(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータに装着される主通信デバイスと、情報端末機に装着される端末通信デバイスと、前記端末通信デバイスに挿入される個人識別カードから成る超音波個人識別カードシステムであって、前記個人識別カードは、第１圧電基板、固有符号化すだれ状電極および第１電極群から成り、前記固有符号化すだれ状電極は電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有し、前記第１電極群はすだれ状電極I0と、前記すだれ状電極I0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ii (i=1)から成り、前記主通信デバイスと前記端末通信デバイスは互いに同様な構造を有し、前記主通信デバイスおよび前記端末通信デバイスは、それぞれ第２圧電基板、送信部および受信部から成り、前記端末通信デバイスの前記送信部は、第１双極性パルス発生器、第１および第２符号化すだれ状電極、第２電極群、包絡線検波器および単極性パルス発生器から成り、前記第２電極群はすだれ状電極A0と、前記すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成り、前記包絡線検波器は前記第２電極群に接続されており、前記単極性パルス発生器は前記包絡線検波器に接続されており、前記主通信デバイスの前記受信部は第３電極群、第２双極性パルス発生器、中継用すだれ状電極、第３および第４符号化すだれ状電極および検出用デバイスから成り、前記第３電極群は中央すだれ状電極B0Mと、前記中央すだれ状電極B0Mから距離L0だけ離れた左すだれ状電極B-1Mと、前記中央すだれ状電極B0Mから距離L0+iL (i=1)だけ離れた右すだれ状電極BiM (i=1)から成り、前記第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、それぞれ第１、第２、第３および第４符号パターンを有し、前記個人識別カードが前記端末通信デバイスに挿入されることにより、前記第１双極性パルス発生器からパルスが発生し、前記パルスが前記固有符号化すだれ状電極に印加されることにより、前記第１圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振され、前記固有符号化弾性表面波は、前記固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極I0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Iiで検出され、前記すだれ状電極I0での前記固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Iiでの前記固有符号化バースト信号の合成出力信号は、前記包絡線検波器を介して前記単極性パルス発生器で固有二重符号化デジタル信号に変換されて、デジタルネットワーク中に送信され、前記固有二重符号化デジタル信号が前記デジタルネットワーク中から前記左すだれ状電極B-1Mおよび前記右すだれ状電極BiMで受信されることにより、前記主通信デバイスの前記第２圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２弾性表面波は、前記中央すだれ状電極B0Mで固有一重符号化バースト信号に変換され、前記固有一重符号化バースト信号は前記第２双極性パルス発生器で固有一重符号化デジタル信号に変換され、前記固有一重符号化デジタル信号が前記中継用すだれ状電極に印���されることにより、前記主通信デバイスの前記第２圧電基板に第３弾性表面波が励振され、前記第３弾性表面波はバースト波群の固有符号化列で成り、もしも前記バースト波群が前記第３符号パターンと相関すれば第１復号化パルスが前記第３符号化すだれ状電極で出力され、前記バースト波群が前記第４符号パターンと相関すれば第２復号化パルスが前記第４符号化すだれ状電極で出力され、前記第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が前記検出用デバイスで検出され、前記出力デジタル信号は前記固有符号パターンに対応し、前記出力デジタル信号によって前記個人識別カードの所有者が認証される超音波個人識別カードシステム。
【請求項２】
前記個人識別カードの所有者が認証された直後に、パスワードを求めるリクエスト符号化デジタル信号が前記主通信デバイスの前記送信部によって前記デジタルネットワーク中に送信され、前記リクエスト符号化デジタル信号が前記端末通信デバイスの前記受信部によって前記デジタルネットワーク中から受信されることにより、前記第１双極性パルス発生器からは前記個人識別カードのための前記パルスの定期的な発生時を除いて双極性パルス（−１および１）の列が発生し、前記列はパスワードデジタル信号に対応し、前記双極性パルス（−１および１）が前記第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ印加されることにより、前記端末通信デバイスの前記第２圧電基板に第４および第５弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第４および第５弾性表面波は、前記第１および第２符号パターンにそれぞれ対応する第１および第２符号化バースト信号として前記すだれ状電極A0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Aiで検出され、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第１符号化バースト信号の合成出力信号と、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第２符号化バースト信号の合成出力信号は、前記包絡線検波器を介して前記単極性パルス発生器で第１および第２二重符号化デジタル信号に変換されて、前記デジタルネットワーク中に送信され、前記第１二重符号化デジタル信号は、前記左すだれ状電極B-1Mおよび前記右すだれ状電極BiMで同時に受信され、前記第２二重符号化デジタル信号も、前記左すだれ状電極B-1Mおよび前記右すだれ状電極BiMで同時に受信され、前記第１および第２二重符号化デジタル信号に基づく出力デジタル信号が前記検出用デバイスで検出され、前記出力デジタル信号は前記パスワードデジタル信号に対応する請求項１に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項３】
前記固有符号化すだれ状電極は少なくとも２つの部分で成り、前記少なくとも２つの部分は絶縁された状態でしかも全体として階段状の平行状態にあり、前記少なくとも２つの部分に前記第１双極性パルス発生器から前記パルスが同時に印加されることにより、前記少なくとも２つの部分に対応する少なくとも２つの固有符号化弾性表面波が前記第１圧電基板に励振され、前記少なくとも２つの固有符号化弾性表面波は少なくとも２つの固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極I0で順次に検出された後、再び順次に前記すだれ状電極Iiで検出され、前記すだれ状電極I0での前記少なくとも２つの固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Iiでの前記少なくとも２つの固有符号化バースト信号の合成出力信号は前記単極性パルス発生器で検出される前記固有二重符号化デジタル信号に対応する請求項１または２に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項４】
前記固有符号化すだれ状電極は第１および第２の部分で成り、前記第１および第２の部分は絶縁された状態でしかも互いに直交しており、前記個人識別カードには第４電極群が備えられ、前記第４電極群はすだれ状電極J0と、前記すだれ状電極J0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ji (i=1)から成り、前記第１および第２の部分に前記第１双極性パルス発生器から前記パルスが同時に印加されることにより、前記第１および第２の部分にそれぞれ対応する第１および第２固有符号化弾性表面波が前記第１圧電基板に励振され、前記第１固有符号化弾性表面波は第１固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極J0で検出された後、再び前記すだれ状電極Jiで検出され、前記第１固有符号化バースト信号が前記すだれ状電極J0で検出された直後に前記第２固有符号化弾性表面波が第２固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極I0で検出され、前記第１固有符号化バースト信号が前記すだれ状電極Jiで検出された直後に前記第２固有符号化バースト信号が前記すだれ状電極Iiで検出され、前記すだれ状電極J0およびJiでの前記第１固有符号化バースト信号と前記すだれ状電極I0およびIiでの前記第２固有符号化バースト信号の合成出力信号は前記単極性パルス発生器で検出される前記固有二重符号化デジタル信号に対応する請求項１または２に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項５】
前記第１電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ii {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Iiは前記すだれ状電極I0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第２電極群は少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Aiは前記すだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第３電極群は少なくとも２つの右すだれ状電極BiM {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つの右すだれ状電極BiMは前記中央すだれ状電極B0Mからそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記個人識別カードには第１スイッチが備えられ、前記第１スイッチは前記包絡線検波器を前記少なくとも２つのすだれ状電極Iiに順次に接続し、前記送信部には第２スイッチが備えられ、前記第２スイッチは前記包絡線検波器を前記少なくとも２つのすだれ状電極Aiに順次に接続し、前記受信部には第３スイッチが備えられ、前記第３スイッチは前記デジタルネットワークと前記少なくとも２つの右すだれ状電極BiMとを順次に接続する請求項１または２に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項６】
前記単極性パルス発生器の代わりに双極性パルス発生器が備えられた請求項１，２，３，４または５に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項７】
前記第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極が、それぞれ少なくとも３つの電極対から成る請求項１，２，３，４，５または６に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項８】
前記第３および第４符号パターンは、前記第１および第２符号パターンとはそれぞれ逆のパターンを示す請求項１，２，３，４，５，６または７に記載の超音波個人識別カードシステム。
【請求項９】
前記固有符号化すだれ状電極は、４の倍数個の符号化すだれ状電極の集合体で成り、前記４の倍数個の符号化すだれ状電極は２つのタイプに分類され、前記２つのタイプは前記第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ相当する請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記載の超音波個人識別カードシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホストコンピュータに装着される主通信デバイスと、情報端末機に装着される端末通信デバイスと、端末通信デバイスに挿入される個人識別カードから成る超音波個人識別カードシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルネットワークの構築が急速に進む一方で、個人情報の流出が年々増加してきている。情報の安全性の観点からみると、従来、ソフトウエアを中心に符号化技術が進んでいる。ハードウエアとしては磁気カードやICカードの符号化機能の向上が図られているが、十分な安全性を確保するには解決すべき課題が多い。磁気カードは最も汎用性に富むものであるが、比較的簡単にコピーされてしまうことや、パスワードを盗むことが容易であることなどの問題点を有する。従って、クレジットカード、キャッシュカードおよびプリペイドカードなどの不正使用が絶えない。ICカードは偽造されにくいという点では磁気カードよりも優れているものの、情報の安全性において十分であるとは言えない。また、磁気カードに比べ製造工程が複雑であることなどの問題点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はクレジットカード、キャッシュカードおよびプリペイドカードなどのカード類や自動車や家屋の鍵に対して、不正コピーが困難であるばかりでなくパスワードの盗難も困難な認証機能を持たせることを目的とする。さらに本発明の目的は、デバイス構成が簡単で、小型軽量で、耐久性に優れ、大量生産が可能で、低消費電力駆動が可能な超音波個人識別カードシステムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の超音波個人識別カードシステムは、ホストコンピュータに装着される主通信デバイスと、情報端末機に装着される端末通信デバイスと、前記端末通信デバイスに挿入される個人識別カードから成る超音波個人識別カードシステムであって、前記個人識別カードは、第１圧電基板、固有符号化すだれ状電極および第１電極群から成り、前記固有符号化すだれ状電極は電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有し、前記第１電極群はすだれ状電極I0と、前記すだれ状電極I0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ii (i=1)から成り、前記主通信デバイスと前記端末通信デバイスは互いに同様な構造を有し、前記主通信デバイスおよび前記端末通信デバイスは、それぞれ第２圧電基板、送信部および受信部から成り、前記端末通信デバイスの前記送信部は、第１双極性パルス発生器、第１および第２符号化すだれ状電極、第２電極群、包絡線検波器および単極性パルス発生器から成り、前記第２電極群はすだれ状電極A0と、前記すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成り、前記包絡線検波器は前記第２電極群に接続されており、前記単極性パルス発生器は前記包絡線検波器に接続されており、前記主通信デバイスの前記受信部は第３電極群、第２双極性パルス発生器、中継用すだれ状電極、第３および第４符号化すだれ状電極および検出用デバイスから成り、前記第３電極群は中央すだれ状電極B0Mと、前記中央すだれ状電極B0Mから距離L0だけ離れた左すだれ状電極B-1Mと、前記中央すだれ状電極B0Mから距離L0+iL (i=1)だけ離れた右すだれ状電極BiM (i=1)から成り、前記第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、それぞれ第１、第２、第３および第４符号パターンを有し、前記個人識別カードが前記端末通信デバイスに挿入されることにより、前記第１双極性パルス発生器からパルスが発生し、前記パルスが前記固有符号化すだれ状電極に印加されることにより、前記第１圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振され、前記固有符号化弾性表面波は、前記固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極I0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Iiで検出され、前記すだれ状電極I0での前記固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Iiでの前記固有符号化バースト信号の合成出力信号は、前記包絡線検波器を介して前記単極性パルス発生器で固有二重符号化デジタル信号に変換されて、デジタルネットワーク中に送信され、前記固有二重符号化デジタル信号が前記デジタルネットワーク中から前記左すだれ状電極B-1Mおよび前記右すだれ状電極BiMで受信されることにより、前記主通信デバイスの前記第２圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２弾性表面波は、前記中央すだれ状電極B0Mで固有一重符号化バースト信号に変換され、前記固有一重符号化バースト信号は前記第２双極性パルス発生器で固有一重符号化デジタル信号に変換され、前記固有一���符号化デジタル信号が前記中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記主通信デバイスの前記第２圧電基板に第３弾性表面波が励振され、前記第３弾性表面波はバースト波群の固有符号化列で成り、もしも前記バースト波群が前記第３符号パターンと相関すれば第１復号化パルスが前記第３符号化すだれ状電極で出力され、前記バースト波群が前記第４符号パターンと相関すれば第２復号化パルスが前記第４符号化すだれ状電極で出力され、前記第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が前記検出用デバイスで検出され、前記出力デジタル信号は前記固有符号パターンに対応し、前記出力デジタル信号によって前記個人識別カードの所有者が認証される。
【０００５】
請求項２に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記個人識別カードの所有者が認証された直後に、パスワードを求めるリクエスト符号化デジタル信号が前記主通信デバイスの前記送信部によって前記デジタルネットワーク中に送信され、前記リクエスト符号化デジタル信号が前記端末通信デバイスの前記受信部によって前記デジタルネットワーク中から受信されることにより、前記第１双極性パルス発生器からは前記個人識別カードのための前記パルスの定期的な発生時を除いて双極性パルス（−１および１）の列が発生し、前記列はパスワードデジタル信号に対応し、前記双極性パルス（−１および１）が前記第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ印加されることにより、前記端末通信デバイスの前記第２圧電基板に第４および第５弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第４および第５弾性表面波は、前記第１および第２符号パターンにそれぞれ対応する第１および第２符号化バースト信号として前記すだれ状電極A0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Aiで検出され、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第１符号化バースト信号の合成出力信号と、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第２符号化バースト信号の合成出力信号は、前記包絡線検波器を介して前記単極性パルス発生器で第１および第２二重符号化デジタル信号に変換されて、前記デジタルネットワーク中に送信され、前記第１二重符号化デジタル信号は、前記左すだれ状電極B-1Mおよび前記右すだれ状電極BiMで同時に受信され、前記第２二重符号化デジタル信号も、前記左すだれ状電極B-1Mおよび前記右すだれ状電極BiMで同時に受信され、前記第１および第２二重符号化デジタル信号に基づく出力デジタル信号が前記検出用デバイスで検出され、前記出力デジタル信号は前記パスワードデジタル信号に対応する。
【０００６】
請求項３に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記固有符号化すだれ状電極が少なくとも２つの部分で成り、前記少なくとも２つの部分は絶縁された状態でしかも全体として階段状の平行状態にあり、前記少なくとも２つの部分に前記第１双極性パルス発生器から前記パルスが同時に印加されることにより、前記少なくとも２つの部分に対応する少なくとも２つの固有符号化弾性表面波が前記第１圧電基板に励振され、前記少なくとも２つの固有符号化弾性表面波は少なくとも２つの固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極I0で順次に検出された後、再び順次に前記すだれ状電極Iiで検出され、前記すだれ状電極I0での前記少なくとも２つの固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Iiでの前記少なくとも２つの固有符号化バースト信号の合成出力信号は前記単極性パルス発生器で検出される前記固有二重符号化デジタル信号に対応する。
【０００７】
請求項４に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記固有符号化すだれ状電極が第１および第２の部分で成り、前記第１および第２の部分は絶縁された状態でしかも互いに直交しており、前記個人識別カードには第４電極群が備えられ、前記第４電極群はすだれ状電極J0と、前記すだれ状電極J0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ji (i=1)から成り、前記第１および第２の部分に前記第１双極性パルス発生器から前記パルスが同時に印加されることにより、前記第１および第２の部分にそれぞれ対応する第１および第２固有符号化弾性表面波が前記第１圧電基板に励振され、前記第１固有符号化弾性表面波は第１固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極J0で検出された後、再び前記すだれ状電極Jiで検出され、前記第１固有符号化バースト信号が前記すだれ状電極J0で検出された直後に前記第２固有符号化弾性表面波が第２固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極I0で検出され、前記第１固有符号化バースト信号が前記すだれ状電極Jiで検出された直後に前記第２固有符号化バースト信号が前記すだれ状電極Iiで検出され、前記すだれ状電極J0およびJiでの前記第１固有符号化バースト信号と前記すだれ状電極I0およびIiでの前記第２固有符号化バースト信号の合成出力信号は前記単極性パルス発生器で検出される前記固有二重符号化デジタル信号に対応する。
【０００８】
請求項５に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記第１電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ii {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Iiは前記すだれ状電極I0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第２電極群は少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Aiは前記すだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第３電極群は少なくとも２つの右すだれ状電極BiM {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つの右すだれ状電極BiMは前記中央すだれ状電極B0Mからそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記個人識別カードには第１スイッチが備えられ、前記第１スイッチは前記包絡線検波器を前記少なくとも２つのすだれ状電極Iiに順次に接続し、前記送信部には第２スイッチが備えられ、前記第２スイッチは前記包絡線検波器を前記少なくとも２つのすだれ状電極Aiに順次に接続し、前記受信部には第３スイッチが備えられ、前記第３スイッチは前記デジタルネットワークと前記少なくとも２つの右すだれ状電極BiMとを順次に接続する。
【０００９】
請求項６に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記単極性パルス発生器の代わりに双極性パルス発生器が備えられている。
【００１０】
請求項７に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極が、それぞれ少なくとも３つの電極対から成る。
【００１１】
請求項８に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記第３および第４符号パターンが、前記第１および第２符号パターンとはそれぞれ逆のパターンを示す。
【００１２】
請求項９に記載の超音波個人識別カードシステムでは、前記固有符号化すだれ状電極はが４の倍数個の符号化すだれ状電極の集合体で成り、前記４の倍数個の符号化すだれ状電極は２つのタイプに分類され、前記２つのタイプは前記第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ相当する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波個人識別カードシステムは、ホストコンピュータに装着される主通信デバイスと、情報端末機に装着される端末通信デバイスと、端末通信デバイスに挿入される個人識別カードから成る。個人識別カードは第１圧電基板、固有符号化すだれ状電極および第１電極群から成り、主通信デバイスと端末通信デバイスは互いに同様な構造を有し、主通信デバイスおよび端末通信デバイスの各々は、第２圧電基板、送信部および受信部から成る。固有符号化すだれ状電極は電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有している。また、固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有する。第１電極群はすだれ状電極I0と、すだれ状電極I0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ii (i=1)から成る。端末通信デバイスの送信部は、第１双極性パルス発生器、第１および第２符号化すだれ状電極、第２電極群、包絡線検波器および単極性パルス発生器から成る。第２電極群はすだれ状電極A0と、すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成る。包絡線検波器は第２電極群に接続されている。主通信デバイスの受信部は第３電極群、第２双極性パルス発生器、中継用すだれ状電極、第３および第４符号化すだれ状電極および検出用デバイスから成る。第３電極群は中央すだれ状電極B0Mと、中央すだれ状電極B0Mから距離L0だけ離れた左すだれ状電極B-1Mと、中央すだれ状電極B0Mから距離L0+iL (i=1)だけ離れた右すだれ状電極BiM (i=1)から成る。第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、それぞれ電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有する。また、第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、それぞれ第１、第２、第３および第４符号パターンを有する。このようにして、本発明の超音波個人識別カードシステムは小型軽量で、デバイス構成が簡単で、回路構成も簡単にできる。従って、大量生産が可能である。また、耐久性に優れていることから使用頻度の多さにも対応しうる。
【００１４】
もしも、個人識別カードが端末通信デバイスに挿入されると、第１双極性パルス発生器からパルスが発生する。このパルスが固有符号化すだれ状電極に印加されると、第１圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出された後、距離iLに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極Iiで検出される。すだれ状電極I0での固有符号化バースト信号およびすだれ状電極Iiでの固有符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器を介して単極性パルス発生器で固有二重符号化デジタル信号に変換されて、デジタルネットワーク中に送信される。この際、固有二重符号化デジタル信号は単極性デジタルパルスの固有二重符号化列で成ることから、単極性タイプの通信が実現されている。しかしながら、もしも単極性パルス発生器の代わりに双極性パルス発生器を用いると、合成出力信号が双極性デジタルパルスの固有二重符号化列に変換されることから、双極性タイプの通信が可能になる。双極性デジタルパルスに基づく通信の方が単極性デジタルパルスに基づく通信に比べ伝送特性に関し優れている。
【００１５】
固有二重符号化デジタル信号がデジタルネットワーク中から左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極BiMで受信されると、主通信デバイスの第２圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１および第２弾性表面波は、中央すだれ状電極B0Mで固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号は第２双極性パルス発生器で固有一重符号化デジタル信号に変換される。固有一重符号化デジタル信号が中継用すだれ状電極に印加されると、主通信デバイスの第２圧電基板に第３弾性表面波が励振される。第３弾性表面波はバースト波群の固有符号化列で成る。もしもそれぞれのバースト波群が第３符号パターンと相関すれば第１復号化パルスが第３符号化すだれ状電極で出力され、バースト波群が第４符号パターンと相関すれば第２復号化パルスが第４符号化すだれ状電極で出力される。結果として、第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が検出用デバイスで検出される。出力デジタル信号は固有符号パターンに対応するもので、この出力デジタル信号によって個人識別カードの所有者が認証される。このようにして、本発明の超音波個人識別カードシステムでは、個人識別カードの秘匿性が損なわれることなく、またノイズの影響を受けることなくその所有者が認証される。また、低消費電力駆動が可能である。本発明の超音波個人識別カードシステムが弾性表面波マッチドフィルタを取り入れていることの利点は、実時間同期が可能であること、そして、簡易通信システムの構築が可能なことである。
【００１６】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、個人識別カードの所有者が認証された直後に、パスワードを求めるリクエスト符号化デジタル信号が主通信デバイスの送信部によってデジタルネットワーク中に送信される構造が可能である。リクエスト符号化デジタル信号が主通信デバイスの送信部によってデジタルネットワーク中に送信されると、リクエスト符号化デジタル信号は端末通信デバイスの受信部によってデジタルネットワーク中から受信される。このとき、第１双極性パルス発生器からは個人識別カードのためのパルスの定期的な発生時を除いて双極性パルス（−１および１）の列が発生する。列はパスワードデジタル信号に対応するものである。双極性パルス（−１および１）が第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ印加されると、端末通信デバイスの第２圧電基板に第４および第５弾性表面波がそれぞれ励振される。第４および第５弾性表面波は、第１および第２符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出された後、距離iLに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極Aiで検出される。すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの第１符号化バースト信号の合成出力信号と、すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの第２符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器を介して単極性パルス発生器で第１および第２二重符号化デジタル信号に変換されて、デジタルネットワーク中に送信される。第１二重符号化デジタル信号は、左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極BiMで同時に受信される。第２二重符号化デジタル信号もまた左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極BiMで同時に受信される。結果として、第１および第２二重符号化デジタル信号に基づく出力デジタル信号が検出用デバイスで検出される。出力デジタル信号はパスワードデジタル信号に対応するものである。このようにして、認証システムの秘匿性すなわち安全性をさらに高めることが可能となる。
【００１７】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、固有符号化すだれ状電極が少なくとも２つの部分で成り、これらの部分が絶縁された状態でしかも全体として階段状の平行状態にある構造が可能である。これらの部分に第１双極性パルス発生器からパルスが同時に印加されると、これらの部分に対応する固有符号化弾性表面波が第１圧電基板に励振される。それぞれの固有符号化弾性表面波はそれぞれの固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で順次に検出された後、再び順次にすだれ状電極Iiで検出される。結果として、すだれ状電極I0でのそれぞれの固有符号化バースト信号およびすだれ状電極Iiでのそれぞれの固有符号化バースト信号の合成出力信号は、単極性パルス発生器で検出される固有二重符号化デジタル信号に対応するものとなる。従って、このような構造を採用することにより、デバイス構成の柔軟性を増加させることが可能となる。
【００１８】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、固有符号化すだれ状電極が第１および第２の部分で成り、この第１および第２の部分が絶縁された状態でしかも互いに直交している構造が可能である。また、この構造においては、新たに第４電極群が個人識別カードに備えられる。第４電極群はすだれ状電極J0と、すだれ状電極J0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ji (i=1)から成る。もしも、第１および第２の部分に第１双極性パルス発生器からパルスが同時に印加されると、第１および第２の部分にそれぞれ対応する第１および第２固有符号化弾性表面波が第１圧電基板に励振される。第１固有符号化弾性表面波は第１固有符号化バースト信号としてすだれ状電極J0で検出された後、再びすだれ状電極Jiで検出され、第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極J0で検出された直後に第２固有符号化弾性表面波が第２固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出され、第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極Jiで検出された直後に第２固有符号化バースト信号がすだれ状電極Iiで検出される。すだれ状電極J0およびJiでの第１固有符号化バースト信号とすだれ状電極I0およびIiでの第２固有符号化バースト信号の合成出力信号は単極性パルス発生器で検出される固有二重符号化デジタル信号に対応するものとなる。従って、このような構造を採用することにより、デバイス構成の柔軟性を増加させることが可能となる。
【００１９】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、第１電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ii {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第２電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第３電極群が少なくとも２つの右すだれ状電極BiM {i=1, 2,…, (n-1)}を含む構造が可能である。すだれ状電極Iiはすだれ状電極I0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、すだれ状電極Aiはすだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、右すだれ状電極BiMは中央すだれ状電極B0Mからそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。また、この構造では、個人識別カードには第１スイッチが備えられ、第１スイッチは包絡線検波器を少なくとも２つのすだれ状電極Iiに順次に接続し、送信部には第２スイッチが備えられ、第２スイッチは包絡線検波器を少なくとも２つのすだれ状電極Aiに順次に接続し、受信部には第３スイッチが備えられ、第３スイッチはデジタルネットワークと少なくとも２つの右すだれ状電極BiMとを順次に接続する。このようにして、秘匿性にすぐれた、より高度な認証システムを実現することが可能となる。
【００２０】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極がそれぞれ少なくとも３つの電極対から成る構造が可能である。また、第３および第４符号パターンが、第１および第２符号パターンとはそれぞれ逆のパターンを示す構造が可能である。
【００２１】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の符号化すだれ状電極の集合体で成る構造が可能である。この４の倍数個の符号化すだれ状電極は２つのタイプに分類され、これら２つのタイプは第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ相当するものである。固有符号化すだれ状電極にこのような構造を採用することにより、認証システム全体の統一性を図ることが可能となる。
【００２２】
【実施例】
図１は、本発明の超音波個人識別カードシステムにおける個人識別カードおよび端末通信デバイスの第１の実施例を示す構成図である。本発明の超音波個人識別カードシステムは、ホストコンピュータに装着される主通信デバイスと、情報端末機に装着される端末通信デバイスと、端末通信デバイスに挿入される個人識別カードから成る。本実施例の個人識別カードは第１圧電基板１、固有符号化すだれ状電極２、すだれ状電極I0およびI1から成る第１電極群３、端子４および端子５から成る。固有符号化すだれ状電極２、すだれ状電極I0およびI1は、アルミニウム薄膜で成り、第１圧電基板１上に設けられている。すだれ状電極I0およびI1は、離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有し、第１圧電基板１上に設けられている。本実施例の端末通信デバイスは第２圧電基板６、送信部および受信部から成る。送信部は端子７、第１双極性パルス発生器８、第１符号化すだれ状電極９、第２符号化すだれ状電極１０、すだれ状電極A0およびA1から成る第２電極群１１、挿入スイッチ１２、包絡線検波器１３、単極性パルス発生器１４および端子１５から成る。受信部は端子１６、中央すだれ状電極B0と左すだれ状電極B-1と右すだれ状電極B1から成る第３電極群１７、第２双極性パルス発生器１８、中継用すだれ状電極１９、第３符号化すだれ状電極２０、第４符号化すだれ状電極２１、検出用デバイス２２および端子２３から成る。すだれ状電極A0およびA1は離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、それぞれ４０μｍの電極周期長を有する。左すだれ状電極B-1は中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れており、右すだれ状電極B1は中央すだれ状電極B0から距離L0+Lだけ離れている。中央すだれ状電極B0、左すだれ状電極B-1および右すだれ状電極B1は、アルミニウム薄膜で成り、それぞれ４０μｍの電極周期長を有する。第１符号化すだれ状電極９、第２符号化すだれ状電極１０、すだれ状電極A0およびA1、中央すだれ状電極B0、左すだれ状電極B-1、右すだれ状電極B1、中継用すだれ状電極１９、第３符号化すだれ状電極２０および第４符号化すだれ状電極２１は第２圧電基板６上に設けられている。第１圧電基板１および第２圧電基板６として厚さ２００μｍの圧電セラミック板が用いられているが、LiNbO3単結晶板等を使用することも可能である。
【００２３】
図２は第１符号化すだれ状電極９の平面図である。第１符号化すだれ状電極９は３つの電極対Pi (i=1, 2,および3)から成り、それぞれの電極対Piは４０μｍの電極周期長を有し、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有する。第１符号化すだれ状電極９はバーカーコードに基づく第１符号パターンを有する。図２で示されるような３デジットコード（１，１，０）の他に、たとえば７デジットコード（１，１，１，０，０，１，０）や１１デジットコード（１，１，１，０，０，０，１，０，０，１，０）が利用できる。同様にして、第２符号化すだれ状電極１０、第３符号化すだれ状電極２０および第４符号化すだれ状電極２１は、それぞれ３個の電極対から成り、それぞれ第２、第３および第４符号パターンを有する。また、第３および第４の符号パターンは、第１および第２の符号パターンとはそれぞれ逆のパターンを示す。
【００２４】
図３は固有符号化すだれ状電極２の平面図である。固有符号化すだれ状電極２は１６個の符号化すだれ状電極の集合体で成り、その１６個の符号化すだれ状電極はAおよびBの２つのタイプに分類され、９個のAタイプの符号化すだれ状電極は第１符号化すだれ状電極９に相当し、７個のBタイプの符号化すだれ状電極は第２符号化すだれ状電極１０に相当する。すなわち、固有符号化すだれ状電極２は全部で４８個の電極対を有し、その４８個の電極対は１６個の電極対グループから成り、それぞれの電極対グループは第１符号化すだれ状電極９または第２符号化すだれ状電極１０に相当する。固有符号化すだれ状電極２はこのような固有符号パターンを有する。
【００２５】
図１の端末通信デバイスに対応する主通信デバイスは、挿入スイッチ１２が不要であることを除いて図１の端末通信デバイスと同様な構造を有する。このようにして、主通信デバイスは第２圧電基板６Ｍ、端子７Ｍ、第１双極性パルス発生器８Ｍ、第１符号化すだれ状電極９Ｍ、第２符号化すだれ状電極１０Ｍ、すだれ状電極A0MおよびA1Mから成る第２電極群３Ｍ、包絡線検波器１３Ｍ、単極性パルス発生器１４Ｍ、端子１５Ｍ、端子１６Ｍ、中央すだれ状電極B0Mと左すだれ状電極B-1Mと右すだれ状電極B1Mから成る第３電極群１７Ｍ、第２双極性パルス発生器１８Ｍ、中継用すだれ状電極１９Ｍ、第３符号化すだれ状電極２０Ｍ、第４符号化すだれ状電極２１Ｍ、検出用デバイス２２Ｍおよび端子２３Ｍから成る。
【００２６】
図１の個人識別カード、端末通信デバイスおよび対応する主通信デバイスから成る超音波個人識別カードシステムにおいて、もしも個人識別カードが端末通信デバイスに挿入されると、端子４および端子５が挿入スイッチ１２を介して第１双極性パルス発生器８および包絡線検波器１３に定期的に接続される。このとき第１双極性パルス発生器８でパルスが発生し、このパルスが固有符号化すだれ状電極２に印加されると、第１圧電基板１に固有符号化弾性表面波が励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延してすだれ状電極I1で再び検出される。すだれ状電極I0での固有符号化バースト信号およびすだれ状電極I1での固有符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器１３を介して単極性パルス発生器１４で固有二重符号化デジタル信号、すなわち単極性デジタルパルスの固有二重符号化列に変換される。このとき、各単極性デジタルパルスはすだれ状電極I0での１つのバーストと、すだれ状電極I1での１つ前のバーストから成る。たとえば、３番目の単極性デジタルパルスはすだれ状電極I0での３番目のバーストと、すだれ状電極I1での２番目のバーストから成る。このようにして、全部で４９個の単極性デジタルパルスを含む固有二重符号化デジタル信号が、端子１５を介してデジタルネットワーク中に送信される。
【００２７】
一方、固有二重符号化デジタル信号がデジタルネットワーク中から端子１６Ｍを介して左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極B1Mで受信されると、第２圧電基板６Ｍに第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１弾性表面波は中央すだれ状電極B0Mに到達し、その後距離Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0Mに到達する。このとき、第１および第２弾性表面波は両方とも４９個のバースト波の列から成り、各バースト波は固有二重符号化列の各単極性デジタルパルスに対応する。従って、第１弾性表面波の１つのバースト波と第２弾性表面波の１つ前のバースト波が中央すだれ状電極B0Mに同時に到達することになる。このようにして、復号の第１段階が成し遂げられる。結果として、固有二重符号化デジタル信号は中央すだれ状電極B0Mで固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号は第２双極性パルス発生器１８Ｍで固有一重符号化デジタル信号、すなわち高周波双極性パルスの固有一重符号化列に変換される。このようにして、固有一重符号化デジタル信号は中継用すだれ状電極１９Ｍに印加される。このとき、第２圧電基板６Ｍに第３弾性表面波が励振される。第３弾性表面波は４８個のバースト波の固有符号化列で成り、４８個のバースト波は１６個のバースト波群に分類される。このバースト波群が第３符号パターンと相関すれば第１復号化パルスが第３符号化すだれ状電極２０Ｍで出力され、第４符号パターンと相関すれば第２復号化パルスが第４符号化すだれ状電極２１Ｍで出力される。このようにして、復号の第２段階が成し遂げられる。結果として、第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が検出用デバイス２２Ｍを介して端子２３Ｍで検出される。この出力デジタル信号は、固有符号パターンに対応している。結果として、出力デジタル信号によって個人識別カードの所有者を認証することが可能となり、個人識別カードが端末通信デバイスに挿入されている間は主通信デバイスと端末通信デバイスとの通信が続行される。
【００２８】
このような認証システムの安全性をさらに高めるために、端末通信デバイスに対してパスワードを求めるリクエスト二重符号化デジタル信号が端子１５Ｍを介してデジタルネットワーク中に送信される。まず始めに、端子７Ｍを介してリクエストデジタル信号が第１双極性パルス発生器８Ｍに印加されると、リクエストデジタル信号の単極性パルスが双極性パルス（−１および１）に変換される。この双極性パルス（−１および１）が第１符号化すだれ状電極９Ｍおよび第２符号化すだれ状電極１０Ｍにそれぞれ印加されると、第２圧電基板６Ｍに第４および第５弾性表面波がそれぞれ励振される。第４弾性表面波は、第１符号パターンに対応する第１符号化バースト信号としてすだれ状電極A0Mで検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延してすだれ状電極A1Mで再び検出される。すだれ状電極A0Mでの第１符号化バースト信号およびすだれ状電極A1Mでの第１符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器１３Ｍを介して単極性パルス発生器１４Ｍで第１二重符号化デジタル信号、すなわち単極性デジタルパルスの第１二重符号化列に変換される。このとき、各単極性デジタルパルスはすだれ状電極A0Mでの１つのバーストと、すだれ状電極A1Mでの１つ前のバーストから成る。たとえば、３番目の単極性デジタルパルスはすだれ状電極A0Mでの３番目のバーストと、すだれ状電極A1Mでの２番目のバーストから成る。このようにして、第１二重符号化デジタル信号は全部で４個の単極性デジタルパルスを含む。同様にして、第５弾性表面波は単極性パルス発生器１４Ｍで第２二重符号化デジタル信号に変換される。このようにして、リクエスト二重符号化デジタル信号は、この第１および第２二重符号化デジタル信号から成るもので、端子１５Ｍを介してデジタルネットワーク中に送信される。
【００２９】
リクエスト二重符号化デジタル信号のうちの第１二重符号化デジタル信号が、デジタルネットワーク中から端子１６を介して左すだれ状電極B-1および右すだれ状電極B1で受信されると、第２圧電基板６に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１弾性表面波は中央すだれ状電極B0に到達し、その後距離Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達する。このとき、第１および第２弾性表面波は両方とも４個のバースト波の列から成り、各バースト波は第１二重符号化列の各単極性デジタルパルスに対応する。従って、第１弾性表面波の１つのバースト波と第２弾性表面波の１つ前のバースト波が中央すだれ状電極B0に同時に到達することになる。このようにして、第１二重符号化デジタル信号は中央すだれ状電極B0で第１一重符号化バースト信号に変換される。第１一重符号化バースト信号は第２双極性パルス発生器１８で第１一重符号化デジタル信号、すなわち高周波双極性パルスの第１一重符号化列に変換される。第１一重符号化デジタル信号は中継用すだれ状電極１９に印加される。このとき、第２圧電基板６に第３弾性表面波、すなわち３個のバースト波の第１符号化列が励振される。もしも第３弾性表面波が第３符号パターンに対応する場合には、第１復号化パルスが第３符号化すだれ状電極２０で出力される。同様にして、リクエスト二重符号化デジタル信号のうちの第２二重符号化デジタル信号がデジタルネットワーク中から端子１６で受信されると、第２二重符号化デジタル信号は第２双極性パルス発生器１８で第２一重符号化デジタル信号に変換される。第２一重符号化デジタル信号が中継用すだれ状電極１９に印加されると、第２圧電基板６に第３弾性表面波が励振される。もしも第３弾性表面波が第４符号パターンに対応する場合には、第２復号化パルスが第４符号化すだれ状電極２１で出力される。結果として、第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が検出用デバイス２２を介して端子２３で検出され、この出力デジタル信号はリクエストデジタル信号に対応するものである。出力デジタル信号が端子２３で検出されると、パスワードデジタル信号が端子７を介して第１双極性パルス発生器８に印加される。パスワードデジタル信号は単極性パルス発生器１４で二重符号化パスワードデジタル信号に変換され、端子１５を介してデジタルネットワーク中に送信される。二重符号化パスワードデジタル信号がデジタルネットワーク中から端子１６Ｍで受信されると、二重符号化パスワードデジタル信号は、パスワードデジタル信号に対応する出力デジタル信号に変換される。出力デジタル信号は検出用デバイス２２Ｍを介して端子２３Ｍで検出される。
【００３０】
図４は、図１の個人識別カードの代わりに用いられるもう一つの個人識別カードの構成図である。図４の個人識別カードは、固有符号化すだれ状電極２の代わりに固有符号化すだれ状電極２４および固有符号化すだれ状電極２５が用いられることを除いて図１と同様な構造を有する。固有符号化すだれ状電極２４および固有符号化すだれ状電極２５は絶縁されていて、段違い平行の関係にあり、固有符号化すだれ状電極２４とすだれ状電極I0の距離は固有符号化すだれ状電極２５とすだれ状電極I0の距離よりも短い。もしも、第１双極性パルス発生器８で発生したパルスが固有符号化すだれ状電極２４および固有符号化すだれ状電極２５に印加されると、第１圧電基板１に第１および第２固有符号化弾性表面波が励振される。第１固有符号化弾性表面波は第１固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延してすだれ状電極I1で再び検出される。第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極I0で検出された直後に、第２固有符号化弾性表面波が第２固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出される。さらに、第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極I1で検出された直後に、第２固有符号化バースト信号がすだれ状電極I1で検出される。すだれ状電極I0での第１および第２固有符号化バースト信号と、すだれ状電極I1での第１および第２固有符号化バースト信号の合成出力信号は、図１の個人識別カードを用いた場合に単極性パルス発生器１４で検出される固有二重符号化デジタル信号と等価なものとなる。
【００３１】
図５は、図１の個人識別カードの代わりに用いられるさらにもう一つの個人識別カードの構成図である。図５の個人識別カードは、固有符号化すだれ状電極２の代わりに固有符号化すだれ状電極２６および固有符号化すだれ状電極２７が用いられるとともに、すだれ状電極J0およびJ1が新たに備えられることを除いて図１と同様な構造を有する。すだれ状電極J0およびJ1は第４電極群２８を形成する。もしも、第１双極性パルス発生器８で発生したパルスが固有符号化すだれ状電極２６および固有符号化すだれ状電極２７に印加されると、第１圧電基板１に第１および第２固有符号化弾性表面波が励振される。第１固有符号化弾性表面波は第１固有符号化バースト信号としてすだれ状電極J0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延してすだれ状電極J1で再び検出される。第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極J0で検出された直後に、第２固有符号化弾性表面波が第２固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出される。さらに、第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極J1で検出された直後に、第２固有符号化バースト信号がすだれ状電極I1で検出される。すだれ状電極J0およびJ1での第１固有符号化バースト信号と、すだれ状電極I0およびI1での第２固有符号化バースト信号の合成出力信号は、図１の個人識別カードを用いた場合に単極性パルス発生器１４で検出される固有二重符号化デジタル信号と等価なものとなる。
【００３２】
図６は、個人識別カードおよび端末通信デバイスの第２の実施例を示す構成図である。本実施例の個人識別カードは、第１スイッチ２９、すだれ状電極I2およびI3が新たに備えられることを除いて図１と同様な構造を有する。すだれ状電極I2およびI3は第１電極群３に含まれる。すだれ状電極I1およびI2は離間距離Lを有する。すだれ状電極I2およびI3もまた離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有する。本実施例の端末通信デバイスは、第２スイッチ３０、第３スイッチ３１、すだれ状電極A2およびA3、右すだれ状電極B2およびB3が新たに備えられることを除いて図７と同様な構造を有する。すだれ状電極A1およびA2は離間距離Lを有する。すだれ状電極A2およびA3は第２電極群１１に含まれ、離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有する。右すだれ状電極B1およびB2は離間距離Lを有する。右すだれ状電極B2およびB3は第３電極群１７に含まれ、離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有する。中央すだれ状電極B0と右すだれ状電極B2との離間距離はL0+2Lであり、中央すだれ状電極B0と右すだれ状電極B3の離間距離はL0+3Lである。
【００３３】
図６の端末通信デバイスに対応する主通信デバイスは、挿入スイッチ１２が不要であることを除いて図６の端末通信デバイスと同様な構造を有する。このようにして、主通信デバイスは第２圧電基板６Ｍ、端子７Ｍ、第１双極性パルス発生器８Ｍ、第１符号化すだれ状電極９Ｍ、第２符号化すだれ状電極１０Ｍ、すだれ状電極A0M，A1M，A2MおよびA3Mから成る第２電極群１１Ｍ、第２スイッチ３０Ｍ、包絡線検波器１３Ｍ、単極性パルス発生器１４Ｍ、端子１５Ｍ、端子１６Ｍ、第３スイッチ３１Ｍ、中央すだれ状電極B0Mと左すだれ状電極B-1Mと右すだれ状電極B1M，B2MおよびB3Mから成る第３電極群１７Ｍ、第２双極性パルス発生器１８Ｍ、中継用すだれ状電極１９Ｍ、第３符号化すだれ状電極２０Ｍ、第４符号化すだれ状電極２１Ｍ、検出用デバイス２２Ｍおよび端子２３Ｍから成る。
【００３４】
図６の個人識別カード、端末通信デバイスおよび対応する主通信デバイスから成る超音波個人識別カードシステムにおいて、もしも個人識別カードが端末通信デバイスに挿入されると、端子４および端子５が挿入スイッチ１２を介して第１双極性パルス発生器８および包絡線検波器１３に定期的に接続される。このとき第１双極性パルス発生器８でパルスが発生し、このパルスが固有符号化すだれ状電極２に印加されると、第１圧電基板１に固有符号化弾性表面波が励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出され、その後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してからすだれ状電極I1，I2またはI3で再び検出される。すだれ状電極I0での固有符号化バースト信号と、すだれ状電極I1，I2またはI3での固有符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器１３を介して単極性パルス発生器１４で固有二重符号化デジタル信号、すなわち単極性デジタルパルスの固有二重符号化列に変換される。このとき、各単極性デジタルパルスはすだれ状電極I0でのn番目のバーストと、すだれ状電極I1での(n-1)番目のバーストかすだれ状電極I2での(n-2)番目のバーストかすだれ状電極I3での(n-3)番目のバーストから成る。たとえば、すだれ状電極I3と包絡線検波器１３が第１スイッチ２９を介して接続されている場合、６番目の単極性デジタルパルスはすだれ状電極I0での６番目のバーストと、すだれ状電極I3での３番目のバーストから成る。このようにして、全部で４９，５０または５１個の単極性デジタルパルスを含む固有二重符号化デジタル信号が、端子１５を介してデジタルネットワーク中に送信される。
【００３５】
一方、固有二重符号化デジタル信号がデジタルネットワーク中から端子１６Ｍを介して左すだれ状電極B-1Mで受信されるとともに、第３スイッチ３１Ｍを介して右すだれ状電極B1M，B2MまたはB3Mで受信されると、左すだれ状電極B-1Mに対応する第１弾性表面波と、右すだれ状電極B1M，B2MまたはB3Mに対応する第２弾性表面波が第２圧電基板６Ｍに励振される。第１弾性表面波は中央すだれ状電極B0Mに到達した後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0Mに到達する。このとき、第１および第２弾性表面波は両方とも４９，５０または５１個のバースト波の列から成り、各バースト波は固有二重符号化列の各単極性デジタルパルスに対応する。従って、第１弾性表面波のn番目のバースト波が中央すだれ状電極B0Mに到達するのと同時に、第２弾性表面波の(n-1)番目、(n-2)番目または(n-3)番目のバースト波が右すだれ状電極B1M，B2MまたはB3Mから中央すだれ状電極B0Mに到達することになる。たとえば、第１弾性表面波の4番目のバースト波が中央すだれ状電極B0Mに到達するのと同時に、右すだれ状電極B2Mにおける第２弾性表面波の2番目のバースト波が中央すだれ状電極B0Mに到達する。結果として、固有二重符号化デジタル信号は中央すだれ状電極B0Mで固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号は第２双極性パルス発生器１８Ｍで固有一重符号化デジタル信号、すなわち高周波双極性パルスの固有一重符号化列に変換される。このようにして、固有一重符号化デジタル信号は中継用すだれ状電極１９Ｍに印加される。このとき、第２圧電基板６Ｍに第３弾性表面波が励振される。第３弾性表面波は４８個のバースト波の固有符号化列で成り、４８個のバースト波は１６個のバースト波群に分類される。このバースト波群が第３符号パターンと相関すれば第１復号化パルスが第３符号化すだれ状電極２０Ｍで出力され、第４符号パターンと相関すれば第２復号化パルスが第４符号化すだれ状電極２１Ｍで出力される。結果として、第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が検出用デバイス２２Ｍを介して端子２３Ｍで検出される。この出力デジタル信号は、固有符号パターンに対応している。このようにして、出力デジタル信号によって個人識別カードの所有者を認証することが可能となり、個人識別カードが端末通信デバイスに挿入されている間は主通信デバイスと端末通信デバイスとの通信が続行される。
【００３６】
このような認証システムの安全性をさらに高めるために、端末通信デバイスに対してパスワードを求めるリクエスト二重符号化デジタル信号が端子１５Ｍを介してデジタルネットワーク中に送信される。まず始めに、リクエストデジタル信号が端子７Ｍを介して第１双極性パルス発生器８Ｍに印加されると、リクエストデジタル信号の単極性パルスが双極性パルス（−１および１）に変換される。この双極性パルス（−１および１）が第１符号化すだれ状電極９Ｍおよび第２符号化すだれ状電極１０Ｍにそれぞれ印加されると、第２圧電基板６Ｍに第４および第５弾性表面波がそれぞれ励振される。第４弾性表面波は、第１符号パターンに対応する第１符号化バースト信号としてすだれ状電極A0Mで検出される。すだれ状電極A1M，A2MまたはA3Mが第２スイッチ３０Ｍを介して包絡線検波器１３Ｍと接続されていることから、第１符号化バースト信号は、すだれ状電極A0Mで検出された後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してからすだれ状電極A1M，A2MまたはA3Mで再び検出される。すだれ状電極A0Mでの第１符号化バースト信号と、すだれ状電極A1M，A2MまたはA3Mでの第１符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器１３Ｍを介して単極性パルス発生器１４Ｍで第１二重符号化デジタル信号、すなわち単極性デジタルパルスの第１二重符号化列に変換される。このとき、各単極性デジタルパルスはすだれ状電極A0Mでのn番目のバーストと、すだれ状電極A1Mでの(n-1)番目のバーストかすだれ状電極A2Mでの(n-2)番目のバーストかすだれ状電極A3Mでの(n-3)番目のバーストから成る。たとえば、すだれ状電極A3Mと包絡線検波器１３Ｍが第２スイッチ３０Ｍを介して接続されている場合、６番目の単極性デジタルパルスはすだれ状電極A0Mでの６番目のバーストと、すだれ状電極A3Mでの３番目のバーストから成る。このようにして、第１二重符号化デジタル信号は全部で４，５または６個の単極性デジタルパルスを含む。同様にして、第５弾性表面波は単極性パルス発生器１４Ｍで第２二重符号化デジタル信号に変換される。リクエスト二重符号化デジタル信号は、この第１および第２二重符号化デジタル信号から成るもので、端子１５Ｍを介してデジタルネットワーク中に送信される。
【００３７】
リクエスト二重符号化デジタル信号のうちの第１二重符号化デジタル信号が、デジタルネットワーク中から端子１６で受信されると、第１二重符号化デジタル信号は、左すだれ状電極B-1に印加されるとともに、右すだれ状電極B1，B2またはB3に第３スイッチ３１を介して印加される。この時、左すだれ状電極B-1に対応する第１弾性表面波と、右すだれ状電極B1，B2またはB3に対応する第２弾性表面波が第２圧電基板６に励振される。第１弾性表面波は中央すだれ状電極B0に到達した後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達する。このとき、第１および第２弾性表面波は両方とも４，５または６個のバースト波の列から成り、各バースト波は第１二重符号化列の各単極性デジタルパルスに対応する。従って、第１弾性表面波のn番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達するのと同時に、第２弾性表面波の(n-1)番目、(n-2)番目または(n-3)番目のバースト波が右すだれ状電極B1，B2またはB3から中央すだれ状電極B0に到達することになる。このようにして、第１二重符号化デジタル信号は中央すだれ状電極B0で第１一重符号化バースト信号に変換される。第１一重符号化バースト信号は第２双極性パルス発生器１８で第１一重符号化デジタル信号、すなわち高周波双極性パルスの第１一重符号化列に変換される。第１一重符号化デジタル信号が中継用すだれ状電極１９に印加されると、第２圧電基板６に第３弾性表面波、すなわち３個のバースト波の第１符号化列が励振される。もしも第３弾性表面波が第３符号パターンに対応する場合には、第１復号化パルスが第３符号化すだれ状電極２０で出力される。同様にして、リクエスト二重符号化デジタル信号のうちの第２二重符号化デジタル信号がデジタルネットワーク中から端子１６で受信されると、第２二重符号化デジタル信号は第２双極性パルス発生器１８で第２一重符号化デジタル信号に変換される。第２一重符号化デジタル信号が中継用すだれ状電極１９に印加されると、第２圧電基板６に第３弾性表面波が励振される。もしも第３弾性表面波が第４符号パターンに対応する場合には、第２復号化パルスが第４符号化すだれ状電極２１で出力される。結果として、第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が検出用デバイス２２を介して端子２３で検出され、この出力デジタル信号はリクエストデジタル信号に対応するものである。出力デジタル信号が端子２３で検出されると、パスワードデジタル信号が端子７を介して第１双極性パルス発生器８に印加される。パスワードデジタル信号は単極性パルス発生器１４で二重符号化パスワードデジタル信号に変換され、端子１５を介してデジタルネットワーク中に送信される。二重符号化パスワードデジタル信号がデジタルネットワーク中から端子１６Ｍで受信されると、二重符号化パスワードデジタル信号は、パスワードデジタル信号に対応する出力デジタル信号に変換される。出力デジタル信号は検出用デバイス２２Ｍを介して端子２３Ｍで検出される。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の超音波個人識別カードシステムは主通信デバイスと、端末通信デバイスと、個人識別カードから成る。個人識別カードは第１圧電基板、固有符号化すだれ状電極および第１電極群から成り、主通信デバイスおよび端末通信デバイスの各々は、第２圧電基板、送信部および受信部から成る。固有符号化すだれ状電極は電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有している。また、固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有する。第１電極群はすだれ状電極I0と、すだれ状電極I0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ii (i=1)から成る。端末通信デバイスの送信部は、第１双極性パルス発生器、第１および第２符号化すだれ状電極、第２電極群、包絡線検波器および単極性パルス発生器から成る。第２電極群はすだれ状電極A0と、すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成る。包絡線検波器は第２電極群に接続されている。主通信デバイスの受信部は第３電極群、第２双極性パルス発生器、中継用すだれ状電極、第３および第４符号化すだれ状電極および検出用デバイスから成る。第３電極群は中央すだれ状電極B0Mと、中央すだれ状電極B0Mから距離L0だけ離れた左すだれ状電極B-1Mと、中央すだれ状電極B0Mから距離L0+iL (i=1)だけ離れた右すだれ状電極BiM (i=1)から成る。第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、それぞれ電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有する。また、第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極は、それぞれ第１、第２、第３および第４符号パターンを有する。
【００３９】
もしも、個人識別カードが端末通信デバイスに挿入されると、第１双極性パルス発生器からパルスが発生する。このパルスが固有符号化すだれ状電極に印加されると、第１圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出された後、距離iLに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極Iiで検出される。すだれ状電極I0およびIiでの固有符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器を介して単極性パルス発生器で固有二重符号化デジタル信号に変換されて、デジタルネットワーク中に送信される。この際、もしも単極性パルス発生器の代わりに双極性パルス発生器を用いると、双極性タイプの通信が可能になる。
【００４０】
固有二重符号化デジタル信号がデジタルネットワーク中から左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極BiMで受信されると、主通信デバイスの第２圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１および第２弾性表面波は、中央すだれ状電極B0Mで固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号は第２双極性パルス発生器で固有一重符号化デジタル信号に変換される。固有一重符号化デジタル信号が中継用すだれ状電極に印加されると、主通信デバイスの第２圧電基板に第３弾性表面波が励振される。第３弾性表面波はバースト波群の固有符号化列で成る。もしもそれぞれのバースト波群が第３符号パターンと相関すれば第１復号化パルスが第３符号化すだれ状電極で出力され、第４符号パターンと相関すれば第２復号化パルスが第４符号化すだれ状電極で出力される。結果として、第１および第２復号化パルスに基づく出力デジタル信号が検出用デバイスで検出される。出力デジタル信号は固有符号パターンに対応するもので、この出力デジタル信号によって個人識別カードの所有者が認証される。
【００４１】
個人識別カードの所有者が認証された直後に、パスワードを求めるリクエスト符号化デジタル信号が主通信デバイスの送信部によってデジタルネットワーク中に送信されると、リクエスト符号化デジタル信号は端末通信デバイスの受信部によって受信される。このとき、第１双極性パルス発生器では個人識別カードのためのパルスの定期的な発生時を除いて、パスワードデジタル信号に対応する双極性パルス（−１および１）の列が発生する。双極性パルス（−１および１）が第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ印加されると、端末通信デバイスの第２圧電基板に第４および第５弾性表面波がそれぞれ励振される。第４および第５弾性表面波は、第１および第２符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出された後、距離iLに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極Aiで検出される。すだれ状電極A0およびAiでの第１符号化バースト信号の合成出力信号と、すだれ状電極A0およびAiでの第２符号化バースト信号の合成出力信号は、包絡線検波器を介して単極性パルス発生器で第１および第２二重符号化デジタル信号に変換されて、デジタルネットワーク中に送信される。第１二重符号化デジタル信号は、左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極BiMで同時に受信される。第２二重符号化デジタル信号もまた左すだれ状電極B-1Mおよび右すだれ状電極BiMで同時に受信される。結果として、第１および第２二重符号化デジタル信号に基づく出力デジタル信号が検出用デバイスで検出される。出力デジタル信号はパスワードデジタル信号に対応するものである。
【００４２】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、固有符号化すだれ状電極が少なくとも２つの部分で成り、これらの部分が絶縁された状態でしかも全体として階段状の平行状態にある構造が可能である。これらの部分に第１双極性パルス発生器からパルスが同時に印加されると、これらの部分に対応する固有符号化弾性表面波が第１圧電基板に励振される。それぞれの固有符号化弾性表面波はそれぞれの固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で順次に検出された後、再び順次にすだれ状電極Iiで検出される。結果として、すだれ状電極I0での固有符号化バースト信号およびすだれ状電極Iiでの固有符号化バースト信号の合成出力信号は、単極性パルス発生器で検出される固有二重符号化デジタル信号に対応するものとなる。
【００４３】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、固有符号化すだれ状電極が第１および第２の部分で成り、この第１および第２の部分が絶縁された状態でしかも互いに直交している構造が可能である。この構造においては、新たに第４電極群が個人識別カードに備えられる。第４電極群はすだれ状電極J0と、すだれ状電極J0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ji (i=1)から成る。もしも、第１および第２の部分に第１双極性パルス発生器からパルスが同時に印加されると、第１および第２の部分にそれぞれ対応する第１および第２固有符号化弾性表面波が第１圧電基板に励振される。第１固有符号化弾性表面波は第１固有符号化バースト信号としてすだれ状電極J0で検出された後、再びすだれ状電極Jiで検出され、第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極J0で検出された直後に第２固有符号化弾性表面波が第２固有符号化バースト信号としてすだれ状電極I0で検出され、第１固有符号化バースト信号がすだれ状電極Jiで検出された直後に第２固有符号化バースト信号がすだれ状電極Iiで検出される。すだれ状電極J0およびJiでの第１固有符号化バースト信号とすだれ状電極I0およびIiでの第２固有符号化バースト信号の合成出力信号は単極性パルス発生器で検出される固有二重符号化デジタル信号に対応するものとなる。
【００４４】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、第１電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ii {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第２電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第３電極群が少なくとも２つの右すだれ状電極BiM {i=1, 2,…, (n-1)}を含む構造が可能である。すだれ状電極Iiはすだれ状電極I0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、すだれ状電極Aiはすだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、右すだれ状電極BiMは中央すだれ状電極B0Mからそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。また、この構造では、個人識別カードには第１スイッチが備えられ、第１スイッチは包絡線検波器を少すだれ状電極Iiに順次に接続し、送信部には第２スイッチが備えられ、第２スイッチは包絡線検波器をすだれ状電極Aiに順次に接続し、受信部には第３スイッチが備えられ、第３スイッチはデジタルネットワークと右すだれ状電極BiMとを順次に接続する。
【００４５】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、第１、第２、第３および第４符号化すだれ状電極がそれぞれ少なくとも３つの電極対から成る構造が可能である。また、第３および第４符号パターンが、第１および第２符号パターンとはそれぞれ逆のパターンを示す構造が可能である。
【００４６】
本発明の超音波個人識別カードシステムでは、固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の符号化すだれ状電極の集合体で成る構造が可能である。この４の倍数個の符号化すだれ状電極は２つのタイプに分類され、これら２つのタイプは第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ相当するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波個人識別カードシステムにおける個人識別カードおよび端末通信デバイスの第１の実施例を示す構成図である。
【図２】第１符号化すだれ状電極９の平面図。
【図３】固有符号化すだれ状電極２の平面図。
【図４】図１の個人識別カードの代わりに用いられるもう一つの個人識別カードの構成図。
【図５】図１の個人識別カードの代わりに用いられるさらにもう一つの個人識別カードの構成図。
【図６】個人識別カードおよび端末通信デバイスの第２の実施例を示す構成図。
【符号の説明】
１    第１圧電基板
２    固有符号化すだれ状電極
３    第１電極群
４    端子
５    端子
６，６Ｍ    第２圧電基板
７，７Ｍ    端子
８，８Ｍ    第１双極性パルス発生器
９，９Ｍ    第１符号化すだれ状電極
１０，１０Ｍ    第２符号化すだれ状電極
１１，１１Ｍ    第２電極群
１２    挿入スイッチ
１３，１３Ｍ    包絡線検波器
１４，１４Ｍ    単極性パルス発生器
１５，１５Ｍ    端子
１６，１６Ｍ    端子
１７，１７Ｍ    第３電極群
１８，１８Ｍ    第２双極性パルス発生器
１９，１９Ｍ    中継用すだれ状電極
２０，２０Ｍ    第３符号化すだれ状電極
２１，２１Ｍ    第４符号化すだれ状電極
２２，２２Ｍ    検出用デバイス
２３，２３Ｍ    端子
２４    固有符号化すだれ状電極
２５    固有符号化すだれ状電極
２６    固有符号化すだれ状電極
２７    固有符号化すだれ状電極
２８    第４電極群
２９    第１スイッチ
３０，３０Ｍ    第２スイッチ
３１，３１Ｍ    第３スイッチ
I0，I1    すだれ状電極
J0，J1    すだれ状電極
A0，A1，A2，A3，A0M，A1M，A2M，A3M    すだれ状電極
B0，B0M    中央すだれ状電極
B-1，B-1M    左すだれ状電極
B1，B2，B3，B1M，B2M，B3M    右すだれ状電極
【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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