(57)【要約】【課題】      比較的少ない入出力端子数で膨大な識別用情報数を実現する、光回路で構成する識別用情報担体、およびその読取装置。【解決手段】  識別用情報担体５（１）を、複数の入出力端子間の接続状態を担持情報とする光回路４（３）で構成する。本情報坦体５（１）の入出力端子Ｋ間の接続状態は、各々の入出力端子Ｋについて、１乃至複数の入出力端子Ｋと接続されている場合、あるいは、ほかの何れの入出力端子Ｋとも接続されていない場合の、何れかとする。また、本情報担体５（１）の読取装置２においては、本情報担体５（１）の各入出力端子Ｋに対応する各検出端子Ｄに、発光素子および受光素子を配設し、何れかひとつの検出端子Ｄから投入した光を、ほかのすべての検出端子Ｄにおいて走査することを、順次すべての検出端子Ｄについて総当り式に実行することにより、情報担体５（１）の入出力端子Ｋ間の接続状態を検出し、識別情報を得る。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入出力端子間の接続状態を担持情報とする光回路で構成され、各入出力端子は、光の入力と出力の何れにも使われることを特徴とする識別用情報担体。
【請求項２】
入出力端子の一部または全部が、１乃至複数の入出力端子と接続していることを特徴とする請求項１に記載の識別用情報担体。
【請求項３】
入出力端子間の接続が、外部から与えられる要因によって切断されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の識別用情報担体。
【請求項４】
入出力端子の一部が、ほかの何れの入出力端子とも接続していないことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の識別用情報担体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体を読み取る目的で、各入出力端子に対応する検出端子の各々について、発光素子あるいは受光素子の両方または一方が配設されていることを特徴とする読取装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体に配設された入出力端子の一部を、識別用情報担体が読取装置における所定の位置にあることを判断するために走査することを特徴とする請求項５に記載の読取装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体に配設された光回路の一部を切断する機構を具備していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品などの個体を識別するための情報を担持した、ＩＤタグやＩＤカードなどの識別用情報担体、および、その読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる鍵の所有者を、錠前を開けることが許された者と見なすということも含めて、個体を識別するという観点から、従来の技術としては、錠前と組み合わせて使う鍵、暗証番号、磁気や不揮発性メモリによって情報を記録するカード（以下「ＩＤカード」とする）、各種バーコード、電子タグ（電子荷札、ＩＣタグ、ＲＦＩＤ等と同意。以下「電子タグ」とする）などが、代表的な例として挙げられる。
【０００３】
機械式の錠前と鍵は、可動部分の数や加工精度を如何に工夫しても、組み合わせの総数には限界があり、原理的に製造コストを抑えることが難しいという問題がある。この問題は、例えば鍵山の代わりに磁石の配列を用いたとしても、根本的に解決することは難しい。また、暗証番号を入力して開錠するシステムでは、暗証番号が他に漏れる危険があるため、現実には、暗証番号と共にＩＤカードが併用されている場合も多く、具体としての鍵の必要性は、直ちになくなるものではない。またＩＤカードの所有者であることを確認したり、あるいはネットワークに接続されたコンピュータにアクセスできる権利を持っているか確認するために、暗証番号の入力を要求するシステムでは、個人を認証する方法として、より安全性の高い認証技術が希求されている。
【０００４】
ＩＤカードは、磁気あるいは不揮発性メモリの何れを用いるものであっても、読み取り装置との間に物理的な接触を持たなければならないため、その接触部分が汚損した場合には誤った認識をする可能性があり、また磁場や静電気によって故障しやすいという問題がある。
【０００５】
バーコードは、プリンタなどで容易に印刷できる反面、偽造するのは容易であり、また紙に印刷したものは水分などで破損し易いため、長い期間、繰り返し使うような用途には不向きである。
【０００６】
電子タグは、その動作に際して周囲に電波的な雑音があってはならないなどの制約があり、また保存に際しても電子部品に準じた扱いを必要とする。
【０００７】
前記「機械式の錠前と鍵」の問題を解決するものとして、鍵に相当する識別装置として、所定の部位からレーザー光を入射し、その光軸上に配置したハーフミラーの有無および向きの組み合わせにより、複数の受光部における検出の有無をコード化して個体を識別するという発明が為されているが、特許文献１に示すように、この発明では、組み合わせの総数を大きくするためには、ハーフミラーの位置や向きに機械的な精度が求められ、またハーフミラーの数を増やすに当っては透過光の減衰の問題も同時に解決しなければならない。仮に、ハーフミラーを１０段重ねて、各々で反射無し、および反射有りとして８方向の何れかを選択することができたとしても、その組み合わせの総数は（１＋８）の１０乗すなわち 3,486,784,401 通りに過ぎない。
【０００８】
前記「ＩＤカード」の問題を解決するものとして、複数の光ファイバを用いて、カードの読取装置において、発光素子群から入射された光を受光素子群に錯綜させて導くことによって、つまり異なるカードにおいては各々が収容する光ファイバの錯綜を異なるように配設して、その光ファイバの錯綜によって個体としてのカードを識別するという考案が為されているが、特許文献２に示す考案では、光ファイバが配設されたカード基体の一側面側に設置した１つの光源から光を照射するので、このことによって識別できるのは各光ファイバの終端の存在であって、すなわち多くの中から１つの個体を識別するような情報は担持し得ない。また、特許文献３が示す発明では、光ファイバの一端は発光素子からの入射のために使用され、他方の端は入射された光を受光素子へ導くために使用されるために、その組み合わせの総数は、カード内に収容する光ファイバの数の階乗で与えられる数を超えない。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１２３９２２号公報
【特許文献２】実開昭５９−８３５７２号公報
【特許文献３】特開２００２−１０９５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来技術における問題点の１つを要約すると、組み合わせの数に限界がある、すなわち安全性が低いということが挙げられる。一方で、その問題点を解決しようとする従来技術は、接触部分の汚損による誤動作や、磁気あるいは静電気による故障や、媒体の劣化や、あるいは動作環境や保存環境に制約がある、などの新たな問題を抱えている。
【００１１】
そこで、本発明は、比較的少ない入出力端子数で、膨大な識別用情報数が得られる、光回路で構成した識別用情報担体、およびその読取装置を提供することを目的として、発明されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような課題を解決すべく、請求項１に記載の識別用情報担体は、複数の入出力端子間の接続状態を担持情報とする光回路で構成され、各入出力端子は、光の入力と出力の何れにも使われることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の識別用情報担体は、請求項１に記載の識別用情報担体において、前記入出力端子の一部または全部が、各々１乃至複数の入出力端子と接続していることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の識別用情報担体は、請求項１または請求項２に記載の識別用情報担体において、前記入出力端子間の接続が、外部から与えられる要因によって切断されることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の識別用情報担体は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の識別用情報担体において、前記入出力端子の一部が、ほかの何れの入出力端子とも接続していないことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の読取装置は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体を読み取る目的で、各入出力端子に対応する検出端子の各々について、発光素子あるいは受光素子の両方または一方が配設されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の読取装置は、請求項５に記載の読取装置において、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体に配設された入出力端子の一部を、識別用情報担体が読取装置内の所定の位置にあることを判断するために走査することを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の読取装置は、請求項５または請求項６に記載の読取装置において、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体に配設された光回路の一部を切断する機構を具備していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の識別用情報担体に、請求項５に記載の読取装置を用いて、前記情報担体に配設された何れかひとつの入出力端子に投入した光を、ほかのすべての入出力端子において走査することを、順次すべての端子について総当り式に実行することにより、情報担体の端子間の接続状態を検出し、識別情報を得ることができる。このとき、光の導通を走査するという点だけに注目するならば、特許文献１に示す発明や特許文献３に示す発明と共通する部分はあるが、本発明は、情報担体に配設される入出力端子の数が比較的少ないにも関わらず、端子間の接続状態の組み合わせが膨大な数となる原理を用いることで、上記の課題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の骨子を説明するため、１つの前提を設ける。すなわち「各々の入出力端子は、ほかの必ず１つの入出力端子と接続する、あるいは、ほかの入出力端子とは接続しない、その何れかである」とする。そして、本実施形態においては、各々の前記入出力端子を接続する、１乃至複数本の導光路の有無が坦持情報となり、光回路を構成する。また、情報担体に配設された入出力端子の数を記号Ｔで表し、また、ほかの入出力端子と接続しない入出力端子の数を記号Ｂで表すものとする。ここで、Ｔ＝２Ｎ（Ｎは自然数）すなわち入出力端子の数が偶数の場合は、ほかの入出力端子と接続しない入出力端子は、上記前提において単独では存在しないので、Ｂ＝２Ｃ（Ｃは自然数）と書くことができる。またＴ＝２Ｎ−１すなわち入出力端子の数が奇数の場合は、仮に、ほかの入出力端子と接続しない端子を１つ追加したと考えると、やはりＴ＝２Ｎ，Ｂ＝２Ｃと書くことができる。すなわち上記前提において、記号Ｎで示される数は、情報担体内に配設し得る導光路の最大数に相当し、また記号Ｂで示される数は、配設し得る導光路のうち実際には入出力端子間を接続していない（以下「導光路が切断されている」と概念する）導光路の数に相当する。
【００２１】
上記前提において、Ｎ本の導光路のうち、Ｃ本の導光路が切断されており、残った（Ｎ−Ｃ）本の導光路で２（Ｎ−Ｃ）個の端子を接続するときの、接続の仕方、すなわち「２Ｎ個の要素の中から、２Ｃ個の要素を除いた後に、残った２（Ｎ−Ｃ）個の要素について、２つの要素を対として選び出し、すべての要素がなくなるまでの、対の組み合わせの総数」は、次の式で与えられる。
【００２２】
【数１】
2005235122.tif 000003
【００２３】
数１に、ＮおよびＣとして、いくつかの例示的な数字を当てはめた場合の計算結果を、表１に示す。なお表１に示す値は一部を概数で表記している。ここで、Ｃ＝０とした場合の組み合わせの数を、便宜上「Ｃ＝０の組み合わせ数」とし、またその条件で作られる一群の情報担体を「Ｃ＝０の情報担体」と表記する。同様に、例えば「Ｃ＝２の組み合わせ数」あるいは「Ｃ＝２の情報担体」と表記した場合には、情報担体内で切断されている導光路の数が、０あるいは１あるいは３本以上の何れでもなく２本だけ存在する場合の、組み合わせ数あるいは一群の情報担体を指すものとする。
【００２４】
【表１】
2005235122.tif 000004
【００２５】
表１から、「Ｃ＝０の組み合わせ数」よりも、Ｃがある値の範囲にある場合、すなわち導光路が何本か切断されている場合の方が、組み合わせ数が大きくなっていることが分かる。すなわちＣとして、このような値を「安全性を犠牲にしないで導光路を切断できる数」という意味で、便宜上「導光路を安全に切断できる数」と表記する場合がある。
【００２６】
上記前提において導かれる数１、および表１に示される計算結果から、例えば１５本の導光路で構成される「２Ｎ＝３０，Ｃ＝０の情報担体」の組み合わせ数は６０００兆を超え、これに「導光路が安全に切断されている」すなわちＣ＝１〜５の情報担体の組み合わせ数を加えると、その合計はおよそ６０００兆の百倍になることが分かる。また、例えば２０本の導光路で構成される「２Ｎ＝４０，Ｃ＝０の情報担体」の組み合わせの数は、それ単独で６０００兆の５０００万倍を超え、これに「導光路が安全に切断されている」すなわちＣ＝１〜６の情報担体の組み合わせの数を加えると、その合計はおよそ６０００兆の５０００万倍の、さらに２４０倍ほどになり、これは、特許文献１が示す発明や特許文献２が示す考案で得られる組み合わせ数を、はるかに超えるものである。また特許文献３が示す発明に基づいて同等の組み合わせを作るためには、導光路たる光ファイバの数を少なくとも２４乃至２６本としなければならない。
【実施例１】
【００２７】
ここで、上記前提すなわち「各々の入出力端子は、ほかの必ず１つの入出力端子と接続する、あるいは、ほかの入出力端子とは接続しない、その何れかである」との条件を満足する情報担体を、便宜上「単接続の情報担体」と表記するものとする。すなわち数１は、「単接続の情報担体」における組み合わせ数を与える式であり、また表１は、「単接続の情報担体」における組み合わせ数の概算を示すものである。
【００２８】
図１に、「単接続の情報担体」として、Ｎ＝５，Ｃ＝０，また、情報担体１の具体的な例として「錠前の鍵」、その読取装置２の具体的な例として「錠前の鍵穴」を想定した場合の実施例を示す。なお図１において、読取装置２に配設される検出端子Ｄ１〜Ｄ１０として、発光素子と受光素子を一対のものとして考えるならば、これは、具体的には「反射型フォトインタラプタ」の名称で知られる光学電子部品に相当し、以下では、便宜上この呼称を用いる場合がある。
【００２９】
図１に示す実施例において、情報担体１には、鍵としての取扱いを容易とするための、いわゆる「つまみ」に相当する形状や、あるいは誤った向きに挿入できないような断面形状や、あるいは被覆等の構造を付加することが考えられる。また、読取装置２には、情報担体１の入出力端子の各々が、読取装置の検出端子の各々と正しく対応するように導くためのガイドや、あるいは誤った向きに挿入できないような断面形状や、あるいは前記端子どうしが正しく対応していることを検出するための位置センサ等を配設することが考えられる。なお、読取装置２は、別に設けた判定回路等と接続することが考えられるが、それらの形状や構造あるいはガイドやセンサ等、および判定回路等については、省略している。
【００３０】
図１に示す実施例において、フォトインタラプタＤ１を発光させ、その光をフォトインタラプタＤ１〜Ｄ１０の何れで検出したかを、検出した場合を「１」、検出しなかった場合を「０」で表すと、００００１０００００ という二進数が生成される。同様にフォトインタラプタＤ２を発光させ、その光を検出したか否かによって、００００００１０００ という二進数が生成される。これを同様に繰り返すことによって、情報担体１を、表２に示す二進数の集合として表すことができる。すなわち表２は、「単接続の情報担体」における導光路をビットマップで示した一例である。図１においては、情報担体１内に配設された光回路３を構成する導光路を符号３ａ〜３ｅに示し、例えば導光路３ａは、表２においてＤ３の行とＤ６の列が交差する位置に示されている「１」に対応する。このようにして生成されるコードは、表２において太枠内に「１」を置く場合の、その置き方の数だけ考えられるが、前記「単接続の情報担体」においては、１つの端子が複数の端子と接続されることはないため、同一の行および同一の列に重複して「１」が出現することはない。前記数１は、このことを数式で表したものであって、本考案に基づく識別用情報担体の安全性の証左の１つである。
【００３１】
【表２】
2005235122.tif 000005
【実施例２】
【００３２】
さらにここで、上記前提すなわち「各々の入出力端子は、ほかの必ず１つの入出力端子と接続する、あるいは、ほかの入出力端子とは接続しない、その何れかである」との条件を外した情報担体を、便宜上「重接続の情報担体」と表記するものとする。「重接続の情報担体」は、特許文献３が示す発明に対する、本発明の優位性を強調するものであり、この実施例を図２および表３に示す。すなわち表３は、「重接続の情報担体」における導光路をビットマップで示した一例である。図２においては、情報担体５内に配設された光回路４を構成する導光路を符号４ａ〜４ｈに示し、例えば、導光路４ｄは、表３においてＤ１の行とＤ５の列が交差する位置に示されている「１」に対応する。
【００３３】
【表３】
2005235122.tif 000006
【００３４】
表２と表３を比較すると明らかなように、前記「単接続の情報担体」では、同一の行および同一の列に重複して「１」が出現することはないが、前記「重接続の情報担体」では、太枠内のどこにでも「１」が出現し得る。すなわち、「重接続の情報担体」における組み合わせの数は、太枠内の要素の数、すなわち端子の数をＴとしたとき、｛Ｔ（Ｔ＋１）／２｝ビット で与えられる二進数に等しい。一方、特許文献３が示す発明において、導光路たる光ファイバの数は、光線の入射口の数と光線の出射口の数の何れにも等しく、すなわち導光路たるファイバの数は入出力端子の数の半分であり、すなわち前記「重接続の情報担体」と入出力端子の数が等しいとした場合、その組み合わせの数は（Ｔ／２）！となる。このことからも、本発明に基づく識別用情報担体の安全性が高いことが分かる。
【実施例３】
【００３５】
製造の段階あるいは流通の段階あるいは運用の段階において、Ｃ＝０の情報担体と、Ｃを「導光路の安全な切断」の範囲とした一群の情報担体と、Ｃを「導光路の安全な切断」の範囲外とした一群の情報担体と、のすべて、あるいは一部を、同一群の情報担体と見なすことによって、識別用情報担体として、組み合わせの数を大きくすることが考えられる。すなわち、このような一群として数多くの情報担体を提供することによって、安全性が改善され、また情報担体の入手に必要な費用を抑えることができる。
【実施例４】
【００３６】
運用段階において、入出力端子間を接続する導光路の数Ｎによって、あるいは切断されている導光路の数Ｃによって、あるいは、表２や表３に示されるビットマップ上のパターンの特徴、例えば所定の区画がすべて１であること、あるいは所定の区画に０がいくつ以上あることなどによって、特定の情報担体を、前記実施例２でいう「同一群の情報担体」から区別することが考えられる。すなわち、このような特徴を有する情報担体の使用者だけが、例えば、特別な区画に出入りしたり、あるいは特別な操作をしたり、あるいは読取装置に新たな情報担体を登録したり、あるいはその登録を抹消したりなどの特別な処理を行うようにして、当該情報担体と、そのほかの情報担体が混在して用いられるシステムにおいて、安全性や利便性を改善することができる。
【実施例５】
【００３７】
運用段階において、情報担体の所定の部位に対して、外部から打撃、電圧、超音波あるいは熱などを加えて、情報担体内に配設されている導光路の一部を切断することによって、情報担体が担持する情報を変更することが考えられる。すなわち、このような情報担体を用いるシステムでは、例えば当該情報担体を使用する度に、その導光路の一部を切断することによって、当該情報担体の使用回数を判定することができる。あるいは、例えば一定の期間を定めて、この期間を過ぎて最初に使用されたときに、その導光路の一部を切断して、その新たな担持情報を再登録することによって、当該情報担体が万が一偽造された場合にも、前記一定の期間を超えて不正に使用することを、著しく困難なものとすることができ、当該情報担体が用いられるシステムにおいて、安全性や利便性を改善することができる。
【実施例６】
【００３８】
実施例５において、入出力端子間を接続する導光路を切断する際に、読取装置もしくはシステムに固有の演算等を用いて当該導光路を選び出すようにして、さらに当該情報担体において、実際に切断されている導光路が、前記「システムに固有の演算等」を用いて選び出されているかを調べて、当該情報担体に対する不正な改変を、著しく困難なものとすることができ、当該情報担体が用いられるシステムにおいて、安全性や利便性を改善することができる。
【実施例７】
【００３９】
実施例５において、入出力端子間を接続する導光路について、これを切断すべく外部から要因を加えたにも関わらず、実際には切断できないことをもって、当該システムにおいて誤った情報担体が用いられようとしていることを判定することができ、当該情報担体が用いられるシステムにおいて、安全性や利便性を改善することができる。
【実施例８】
【００４０】
図１に示す実施例において、前記「入出力端子」の実体は、導光路が情報担体の表面に露出した端面である。これは、「単接続の情報担体」においても、また「単接続の情報担体」においても同様であり、すなわち、光線の分配や集合のための光学的な構造としての入出力端子は、実体としては無用である。なお、複数の導光路を集束させて１つの入出力端子を構成した場合に被覆等の構造を付加することは、主に外観上の配慮という観点から十分に考えられる。また、実施例５において、前記「外部から打撃、電圧、超音波あるいは熱などを加えて情報担体内に配設されている導光路の一部を切断すること」を目的とする、例えば打撃による破壊あるいは熱による発色等によって光の導通を遮断するような構造を配設する上で、前記「入出力端子」に相当する位置は適当である。
【実施例９】
【００４１】
図１に示す実施例において、前記「入出力端子」は、図３に示すように情報担体1の表面上のどこに配設してもよい。なお、図３中においては、入出力端子を符号Ｋ１〜Ｋ１０に示す。このとき、所定の位置に入出力端子が配設されている情報担体のみが、読取装置によって正しく認識されるようにして、このことをもって、一群の情報担体を他の情報担体群から分けてもよい。これは、いわゆる「鍵穴の形状」に相当する概念であって、例えば、情報担体の断面形状を楕円あるいは台形等にする、あるいは先端を細く手前を太くテーパーをつける等の形状の工夫によって、誤った情報担体を容易に排除することができる。当然ながら、読取装置側では、各々の検出端子は、情報担体を正しく読み取ることができるように、各々の入出力端子に対応した位置に配設される。本実施例における情報担体の外観の一例を図３に示す。
【実施例１０】
【００４２】
さらに、本発明に基づく情報担体を、ＩＤカードや「鍵」のような形状に加工するだけでなく、様々な形状をした物品等に付加あるいは埋設することにより、その用途は広大なものとなる。つまり、本情報担体は、例えば、金属等を用いている電子タグに比較して、構造が単純であり、かつ化学的にも安定であるため、例えば衛生面において配慮が必要な食品を原材料単位で追跡したり、あるいは衝撃や温度・湿度などの条件が厳しい工事現場において部材を管理するといった用途において、有利となり得る。このことは、人体に対する影響という観点からも同様であり、例えば本情報担体を、指輪や眼鏡のように常時携行する物品に組み込んで、これを、日常生活において利便と考えられる複数の読取装置に登録して一元的に利用することが考えられる。あるいは、例えば本情報担体を、血液サンプルなどの容器と一体のものとして、サンプルを採取した現場で直ちに被験者と関連付けすることにより医療事故を未然に防止するなども考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、個人に限らず、動植物、原材料、あるいは部品や製品に至るさまざまな個体を識別するための技術に関する。この技術は、錠前と組み合わせて使う鍵、暗証番号、磁気や不揮発性メモリによって情報を記録するカード、各種バーコード、電子タグ等によって与えられる識別情報を、それらの媒体に代わって保持し、また、外部から読み取り可能とするものである。より具体的には、この技術の応用例として、建物の出入口や自動車の鍵、身分証やクレジットカード、物流で用いる荷札などの製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の実施例１の単接続の識別用情報担体と読取装置とを示す説明図
【図２】本実施形態の実施例１の重接続の識別用情報担体と読取装置とを示す説明図
【図３】本実施形態の実施例９の識別用情報担体の外観図
【符号の説明】
【００４５】
１    （単接続の）情報担体
２    読取装置
３    光回路
３ａ〜３ｅ  （単接続の情報担体内に配設され、光回路を構成する）導光路
４    光回路
４ａ〜４ｈ  （重接続の情報担体内に配設され、光回路を構成する）導光路
５    （重接続の）情報担体
Ｄ１〜Ｄ１０  （読取装置に配設された）検出端子
Ｋ１〜Ｋ１０  （情報担体に配設された）入出力端子
【図１】
2005235122.tif 000007
【図２】
2005235122.tif 000008
【図３】
2005235122.tif 000009