(57)【要約】ロック用の電子キー及び読取器装置は、キーコード（４１０）を表す画像がその上に表示されるディスプレイ（４０２）が組み込まれたキー（４００）を有するものとして説明する。キーコードは、キーの動作に関連して適応される。読取器は、センサアレイ（４０８）を用いてキーコードを走査し、また、通信ポート（４０４）を用いてメッセージデータ（４０６）を交換することによりキーとインタラクトし得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーと読取器とを有するロック用装置であって、
前記キーは、第１のデータプロセッサ及びディスプレイを有し、前記データプロセッサは、前記キーの動作に関連して適応されるキーコードを生成し、前記キーコードを、前記キーコードを表す画像に変換し、前記ディスプレイ上に前記画像を表示するよう動作可能であり、前記ディスプレイは、前記キーの表面上に前記画像が見えるよう配置され、
前記読取器は、第２のデータプロセッサ、ストア、及び、光学スキャナを有し、前記光学スキャナは、前記キー上に見える前記画像を走査し、走査データを生成するよう動作可能であり、前記データプロセッサは、前記走査データを受信し、前記走査データを走査キーコードに変換し、前記走査キーコードを、前記ストア内に保持される複数のキーコードと比較し、前記比較の結果に応じてロック機構を制御するよう動作可能である、装置。
【請求項２】
前記ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記キーコードを表す前記画像は、画素に基づくパターンを有する請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記第１のデータプロセッサは、キーコードを生成するよう動作可能な擬似乱数発生器を有する請求項１又は２記載の装置。
【請求項５】
前記第１のデータプロセッサは、前記キーコードを適応させるよう前記発生器をトリガするよう動作可能である発振器を有する請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記キーは、前記ディスプレイ上にユーザインタフェース情報を表示するよう動作可能である請求項１又は２記載の装置。
【請求項７】
前記キーは、移動電話機として更に構成される請求項１又は２記載の装置。
【請求項８】
前記キーは、腕時計として更に構成される請求項１又は２記載の装置。
【請求項９】
前記読取器は、通信リンクを用いて、前記キーとメッセージデータを交換するよう動作可能である請求項１又は２記載の装置。
【請求項１０】
前記通信リンクは、赤外線を用い、シリアルプロトコルをサポートする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記光学スキャナは、ＣＣＤアレイである請求項１又は２記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のデータプロセッサは、前記読取器と交換したメッセージデータに応答して、前記ディスプレイ上に画像として前記キーコードを示すよう動作可能である請求項９記載の装置。
【請求項１３】
前記読取器は、有効なユーザ認証トランザクションに応答して動作可能である請求項１又は２記載の装置。
【請求項１４】
前記読取器は、キーを受容するためのキャビティを有し、
前記キャビティは、開口を有し、
前記キーは、前記開口を通り前記キャビティ内に挿入される請求項１又は２記載の装置。
【請求項１５】
前記読取器は、前記キーの前記キャビティ内への挿入を許可するよう有効なユーザ認証トランザクションに応答して動作可能である機械的シャッタを有する請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記読取器は、パーソナルコンピュータ内に組み込まれ、且つ、前記比較の結果に応じて前記パーソナルコンピュータの動作を制御するよう動作可能である信号を出力する請求項１又は２記載の装置。
【請求項１７】
キーが読取器により読出しされてロックを動作する方法であって、
前記方法は、前記キーの動作に関連して適応されるキーコードによりサポートされ、
前記キーコードは、前記キーコードを表す画像に変換され、
前記画像は、前記キーの表面上で見えるよう配置され、
前記読取器は、走査データを生成するよう前記画像を光学的に走査し、
前記走査データは、走査キーコードに変換され、
前記走査キーコードは、複数のキーコードと比較され、
前記比較の結果に応じてロック機構が制御される、方法。
【請求項１８】
前記キーコードは、所定の列に応じて第１のコードから第２のコードに適応される請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のコードから前記第２のコードへの前記適応は、定期的なイベントに応答することによる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のコードから前記第２のコードへの前記適応は、前記読取器とのデータの交換に応答することによる請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記キーコードは、前記キーを識別する一意のコードを有する請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電子キー及び対応する読取器を有するロックを動作する方法と、そのような方法を用いる装置に係る。
【０００２】
キーにより動作されるロックにより商品及び建物を保護することは、標準的に行われている。多く見受けられる安全上の脅威は、キーを損失する又はキーがコピーされることによりシステムが危うくなることである。このような脅威は、従来の機械的なキーだけでなく、例えば、コンピュータパスワードをいったコードを用いるより高度なシステムにも同様に及ぶものである。そのキー又はパスワードがコピーされる（又は盗まれる）と、そのシステムの安全性は危うくなる。機械的なロックの場合、このことは、安全性を回復するためにはロックを取り替える必要があるので費用がかかる。キー／パスワードが、高位レベルのアクセスが可能な「マスタ」である場合に、回復はより深刻となる。
【０００３】
コピーされる脅威に対抗するために、電子キーを考慮するに、キーは、２つの部分、即ち、ユーザに関連付けられる部分と、物理的なキーの担持体に関連付けられる部分とに分けられ、例えば、ユーザＰＩＮコード及び関連するＡＴＭバンクカードがある。（両方ではなく）どちらか一方を無くしても、システムの安全性は危うくならない。この２つの部分からなるキーに関連する１つの問題は、ユーザ側にある。ＰＩＮを忘れてしまう場合があるので、ＰＩＮは、覚えていられるよう短くなくてはならないという点である。このことは、ＰＩＮは、組合わせの数に限界があり、アクセスを得るために全ての組合わせが試される「しらみつぶし」の攻撃を可能にしてしまい得る。ユーザが、コード又はパスワードを選択することが可能にされる場合、忘れっぽい（又は怠慢な）ユーザは、例えば、ＰＩＮコード「１１１１」又はユーザのペットの名前に設定されたパスワードといった覚えるのが簡単なコードを選択し得る。このようなコードは、本質的に安全ではない。
【０００４】
上述したようなキー及びコードに伴う更なる制限は、それらは静的であることである。変更可能なコードの場合、無くした又は盗まれたコードは短い時間しか有効でなくなるのでより安全である。不利点は、コードの変更は、ロックを動作するキー読取器と共に調整されなければならない点である。変更可能なコードは、十分に安全であるためには多くの組合わせを有さなければならないという点が更に問題であり、このことは、長いコードの使用を意味する。このことは、例えば、シリアル通信プロトコルによってキーコードが読取器に転送される場合、キーコードの読取器への転送が遅くなることによって、合法のユーザに対してのシステム動作が遅延し得る。
【０００５】
更なる問題点は、キーコードがキーと読取器との間で転送される間に、承認されていないユーザによってアクセス可能となることによって安全性が弱まる点である。例えば、キーと読取器との間のキーコードの通信の盗聴は、無線送信器のキーの場合には発生する場合がある。
【０００６】
更に、キーがきちんと機能しているか否かを確認する、及び、例えば、キーに示される状態情報を報告するために、ユーザがキーを検査し得ることは、システム管理目的に有用である。
【０００７】
従って、本発明は、電子キー及び読取器を有する改善された装置を用いることにより、これらの問題及び他の問題を解決することを目的とする。
【０００８】
本発明によると、キーと読取器とを有するロック用装置を提供する。このロック用装置において、キーは、第１のデータプロセッサ及びディスプレイを有し、データプロセッサは、キーの動作に関連して適応されるキーコードを生成し、キーコードを、キーコードを表す画像に変換し、ディスプレイ上に画像を表示するよう動作可能であり、ディスプレイは、キーの表面上に画像が見えるよう構成され、読取器は、第２のデータプロセッサ、ストア、及び、光学スキャナを有し、光学スキャナは、キー上に見える画像を走査し、走査データを生成するよう動作可能であり、データプロセッサは、走査データを受信し、走査データを走査キーコードに変換し、走査キーコードを、ストア内に保持される複数のキーコードと比較し、比較の結果に応じてロック機構を制御するよう動作可能である。
【０００９】
キーと読取器装置は、ロックのアクセスコントローラとして機能することを目的とし得る。というのは、キー読取器は、キー読取器が関連付けられるロックから遠隔に位置付けられる場合があるからである。或いは、読取器は、ロック自体、又は、製品に組み込まれ得る。例えば、読取器は、パーソナルコンピュータ内に組み込まれ得る。パーソナルコンピュータ内において、読取器は、キーコード比較に応じてパーソナルコンピュータの動作を制御する信号を出力する。キーの機能は、ホスト製品内に組み込まれるか、又は、専用ユニットで有り得る。読取器は、構成及び／又は識別目的のために、キーとインタラクトし得る。読取器は、ユーザ認証手続きによりイネーブルされ得る。読取器は、キーを有するユニットを物理的に収容し、それにより、キーとのやり取りを容易にするキャビティが組み込まれ得る。キャビティへのアクセスは、ユーザ認証手続きにより物理的に制御され得る。
【００１０】
更に、本発明によると、キーが読取器により読出しされてロックを動作する方法を提供する。この方法は、キーの動作に関連して適応されるキーコードによりサポートされ、キーコードは、キーコードを表す画像に変換され、画像は、キーの表面上で見えるよう配置され、読取器は、走査データを生成するよう画像を光学的に走査し、走査データは、走査キーコードに変換され、走査キーコードは、複数のキーコードと比較され、比較の結果に応じてロック機構が制御される。
【００１１】
キーは、例えば、コンテキスト情報といったキーの使用に関する情報を表示し得る。ディスプレイは、液体ディスプレイ（ＬＣＤ）で有り得る。ディスプレイの一部は、キーコードを有し得る。キーコードは、ロック用のアクセスコードを表すコードである。キーコードは、人間及び／又は機械が読取り可能で、キー上に表示可能な様々な形式で表現され得る。或いは、キーコードの表示は、読取器によってキーが走査される時間まで隠され得る。キーコードは、キーの使用の期間に適応し得る。このような適応は、読取器とのインタラクション及び／又は時間の経過によって行われ得る。
【００１２】
更なる特徴及び利点は、添付図面を参照しながら、例示的に以下に説明する。
【００１３】
本発明の以下の説明において、「キー」という用語は、例えば、専用キーユニット、又は、キーが組み込まれたホスト製品といった、キーの特徴及び機能を組み込む実体を意味する。「キーコード」は、キーコードが関連するロック用のアクセスコードを表す。このコードは、１つのコードでも、一組のコードでもよく、１つ以上の数値から得られる。「走査されたキーコード」という用語は、光学スキャナにより出力されるデータから読取器により計算されたコードを意味する。「異なる」という用語は、キーコードの全部の組における異なるキーコードの数を意味する。異なるは、従来の機械的なキーに用いる「組合わせ」という用語に類似する。「読取器」という用語は、キーを走査し、且つ、キーとインタラクトする装置を意味する。「ＣＣＤ」という用語は、キーの表面上に表示される画像を走査するのに用いる電荷結合装置を意味する。「画素」という用語は、ディスプレイの最小の識別可能な表示可能な素子を意味する。
【００１４】
図１は、２つの一般的なＬＣＤスタイルを用いたキーコードの表示の例を示す。文字に基づくＬＣＤを１００に示し、画素に基づくＬＣＤを１０２に示す。図示するように、ＬＣＤ１００は、キーコードを、機械が読取り可能な画素のアレイ１０４、及び／又は、人間が読取り可能なコード１０６として示し得る。機械読取り可能な画素形式構成は、任意であり、特定の用途に応じて適切な性能及び費用で選択され得る。例えば、画素数は、一般的に、キーコードが異なる数に比例する。線形画素キーコードアレイ１０４は、例えば、線形１次元ＣＣＤアレイといった単純な感知手段を使用可能とするので読取器の費用を削減する。人間が読取り可能なキーコードと機械が読取り可能なキーコードとを組合わせる利点は、人間が読取り可能な部分は、機械読取り可能なキーコードによって示されるより複雑なコードのチェックサムを表し得る点である。このことは、ユーザが、操作が分からないときに、実際のキーコードを開示することなく、キーコードをシステム管理者と確認できるようにする。ＣＣＤアレイは、複雑なキーコードの高速読取りを可能にする並列感知を用い、同時に、高速の動作の利点も維持される。
【００１５】
上述の説明は全て、画素に基づくＬＣＤ１０２にも同様に適用可能であり、更に、画素に基づくＬＣＤ１０２では、キーコードを、英数字１１２のみならず、アイコン１０８、バーコード１１０、２次元画素アレイ１１４として表す柔軟性を有する。一般的に、キーコードは、グラフィック、テキスト、数字、バーコード、アイコン、及び、画素に基づくパターンの任意の組合わせを有する。画素に基づくＬＣＤは、ＬＣＤ、また、恐らく、読取器における走査手段にも追加の費用を費やすことによって、文字に基づくＬＣＤと比較して向上した解像度を提供することができる。画素に基づくＬＣＤの派生物は、カスタムメイドのＬＣＤであり、これは、特定の用途に対し最適化され、生産量が十分である場合には実行可能なオプションである。
【００１６】
いずれの表示オプション‐文字、画素、又は、カスタム‐が選択されるにしても、適切なＬＣＤが、キー機能を組み込むユニット１１６において利用可能でなければならない。
【００１７】
本発明は、キーコードが、所定の列に応じて第１のコードから第２のコードに適応する能力を提供する。この列は、数列発生器の任意の組合わせとコード表から得られる。好適な数列発生器は、擬似乱数列発生器である。キーコードの第１のコードから第２のコードへの適応は、定期的なイベントと動作上のイベントの任意の組合わせに応答するものである。動作上のイベントの一例としては、キーが、読取器により指示されることである。
【００１８】
図２は、キーにおけるキーコードの生成と変換を示す。図２は、データ処理ユニット２００とＬＣＤ２１６を示す。データプロセッサは、ＣＰＵ２１４と、発振器２０２を有する。発振器２０２は、列における次の（キーコード）数２１０を生成するよう擬似乱数列発生器２０８をトリガするための定期的なイベント又はクロックティック２０４を生成する。機械読取り可能なキーコードについては、クロックティックの周期は、ＬＣＤの最大表示レートと読取器の走査能力に見合うレートに設定され得る。標準的なＬＣＤ及びＣＣＤアレイを用いて、最大で数ヘルツのレートが達成可能である。このことは、キーコードの代替の定義を提供する。つまり、ある時間間隔に亘って１つの所定の静的な数値のみならず、キーコードは、或いは、ある時間間隔に亘って所定の数値の列により示され得る。時間間隔の継続時間は、高速動作を可能にするよう十分に短く維持されなければならない。数ヘルツのレートを用いることが、この条件を満足する。追加として、又は、代替として、発生器は、入力２０６において、キー読取器とのインタラクションに応じてトリガされ得る。キーコードは、キーを識別する一意のコードを有し得る。
【００１９】
上述したように示されるキーコード２１０は、変換器２１２に与えられる。変換器２１２は、数値を、キーのＬＣＤ２１６の形式及び能力に対応する画像データ２１５に変換する。ＣＰＵ２１４、発振器２０２、発生器２０８、及び変換器２１２は、バス２１３を介して接続される。
【００２０】
図３は、キーを組み込む製品の例を示す。専用キー製品３００は、囲い３０４と、囲いの窓を通して見えるＬＣＤ３０６を有する。キーは更に、ＬＣＤ上にユーザインタフェース情報を示すことができる。この情報は、使用説明書、アクセス権利、及び、キーコードの人間が読取り可能な部分の任意の組合わせを有する。更に、ホスト製品３０２を、移動電話機の形で示し、この移動電話機は、筐体３０８と、筐体の窓を通して見えるＬＣＤ３１０を有する。明らかなように、キーは、移動電話機、ＰＤＡ、腕時計、ページャ、又は、ゲーム機といったホスト製品の機能も有し得る。
【００２１】
図４は、読取器によるキーコード走査を示す。キー４００は、キーコード４１０の画像がその上に表示されるＬＣＤ４０２を有する。ＬＣＤは、文字に基づき、一列の文字ブロック４１２を有する。各ブロックは、例えば、７列×５行の矩形画素マトリクスを有する。図４の例では、キーコード画像４１０は、１２個の文字ブロック４１２の夫々の下の画素列を用いて作られる。つまり、キーコードは、６０画素（ビット）、１２個の文字ブロック×５行からなる一列により表現される。この形式は、この場合は、低費用の１次元ＣＣＤ４０８である電荷結合装置（ＣＣＤ）を用いてＬＣＤを光学的に走査することが可能であるので好都合である。更に、読取器における光学スキャナに対してキー（ＬＣＤ）のより容易な位置合わせを提供するために、上述した例は、幾つかの文字列を用いてキーコードを同じように複製し、それにより、スキャナが任意の列を走査できるようにし得る。その場合、キーコードは、バーコードスタイルの表示に似る。明らかなように、好適なＬＣＤは、上述したように標準化されたバーコードを用いてキーコードを示すことも可能である。複雑なアイコン、テキスト、グラフィック、又は、画素パターンを用いて示されるキーコードは、高い解像度、又は、読取器におけるより高度な光学スキャナと協働するカスタムＬＣＤを必要とし得る。現代のビデオカメラに用いられるような２次元ＣＣＤアレイは比較的低費用であり、任意のＣＣＤアレイがそうであるように、そのようなコードを高速で並列読出しすることが可能であるので、そのような複雑なキーコード画像を用いた用途において魅力的となり得る。
【００２２】
一部の適用では、読取器は、通信リンクを用いて、キーとメッセージデータを交換することが可能であり、メッセージデータは、構成データ及び識別データの任意の組合わせを有する。通信リンクは、単一方向性又は双方向性で有り得、有線及び無線の両方で、当該技術において利用可能である任意の好都合な方法を用いて実施し得る。ロバスト性と盗聴を防止するために、好適な通信リンクは、赤外線を用い、シリアルプロトコルをサポートする通信リンクである。
【００２３】
図４の例では、キー４００は、読取器とメッセージデータ４０６を通信するための赤外線通信ポート４０４を有する。通信リンクを用いてキーと読取器との間で交換される構成データの一例は、キーが、読取器と交換したメッセージデータに応答して、ＬＣＤ上に画像としてキーコードを表示することである。このようにして、キーコード（又はその一部）は、読取器が実際にＬＣＤを走査する瞬間まで隠される（即ち、キーのＬＣＤ上に表示されない）ことが可能である。このような特徴は、システムの安全性を高め、あるときはユーザに関する情報を、別のときは読取器に関する情報を、ＬＣＤ上に表示する適用柔軟性を可能にする。このことが有用となり得る一般的な例は、ＬＣＤの大部分を、キーコード（バーコード）を表示するのに必要となる上述したバーコード形式である。通信リンクを用いてキーと読取器との間で交換される他の構成データは、以下に制限されないが、キー内の列発生器を初期化するためのデータ、リセットデータ、コード表のアップロード、及び、日時情報を含む。通信リンクを用いてキーと読取器との間で交換される識別データは、以下に制限されないが、アクセス権利、ユーザＩＤ、及び、使用履歴データを含むユーザ及びロックに関するデータを有する。通信リンクは、例えば、キーが組み込まれたホスト製品内のアプリケーションに関するデータといったように他のメッセージングにも用い得る。
【００２４】
図５は、ユーザ認証手続きによる読取器の制御を示す。読取器は、有効なユーザ認証トランザクションに応答してイネーブルされることが可能である。ユーザ認証トランザクションは、機械的なキー、ＰＩＮコード、指紋走査、顔面走査、及び、網膜走査の任意の組合わせの有効化を含む。図５における例は、キー５２０を受容するためのキャビティ５１２を有する読取器５００を示す。キャビティは、開口５１８を有し、その開口５１８を介してキーがキャビティ内に挿入される。読取器５００は、更に、ユーザ認証トランザクションが失敗した場合に、キャビティ内へのキーの挿入を阻止すること、キャビティ内にキーを確保すること、及び、キャビティ内からのキーの取り外しを阻止することの任意の組合わせを行うよう動作可能な機械的シャッタ５１６を有する。
【００２５】
図５の例では、開始状態とみなし、ユーザは、シャッタ５１６により塞がれるキャビティ５１２を有する読取器５００内にキー５２０を挿入することを希望する。ユーザは、キーパッド５０２を用いて、ユーザＰＩＮコード５０４を入力する。明らかなように、ユーザキーパッドは、以下に制限されないが、機械的なキー、指紋スキャナ、顔面スキャナ、又は、網膜スキャナを有する別の機構により代用され得る。ＰＩＮコードは、データ処理ユニット５０６に送信され、データ処理ユニット５０６は、そのコードが有効か否かを確認する。有効である場合、データ処理ユニット５０６は、シャッタ５１６を開くためのシャッタ制御信号５１４を生成し、それにより、ユーザが、開口５１８を介しキャビティ５１２内にキー５２０を挿入することを可能にする。データ処理ユニットは、キーが挿入されたことを検出し（図示せず）、シャッタを再び閉じ、それにより、読取器のキャビティ５１２内にキー５２０を確保する。データ処理ユニット５０６は次に、ＣＣＤスキャナ５１０に対する信号５０８を生成し、キーのＬＣＤを走査することを可能にする。走査されたキーコード５２２は、データ処理ユニットに戻される。キーコードが有効である場合には、データ処理ユニット５０６は、出力５２４において「有効なキー」メッセージ（これは、次に、図５には図示しないロックを開閉するのに用いる）を生成し、そして、適切なときに、シャッタ５１６を開くためのシャッタ制御信号５１４を生成し、それにより、ユーザが、キー５２０を取り出すことを可能にする。反対に、キーコードが無効である場合は、データ処理ユニット５０６は、出力５２４において「無効なキー」メッセージを生成し、シャッタ５１８を閉じた位置に維持することによりキー５２０を保持する。
【００２６】
読取器機構の上述した説明は、例示的に示したに過ぎず、また、本発明において開示されるように本発明の方法の利点を利用するために当業者により容易に画成することのできる実施例の範囲のうちの１つを表す。
【００２７】
上述の説明において、また、図４を参照するに、ディスプレイ４０２が組み込まれたキー４００を有する、ロックのための電子キー及び読取器装置が説明される。ディスプレイ４０２上には、キーコード４１０を表す画像が表示され、キーコードは、キーの動作に関連して適応される。読取器は、センサアレイ４０８を用いてキーコードを走査し、通信ポート４０４を用いてメッセージデータ４０６を交換することによりキーとインタラクトし得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ＬＣＤ上のキーコードの表現を示す図である。
【図２】キーにおけるキーコードの生成及び変換を示す図である。
【図３】キーが組み込まれた製品の例を示す図である。
【図４】読取器によるキーコード走査を示す図である。
【図５】ユーザ認証手順による読取器の制御を示す図である。
【国際公開パンフレット】
2004538400.tif 000003
2004538400.tif 000004
2004538400.tif 000005
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2004538400.tif 000019
2004538400.tif 000020
【国際調査報告】
2004538400.tif 000021
2004538400.tif 000022