(57)【要約】  受動RFIDデバイス102が、処理ユニット128と指紋スキャナ130とを備える指紋認証エンジン120を備える。指紋認証エンジン120は、指紋スキャナ128へと提示された指の指紋について登録プロセスおよび照合プロセスの両方を実行することができる。【選択図】  図2
2017532683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
RF励起場からエネルギーを獲得するためのアンテナ、ならびに
処理ユニットと、指紋スキャナと、メモリとを備える指紋認証エンジン
を備えており、前記指紋認証エンジンおよび前記アンテナは、前記指紋認証エンジンが前記アンテナによって獲得されたエネルギーによって電力供給されるように構成されており、
前記指紋認証エンジンは、前記指紋スキャナへと提示された指の指紋を表すデータを前記メモリに保存する登録処理を実行することができ、
前記指紋認証エンジンは、前記指紋スキャナへと提示された指の指紋を前記メモリに保存された指紋データと比較する照合処理を実行することができる、受動RFIDデバイス。
【請求項２】
前記指紋センサは、エリア式センサである、請求項1に記載の受動RFIDデバイス。
【請求項３】
当該RFIDデバイスは、前記指紋データを当該RFIDデバイスから送信することができないように構成されている、請求項1または2に記載の受動RFIDデバイス。
【請求項４】
前記アンテナによって電源付きのRFID読み取り機からのコマンドを受信するステップと、
前記RFID読み取り機が前記コマンドへの応答を待っている間に、前記アンテナによって実質的に連続的な無線周波数の励起場を受信するステップと、
前記指紋認証エンジンにおいて前記登録処理または前記照合処理を実行するステップと、
前記RFIDデバイスによる応答待ちの期間を明らかにするステップと、
前記期間が所定のしきい値を超えるという判断に応答して、前記処理が完了していない場合に、前記アンテナによって前記RFID読み取り機へと待ち時間延長の要求を送信するステップと
を含む方法を実行するように構成されたRFIDデバイスコントローラをさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の受動RFIDデバイス。
【請求項５】
当該RFIDデバイスは、前記指紋認証エンジンが前記処理を実行している間は前記コマンドに応答しないように構成されており、前記方法は、前記指紋認証エンジンが前記処理を完了させた後で、前記コマンドに応答するステップをさらに含む、請求項4に記載の受動RFIDデバイス。
【請求項６】
当該RFIDデバイスは、近接型集積回路カード（PICC）であり、前記RFID読み取り機は、近接型結合装置（PCD）である、請求項4または5に記載の受動RFIDデバイス。
【請求項７】
前記所定のしきい値は、前記PICCおよび前記PCDのあらかじめ定められた第1待ち時間（FWT）未満である、請求項6に記載の受動RFIDデバイス。
【請求項８】
メモリと指紋スキャナとを備える指紋認証エンジンを備えている受動RFIDデバイスを用意するステップと、
第1の時点において、
RF励起場から獲得されるエネルギーを使用して前記RFIDデバイスの前記指紋スキャナに受動的に電力を供給し、
指紋スキャナへと提示された指の指紋をRFIDデバイスの前記メモリに登録するステップと、
第2の後の時点において、
RF励起場から獲得されるエネルギーを使用して前記RFIDデバイスの前記指紋スキャナに受動的に電力を供給し、
指紋スキャナへと提示される指の指紋をスキャンし、
前記指紋認証エンジンによって、前記スキャンされた指紋を前記メモリに登録された指紋と比較するステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記登録および照合のステップにおいて、前記指紋認証エンジンは、前記アンテナによって獲得されるエネルギーによってのみ電力供給される、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記指紋スキャナは、エリア式指紋スキャナである、請求項8または9に記載の方法。
【請求項１１】
前記エネルギーは、
前記RFIDデバイスによって電源付きのRFID読み取り機からのコマンドを受信するステップと、
前記RFID読み取り機が前記コマンドへの応答を待っている間に、前記RFIDデバイスによってパルス状でない連続的な無線周波数の励起場を受信するステップと、
前記RFIDデバイスによって前記励起場から電力を獲得するステップと、
前記励起場から抽出された電力を前記指紋認証エンジンへと供給するステップと、
前記指紋認証エンジンにおいて前記照合または前記登録処理を実行するステップと、
前記RFIDデバイスによる応答待ちの期間を明らかにするステップと、
前記期間が所定のしきい値を超えるという判断に応答して、前記処理が完了していない場合に、前記RFIDデバイスによって前記RFID読み取り機へと待ち時間延長の要求を送信するステップと
を含む方法によって獲得される、請求項8〜10のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記RFIDデバイスは、前記指紋認証エンジンが前記処理を実行している間は前記コマンドに応答せず、当該方法は、好ましくは、前記指紋認証エンジンが前記処理を完了させた後で前記RFIDデバイスによって前記コマンドに応答するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記照合処理および／または前記登録処理は、完了までに5.0秒よりも長い時間を必要とする、請求項11または12に記載の方法。
【請求項１４】
前記RFIDデバイスは、近接型集積回路カード（PICC）であり、前記RFID読み取り機は、近接型結合装置（PCD）である、請求項11〜13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記所定のしきい値は、前記PICCおよび前記PCDのあらかじめ定められた第1待ち時間（FWT）未満である、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
処理ユニットと指紋スキャナとを備える指紋認証エンジンを備えている受動RFIDデバイスであって、
前記指紋認証エンジンは、前記指紋スキャナへと提示される指の指紋について登録処理および照合処理の両方を実行することができる、受動RFIDデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋スキャナを備える受動RFIDデバイスに関し、とくには指紋データの登録および照合の両方が同じRFIDデバイスによって実行される自己完結型の指紋識別RFIDデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
図1が、典型的な受動RFIDデバイス2の構成を示している。電源付き（powered）のRFID読み取り機4が、アンテナ6を介して信号を送信する。信号は、典型的には、NXP Semiconductorsが製造するMiFARE（登録商標）およびDESFire（登録商標）というシステムにおいて13.56 MHzであるが、HID Global Corp.が製造する、より低い周波数のPROX（登録商標）という製品においては、125 kHzであり得る。この信号が、同調したコイルおよびコンデンサを備えるRFIDデバイス2のアンテナ8によって受信され、次いでRFIDチップ10へと渡される。受信された信号は、ブリッジ整流器12によって整流され、整流器12のDC出力が、チップ10からのメッセージングを制御する制御回路14へともたらされる。
【０００３】
制御回路14からのデータ出力が、アンテナ8をまたいで接続された電界効果トランジスタ16へと接続される。トランジスタ16をオンおよびオフに切り替えることによって、信号を、RFIDデバイス2によって送信することができ、読み取り機4内の適切な制御回路18によってデコードすることができる。この形式の信号のやり取りは、後方散乱変調（backscatter modulation）として知られ、読み取り機4が自身への戻りのメッセージのための電力をもたらすために使用されることを特徴とする。
【０００４】
さらなるセキュリティの手段として、いくつかのRFIDデバイスは、セキュリティの向上をもたらすために生体認証データをさらに処理するように構成されている。そのようなシステムにおいては、ユーザに、生体認証テンプレートを格納したRFIDカードが提供される。例えばカードの所有者にとって金銭へのアクセス、あるいは建物または職場への物理的なアクセスを可能にするための端末に、指紋センサが備えられ、ユーザを認証するために、端末から読み取られた指紋が、端末からRFIDカードへと送信され、カード上に格納されたテンプレートとの照合が実行される。次いで、RFIDカードは、現在の照合の結果、すなわちイエスまたはノーを、端末へと無線で伝達する。
【０００５】
しかしながら、この形式のデバイスは、端末間で指紋のスキャンに一貫性がないがゆえに、信頼できないものとなることが明らかになっている。少なくとも本発明の好ましい実施形態は、可搬のRFID指紋デバイスを使用するときに指紋の照合の改善を提供しようとする。
【発明の概要】
【０００６】
要約すると、本発明は、処理ユニットと指紋スキャナとを備える指紋認証エンジンを備えており、指紋認証エンジンは、指紋スキャナへと提示される指の指紋について登録処理および照合処理の両方を実行することができる受動RFIDデバイスを提供する。
【０００７】
指紋による生体認証において、1つの一般的な問題は、最初の登録が専用の登録端末などの或る場所で行われ、その後の照合のための登録が、照合が必要とされる端末などの別の場所で行われる場合に、再現性のある結果を得ることが難しい点にある。各々の指紋センサの周囲のハウジングの機械的な特徴を、指が読み取りのたびごとに一貫したやり方で案内されるように注意深く設計しなければならない。指紋がいくつかの異なる端末でスキャンされる場合、各々の端末のわずかな違いで、指紋の読み取りに誤差が生じる可能性がある。反対に、同じ指紋センサが常に使用される場合には、そのような誤差の発生の可能性は小さくなる。
【０００８】
提案されるデバイスによれば、照合および登録の両方のスキャンを、同じ指紋センサを使用して、同じRFIDデバイスにおいて実行することができる。結果として、ユーザが登録の際に自身の指を横方向に偏った状態で提示する傾向にある場合、ユーザは照合の際にもそのようにする可能性が高いため、スキャンの誤差を打ち消すことができる。
【０００９】
このように、RFIDデバイスと共に用いられるすべてのスキャンについて内蔵の指紋センサを使用することで、登録および照合における誤差が大幅に減少し、したがってより再現性の高い結果が生み出される。
【００１０】
さらに、すべての処理を指紋認証エンジンにおいて実行することにより、（別途の登録の場合のように）ユーザの指紋データを別の装置において利用できるようにする必要がないため、セキュリティを向上させることができる。好ましくは、RFIDデバイスは、指紋データをRFIDデバイスから送信することができないようにさらに構成される。
【００１１】
先行技術のシステムにおいては、指紋センサが、RFIDデバイスそのものには含まれておらず、むしろ別途の端末の一部として含まれており、その理由は、指紋センサが比較的大きな電力を必要とするからである。とくには、大部分のRFID端末においては励起場がパルス状であるがゆえに、RFIDデバイスが受け取る電力が、多くの場合に、指紋センサを受動的に駆動するには小さすぎる。したがって、別途の電池をRFIDデバイスに備える（すなわち、半受動RFIDデバイスとする）ことが必要になる可能性があり、これはRFIDデバイスの製造のコストを上昇させる。さらに、内蔵の指紋センサを備えるデバイスにおいても、登録処理は、これまでのところ、別のデバイスにおいて別途実行されている。
【００１２】
このように、第1の態様から見ると、本発明は、RF励起場からエネルギーを獲得するためのアンテナ、ならびに処理ユニットと、指紋スキャナと、メモリとを備える指紋認証エンジンを備えており、指紋認証エンジンおよびアンテナは、指紋認証エンジンがアンテナによって獲得されたエネルギーによって電力を供給するように構成されており、指紋認証エンジンは、指紋スキャナへと提示された指の指紋を表すデータをメモリに保存する登録処理を実行することができ、指紋認証エンジンは、指紋スキャナへと提示された指の指紋をメモリに保存された指紋データと比較する照合処理を実行することができる、受動RFIDデバイスを提供する。
【００１３】
好ましい態様において、受動RFIDデバイスは、アンテナによって電源付きのRFID読み取り機からのコマンドを受信するステップと、RFID読み取り機がコマンドへの応答を待っている間に、アンテナによって実質的に連続的な無線周波数の励起場を受信するステップと、指紋認証エンジンにおいて登録処理または照合処理を実行するステップと、RFIDデバイスによる応答待ちの期間を明らかにするステップと、期間が所定のしきい値を超えるという判断に応答して、処理が完了していない場合に、アンテナによってRFID読み取り機へと待ち時間延長の要求を送信するステップとを含む方法を実行するように構成されたRFIDデバイスコントローラをさらに備える。
【００１４】
上述のように、典型的なRFID読み取り機は、励起信号を定常的に放射するよりもむしろ、エネルギーを節約するために励起信号をパルス状にオンおよびオフにする。このパルスの結果として、有用なエネルギーのデューティサイクルが、定常的な放射によって発せられる電力の10%未満となることも多い。これは、とくには指紋認証エンジンが比較的電力消費の大きいエリア式指紋センサを備える場合に、指紋認証エンジンに電力を供給するためには不充分である可能性がある。実際に、好ましい実施形態において、指紋スキャナは、エリア式指紋スキャナである。
【００１５】
RFIDデバイスコントローラによって実行される上述の方法は、例えば国際規格ISO/IEC14443に適合するRFID読み取り機の標準的な機能の特定の側面を利用することによって、この問題を克服する。とくには、RFID読み取り機が、コマンドへの応答を待っているときに、パルス状ではなく、好ましくは実質的に連続的である無線周波数（RF）の励起場を維持しなければならない。
【００１６】
このようにして、この方法によれば、RFID読み取り機がRFIDデバイスへとコマンドを送信するとき、デバイスは応答せず、むしろ待機して、指紋認証エンジンの機能を駆動するための電力の獲得を行う。
【００１７】
指紋認証エンジンによって実行される処理は、好ましくはコマンドへの応答に必要な処理ではなく、例えばコマンドは、「識別コードをもたらすようにとの要求」コマンドであってよい。すなわち、RFIDデバイスからのコマンドへの応答が、処理の実行を可能にするために意図的に遅らされる。
【００１８】
好ましい実施形態において、RFIDデバイスは、指紋認証エンジンが処理を実行している間はコマンドに応答しない。さらに、本方法は、好ましくは、指紋認証エンジンが処理を完了させた後で、RFIDデバイスによってコマンドに応答するステップをさらに含む。
【００１９】
「RFIDデバイスによる応答待ちの期間を明らかにするステップ、および期間が所定のしきい値を超えるという判断に応答して、処理が完了していない場合に、RFIDデバイスによってRFID読み取り機へと待ち時間延長の要求を送信するステップ」は、好ましくは、処理が完了し、かつ／またはコマンドへの応答が送信されるまで、繰り返される。例えば、処理が完了した後で、RFIDデバイスは、RFID読み取り機とのさらなる通信が必要でない場合、待ち時間の満了を許すことができる。あるいは、例えば処理がコマンドへの応答前の認証段階の一部であった場合、RFID読み取り機への応答を送信することができる。
【００２０】
好ましくは、前記期間は、コマンドが受信されてからの時間または最新の待ち時間延長の要求が行われてからの時間である。このようにして、処理の完了までRFID読み取り機によるRF励起場の維持が続けられるように保証するために、待ち時間延長の要求を、現在の待ち時間の満了前に送信することができる。
【００２１】
待ち時間延長の要求を使用しない場合、パルス状でないRF励起場がもたらされ得る最大時間は、既定値によれば、国際規格ISO/IEC 14443に適合するRFID読み取り機において4.949秒である。
【００２２】
したがって、RFIDデバイスコントローラによって実行される本方法は、指紋の照合および登録にとくに適用可能であり、なぜならば、これらの処理は、ユーザからの入力（すなわち、１回以上の指紋のスキャン）を必要とし、これはRFIDデバイスのユーザによる入力の速度でしか処理し得ないからである。本方法は、とくには、これらの処理を、処理の完了に5.0秒よりも長い時間が必要である場合に、指紋認証エンジンによって実行することを可能にする。
【００２３】
上述のように、本方法は、国際規格ISO/IEC 14443に適合するデバイスおよび読み取り機にとくに適用可能であり（ただし、本方法は、同様のやり方で働く他の規格にも適用可能であってよい）、したがってRFIDデバイスは、好ましくは近接型集積回路カード（PICC）であり、RFID読み取り機は、好ましくは近接型結合装置（PCD）である。PICCおよびPCDは、好ましくは、国際規格ISO/IEC 14443に記載の規定に従う。
【００２４】
前記所定のしきい値は、好ましくはPICCおよびPCDのあらかじめ定められた第1待ち時間を下回る。
【００２５】
第2の態様から見ると、本発明は、メモリと指紋スキャナとを備える指紋認証エンジンを備えている受動RFIDデバイスを用意するステップと、第1の時点において、RF励起場から獲得されるエネルギーを使用してRFIDデバイスの指紋スキャナに受動的に電力を供給し、指紋スキャナへと提示された指の指紋をRFIDデバイスのメモリに登録するステップと、第2の後の時点において、RF励起場から獲得されるエネルギーを使用してRFIDデバイスの指紋スキャナに受動的に電力を供給し、指紋スキャナへと提示される指の指紋をスキャンし、指紋認証エンジンによって、スキャンされた指紋をメモリに登録された指紋と比較するステップとを含む方法をさらに提供する。
【００２６】
登録および照合のステップにおいて、指紋認証エンジンは、好ましくは、アンテナによって獲得されるエネルギーだけで給電される。
【００２７】
指紋スキャナは、好ましくは、エリア式指紋スキャナである。
【００２８】
上述のように、典型的なRFID読み取り機は、励起信号を定常的に放射するよりもむしろ、エネルギーを節約するために励起信号をパルス状にオンおよびオフにし、結果として、デューティサイクルが、指紋認証エンジン、とくにはエリア式指紋スキャナを備える指紋認証エンジンに電力を供給するためには、不充分となる可能性がある。したがって、エネルギーは、好ましくは、RFIDデバイスによって電源付きのRFID読み取り機からのコマンドを受信するステップと、RFID読み取り機がコマンドへの応答を待っている間に、RFIDデバイスによってパルス状でない連続的な無線周波数の励起場を受信するステップと、RFIDデバイスによって励起場から電力を獲得するステップと、励起場から抽出された電力を指紋認証エンジンへと供給するステップと、照合または登録の処理を指紋認証エンジンにおいて実行するステップと、RFIDデバイスによる応答待ちの期間を明らかにするステップと、期間が所定のしきい値を超えるという判断に応答して、処理が完了していない場合に、RFIDデバイスによってRFID読み取り機へと待ち時間延長の要求を送信するステップとを含む方法によって獲得される。
【００２９】
このようにして、この方法によれば、RFID読み取り機がRFIDデバイスへとコマンドを送信するとき、デバイスは好ましくは応答せず、むしろ待機して、指紋認証エンジンの登録または照合の機能を駆動するための電力の獲得を行う。
【００３０】
指紋認証エンジンによって実行される処理は、コマンドへの応答に必要な処理ではなく、例えばコマンドは、「識別コードをもたらすようにとの要求」コマンドであってよい。すなわち、RFIDデバイスからのコマンドへの応答が、処理の実行を可能にするために意図的に遅らされる。
【００３１】
好ましい実施形態において、RFIDデバイスは、指紋認証エンジンが処理を実行している間はコマンドに応答しない。さらに、本方法は、好ましくは、指紋認証エンジンが処理を完了させた後で、RFIDデバイスによってコマンドに応答するステップをさらに含む。
【００３２】
「RFIDデバイスによる応答待ちの期間を明らかにするステップ、および期間が所定のしきい値を超えるという判断に応答して、処理が完了していない場合に、RFIDデバイスによってRFID読み取り機へと待ち時間延長の要求を送信するステップ」は、好ましくは、処理が完了し、かつ／またはコマンドへの応答が送信されるまで、繰り返される。
【００３３】
好ましくは、前記期間は、コマンドが受信されてからの時間または最新の待ち時間延長の要求が行われてからの時間である。
【００３４】
照合または登録の処理は、好ましくは、完了までに5.0秒よりも長い時間を必要とする。
【００３５】
RFIDデバイスは、好ましくは近接型集積回路カード（PICC）であり、RFID読み取り機は、好ましくは近接型結合装置（PCD）である。PICCおよびPCDは、好ましくは、国際規格ISO/IEC14443に記載の規定に従う。前記所定のしきい値は、好ましくはPICCおよびPCDのあらかじめ定められた第1待ち時間を下回る。
【００３６】
本方法のRFIDデバイスは、随意により好ましい特徴のいずれかまたはすべてを含む第1の態様において説明したとおりのRFIDデバイスであってよい。
【００３７】
RFIDデバイスは、アクセスカード、クレジットカード、デビットカード、プリペイドカード、ポイントカード（loyalty card）、身分証明カード（identity card）、暗号カードなどのうちのいずれか1つであってよい。
【００３８】
次に、本発明の特定の好ましい実施形態が、あくまでも例として、添付の図面を参照しつつ、さらに詳しく説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】先行技術の受動RFIDデバイスの回路を示している。
【図２】指紋スキャナが組み込まれた受動RFIDデバイスの回路を示している。
【図３】指紋スキャナが組み込まれた受動RFIDデバイスの外部ハウジングを示している。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図2が、RFID読み取り機104および図1に示した先行技術の受動RFIDデバイス2の変種である受動RFIDデバイス102の構成を示している。図2に示されるRFIDデバイス102は、指紋認証エンジン120を備えるように構成されている。
【００４１】
RFID読み取り機104は、従来からのRFID読み取り機であり、読み取り機アンテナ106を使用してRF励起場を生成するように構成される。さらに、読み取り機アンテナ106は、RFIDデバイス102から到来するRF信号を受信し、RF信号は、RFID読み取り機104内の制御回路によってデコードされる。
【００４２】
RFIDデバイス102は、RF（無線周波数）信号を受信するためのアンテナ108と、アンテナによって電力がもたらされる受動RFIDチップ110と、アンテナ108によって電力がもたらされる受動指紋認証エンジン120とを備える。
【００４３】
本明細書において使用されるとき、用語「受動RFIDデバイス」は、RFIDチップ110が例えばRFID読み取り機118によって生成されるRF励起場から獲得されるエネルギーだけで動作するRFIDデバイス102を意味すると理解されるべきである。すなわち、受動RFIDデバイス102は、ブロードキャストのための電力の供給をRFID読み取り機118に頼っている。受動RFIDデバイス102は、通常は電池を備えないと考えられるが、電池を（ブロードキャストのためではなく）回路の補助的な構成要素を動作させるために備えてもよく、そのようなデバイスは、多くの場合、「半受動RFIDデバイス」と称される。
【００４４】
同様に、用語「受動指紋／生体認証エンジン」は、例えばRFID読み取り機118によって生成されるRF励起場などのRF励起場から獲得されるエネルギーだけで動作する指紋／生体認証エンジンを意味すると理解されるべきである。
【００４５】
アンテナは、この構成においてはRFID読み取り機104からのRF信号を受信するように同調した誘導コイルおよびコンデンサを含む同調回路を備える。RFID読み取り機104によって生成された励起場に曝されたとき、電圧がアンテナ108をまたいで誘起される。
【００４６】
アンテナ108は、アンテナ108の各々の端部に1つずつ、第1および第2の端部の出力線122、124を有する。アンテナ108の出力線は、指紋認証エンジン120に電力をもたらすために、指紋認証エンジン120へと接続される。この構成において、整流器126が、アンテナ108が受信したAC電圧を整流するために設けられる。整流後のDC電圧は、平滑コンデンサを使用して平滑化され、指紋認証エンジン120へと供給される。
【００４７】
指紋認証エンジン120は、処理ユニット128および好ましくは図3に示されるとおりのエリア指紋読み取り機130を備える。指紋認証エンジン120は、受動式であり、したがってアンテナ108から出力される電圧だけで動作する。処理ユニット128は、生体認証の照合を妥当な時間で実行することができるように、きわめて低電力かつきわめて高速であるように選択されるマイクロプロセッサを備える。
【００４８】
指紋認証エンジン120は、指紋読み取り機130へと提示された指または親指をスキャンし、スキャンした指または親指の指紋を、処理ユニット128を使用してあらかじめ保存された指紋データと比較するように構成される。次いで、スキャンした指紋があらかじめ保存された指紋データに一致するか否かについて、判定が行われる。好ましい実施形態において、指紋の画像を取得し、登録済みの指紋を正確に見分けるために必要な時間は、１秒未満である。
【００４９】
一致が確認された場合に、RFIDチップ110は、RFID読み取り機104へと信号を送信することが許可される。図2の構成において、これは、RFIDチップ110をアンテナ108へと接続するようにスイッチ132を閉じることによって達成される。RFIDチップ110は、従来からのものであり、図1に示したRFIDチップ10と同じやり方で動作して、トランジスタ116のオンおよびオフによる後方散乱変調を使用してアンテナ108を介して信号をブロードキャストする。
【００５０】
図3が、RFIDデバイス102の例示的ハウジング134を示している。図2に示した回路が、指紋読み取り機130のスキャンエリアがハウジング134から露出されるようにハウジング134内に収容される。
【００５１】
使用に先立ち、RFIDデバイス102のユーザは、最初に自身の指紋データを「未使用」デバイス、すなわち生体認証データがまだ保存されていないデバイスに、登録しなければならない。これは、自身の指を指紋読み取り機130へと1回以上、好ましくは少なくとも3回、通常は5〜7回、提示することによって行うことができる。低電力のスワイプ式のセンサを用いた指紋の登録の例示的な方法が、国際公開第2014/068090 A1号パンフレットに開示されており、これを、当業者であれば、本明細書に記載のエリア指紋センサ130へと適応させることができるであろう。
【００５２】
ハウジングは、図3に示されるLED 136、138など、RFIDデバイスのユーザとの通信のためのインジケータを備えることができる。登録の際に、指紋が正しく登録されたかどうかをユーザに伝えるインジケータ136、138によって、ユーザを案内することができる。RFIDデバイス102のLED 136、138は、RFIDデバイス102と一緒にユーザに渡された指示に沿った一連の点滅を伝達することによって、ユーザと通信することができる。
【００５３】
数回の提示後に、指紋が登録されるに至り、装置102は、恒久的に最初のユーザにだけ反応することができる。
【００５４】
指紋による生体認証において、1つの一般的な問題は、最初の登録が専用の登録端末などの或る場所で行われ、その後の照合のための登録が、照合が必要とされる端末などの別の場所で行われる場合に、再現性のある結果を得ることが難しい点にある。各々の指紋センサの周囲のハウジングの機械的な特徴を、指が読み取りのたびごとに一貫したやり方で案内されるように注意深く設計しなければならない。指紋がいくつかの異なる端末でスキャンされる場合、各々の端末のわずかな違いで、指紋の読み取りに誤差が生じる可能性がある。反対に、同じ指紋センサが常に使用される場合には、そのような誤差の発生の可能性は小さくなる。
【００５５】
上述のように、本デバイス102は、内蔵の指紋センサ130を有する指紋認証エンジン120、ならびにユーザを登録する能力を備え、したがって照合および登録の両方のスキャンを、同じ指紋センサ130を使用して実行することができる。結果として、ユーザが登録の際に自身の指を横方向に偏った状態で提示する傾向にある場合、ユーザは照合の際にもそのようにする可能性が高いため、スキャンの誤差を打ち消すことができる。
【００５６】
このように、RFIDデバイス102において用いられるすべてのスキャンについて同じ指紋センサ130を使用することで、登録および照合における誤差が大幅に減少し、したがってより再現性の高い結果が生み出される。
【００５７】
本構成において、RFIDチップ110および指紋認証エンジン120のための電力は、RFID読み取り機104によって生成される励起場から獲得される。すなわち、RFIDデバイス102は、受動RFIDデバイスであり、したがって電池を持たず、代わりに基本的なRFIDデバイス2と同様のやり方で読み取り機104から獲得される電力を使用する。
【００５８】
第2のブリッジ整流器126からの整流された出力が、指紋認証エンジン120に電力を供給するために使用される。しかしながら、これに必要な電力は、通常のRFIDデバイス2の構成要素の電力需要と比べて、比較的大きい。この理由で、指紋読み取り機130を受動RFIDデバイス102に組み込むことは、これまでは不可能であった。特別な設計上の考慮が、RFID読み取り機104の励起場から獲得される電力を使用して指紋読み取り機130に電力を供給するために、本構成において使用される。
【００５９】
指紋認証エンジン120に電力を供給しようとする場合に生じる1つの問題は、典型的なRFID読み取り機104は、励起信号を定常的に放射するよりもむしろ、エネルギーを節約するために励起信号をパルス状にオンおよびオフにする点にある。このパルスの結果として、有用なエネルギーのデューティサイクルが、定常的な放射によって発せられる電力の10%未満となることも多い。これは、指紋認証エンジン120に電力を供給するためには不充分である。
【００６０】
RFID読み取り機104は、識別に用いられる近接型カードならびにそれらのカードとの通信のための伝送プロトコルを規定する国際規格であるISO/IEC 14443に従うことができる。 そのようなRFIDデバイス104との通信時に、RFIDデバイス102は、RFID読み取り機104からの励起信号を必要な演算を実行するために充分に長く続くように切り替えるために、後述されるこれらのプロトコルの特定の特徴を利用することができる。
【００６１】
ISO/IEC 14443-4規格は、近接型カードのための伝送プロトコルを規定する。ISO/IEC 14443-4は、一つにはフレーム待ち時間（FWT）をネゴシエートするために使用される近接型集積回路カード（PICC）、すなわちRFIDデバイス102と、近接型結合装置（PCD）、すなわちRFID読み取り機104との間の情報の初期の交換を指定している。FWTは、PCD伝送フレームの終了後にPICCが自身の応答を開始するまでの最大時間を規定する。PICCを、302 μs〜4.949秒の範囲のFWTを要求するように工場において設定することができる。
【００６２】
ISO/IEC14443-4は、PCDが、識別コードをもたらすようにとのPICCへの要求などのコマンドをPICCへと送信するとき、PCDは、応答時間切れが生じたと判断する前に、RF場を維持して少なくとも1つのFWT時間期間のあいだPICCからの応答を待たなければならないと指定している。PICCが、PCDから受信したコマンドを処理するためにFWTよりも長い時間を必要とする場合、PICCは、待ち時間延長（S(WTX)）の要求をPCDへと送信することができ、その結果として、FWTタイマーがネゴシエートされた値そのものへと再びリセットされる。これにより、PCDは、時間切れ状態を宣言する前に、もう1つの完全なFWT時間期間のあいだ待機しなければならない。
【００６３】
再設定されたFWTが終了する前にさらなる待ち時間延長（S(WTX)）がPCDへと送信される場合、FWTタイマーは、ネゴシエートされた値そのものへと再びリセットされ、PCDは、時間切れ状態を宣言する前に、もう1つの完全なFWT時間期間のあいだ待機しなければならない。
【００６４】
待ち時間延長の要求を送信するこの方法を、不定の時間期間にわたってRF場をオンに保つために使用することができる。この状態が保たれているとき、PCDとPICCとの間の通信の進行は中止され、RF場を、指紋の登録または検証などの典型的にはスマートカードの通信に関係しない他の処理を行うための電力の獲得に使用することができる。
【００６５】
このようにして、カードと読み取り機との間の何らかの入念に設計されたメッセージのやり取りによって、認証サイクルを可能にするための充分な電力を読み取り機から得ることができる。この電力獲得方法は、とくには指紋を登録すべき場合について、受動RFIDデバイス102内の受動指紋認証エンジン120に電力を供給するという主要な問題の1つを克服する。
【００６６】
さらに、この電力獲得方法は、より大きな指紋スキャナ130、とくには処理に計算的に激しい演算を必要としないデータを出力するエリア指紋スキャナ130の使用を可能にする。
【００６７】
上述のように、RFIDデバイス102の使用に先立って、デバイス102のユーザは、最初に自身を「未使用」デバイス102に登録しなければならない。登録後に、RFIDデバイス102は、このユーザにだけ反応する。したがって、意図されるユーザだけがRFIDデバイス102に自身の指紋を登録できることが重要である。
【００６８】
新たなクレジットまたはチップカードを郵送で受け取る者についての典型的なセキュリティ手段は、カードを1通の郵便物にて送り、カードに関するPINを別の郵便物によって送ることである。しかしながら、上述のようなRFIDデバイスなど、生体認証によるRFIDデバイス102については、このプロセスが、より複雑である。RFIDデバイス102について意図される受け取り手だけが自身の指紋を登録できるように保証する例示的な方法が、後述される。
【００６９】
上述のように、RFIDデバイス102およびRFIDデバイス102に関連付けられた固有のPINが、ユーザへと別々に送られる。しかしながら、ユーザは、自身の指紋をRFIDデバイス102へと登録するまでは、RFIDデバイス102の生体認証機能を使用することができない。
【００７０】
ユーザは、カードを非接触で読み取ることができるように装備された店頭の端末へと出向き、自身のRFIDデバイス102を端末へと提示するように指示される。同時に、ユーザは、自身のPINを端末のキーパッドによって端末へと入力する。
【００７１】
端末は、入力されたPINをRFIDデバイス102へと送信する。ユーザの指紋がRFIDデバイス102にまだ登録されていないため、RFIDデバイス102は、キーパッドの入力をRFIDデバイス102のPINと比較する。両者が同じである場合、カードは登録可能になる。
【００７２】
したがって、カードのユーザは、上述の方法を使用して自身の指紋を登録することができる。あるいは、ユーザは、自宅に利用可能な適切な電源を有するならば、RFIDデバイス102を自宅に持ち帰り、後の時点で生体認証の登録の手順を完了させることができる。
【００７３】
RFIDデバイス102を、ひとたび登録されると、生じるトランザクションの量に応じて、指紋を使用してPINなしで、あるいはPINだけで、非接触で使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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