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WO2004031834A1 - 認証システム、光放射装置、認証装置および認証方法 - Google Patents

認証システム、光放射装置、認証装置および認証方法 Download PDF

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Publication number
WO2004031834A1
WO2004031834A1 PCT/JP2003/012637 JP0312637W WO2004031834A1 WO 2004031834 A1 WO2004031834 A1 WO 2004031834A1 JP 0312637 W JP0312637 W JP 0312637W WO 2004031834 A1 WO2004031834 A1 WO 2004031834A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
authentication
image
optical system
light
emitting device
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/012637
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hideo Itoh
Takuichi Nishimura
Yoshiyuki Nakamura
Hideyuki Nakashima
Original Assignee
National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology filed Critical National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority to US10/529,882 priority Critical patent/US20060095773A1/en
Priority to AU2003272915A priority patent/AU2003272915A1/en
Publication of WO2004031834A1 publication Critical patent/WO2004031834A1/ja

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31—User authentication
    • G06F21/34—User authentication involving the use of external additional devices, e.g. dongles or smart cards
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G03H1/0011—Adaptation of holography to specific applications for security or authentication
    • G—PHYSICS
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06V20/80—Recognising image objects characterised by unique random patterns
    • G—PHYSICS
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    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/086—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means by passive credit-cards adapted therefor, e.g. constructive particularities to avoid counterfeiting, e.g. by inclusion of a physical or chemical security-layer

Definitions

  • the present invention relates to a completely new authentication system, a light emitting device, an authentication device, and an authentication method for performing authentication by scattering display images. Background technology
  • an authentication method an authentication method using an image is known. It is widely used because it can use general-purpose circuits. Here are some of the authentication methods.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-145952
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-2 18049
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-30771
  • an image used for authentication is copied (electrically copied in an information processing device or copied in paper form by a copying machine), and the copied image is misused. Then, there is a drawback that the authentication device cannot detect the abuse.
  • the method (2) has the advantage of being convenient, but has the disadvantage that if the dye applied to the card deteriorates over time, the card cannot be used for authentication.
  • the authentication method using images has advantages and disadvantages in authentication accuracy and convenience, and improvement thereof is desired.
  • a display means for displaying and outputting an image in which authentication information is incorporated, and light of the displayed and output image is scattered at a predetermined angle for each pixel.
  • a light emitting device having first optical system means, a second optical system means for collecting light of an image scattered by the light emitting device, and a photoelectric conversion means for performing photoelectric conversion on the collected image
  • an authentication device having control means for performing authentication using the photoelectrically converted image.
  • an image corresponding to authentication information in an image displayed and output by the display means is scattered, and an image other than the authentication information is displayed in a direction substantially perpendicular to the display screen of the display means.
  • An authentication system is provided, wherein the display means and the first optical system means are configured to emit light.
  • the present invention provides an authentication system, wherein the authentication system displays and outputs an image from the light emitting device in response to an inquiry from the authentication device.
  • the authentication system is characterized in that the first optical system means and the second optical system means are lens arrays using one-dimensional light distribution.
  • the first optical system means and the second optical system means are lens arrays using a two-dimensional light distribution. provide.
  • the present invention provides the authentication system, wherein the image is a hologram pattern.
  • the present invention provides an authentication system, wherein the image is a graphic pattern that does not exhibit a hologram effect.
  • the first optical system means is a lens array including a plurality of lenses, and a gap is provided between the plurality of lenses. . ,
  • the present invention includes a display unit for displaying and outputting an image in which authentication information is incorporated, and an optical system unit for scattering light of the displayed and output image at a predetermined angle for each pixel.
  • a light emitting device is provided.
  • an image corresponding to authentication information in an image displayed and output by the display means is scattered, and an image other than the authentication information is substantially perpendicular to a display screen of the display means.
  • the light emitting device is characterized in that the display means and the first optical system means are configured to emit light in various directions.
  • the present invention provides a light emitting device characterized in that the light emitting device displays and outputs an image from the display means in response to an inquiry from an external device.
  • a twelfth aspect provides the light emitting device, wherein the optical system means is a lens array using a one-dimensional light distribution.
  • a thirteenth aspect provides the light emitting device according to the light emitting device, wherein the optical system means is a lens array using a two-dimensional light distribution.
  • the present invention provides the light emitting device, wherein the image is a hologram pattern.
  • the present invention provides the light emitting device, wherein in the light emitting device, the image is a graphic pattern having no hologram effect.
  • the optical system means is a lens array including a plurality of lenses, and a gap is provided between the plurality of lenses. Provide a replacement.
  • an optical system means for condensing light of an image scattered at a predetermined angle by an external device a photoelectric conversion means for photoelectrically converting the condensed image
  • a control unit for performing authentication using the converted image
  • the authentication device is characterized in that an image corresponding to the authentication information in the image is scattered and images other than the authentication information are not scattered.
  • the nineteenth aspect provides an authentication device, wherein the authentication device makes an inquiry to output the image to the external device.
  • the authentication apparatus wherein the optical system means is a lens array using one-dimensional light distribution.
  • the present invention provides the authentication apparatus, wherein the optical system means is a lens array using a two-dimensional light distribution.
  • the present invention provides the authentication device, wherein the image is a hologram pattern.
  • a twenty-third aspect of the present invention provides the authentication device, wherein the image is a graphic pattern that does not exhibit a hologram effect.
  • the external device has an optical system for scattering light, and the optical system is a lens array including a plurality of lenses.
  • An authentication device characterized by providing a gap between them.
  • an image in which the authentication information is incorporated is displayed and output from the display means, and the light of the displayed and output image is set to a predetermined angle for each pixel by the first optical system means.
  • the light of the image scattered and scattered by the first optical system means is collected by the second optical system means, the collected image is photoelectrically converted by the photoelectric conversion means, and the photoelectrically converted image is obtained.
  • an authentication method characterized in that authentication is performed by control means using the authentication method.
  • an image corresponding to the authentication information in the image displayed and output by the display means is scattered, and images other than the authentication information are displayed on the display means.
  • An authentication method is provided, wherein the display means and the first optical system means are configured to emit light in a direction substantially perpendicular to a screen.
  • the authentication method wherein the image is displayed and output from the display means in response to an inquiry in the authentication method.
  • the authentication method wherein the first optical system means and the second optical system means are lens arrays using one-dimensional light distribution. provide.
  • the authentication method wherein the first optical system means and the second optical system means are lens arrays using a two-dimensional light distribution. provide.
  • a thirtieth aspect provides the authentication method, wherein the image is a hologram pattern.
  • the authentication method wherein the image is a graphic pattern that does not exhibit a hologram effect.
  • the first optical system means is a lens array including a plurality of lenses, and a gap is provided between the plurality of lenses.
  • the first authentication system since the light of the image in which the authentication information is incorporated is scattered, even if a false copy image is presented to the authentication device, the authentication process is not erroneously performed, and the authentication accuracy is improved. This makes it possible to perform well-balanced authentication for convenience and convenience.
  • a pattern authentication method that further includes image information having an angular distribution or information using its time change, Authentication with higher security can be realized.
  • the second authentication system in addition to the same effect as the first authentication system, it is possible to present an image other than the authentication information from the display means to a person looking at the display means.
  • the light emitting device can output an image when an inquiry is made.
  • T JP2003 / 012637 Directional communication becomes possible, and power consumption can be reduced.
  • the first optical system means and the second optical system means are provided with a lens array using a one-dimensional light distribution.
  • the optical system can have a simple configuration.
  • the first optical system means and the second optical system means are provided with a lens array using a two-dimensional light distribution. By doing so, security can be further improved.
  • a three-dimensional image is given by making the image a hologram pattern, and a viewer of the image is notified of the image content. can do.
  • the seventh authentication system in addition to the same effects as those of the first authentication system, by using a graphic pattern that does not exhibit a hologram effect, it is possible to conceal the contents of the image from what is viewed. it can.
  • the eighth authentication system in addition to the same effects as in the first authentication system, by providing a gap between the plurality of lenses, it is possible to provide a degree of freedom in the arrangement of the plurality of lenses.
  • the same effect as in the first authentication system can be obtained.
  • the same effect as the third authentication system can be obtained.
  • the same effect as the fifth authentication system can be obtained.
  • the same effect as the sixth authentication system can be obtained.
  • the same effect as that of the seventh authentication system can be obtained. It is.
  • the same effect as the eighth authentication system can be obtained.
  • the same effect as in the first authentication system can be obtained.
  • the same effect as the second authentication system can be obtained.
  • the same effect as the third authentication system can be obtained.
  • the same effect as the second authentication system can be obtained.
  • the same effect as the fifth authentication system can be obtained.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a radiation angle dependent light emitting device.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a radiation angle dependent light emitting device.
  • 4 (A) to 4 (C) are perspective views schematically showing examples of optical elements that can be used as a lens array.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing a shape of a light receiving array of a radiation angle dependent light detecting unit.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing another shape of the array of the radiation angle dependent light detectors.
  • FIG. 7 (A) is a perspective view schematically showing the shape of the photodetector of the light receiving array. (B) is a configuration diagram schematically showing another shape of the photodetector of the light receiving array.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing another configuration of the radiation angle dependent light detection unit.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing still another configuration of the radiation angle dependent light detection unit ⁇ .
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing still another configuration of the radiation angle dependent light detection unit.
  • FIG. 11 is a plan view showing an example of an appearance of a radiation angle dependent light detection unit.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of a liquid crystal panel.
  • FIG. 13 is a block diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal control integrated circuit.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a mounting example of the liquid crystal control integrated circuit.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing another example of mounting the liquid crystal control integrated circuit.
  • FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing a configuration of an optical waveguide of the liquid crystal control integrated circuit.
  • FIG. 17 is a configuration diagram schematically showing the configuration of another optical waveguide of the liquid crystal control integrated circuit.
  • FIG. 18 is a configuration diagram schematically showing the configuration of another optical waveguide of the liquid crystal control integrated circuit. It is.
  • FIG. 19 is a sectional view showing an example of a TFT for driving a liquid crystal.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an example of an MSM structure light receiver that can be used as a light receiving element.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a processing procedure of the authentication device.
  • FIG. 22 is a flowchart showing a processing procedure of the radiation angle dependent light emitting device.
  • FIG. 23 is a configuration diagram showing another configuration of the radiation angle dependent light emitting device.
  • FIG. 24 is a configuration diagram showing still another configuration of the radiation angle dependent light emitting device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows an embodiment of an authentication system to which the present invention is applied.
  • reference numeral 10 denotes a radiation angle-dependent light emitting device that functions as the light emitting device having the display unit and the first optical system unit, and displays an authentication image in which authentication information is incorporated. Light is scattered and emitted for display. It can also be called an authentication information output device.
  • As the authentication information a specific wavelength of light (for example, the luminance value of each of the three primary colors) is used.
  • Reference numeral 20 denotes an authentication device, which includes the second optical system unit, the radiation angle dependent light detection unit 22 functioning as the photoelectric conversion unit, and the control unit 23 functioning as the control unit. It has a transmission unit 21.
  • the optical response transmitting unit 21 makes an inquiry (also referred to as a request) regarding transmission of an authentication image in which authentication information is incorporated.
  • a well-known optical communication device can be used for the optical response transmitting unit 21.
  • the radiation angle dependent light detection unit 22 receives the radiation angle dependent light (the authentication image incorporating the authentication information) output from the radiation angle dependent light radiation device 10 and generates an image signal (hereinafter, image data). (Referred to as evening).
  • control device 23 various information processing devices that can execute a program, such as a CPU and a personal computer, can be used.
  • the control device 23 compares and compares the image data detected by the radiation angle dependent light detection unit 22 with the image data stored in the internal memory in advance by using the authentication program. When a match is obtained, it is determined that the user has passed the authentication, that is, that he / she is the user.
  • the determination result is output as an authentication confirmation signal to various devices 30 requiring security, such as a personal computer (PC) and a door.
  • the authentication confirmation signal indicates that the authentication has passed, the device 30 performs information processing for permitting use.
  • the radiation angle dependent light emitting device 10 will be described more specifically.
  • 100 is a liquid crystal panel
  • 105 is a liquid crystal panel behind the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel 100 and the rear lighting unit 105 are generally called a liquid crystal display.
  • Reference numeral 101 denotes a display screen of the liquid crystal panel 100, that is, a lens array as an optical system means installed on a side where a user views a display, and a liquid crystal in the illumination light of the rear illumination unit 100. The light passing through the panel 100 is scattered.
  • Reference numerals 103 and 104 denote pixels of the liquid crystal panel 100.
  • the illumination light passes through or is blocked by opening and closing the pixels 103 and 1 ° 4.
  • Light output from a predetermined specific pixel position is input to a pixel at a specific position of a radiation angle dependent detection unit 22 described later.
  • an image pattern for a person to observe characters and pictures from the front is displayed immediately below the center of each lens 102 of the lens array 101, that is, the image pattern is displayed on the display screen.
  • Pixel 103 for emitting light in a direction a substantially perpendicular to the plane (see FIG. 3) is arranged.
  • Pixels 104 for displaying an image pattern with an observation angle dependency are provided immediately below the periphery of each lens 102 of the lens array 101, that is, at a position off the center. Are located.
  • the focal length of each lens 102 and the distance from the liquid crystal panel 100 are adjusted so that the focal point matches each pixel.
  • Pixels 104 directly below the left and right peripheral portions of each lens 102 are, as shown in FIG. 3, pixels b1 for emitting light in the direction b1 and pixels b1 for emitting light in the direction b2. From two 7 The lens array 10 is so arranged that the light emitted from the pixels b 1 and b 2 is not emitted at angles other than the directions b 1 and b 2 by being incident on the adjacent lens 102 instead of the lens 102 immediately above.
  • a light-shielding layer 106 is also provided between the lenses 102 of the first lens.
  • the light-shielding layer 106 can be omitted when light from a pixel in a direction other than the most desired direction, for example, stray light is actively used.
  • the emission angle dependent light emitting device 10 is a liquid crystal display device capable of emitting the emission angle dependent light.
  • the lens array 101 has a cylindrical lens array in which a plurality of plano-convex cylindrical lenses are continuously arranged as shown in FIG. 4 (A), and a plurality of lenses as shown in FIG. 4 (B).
  • each lens and each liquid crystal pixel are arranged with their positions adjusted as described above.
  • the radiation angle dependent light detection section 22 of the authentication device 20 has a light radiation pattern having an angular distribution, that is, an image pattern.
  • a circuit for receiving an image signal is indispensable, and as the circuit, for example, a light receiving array including a plurality of light receiving units having directivity may be used.
  • the individual receiver array It is sufficient to arrange the receivers in one dimension, that is, in a line, and to receive the light. If the distribution of the angle-dependent light of the emitted light is distributed in two dimensions using a two-dimensional lens array or the like, In this case, the individual light receivers may be arranged two-dimensionally, that is, arranged in a plurality of rows for reception. Of course, even if the synchrotron radiation distribution is two-dimensional, if authentication is performed using only the one-dimensional distribution, a one-dimensional arrangement can be used.
  • each of the light receivers 201 of the light receiver array 200 is arranged in an arc as shown in FIG. May be 2003/012637 If the light receivers 201 do not interfere with each other, they may be arranged linearly as shown in FIG. Further, a gap may be provided between the light receivers 201. With such an arrangement, the receiver array 200 itself has directivity.
  • a photodetector 203 equipped with a collimated lens 202 as shown in FIG. 7 (A) or a photodetector 203 as shown in FIG. 7 (B) It is possible to take into account photodetection such as collimating lens 2 ⁇ 2 integrated and molded.
  • FIGS. 8 and 9 show an arrangement in which an image pickup device 204 is arranged near the focal position by using an optical system composed of a spherical convex lens 205. According to this, a pattern similar to the above is obtained. Can be obtained. However, since a perfect spherical convex lens is not an e- ⁇ lens, a pattern in which an image pattern is superimposed is displayed on the imaging surface. However, this does not reduce the authentication performance, and it is expected that the recognition accuracy will be further improved by performing authentication using the angle-dependent intensity pattern including the image pattern at the time of registration. '
  • FIG. 10 shows a mode in which a convex lens array composed of a plurality of spherical convex lenses 206 is used as an optical system, and light is received by an image sensor 204 provided near the focal position of each spherical convex lens 206.
  • the sum of the radiated light intensities from all the pixels is received through one spherical convex lens 205, while in FIG. 10, it is received through each spherical convex lens 206 of the convex lens array.
  • the number of lenses in the convex lens array does not need to be the same as the number of lenses in the lens array 101 in the radiation angle-dependent light emitting device 10 and can receive the total radiation pattern including some pixels. Should be fine.
  • the lens of the convex lens array has a diameter that allows the displacement of the radiation angle-dependent light emitting device 10 to be tolerated, that is, a diameter that allows the placement error of the lens array 101 to be allowed, for example, about three times the horizontal placement error.
  • the diameter may be larger than the above.
  • the radiation angle dependent light emitting device 10 and the authentication device 20 transmit and receive radiation, that is, an image, for authentication, and this transmission and reception is performed in response to transmission and reception of an inquiry signal between the two devices.
  • the system can be configured. This is performed via the optical response transmitting unit 21 in FIG. 1 and a light receiving circuit described later. As a result, the emission angle dependent light emission device 10 and Two-way communication with the authentication device 20 is realized.
  • the inquiry signal be an optical signal from the viewpoint of maintaining confidentiality. Of course, weak radio wave communication may be used.
  • FIG. 11 shows an example of the appearance of the radiation angle dependent light emitting device 10.
  • reference numeral 300 denotes a liquid crystal panel forming the front surface of the radiation angle dependent light emitting device 10.
  • Reference numeral 301 denotes a liquid crystal display unit for displaying an image in which the above-mentioned lens array 101 is arranged on a partial screen surface of the liquid crystal panel 300 and capable of emitting radiation angle-dependent light.
  • Reference numeral 302 denotes another liquid crystal display unit similar to the conventional one in which the lens array 101 is not provided.
  • the liquid crystal display unit is used for displaying characters.
  • Reference numeral 303 denotes a liquid crystal control integrated circuit, which is built in the radiation angle dependent light emitting device 10.
  • the liquid crystal control integrated circuit 303 will be described later in detail.
  • Reference numeral 304 denotes a liquid crystal driving gate driver chip for driving the liquid crystal of the liquid crystal panel 300, which is also built in the radiation angle dependent light emitting device 10.
  • Known techniques can be used for the liquid crystal driving gate driver chip 304.
  • a chip-on-chip is mounted on a glass liquid crystal panel. It is often implemented using glass technology, and may be integrated into a liquid crystal control integrated circuit chip or implemented as a separate chip. In the example of FIG. 11, it is mounted on the side of the surface of the liquid crystal panel 300 by the chip-on-glass technique.
  • the liquid crystal control integrated circuit 303 chip is mounted below the surface using chip-on-glass technology.
  • Reference numeral 3505 denotes a light receiving circuit for receiving an inquiry signal (see FIG. 1) sent from the optical response transmitting section 21 of the authentication device 20.
  • the light receiving circuit is incorporated in the liquid crystal control integrated circuit 303. Therefore, they are integrated on the same chip to reduce the mounting cost of the circuit.
  • a photodetector can be used for the light receiving circuit 305. It is also possible to use an optical transmission / reception module such as IrDA that applies photodetection, or a known light-receiving element that adjusts the brightness of the screen according to the ambient brightness.
  • the mounting position may be appropriately determined in consideration of the arrangement with the liquid crystal display units 301 and 302.
  • the liquid crystal display itself can be used for the light receiving circuit 305. In this mode, optical axis alignment for realizing bidirectional communication with the authentication device 20, that is, reception of an inquiry signal and transmission of an image as a response signal to the inquiry signal is facilitated.
  • FIG. 12 shows an example of an electric circuit configuration of the liquid crystal panel 300 (405 in this figure).
  • reference numeral 400 denotes a key input circuit for inputting information.
  • Reference numeral 401 denotes an LED output circuit that indicates that power is on.
  • Reference numeral 403 denotes a processor having a CPU and a ROM storing a control program.
  • Reference numeral 402 denotes an arithmetic processing memory for storing input / output data for the processor 403.
  • Reference numeral 404 denotes a display for storing an image data for displaying an image incorporating characters and authentication information to be displayed on the liquid crystal panel 405 in a bitmap format, that is, a color data for each pixel. Memory.
  • Reference numeral 406 denotes a liquid crystal drive gate driver (corresponding to 304 in FIG. 11), which drives liquid crystal elements corresponding to individual pixels of the liquid crystal panel 405 based on the image data. .
  • Reference numeral 407 denotes a liquid crystal control integrated circuit that reads the image data from the display memory 404 and transfers the read image data to the liquid crystal drive gate driver 406.
  • Reference numeral 408 denotes a light receiving circuit (corresponding to 305 in FIG. 11).
  • FIG. 13 schematically shows a more specific configuration example of the liquid crystal control integrated circuits 303 and 407 and the light receiving circuits 300 and 408 of FIGS. 11 and 12. Things.
  • reference numeral 508 denotes a light receiving circuit unit, which receives an inquiry signal light (see FIG. 1) sent from the optical response transmitting unit 21 of the authentication device 20 and photoelectrically converts it into an electric signal. And the following circuit.
  • Bias voltage for photodetector 509 A bias voltage generating circuit for generating 5 0 1.
  • a signal level adjusting circuit 502 for adjusting the level of the electric signal photoelectrically converted by the light receiving element 509;
  • a signal buffer latch circuit 503 for latching or holding the electric signal.
  • a noise removing circuit 505 for removing noise from the signal output from the light receiving element 509.
  • An operation control circuit 504 for controlling the operation of the above-described constituent circuit.
  • Reference numeral 507 denotes a liquid crystal control integrated circuit for controlling the liquid crystal display units 301 and 302 shown in FIG.
  • Reference numeral 506 denotes a liquid crystal control integrated circuit chip in which these circuits are integrated.
  • the light receiving circuit portion 508 shown in FIG. 13 is provided at one end of the chip. May be arranged.
  • the incident light can be converted into an electric signal, so that a photodetector such as a photodiode or a phototransistor having a PN junction can be used.
  • a photodetector such as a photodiode or a phototransistor having a PN junction
  • pin photodiodes and avalanche photodiodes can also be used.
  • a photoconductive element whose resistance value changes when light enters and a photovoltaic element such as a so-called solar cell which generates a voltage can be used.
  • active elements such as FETs are arranged on the liquid crystal screen.
  • the light receiving elements can be arranged as shown in FIGS. It can be arranged on a liquid crystal display, not on a liquid crystal control integrated circuit chip as exemplified in FIG.
  • elements that receive these lights and convert them into electrical signals are collectively called light receiving elements.
  • a bias voltage having an appropriate value necessary for the operation of the light receiving element 509 is supplied from the bias voltage generating circuit 501 to the light receiving element 509.
  • the bias voltage generation circuit 501 can be omitted.
  • the electric signal generated by the incident of the inquiry signal light (see FIG. 1) from the authentication device 20 at the light receiving element 509 passes through the noise removal circuit 505 to the signal level adjustment circuit 502. In this case, the voltage and the time width are adjusted so that digital signal processing can be performed.
  • This digital message The signal is temporarily held in the signal buffer latch circuit 503, and is input to the processor 403 in FIG. 12 as an inquiry signal from the authentication device 20.
  • the above operation is controlled by the operation control circuit 50.
  • the control by the operation control circuit 504 may be performed by a processor of another chip which is not on one chip.
  • FIG. 14 shows a cross section of an example of mounting a liquid crystal panel and a liquid crystal control integrated circuit chip 506 in which the light receiving circuit section 508 is integrated.
  • a liquid crystal control integrated circuit chip 601 having a light receiving function in which light receiving elements 602 are integrated, an optical waveguide element 603, and a lens array 604 are arranged.
  • the lens array 604 is used to increase the intensity of incident light on the light receiving element 602 and to make the incident light sensitivity directionally dependent, that is, to have a predetermined radiation angle.
  • This arrangement can utilize chip-on-glass (COG) technology. More specifically, for example, ball type surface mounting methods such as P-BGA, P-FB GAs T-BGAFC-BGA, FP-BGA, gull wing 'lead' type SOP, SS OP, TS SOP, TS0P 1 , TSOP2, QFP, fine pitch QFP and TZLQFP, and lead type surface mount methods such as J-lead 'type SOJ and QFJ, and packages of various shapes depending on the number of wires required by the chip. Can be considered.
  • COG chip-on-glass
  • a BGA ball type surface mounting method is adopted. After a transparent electrode 605 is formed on a liquid crystal panel 600, a solder ball 607 is provided on the transparent electrode 605 via a mounting pad 606. The LCD control integrated circuit chip 6001 is supported and mounted. An optical waveguide element 603 is placed in the gap between the liquid crystal panel 600 and the liquid crystal control integrated circuit chip 601, and is held and fixed from both sides by mount pads 608 and solder 609. At this time, for example, a solder paste of 150 ⁇ m is applied on the mounting pad 605, and a solder ball 606 of 0.6 mm ⁇ 0.1 mm is applied. 12637 In the case of the used 25-pin BGA, the height after the riff is about 350-400 microns. Therefore, in this case, the thickness of the optical waveguide element 603 needs to be about 300 ⁇ m.
  • FIG. 15 shows another example of mounting the liquid crystal control integrated circuit chip 600 and the liquid crystal panel 600.
  • the liquid crystal control integrated circuit chip 600 is arranged on the back of the liquid crystal panel 600, and the incident inquiry signal light is introduced from the lens array 604 to the chip through the liquid crystal panel 600. It has become something. According to this, the optical waveguide element 603 (see FIG. 14) becomes unnecessary. In this case, the pixel of the liquid crystal panel 60 ° can generate 0 NZO FF of the incident signal light, so if you do not want to receive the signal, close the shutter of the liquid crystal element or narrow down the aperture. Adjustment function can be provided. This incident light intensity control may be performed by one pixel or by a plurality of pixels.
  • reference numeral 611 denotes an incident light intensity control pixel.
  • FIG. 16 schematically shows a more specific configuration of the optical waveguide element 603 in FIG. 14 described above.
  • the optical waveguide element 603 changes the direction of the inquiry signal light incident from above (or forward), emits it upward again, and makes it incident on the light receiving element 602.
  • Two mirror portions 603 a and 603 b are provided as incident mirrors and outgoing mirrors on both sides in the waveguide in opposite directions.
  • the back surface of the optical waveguide element 603 is covered with a metal film 603c.
  • the metal film 603 c increases the light reflectance on the back of the optical waveguide element 603 (referred to as a reflection function), and does not pick up light emitted from the liquid crystal panel 60 ° as a noise light signal.
  • a light-shielding function (Referred to as a light-shielding function), and also has a role as a solder mounting pad on the optical waveguide element side when the liquid crystal panel 600 is fixed.
  • the optical waveguide element 603 is fixed with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, the third role is not used.
  • FIG. 17 shows another embodiment of the optical waveguide element 603.
  • the above-mentioned reflecting mirror section 603 a, 6 The area of 0 3 b may not be sufficient.
  • the reflecting portions 60 3 d, 6 having a plurality of triangular cross-sections having angles 0 and 0 of less than 45 degrees are provided on the inner surface of the waveguide of the optical waveguide device 63. If 0 e is provided, incident light can be introduced into the light receiving element 602 with high efficiency.
  • a first reflecting portion 60 having a plurality of triangular cross-sections having an angle ⁇ ⁇ of less than 45 degrees is provided on the rear surface of the waveguide on the incident side of the optical waveguide element 63.
  • a second reflector 603 e having a plurality of triangular cross-sections having an angle ⁇ of less than 45 degrees is provided on the inner surface of the waveguide on the emission side of the element 603.
  • the light collection efficiency enhancement effect due to the reflection in the light reflection film 6 0 3 f also obtained, than the case of providing a 4 5 degree reflection mirror surface portion 6 0 3 a 3 6 0 3 b of the first 6 Figure Light can be made incident on the light receiving element 60 2 (see FIG. 14) with even higher efficiency.
  • the light reflecting film 603 f can be formed by vapor deposition of a metal or a dielectric.
  • the light reflecting film 603 f can be omitted as long as a sufficient incident light intensity can be obtained in the light receiving element 602.
  • FIG. 18 shows still another embodiment of the optical waveguide element 603.
  • light is scattered by providing regular or irregular asperities such as a diffraction grating on the back surface inside the waveguide of the optical waveguide element 603 to reduce the amount of scattered light.
  • the part can be guided to the light receiving element 602. In this case, the angle and need not necessarily be less than 45 degrees unless very high efficiency is required.
  • the light reflecting film 603 as it is, the first reflecting portion 603 g on the incident side and the second reflecting portion 603 h on the emitting side are left as they are. Each has scattering irregularities.
  • the optical waveguide element 603 itself is preferably made of glass or a high heat-resistant transparent polymer material that can withstand the soldering temperature of the liquid crystal control integrated circuit chip 601 (see FIG. 14).
  • the light receiving element 62 is replaced with the liquid crystal control integrated circuit chip 60.
  • FIG. 19 shows an example of a TFT for driving a liquid crystal.
  • 700 is a liquid crystal panel glass
  • 701 is a semiconductor
  • 702 is a drain electrode
  • 703 is a source electrode
  • 704 is a gate electrode
  • 705 is a gate insulator
  • 706 is a metal oxide film
  • 08 is a liquid crystal drive electrode.
  • Semiconductor 701 can be amorphous silicon, polysilicon, single crystal silicon, single crystal silicon, etc.
  • a light receiving element can be formed by forming a light receiver having an MSM (meta1-semicondcutor-metal: metal-semiconductor-metal) structure.
  • MSM metal-semiconductor-metal
  • reference numeral 800 denotes a liquid crystal panel glass, 801 a semiconductor, 802 a first electrode, 803 a second electrode, 804 an insulator, and 805 a light-shielding / reflective layer.
  • the light-shielding reflective layer 805 provided below the semiconductor 801 forming the light receiving element prevents light from entering from the back of the liquid crystal panel and absorbs the incident interrogation signal light by the semiconductor 801. It has the function of reflecting light that did not exist and increasing photoelectric conversion efficiency.
  • the material of the light-shielding reflective layer 805 is a gate electrode (70 in FIG. 19).
  • the light receiving element is not limited to the MSM structure, and various light receiving element structures such as a pn or p-i-n structure can be used.
  • amorphous silicon, polysilicon, single crystal silicon, single crystal silicon, and the like can be considered as in the case of the above-described liquid crystal driving transistor.
  • the size and volume of the semiconductor in the light receiving region may be increased or the doping amount may be changed.
  • the element dimensions of the semiconductor for driving the liquid crystal pixels are different.
  • FIG. 21 shows the processing contents of the control program executed by the CPU in the control device 23 of the authentication device 20.
  • FIG. 22 shows the processing contents of the control program executed by the CPU (for example, processor 403 in FIG. 12) in the emission angle light emitting device 10.
  • an inquiry signal is issued from the optical response transmission unit 21 of the authentication device 20 to the radiation angle dependent light emission device 10 held by the person to be authenticated (step S100 in FIG. 21).
  • a weak radio wave may be used for this signal
  • an optical signal that can maintain high confidentiality is used here from the viewpoint of security.
  • the radiation angle-dependent light emitting device 10 that has detected this inquiry signal (for example, the light receiving circuits 30 5 and 4 08 in FIGS. 11 and 12) (step S 2 10 in FIG. 22)
  • the color data to be used for authentication, its position, and the image are read from the internal memory (for example, the arithmetic processing memory 402 in FIG. 12) (steps S210 to S220 in FIG. 22). ),
  • An authentication image incorporating the password information is created on an internal memory (for example, the display memory 404 in FIG. 12). Subsequently, the created authentication image is displayed on a liquid crystal panel (for example, 100 in FIG. 2) (step S240 in FIG. 22).
  • the light of the authentication image that is, an angle-dependent light pattern
  • the lens array eg. 101 in FIG. 2
  • the liquid crystal panel eg. 11
  • a liquid crystal display section 301 for displaying an image on the liquid crystal panel 300 is scattered from the lens array (eg, 101 in FIG. 2) on the liquid crystal panel (eg, FIG. 11).
  • the control device 23 includes a radiation angle dependent light detection unit 22 (for example, a photodetector array 200 in FIGS. 5 and 6, an imaging device 204 and spherical convex lenses 205 and 2 in FIGS. 8 to 10).
  • a radiation angle dependent light detection unit 22 for example, a photodetector array 200 in FIGS. 5 and 6, an imaging device 204 and spherical convex lenses 205 and 2 in FIGS. 8 to 10.
  • step 6 when the above light is received (step S110 in Fig. 21), the image obtained by photoelectric conversion 3 012637 Performs authentication processing by extracting color data at a plurality of specific pixel positions in image data and comparing it with a predetermined color data at the same time (CPU in control device 23). (Step S120 in FIG. 21).
  • the CPU of the control device 23 outputs the presence or absence of a match to the device 30 as an authentication confirmation signal.
  • this signal indicates an authentication match
  • the various devices 30 that have received the signal start driving or become operable (for example, opening of the door / accepting input of a personal computer).
  • the above authentication processing is performed by comparing patterns of different or same who and responses until an authentication match is obtained.
  • the pattern referred to here includes both angle-dependent radiation patterns and time-series signals. If the authentication is successful, access to the device 30 requiring security is permitted.
  • FIG. 23 shows another configuration of the radiation angle dependent light emitting device.
  • a pixel a 1 for displaying the front of the screen (direction a 1) is disposed immediately below the center of each lens 102 constituting the lens array 101, and the pixels are sequentially shifted sideways from there.
  • Pixels a 2, a 3, b 1, and b 2 are arranged for display in the directions a 2, a 3, 1, and b 2 at the respective positions.
  • These pixels a 2, a 3, b 1, b 2 can also be used for authentication using an image having angle dependence.
  • a pixel capable of displaying a specific direction for example, if it is desired to be able to read from only the front direction, the pixel a 1 immediately below the center of the lens
  • FIG. 24 shows still another configuration of the radiation angle dependent light emitting device.
  • a pixel a for display in front of the screen (direction a) is disposed immediately below the center of each lens 102 constituting the lens array 101, and a light shielding layer 106 is interposed therebetween.
  • a pixel b for authentication is arranged at a position straddling the peripheral portions of the adjacent lenses. In this case, when viewing the screen from the front, the display of the pixel a can be seen, and the sum of the transmitted light intensities from the pixel b is emitted in the direction + b and the direction b.
  • the light receiving element of the authentication device 20 is purely PC orchid 00 back 2637
  • the intensity of direction + b and that of direction 1b are the same, but when receiving light that depends not only on the direction but also on the position, or If there is no lens boundary at the center of the resulting pixel b, the intensity will be different.
  • the non-uniformity of these strengths can be used as a key for authentication of unique individual differences.
  • a hologram pattern can be displayed on the liquid crystal panel itself to emit a pattern depending on a desired angle.
  • the optical system on the side of the radiation angle dependent light emitting device 10 (the lens array 101 in FIGS. 23 and 24) and the image are arranged in a suitable form corresponding to the hologram pattern. What is necessary is just to comprise. If there is no need to output a hologram pattern, a graphic icon that does not produce a hologram effect may be displayed and output.
  • a hologram is preferable when an image displayed on the liquid crystal panel is to be recognized by a viewer of the screen, and a graphic pattern is suitable for preventing the user from knowing what is being displayed.
  • the content of the authentication image may be changed in time series.
  • only the authentication information to be embedded may be changed.
  • the authentication image or the authentication information built in may be changed according to the person to be authenticated.
  • this embodiment is applicable to electronic systems that require various types of authentication, in addition to doors and personal computers.
  • the communication between the optical response transmitting unit 21 as the inquiry means and the radiation angle dependent light emitting device 10 can employ a communication method other than light, for example, a radio wave or a wire.
  • the radiation angle dependent light emitting device 10 As the radiation angle dependent light emitting device 10, existing electronic devices, for example, electronic devices having a display (especially a liquid crystal display) such as a mobile phone and a portable terminal can be used. In this case, an optical system for scattering the display image may be removably attached so that when authentication is performed, an image incorporating authentication information may be output.
  • a display especially a liquid crystal display
  • an optical system for scattering the display image may be removably attached so that when authentication is performed, an image incorporating authentication information may be output.
  • the content of the image incorporating the authentication information can be various, such as a design, a photograph, an illustration, a pattern, and characters.
  • the images do not need to be fixed, 12637 It may be changed.
  • the radiation angle dependent light emitting device 10 can transmit its own radio wave or optical signal, or can be illuminated by backlight.
  • the response signal that is, the transmission of the information, can be transmitted to the radiation angle dependent light detection unit 22 without using the liquid crystal image display means. According to this, it is possible to reduce the radiation of radio waves from the radiation angle-dependent light emitting device 10 to the outside at the time of authentication, thereby further improving security by preventing eavesdropping and reducing the power consumption of the information terminal itself Can be reduced.
  • authentication is not simply based on one-dimensional or two-dimensional images, but is a completely new method of using angle-dependent distribution, and has a good balance between authentication accuracy and convenience.
  • An authentication system, a light emitting device, an authentication device, and an authentication method capable of performing the authentication are provided.

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Abstract

　本発明は、コピー画像にだまされず、認証精度と利便性に優れた、新しい認証システムを提供する。認証のために使用する認証情報が組み込まれた画像を所定角度で散乱させながら放射角依存光放射装置で放射する。放射角依存光検知部２２は散乱した光を集光して、制御装置２３は電気信号の形態の画像に変換する。電気信号の画像を使用して認証を行う。

Description

明細書 認証システム、 光放射装置、 認証装置および認証方法 技術分野
本発明は、表示画像を散乱させて認証を行う全く新しい認証システム、光放射装 置、 認証装置および認証方法に関するものである。 . 背景技術
従来、個人認証を行ってュ一ザ本人であると確認することを駆動'操作等に必要 とする種々の電子機器が知られており、 その認証方法としては、画像を使用する認 証方法が、 汎用的な回路を使用できるなどの点から非常に多く用いられている。 認証方法のいくつかを紹介する。
( 1 )認証に使用する画像の特定位置の中に認証情報として使用する色情報を埋め 込み、その特定位置の色情報が所定のものであることを確認する （たとえば特許文 献 1参照） 。
(2) レーザ光を照射すると色が変化する色素をカードに塗布し、ユーザが保持す るカードに対してレーザ光を照射し、その変化を自動検出して認証を行う （たとえ ば特許文献 2参照) 。
(3)ユーザの目を撮像し、 その撮影画像が本人であるかを判別する （たとえば特 許文献 3、 4、 5参照） 。ュ一ザの指紋パ夕一ンを使用する方法も提案されている (たとえば特許文献 6参照） 。
【特許文献 1】 特開平 1 1— 145952号公報
【特許文献 2】 特開 2002— 074474号公報
【特許文献 3】 特開 2002— 2 18049号公報
【特許文献 4】 特開 2000-30771 5号公報
【特許文献 5】 特開平 1 1— 146057号公報
【特許文献 6】 特開昭 63— 156290号公報 発明の開示
上記（ 1 ) の方法は、 認証に使用する画像をコピー （情報処理装置内で電気的に コピーすることまたは複写機により紙の形態でコピーすること） し、 そのコピーさ れた画像が悪用されると、認証装置はその悪用を検出することができないという欠 点がある。
上記（2 ) の方法は、 利便性がよいというメリットはあるものの、 カードに塗布 した色素が時間の経過で劣化すると、そのカードを認証に使用することができない という不具合がある。
上記（3 ) の方法は、 認証精度が高いのであるが、 認証対象の個人の身体的特徴 を個人ごとに情報処理装置に登録しなければならず、データ登録およびその管理が 煩雑であるという不具合がある。
このように、画像を使用する認証方法には、認証精度と利便性について一長一短 があり、 その改善が望まれている。
本発明は、 上記の課題を解決するものとして、 第 1には、 認証情報が組み込まれ た画像を表示出力する表示手段と、当該表示出力された画像の光を画素ごとに所定 角度に散乱させる第 1の光学系手段とを有する光放射装置、および前記光放射装置 により散乱された画像の光を集光する第 2の光学系手段と、当該集光された画像を 光電変換する光電変換手段と、当該光電変換された画像を使用して認証を行う制御 手段とを有する認証装置を具えたことを特徴とする認証システムを提供する。 第 2には、前記認証システムにおいて、前記表示手段により表示出力される画像 中の認証情報に対応する画像は散乱され、認証情報以外の画像は前記表示手段の表 示画面にほぼ垂直な方向に出射するように前記表示手段おょぴ前記第 1の光学系 手段が構成されていることを特徴とする認証システムを提供する。
第 3には、前記認証システムにおいて、前記認証装置からの問い合わせに応じて 前記光放射装置から画像を表示出力することを特徴とする認証システムを提供す る。
第 4には、前記認証システムにおいて、前記第 1の光学系手段および前記第 2の 光学系手段は 1次元的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする 認証システムを提供する。 P2003/012637 第 5には、前記認証システムにおいて、前記第 1の光学系手段および前記第 2の 光学系手段は 2次元的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする 認証システムを提供する。
第 6には、前記認証システムにおいて、前記画像はホログラムパ夕一ンであるこ とを特徴とする認証システムを提供する。
第 7には、前記認証システムにおいて、前記画像はホログラム効果を奏しないグ ラフィヅクパターンであることを特徴とする認証システムを提供する。
第 8には、前記認証システムにおいて、前記第 1の光学系手段は複数のレンズか らなるレンズアレイであり、複数のレンズの間に空隙を設けたことを特徴とする認 証システムを提供する。 ,
また本発明は、第 9には、認証情報が組み込まれた画像を表示出力する表示手段 と、当該表示出力された画像の光を画素ごとに所定角度に散乱させる光学系手段と を有することを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 0には、前記光放射装置において、前記表示手段により表示出力される画像 中の認証情報に対応する画像は散乱され、認証倩報以外の画像は前記表示手段の表 示画面にほぼ垂直な方向に出射するように前記表示手段および前記第 1の光学系 手段が構成されていることを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 1には、前記光放射装置において、外部装置からの問い合わせに応じて前記 表示手段から画像を表示出力することを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 2には、前記光放射装置において、前記光学系手段は 1次元的な光分布を利 用するレンズアレイであることを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 3には、前記光放射装置において、前記光学系手段は 2次元的な光分布を利 用するレンズアレイであることを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 4には、前記光放射装置において、前記画像はホログラムパターンであるこ とを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 5には、前記光放射装置において、前記画像はホログラム効果を奏しないグ ラフィックパターンであることを特徴とする光放射装置を提供する。
第 1 6には、前記光放射装置において、前記光学系手段は複数のレンズからなる レンズアレイであり、複数のレンズの間に空隙を設けたことを特徴とする光放射装 置を提供する。
またさらに本発明は、第 1 7には、外部装置により所定角度に散乱された画像の 光を集光する光学系手段と、 当該集光された画像を光電変換する光電変換手段と、 当該光電変換された画像を使用して認証を行う制御手段とを有することを特徴と する認証装置を提供する。
第 1 8には、前記認証装置において、前記画像中の認証情報に対応する画像は散 乱され、認証情報以外の画像は散乱されていないものであることを特徴とする認証 装置を提供する。
第 1 9には、前記認証装置において、前記外部装置に前記画像を出力させるため の問い合わせを行うことを特徴とする認証装置を提供する。
第 2 0には、前記認証装置において、前記光学系手段は 1次元的な光分布を利用 するレンズアレイであることを特徴とする認証装置を提供する。
第 2 1には、前記認証装置において、前記光学系手段は 2次元的な光分布を利用 するレンズアレイであることを特徴とする認証装置を提供する。
第 2 2には、前記認証装置において、前記画像はホログラムパターンであること を特徴とする認証装置を提供する。
第 2 3には、前記認証装置において、前記画像はホログラム効果を奏しないグラ フィックパターンであることを特徴とする認証装置を提供する。
第 2 4には、前記認証装置において、前記外部装置は光の散乱のための光学系手 段を有しており、該光学系手段は複数のレンズからなるレンズアレイであり、複数 のレンズの間に空隙を設けたことを特徴とする認証装置を提供する。
さらにまた本発明は、第 2 5には、認証情報が組み込まれた画像を表示手段から 表示出力し、当該表示出力された画像の光を第 1の光学系手段により画素ごとに所 定角度に散乱させ、前記第 1の光学系手段により散乱された画像の光を第 2の光学 系手段により集光し、 当該集光された画像を光電変換手段により光電変換し、 当該 光電変換された画像を使用して制御手段により認証を行うことを特徴とする認証 方法を提供する。
第 2 6には、前記認証方法において、前記表示手段により表示出力される画像中 の認証情報に対応する画像は散乱させ、認証情報以外の画像は前記表示手段の表示 画面にほぼ垂直な方向に出射させるように前記表示手段および前記第 1の光学系 手段を構成することを特徴とする認証方法を提供する。
第 2 7には、前記認証方法において、問い合わせに応じて前記画像を前記表示手 段から表示出力させることを特徴とする認証方法を提供する。
第 2 8には、前記認証方法において、前記第 1の光学系手段および前記第 2の光 学系手段は 1次元的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする認 証方法を提供する。
第 2 9には、前記認証方法において、前記第 1の光学系手段および前記第 2の光 学系手段は 2次元的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする認 証方法を提供する。
第 3 0には、前記認証方法において、前記画像はホログラムパターンであること を特徴とする認証方法を提供する。
第 3 1には、前記認証方法において、前記画像はホログラム効果を奏しないグラ フィックパターンであることを特徴とする認証方法を提供する。
第 3 2には、前記認証方法において、前記第 1の光学系手段は複数のレンズから なるレンズアレイであり、複数のレンズの間に空隙を設けたことを特徴とする認証 方法を提供する。
上記第 1の認証システムによれば、認証情報が組み込まれた画像の光が散乱され るので、認証装置側に対して偽りのコピー画像を提示しても認証処理を誤ることが なく、認証精度と利便性についてバランスのよい認証を行えるようになる。すなわ ち、従来の 2次元的な画像表示のみによる認証方式に対して、角度分布を有する画 像情報あるいはその時間変化を利用するという情報をさらに具備したパターンの 認証方式を採用することで、よりセキュリティの強度の高い認証を実現できるので ある。
上記第 2の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、表示手段から認証情報以外の画像を表示手段を見る人間に提示することができ る。
上記第 3の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、光放射装置は問い合わせがあつたときに画像出力を行うことができるので、双 T JP2003/012637 方向通信が可能になり、 また消費電力の節減に寄与することができる。
上記第 4の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、第 1の光学系手段および第 2の光学系手段を 1次元的な光分布を利用するレン ズアレイとすることにより光学系を簡単な構成とすることができる。
上記第 5の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、第 1の光学系手段および第 2の光学系手段を 2次元的な光分布を利用するレン ズアレイとすることによりセキュリティ性をより高めることができる。
上記第 6の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、画像をホログラムパターンとすることにより画像に立体化を与えて、画像を見 るものに画像内容を通知することができる。
上記第 7の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、 ホログラム効果を奏しないグラフィックパターンとすることにより、画像を見 るものに画像の内容を秘匿することができる。
上記第 8の認証システムによれば、上記第 1の認証システムと同様な効果に加え て、複数のレンズ間に空隙を設けることにより複数のレンズの配置に自由度を持た せることができる。
また、上記第 9の光放射装置によれば、上記第 1の認証システムと同様な効果が 得られる。
上記第 1 0の光放射装置によれば、上記第 2の認証システムと同様な効果が得ら れる。
上記第 1 1の光放射装置によれば、上記第 3の認証システムと同様な効果が得ら れる。
上記第 1 2の光放射装置によれば、上記第 4の認証システムと同様な効果が得ら れる。 '
上記第 1 3の光放射装置によれば、上記第 5の認証システムと同様な効果が得ら れる。
上記第 1 4の光放射装置によれば、上記第 6の認証システムと同様な効果が得ら れる。
上記第 1 5の光放射装置によれば、上記第 7の認証システムと同様な効果が得ら れる。
上記第 1 6の光放射装置によれば、上記第 8の認証システムと同様な効果が得ら れる。
またさらに、 上記第 1 7の認証装置によれば、上記第 1の認証システムと同様 な効果が得られる。
上記第 1 8の認証装置によれば、上記第 2の認証システムと同様な効果が得られ る。
上記第 1 9の認証装置によれば、上記第 3の認証システムと同様な効果が得られ る。
上記第 2 0の認証装置によれば、上記第 4の認証システムと同様な効果が得られ る。
上記第 2 1の認証装置によれば、上記第 5の認証システムと同様な効果が得られ る。 ·
上記第 2 2の認証装置によれば、上記第 6の認証システムと同様な効果が得られ る。 .
上記第 2 3の認証装置によれば、上記第 7の認証システムと同様な効果が得られ る。 ·
上記第 2 4の認証装置によれば、上記第 8の認証システムと同様な効果が得られ る。
さらにまた、上記第 2 5の認証方法によれば、上記第 1の認証システムと同様な 効果が得られる。
上記第 2 6の認証方法によれば、上記第 2の認証システムと同様な効果が得られ る。
上記第 2 7の認証方法によれば、上記第 3の認証システムと同様な効果が得られ る。
上記第 2 8の認証方法によれば、上記第 4の認証システムと同様な効果が得られ る o
上記第 2 9の認証方法によれば、上記第 5の認証システムと同様な効果が得られ る。
7 2637 上記第 3 0の認証方法によれば、上記第 6の認証システムと同様な効果が得られ る 0
上記第 3 1の認証方法によれば、上記第 Ίの認証システムと同様な効果が得られ る o
上記第 3 2の認証方法によれば、上記第 8の認証システムと同様な効果が得られ る o 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明実施形態の構成の一例を示すブロック図である。
第 2図は、 放射角依存光放射装置の構成を示す断面図である。
第 3図は、 放射角依存光放射装置の構成を示す部分断面図である。
第 4図 （A ) 〜 （C ) は、 レンズアレイとして使用可能な光学素子の例を模式的 に示す斜視図である。
第 5図は、 放射角依存光検知部の受光器アレイの形状を示す構成図である。 第 6図は、 放射角依存光検知部のアレイの他の形状を示す構成図である。
第 7図（A)は受光アレイのフォトディテク夕の形状を模式的に示す斜視図であ る。 （B )は受光アレイのフォトディテク夕の他の形状を模式的に示す構成図であ る。
第 8図は、 放射角依存光検知部の他の構成を示す構成図である。
第 9図は、 放射角依存光検知部 ωさらに他の構成を示す構成図である。
第 1 0図は、 放射角依存光検知部のまたさらに他の構成を示す構成図である。 第 1 1図は、 放射角依存光検知部の外観の一例を示す平面図である。
第 1 2図は、 液晶パネルの回路構成を示すブロック図である。
第 1 3図は、 液晶制御集積回路の構成を模式的に示すブロック図である。
第 1 4図は、 液晶制御集積回路の実装例を示す断面図である。
第 1 5図は、 液晶制御集積回路の他の実装例を示す断面図である。
第 1 6図は、 液晶制御集積回路の光導波路の構成を模式的に示す構成図である。 第 1 7図は、液晶制御集積回路の他の光導波路の構成を模式的に示す構成図であ 第 1 8図は、液晶制御集積回路の他の光導波路の構成を模式的に示す構成図であ る。
第 1 9図は、 液晶駆動用 T F Tの一例を示す断面図である。
第 2 0図は、受光素子として使用可能な M S M構造の受光器の一例を示す断面図 である。
第 2 1図は、 認証装置の処理手順を示すフローチャートである。
第 2 2図は、 放射角依存光放射装置の処理手順を示すフローチャートである。 第 2 3図は、 放射角依存光放射装置の他の構成を示す構成図である。
第 2 4図は、 放射角依存光放射装置のさらに他の構成を示す構成図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して、上記のとおりの特徴を有する本発明の実施形態を詳細に 説明する。
第 1図は、 本発明を適用した認証システムの一実施形態を示したものである。 この第 1図において、 1 0は、上記表示手段と上記第 1の光学系手段とを有する 上記光放射装置として機能する放射角依存光放射装置であり、認証情報が組み込ま れた認証用画像を散乱的に光放射して表示出力する。認証情報出力装置とも呼べる。 認証情報としては特定の波長の光のデ一夕 （たとえば 3原色各々の輝度値）を使用 する。
2 0は認証装置であり、上記第 2の光学系手段と上記光電変換手段として機能す る放射角依存光検知部 2 2および上記制御手段として機能する制御装置 2 3を有 し、 さらに光応答送信部 2 1を有する。
光応答送信部 2 1は、認証情報を組み込んだ認証用画像の送信に関する問い合わ せ（要求ともいえる）を行う。光応答送信部 2 1には周知の光通信装置を使用する ことができる。
放射角依存光検知部 2 2は、放射角依存光放射装置 1 0から出力された放射角依 存光 （認証情報を組み込んだ認証用画像） を受光して、 画像信号 （以下、 画像デー 夕と称する） に光電変換する。
制御装置 2 3には、 C P U、パソコン等プログラムを実行可能な種々の情報処理 装置を使用することができる。制御装置 2 3は、 認証用プログラムを使用して、放 射角依存光検知部 2 2で検出された画像デ一夕と、予め内部のメモリに記憶された 画像データとの一致比較を行い、一致判定が得られたときに認証合格つまり本人で あることの判定を行う。 その判定結果は、 セキュリティが必要な種々の装置 3 0、 たとえばパソコン （P C ) や扉など、 に認証確認信号として出力される。認証確認 信号が認証合格を示しているときに、装置 3 0は使用を許可するための情報処理を 行う。
放射角依存光放射装置 1 0についてより具体的に説明すると、その一構成例を示 す第 2図および第 3図において、 1 0 0は液晶パネル、 1 0 5は液晶パネル 1 0 0 を後ろから照明する後方照明部であり、これら液晶パネル 1 0 0および後方照明部 1 0 5は一般に液晶表示器と呼ばれている。
1 0 1は液晶パネル 1 0 0の表示画面、 つまりユーザが表示を見る側、 に設置さ れた光学系手段としてのレンズアレイであり、後方照明部 1 0 0の照明光の中の液 晶パネル 1 0 0を通過した光を散乱させる。
1 0 3および 1 0 4は液晶パネル 1 0 0の画素であり、画素 1 0 3および 1◦ 4 の開閉により上記照明光が通過したり遮光されたりする。予め定められた特定の画 素位置から出力される光が後述する放射角依存検知部 2 2の特定位置の画素に入 力される。
画素位置について説明すると、まずレンズアレイ 1 0 1の個々のレンズ 1 0 2の 中心直下には、正面から人間が文字や絵を観察するための画像パターンを表示する、 つまり当該画像パターンを表示画面にほぼ垂直な方向 aに出射する（第 3図参照）、 ための画素 1 0 3が配置されている。レンズアレイ 1 0 1の個々のレンズ 1 0 2の 周辺部、 つまり中心を外れた位置、の直下には観察角度依存性を持たせた画像パ夕 —ンを表示するための画素 1 0 4が配置されている。各レンズ 1 0 2の焦点距離と 液晶パネル 1 0 0からの距離は各画素に焦点が合致するように調整する。
各レンズ 1 0 2の左右周辺部直下の画素 1 0 4は、第 3図に示すように方向 b 1 に光を放射するための画素 b 1と方向 b 2に光を放射するための画素 b 2からな 7 る。画素 b 1 , b 2の放射光が直上のレンズ 1 0 2ではなく近接した隣のレンズ 1 0 2に入射することにより方向 b 1 , b 2以外の角度に放射されないように、 レン ズアレイ 1 0 1の各レンズ 1 0 2の間には遮光層 1 0 6も配設されている。もちろ んこの遮光層 1 0 6は画素からの最も所望する方向以外の方向の光、たとえば迷光、 を積極的に利用する場合には省略することができる。
このように画素 b l , b 2がレンズ 1 0 2の中心から側方に偏倚して配設されて いるので、 それらから出射した光はレンズ 1 0 2にてそれぞれ方向 b 1， b 2に屈 折して放射される。これにより、放射光は角度依存性を持って散乱されることにな り、放射角依存光放射装置 1 0は放射角依存光放射可能な液晶表示装置となってい るのである。
なお、 レンズアレイ 1 0 1には、 第 4図 （A) に示すような複数の平凸シリンド リカルレンズを連続配設してなるシリンドリカルレンズアレイ、第 4図（B ) に示 すような複数の円形レンズを平面上に 2次元配設してなるレンズアレイ、 第 4図 ( C )に模式的に示すような複数のフレネルレンズを平面上に 2次元配設してなる フレネルレンズアレイなどを適宜使用すればよい。これら各種レンズアレイにおい て、 各レンズと各液晶画素を上記のとおりに位置調整して配設する。
次に、認証装置 2 0の放射角依存光検知部 2 2についてより具体的に説明すると、 放射角依存光検知部 2 2は、角度分布を持つた光放射パ夕一ンつまり画像パ夕一ン を受信するための回路を必須とし、 その回路としては、 たとえば指向性を有する複 数の受光器からなる受光器ァレイを使用するとよい。
受光器ァレィは、上記放射角依存光放射装置 1 0からの放射光の角度依存性を持 つ光の分布がシリンドリカルレンズ等を用いて 1次元方向に分布している場合に は、個々の受光器を 1次元つまり一列に配置して受信するものとすればよく、 また 放射光の角度依存性を持つ光の分布が 2次元レンズアレイ等を用いて 2次元に分 布している場合には、個々の受光器を 2次元つまり複数列に配置して受信するもの とすればよい。 もちろん放射光の分布がたとえ 2次元であっても、その 1次元分布 のみを利用して認証する場合には 1次元配置にできる。
第 5図および第 6図は 1次元配置の一例を示したものであり、 1次元配置では受 光器アレイ 2 0 0の各受光器 2 0 1は、第 5図のように円弧状に配置してもよいし、 2003/012637 各受光器 2 0 1が互いに干渉しなければ第 6図に示すように直線状に配置しても よい。 また、各受光器 2 0 1の間に間隙を設けてもよい。 このような配置により受 光器アレイ 2 0 0自体も指向性を有することとなる。
指向性を有する受光器 2 0 1としては、 第 7図 （A ) に示すようなコリメ一トレ ンズ 2 0 2を装備したフォトディテク夕 2 0 3や、 第 7図（B ) に示すようにコリ メ一トレンズ 2◦ 2を一体化してモールドしたようなフォトディテク夕 2 0 3な どを考慮できる。
放射角依存光検出部 2 2の他の形態としては、たとえば第 8図〜第 1◦図に示し たものがある。第 8図および第 9図の形態は、球面凸レンズ 2 0 5でなる光学系を 利用してその焦点位置付近に撮像素子 2 0 4を配置したものであり、これによれば 上記と類似のパターンを得ることができる。ただし、完全な球面凸レンズは: e— ø レンズではないため、画像のパターンが重畳された形のパターンが撮像面に表示さ れる。 しかしながら、 これは認証性能を低下させるものではなく、 登録時に画像パ 夕一ンを含めた角度依存強度パターンで認証を行うことにより、より認識精度を向 上させることが期待できる'。
第 1 0図は、光学系として複数の球面凸レンズ 2 0 6からなる凸レンズアレイを 使用し、各球面凸レンズ 2 0 6の焦点位置付近に設けた撮像素子 2 0 4で受光する 形態である。第 9図ではすべての画素からの放射光強度の総和を一つの球面凸レン ズ 2 0 5を通して受光しているが、第 1 0図では凸レンズアレイの各球面凸レンズ 2 0 6を通して受光している。凸レンズアレイのレンズ数は、前記放射角依存光放 射装置 1 0におけるレンズアレイ 1 0 1のレンズ数にあわせる必要はなく、いくつ かの画素を合わせた総和の放射パ夕一ンを受光できるものであればよい。
また、凸レンズアレイのレンズは放射角依存光放射装置 1 0の位置ずれを許容で きる程度の口径、 つまりレンズアレイ 1 0 1の配置誤差が許容できる程度の口径、 例えば横配置誤差の 3倍程度以上の口径とすればよい。
以上の放射角依存光放射装置 1 0と認証装置 2 0とは認証のために放射光つま り画像の送受を行うが、この送受は両装置間での問合せ信号の送受に応じて行うよ うにシステム構成することができる。これは、第 1図における光応答送信部 2 1お よび後述の受光回路を介して行われる。これにより、放射角依存光放射装置 1 0と 認証装置 2 0との間の双方向通信が実現されることとなる。 このとき、秘匿性保持 の観点から、 問合せ信号は光信号とすることが好ましい。 もちろん、 微弱電波通信 としてもよい。
第 1 1図は、 放射角依存光放射装置 1 0の外観の一例を示したものである。 この第 1 1図において、 3 0 0は放射角依存光放射装置 1 0の前面をなす液晶パ ネルである。
3 0 1は液晶パネル 3 0 0の一部画面表面に上述したレンズアレイ 1 0 1を配 置した放射角位依存光放射可能な画像表示用の液晶表示部である。
3 0 2はレンズアレイ 1 0 1を配置していない従来と同様の別の液晶表示部で あり、 この形態では文字表示用として使用する。
3 0 3は液晶制御集積回路であり、 放射角依存光放射装置 1 0内に内蔵される。 液晶制御集積回路 3 0 3については後で詳細に説明する。
3 0 4は液晶パネル 3 0 0の液晶を駆動する液晶駆動用ゲートドライバチップ であり、やはり放射角依存光放射装置 1 0内に内蔵される。液晶駆動用ゲートドラ ィバチップ 3 0 4については公知の技術を利用でき、 たとえば、液晶画素を高速か つ高精細に駆動させることが要求される場合にはガラス製の液晶パネル上にチッ プ ·オン ·ガラス技術を利用して実装されることが多く、 また液晶制御集積回路チ ヅプに一体化される場合も別のチップとして実装される場合もある。第 1 1図の例 では、チヅプ'オン'ガラス技術で液晶パネル 3 0 0の表面側方に実装されている。 同様に液晶制御集積回路 3 0 3チップもチップ'オン 'ガラス技術で表面下方に実 装されている。
3 0 5は認証装置 2 0の光応答送信部 2 1から送られる問合せ信号（第 1図を参 照）を受信する受光回路であり、 この形態では液晶制御集積回路 3 0 3に組み込ま れており、同じチップ上に集積化されて回路の実装コストが抑えられている。受光 回路 3 0 5にはフォトディテクタを使用することができる。なお、 フォトディテク 夕を応用した I r D Aのような光送受信モジュールや周囲の明るさによって画面 の輝度を調整する公知の受光素子を使用することもでき、その場合でも受光回路 3
0 5の位置は規格化されていないため液晶表示部 3 0 1および 3 0 2との配置を 考慮して組込み位置を適宜定めればよい。 他の形態としては液晶デイスプレイ自体を受光回路 3 0 5に利用することもで きる。 この形態では、認証装置 2 0との双方向通信、 つまり問合せ信号の受信およ びそれに対する応答信号としての画像の送信、を実現するための光軸合わせが容易 になる。
本実施形態では上述のように受光回路 3 0 5を持たせることにより放射角依存 光放射装置 1 0と認証装置 2 0との間の双方向通信を実現する。
第 1 2図は、 上記液晶パネル 3 0 0 (本図では 4 0 5 ) の電気回路構成の一例を 示したものである。
この第 1 2図において、 4 0 0は情報入力を行うためのキー入力回路である。 4 0 1は電源等が入っていることを示す L E D出力回路である。
4 0 3は C P Uおよび制御用プログラムを記憶した R O Mを有するプロセッサ である。
4 0 2はプロセッサ 4 0 3に対する入出力デ一夕を記憶する演算処理用メモリ である。
4 0 4は液晶パネル 4 0 5に表示する文字および認証情報を組み込んだ画像を 表示するための画像デ一夕をビヅトマップ、つまり画素ごとのカラ一デ一夕、の形 態で記憶する表示用メモリである。
4 0 6は液晶駆動ゲ一トドライバであり （第 1 1図の 3 0 4に対応）、 液晶パネ ル 4 0 5の個々の画素に対応する液晶素子を上記画像デ一夕に基づき駆動する。
4 0 7は上記画像データを表示用メモリ 4 0 4から読み出して、液晶駆動ゲート ドライバ 4 0 6に転送する液晶制御集積回路である。
4 0 8は受光回路である （第 1 1図の 3 0 5に対応） 。
このような回路構成自体については、上述のほか、種々の従来周知のものを使用 することができるので、 さらなる詳細な説明を省略する。
第 1 3図は、第 1 1図，第 1 2図の液晶制御集積回路 3 0 3 , 4 0 7および受光 回路 3 0 5 , 4 0 8のより具体的な構成例を模式的に示したものである。
この第 1 3図において、 5 0 8は受光回路部であり、前記認証装置 2 0の光応答 送信部 2 1から送られる問合せ信号光（第 1図参照）を受光して電気信号に光電変 換する受光素子、および次の回路を有する。受光素子 5 0 9に対してバイアス電圧 を発生するバイアス電圧発生回路 5 0 1。受光素子 5 0 9により光電変換された電 気信号のレベルを調整する信号レベル調整回路 5 0 2。上記電気信号をラッチする つまり保持する信号バッファラッチ回路 5 0 3。受光素子 5 0 9から出力される信 号から雑音を除去する雑音除去回路 5 0 5。上述の構成回路の動作を制御する動作 制御回路 5 0 4。
また、 5 0 7は第 1 1図の液晶表示部 3 0 1、 3 0 2を制御する液晶制御集積回 路部である。
そして、 5 0 6はこれら各回路を集積した液晶制御集積回路チップである。 なお、 この液晶制御集積回路チップ 5 0 6において、第 1 3図の受光回路部 5 0 8はチップの一端に設けられているが、チヅプの中央部に配置してもあるいは両端 など複数の場所に配置してもよい。
受光素子 5 0 9の受光デバイスとしては、入射する光を電気信号に変換できれば 良いので、 P N接合を有するフォトダイォ一ド、 フォトトランジスタなどのフォト ディテクタが利用できる。高速動作のために、 p— i— nフォトダイオード、 アバ ランシヱフォトダイォ一ドも利用できる。 また、 光が入射することで、 抵抗値が変 化するフォトコンダクティブ素子や電圧が発生するいわゆる太陽電池などのフォ トポルタイヅク素子も使用できる。
さらに、いわゆる T F T液晶では液晶画面上に F E Tなど能動素子を配置してい るので、後述するように液晶画面の一部に受光素子を集積して配置すれば、受光素 子を第 1 1図および第 1 3図に例示したような液晶制御集積回路チップ上ではな く、液晶ディスプレイ上に配置することができる。ここではこれらの光を受光して 電気信号に変換する素子を総称して受光素子と呼んでいる。
受光回路部 5 0 8の動作について説明すると、 まず、受光素子 5 0 9の動作に必 要な適切な値のバイアス電圧がバイアス電圧発生回路 5 0 1から受光素子 5 0 9 に供給される。バイアス電圧を必要としない受光素子の場合にはバイアス電圧発生 回路 5 0 1を省略することができる。
受光素子 5 0 9にて認証装置 2 0からの問合せ信号光（第 1図参照）の入射によ り発生した電気信号は、雑音除去回路 5 0 5を経て、信号レベル調整回路 5 0 2に おいて、デジタル信号処理ができる電圧値と時間幅に調整される。このデジタル信 号となった信号は、信号バッファラッチ回路 5 0 3に一時的に保持され、前記第 1 2図におけるプロセッサ 403に対して認証装置 2 0からの問合せ信号として入 力される。以上の動作は動作制御回路 5 0 により制御される。動作制御回路 50 4による制御は、 1チップ上にない別のチップのプロセッサにより行ってもよい。 第 14図は、上記受光回路部 508を集積した液晶制御集積回路チップ 50 6と 液晶パネルの一実装例の断面を示したものである。
液晶パネル 6 00上には、受光素子 60 2を集積した受光機能付の液晶制御集積 回路チップ 60 1、 光導波素子 603、 レンズアレイ 604が配置される。 レンズ アレイ 604は受光素子 602への入射光強度を増大するためと、入射光感度に方 向依存性つまり所定の放射角度を持たせるために用いる。
認証装置 20の光応答送信部 2 1からの問合せ信号光（第 1図参照）はレンズァ レイ 604から光導波素子 603に入射し、その光導波路内で反射して進行方向が 折り返され、受光素子 602に導入される。このように光導波素子 603を介在さ せて光路方向を変更するのは、液晶制御集積回路チップ 60 1を液晶パネル 600 上つまり光入射側に配置しているためである。
この配置にはチヅプ ·オン 'ガラス （COG) 技術を利用できる。 より具体的に はたとえば、 P— BGA、 P-FB GAs T-BGAFC-BGA, FP-B G Aなどのボールタイプ表面実装方式や、 ガルウィング ' リード 'タイプの S O P、 S S OP、 T S SOP、 TS0P 1、 T S OP 2、 QFP、 ファインピッチ Q F P および TZLQFPと、 Jリード 'タイプの S OJおよび QFJなどのリードタイ プ表面実装方式を利用でき、チップが必要とする配線数により多様な形状のパッケ —ジを考慮できる。
第 14図では B G Aのボールタイプ表面実装方式を採用しており、液晶パネル 6 00上に透明電極 605を形成した後、その上にマウントパヅド 6 06を介してハ ンダボ一ル 607を設け、それにより液晶制御集積回路チップ 6 0 1を支持し実装 している。 また、 この液晶パネル 600と液晶制御集積回路チヅプ 60 1との間隙 に光導波素子 603を載置して、マウントパッド 608およびハンダ 6 09によつ て両側から挾持固定している。このときたとえばマウントパヅド 6 05上に 1 50 〃mのはんだぺ一ストを塗布し、 0. 6mm± 0. 1 mmのハンダボール 6 06を 12637 使用した 2 2 5ピン B G Aの場合を例にとると、リフ口一後の高さが 3 5 0 - 4 0 0ミクロン程度になる。 したがって、光導波素子 6 0 3の厚さはこの場合 3 0 0ミ ク口ン程度である必要がある。
第 1 5図は、液晶制御集積回路チップ 6 0 1と液晶パネル 6 0 0の他の実装例を 示したものである。
この第 1 5図では、液晶制御集積回路チップ 6 0 1を液晶パネル 6 0 0背面に配 置し、入射した問合せ信号光がレンズアレイ 6 0 4から液晶パネル 6 0 0を通して チヅプに導入されるものとなっている。 これによれば、 光導波素子 6 0 3 (第 1 4 図参照） は不要になる。 この場合、 液晶パネル 6 0◦の画素により入射信号光の 0 NZO F Fができるため、信号を受信したくないときには液晶素子のシャヅターを 閉じる、 あるいは絞りをしぼる、 と.いうような入射光強度の調整機能を持たせるこ とができる。この入射光強度制御は一つの画素で行っても良いし、複数で行っても 良い。複数使用する場合には、光強度の調整だけでなく、 レンズアレイ 6 0 4と共 に用いることにより光の入射方向に依存した入射光強度の調整も可能になる。第 1 5図では 6 1 1が入射光強度制御画素となっている。
第 1 6図は、上記第 1 4図における光導波素子 6 0 3のより具体的な構成を模式 的に示したものである。
光導波素子 6 0 3は、 上方（または前方） から入射した問合せ信号光を方向変更 して再び上方へ出射させて受光素子 6 0 2に入射させるために、 4 5度の鏡面を持 つ反射鏡部 6 0 3 a , 6 0 3 b 2つを互いに対向する向きで導波路内両側部に入射 鏡、 出射鏡として有している。光導波素子 6 0 3の背面は金属膜 6 0 3 cで覆われ ている。 この金属膜 6 0 3 cは、光導波素子 6 0 3背面の光反射率を増大させるた め（反射機能と呼ぶ）、 および液晶パネル 6 0◦からの発光を雑音光信号として拾 わないため （遮光機能と呼ぶ） に設けられている、 そして、 液晶パネル 6 0 0に固 定する場合の光導波素子側のハンダ付けのマウントパッドのための役割をも持つ ている。なお、 光導波素子 6 0 3が接着剤や粘着剤で固定される場合には、 三番目 の役割は利用しないことになる。
第 1 7図は、 光導波素子 6 0 3の他の実施形態を示したものである。
光導波素子 6 0 3の厚さが十分に取れない場合には、上記反射鏡部 6 0 3 a , 6 0 3 bの面積が十分にとれないことがある。その場合、第 1 7図に例示したように 光導波素子 6 0 3の導波路内背面に角度 0および 0が 4 5度未満の断面三角状突 起を複数有する反射部 6 0 3 d， 6 0 3 eを設ければ、入射光を高い効率で受光素 子 6 0 2に導入できる。
より具体的には、第 1 7図では、光導波素子 6 0 3の入射側の導波路内背面に角 度 Θが 4 5度未満の断面三角状突起を複数有する第 1の反射部 6 0 3 dと、光導波 素子 6 0 3の表面に第 1の反射部 6 0 3 dからの反射光を導波路内で下方に反射 して方向変更させる光反射膜 6 0 3 f と、光導波素子 6 0 3の出射側の導波路内背 面に角度 øが 4 5度未満の断面三角状突起を複数有する第 2の反射部 6 0 3 eと を設けている。 これによれば、光反射膜 6 0 3 f での反射による集光効率増大効果 も得られ、第 1 6図の 4 5度反射鏡面部 6 0 3 a 3 6 0 3 bを設けた場合よりもよ り一層高効率に受光素子 6 0 2 (第 1 4図参照） に光を入射させることができる。 光反射膜 6 0 3 f については、金属や誘電体の蒸着により形成できる。もちろん この光反射膜 6 0 3 f は、受光素子 6 0 2に十分な入射光強度が得られるのであれ ば省略できる。
第 1 8図は、 光導波素子 6 0 3のさらに他の実施形態を示したものである。 この第 1 8図に例示したように、光導波素子 6 0 3の導波路内背面に回折格子の ような規則的な、あるいは不規則な凹凸をつけて光を散乱させることで散乱光の一 部を受光素子 6 0 2に導くこともできる。この場合ではあまり高い効率が要求され ないのであれば角度 や は必ずしも 4 5度未満でなくても良い。 第 1 8図では、 より具体的には、光反射膜 6 0 3 :Πまそのままに、入射側の第 1の反射部 6 0 3 g および出射側の第 2の反射部 6 0 3 hがそれぞれ散乱用凹凸を有するものとなつ ている。
なお、 光導波素子 6 0 3自体は液晶制御集積回路チップ 6 0 1 (第 1 4図参照） のはんだ付けの温度に耐え得る材料であるガラスや高耐熱透明高分子材料を使用 するとよい。
ところで、以上の各実装例では、受光素子 6 0 2を液晶制御集積回路チップ 6 0
3に実装したものとなっているが、 T F T液晶のように液晶ディスプレイ内部に受 光素子を集積した場合でも同じ効果を得ることができる。 第 1 9図は、液晶駆動用 TFTの一例を示したものである。 この第 1 9図におい て、 700は液晶パネルガラス、 70 1は半導体、 70 2はドレイン電極、 703 はソース電極、 704はゲート電極、 705はゲート絶縁体、 70 6は金属酸化膜、 70 7は金属膜、 Ί 08は液晶駆動用電極である。半導体 70 1としてはァモルフ ァスシリコン、 ポリシリコン、 単結晶シリコン、 単結晶化シリコンなどを考慮でき る o
しかし、 この形式の TFTは MO S— FETであるため、受光素子としてはその まま利用できない。そこで、 たとえば第 20図に例示したように MSM (me t a 1— s emi c o ndu c t o r— me t a l ：金属—半導体一金属）構造の受光 器を形成すれば受光素子が構成できる。
第 20図において、 800は液晶パネルガラス、 80 1半導体、 802は第 1の 電極、 803は第 2の電極、 804は絶縁体、 805は遮光反射層である。
受光素子を形成する半導体 80 1の下部に設けられている遮光反射層 80 5は、 液晶パネル裏面からの光の入射を防止すると共に、入射する問合せ信号光のうちで 半導体 80 1で吸収しきれなかった光を反射して光電変換効率を増大させる機能 を持っている。この遮光反射層 805の材質としてはゲート電極（第 1 9図の 70
4) に使用するのと同じ金属、 例えばタンタルを考慮できる。
絶縁体 804の材質としては、 ゲート絶縁層 （第 1 9図の 70 5) と同じ材質、 例えば窒化シリコンや S i 02を考慮できる。
第 1の電極 80 1および第 2の電極 80 2間にバイァス電圧を印加している状 態で信号光が入射すると、 半導体 80 1層内部に光子により電子正孔対が発生し、 両電極間が導通して電流が流れるので、第 1の電極 80 1および第 2の電極 802 を画素選択用の配線にそれぞれ接続しておけば、個別の素子の光信号の入射状況を 取得できるようになる。
受光素子としては、 この MS M構造に限らず、 pnあるいは p— i一 n構造など 各種の受光素子構造を利用することができる。
受光素子のための半導体としては、上記液晶駆動用トランジスタと同様に、 ァモ ルファスシリコン、 ポリシリコン、単結晶シリコン、単結晶化シリコンなどを考慮 できる。 なお、受光素子の感度を高めるためには、受光領域の半導体の寸法や体積を大き くしたり、 ドーピング量を変更したりすればよい。 この場合、液晶画素駆動用の半 導体の素子寸法とは異なることになる。 また、高精細な画像表示部の画素の近傍す ベてに作りこむことは、信号線の増大や液晶画素のフィルファクターを減らすこと になるので一般的には好ましくないが、 文字表示部 （たとえば第 1 1図の 3 0 2 ) や液晶パネル（たとえば第 1 1図の 3 0 0 )の周辺部にこの受光素子を配置するこ とで、十分な感度と性能で受光素子を実装した液晶ディスプレイが実現可能である。 以上説明したとおりの構成を有する第 1図の認証システムの動作について第 2 1図及び第 2 2図を参照して説明する。第 2 1図は認証装置 2 0の制御装置 2 3内 の C P Uが実行する制御プログラムの処理内容を示す。第 2 2図は放射角光放射装 置 1 0内の C P U (たとえば第 1 2図ではプロセッサ 4 0 3 )が実行する制御プロ グラムの処理内容を示す。
まず、認証装置 2 0の光応答送信部 2 1から認証対象者が保持する放射角依存光 放射装置 1 0に対して、問合せ信号が発せられる（第 2 1図のステップ S 1 0 0 )。 この信号には微弱電波を使用しても良いが、セキュリティの観点から、 ここでは秘 匿性を高く保持できる光信号を用いる。
この問合せ信号を検知（たとえば第 1 1図、第 1 2図では受光回路 3 0 5 , 4 0 8 ) した放射角依存光放射装置 1 0は（第 2 2図のステップ S 2 1 0 )は内部メモ リ （たとえば第 1 2図では演算処理用メモリ 4 0 2 )から認証に使用する色デ一夕 とその位置および画像を読み取り （第 2 2図のステップ S 2 1 0→S 2 2 0 )、 暗 証情報を組み込んだ認証用画像を内部メモリ（たとえば第 1 2図では表示用メモリ 4 0 4 )上で作成する。続いて作成された認証用画像を液晶パネル（たとえば第 2 図では 1 0 0 ) に表示させる （第 2 2図のステップ S 2 4 0 ) 。 これにより液晶パ ネル上のレンズアレイ （たとえば第 2図では 1 0 1 )からは散乱的に認証用画像の 光、 つまり角度依存性を持った光パターン、 が出射される （たとえば第 1 1図では 液晶パネル 3 0 0の画像表示用の液晶表示部 3 0 1 ) 。
制御装置 2 3は放射角依存光検知部 2 2 (たとえば第 5図， 6では受光器アレイ 2 0 0、第 8図〜第 1 0図では撮像素子 2 0 4と球面凸レンズ 2 0 5， 2 0 6 )で 上記光を受光すると （第 2 1図のステップ S 1 1 0 )、 それを光電変換して得た画 3 012637 像データの中の複数の特定画素位置の色デ一夕を抽出し、予め定められている色デ 一夕と一致比較することにより認証処理を実行する （制御装置 2 3内の C P U ) (第 2 1図のステップ S 1 2 0 ) 。
最後に制御装置 2 3の C P Uは一致の有無を認証確認信号として装置 3 0に出 力する。そして、この信号が認証一致を表すものであるとき、それを受け取った種々 の装置 3 0は駆動開始したり操作可能になったりする（たとえばドアの開駆動ゃパ ソコンの入力受付など） 。
上記認証処理は、認証一致が得られるまで、異なるあるいは同じ誰何と応答との パターンを照合して行われる。ここでいうパターンは角度依存性を有する放射パ夕 —ンと時系列的な信号の両方を含む。認証が成功すればセキュリティが必要な装置 3 0へのアクセスを許可する。
[放射角依存光放射装置の他の構成]
第 2 3図は、 放射角依存光放射装置の他の構成を示したものである。
この第 2 3図において、はレンズアレイ 1 0 1を構成する各レンズ 1 0 2の中心 部直下に画面正面（方向 a 1 )表示用の画素 a 1が配置され、 そこから順に側方に ずれた位置にて方向 a 2、 方向 a 3、 方向 1、 方向 b 2の表示用にそれぞれ画素 a 2、画素 a 3、画素 b 1、画素 b 2が配置されている。これらの画素 a 2 , a 3 , b 1 , b 2は、 角度依存性をもつ画像を用いた認証のためにも利用できる。
また、各レンズ 1 0 2から出射される各画素に同じパ夕一ンを照明すれば、観察 できる視野角を拡大するためにも利用できる。逆に、画面を隣の観察者から靦き込 まれることを防止するために、特定の方向を表示できる画素、例えば正面方向だけ から読み取れるようにしたい場合にはレンズ中心部直下の画素 a 1だけを表示し て秘匿性の高い文字等表示を実現することもできる。
第 2 4図は、 放射角依存光放射装置のさらに他の構成を示したものである。 この第 2 4図においては、レンズアレイ 1 0 1を構成する各レンズ 1 0 2の中心 部直下に画面正面（方向 a )表示用の画素 aが配置され、 また遮光層 1 0 6を間に して隣り合う各レンズの周辺部同士を跨ぐ位置に認証用の画素 bが配置されてい る。 この場合、 正面から画面を見ると画素 aの表示が見え、 方向 + bと方向一 bに は画素 bからの透過光強度の総和が出射される。認証装置 2 0の受光素子が純粋に PC蘭 00裏 2637 方向だけに依存した光出力を受光する場合には、方向 + bと方向一 bの強度は同じ となるが、方向だけでなく位置に依存した受光をする場合、あるいは製造の結果画 素 bの中心にレンズの境界がこない場合には、強度は異なることになる。 これら強 度の不均一を固有の個体差の認証の鍵として利用することもできる。
[さらに他の実施形態]
( 1 )液晶パネル自体にホログラムパターンを表示させ、 所望の角度に依存した パターンを放射させることもできる。この場合は、放射角依存光放射装置 1 0側の 光学系 （第.2 3第 2図 3 , 2 4ではレンズアレイ 1 0 1 ) と画像とを、 ホログラム パターンに対応させて好適な形態に構成すればよい。ホログラムパターンを出力す る必要がない場合には、ホログラム効果を奏しないグラフィヅクパ夕一ンを表示出 力すればよい。液晶パネルに表示される画像を、画面を見るものに認知させたい場 合はホログラムが好適であり、何が表示されているかわからないようにするために は、 グラフィックパターンが好適である。
( 2 )認証用画像は時系列に画像の内容を変化させてもよい。 また、 内部に組み 込む認証情報のみを変化させてもよい。 また、認証対象者に応じて認証用画像や内 部組み込みの認証情報を変化させてもよいことは勿論である。
( 3 )第 1図の実施形態では認証装置 2 0と放射角依存光放射装置 1 0との間で 双方向通信を行ったが、放射角依存光放射装置 1 0が単方向通信を行ってもよいこ とは言うまでもない。
( 4 ) またもちろん、 本実施形態は、 扉やパソコン以外にも、 種々の認証を要す る電子システムに適用可能である。
( 5 )問合せ手段としての光応答送信部 2 1と放射角依存光放射装置 1 0の間の 通信は光以外の通信方法、 例えば電波や有線等をも採用することができる。
( 6 )放射角依存光放射装置 1 0には既存の電子機器、 たとえば、 携帯電話、 携 帯端末など、表示器 (特に液晶表示器）を有する電子機器を使用することができる。 この場合には、表示画像を散乱させる光学系手段を脱着可能に取り付けて、認証を 行うときに、 認証情報を組み込んだ画像を出力させるようにしてもよい。
( 7 ) 認証情報を組み込んだ画像の内容は、 図柄、 写真、 ィラスト、 模様、 文字 等、 種々のものとすることができる。 また、 画像は固定化する必要はなく、 時系列 画 12637 的に変化させてもよい。
( 8 ) また、 光応答送信部 2 1からの表示パターンの光エネルギーを利用するこ とにより、 放射角依存光放射装置 1 0は自らの電波あるいは光信号の送信手段や、 バックライ ト照明された液晶画像の表示手段を用いなくても、応答信号すなわち情 報の伝送を放射角依存光検知部 2 2に送信できる。これによれば認証時において放 射角依存光放射装置 1 0からの外部への電波放射などを低減することができるた め、盗聴の防止によるセキュリティのさらなる向上や情報端末本体の消費電力の低 減が可能になる。 産業上の利用可能性
以上、 説明したように、 本発明によれば、 単なる一次元あるいは二次元画像に よる認証ではなく、 角度依存分布の利用という従来にない全く新しい手法で、 認 証精度と利便性についてバランスよく認証を行うことのできる認証システム、 光 放射装置、 認証装置、 および認証方法が提供される。

Claims

請求の範囲
1 . 認証情報が組み込まれた画像を表示出力する表示手段と、
当該表示出力された画像の光を画素ごとに所定角度に散乱させる第 1の光学系 手段と
を有する光放射装置、 および
前記光放射装置により散乱された画像の光を集光する第 2の光学系手段と、 当該集光された画像を光電変換する光電変換手段と、
当該光電変換された画像を使用して認証を行う制御手段と
を有する認証装置
を具えたことを特徴とする認証システム。
2 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記表示手段により表示 出力される画像中の認証情報に対応する画像は散乱され、認証情報以外の画像は前 記表示手段の表示画面にほぼ垂直な方向に出射するように前記表示手段および前 記第 1の光学系手段が構成されていることを特徴とする認証システム。
3 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記認証装置からの問い 合わせに応じて前記光放射装置から画像を表示出力することを特徴とする認証シ ステム。
4 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記第 1の光学系手段お よび前記第 2の光学系手段は 1次元的な光分布を利用するレンズアレイであるこ とを特徴とする認証システム。
5 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記第 1の光学系手段お よび前記第 2の光学系手段は 2次元的な光分布を利用するレンズアレイであるこ とを特徴とする認証システム。
6 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記画像はホログラムパ 夕一ンであることを特徴とする認証システム。
7 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記画像はホログラム効 果を奏しないグラフィヅクパターンであることを特徴とする認証システム。
8 .請求の範囲第 1項に記載の認証システムにおいて、前記第 1の光学系手段は 複数のレンズからなるレンズアレイであり、複数のレンズの間に空隙を設けたこと を特徴とする認証システム。
9 . 認証情報が組み込まれた画像を表示出力する表示手段と、
当該表示出力された画像の光を画素ごとに所定角度に散乱させる光学系手段と を有することを特徴とする光放射装置。
1 0 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、前記表示手段により表示 出力される画像中の認証情報に対応する画像は散乱され、認証情報以外の画像は前 記表示手段の表示画面にほぼ垂直な方向に出射するように前記表示手段および前 記光学系手段が構成されていることを特徴とする光放射装置。
1 1 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、外部装置からの問い合わ せに応じて前記表示手段から画像を表示出力することを特徴とする光放射装置。
1 2 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、前記光学系手段は 1次元 的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする光放射装置。
1 3 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、前記光学系手段は 2次元 的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする光放射装置。
1 4 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、前記画像はホログラムパ ターンであることを特徴とする光放射装置。
1 5 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、前記画像はホログラム効 果を奏しないグラフィックパターンであることを特徴とする光放射装置。
1 6 .請求の範囲第 9項に記載の光放射装置において、前記光学系手段は複数の レンズからなるレンズアレイであり、複数のレンズの間に空隙を設けたことを特徴 とする光放射装置。
1 7 . 外部装置により所定角度に散乱された画像の光を集光する光学系手段と、 当該集光された画像を光電変換する光電変換手段と、
当該光電変換された画像を使用して認証を行う制御手段と
を有することを特徴とする認証装置。
1 8 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記画像中の認証情報に 対応する画像は散乱され、認証情報以外の画像は散乱されていないものであること を特徴とする認証装置。
1 9 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記外部装置に前記画像 を出力させるための問い合わせを行うことを特徴とする認証装置。
2 0 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記光学系手段は 1次元 的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする認証装置。
2 1 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記光学系手段は 2次元 的な光分布を利用するレンズアレイであることを特徴とする認証装置。
2 2 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記画像はホログラムパ ターンであることを特徴とする認証装置。
2 3 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記画像はホログラム効 果を奏しないグラフィヅクパターンであることを特徴とする認証装置。
2 4 .請求の範囲第 1 7項に記載の認証装置において、前記外部装置は光の散乱 のための光学系手段を有しており、該光学系手段は複数のレンズからなるレンズァ レイであり、 複数のレンズの間に空隙を設けたことを特徴とする認証装置。
2 5 . 認証情報が組み込まれた画像を表示手段から表示出力し、
当該表示出力された画像の光を第 1の光学系手段により画素ごとに所定角度に 散乱させ、
前記第 1の光学系手段により散乱された画像の光を第 2の光学系手段により集 光し、
.当該集光された画像を光電変換手段により光電変換し、 - 当該光電変換された画像を使用して制御手段により認証を行う
ことを特徴とする認証方法。
2 6 .請求の範囲第 2 5項に記載の認証方法において、前記表示手段により表示 出力される画像中の認証情報に対応する画像は散乱させ、認証情報以外の画像は前 記表示手段の表示画面にほぼ垂直な方向に出射させるように前記表示手段および 前記第 1の光学系手段を構成することを特徴とする認証方法。
2 7 .請求の範囲第 2 5項に記載の認証方法において、 問い合わせに応じて前記 画像を前記表示手段から表示出力させることを特徴とする認証方法。
2 8 .請求の範囲第 2 5項に記載の認証方法において、前記第 1の光学系手段お よび前記第 2の光学系手段は 1次元的な光分布を利用するレンズアレイであるこ とを特徴とする認証方法。
2 9 .請求の範囲第 2 5項に記載の認証方法において、前記第 1の光学系手段お よび前記第 2の光学系手段は 2次元的な光分布を利用するレンズアレイであるこ とを特徴とする認証方法。
3 0 .請求の範囲第 2 5項に記載の認証方法において、前記画像はホログラムパ 夕一ンであることを特徴とする認証方法。
3 1 .請求の範囲第 2 5項に記載の認証方法において、前記画像はホログラム効 果を奏しないグラフィヅクパターンであることを特徴とする認証方法。
3 2 .請求の範囲第 2 5項に記載の方法において、前記第 1の光学系手段は複数 のレンズからなるレンズアレイであり、複数のレンズの間に空隙を設けたことを特 徴とする認証方法。
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