JP2000123143A - Icカード - Google Patents

Icカード

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JP2000123143A
JP2000123143A JP29057198A JP29057198A JP2000123143A JP 2000123143 A JP2000123143 A JP 2000123143A JP 29057198 A JP29057198 A JP 29057198A JP 29057198 A JP29057198 A JP 29057198A JP 2000123143 A JP2000123143 A JP 2000123143A
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JP29057198A
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Toshiyuki Imagawa
敏幸 今川
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ICカードの真正の利用者の判別が確実に可能
で、セキュリティの向上したICカードを提供する。 【解決手段】指の指紋画像を検出する指紋画像取得部3
と、特定指の指紋データを記憶保持する指紋データ記憶
手段としての指紋データ記憶部4と、外部機器51との
間のデータの入出力をデータ入出力部7と、検出された
指紋データと記憶された指紋データとを照合し、両者が
合致する場合にのみ外部機器とのデータの入出力を許可
する指紋データ照合部5とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICカードに関す
る。
【0002】
【従来の技術】たとえば、マイクロプロセッサやメモリ
を構成する集積回路が埋め込まれたICカードでは、I
Cカードの不正利用を防ぐために、ICカードの利用者
が真正の利用者であるかを判断するための方法が種々提
案され、ICカードのセキュリティの向上が図られてい
る。利用者本人であることを確認する方法として、たと
えば、ICカードとの間でデータのやり取りを行う外部
機器であるリーダライタに装着し、このリーダライタに
利用者が暗証番号を入力する方法が知られている。この
方法では、ICカードに記憶された暗証番号は、ICカ
ードをリーダライタに挿入するとリーダライタに読み込
まれ、リーダライタに利用者によって入力された暗証番
号と比較される。両方の暗証番号が一致すると利用者は
ICカードを利用することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、ICカードの利用者が真正の利用者でない場
合にも、利用者が当該ICカードに記憶されている暗証
番号を知得していればICカードを利用することができ
るため、セキュリティの面からは十分ではない。
【0004】また、ICカードの利用者が真正の利用者
であるかを判断するために、真正の利用者の特定指の指
紋を外部機器であるリーダライタの管理者が予め登録し
ておき、ICカードの利用の際に、利用者の指紋と登録
された指紋とを照合する方法も考えられる。しかしなが
ら、この方法では、リーダライタの管理者が指紋情報を
管理し、かつ指紋を照合するため、たとえば、リーダラ
イタの管理者によって登録された指紋情報を用いてIC
カード内のデータが改ざんされたり、登録された指紋情
報を入手した不正利用者が指紋情報のコピー(模造型)
を作成してICカードを不正利用する等のおそれがあ
る。
【0005】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、ICカードの真正の利用者の判別が確実に可
能で、セキュリティの向上したICカードを提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、指の指紋画像
を検出する指紋画像検出手段と、特定指の指紋データを
記憶保持する指紋データ記憶手段と、外部機器との間の
データの入出力を行うデータ入出力手段と、検出された
指紋データと記憶された指紋データとを照合し、両者が
合致する場合にのみ外部機器とのデータの入出力を許可
する照合手段とを有する。
【0007】前記指紋画像検出手段は、前記カードの所
定の位置に形成され、指紋画像を検出する指紋画像検出
素子と、前記指紋画像検出素子によって得られた指紋画
像データに所定の処理を施す画像処理回路とを有する。
【0008】前記指紋画像検出手段によって検出される
検出対象物が生体であるか否かを検出する生体検知手段
と、前記生体検知手段の検出信号に基づいて前記照合手
段による照合を許可するか否かを判断する判断手段とを
さらに有する。
【0009】前記生体検知手段は、前記ICカードの利
用者の指の有する静電容量を検出する静電容量検出手段
である。
【0010】前記静電容量検出手段は、カードの表面に
形成された複数の静電容量検出用電極パターンと、前記
各静電容量検出用電極パターン間に形成された静電容量
を検出する静電容量検出回路とを有する。
【0011】前記静電容量検出手段は、ICカードの表
面の前記指紋画像検出素子の周囲に隣接して形成された
複数の静電容量検出用電極パターンと、前記各静電容量
検出用電極パターン間に形成される静電容量を検出する
静電容量検出回路とを有する。
【0012】前記判断手段は、前記検出された静電容量
の大きさに基づいて、前記照合手段による照合の許可を
判断する。
【0013】本発明では、指紋画像検出手段によってI
Cカードの利用者の指紋を検出し、予めICカードの指
紋データ記憶手段に記憶されていた真正な利用者の指紋
データと照合し、両者が合致すると外部機器とのデータ
の入出力が可能になる。
【0014】また、本発明では、ICカードの接触した
指が生体検知手段によって生体か否かを検知され、生体
である場合にのみ検出された指紋データと真正な利用者
の指紋データとの照合を行う。このため、ICカードの
真正の利用者の指紋を模造してICカードを利用するこ
とを防止することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形
態に係るICカードの構成を示す構成図である。図1に
示すICカード1は、生体検知部2と、指紋画像取得部
3と、指紋データ記憶部4と、指紋データ照合部5と、
データ保持部6と、データ入出力制御部7とを有する。
【0016】生体検知部2は、ICカード1の利用者の
指紋画像データを取得する際に、検出対象の指が人体
(生体)であるか否かを検出する。生体検知部2は、生
体を検知した場合に、指紋データ照合部5に対して検知
信号2sを出力する。指紋画像取得部3は、ICカード
1の利用者の指紋画像データを取得し、当該指紋画像デ
ータに、たとえば、2値化処理等の所定の処理を施し
て、指紋データを取得する。指紋データ記憶部4は、I
Cカード1の真正の利用者の指紋データを予め記憶保持
する。指紋データは、真正の利用者の特定の指、たとえ
ば、人指し指の指紋データである。
【0017】指紋データ照合部5は、指紋データ記憶部
4に記憶保持された真正の利用者の指紋データと指紋画
像取得部3によって取得されたICカード1の利用者の
指紋データとを照合する。指紋データ照合部5は、真正
の利用者の指紋データと取得された利用者の指紋データ
とが合致する場合には、データ入出力制御部7に対して
許可信号5sを出力する。また、指紋データ照合部5
は、生体検知部2からの検知信号2sが入力された場合
にのみ、真正の利用者の指紋データと取得された利用者
の指紋データとの照合を行う。
【0018】データ保持部6は、外部機器との間で入出
力される各種データを記憶保持し、たとえば、ICカー
ド1が電子決済に使用される場合には、真正の利用者の
口座情報、金銭の取引情報等が記憶されたり、IDカー
ドとして使用される場合には、各種の個人情報等が記憶
される。
【0019】データ入出力制御部7は、指紋データ照合
部5から入力される許可信号5sに応じて、外部機器5
1との間で各種データの入出力を行う。データ入出力制
御部7は、たとえば、指紋データ照合部5から許可信号
5sが入力されると、すなわち、ICカード1の利用者
が真正の利用者であると判断されると、外部機器51に
対して出力すべきデータをデータ保持部6から読みだし
て外部機器51に出力したり、外部機器51から入力さ
れるデータを読み込んでデータ保持部6に書き込む作業
を行う。
【0020】外部機器51は、たとえば、ネットワーク
手段によってICカード1の管理者またはICカード1
との間でデータ通信を行う者との間で接続されており、
外部機器51にICカード1が装着されることによって
外部機器51とICカード1とは電気的に接続される。
これによって、ICカード1とICカード1の管理者等
との間でデータ通信が可能となる。
【0021】図2は、上記構成のICカード1を実現す
るハードウェア構成の一例を示す構成図である。図2に
おいて、ICカード1は、指紋画像検出素子11と、指
紋画像処理回路15と、メモリ16と、静電容量検出回
路17と、静電容量検出用電極19と、マイクロプロセ
ッサ21と、インターフェース回路22と、コネクト部
23とを有している。
【0022】コネクト部23は、たとえば、図6に示す
ように、ICカード1の所定の位置にカード表面に露出
するように形成されたICカード1との間でデータのや
り取りを行う外部機器であるリーダライタと接続される
端子C1〜C8からなる。端子C1はICカード1の有
する各回路を駆動するための電源電圧Vccを外部機器か
ら供給するための端子であり、端子C2はマイクロプロ
セッサ21をリセットするためのリセット信号RSTを
外部機器から入力するための端子であり、端子C3はマ
イクロプロセッサ21等を駆動するための所定周期のパ
ルス状の電圧信号なるクロック信号CLKを外部機器か
ら入力するための端子であり、C4は現在は使用されて
いない将来のための予備端子であり、端子C5はICカ
ード1に基準電位を付与するグラウンド信号GNDのた
めの端子であり、端子C6はメモリ16の書き込み電圧
Vppを供給するための端子であり、C7は外部機器とI
Cカード1との間でデータの入出力を行うための端子で
あり、C8は現在は使用されていない将来のための予備
端子である。
【0023】指紋画像検出素子11は、ICカード1の
利用者の特定の指の指紋画像を検出するための素子であ
る。指紋画像検出素子11は、たとえば、図3に示すよ
うに、ICカード1の表面に形成された指紋画像検出領
域R内の中央位置に形成されている。指紋画像検出領域
Rは、たとえば、図4に示すように、指Fを載せやすい
ように、指Fの先端の大きさに適合した大きさで、か
つ、ICカード1の表面から所定の高さで突出した形状
に形成することができる。指紋画像検出素子11には、
たとえば、CCD(Charge Coupled Device) 素子を用い
ることができる。
【0024】また、指紋画像検出素子11として、たと
えば、図7に示すように、X軸およびY軸方向に沿って
所定間隔で複数のパターンpxおよびpyが形成され、
これら各パターンpxおよびpyの各交差点Kの静電容
量を検出するための静電容量検出回路を備えたICチッ
プ11によっても、指紋画像を検出することができる。
人間の指は、たとえば、150〜200μm程度の高さ
の凹凸で指紋を形成しており、ICチップ11のパター
ンpxおよびpyの形成面に指を接触させると、指の凹
凸によってICチップ11のパターンpxおよびpyの
各交差点Kにおける静電容量は凹凸の高さに応じた値と
なる。したがって、各交差点Kにおける静電容量を検出
し、各交差点Kにおける静電容量の大きさをたとえば2
値化処理することにより、指紋データに変換することが
できる。
【0025】指紋画像処理回路15は、ICカード1内
に内蔵され、上記の指紋画像検出素子11によって所得
された指紋画像データに対して所定の処理を施して指紋
データに変換する。なお、指紋画像検出素子11および
指紋画像処理回路15によって、上記の指紋画像取得部
3が構成される。
【0026】静電容量検出用電極19は、ICカード1
の利用者の指Fの有する静電容量を検出するための複数
の電極からなり、たとえば、図3に示すように、指紋画
像検出素子11の周囲に隣接してX軸およびY軸方向に
沿って、2つの電極19aおよび19bがICカード1
の表面に露出するように形成される。電極19a間およ
び電極19b間に形成される指の静電容量Cxは、たと
えば、静電容量検出用回路17によって検出される。
【0027】静電容量検出用回路17は、ICカード1
に内蔵されており、たとえば、図5に示すような、静電
容量検出用電極19によって検出される静電容量Cxの
大きさに応じた電流(電圧)を発生させる回路から構成
される。図5に示す静電容量検出用回路17は、いわゆ
るウィーンブリッジ回路から基本的に構成されており、
端子Paと端子Pbとの間および端子Paと端子Pdと
の間に既知の抵抗Q,Pが接続され、端子Pbと端子P
cとの間に可変抵抗Rと可変コンデンサCが直列に接続
されている。端子Pcと端子Pdとの間には、上記の各
静電容量検出用電極19aまたは19bの間に形成され
る絶縁抵抗や漏洩抵抗等の抵抗Rxが形成されるととも
に、この抵抗Rxに並列に各静電容量検出用電極19a
または19bの間の静電容量Cxが形成される。また、
端子Pbと端子Pdとの間には検流回路Dが接続され、
端子Paと端子Pcとの間には発振器OSCが接続され
ている。
【0028】発振器OSCは、所定の周波数の電圧信号
を端子Paと端子Pcとの間に印加する。発振器OSC
は、ICカード1内に内蔵してもよいが、上記したコネ
クト部23の端子C3から入力されるクロック信号CL
Kを使用することも可能である。検流回路Dは、端子P
bと端子Pdとの間に流れる電流を検出する回路である
が、たとえば、A/D変換回路から構成することができ
る。
【0029】上記構成の静電容量検出用回路17は、静
電容量検出用電極19aおよび19bに対してそれぞれ
設けるが、たとえば、単一の静電容量検出用回路17を
切り換えて静電容量検出用電極19aおよび19bの検
出する各静電容量Cxを検出する構成としてもよい。上
記構成の静電容量検出用回路17では、ICカード1の
表面に形成された静電容量検出用電極19aおよび19
bに指が接触していない状態で、たとえば、検流回路D
に電流が流れないように、可変抵抗Rおよび可変抵抗C
を調整しておく。この状態で、ICカード1の表面に形
成された静電容量検出用電極19aおよび19bに指が
接触すると、指の静電容量Cxに応じた大きさの電流が
検流回路Dに流れ、検流回路Dではこの電流値をディジ
タル変換する。したがって、上記構成の静電容量検出用
回路17では、指の静電容量Cxに応じた大きさの電流
値がディジタル値で得られる。
【0030】メモリ16は、上記の指紋データ記憶部4
およびデータ保持部6を構成しており、たとえば、EP
ROM(Erasable PROM) やEEPROM(Electricaly E
rasable PROM) 等の書き換え可能なメモリで構成するこ
とができる。メモリ16へのデータの書き込みは、上記
したコネクト部23の端子C6からから書き込み電圧V
ppが供給されることによって行われる。
【0031】マイクロプロセッサ21は、内部に、制御
演算回路部21a、ROM21bおよびRAM21cを
有している。ROM21bは、ICカード1で行う各種
処理を規定したプログラムを記憶しており、ICカード
1の機能はこのプログラムで決定される。たとえば、上
記した指紋データ照合部5の指紋データの照合等の処理
を行うプログラムは、あらかじめROM21bに記憶さ
れている。RAM21cは、ROM21bに記憶された
プログラムデータや、制御演算回路部21aで算出した
データや、インターフェース回路22から入力されたデ
ータや、指紋画像処理回路15から出力された指紋デー
タを一時的に保持するメモリである。制御演算回路部2
1aは、ROM21bに記憶されたプログラムを実行
し、各種の演算動作、周辺回路の制御動作を行う。
【0032】インターフェース回路22は、コネクト部
23の端子C7を通じて入力される入力データを所定の
データ形式に変換してマイクロプロセッサ21の制御演
算回路部21aに入力し、制御演算回路部21aから出
力されたデータを所定のデータ形式に変換してコネクト
部23の端子C7に出力する。
【0033】上記構成のICカード1では、まず、指紋
データ記憶部4に真正な利用者の特定指の指紋データを
登録する必要がある。真正な利用者の指紋データの登録
は、たとえば、マイクロプロセッサ21のROM21b
に、指紋データの登録のためのプログラムを内蔵してお
き、ICカード1の初めての利用の際にICカード1を
外部機器51に接続すると、指紋データの登録のための
プログラムが動作するようにしておく。ICカード1の
利用者が特定指をICカード1の表面に形成された指紋
画像検出領域R内の指紋画像検出素子11に密着させる
と、指紋画像処理回路15を通じて得られた指紋データ
がマイクロプロセッサ21からメモリ16の所定のアド
レスに記憶される構成とすることができる。また、上記
のように、ICカード1に指紋データの登録のためのプ
ログラムを内蔵させるのではなく、外部機器51側に用
意しておき、ICカード1を外部機器51に接続する
と、指紋データの登録のためのプログラムが動作する構
成とすることも可能である。
【0034】次に、上記構成のICカードの使用方法の
一例について、図8に示すフローチャートに基づいて説
明する。まず、ICカード1を所定の外部機器51に接
続する(ステップS1)。外部機器51にICカード1
を接続すると、ICカード1のマイクロプロセッサ21
にはコネクト部23を通じてクロック信号CLK、電源
電圧Vcc、リセット信号RSTが供給されて、ICカー
ド1は動作可能な状態となり、また、静電容量検出回路
17にはクロック信号CLKが供給され、静電容量Cx
を検出可能な状態となる。
【0035】次いで、ICカード1の利用者は、ICカ
ード1に形成された指紋画像検出領域Rに特定の指を密
着させる。指紋画像検出領域R内に形成された静電容量
検出用電極19aおよび/または19bに指が接触し、
静電容量検出回路17の検流回路Dに静電容量Cxの大
きさに応じた電流が流れ、この電流が検出され(ステッ
プS2)、検出された電流値は、マイクロプロセッサ2
1のRAM21cに保持される。また、これと同時に、
指紋画像検出素子11によって、指の指紋画像が取得さ
れ、指紋画像処理回路15によって所定の処理が施され
た指紋データは、マイクロプロセッサ21のRAM21
cに記憶保持される。
【0036】次いで、上記RAM21cに記憶された静
電容量Cxの大きさに応じた電流が、所定の値または所
定に範囲にあるかがマイクロプロセッサ21において比
較判断され、ICカード1の静電容量検出用電極19a
および/または19bに触れた対象物が生体であるか否
かが判断される(ステップS4)。たとえば、静電容量
検出回路17の検流回路Dで検出される電流値は、人間
の指をコピーした模造品では、人間の指の有する静電容
量とは異なった値となるため、生体ではないと判断され
不正利用者と判断される(ステップS6)。この場合に
は、ICカード1内での処理は中止される。
【0037】生体であると判断されると、メモリ16に
予め登録されている真正利用者の指紋データがマイクロ
プロセッサ21のRAM21cに読みだされ、マイクロ
プロセッサ21のRAM21cに記憶された検出された
指紋データとの照合が行われる(ステップS5)。検出
されたICカード1の利用者の指紋データと予め登録さ
れた真正利用者の指紋データとが合致しない場合には、
不正利用者と判断される(ステップS6)。
【0038】検出されたICカード1の利用者の指紋デ
ータと予め登録された真正利用者の指紋データとが合致
する場合には、ICカード1の利用者は真正な利用者と
判断されて、外部機器51とICカード1との間のデー
タ入出力が許可され(ステップS7)、マイクロプロセ
ッサ21の制御演算回路21aは、インターフェース回
路22とメモリ16との間でデータの受け渡しを行う。
これによって、外部機器51とICカード1との間のデ
ータ通信が可能になる。
【0039】以上のように、本実施形態に係るICカー
ド1によれば、ICカード1の真正な利用者の指紋デー
タをICカード1内に予め登録しておき、ICカード1
の利用に際して利用者の指紋画像を検出してICカード
1内に取り込み、登録された指紋データと検出された指
紋データを照合する構成としているため、ICカードの
利用者の真偽を確実に判断することができる。また、本
実施形態に係るICカード1によれば、ICカード1内
に指紋データを登録保持しており、ICカード1の真正
な利用者によって指紋データを管理することができるた
め、外部機器51の管理者やネットワーク手段によって
侵入してくる第3者によって悪用されることがない。ま
た、本実施形態によれば、ICカード1を紛失しても、
登録された指紋データを他人に盗まれることがない。ま
た、本実施形態によれば、指紋データの照合によって、
ICカード1の真正な利用者を特定することができるた
め、たとえば、暗証番号等の入力が必要なくなり、IC
カード1の使い勝手が向上する。また、本実施形態によ
れば、ICカード1の真正な利用者をICカード1内で
特定することができるため、真正な利用者の特定のため
に外部機器51との通信等を行う必要がなく、真正な利
用者の特定に要する時間を短縮することができる。
【0040】さらに、本実施形態によれば、ICカード
1の指紋画像検出領域Rに設けられた生体検知用の静電
容量検出用電極19および静電容量検出回路17によっ
て、指紋画像検出領域Rに触れた対象物が生体であるか
否かを検出でき、例えば、指紋データを模した模造品等
を用いたICカード1の悪用を防止でき、ICカード1
の安全性をさらに高めることができる。また、上記した
実施形態では、ICカード1に指紋データの登録のみを
行ったが、指紋データの登録と併せて、登録者の指の有
する静電容量の値もICカード1内のメモリ16の所定
のアドレスに登録しておくことができる。指の状態がウ
ェットである人とドライである人の検出される静電容量
は異なるため、指の状態がウェットである人とドライで
ある人の検流回路Dにおいて検出される電流値も異な
る。したがって、ICカードの利用時に、利用者の指か
ら得られた静電容量検出回路17の検流回路Dの電流値
から、指の状態がウェットであるかドライであるかを判
断すれば、指紋データの照合を行う前に、登録者と利用
者との照合をある程度大雑把に行うことが可能となり、
ICカード1の安全性をさらに高めることができる。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、ICカードの利用者の
真偽の判断を確実に行うことができる。また、本発明に
よれば、ICカードの利用者の真偽の判断に要する時間
を短縮することができる。また、本発明によれば、IC
カードを紛失したり盗まれても、他人に悪用されること
を防止することができる。また、本発明によれば、指紋
照合による利用者の真偽の判断を行う機能に加えて、生
体検知手段を備えているため、ICカードの安全性がさ
らに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るICカードの構成を
示す構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るICカードを実現す
るハードウェア構成の一例を示す構成図である。
【図3】ICカードの指紋画像検出領域の形成位置の一
例を示す図である。
【図4】ICカードの指紋画像検出領域の形成位置の一
例を示す断面図である。
【図5】静電容量検出用回路の一例を示す回路図であ
る。
【図6】ICカードの形成されたコネクト部の一例を示
す図である。
【図7】指紋画像検出素子の一例をを示す図である。
【図8】ICカードの使用方法の一例を説明するための
フローチャートである。
【符号の説明】
1…ICカード、2…生体検知部、3…指紋画像取得
部、4…指紋データ記憶部、5…指紋データ照合部、6
…データ保持部、7…データ入出力制御部、11…指紋
画像検出素子、15…指紋画像処理回路、16…メモ
リ、17…静電容量検出回路、19…静電容量検出用電
極、21…マイクロプロセッサ、22…インターフェー
ス回路、23…コネクト部、51…外部機器。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】指の指紋画像を検出する指紋画像検出手段
    と、 特定指の指紋データを記憶保持する指紋データ記憶手段
    と、 外部機器との間のデータの入出力を行うデータ入出力手
    段と、 検出された指紋データと記憶された指紋データとを照合
    し、両者が合致する場合にのみ外部機器とのデータの入
    出力を許可する照合手段とを有するICカード。
  2. 【請求項2】前記指紋画像検出手段は、前記カードの所
    定の位置に形成され、指紋画像を検出する指紋画像検出
    素子と、 前記指紋画像検出素子によって得られた指紋画像データ
    に所定の処理を施す画像処理回路とを有する請求項1に
    記載のICカード。
  3. 【請求項3】前記指紋画像検出手段によって検出される
    検出対象物が生体であるか否かを検出する生体検知手段
    と、 前記生体検知手段の検出信号に基づいて前記照合手段に
    よる照合を許可するか否かを判断する判断手段とをさら
    に有する請求項1に記載のICカード。
  4. 【請求項4】前記生体検知手段は、前記ICカードの利
    用者の指の有する静電容量を検出する静電容量検出手段
    である請求項3に記載のICカード。
  5. 【請求項5】前記静電容量検出手段は、カードの表面に
    形成された複数の静電容量検出用電極パターンと、 前記各静電容量検出用電極パターン間に形成された静電
    容量を検出する静電容量検出回路とを有する請求項4に
    記載のICカード。
  6. 【請求項6】前記静電容量検出手段は、ICカードの表
    面の前記指紋画像検出素子の周囲に隣接して形成された
    複数の静電容量検出用電極パターンと、 前記各静電容量検出用電極パターン間に形成される静電
    容量を検出する静電容量検出回路とを有する請求項4に
    記載のICカード。
  7. 【請求項7】前記判断手段は、前記検出された静電容量
    の大きさに基づいて、前記照合手段による照合の許可を
    判断する請求項4に記載のICカード。
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