JP2002222407A - 指紋読み取り機能付きｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＩＤカードの不正な利用を防止するため、ＩＣ
カードに指紋認識機能を設けて、セキュリティ性を高め
たＩＤカードを提供する。 【解決手段】予め指紋データが登録された使用者の指紋
を、指紋読み取り手段により読み取ったデータとを、照
合する指紋認識手段とを具備する指紋読み取り機能付き
ＩＣカード１において、指紋読み取り手段が、該ＩＣカ
ードの表面にある複数の電極と電気的に接続された複数
の平行な第１電極線と、該ＩＣカードの表面にあって第
１電極線に接続されていない複数の電極と電気的に接続
された複数の平行な第２電極線とが、絶縁体を挟んで、
直行する方向に配置することを特徴とする。

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
し、更に詳しくは、その不正使用の防止を強化した指紋
の読み取りおよび指紋の照合機能付きＩＣカードに関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】従来は、ＩＣカード自身に登録された指紋
データと、ＩＣカード用リーダライタに設けた指紋読み
取り手段により、読み取ったデータと比較して一致した
とき、カードを利用したシステムでの情報交換が可能に
なる。しかしながら、上記においては、予めカード発行
者が、カードを発行する際にＩＣカード自身に指紋デー
タを登録する手段が必要であり、またその指紋データに
暗号処理を行うことができないという問題がある。ま
た、既存の指紋照合をしていないシステムから指紋照合
システムへの移行は、既存のリーダライタを改造した
り、入れ替えねばならないという欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、こ
のような問題点を解消すべく、指紋データの読み取り手
段をＩＣカード自身に設け、また読み取った指紋データ
をＩＣカード内部で暗号化し、不正利用の防止を強化で
き、また既存の指紋照合を用いないシステムでも、既存
のリーダライタを改造や入れ替えずに、指紋照合システ
ムへ移行できることを着想して、本発明の完成に至った
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する発
明の要旨は、使用者の指紋を読み込む指紋読み取り手段
と、該読み取り情報をデータ化する手段と、該データを
登録する手段と、あらかじめ指紋データが登録された使
用者の指紋を前記指紋読み取り手段により読み取ったデ
ータとの照合を行う指紋認識手段とを具備するＩＣカー
ドにおいて、指紋読み取り手段が、該ＩＣカードの表面
にある複数の電極と電気的に接続された複数の平行な第
１電極線と、該ＩＣカードの表面にあって第１電極線に
接続されていない複数の電極と電気的に接続された複数
の平行な第２電極線とが、絶縁体を挟んで、直行する方
向に配置することを特徴とする指紋読み取り機能付きＩ
Ｃカードに関するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、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、本発明の一実施例
を示すＩＣカードの平面図である。指紋読み取り機能付
きＩＣカード１は、カード基体１０に、ＩＣモジュール
２０と指紋入力部３０と、ＩＣモジュール２０と指紋入
力部３０を接続するプリント基板３５からなっている。
プリント基板３５はカード基体１０に埋設されている。

【０００６】カード基体１０は、ポリ塩化ビニール、ポ
リエチレンテレフタレート、フィリップス社製品名ＰＥ
Ｔ−Ｇ等の合成樹脂が適用できるが、これらに限定され
るものではない。ＩＣモジュール２０は、インフィニオ
ン社製・日本電気社製のＩＣカード用モジュールが適用
できる。また非接触ＩＣモジュールも適用でき、この場
合には上位機器と交信する端子は不要となり、上位機器
と交信するアンテナコイルをＩＣチップに接続して、カ
ードに埋設する。

【０００７】図２は、本発明のＩＣカードの機能を表わ
すブロック図である。指紋読み取り機能付きＩＣカード
１は、ＲＯＭ６０、ＲＡＭ７０およびＣＰＵ５０から制
御部を構成し、指紋入力部３０は指紋照合回路３１、指
紋コード化回路３２、ノイズ除去回路３３へ接続し、該
指紋照合回路３１および指紋コード化回路３２は暗号化
復号化回路４０を経由してＣＰＵ５０へ接続している。
また指紋照合回路３１は、インターフェイス回路８０を
経て端子９０で、上位の機器であるリーダライタとアク
セスする。

【０００８】図３は、図１の反対面から見た透視平面図
である。図４は、本発明のＩＣカードの断面図である。
ＩＣモジュール２０は、封止材２３で封止したＩＣチッ
プ２１、内部配線用端子２４、および上位機器との端子
９０からなっている。指紋入力部３０からの第１電極線
としてＸ１ないしＸｍからなるＸ軸配線群、第２電極線
としてＹ１ないしＹｎからなるＹ軸配線群は、ＩＣモジ
ュール２０の内部配線用端子２４Ｘ１ないし２４Ｘｍ、
内部配線用端子２４Ｙ１ないし２４Ｙｎのそれぞれへプ
リント配線３５で電気的に接続されている。プリント配
線は、銅等の層をエッチングしたり、銀ペーストまたは
導電性カーボンインキ等を用いてシルクスクリーン印刷
する公知の方法が適用できる。

【０００９】図５は、本発明の指紋入力部を説明するた
めに一部を拡大した平面図である。第１電極線としての
Ｘ軸配線群はＸ１ないしＸｍからなり、Ｘ１配線には指
紋入力部の表面にあるＸ１ＡないしＸ１ＺＺの電極群へ
接続している。第２電極線としてのＹ軸配線群はＹ１な
いしＹｎからなり、Ｙ１配線にはそれぞれ導体部材３６
を経て指紋入力部の表面にあるＹ１ＡないしＹ１ＺＺの
電極群へ接続している。同様にＸ２ないしＸｍ、および
Ｙ２ないしＹｎにも、それぞれの電極へ接続している。

【００１０】指紋入力部３０の表面にあるＹ１Ａないし
Ｙ１Ａｎの電極は、絶縁性基板３７にＹ１軸電極数の貫
通孔３５をあけ、その貫通孔を貫通する導体部材３６を
設けて、該該導体部材３６はそれぞれのＹ１配線へ接続
する。同様にＹ２ないしＹｎの電極も、絶縁性基板３７
にＹ２ないしＹｎ軸電極数の貫通孔３５をあけ、その貫
通孔を貫通する導体部材３６をそれぞれ設けて、該該導
体部材３６はそれぞれのＹ２ないしＹｎ配線へ接続す
る。

【００１１】図5においては、Ｘ１軸にはＸ１Ａ・Ｘ１
Ｂ・Ｘ１Ｃ・Ｘ１Ｄの電極が、Ｘ２軸にはＸ２Ａ・Ｘ２
Ｂ・Ｘ２Ｃ・Ｘ２Ｄの電極が、Ｘ３軸にはＸ３Ａ・Ｘ３
Ｂ・Ｘ３Ｃ・Ｘ３Ｄの電極が接続される。同様にＹ１軸
にはＹ１Ａ・Ｙ１Ｂ・Ｙ１Ｃの電極が、Ｙ２軸にはＹ２
Ａ・Ｙ２Ｂ・Ｙ２Ｃの電極が、Ｙ３軸にはＹ３Ａ・Ｙ３
Ｂ・Ｙ３Ｃの電極が接続される。このように、指紋入力
部の電極群は、その間隔を指紋模様の形成する線幅より
十分に小さくし、また１列毎にＸ軸およびＹ軸の別の配
線で接続して、電極群が形成される。

【００１２】このように形成された電極群を、ＩＣチッ
プの読み取り回路がＸ軸およびＹ軸の縦および横の列を
順に走査して、電極間の電気抵抗値を測定する。該電気
抵抗値の分布を、指紋コード化回路３２が、指紋を画像
データとしてコード化する。図５で図示する１つの実施
例では、縦横の配線の組み合わせで、最寄の電極対が２
組あり、例えばＸ１Ａ・Ｙ１Ａ・Ｘ１Ｂの３電極がなす
３角形の大きさが指紋入力手段の分解能となる。このよ
うに電極を配置することで高い分解能を得ることができ
る。

【００１３】指紋入力部３０で読み取られ、指紋コード
化回路３２でコード化された指紋の画像データは、指紋
照合回路３１で、予め登録されている指紋データと照合
される。また、予め登録されている指紋データが暗号化
されている場合には、暗号化復号化回路４０で復号して
照合されることで、高いセキュリティが確保される。

【００１４】なお、上記で電気抵抗値の分布から指紋を
画像データとすることを説明したが、電気抵抗値の代わ
りに静電容量を用いても良く、本明細書では「電気抵抗
値」を用いて説明するが、「静電容量値」でも同様に機
能し作動する。

【００１５】指紋読み取り機能付きＩＣカード１のメモ
リへのアクセスを、上位の機器であるリーダライタと行
う場合、それを可能にするか不可能にするかは、指紋照
合回路３１の判断で行う。指紋入力部３０が使用者の指
紋データを読み取り、そのデータを指紋照合３１が、メ
モリ内に登録されている指紋データと照合して一致する
許容範囲内であるか確認をし、すべて一致したらリーダ
ライタとのアクセスを可能にしてリードライトを許可す
る。本発明の指紋読み取り機能付きＩＣカード１の動作
について図を参照して説明する。

【００１６】図６は、本発明の動作を示すフロー図であ
る。指紋読み取り機能付きＩＣカード１を、上位の機器
であるリーダライタの所定の場所に載置すると、該ＩＣ
カードの端子９０を介してリーダライタと電気的に接続
されて、情報の出し入れが行われる。まず、指紋入力部
３０へ所定の指を載せると、指紋入力部３０を構成する
電極対の電気抵抗が大きく低下するので、指紋読み取り
機能付きＩＣカード１の制御部は、指紋入力部３０に指
が接触していると判断する。このように指が接触してい
ると判断された場合には、指紋入力部３０に配列してい
る全電極対の電気抵抗の現在値と、ほぼ絶縁状態のとき
の該電気抵抗値とを比較して、その差をとることで、該
電極対の表面の汚れなどによる外乱による不要な値を除
去する。このようにして、指紋の読み取りが何回でも安
定して所定の精度で機能する。

【００１７】次に、指紋入力部３０で配列電極対で電気
抵抗値の分布を読み、指紋コード化部３２で、データ変
換されてコード化される。この場合に、リーダライタま
たは指紋読み取り機能付きＩＣカード１のメモリ６０、
７０およびＣＰＵ５０の制御部より指示があれば、暗号
化する。該コードと、メモリに記憶されている指紋のコ
ードと照合し一致すれば、インターフェイス回路を経て
リーダライタとのアクセスが可能となる。

【００１８】なお、予めカードを使用を可能にするカー
ド発行処理する際に、指紋を読み取ってコード化して、
指紋読み取り機能付きＩＣカード１のメモリに記憶す
る。しかしながら、従来は、この指紋を記憶し登録する
発行処理、また指紋を読み取って照合する機能はリーダ
ライタに内蔵されているために、指紋を照合するために
は、専用のシステムが必要とする。

【００１９】本発明の指紋読み取り機能付きＩＣカード
１であれば、該ＩＣカードに指紋を読み取り、読み取っ
た指紋をコード化し、記憶し登録手段を有しているの
で、専用の発行処理装置や改造が要らず、この機能を実
施するプログラムのみを追加することで、指紋照合機能
を有する高いセキュリティ性システムとできる。

【００２０】なおかつ、該ＩＣカード自身に、カードを
使用する際の指紋の読み取り、コード化し、登録コード
との照合機能も有しているので、既存の指紋照合しない
システムのリーダライタも、そのためのプログラムを追
加することで、既存のリーダライタを改造や入れ替えず
に、プログラムのインストール作業のみで、セキュリテ
ィ性の高い指紋照合システムへ移行することができる。
指紋のコードは暗号化することもでき、その暗号化の方
法としては、公開鍵のなどの他に、電子透かしの利用も
適用できる。カードを使用する際には、指紋読み取り機
能付きＩＣカード１はリーダライタの所定の位置へ挿入
し、かつ指紋入力部３０へ所定の指を押し当てるため、
カードは確実にリーダライタに接触するので、該リーダ
ライタにはカードを搬送するための機構も要らなくな
る。

【００２１】さらに、指紋読み取り機能付きＩＣカード
１のメモリ内に登録してある指紋データを、該カードを
使用するたびに指紋データを更新する機能を持たせるこ
ともできる。毎回読み取った指紋データに更新しておけ
ば、次回に使用時の照合の際、登録されている指紋デー
タがより現指紋データに近く、一致するための許容範囲
が狭くすることができ不正使用防止の強化となる。

【００２２】

【実施例】指紋入力部３０の製造方法は、公知のフレキ
シブルプリント基板と同様の工程が適用できる。指紋入
力部３０は、ガラスエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂およ
びポリイミド樹脂等の絶縁基板３８に銅箔を積層して積
層基板として、該銅層をエッチングで第１電極線として
Ｘ軸配線を作成する。絶縁基板３７に、銅箔を積層して
積層基板として、該銅層をエッチングで第２電極線とし
てＹ軸配線を作成する。該積層基板の絶縁基板３７のみ
をレーザ光線で、Ｙ軸に接続される多数の電極部に相当
する部分を除去し、該除去部に導電部材３６の導通部を
メッキ方法で形成する。該積層基板の配線側の面に、上
記のＸ軸配線された積層基板の絶縁側の面とを積層す
る。

【００２３】次いで、Ｘ軸に接続される全電極部にレー
ザ光線で貫通孔をあけて、該貫通孔に導電材をリフロー
等で充填する。指紋の接触する全電極部以外をエッチン
グ法で除去し、全電極部には、ニッケルおよび金をメッ
キする。指紋入力部３０のＸおよびＹ軸配線と、ＩＣモ
ジュール２０の接続用端子２４Ｘおよび２４Ｙは、それ
ぞれ所定の組み合わせで、銀ペーストをプリント配線し
て接続し、機能部のセットとする。別途、公知の方法で
製造した０．８ｍｍのポリ塩化ビニール樹脂からなるカ
ード基体の表面をザグリ法で凹部とし、該凹部へ機能部
のセットして、シアノアクリレート系の瞬間接着剤で接
着させて固定する。

【００２４】実施例１の指紋読み取り機能付きＩＣカー
ドを、指紋登録プログラムを追加したリーダライタへ挿
入して、指紋入力部へ右手親指を押し当てることで、前
記ＩＣカードのメモリへ指紋データを記憶させる。指紋
の登録は、管理された環境によって行われるのは言うま
でもない。該カードをネットワークシステムの端末機で
あるパーソナルコンピュータに接続されたリーダライタ
に挿入して、右手親指を押し当てることで、コンピュー
タシステムへのアクセスが可能となった。

【００２５】

【発明の効果】本発明の指紋読み取り機能付きＩＣカー
ド１は、指紋を読み取り、読み取った指紋をコード化
し、記憶して登録手段を有しているので、専用の発行処
理装置や改造が要らない。また指紋の照合機能のない既
存のリーダライタも、指紋を読み取り、登録し、照合す
るプログラムを追加すれば、リーダライタを改造または
新たに入れ替えずに、セキュリティ性の高い指紋照合シ
ステムへ移行することができる。

【００２６】さらに、指紋の画像データは暗号化するこ
とで、万が一該ＩＣカードの情報が見られても内容まで
は判らず、高いセキュリティが確保される。指紋入力部
の電極は、指紋の読み取りに先立ち該電極の表面の汚れ
などによる不要な値を清算することで、指紋の読み取り
精度が高く安定して作動する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＩＣカードの平面図で
ある。

【図２】本発明のＩＣカードの機能を表わすブロック図
である。

【図３】図１の反対面から見た透視平面図である。

【図４】本発明のＩＣカードの断面図である。

【図５】本発明の指紋入力部を説明するために一部を拡
大した平面図である。

【図６】本発明の動作を示すフロー図である。

【符号の説明】

１ 指紋読み取り機能付きＩＣカード １０ カード基体 ２０ ＩＣモジュール ２１ ＩＣチップ ２３ 封止材 ２４Ｘ、２４Ｙ ＩＣモジュール内部接続端子 ２５ プリント配線 ３０ 指紋入力部 ３１ 指紋照合回路 ３２ 指紋コード化回路 ３３ ノイズ除去回路 ３５ 貫通孔 ３６ 導電部材 ３７、３８ 絶縁基板 ４０ 暗号化復号化回路 ５０ ＣＰＵ ６０ ＲＯＭ ７０ ＲＡＭ ８０ インターフェイス回路 ９０ 端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の指紋を読み込む指紋読み取り手
   段と、該読み取り情報をデータ化する手段と、該データ
   を登録する手段と、あらかじめ指紋データが登録された
   使用者の指紋を前記指紋読み取り手段により読み取った
   データとの照合を行う指紋認識手段とを具備するＩＣカ
   ードにおいて、 指紋読み取り手段が、該ＩＣカードの表面にある複数の
   電極と電気的に接続された複数の平行な第１電極線と、
   該ＩＣカードの表面にあって第１電極線に接続されてい
   ない複数の電極と電気的に接続された複数の平行な第２
   電極線とが、絶縁体を挟んで、直行する方向に配置する
   ことを特徴とする指紋読み取り機能付きＩＣカード。
2. 【請求項２】 上記指紋読み取り手段が、ＩＣチップの
   読み取り回路で第１電極線列と第２電極線列を順次に走
   査して、隣接する電極間の電気抵抗値または静電容量の
   分布を読み取ることを特徴とする請求項１記載の指紋読
   み取り機能付きＩＣカード。
3. 【請求項３】 上記の隣接する電極間の電気抵抗値また
   は静電容量の値がほぼ絶縁状態のときに、該電気抵抗値
   または静電容量と基底状態の電気抵抗値または静電容量
   との差をとることで、電極表面の汚れによるノイズ分を
   除去するプログラムを有することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の指紋読み取り機能付きＩＣカー
   ド。
4. 【請求項４】 上記の読み取り指紋情報を、暗号化デー
   タとして、登録することを特徴とする請求項１または請
   求項３記載の指紋読み取り機能付きＩＣカード。