(57)【要約】【課題】従来公知の磁気カードやＩＣカードを用いた個人認証媒体では、個人識別情報の書き換えを確実に防止することができなかった。【解決手段】外部から入力された書き込み信号に応じて不可逆に動作するとともに、その動作後の状態が個人識別情報として検出される複数の可動部Ｋ１〜Ｋ８の集合体からなる可動構造部３２を含むＩＣチップ３をカード本体に埋め込んでカード型の個人認証媒体を形成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力された書き込み信号に応じて不可逆に動作するとともに、その動作後の状態が個人識別情報として検出される可動構造部を有する
ことを特徴とする個人認証媒体。
【請求項２】
前記可動構造部は、半導体基板上でそれぞれ独立に駆動する複数の可動部の集合体からなる
ことを特徴とする請求項１記載の個人認証媒体。
【請求項３】
外部から入力された書き込み信号に応じて不可逆に動作するとともに、その動作後の状態が個人識別情報として検出される可動構造部を有する個人認証媒体と、
前記可動構造部の前記動作後の状態を、光学的、電気的、磁気的又は機械的に検出することにより、前記個人認証媒体から個人識別情報を読み取る検出装置と
を用いて構成されたことを特徴とする個人認証システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、身分証明カードやクレジットカードなどに適用される個人認証媒体とこれを用いた個人認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カード社会という言葉で代表されるように様々な分野でカードを用いた経済行為が行われている。情報の保持方法も従前の穴あきカードから、磁気カード、ＩＣカードへと進歩し、媒体もカードに留まらず、直接体内に埋め込むといった応用も実現間近と言われている。
【０００３】
カード型の個人認証媒体としては、カード本体に形成された磁気ストライプに磁気記録方式でデータを記録する磁気カードが広く利用されている。ただし、磁気カードの場合は、データの記憶容量が少ない、セキュリティの確保が難しいなどの理由から、近年では、カード本体にＩＣチップを埋め込んだＩＣカードも導入されている。
【０００４】
このような磁気カードやＩＣカードを用いて個人認証を行う場合は、カードの利用者（所有者）を一意に識別するための個人識別情報をカード自体から読み取る必要がある。そのため、磁気カードやＩＣカードには、それぞれのカード記録方式にしたがって個人識別情報（ＩＤ；ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が磁気的又は電気的に書き込まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来公知の磁気カードやＩＣカードを個人認証媒体として用いた場合は、一旦カードに個人識別情報を書き込んだ後でも、所定のデータ書き込み装置を利用すれば、個人識別情報を電気的又は磁気的に書き換えることができる。また、個人識別情報の書き換えや書き換えのための操作権を、パスワードや暗号化処理で制限するなどのセキュリティ対策を講じても、それらが解読された時点で個人識別情報の書き換えが許容されてしまう。したがって従来の個人認証媒体では個人識別情報の書き換えを完全に阻止することができなかった。
【０００６】
ちなみに、本明細書で記述する「個人識別情報の書き換え」とは、一旦書き込まれた個人識別情報の上から別の個人識別情報を電気的又は磁気的に重ね書きして置換する方式（上書き方式）や、一旦書き込まれた個人識別情報を電気的又は磁気的に消去してそこに別の個人識別情報を電気的又は磁気的に書き込む方式（再書き込み方式）をいう。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、個人識別情報の書き換えを確実に阻止することができる個人認証媒体及び個人認証システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る個人認証媒体は、外部から入力された書き込み信号に応じて不可逆に動作するとともに、その動作後の状態が個人識別情報として検出される可動構造部を有するものである。
【０００９】
この個人認証媒体においては、書き込み信号に応じた可動構造部の不可逆な動作によって個人識別情報の書き込みが行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施形態では個人認証媒体の具体的な形状としてカード型を例示するが、本発明の適用対象となる個人認証媒体はカード型に限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係る個人認証媒体の全体的な形状を示す外観図である。図示した個人認証媒体１は、例えば、プラスチック製のカード本体２にチップ状の半導体集積回路装置（以下、ＩＣチップ）３を埋め込んだカード型の個人認証媒体（ＩＣカード）である。この個人認証媒体１は、ＩＣチップ３のメモリへのデータ書き込み方式として、接触式を採用したものであればカード本体２の一部に電気的なコンタクト部（不図示）を有するものとなり、非接触式を採用したものであればカード本体２に通信用のアンテナを内蔵したものとなる。ＩＣチップ３は、必要に応じてカード本体２の表面に見えるように組み込まれる。
【００１２】
図２は個人認証媒体１の主要部となるＩＣチップ３の構成を示す平面概略図である。図示のようにＩＣチップ３は、シリコン基板等の半導体基板をベースに構成されたものであって、この半導体基板（チップ）上に、半導体集積回路部３１と、複数個（図例では１１個）の接続端子Ｐ１〜Ｐ１１と、可動構造部３２とが形成されている。半導体基板上における可動構造部３２の配置は任意に変更可能である。
【００１３】
複数個の接続端子Ｐ１〜Ｐ１１は、例えば、アルミニウム製の電極パッド（アルミパッド）によって形成されるものである。このうち、８個の接続端子Ｐ１〜Ｐ８は、それぞれ配線パターンを介して半導体集積回路部３１に電気的に接続されている。また、残り３個の接続端子Ｐ９〜Ｐ１１は、それぞれ配線パターンを介して可動構造部３２に電気的に接続されている。
【００１４】
可動構造部３２は、外部から入力される書き込み信号（主に電気信号）に応じて不可逆に動作するとともに、その動作後の状態（形状、配置などの構造的特徴要素）が個人識別情報として検出されるものである。この可動構造部３２は、それぞれ独立に駆動する複数個（図例では８個）の微小な可動部Ｋ１〜Ｋ８によって構成されている。このような可動構造部３２を有するＩＣチップ３は、微細加工技術の応用によって微小な機械的要素を実現（形成）したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）デバイスとなる。
【００１５】
また、一つの機械的要素となる各々の可動部Ｋ１〜Ｋ８は、ミクロスケールのカンチレバー（片持ち梁）を形成するものである。このことから、可動構造部３２は、複数個のカンチレバー（Ｋ１〜Ｋ８）の集合体によって構成されたものとなる。このように複数の可動部Ｋ１〜Ｋ８によって可動構造部３２を構成するとともに、各々の可動部Ｋ１〜Ｋ８を独立に駆動し得るものとすることにより、可動構造部３２の不可逆な動作を利用して多値の個人識別情報を書き込むことが可能となる。可動構造部３２の具体的な構造とその動作を利用した個人識別情報の書き込みについては後段で説明する。
【００１６】
なお、図２においては、３個の接続端子Ｐ９〜Ｐ１１と可動構造部３２とを配線パターンで直接接続しているが、それらを半導体集積回路部３１を経由して接続したものでもよい。また、可動構造部３２を構成する全ての可動部Ｋ１〜Ｋ８を、それぞれに対応する接続端子と接続したものでもよい。
【００１７】
図３は可動構造部３２における可動部の具体的な構造・動作の一例を説明する図である。先ず、ＩＣチップ３の製造工程の中で、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、半導体基板３２１上に第１のＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ）膜３２２、第１のポリシリコン膜３２３及び第２のＰＳＧ膜３２４を形成した後、第２のポリシリコン膜３２５を形成する。その後、第１のＰＳＧ膜３２２及び第２のＰＳＧ膜３２４をエッチング等で除去することにより、半導体基板３２１上に第１のポリシリコン膜３２３及び第２のポリシリコン膜３２５を残してカンチレバー部を形成する。
【００１８】
この場合、第１のポリシリコン膜３２３の一端側は第２のポリシリコン膜３２５に係合した状態（引っ掛かった状態）となる。また、カンチレバー部を挟む２つの電極間にクーロン引力を作用させると、図３（Ｃ）に示すように、第１のポリシリコン膜３２３がクーロン引力で持ち上げられて回転動作する。そして、最終的には、図３（Ｄ）に示すように、半導体基板３２１上で第１のポリシリコン膜３２３が垂直に起立した状態に固定保持される。この場合、第１のポリシリコン膜３２３は一回だけの動作（回転動作）で完全に停止し、その後、電極間にクーロン引力を作用させても、第１のポリシリコン膜３２３が元（動作前）の状態に戻ることがないように設計されている。具体的には、第１のポリシリコン膜３２３がクーロン引力で回転動作したときに、第１のポリシリコン膜３２３を起立状態に保持する係止構造を設けるなどの態様が考えられる。
【００１９】
このように半導体基板３２１上でクーロン引力によってカンチレバー部（３２３，３２５）を駆動することにより、第１のポリシリコン膜３２３の起立状態（立っているか、倒れているか）をデジタル的に２値で表すことができる。よって、上述した８個の可動部Ｌ１〜Ｌ８をそれぞれ選択的に駆動（回転動作）させることにより、個人識別情報を８ビットの長さ（データ長）で書き込むことができる。
【００２０】
図４は可動構造部３２における可動部の具体的な構造・動作の他の例を説明する図である。先ず、ＩＣチップ３の製造後の段階では、図４（Ａ）に示すように、シリコンからなる半導体基板３２６上にＳｉ３Ｎ４からなる絶縁膜３２７が形成され、さらにこの絶縁膜３２７上にポリシリコンからなるカンチレバー部３２８が形成されている。カンチレバー部３２８はプッシュ部３２８Ａとプレート部３２８Ｂによって構成されている。
【００２１】
この場合、半導体基板３２６とカンチレバー部３２８の各電極に駆動パルスを印加すると、カンチレバー部３２８が次のように動作する。すなわち、駆動パルスがプラス電荷のときは、図４（Ｂ）に示すように、電極間に作用するクーロン引力によってカンチレバー部３２８が半導体基板３２６側に引き寄せられる。このとき、カンチレバー部３２８は、自身のバネ性をもって全体的に低く沈むように撓んだ状態となる。次いで、駆動パルスの電荷がゼロになるときは、図４（Ｃ）に示すように、カンチレバー部３２８がクーロン引力から解放される。このとき、カンチレバー部３２８は、それまで蓄積していたバネ力によって起き上がり、それと同時にプッシュ部３２８Ａを支点に一方向（図の右方向）にΔＸだけ這い進むように動作（以下、ほふく動作）する。その後、駆動パルスがマイナス電荷になると、図４（Ｃ）に示すように、電極間に作用するクーロン引力によってカンチレバー部３２８が再び半導体基板３２６側に引き寄せられて撓んだ状態となる。
【００２２】
以後、駆動パルスを印加するごとに、カンチレバー部３２８が上記同様のほふく動作を繰り返すことになる。そのため、駆動パルスのパルス数によってカンチレバー部３２８の横方向（一方向）への移動量（進み度合い）を段階的に変えることができる。したがって、この場合は、カンチレバー部３２８の横方向への移動量の違いや、移動後のカンチレバー部３２８の高さの違いを利用して、一つの可動部で多値を表すことができる。よって、上述した８個の可動部Ｌ１〜Ｌ８をそれぞれ選択的に駆動（ほふく動作）させることにより、個人識別情報を非常に大きな情報量（データ長）をもって書き込むことができる。また、可動部の個数を減らしても十分な情報量をもって個人識別情報を書き込むことができる。
【００２３】
以上のように可動構造部３２を不可逆に動作させることにより、その動作後の状態が、個人認証媒体１（ＩＣチップ３）に書き込まれた個人識別情報として検出されることになる。よって、この個人認証媒体１とこれに書き込まれた個人識別情報を読み取る検出装置によって個人認証システムを構成することができる。例えば、図５に示すように、ＩＣチップ３の可動構造部３２に光走査によって光を入射すると、各々の可動部Ｋ１〜Ｋ８の不可逆動作後の状態に応じた光が検出光として取り出される。したがって、この検出光を走査プローブなどでモニターすることにより、個人認証媒体１に書き込まれた個人識別情報を読み取ることが可能となる。また、この場合の個人識別情報は可動構造部３２の不可逆な動作によって構造的に書き込まれたものとなるため、一旦書き込んだ後に書き換えられることもない。
【００２４】
なお、上記実施形態においては、可動構造部３２がクーロン引力によって不可逆に動作するものとしたが、これ以外にも、例えば、熱膨張率の差を利用したバイメタル効果によって不可逆に動作するものであってもよい。この場合、例えば、ＩＣチップ３の所定の端子に書き込み信号として電流を流したときの熱抵抗によって可動構造部３２の可動部（カンチレバー等）Ｋ１〜Ｋ８を選択的に加熱することにより、個人識別情報の書き込みを行うことができる。また、可動構造部３２における可動部の動作形態については、上述した回転動作やほふく動作に限らず、種々の動作を採用することができる。
【００２５】
また、上記実施形態においては、個人認証媒体１に書き込んだ個人識別情報を光学的に検出する場合を例示したが、これ以外にも、電気的、磁気的又は機械的に個人識別情報を検出することも可能である。個人識別情報を機械的に読み取る方式としては、微細な接触子で可動構造部３２の表面を走査する方式が考えられる。また、個人識別情報を電気的に検出する場合は、図６に示すように、半導体集積回路部３１と可動構造部３２とを電気的に接続し、可動構造部３２の不可逆動作により、半導体集積回路部３１と可動構造部３２間を流れる電気信号に変化（例えば、ノイズレベルの変化）が生じるように構成すればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、書き込み信号に応じた可動構造部の不可逆な動作によって個人識別情報の書き込みが行われるため、個人識別情報の書き換えを確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る個人認証媒体の全体的な形状を示す外観図である。
【図２】個人認証媒体の主要部となるＩＣチップの構成を示す平面概略図である。
【図３】可動構造部における可動部の具体的な構造・動作の一例を説明する図である。
【図４】可動構造部における可動部の具体的な構造・動作の他の例を説明する図である。
【図５】個人識別情報の読み取り方式（検出方式）の一例を説明する図である。
【図６】個人識別情報の読み取り方式（検出方式）の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
１…個人認証媒体、２…カード本体、３…ＩＣチップ、３１…半導体集積回路部、３２…可動構造部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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