(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動用の電源を内装したＩＣカードの片側の端には、前記内装電源によって接触した使用者の手指の指紋を認識する指紋読取部が配置され、この指紋読取部の裏面には使用者のほかの手指との接触部が形成され、
このＩＣカード内には真正所有者を特定する指紋をあらかじめ登録・保存するデータ記憶部と、前記指紋読取部で認識した指紋が、前記データ記憶部に登録された真正所有者の指紋と一致するか否かを判別してその結果を判別する照合部とを備え、
このＩＣカードには前記指紋読取部に対し指紋読取の開始動作を指示する指示信号入力部と、前記照合部の判別結果を出力する結果出力部との二つの端子が設けられており、
このＩＣカードに対応するカードリーダーには、前記ＩＣカードの厚さよりも広く形成されたスリット溝と、このスリット溝に面して、前記ＩＣカードの指示信号入力部と結果出力部の二つの端子に対応する、指示信号発生部と情報入力部の端子部分が設けられ、
前記カードリーダーの指示信号発生部は前記ＩＣカードの前記指示信号入力部に対し照合動作を指示する照合指示信号を出力し、
前記カードリーダーの前記情報入力部は前記ＩＣカードの前記結果出力部から出力する判別信号を入力するものとし、
前記指紋読取部に位置させた指紋情報を登録した指と前記接触部に位置させたほかの指との間で前記ＩＣカードを挟時して、前記カードリーダーのスリット溝に挿入移動する動作によって、
前記ＩＣカードは前記カードリーダーの指示信号発生部から照合指示信号を取得して、前記指紋読取部から手指の指紋情報を認識してデータ記憶部に登録された指紋との照合を開始し、判別結果を結果出力部からカードリーダーの情報入力部に出力することを特徴とするＩＣカード認証システム。
【請求項２】
作動用の電源を内装したＩＣカードの片側の端には、前記内装電源によって接触した使用者の手指の指紋を認識する指紋読取部が配置され、この指紋読取部の裏面には使用者のほかの手指との接触部が形成され、
このＩＣカードには前記指紋読取部に対し指紋読取の開始動作を指示する指示信号入力部と、前記指紋読取部で認識した指紋データを出力する結果出力部との二つの端子が設けられており、
このＩＣカードに対応するカードリーダーには、前記ＩＣカードの厚さよりも広く形成されたスリット溝と、このスリット溝に面して、前記ＩＣカードの指示信号入力部と結果出力部の二つの端子に対応する、指示信号発生部と情報入力部の端子部分が設けられ、
このカードリーダー内には真正所有者を特定する指紋をあらかじめ登録・保存するデータ記憶部と、前記指紋読取部で認識した指紋と、前記データ記憶部に登録された真正所有者の指紋とが一致するか否かを判別してその結果を判別する照合部とを備え、
前記カードリーダーの指示信号発生部は前記ＩＣカードの前記指示信号入力部に対し指紋の認識動作を指示する照合指示信号を出力し、
前記カードリーダーの前記情報入力部は前記ＩＣカードの前記結果出力部から出力する指紋データを入力するものとし、
前記指紋読取部に位置させた指紋情報を登録した指と前記接触部に位置させたほかの指との間で前記ＩＣカードを挟時して、前記カードリーダーのスリット溝に挿入移動する動作によって、
前記ＩＣカードは前記カードリーダーの指示信号発生部から照合指示信号を取得して、前記指紋読取部から手指の指紋情報を認識し、この指紋情報を結果出力部からカードリーダーの情報入力部に出力し、前記カードリーダーはこの指紋情報を前記情報入力部から入力して前記照合部で真正所有者の指紋とが一致するか否かを判別することを特徴とするＩＣカード認証システム。
【請求項３】
前記ＩＣカードは警告音発生手段を備え、前記照合結果出力部の出力する判別信号を取得しそれが使用者と真正所有者の不一致を示す場合に、警告音を発生させることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード認証システム。
【請求項４】
前記カードリーダーは警告音または警告メッセージ発生手段を備え、判別信号入力部に入力された判別信号が使用者と真正所有者の不一致を示す場合に、警告音または警告メッセージを発生させることを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣカード認証システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本人証明等に用いられるＩＣカードの認証システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、免許証やＩＤカードなどの本人証明、クレジットカードなど資産使用の便法、さらには建物等の特定領域への進入許可、自動車・家屋等の鍵がわりなど個人を特定する必要のある分野で、様々に個人認証手段としてＩＣカードが用いられている。
その際、使用者が真正の所有者であるかの判別は、本人のみが知り得る暗証番号などの照会が一般的であるが、これが他者によって探知されたりすることで不正に使用されることがある。そこでこれに対し、使用者本人のみ使用できるように、指紋情報を照合するＩＣカードが提示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
暗証番号などの認証情報を磁気記録として保存する旧来のカードなどと異なり、イメージセンサなどを用いて使用者の指紋情報を取得するにはそれらセンサ回路を駆動する電力についても考慮しなければならない。これに関して、認証時に認証装置から電源供給を行なうことも考えられるが、それにはカード側に電源端子を設けなければならないという問題があるため、一般的には、カード内に電源を内蔵することが望ましい。
そこで、通常時は回路を作動させず、照合時のみ回路を作動させる提案が成されている。例えば指紋照合部に、特開２０００−１２３１４３号では生体検知センサを、特開平１１−１９０６９号では感圧センサを設け、それらが反応したときに照合動作を行なう構成を採っている。
しかしながら、上記のようなトリガによって作動する場合、認証時以外でも容易に作動することが考えられる。
本発明の課題は、認証時のみ指紋データ照合動作を行なうようなＩＣカードを用いたＩＣカード認証システムを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、作動用の電源を内装したＩＣカードの片側の端には、前記内装電源によって接触した使用者の手指の指紋を認識する指紋読取部が配置され、この指紋読取部の裏面には使用者のほかの手指との接触部が形成され、このＩＣカード内には真正所有者を特定する指紋をあらかじめ登録・保存するデータ記憶部と、指紋読取部で認識した指紋が、データ記憶部に登録された真正所有者の指紋と一致するか否かを判別してその結果を判別する照合部とを備え、このＩＣカードには指紋読取部に対し指紋読取の開始動作を指示する指示信号入力部と、照合部の判別結果を出力する結果出力部との二つの端子が設けられており、
このＩＣカードに対応するカードリーダーには、ＩＣカードの厚さよりも広く形成されたスリット溝と、このスリット溝に面して、ＩＣカードの指示信号入力部と結果出力部の二つの端子に対応する、指示信号発生部と情報入力部の端子部分が設けられ、カードリーダーの指示信号発生部はＩＣカードの指示信号入力部に対し照合動作を指示する照合指示信号を出力し、カードリーダーの情報入力部はＩＣカードの結果出力部から出力する判別信号を入力するものとし、
指紋読取部に位置させた指紋情報を登録した指と接触部に位置させたほかの指との間でＩＣカードを挟時して、カードリーダーのスリット溝に挿入移動する動作によって、ＩＣカードはカードリーダーの指示信号発生部から照合指示信号を取得して、指紋読取部から手指の指紋情報を認識してデータ記憶部に登録された指紋との照合を開始し、判別結果を結果出力部からカードリーダーの情報入力部に出力することを特徴とする。
【０００５】
上記構成のＩＣカード認証システムでは、使用者がＩＣカードをカードリーダーに対し認証動作をすると、カードリーダーに具えられた照合指示信号発信部が、カードに具えられた照合指示信号入力部に照合指示信号を出力し、該照合指示信号入力部は照合指示信号の入力に基づいて、照合部に指紋読取部の取得した使用者の指紋とデータ記憶部に登録された真正所有者の指紋データとが一致するか否かの判定を指示し、照合部はその指示に従って一致判定を行なうとともに、その判定結果を出力する。
このように構成すれば、照合指示信号入力部に照合指示信号が入力された場合のみ照合動作を行なうので、平時に無用な照合動作を行なうことを防止でき、カードに内蔵した電源の消耗を防止できる。
【０００６】
また、ＩＣカード認証システムは、次のように構成することもできる。
作動用の電源を内装したＩＣカードの片側の端には、内装電源によって接触した使用者の手指の指紋を認識する指紋読取部が配置され、この指紋読取部の裏面には使用者のほかの手指との接触部が形成され、このＩＣカードには指紋読取部に対し指紋読取の開始動作を指示する指示信号入力部と、指紋読取部で認識した指紋データを出力する結果出力部との二つの端子が設けられており、
このＩＣカードに対応するカードリーダーには、ＩＣカードの厚さよりも広く形成されたスリット溝と、このスリット溝に面して、ＩＣカードの指示信号入力部と結果出力部の二つの端子に対応する、指示信号発生部と情報入力部の端子部分が設けられ、このカードリーダー内には真正所有者を特定する指紋をあらかじめ登録・保存するデータ記憶部と、指紋読取部で認識した指紋と、データ記憶部に登録された真正所有者の指紋とが一致するか否かを判別してその結果を判別する照合部とを備え、カードリーダーの指示信号発生部はＩＣカードの前記指示信号入力部に対し指紋の認識動作を指示する照合指示信号を出力し、カードリーダーの情報入力部はＩＣカードの結果出力部から出力する指紋データを入力するものとし、
指紋読取部に位置させた指紋情報を登録した指と接触部に位置させたほかの指との間でＩＣカードを挟時して、カードリーダーのスリット溝に挿入移動する動作によって、ＩＣカードはカードリーダーの指示信号発生部から照合指示信号を取得して、
指紋読取部から手指の指紋情報を認識し、この指紋情報を結果出力部からカードリーダーの情報入力部に出力し、カードリーダーはこの指紋情報を情報入力部から入力して照合部で真正所有者の指紋とが一致するか否かを判別することを特徴とする。
【０００７】
この場合は、カード内に真正所有者の指紋情報を保存せず、カードリーダー側に保存する構成としているため、指紋情報及び登録者の個人情報を一括管理することができる。
また、この場合はＩＣカードからカードリーダーに対して指紋情報を出力するが、この情報を符号・コード化することで簡略化して送信する構成としても良い。なお、その場合はカードリーダー側に保存される指紋情報も同様の手法にて簡略化されたデータを保存することは言うまでもない。
なお、ＩＣカード認証システム全体に指紋情報を保存するサーバを含み、指紋情報はカードリーダーに保存するわけではなく照合時にダウンロードする構成としても良い。
【０００８】
照合の結果を報知する手段を具えることも考えられる。即ち、ＩＣカードに警告音発生手段を備え照合結果出力部の出力する判別信号が、使用者と真正所有者の不一致を示す場合に警告音を発生させる構成とすることができる。
あるいは、警告音または警告メッセージ発生手段をカードリーダーに備えて、照合結果出力部の出力する判別信号が使用者と真正所有者の不一致を示す場合に、警告音または警告メッセージを発生させる構成とすることができる。
これによって、不正使用あるいは誤用を明瞭かつ速やかに報知することができる。
【０００９】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明のＩＣカード認証システムを用いた入退室管理システムの実施例を、図面に基いて説明する。
図１はＩＣカード１の正面図、正面図のＡ−Ａ断面図及びブロック図である。ＩＣカード１にはＣＣＤイメージセンサ２、ＣＰＵ４、照合指示信号入力部５、判別結果出力部６及びスピーカ７が備えられている。
ＩＣカード１は、コアシートの両面をオーバーシート８で覆いプレス形成されている。コアシートには、ＣＣＤイメージセンサ２、ＣＰＵ４、照合指示信号入力部５、判別結果出力部６及びスピーカ７が、その大きさにそれぞれ対応して設けられた孔部に嵌めこまれている。孔部内の空隙は熱特性の良好な封止樹脂にて充填されている。オーバーシート８はＩＣカード１の表面をＣＣＤイメージセンサ２のセンサ面を除いて覆っている。また、プラスチック台座にエングレーブ方式で所有者名や発行番号などの情報が記されている。
【００１０】
ＣＣＤイメージセンサ２は、センサ面上に押される指紋のデータを取得して可変閾値処理を施し二値化する。真正所有者の指紋情報は、カード登録時にＣＣＤイメージセンサ２によって取得され、そのような二値データとしてカードの内容情報とともに記憶部３に収められている。記憶部３にはＰＲＯＭが使用され、カード登録時に取得した真正所有者の指紋情報をそれ以後の書換え不可としている。ＣＰＵ４はワークエリアを有し、該ワークエリアにてＣＣＤイメージセンサ２の取得した使用者の指紋データと記憶部３に収められた真正所有者の指紋データとを比較する。照合指示信号入力部５は電圧駆動されるスイッチング素子を有し、照合指示信号入力として電圧が印加されると、その照合指示信号を増幅してＣＣＤイメージセンサ２、指紋データ記憶部３、ＣＰＵ４及び判別結果出力部６に対し出力する。判別結果出力部６は、ＣＰＵ４の指紋照合判定の結果に基づいて判別結果出力部６の端子６ａを介してカードリーダー１０の認証情報入力部１２に出力する。また、使用者と真正所有者が一致していれば確認を示す音を、不一致であれば警告音をスピーカ７から発生させる。
【００１１】
指紋照合は、登録時と認証時に同じ位置で同じ押圧力でＣＣＤイメージセンサ２に認識されることはないと考えられるので、二つの指紋データの照合においては外形線が相似となるように、一方を基準に他方を回転する。その後、一方の画像の一部を抽出し、他方の画像データの各部に対し両画像が一致ないし近似するように画像を移動して照合する。照合に関しては、最初の照合において同定評価を行ない、以下、微小な並行移動もしくは回転移動を行なうたびに両画像の同定評価を行ない、同定度が高くなった場合は基準位置をその位置へ更新するという動作を繰り返し、両画像が一致するかないしは最も近似した位置へ到達することで照合を完了する。この照合動作によって、二つの指紋データが予め定められた同定率以上を示した場合、一致したと評価する。
【００１２】
図２に示すように、カードリーダー１０は、略直方体の外形にスリット溝１３を有している。スリット溝１３は認証すべきＩＣカード１の厚さより若干広く形成されている。カードリーダー１０には、指示信号発生部１１、認証情報入力部１２、ＣＰＵ１４、記憶部１５及びスピーカ１６が備えられている。指示信号発生部１１と認証情報入力部１２は端子部分１１ａ、１２ａがスリット溝１３に面して設けられており、その面からＩＣカード１との信号の授受が可能となっている。記憶部１５は照合すべきカード使用者のカード内容情報を保存している。ＣＰＵ１４は認証情報入力部１２と記憶部１５とスピーカ１６とに接続して、ＩＣカード認証時に認証情報入力部１２から入力されたカード内容情報を記憶部１６のカード内容情報と照合している。スピーカ１６は、ＣＰＵ１４の照合結果が入室を許可するものであった場合、入室許可のメッセージを再生し、不許可であれば不許可のメッセージを再生する。
【００１３】
図４は本実施例のＩＣカード認証システム２０によって認証を行なう経過を示すフローチャートである。図４はＩＣカード１及びカードリーダー１０の動作についての流れを示している。
カード使用者が認証を行なう場合、図３に示すようにＣＣＤイメージセンサ２に指紋情報を登録した指（この例では右手親指）を当てたまま、ＩＣカード１の摺動端１ａをスリット溝１３の底部１３ａに接触させつつ一方の開口端１３ｂから他端１３ｃに向けて通過させる。
なお、照合指示信号入力部５と判別結果出力部６はカードの下縁（摺動端１ａ）から異なる距離に形成され、指示信号発生部１１と認証情報入力部１２はそれらに対応してスリット溝１３の底部１３ａから略同一の距離に配設されている。これにより、照合指示信号と認証情報とが互いの信号を誤認しないようにされている。
【００１４】
ＩＣカード１が上記の軌道に従って移動すると、照合指示信号入力部５が指示信号発生部１１と対向する位置を通過する。指示信号発生部は常時信号出力としての微弱な電界を発生しており（Ｓ１１）、この電界のもたらす電圧変化が照合指示信号（▲１▼）となって照合指示信号入力部５のスイッチング素子が動作して指紋照合動作が開始される（Ｓ１）。
ＣＣＤイメージセンサ２は指紋照合指示信号の入力に基づいて、受光部の側方の投光部からセンサ面に投光され、受光部がその反射光を受光してセンサ上の指紋を取得していく。取得した指紋データは画素ごとに近傍領域の平均濃度を閾値として二値化する可変閾値処理を施した後、ＣＰＵ４に対し出力される。また、判別結果出力部６の端子６ａが活性化される。
【００１５】
Ｓ２にてＣＰＵ４はこの指紋データを取得し、データ記憶部３に記憶された真正所有者の指紋の二値データを読み出して（Ｓ３）、これをワークエリアにて比較する（Ｓ４）。判別結果出力部６はその結果に従って出力を行なう。これらが一致しなかった場合は、スピーカ７に出力して（Ｓ８）警告音を発生させる（Ｓ９）。一致した場合はデータ記憶部３からＩＣカード１の内容情報を読み出し、端子６ａからデジタル信号のパターンを出力する（Ｓ５）。また、デジタル信号のパターン出力開始とともにカウンタを動作させ（Ｓ６）、カウンタ値が予め定めた値になる（Ｓ７；Ｙ）までＳ２〜Ｓ５を繰り返して信号パターンの出力（▲２▼）を継続する。
【００１６】
ＩＣカード１がスリット溝１３に沿って開口端１３ｂから１３ｃに向けて移動すると、判別結果出力部６と認証情報入力部１２が対向する。そして判別結果出力部の出力するＩＣカードの内容情報を示すデジタル信号のパターン（▲２▼）を認証情報入力部が取得すると（Ｓ１２：Ｙ）、カードリーダーは信号パターンの示すコードと記憶部１５に保存された入室許可者コードとを照合して認証動作を行なう（Ｓ１３）。該当すればスピーカ１６から入室許可のメッセージを再生するとともに入室扉（図示略）の開錠を行なう。該当しなければ、スピーカ１６より入室不許可のメッセージを再生し開錠は行なわない。
【００１７】
このように、認証時以外は回路を作動させることがないためにカード内の電源を消費することが無く、従って使用時に電源切れによって認証不能となる事態を回避することができる。
【００１８】
また、ＩＣカードには指紋登録情報を搭載せずカードリーダー側に指紋登録情報を蓄積することも考えられる。
図６はこの構成を示すブロック図である。
この実施例のＩＣカード認証システム３０では、信号発生部４１からの照合指示信号が指示信号入力部３５へ入力されたのに基づいて、ＣＣＤイメージセンサ３２の取得した指紋データをＣＰＵ３４にて指紋データに対応付けた簡略化したコードに変換して出力し、判別結果出力部３６の端子から指紋データ入力部４２へ向けて出力する。カードリーダー４０の記憶部４５には、同様の手順で作成した真正使用者の指紋データが保存されており、ＣＰＵ４４はこれを読み出して指紋データ入力部４２に入力された指紋データと比較照合を行なう。以下、照合の結果が一致であればスピーカ４６から入室許可のメッセージを再生するとともに、図示しない入室扉を開錠する。また不一致であれば入室不許可のメッセージを再生して開錠は行なわない。
【００１９】
なお、判別結果出力部３６から認証情報入力部４２へ向けての出力は、コード化せずに二値データのまま行なうこともできる。その場合はカードリーダー１０の記憶部４５に蓄積されるデータも同様の二値データが収めておくようにすればよい。
【００２０】
このような構成では、入室許可者の情報を管理側で一括管理することができるとともに、ＩＣカードの指紋データの破壊や改ざんを防止でき、同時にＩＣカードを含む認証システム全体のコストを削減することもできる。
【００２１】
なお、本実施例では入退室管理システムへの適用を示したが、もちろんこれだけに留まるものではなく、免許証、クレジットカード、家屋や自動車などのカードキーなどにも適用できるのは当然である。
また、例えば図５に示すように、ＩＣカード１を縦溝内を通過させる構造でなく、ＩＣカード１のＣＣＤイメージセンサ２上に指を置いたまま、カードリーダー１０の開口１３に対してＩＣカード１を挿入する構成とすることもできる。この場合はＣＣＤイメージセンサ２は指にて挟持しやすいように、ＩＣカード１の中央部後縁寄りに配設されている。こうすれば、ＩＣカード１を挿入して認証を行なった後、最奥部に当接させたまま記憶部３に収納された内容情報を読み出して更新することも容易である。従ってクレジットカードなどの使用の際に、指紋照合による本人認証とそれに継続しての使用とが平易に行なうことができる。また、自動車のフロントパネル部分の近辺に配し、エンジン始動のキーカードを兼ねる認証システムとしても使用できる。
【００２２】
これらの用途として用いる場合でも、認証時以外は回路を作動させることがないためにカード内の電源を消費することが無く、従って使用時に電源切れによって認証不能となる事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＣカードの正面図。
【図２】カードリーダーの一部切り欠き斜視図及びブロック図。
【図３】ＩＣカードの認証動作を示す作用説明図。
【図４】認証動作におけるＩＣカード及びカードリーダーの処理の流れを示すフローチャート。
【図５】ＩＣカードをカードリーダーに挿入して認証を行なう変形例と、その場合の認証動作を示す図。
【図６】真正所有者の指紋データをカードリーダー側に保存する場合の、ＩＣカードとカードリーダーの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１  ＩＣカード
２  ＣＣＤイメージセンサ
３  記憶部
４  ＣＰＵ
５  照合指示信号入力部
６  判別結果出力部
１０  カードリーダー
１１  指示信号発生部
１２  認証情報入力部
【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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