けられていても、同一の被写体をそれぞれ同時期に照射することができる。その結果、正確な撮像データが取得されるため、認証処理の精度の低下が防止される。

以上のようにして、本発明の第４の実施の形態に係る携帯電話機１４００によると、赤外線光源１５００がその筐体の内部に配置されていても、赤外線光源１５００は、予め定められた照射範囲に対して赤外線を照射することができる。他方、第３者は、赤外線光源１５００が携帯電話機１４００に含まれていることを容易に認識することができない。これにより、不正なアクセスの防止に関し、認証処理のセキュリティレベルを向上させることができる。

＜第５の実施の形態＞
以下、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る携帯電話機は、予め定められた２つの基準値に基づいて認証処理を実行することによりユーザ認証を行なう機能を有する点で、前述の各実施の形態と異なる。２つの基準値は、たとえば血管の撮像データを、静脈パタンと動脈パタンとに分けるために使用できる。そして、静脈パタンと動脈パタンとのそれぞれについて認証処理を行なうことにより、携帯電話機のセキュリティを向上することができる。

なお、本実施の形態に係る携帯電話機は、前述の各実施の形態に係る携帯電話機のいずれかのハードウェア構成と同一の構成により実現される。それらの機能も同じである。したがって、ハードウェア構成についての説明は、ここでは繰り返さない。

ここで、図１６を参照して、基準値を１つ使用する場合における認証処理の手順について説明する。図１６は、制御部２００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。なお、前述の各実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらについての説明は繰り返さない。

ステップＳ１６１０にて、制御部２００は、一時記憶部１９２の所定の領域に撮像した第１の画像データを格納する。ステップＳ１６２０にて、制御部２００は、予め定められた第１の基準値ＴＨ（１）を用いて、予め定められた画像処理を実行する。

ステップＳ１６３０にて、制御部２００は、当該画像処理により得られた第２の画像データを一時記憶部１９２の所定の領域に格納する。この領域は、ステップＳ１６１０において使用される領域とは異なる領域である。

ステップＳ１６４０にて、制御部２００は、第２の画像データと第１の画像データとに基づいて、血管のパタンを表わすデータを取得する。この取得は、たとえば図６（Ｃ）に示されるように、同一の部位に対して撮影された画像データの差分を算出することにより行なわれる。

ステップＳ１６５０にて、制御部２００は、予め登録されている血管のパタンを表わすデータとステップＳ１６４０にて取得されたパタンを表わすデータとが一致するか否かを判断する。制御部２００が、これらのデータは一致すると判断すると（ステップＳ１６５０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６６０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１６５０にてＮＯ）、処理はステップＳ１６７０に移される。

ステップＳ１６６０にて、制御部２００は、一致時において予め定められた処理を実行する。この処理は、たとえば、それまでアクティブに設定されていたロック状態を解除して、外部からの入力を受け付け可能な状態、いわゆる待機状態に移行するための処理である。

ステップＳ１６７０にて、制御部２００は、不一致時における予め定められた処理を実行するための指令を出力する。この指令は、たとえば、認証処理が失敗したことを通知するためのメッセージの出力指令、発振動作の指令、認証処理の失敗時に報知される音声として予め準備されている警報音の出力指令などを含む。

次に、図１７を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機の制御部１７００について説明する。図１７は、制御部１７００の機能的構成を表わすブロック図である。

制御部１７００は、図３に示される構成に加えて、撮像により取得された血管のパタンデータの差分を算出するための差分演算部１７１０をさらに含む。データ差分演算部１７１０は、差分演算を実行するためのプログラムが実行されることにより実現される。当該プログラムは、たとえば記憶部１９０に予め格納されている。差分演算部１７１０は、たとえば赤外線光源により照射された画像データから、可視光線用光源により照射された画像データに共通に含まれるデータを、予め定められた画像処理を実行することにより、静脈パタンを取得する。

図１８を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機のデータ構造について説明する。図１８は、記憶部１９０におけるデータの格納の一態様を表わす図である。

記憶部１９０において、予め定められた第２の基準値ＴＨ（２）は、領域４４２に格納されている。この基準値は、赤外線の照射により撮影された画像を明暗に基づいて処理するための基準値である。

予め登録された第２の血管パタンを表わすデータは、領域４５２に格納されている。第２の血管パタンは、たとえば動脈パタンである。このデータは、たとえば外部からの入力処理により、記憶部１９０に格納される。データの入力処理は、周知であるため、入力処理についての説明は、ここでは繰り返さない。

ここで、第１の撮像画像データおよび第２の撮像画像データは、領域４３０，４３２にそれぞれ格納されているが、一時記憶部１９２のみに格納されてもよい。また、記憶部１９０から、後述する処理が実行された後に消去されてもよい。これにより、撮像データが継続して保持されることはなくなるため、認証処理におけるセキュリティを向上させることができる。

図１９を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機の制御構造について説明する。図１９は、携帯電話機の制御部１７００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。なお、前述の各実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付し、それらについての説明はここでは繰り返さない。

ステップＳ１９１０にて、制御部１７００は、第２の画像データと第１の画像データとに基づいて静脈パタンを表わすデータを作成する。作成されたデータは、たとえば一時記憶部１９２の所定の領域に一時的に格納される。

ステップＳ１９２０にて、制御部１７００は、予め登録されている静脈パタンを表わすデータとステップＳ１９１０において生成された静脈パタンを表わすデータとが一致するか否かを判断する。この判断は、各データを比較することにより実現される。制御部１７００が、これらのデータは一致すると判断すると（ステップＳ１９２０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１９３０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１９２０にてＮＯ）、処理はステップＳ１６７０に移される。

ステップＳ１９３０にて、制御部１７００は、予め定められた第２の基準値ＴＨ（２）を用いて予め定められた画像処理を実行し、第３の画像データを生成する。この画像データは、明暗の基準値に基づいてフィルタリング処理を実行することにより得られる。

ステップＳ１９４０にて、制御部１７００は、第３の画像データと第１の画像データと第２の画像データとに基づいて、動脈パタンを表わすデータを作成する。ステップＳ１９５０にて、予め登録されている動脈パタンを表わすデータ（図１８における領域４５２に格納されているデータ）と、ステップＳ１９４０において作成された動脈パタンを表わすデータとが一致するか否かを判断する。制御部１７００が、これらのデータは一致すると判断すると（ステップＳ１９５０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６６０に移される。そうでない場合には（ステップＳ１９５０にてＮＯ）、処理はステップＳ１６７０に移される。

図２０を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機により生成される血管パタンの画像について説明する。図２０（Ａ）〜図２０（Ｅ）は、それぞれ血管パタンの画像のイメージを表わす図である。当該イメージは、たとえば、血管パタンを表わすデータがコンピュータシステムに入力され、予め定められた画像処理が実行された後に、当該コンピュータシステムのディスプレイにも表示され得る。

なお、図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）に示される画像は、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示される画像と同じであるので、それらについての説明はここでは繰り返さない。

図２０（Ｄ）を参照して、予め定められた第２の基準値ＴＨ（２）を使用して画像処理が実行されると、静脈６３０に加えて、動脈６４０が抽出される。

図２０（Ｅ）を参照して、図２０（Ｄ）に示される画像と図２０（Ｂ）および（Ｃ）に示される画像との差分が算出されると、動脈６４０のみが抽出される。すなわち、血管パタンを表わすデータについて、差分処理を実行することにより、図２０（Ｂ）〜図２０（Ｄ）のいずれにも表われるデータが消去されることにより、図２０（Ｄ）に示されるデータのみが残り、差分データとして抽出される。当該差分処理は、制御部１７００の差分演算部１７１０により実行される。

以上のようにして、本発明の第５の実施の形態に係る携帯電話機によると、一度の認証手続きにおいて、２つの照合処理、すなわち、動脈の照合と静脈の照合とが実施される。このため、第３者が何らかの不正な手段で認証機能を解除しようとする場合、２つの認証機能を解除する必要がある。このように、認証機能を解除するための不正な操作を行なう回数が増えるため、当該回数が少ない場合よりも、携帯電話機の情報機密性を高めることができる。

また、動脈と静脈の２つの血管のパタン照合は内部的な処理であり、外から見たときには、その処理内容が分からない。すなわち、具体的な認証処理は、他者に認識されにくい。そのため、当該認証処理の対象が動脈と静脈とに分けられていることが認識されなければ、仮に、第３者が、何らかの不正な手段で血管パタンを取得し、携帯電話機の改造等により、当該血管パタンを携帯電話機に認証させるようなことができた場合であっても、それぞれのパタンを用意することができない。したがって、当該第３者は、携帯電話機の正当な使用者として認識されない。このようにして、他者に認証処理の内容を分かりにくくすることにより、携帯型電子機器における情報の機密性を高めることができる。

なお、上述の実施の形態においては、説明の簡略化のため、赤外光による撮像画像の明暗判断の基準値が２つ使用される場合が説明されている。しかし、複数の基準値が使用されてもよい。この場合は設定された値に応じて、動脈であるか静脈であるか、血管の太さ、あるいは、体表面からの距離などに応じて、血管パタンが分類され、認証に使用される複数のパタンが使用可能になる。その結果、携帯電話機における情報の機密性をさらに高めることができる。

＜第６の実施の形態＞
図２１および図２２を参照して、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る携帯電話機２０００は、着脱可能なデータ記憶媒体の装着が可能である点で、前述の各実施の形態と異なる。

図２１を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２０００の構成について説明する。図２１は、携帯電話機２０００の機能的構成を表わすブロック図である。なお、前述の各実施の形態における携帯電話機と同一の構成には同一の番号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての説明はここでは繰り返さない。

携帯電話機２０００は、図２に示される構成に加えて、着脱可能なデータ記憶部の装着を受け付ける駆動部２０１０を含む。駆動部２０１０には、着脱可能なデータ記憶部２０２０が装着される。データ記憶部２０２０は、たとえばメモリカードその他の不揮発性の記録媒体により実現される。

図２２を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２００に装着されるデータ記憶部２０２０におけるデータ構造について説明する。図２２は、データ記憶部２０２０におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。

携帯電話機２００のユーザの血管のパタンを表わすデータは、領域２２００に格納されている。携帯電話機２０００の通話機能により使用される電話番号リストは、領域２２１０に格納されている。同様に電子メールアドレスは、領域２２２０に格納されている。あるいは携帯電話機２０００がテキストの編集機能を有する場合には、テキストファイルは、領域２２３０に格納されている。また画像データたとえば写真あるいは動画像などは、画像ファイルとして領域２２４０に格納されている。なお、データ記憶部２０２０におけるデータの格納の態様および種類は、図２２に示されるものに限られない。たとえば、音声ファイルが格納されていてもよい。

上記の構成において、着脱可能なデータ記憶部２０２０の容量は、たとえば血管パタンを画像データとして格納した場合であっても数百キロバイトから数メガバイト程度である。また血管パタンの特徴点のみを格納した場合は、数キロバイトから数十キロバイトである。この程度であれば、不揮発性メモリが血管パタンのデータを十分記憶できるため、データ記憶部２０２０の記憶容量を大きくする必要はない。したがって、データ記憶部２０２０は、持ち運びが容易になる。

以上のようにして、本発明の第６の実施の形態に係る携帯電話機２０００によると、データ記憶部２０２０を使用することにより、同様の認証機能を有する携帯電話機の間でデータ記憶部２０２０を差し替えることができる。ユーザは、同一の登録データを使用する携帯機器を自由に変更することができる。したがって、複数の携帯電話機を使用する場合や通信規格の異なる携帯電話機を使用する場合には、それぞれの携帯電話機に対して事前に必要なデータの登録をすることなく、データ記憶部２０２０の差し替えのみで使用可能とすることができる。このようにすると、たとえば登録情報の管理は、データ記憶部２０２０に対してのみ行なえばよくなる。その結果、携帯型電子機器における情報のセキュリティが向上するとともに、利便性も向上する。

なお、本実施の形態においては、登録情報を取得する手段として、着脱可能なデータ記憶媒体が使用されているが、他の態様によって、登録情報を外部から取得可能にしてもよい。たとえば、登録情報は、データの入力を受け付け可能なデータ入力インターフェイスを介して入力されてもよい。この場合には、携帯電話機が、データ記憶媒体に代えて、たとえば暗号化処理された登録情報を受信可能とすることにより、データ記憶媒体を持ち運ぶ必要がなくなる。

＜第７の実施の形態＞
以下、図２３〜図２８を参照して、本発明の第７の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る携帯電話機２３００は、血管の立体構造を抽出する機能を有する点で、前述の各実施の形態と異なる。立体構造は、各光源により照射された光に基づいて取得された撮影画像の位置関係の相違に基づいて抽出される。

図２３を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２３００について説明する。図２３は、携帯電話機２３００の外観を表わす図である。なお、前述の各実施の形態における携帯電話機と同一の構成には同一の番号を付してある。それらの機能も同じである。したがって、それについての説明はここでは繰り返さない。

携帯電話機２３００は、図１に示される構成に加えて、さらに赤外線光源２３１０を含む。赤外線光源２３１０は、携帯電話機２３００のサブ表示部１２０が配置されている面、たとえば筐体の背面に設けられている。換言すれば、赤外線光源２３１０は、赤外線／可視光線用光源１５０と同一の面に設けられている。なお、各光源１５０，２３１０が配置される面は、他の面であってもよい。

図２４を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２３００の構成についてさらに説明する。図２４は、携帯電話機２３００の機能的構成を表わすブロック図である。

赤外線光源２３１０は、制御部２５００に接続されている。赤外線光線２３１０は、制御部２５００が出力する指令に基づいて、予め定められた波長を有する赤外線を照射する。当該波長は、赤外線／可視光線用光源１５０が照射する赤外線と同一の波長（たとえば７５０ｎｍ）である。赤外線光源２３１０に対する制御構造については後述する。

図２５を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２３００の制御部２５００について説明する。図２５は、制御部２５００の機能的構成を表わすブロック図である。

制御部２５００は、図３に示される構成に加えて、撮像部１６０により撮影された画像明暗を算出するための明暗差算出部２５１０と、撮影された画像に基づいて被写体の立体構造を生成するための立体構造生成部２５２０とを含む。明暗差算出部２５１０と立体構造生成部２５２０とは、それぞれ、明暗差を算出するために予め作成されたプログラムおよび立体構造を生成するために予め作成されたプログラムが実行されることにより、実現される。

図２６を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２３００におけるデータ構造について説明する。図２６は、記憶部１９０におけるデータの格納の一態様を表わす図である。

記憶部１９０において、立体構造が反映された静脈パタンを表わすデータは、領域２６１０に格納されている。このデータには、平面的に表わされる静脈パタンのデータ（たとえば図４における領域４５０に格納されているデータ）と異なり、３次元情報も含まれている。当該データを導出するための処理については後述する。

ここで図２７を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２３００による立体構造の生成について説明する。図２７は、携帯電話機２３００と、人体の一部である指先２７００におけるある血管の一部との関係を表わす図である。

赤外線／可視光線用光源１５０から照射された光は、人体内２７１０を進み血管２７３０に到達する。当該光は、血管２７３０においてヘモグロビンにより大部分が吸収される。しかし、一部の光は、血管２７３０の表面で散乱される。当該散乱光のうち携帯電話機２３００の撮像範囲に反射される光は、反射光２７５０として撮像部１６０において撮像される。ここで、撮像画像の明暗の度合は、反射光と吸収光との割合に応じて定まる。

ここで血管２７３０の反射面２７２０に対する法線ベクトルを２７４０として、赤外線／可視光線用光源１５０と法線ベクトル２７４０とのなす角度がθ１とすると、反射光２７５０は、法線ベクトル２７４０と赤外線／可視光線用光源１５０と反射面２７２０とを結ぶベクトルとの内積ＣＯＳ（θ１）に比例する。すなわち、赤外線／可視光線用光源１５０により赤外線を照射したときに受光センサ１５２によって撮像される反射面２７２０の明暗は、当該赤外線が血管２７３０により吸収される割合と、赤外線光源／可視光線用光源１５０と反射面２７２０とを結ぶベクトルと法線ベクトル２７４０とにより作られる角度θ１に依存する。

赤外線光源２３１０により赤外線が照射された場合についても同様である。すなわち、血管２７３０の反射面２７２０に対する法線ベクトル２７４０と、赤外線光源２３１０から反射面２７２０を結ぶ照射方向とのなす角度を角度θ２とすると、反射光２７６０は、法線ベクトル２７４０と赤外線光源２３１０と反射面２７２０とを結ぶベクトルとの内積ＣＯＳ（θ２）に比例する。すなわち、赤外線光源２３１０により赤外線を照射したときに撮像部１６０によって撮像される反射面２７２０の明暗は、当該赤外線が血管２７３０により吸収される割合と、赤外線光源２３１０と反射面２７２０とを結ぶベクトルと、法線ベクトル２７４０とにより作られる角度θ２に依存する。

ここで、赤外線／可視光線用光源１５０および赤外線光源２３１０として同一の波長７５０ｎｍであるＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用することにより、たとえば図５に示されるように、赤外線は、血管において吸収される割合は、当該波長に依存するので、赤外線がいずれの光源から照射された場合も同じである。つまり反射光２７５０、２７６０は、赤外線光源１５０，２３１０がそれぞれ、反射面２７２０における角度θ１，θ２のみに依存することになり、この依存性に基づく明暗の差が、受光センサ１５２により撮影される。

このようにして、本実施の形態に係る携帯電話機２３００は、赤外線／可視光線用光源１５０により照射して撮像された画像と赤外線光源２３１０により照射して撮像された画像とに基づいて各画像の明暗差を算出し、角度依存性に基づいて血管パタンの立体構造を算出することができる。

図２８を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機２３００の制御構造について説明する。図２８は、携帯電話機２３００の制御部２５００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。なお、前述の実施の形態における処理と同一の処理には同一のステップ番号を付し、それらについての説明はここでは繰り返さない。

ステップＳ２８１０にて、制御部２５００は、第１の赤外線光源（すなわち赤外線／可視光線用光源１５０）に対する発光指令と撮像部１６０に対する撮像指令とを出力する。ステップ２８２０にて、制御部２５００は、撮像により生成された第２の画像データを一時記憶部１９２に格納する。

ステップ２８３０にて、制御部２５００は、第２の赤外線光源（すなわち赤外線光源２３１０）に対する発光指令と撮像部１６０に対する撮像指令とを出力する。ステップＳ２８４０にて、制御部２５００は、一時記憶部１９２の所定の領域に、撮像により生成された第３の画像データを格納する。

ステップＳ２８５０にて、制御部２５００は、第３の画像データと第１の画像データとに基づいて第２の静脈パタンを表わすパタンデータを作成する。ステップＳ２８６０にて、制御部２５００は、ステップＳ１９１０にて作成された第１の静脈パタンを表わすデータと第２の静脈パタンを表わすデータとの明暗差を算出する。

ステップＳ２８７０にて、制御部２５００は、予め定められた処理を実行することにより、当該明暗差に基づいて静脈パタンの立体構造を生成する。ステップＳ２８８０にて、制御部２５００は、立体構造が反映された予め登録されている静脈パタンを表わすデータと、ステップＳ２８７０にて生成された静脈パタンを表わすデータとが、一致するか否かを判断する。制御部２５００が、これらのデータは一致すると判断すると（ステップＳ２８８０にてＹＥＳ）、処理はステップＳ１６６０に移される。そうでない場合には（ステップＳ２８８０にてＮＯ）、処理はステップＳ１６７０に移される。

以上のようにして、本実施の形態に係る携帯電話機２３００によると、血管パタンの立体構造が生成され、認証処理に使用される。これにより、平面上の血管パタンによる認証処理によっては正当な使用者であると誤認識するような血管パタンにおいても、正確に認証処理を実行することができる。これにより、認証精度を向上させることができる。なお、上記の説明においては、赤外線の光源が２つである場合について説明されたが、当該光源は２つ以上であってもよい。

なお、第１〜第７の各実施の形態においては、本発明を携帯電話機に適用して説明したが、本発明は、携帯電話機に限られない。例えば、デジタルカメラ、電子手帳、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）その他のデータ処理機能、データ入出力機能、あるいは通信機能を備える携帯型電子機器に適用できる。こうした携帯型電子機器は、各実施の形態において説明されるように、使用者の指先の汚れなどに依存することなく認証処理を実行することができるため、本人の認証率が改善され、あるいは、認証装置そのものを他者に認識されにくくすることで、携帯型電子機器における情報の機密性が高められる。

なお、以上の説明において、血管パタンの抽出のための撮像は、たとえば図１６または図１９に示されるように、初めに可視光線を照射した状態での撮像、続いて赤外線を照射した状態での撮像、という順序で実現される。しかしながら、処理内容からも明らかな通り、この撮影順序が入れ替えられてもよい。

以上、詳述したように、本発明に係る携帯型電子機器によれば、日常生活の様々な状況下で使用されている携帯型電子機器は、使用者の状態、特に指先の汚れなどに影響を受けにくくなる。また、携帯型電子機器が他人に持ち出されても、偽の認証パタンによって不正に使用される可能性が少なくなる。これにより、正当に許可された使用者のみが携帯型電子機器の機能あるいは携帯型電子機器に保持されている様々な情報を使用できる携帯型電子機器を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、携帯電話機、携帯情報端末その他の携帯型電子機器に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の外観を表わす図である。 本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の制御部の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。 ヘモグロビンの吸収率の波長依存性を表わす図である。 本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機により生成される血管パタンを説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態に係る携帯電話機の制御部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る携帯電話機の制御部の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る携帯電話機におけるデータの格納の一態様を表わす図である。 本発明の第２の実施の形態に係る携帯電話機の制御部が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る携帯電話機の外観を表わす図である。 本発明の第３の実施の形態に係る携帯電話機の機能的構成を表わす図である。 本発明の第３の実施の形態に係る携帯電話機の制御部が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る携帯電話機の外観を表わす図である。 本発明の第４の実施の形態に係る携帯電話機の機能的構成を表わすブロック図である。 １つの基準値が使用される場合における認証処理の手順を表わすフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る携帯電話機の制御部の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る携帯電話機におけるデータの格納の一態様を表わす図である。 本発明の第５の実施の形態に係る携帯電話機の制御部が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態に係る携帯電話機により生成される血管パタンの画像を説明するための図である。 本発明の第６の実施の形態に携帯電話機の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第６の実施の形態に係る携帯電話機におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。 本発明の第７の実施の形態に係る携帯電話機の外観を表わす図である。 本発明の第７の実施の形態に係る携帯電話機の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第７の実施の形態に係る携帯電話機の制御部の機能的構成を表わすブロック図である。 本発明の第７の実施の形態に係る携帯電話機におけるデータの格納の一態様を表わす図である。 本発明の第７の実施の形態に係る携帯電話機と、人体の一部である指先におけるある血管の一部との関係を表わす図である。 本発明の第７の実施の形態に係る携帯電話機の制御部が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。

符号の説明

１００，１１００，１４００，２０００，２３００ 携帯電話機、１０２ アンテナ、１０４ 無線通信部、１１０ 主表示部、１２０，１１１０ サブ表示部、１３０ キー入力部、１３２ 血管撮像モード設定部、１３４ 第１の輝度調整キー、１３６ 第２の輝度調整キー、１５０ 赤外線／可視光線用光源、１５２ 受光センサ、１６０ 撮像部、１７０ スピーカ、１７２ 音声入出力部、１８０ マイク、１９０ 記憶部、１９２ 一時記憶部、１９４ ＶＲＡＭ、２００，８００，１７００，２５００ 制御部、１９６ バッテリ、２１０ 入力検知部、２２０ 第１の画像生成部、２３０ 第２の画像生成部、２４０ 抽出部、２５０ 比較部、２６０ 動作制御部、２７０ 検出部、６００ 指先の一部、６１０ 色素／汚れ、６２０ 皺、６３０，２７３０ 血管、８１０ 操作ロック制御部、１１１２ 可視光線用光源、１１１４ 表示ドライバ、１１１６ 液晶ユニット、１５００，２３１０ 赤外線光源、１７１０ 差分演算部、２０１０ 駆動部、２０２０ データ記憶部、２５１０ 明暗差算出部、２５２０ 立体構造生成部、２７００ 人体の一部、２７１０ 人体の内部、２７２０ 血管の反射面、２７４０ 法線ベクトル、２７５０，２７６０ 反射光。

Claims (15)

1. 携帯型電子機器であって、
   予め準備された、第１の血管のパタンを表わす第１のパタンデータを格納する記憶手段と、
   被写体に可視光線を照射する第１の照射手段と、
   前記被写体に赤外線を照射する第２の照射手段と、
   前記可視光線の波長を有する光線および前記赤外線の波長を有する光線を受光して信号を出力する受光手段と、
   予め定められた照射範囲に含まれる人体に対して照射された可視光線の反射波に基づいて、前記人体を表わす第１の画像データを生成する第１の生成手段と、
   前記人体に対して照射された赤外線の反射波に基づいて、前記人体の画像を表わす第２の画像データを生成する第２の生成手段と、
   前記第１の画像データと前記第２の画像データとに基づいて、前記人体の血管のパタンを表わす第２のパタンデータを抽出する抽出手段と、
   前記第１のパタンデータと前記第２のパタンデータとを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較の結果に基づいて、前記携帯型電子機器の動作を制御する制御手段とを備える、携帯型電子機器。
2. 前記携帯型電子機器は、
   バッテリと、
   前記バッテリからの電力の供給状態を検出する検出手段とをさらに備え、
   前記比較手段は、前記電力の供給の開始の検出に応答して、前記第１のパタンデータと前記第２のパタンデータとを比較する、請求項１に記載の携帯型電子機器。
3. 前記制御手段は、前記第１のパタンデータと前記第２のパタンデータとが一致する場合に、前記携帯型電子機器を作動可能にする指令を出力する、請求項１に記載の携帯型電子機器。
4. 前記携帯型電子機器は、外部からの指令の入力を受け付ける入力手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記第１のパタンと前記第２のパタンとが一致しない場合に、前記第１の照射手段による照射と前記受光手段による受光を可能にするように前記携帯型電子機器を制御する第１の動作制御手段と、
   前記第１のパタンと前記第２のパタンとが一致する場合に、前記入力手段に対する入力に基づく動作を可能にするように前記携帯型電子機器を制御する第２の動作制御手段とを含む、請求項１に記載の携帯型電子機器。
5. 前記携帯型電子機器は、画像を表示する表示手段をさらに備え、
   前記第１の照射手段は、前記携帯型電子機器の筐体の内部に配置されており、
   前記表示手段は、前記筐体の、前記第１の照射手段による可視光線が透過する面に配置されている、請求項１に記載の携帯型電子機器。
6. 前記表示手段は、液晶ディスプレイであり、
   前記第１の照射手段は、前記液晶ディスプレイのバックライトである、請求項５に記載の携帯型電子機器。
7. 前記第２の照射手段は、前記携帯型電子機器の筐体の内部に配置されており、
   前記筐体の、前記第２の照射手段により照射される赤外線が透過する部分は、透明である、請求項１に記載の携帯型電子機器。
8. 前記携帯型電子機器は、予め定められた画像処理を実行するために予め定められた基準値を格納する基準値記憶手段をさらに備え、
   前記第２の生成手段は、前記基準値に基づいて、前記第２の画像データを生成する、請求項１に記載の携帯型電子機器。
9. 前記基準値記憶手段は、複数の前記予め定められた基準値を格納し、
   前記第２の生成手段は、複数の前記予め定められた基準値の各々に基づいて前記画像処理を実行することにより、前記第２の画像データを生成する、請求項８に記載の携帯型電子機器。
10. 前記記憶手段は、着脱可能である、請求項１に記載の携帯型電子機器。
11. 前記第２の照射手段は、
    前記赤外線を照射する第１の赤外線照射手段と、
    前記赤外線と同一の波長の赤外線を照射する第２の赤外線照射手段とを含む、請求項１に記載の携帯型電子機器。
12. 前記携帯型電子機器は、
    時間を計測する計時手段と、
    予め定められた時間内に前記可視光線と前記赤外線とをそれぞれ照射するように、前記第１の照射手段と前記第２の照射手段とを制御する照射制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の携帯型電子機器。
13. 前記照射制御手段は、前記第１の照射手段が可視光線を照射した後、前記予め定められた時間内に、前記赤外線を照射する指令を前記第２の照射手段に出力し、
    前記第２の照射手段は、前記指令に基づいて前記赤外線を照射する、請求項１２に記載の携帯型電子機器。
14. 前記照射制御手段は、前記第２の照射手段が赤外線を照射した後、前記予め定められた時間内に、前記可視光線を照射する指令を前記第１の照射手段に出力し、
    前記第１の照射手段は、前記指令に基づいて前記可視光線を照射する、請求項１２に記載の携帯型電子機器。
15. 前記携帯型電子機器は、時間を計測する計時手段をさらに備え、
    前記第１の生成手段は、
    予め定められた時間内に、前記可視光線の反射波に基づく複数の画像データを生成する第１の複数データ生成手段と、
    前記複数の画像データの平均値を前記第１の画像データとして算出する第１の平均値算出手段とを含み、
    前記第２の生成手段は、
    前記予め定められた時間内に、前記赤外線の反射波に基づく複数の画像データを生成する第２の複数データ生成手段と、
    第２の複数データ生成手段により生成された複数の画像データの平均値を、前記第１の画像データとして算出する第２の平均値算出手段とを含む、請求項１に記載の携帯型電子機器。

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