(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵表面の設定位置にレーザ光を照射し、照射面の粗面に基づいてレーザ照射発射光に現れる固有の明暗班点模様を光学的に認識して識別記録として登録し、鍵表面の設定位置に照射したレーザ反射光に再現される明暗班点模様を光学的に捕らえ、予め登録してある前記明暗班点模様の識別記録との一致度を光学的、かつ、電気的に照合し、一致した場合に、鍵ロック機構に解錠起動信号を発信することを特徴とするロック機構に対する鍵の識別・解錠方法。
【請求項２】
解錠の際に指定位置への鍵の設置によって、レーザ発光器、光学的識別及び伝達信号に必要な電気回路に電力が供給されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のロック機構に対する鍵の識別・解錠方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロック機構を解錠する鍵を光学的に識別し、予め登録された識別記録と一致、不一致を光学的に判別し、鍵の識別結果と登録された識別記録と合致する際のみにロック機構を解錠する方法に関するものである。
【０００２】
【技術的背景】
ロック機構を開閉する手段として鍵を用いることが一般的であり、鍵と錠との接合そして機械的連動の接触方式による開閉操作が古い時代より現在に至っている。
【０００３】
この発明は鍵と錠との接触連動方式を離れ、鍵を光学的に認識し、予め登録された識別記録と符合させ、その一致度の結果が得られた時点のみ解錠できるようにしたものである。
【０００４】
【従来の技術】
非接触方式の鍵と錠との関係を要するロック機構には、その鍵の役割をはたすものとして、眼球の虹彩、声紋、指紋等の照合システム、磁気方式の照合、その他暗証番号やそれらの組合せたもの等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ロック機構に対応する鍵の形態は、使用目的あるいは用途に応じて使い分けており、接触方式の機械的連動形態の鍵は扱いが容易であり、他方、非接触の眼球の虹彩、声紋、指紋等の照合方式は登録者だけが施錠・解錠ができる長所を有する。
【０００６】
また、磁気記録による方式は、カード型が多く、形態ならびに保管が簡便であり、さらに暗証番号を用いる形態のものはメカニカル鍵のように物理的な保管が不要である等の長所がある。
【０００７】
しかしながら、メカニカル鍵は、摩耗・変形等の可能性があり、非接触方式の虹彩あるいは声紋ならびに指紋は人体の一部を利用するために恒久的ではなく、定期的な更新を必要とするとともに、システムが煩雑化・複雑化し、暗証番号は勘違いや思い違いが生じ易く、磁気記録は消磁や、他人に解読される等の危険性が高く、さらには鍵あるいは磁気カードを紛失した場合の複製やカード再発行が容易でない欠点がある。
【０００８】
これら上記の各種の「鍵」が保有する課題を解決するために、外観上からは鍵と判断されず、小型・軽量にして保管の容易性、かつまた、複製が困難で、さらに再発行が非常に簡便であることが望まれる。
【０００９】
そこでこの発明はロック機構における施錠を解錠する手段として用いる鍵を光学的に識別し、登録された識別記録との一致、不一致を光学的に判別し、その結果を解錠の電気的信号に変換して解錠することができる方法を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成させるための手段として、本願の第１の発明は、鍵表面の設定位置にレーザ光を照射し、照射面の粗面に基づいてレーザ照射発射光に現れる固有の明暗班点模様を光学的に認識して識別記録として登録し、鍵表面の設定位置に照射したレーザ反射光に再現される明暗班点模様を光学的に捕らえ、予め登録してある前記明暗班点模様の識別記録との一致度を光学的、かつ、電気的に照合し、一致した場合に、鍵ロック機構に解錠起動信号を発信することを特徴とする。
【００１１】
本願の第２の発明は、上記発明の構成に加えて、解錠の際に指定位置への鍵の設置によって、レーザ発光器、光学的識別及び伝達信号に必要な電気回路に電力が供給されるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明のロック機構に用いる鍵は、基本的に透光体、鏡面仕上げ物質、液体を除くあらゆる物質を可能とするものであるが、実質的には摩耗、受傷が容易な物質は回避したい。少なくとも表面だけでも永久不変のものが望ましく、これらの要望から、一般的には金属片を使用する場合が多い。
【００１３】
形状的には何等拘束するものではないが、携帯を考慮に入れた場合に、従前から最も多い機械式施解錠を行う一般汎用型の「鍵」形態が便利のようである。
【００１４】
本発明のロック機構に用いる鍵は、従前来汎用の「鍵」のように、その形状による作用は全く期待することなく、照射する光の反射光を識別母体とするものである。
【００１５】
ロック機構の施錠を解錠させるために用いる鍵を光学的に識別する手段として、使用する光種はレーザ光とする。
【００１６】
単色光で指向性が鋭く、干渉性に優れた高輝度なレーザ光をレーザ発光器から、例えば金属片の鍵における設定位置に照射すると、金属表面の粗面の状態によりランダムで、かつ、固有の明暗班点模様が現われる。この明暗班点模様は、レーザの発光波長、ビーム径、受光素子の絞り径および金属表面の粗面の状態により決定する。この明暗班点模様はレーザ光の発光波長、受光素子の絞り径ならびに金属表面の同位置にレーザを照射した場合のみ再現され、同一の明暗班点模様が現われる。
【００１７】
鍵１は金属、木質系、紙質片などの小物体であるが、鍵１として使用する部位の表面は傷ならびに損傷などが受け難い金属片が最適で、当該部位の前面もしくは上面に硬質である透光ガラスをラミネートすることが望ましい。
【００１８】
鍵挿入検出器２に鍵１を実装することにより、該鍵挿入検出器２が作動し、鍵検出信号を制御回路８に入力し、各回路に通電供給する。また、鍵１を実装する際に、レーザ照射位置が常に一定の位置となるようにガイドする機能を有するものであり、また、鍵１を引出した時点で、鍵引出信号を制御回路８に送出し、各回路を開放することにより使用電力を断ち低消費電力化を図る。
【００１９】
レーザ発光器３は、前記鍵挿入検出器２に鍵１が装着されると、制御回路８に検出信号が入力され、レーザ発光器３が点灯するとともに、ＣＣＤカメラ５が撮像を開始する。鍵１の定位置にレーザ光を照射すると、表面の粗面状態に応じた固有の明暗班点模様４が現われ、これをＣＣＤカメラ５で撮像する。
【００２０】
物体の表面にレーザ光を照射すると、物体表面の粗面状態により反射光が乱反射するすることにより輝度のむらによる無数の縞が現われる。これが明暗班点模様４である。この縞は、レーザ発光波長、ビーム径、ＣＣＤカメラ５の絞り径により、縞の平均的な面積が決定され、物体の同一面に同一レーザ光を照射すると縞が再現する性質がある。また、同一条件のうち、一つでも異なると縞の現われる位置、縞の面積が異なって現われる性質がある。これは同一物体であってもレーザ光の照射位置を変えた場合でも明暗班点模様４が現われるものの、全く異なる明暗班点模様４となって現われる。
【００２１】
ＣＣＤカメラ５は、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｃｄ  Ｄｃｖｉｃｃ）と云う。
ここでは明暗班点模様４を直線的に撮らえるライン・センサー（Ｌｉｎｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）による方法もある。
【００２２】
画像記憶回路６は、予め登録記録した固有の明暗班点模様を記録する回路。
例えば、集合住宅などの出入りの多い玄関用としては大容量メモリであるハードディスクを使用し、ホテルの部屋などにはＩＣカードを用いる。なお、＃１〜＃ｎは鍵１の登録数を表す。
【００２３】
画像処理回路７は、ＣＣＤカメラ５あるいはライン・センサーで撮像した明暗班点模様４の輪郭を明確化するために、灰色を除去した白と黒とする２値化を行い、非常に小さい縞は照合の対象外とするために排除する除去ドットなどの画像処理を行う回路である。
【００２４】
制御回路８は、鍵挿入検出器２からの、鍵検出信号と鍵引出し信号を入力することにより、前者はレーザ発光器３に電力を供給してレーザ光の点灯、同じくＣＣＤカメラ５に電力を供給し、明暗班点模様４の撮像を開始できるようにする回路である。
【００２５】
画像照合回路９は、前記画像処理回路７より送出されてくる明暗班点模様と事前に登録記憶された画像記憶回路６より受信する＃１〜＃ｎの複数の明暗班点模様を順次呼び出し比較照合する。その結果、照合の一致度が高い場合には後述する施錠・解錠回路１０に、例えば解錠信号を送出し、一致度の閾値（極似する割合）が高い場合には、画像記憶回路６の当該の明暗班点模様を更新する。
この技術的思想の根源は、レーザ光を照射する鍵１の表面の傷、塵埃の付着による明暗班点模様を常に最新のデータとして更新する機能を具備させる。
【００２６】
施錠・解錠回路１０は、前記画像照合回路９より、明暗班点模様の一致度の高い場合には、解錠信号を受信することにより施錠を解錠し、一致度が低い場合にはそのまま施錠を継続する。
【００２７】
外部機器より画像情報１１は、外部機器より画像情報の入力を示し、例えば、ホテルのフロントから伝送等の例のように、ホテルにチェックインするときに、宿泊者全員に対して、例えば、接着剤が塗布されたラミネートで保護された金属片を規定寸法のカードに貼り付ける。
【００２８】
このとき、フロントに設置された登録用装置によって所定のレーザ光を順次金属片に照射しＣＣＤカメラ５で明暗班点模様４を撮像する。
【００２９】
上記の登録用装置の画像処理を行い、宿泊室のドアに設置された画像記憶回路６の＃１〜＃ｎに順次登録するものである。
【００３０】
その後、宿泊者が室に到着し、金属片を貼り付けたカード鍵を鍵挿入検出器２に挿入装着することにより、事前にフロントから画像記憶回路６に伝送されている宿泊者全員のカード鍵の明暗班点模様４の＃１〜＃ｎを順次照合し、一致度の高い場合に限り解錠する。
【００３１】
また、宿泊者がチェックアウトした時点で、ドアに設置されている画像記憶回路６のうち、当該宿泊者の明暗班点模様４のみを消去することにより、ホテル側の安全管理、宿泊へのサービスの向上を図ることができる。
【００３２】
なお、一致度の閾値が低下した場合は、画像記憶回路６の当該メモリエリアを変更することによりその後の閾値の一致度向上を図ることができる。
【００３３】
上記のようにこの発明は、ホテル、集合住宅、金融、セキュリティ等の分野において使用する鍵で、特に複製不能、高信頼性を確保し、外観上からは鍵として識別できない鍵をもって施・解錠を行うものであるので、該鍵を所有もしくは携帯するもの以外には鍵としての認識が不可能であるので、より安全が保証されるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明は、金属片等の小物体表面の粗面の状態で画く固有の明暗班点模様で照合するために、外観上からは全く鍵と判別できず、不正複製が不可能であり、安全な鍵による錠の開閉機構の方法を構築することができる効果あるものである。
【００３５】
また、鍵本体にあって、集合住宅の玄関、ホテルにおける宿泊に使用する室、さらには、その他の目的の錠の紛失時等において、これらすべて前回使用した鍵による明暗班点模様の登録記録を消去し、新たなる鍵部材にレーザ光を照射し、該レーザ光の照射によって得られた新規の明暗班点模様を再登録することにより、複数の鍵の発行、鍵の取替え変更が容易に行うことができる効果あるものである。
【００３６】
さらにまた、鍵は常時身体に携帯しているものとすることにより、外観上からは全く「鍵」として認識できない特徴の効果あるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための基本的概念のブロック図
【図２】ＣＣＤカメラでとらえた明暗班点模様を有視化した模写図
【符号の説明】
１    鍵
２    鍵挿入検出器
３    レーザ発光器
４    明暗班点模様
５    ＣＣＤカメラ
６    画像記憶回路
７    画像処理回路
８    制御回路
９    画像照合回路
１０    施錠・解錠回路
１１    外部機器より画像情報入力
【図１】
0003905952.tif 000002
【図２】
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