JP2004508782A - Camera exchange system and method - Google Patents

Abstract

The camera exchange system includes a plurality of single use digital cameras. Each camera includes an authentication device. The system includes at least one refinishing station for refinishing used and returned cameras by replenishing consumables for each returned camera. An authentication device for each camera authenticates whether the refinishing station is authorized to perform the refinishing of the camera.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

製造業者は、このような再仕上げカメラを新品カメラと同様の卸売り価格で、すなわち再充填に関する製造業者の粗利益が９．３３ＵＳドル程度になるように１０．００ＵＳドルで供給する。
【００３２】
更に、順調に行けば推定されるカメラ払い戻し返却率を９０％と仮定して、再利用されて市場に返される使用済みカメラ対新品カメラの比率は９：１程度になると考えられる。この数字が得られるとして、製造業者が達成するであろうパーセンテージの販売量としての総粗利益は７７％程度になるであろうと推定される。
【００３３】
この返却率のためにこのビジネスモデルは、かなりの小売価格圧力を凌いで収益性を維持できる。
【００３４】
興味ある結論は、非プリント式ディジタルカメラよりも低い小売価格のディジタルプリント・カメラが提供できることである。
【００３５】
図面の図２から８を参照しながら、図１の各ステップにしたがって、このカメラの再仕上げ処理の簡単な説明を行う。
【００３６】
カメラ１２は、前部外殻２０と後部外殻あるいは蓋２２とから構成されるケーシング１８を持っている。このケーシング１８は、その主要部分をカバーするコート紙スリーブ２４を有する。更に従来のように、カメラ１２はファインダー２６と画像形成レンズ２８と「露光」操作（シャッター）ボタン３０とを持っている。
【００３７】
カメラ１２の再利用において、ケーシング１８は取り外される（図１のステップ３２）。図１の３４で示すように、ケーシング１８の外殻２０、２２は、再利用のために送られ、３６で示すように、他のカメラ用のケーシング１８の新しい外殻２０、２２を形成するために再成型される。
【００３８】
いったんケーシング１８が取り外されると、カメラのシャーシ３８が露出する。シャーシ３８は、カメラのすべての内部部品を保持している。これらの部品の詳細説明については、前述の本発明者らの同時係属中米国出願番号第０９／１１３，１０２号が参照される。
【００３９】
プリント媒体供給部１６は、巻き型４０上に保持されたコート紙のロールの形になっている。いったん２５コマの露光が行われてしまうと、使用済みカメラ１２内に残っているのは巻き型４０だけとなることは認められるであろう。巻き型４０の取外しができるように、シャーシの端面部材４２が取り外される。巻き型４０は、カメラ１２をコンパクトにするために内部にカメラ１２用の電池４４を収納している。したがってシャーシ３８の端面部材４２が取り外されると、新しい電池に交換される使用済み電池４４へのアクセスが可能になる。
【００４０】
したがっていったん端面部材４２が取り外され、古いカメラ１２の巻き型４０と電池４４とが取り外されると、新しいプリント媒体供給部１６と電池４４とがシャーシ３８に装着され、端面部材４２によって適所に保持される。これは、図１のステップ４６で示される。
【００４１】
シャーシ３８は、その上にインクカートリッジ４８を支持している。インクカートリッジ４８の分解図は、図面の図３に詳細に示されている。インクカートリッジは、プリントヘッド・チップ５２を保持する下部キャリア５０を持っている。このプリントヘッド・チップ５２は、Ｍｅｍｊｅｔである（ＭｅｍｊｅｔはＳｉｌｖｅｒｂｒｏｏｋ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｔｙ　Ｌｉｍｉｔｅｄの商標である）。プリントヘッド・チップ５２は、写真幅あるいはページ幅プリントヘッドであって、使用時にはこのプリントヘッド・チップ５２の下を通るプリント媒体上に一時に１ラインを印刷する。
【００４２】
カートリッジ４８は更に、キャリア５０と嵌め合わせて３個のチャンバー５６、５８、６０を画定するカバー部材５４を含んでいる。各チャンバー５６、５８、６０は、フルカラー印刷がプリントヘッド・チップ５２によって達成できるように、中に異なるインクを入れている。各チャンバー５６、５８、６０は、チャンバー５６、５８、６０内のインクの動きを制動するために、それぞれの中にスポンジ状の制動手段６２、６４、６６を収容している。
【００４３】
キャリア５０の端面壁６８は、端面壁に画定されたラビリンス状の開口部７０を持っている。これらの開口部７０は、チャンバー５６、５８、６０を再充填したいときに、シール７２を取り除くことによって露出される。したがってチャンバー５６、５８、６０を再充填するためにプラグ７４が取り外される。このプラグ７４は、３個の突起部７６を持っている。各突起部７６は、それぞれのチャンバー５６、５８、６０の入り口を閉鎖する。したがってインクは、各チャンバー内に充填される。例えばシアンインクがチャンバー５６に入れられ、マゼンタインクがチャンバー５８に入れられ、イエローインクがチャンバー６０に入れられてもよい。一旦チャンバー５６、５８、６０が新しいインクで充填されると、プラグ７４は元に戻されて開口部７０をカバーするために新しいシール７２が貼り付けられる。
【００４４】
インクカートリッジの再充填は、図面の図１のステップ７８に示される。ケースを付けてない補充済みカメラは、そのときテストの用意ができている（図１のステップ８０）。
【００４５】
次に、図面の図５に示すようにケースなしカメラは、自動テストルーチンによってテストされる。特にカメラは、紙送りとインク流れとを保証するためにテストされる。最も重要なことにカメラは、必要とされる品質のカメラが市場に出ることを保証するために、認可された再充填ステーションによって補充されたことを保証するようにテストされるのである。このカメラは、画像処理チップ８２を含んでいる。画像処理チップ８２の部分は、再仕上げステーションが認可されていることを認証する（図１のステップ８４）認証プログラムをその中に持っている。万一再仕上げステーションが無認可であるとチップ８２が判定すれば、このチップ８２は、その再仕上げ済みのカメラを動作しないようにする。
【００４６】
認証プログラムを含む画像処理チップ８２の部分は、フラッシュメモリである。このフラッシュメモリは、１２８ビットの認証コードを記憶するために使用されている。これは、リバースエンジニアリングを本質的に不可能にできるので、認証コードをＲＯＭに格納するより高いセキュリティをもたらす。フラッシュメモリは第三レベル金属によって完全にカバーされており、データは走査探針子顕微鏡または電子ビームを使って抽出することがほとんど不可能になっている。認証コードは、製造時にチップ内に格納される。認証処理のためには、少なくとも２個の他のフラッシュビット、すなわち認証コードの再プログラミングを締め出すビットと、カメラが認可された再充填ステーションによって再充填されたことを示すビットとが必要とされる。
【００４７】
このデータは、再充填ステーションの暗号化された認証を実施するためにチップ８２の中央処理装置によって使用される。
【００４８】
認証ステーションは、標準の共同試験実施グループ（ＪＴＡＧ）インタフェースを介してチップ８２と通信できる。このインタフェースはまた、テストルーチンのためにも備えられている。
【００４９】
カメラが適正に認可された再充填ステーションでのみ良質のプリント媒体とインクとを再充填されることを保証するために、再充填ステーションがカメラを認証するよりもむしろカメラ１２が再充填ステーションを認証する。保護プロトコルは、新しいインクがカートリッジ４８に挿入されるときにインタフェースを介して自動テスト手順時に、再充填ステーションに伝達される。
【００５０】
認証
消耗品を認証するという問題に対する既存の解は、典型的には包装についての物理的特許に依存してきた。しかしながらこれでは、弱い工業所有権保護を持った国での家庭内再充填作業や、クローン製造を阻止できない。その結果、はるかに高いレベルの保護が必要となる。セキュリティの専門家によって精査されていない自家製のセキュリティ方式に依存する秘密の認証方法を提供することでは不十分である。Ｎｅｔｓｃａｐｅの専有システムおよびセルラーフォンによって使用されるＧＳＭ　Ｆｒａｕｄ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＧＳＭ不正防止ネットワーク）といったセキュリティ・システムは、設計機密がセキュリティの脆弱性の原因となった例である。両セキュリティ・システムとも、もし会社が公開の設計プロセスにしたがっていたならば検出されたであろう通常手段によって破られたのである。解は、専門家の精査に耐えた手段による認証を提供することである。消耗品の認証には多数のプロトコルが使用できる。本発明者らは、この新しい方法で既知の行動様式を使用して、公開記述されたセキュリティ方式を使用するだけである。すべてのプロトコルに関して、この方式のセキュリティは、秘密アルゴリズムではなく秘密キーに依存している。これらすべてのプロトコルは、時間的に異なるチャレンジ（すなわち、チャレンジが毎回異なる）に依存しており、その応答はチャレンジと秘密とに依存する。このチャレンジは、いかなる観察者でも後続の識別情報に関する有用な情報を収集できないように乱数を含んでいる。Ｐｒｅｓｅｎｔ　Ｏｎｌｙ　Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ（存在のみ認証）とＣｏｎｓｕｍａｂｌｅ　Ｌｉｆｅｔｉｍｅ　Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ（消費品寿命認証）の各々に二つのプロトコルが提示されている。これらのプロトコルは認証処理に必要とされる認証チップの数において異なるが、すべての場合にシステムは消耗品を認証する。あるいくつかのプロトコルは１個または２個いずれかのチップで動作するが、他のプロトコルは２個のチップでのみ動作する。１個または２個いずれの認証チップが使用されても、システムにはなお、認証決定を行う責任がある。
【００５１】
単一チップ認証
認証プロトコルに１個だけの認証チップ５３が使用されるときには、単一チップ（「チップＡ」と称する）は、システム（「システム」と称する）が認証されたものであることをそのシステムに与える責任を有する。このプロトコルの開始時に、「システム」は「チップＡ」の認証性について確信がない。「システム」は「チップＡ」との間でチャレンジ・応答を行い、それから「チップＡ」の認証性を判定する。すべてのプロトコルにおいて消耗品の認証性は、チップの認証性に直接基づいている。すなわちもし「チップＡ」が認証されたものとみなされれば、その消耗品は認証されたものとみなされる。このデータフローは、図９に見ることができる。単一チップ認証プロトコルでは、「システム」はソフトウエア、ハードウエアあるいは両者の組合せでもよい。「システム」は不確実なものとみられることは注目すべき重要なことである。すなわち「システム」は、ＲＯＭを調べるか回路を吟味することにより、アタッカーによって容易にリバースエンジニアリングされ得る。「システム」は、それ自身で安全であるようには特に作られていない。
【００５２】
二重チップ認証
他のプロトコルでは、図１０に示すように２個の認証チップが必要とされる。単一チップ（「チップＡ」と称する）は、システム（「システム」と称する）が認証されたものであることをそのシステムに与える責任がある。「システム」は、信認された認証チップ（「チップＴ」と称する）を利用する。二重チップ認証プロトコルでは、「システム」は、ソフトウエア、ハードウエアあるいは両者の組合せでもよい。しかしながら「チップＴ」は、物理的認証チップでなくてはならない。あるいくつかのプロトコルでは「チップＴ」と「チップＡ」は、同じ内部構造を持つが、他のプロトコルでは「チップＴ」と「チップＡ」は、異なる内部構造を持つ。
【００５３】
存在のみ認証（不確実状態データ）
消耗品認証のこのレベルに関して本発明者らは、認証チップ５３の存在の妥当性検査にのみ関係している。認証チップは状態情報を持ち得るが、その状態情報の伝送は、安全とは見なされないであろう。２個のプロトコルが提示されている。プロトコル１は、２個の認証チップを必要とするが、プロトコル２は、１個または２個いずれかの認証チップを使用して実現できる。
【００５４】
プロトコル１
プロトコル１は、二重チッププロトコルである（２個の認証チップが必要とされる）。各認証チップは、下記の値を持つ：
Ｋ　Ｆ_Ｋ［Ｘ］のキー　秘密でなければならない。
【００５５】
Ｒ　現在の乱数　秘密である必要はないが各チップ実現値に関して異なる初期値を発展因子としなくてはならない。ランダム関数の呼出し毎に変化する。
各認証チップは、下記の論理関数を持つ：
Ｒａｎｄｏｍ［］　Ｒを返して順次にＲを次に進める。
【００５６】
Ｆ［Ｘ］　秘密キーＫに基づいてＸに一方向関数Ｆを適用した結果のＦ_Ｋ［Ｘ］を返す。
【００５７】
このプロトコルは、下記の通りである：
「システム」は「チップＴ」からＲａｎｄｏｍ［］を要求する。
【００５８】
「チップＴ」は「システム」にＲを返す。
【００５９】
「システム」は「チップＴ」と「チップＡ」の両者からＦ［Ｒ］を要求する。
【００６０】
「チップＴ」は「システム」にＦ_ＫＴ［Ｒ］を返す。
【００６１】
「チップＡ」は「システム」にＦ_ＫＡ［Ｒ］を返す。
【００６２】
「システム」はＦ_ＫＴ［Ｒ］とＦ_ＫＡ［Ｒ］を比較する。もしこれらが等しければ「チップＡ」は有効と見なされる。もし等しくなければ「チップＡ」は無効と見なされる。
【００６３】
このデータフローは、図１６９に見ることができる。「システム」は、Ｆ_Ｋ［Ｒ］メッセージを包含する必要はない。それは、「チップＡ」と「チップＴ」からの応答が同じであることを確認しなくてはならないだけである。したがって「システム」は、キーを必要としない。プロトコル１のセキュリティは２箇所に存在する。
【００６４】
Ｆ［Ｘ］のセキュリティ。認証チップのみが秘密キーを持っており、したがって信認された認証チップ５３（チップＴ）によって生成されるＦ［Ｘ］と一致するＦ［Ｘ］をＸから生成できるものは、すべて認可されたものでなくてはならない。
【００６５】
すべての認証チップによって生成されたＲのドメインは、大きくて非決定論的でなくてはならない。もしすべての認証チップによって生成されたＲのドメインが小さければ、クローン製造業者がキーを破る必要がなくなる。その代わりにクローン製造業者は、システムによって送られたコードへの真性チップからの応答のすべての記録を有するＲＯＭを自分たちのチップに組み込むことができるであろう。「システム」は潜在的に同じ乱数列を発生させることができるので、厳密には認証チップ内にランダム関数が存在する必要はない。しかしながらそれ（ランダム関数）は、「システム」の設計を単純化し、またシステム実現時に起こり得る誤りを減らして、認証チップを使用するすべての実施形態にとって乱数発生器のセキュリティが同じになることを保証する。
【００６６】
プロトコル１は、いくつもの利点を有する：
Ｋは、認証処理時に明らかにされない。
【００６７】
Ｘを与えれば、クローンチップは、ＫなしでＦ_Ｋ［Ｘ］を生成できない、あるいは真の認証チップにアクセスできない。
【００６８】
「システム」は、暗号化あるいは復号化が「システム」自身によって必要とされないので、特にインクジェットプリンタといった低価格システムにおいて設計が容易である。
【００６９】
対称暗号法、乱数列、メッセージ認証コードを含む広範囲のキー付き一方向関数が存在する。
【００７０】
一方向関数は、非対称アルゴリズムよりも少ないゲートを必要とし、検証が容易である。
【００７１】
キー付き一方向関数用の安全なキーサイズは、非対称（公開キー）アルゴリズム用のキーほど大きい必要はない。もしＦ［Ｘ］が対称暗号化関数であれば、最小１２８ビットで適切なセキュリティを与えることができる。
【００７２】
しかしながらこのプロトコルにはいくつかの問題がある。
【００７３】
これは、選択されたテキスト攻撃を受け易い。アタッカー（攻撃者）は、このチップをアタッカー自身のシステムにプラグインし、選択されたＲを発生させ、出力を観察することができる。キーを見つけるためにアタッカーはまた、多数の認証チップが同時にテストできるので、特定のＦ［Ｍ］を発生させるＲを探索することができる。
【００７４】
選択された一方向関数によっては、キー発生が複雑になることもあり得る。良好なキーを選択する方法は、使用されるアルゴリズムに依存する。あるいくつかのキーは、所定のアルゴリズムに関して不十分である。
【００７５】
キー付き一方向関数の選択はそれ自体、重要である。あるものは、特許保護によりライセンスを必要とする。
【００７６】
中間人（ｍａｎ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｍｉｄｄｌｅ）は、平文メッセージＭに対してそれを「チップＡ」に渡す前に処置をとることができるであろう。もし、「チップＡ」がＭを見た後まで中間人がＭを見なければ好ましいであろう。もし中間人がＭをまったく見なければ更に好ましいであろう。もしＦが対称暗号化であれば、十分なセキュリティのために必要なキーサイズのためチップは、強力な暗号化装置として使えるので米国から輸出できない。もしプロトコル１が非対称暗号化アルゴリズムとしてＦで実現されれば、対称の場合に対して利点はない。キーはより長い必要があり、暗号化アルゴリズムはシリコンにおいてより高価である。プロトコル１は、キーの安全を保つために２個の認証チップで実現しなくてはならない。これは、各「システム」が１個の認証チップを必要とし、各消耗品が１個の認証チップを必要とすることを意味する。
【００７７】
用紙は、供給部１６からプラテン８６の周りに巻かれる（図６）。通常の使用では、プラテン８６は、いったん画像が用紙にプリントされてその用紙がケーシング１８の後部カバーあるいは外殻２２の排出スロット９０（図８）から送り出されると、その用紙を供給部１６の残り部分から切り取る用紙切断機構８８をプラテン上に持っている。この切断機構１８は、切断動作時に露出コマカウンター９６のラチェット状の歯９４に係合してこのカウンターを１だけ進める爪９２を含んでいる。
【００７８】
再仕上げステーションが認可されたステーションであるとチップ８２が判定すれば、カウンター９６は、図面の図１のステップ９８に示すようにリセットされる。
【００７９】
カメラ１２の画像センサー２８によって感知された画像のディジタル処理のために、これらの画像に特別な効果を与えることが可能である。したがってセピア色の写真とか多数のパスポート型写真とか結婚式や特別スポーツイベントといった特別のイベントに関する写真などの制作用のカメラといった特殊なタイプのカメラも利用可能にできる。標準画像のこの修正は、画像処理チップ８２によって行われる。このような特殊なタイプのカメラは、適当にマーク付けされたスリーブ２４によって、それとして識別可能である。しかしながら、カメラが再仕上げされると、画像処理チップ８２は、ステップ１００で示すように再仕上げステーションによって標準タイプにリセットされる。
【００８０】
それからカメラの再仕上げと補充が完了し、そして最終ステップは、カメラの部品と共に新しいシャーシ３８をケーシング１２の新しい前部カバー２０に挿入することと、後部カバーあるいは蓋２２を取り付けることとを含んでいる。蓋２２は、前部カバー２０にクリップ留めされ、またケーシング１８を開けようとするとケーシング１８が壊れてしまうように前部カバーに接着される。
【００８１】
新しいスリーブ２４がケーシング１８に取り付けられる。スリーブ２４は、スロット周辺部１０２によって適所に保持される。
【００８２】
新しいケース１８を取り付けてラベルまたはスリーブ２４を取り付けるステップは、図面の図１のそれぞれ１０４と１０６で示される。
【００８３】
再仕上げ済みカメラ１２は、包装されて（図１のステップ１０８）、小売業者に出荷される（図１のステップ１１０）。
【００８４】
したがってカメラのコストと写真１コマのコストとに関する限りその両方において、インスタントプリント・ディジタルカメラを通常フィルム１回使用カメラと競合できるようにするカメラ交換システムとカメラ交換方法とが提供される。更に再充填ステーションを認証することによって、消費者の得る露出コマの品質が満足な品質であることを保証する品質管理が維持できる。
【００８５】
広く説明したように、本発明の精神あるいは範囲から逸脱することなく特定の実施例に示された本発明に対して多くの変形および／または修正が可能であることは、当業者によって認められるであろう。したがって本実施形態は、すべての点に関して例示的であって限定的ではないと見なされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるカメラ交換システムとカメラ交換方法の流れ図である。
【図２】
交換すべきタイプのカメラの立体図である。
【図３】
図２のカメラのインクカートリッジ組立ての立体的分解図である。
【図４】
カメラの再仕上げ時にプリント媒体供給部と電源部とのカメラ内への挿入の立体的分解図である。
【図５】
プリント媒体供給部と電源部との取付け後のカメラシャーシの再組立てを示す図である。
【図６】
カメラのプラテン形成部の挿入部を示す立体図である。
【図７】
カメラのケーシングの前部外殻内への再組立てシャーシの取付けを示す図である。
【図８】
前部外殻へのケーシングの後部外殻の取付けを示す図である。
【図９】
単一認証チップデータプロトコルを示す図である。
【図１０】
二重認証チップデータプロトコルを示す図である。
【符号の説明】
１２　カメラ
１６　プリント媒体供給部
１８　ケーシング
２０　前部外殻
２２　蓋
２４　コート紙スリーブ
２６　ファインダー
２８　画像形成レンズ
３０　「露光」操作（シャッター）ボタン
３８　シャーシ
４０　巻き型
４２　端面部材
４４　電池
４８　インクカートリッジ
５０　下部キャリア
５２　プリントヘッド・チップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a single use on-demand print digital camera which can be reused (reproduced). More particularly, the present invention relates to a camera exchange system and a method for exchanging cameras of the type described above.
[0002]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Single use cameras utilizing conventional photographic film are becoming increasingly popular. The customer purchases the camera, exposes the film in the camera, and returns the entire camera to a processing center for processing the exposed film. As far as the customer is concerned, this camera is a single use camera in that sense. At the processing center, the film is removed from the camera under dark room conditions and processed. The camera casing and the remaining parts are reused where possible.
[0003]
The present inventors have also proposed the use of printing technology in digital cameras for cameras for the higher-end market, in connection with the "Digital @ instant \ printing \ camera \ with \ image" filed on Jul. 10, 1998. Reference is made to our co-pending U.S. patent application Ser. No. 09 / 113,060 entitled "Processing @ capability (Digital Instant Print Camera with Image Processing Capability)" (Docket No. ART01). Incorporated specifically here.
[0004]
Cameras of the type proposed in the 09 / 113,060 application are, as noted, aimed at a high-end market that competes with existing digital cameras.
[0005]
We also have a co-pending U.S. patent, filed July 10, 1998, entitled "A $ low \ cost \ disposable \ digital \ instant \ printing \ camera". In application Ser. No. 09 / 113,102 (Docket No. IR01), a low-priced, single-use digital camera is proposed, the contents of which are also specifically incorporated herein by reference.
[0006]
Although this low cost camera is believed to be of considerable commercial price due to the high quality of the images that can be obtained and the immediate printability, camera replacement systems and methods are described in our co-pending patent application Ser. No. 09 / 113,102 camera is considered to be competitive in price with existing disposable photographic film cameras.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a camera exchange system, comprising:
A plurality of single-use digital cameras, each camera including an authentication means;
At least one refinishing station for refinishing used returned cameras by replenishing consumables for each of the returned cameras;
Including
The authentication means of each camera authenticates whether the at least one refinishing station is authorized to perform the refinishing of the camera.
[0008]
If Y is less than 0.5X, each camera whose manufacturing cost is approximately in Y currency units may be retailed at a price in X currency units. As used herein, the term "currency unit" is to be understood as one US dollar, one pound, one Australian dollar, one hundred Japanese yen, one thousand Italian lira, and so on.
[0009]
The system is operated by a manufacturer for at least one collection depot that allows a user to return a used camera of the cameras for a refund, and for receiving the used camera from the paw at the at least one collection. And a plurality of refinishing stations. Each station can be authenticated by the used camera to replenish consumables for the used camera so that the refinished camera can be resold in X currency units, and refinish the camera. The cost to the manufacturer to perform may be in Z currency units. This payout may be about 0.25X and Z may be 0.03X.
[0010]
The replenished consumables may include ink, a paper supply unit, and a battery of a power supply.
[0011]
Also, when the camera is refinished, its outer casing can be removed and reused. All of the camera's internal components are supported on a chassis that can be inserted into a new re-used casing after replenishing consumables and resetting the camera's photo counter. The sleeve is attached to the camera reinserted into the case.
[0012]
The selling price of either a new or refinished camera by the manufacturer can be about 0.5X.
[0013]
It is contemplated that a total gross profit as a percentage of sales of greater than 75% will be achieved with a return of approximately 90% of the camera for a refund rate.
[0014]
To ensure that this low cost camera competes with a single use photographic film camera, the cost to the user for each photo processed by the camera is 0.05X if the user returns the used camera for a refund. Can be less than.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of replacing a camera, the method comprising:
Providing a plurality of single use digital cameras, each camera having consumables consumed by use of the camera;
Receiving a used camera returned for refinishing by replenishing consumables to provide a refinished camera;
Authenticating, via each of the returned cameras, that a refinishing station for refinishing the camera is authorized to perform the refinishing of the camera.
[0016]
The method may include disabling a camera refinished by an unauthorized refinishing station. Further, the method may include performing a test routine after the refinishing to determine whether the refinished camera operates. A test routine for testing a refinished camera can automatically test that the camera can operate.
[0017]
Selling the cameras at a retail price of approximately X currency units, wherein the manufacturing cost of each camera is approximately Y currency units when Y is less than 0.5X;
Refunding a certain amount for returning the used camera;
Refinishing each returned used camera at a cost of Z currency units to the refinisher.
[0018]
The method may include refunding an amount of about 0.25X for returning one used camera, and Z may be about 0.03X.
[0019]
Further, the method can include providing the refinished camera to the retailer at a cost of about 0.5X currency units.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
[0021]
Referring first to FIG. 1 of the drawings, there is illustrated a flow diagram of a camera replacement system or method, generally designated by the reference numeral 10. The camera in question is a low cost, reusable, print-on-demand digital camera 12 (FIG. 2), described in more detail below.
[0022]
In this exchange system, the old camera is collected at the collection depot as shown in step 14.
[0023]
"Old camera" means a camera that has been used by a user to take a predetermined number of photos. As shown, camera 12 is a digital instant print camera. Typically, the camera 12 has a print media supply 16 (FIG. 4) that allows the printing of 25 photos. For ease of reference and according to conventional camera technology, these photographs are referred to as exposure frames.
[0024]
According to the camera exchange system of the present invention, when the camera 12 is new, the camera 12 has a manufacturing cost of Y currency units. The currency unit used in this description for ease of description is US dollars. At the current rate, the cost of manufacturing a camera is estimated to be slightly less than $ 10.00, and more particularly in the region of about $ 9.50. In particular, cost analysis reveals that the cost of manufacturing such a camera is in the region of $ 9.48.
[0025]
New cameras are supplied by the manufacturer to the retailer at a price of about $ 10.00 so that the manufacturer's profit on the new camera is on the order of about 0.5%.
[0026]
The camera is also retailed by retailers at a price of $ 20.00. When the camera 12 is used up, the old camera or used camera is returned to the collection depot where a $ 5.00 refund will be given to the person returning the camera. As a result, the net price to the consumer is $ 15.00. For a 25-shot camera 12, the cost to the consumer per photo is on the order of $ 0.60. This is almost exactly equivalent to the current cost of developed prints taken using conventional film cameras.
[0027]
Because of the cost of the camera to the consumer and the cost per photo that accounted for the refund, the consumer has purchased a digital instant print camera at a price similar to that of a single-use, single-use film camera. Effectively acquiring, and the cost of each image or exposure frame of the digital camera 12 is comparable to that of a conventional camera.
[0028]
Of course, it will be appreciated that because camera 12 is a digital camera, camera 12 need not be returned for processing. Therefore, in order for the used camera 12 to be returned, it is necessary to provide a motivational factor, and therefore a refund is required. It is believed that even though adult consumers will not bother to return the camera, children or low-income individuals in the community will return the camera to get a refund.
[0029]
When the used camera 12 is returned, the camera 12 is refinished and refilled. The refinished camera is repackaged and returned to the retailer.
[0030]
The approximate cost of a manufacturer to refinish the camera 12 is as follows.
[0031]
[Table 1]

The manufacturer supplies such a refinished camera at a wholesale price similar to a new camera, i.e., $ 10.00 so that the manufacturer's gross margin on refilling is on the order of $ 9.33.
[0032]
Further, assuming that the camera refund return rate is estimated to be 90% if the operation proceeds smoothly, the ratio of used cameras to new cameras that are reused and returned to the market is considered to be about 9: 1. Given this figure, it is estimated that the total gross profit as a percentage of the volume that the manufacturer would achieve would be of the order of 77%.
[0033]
This return rate allows the business model to remain profitable over considerable retail price pressures.
[0034]
An interesting conclusion is that digital print cameras can be provided at lower retail prices than non-printable digital cameras.
[0035]
With reference to FIGS. 2 to 8 of the drawings, a brief description of this camera refinishing process will be given in accordance with each step of FIG.
[0036]
The camera 12 has a casing 18 composed of a front shell 20 and a rear shell or lid 22. This casing 18 has a coated paper sleeve 24 covering its main part. Further, as in the prior art, the camera 12 has a finder 26, an image forming lens 28, and an "exposure" operation (shutter) button 30.
[0037]
In reusing the camera 12, the casing 18 is removed (step 32 in FIG. 1). As shown at 34 in FIG. 1, the outer shells 20, 22 of the casing 18 are sent for reuse, forming new outer shells 20, 22 of the casing 18 for other cameras, as shown at 36. Is reshaped.
[0038]
Once the casing 18 is removed, the camera chassis 38 is exposed. Chassis 38 holds all internal components of the camera. For a detailed description of these components, reference is made to the aforementioned co-pending US application Ser. No. 09 / 113,102.
[0039]
The print medium supply unit 16 is in the form of a roll of coated paper held on a winding die 40. It will be appreciated that once 25 frames have been exposed, only the former 40 remains in the used camera 12. The end face member 42 of the chassis is removed so that the winding mold 40 can be removed. The winding die 40 houses a battery 44 for the camera 12 in order to make the camera 12 compact. Therefore, when the end face member 42 of the chassis 38 is removed, access to the used battery 44 to be replaced with a new battery becomes possible.
[0040]
Thus, once the end face member 42 is removed and the former 40 and the battery 44 of the old camera 12 are removed, the new print media supply 16 and battery 44 are mounted on the chassis 38 and held in place by the end face member 42. You. This is indicated by step 46 in FIG.
[0041]
The chassis 38 supports an ink cartridge 48 thereon. An exploded view of the ink cartridge 48 is shown in detail in FIG. 3 of the drawings. The ink cartridge has a lower carrier 50 that holds a printhead chip 52. The printhead chip 52 is a Memjet (Memjet is a trademark of Silverbrook Research Pty Limited). Printhead chip 52 is a photo-wide or page-wide printhead that prints one line at a time on a print medium that passes under printhead chip 52 in use.
[0042]
Cartridge 48 further includes a cover member 54 that mates with carrier 50 to define three chambers 56, 58, 60. Each chamber 56, 58, 60 contains a different ink therein so that full color printing can be achieved by the printhead chip 52. Each of the chambers 56, 58, 60 contains sponge-like braking means 62, 64, 66 therein for braking the movement of ink in the chambers 56, 58, 60.
[0043]
The end wall 68 of the carrier 50 has a labyrinth-shaped opening 70 defined in the end wall. These openings 70 are exposed by removing seal 72 when it is desired to refill chambers 56, 58, 60. Thus, the plug 74 is removed to refill the chambers 56, 58, 60. This plug 74 has three protrusions 76. Each projection 76 closes the entrance to the respective chamber 56, 58, 60. Therefore, the ink is filled in each chamber. For example, cyan ink may be placed in chamber 56, magenta ink may be placed in chamber 58, and yellow ink may be placed in chamber 60. Once the chambers 56, 58, 60 are filled with fresh ink, the plug 74 is replaced and a new seal 72 is applied to cover the opening 70.
[0044]
Refilling of the ink cartridge is shown in step 78 of FIG. 1 of the drawings. The refilled camera without the case is now ready for testing (step 80 in FIG. 1).
[0045]
Next, as shown in FIG. 5 of the drawings, the camera without case is tested by an automatic test routine. In particular, the camera is tested to ensure paper feed and ink flow. Most importantly, the camera is tested to ensure that it has been refilled by an approved refill station to ensure that the required quality camera is on the market. This camera includes an image processing chip 82. The portion of the image processing chip 82 has an authentication program therein to authenticate that the refinishing station is authorized (step 84 in FIG. 1). Should the tip 82 determine that the refinishing station is unauthorized, the tip 82 will not operate the refinished camera.
[0046]
The part of the image processing chip 82 including the authentication program is a flash memory. This flash memory is used to store a 128-bit authentication code. This provides higher security than storing the authentication code in ROM, as reverse engineering can be essentially impossible. Flash memory is completely covered by third-level metals, making data almost impossible to extract using a scanning probe microscope or an electron beam. The authentication code is stored in the chip at the time of manufacture. For the authentication process, at least two other flash bits are needed, a bit that locks out the reprogramming of the authentication code and a bit that indicates that the camera has been refilled by an authorized refill station. .
[0047]
This data is used by the central processing unit of chip 82 to perform encrypted authentication of the refill station.
[0048]
The authentication station can communicate with the chip 82 via a standard Joint Testing Group (JTAG) interface. This interface is also provided for test routines.
[0049]
Camera 12 authenticates the refill station rather than the refill station authenticates the camera to ensure that the camera is only refilled with quality print media and ink at a properly authorized refill station. I do. The protection protocol is communicated to the refill station during the automatic test procedure via the interface when new ink is inserted into the cartridge 48.
[0050]
Authentication
Existing solutions to the problem of authenticating consumables have typically relied on physical patents for packaging. However, this does not prevent domestic refilling operations or clone production in countries with weak industrial property protection. As a result, a much higher level of protection is required. Providing a secret authentication method that relies on homemade security schemes that have not been scrutinized by security experts is not sufficient. Security systems such as Netscape's proprietary system and GSM Fraud Protection Network used by cellular phones are examples where design confidentiality has caused security vulnerabilities. Both security systems were broken by conventional means that would have been detected if the company had followed a public design process. The solution is to provide authentication by means that can withstand expert scrutiny. A number of protocols can be used to authenticate consumables. We only use publicly described security schemes using known behaviors in this new way. For all protocols, the security of this scheme relies on a secret key rather than a secret algorithm. All of these protocols rely on different challenges in time (ie, the challenge is different each time), and the response depends on the challenge and the secret. This challenge includes a random number so that no observer can collect useful information about the subsequent identity. Two protocols are presented for each of Present \ Only \ Authentication (authentication only for existence) and Consumable \ Lifetime \ Authentication (consumable product life authentication). These protocols differ in the number of authentication chips required for the authentication process, but in all cases the system authenticates the consumable. Some protocols operate on either one or two chips, while others operate only on two chips. Whether one or two authentication chips are used, the system is still responsible for making authentication decisions.
[0051]
Single chip authentication
When only one authentication chip 53 is used in the authentication protocol, a single chip (referred to as "Chip A") provides to the system that the system (referred to as "System") has been authenticated. Have responsibility. At the start of this protocol, the "system" is not sure about the authenticity of "chip A". The “system” performs a challenge / response with “chip A”, and then determines the authenticity of “chip A”. In all protocols, the authenticity of the consumable is directly based on the authenticity of the chip. That is, if "chip A" is deemed authenticated, the consumable is deemed authenticated. This data flow can be seen in FIG. In a single-chip authentication protocol, the "system" may be software, hardware or a combination of both. It is important to note that the "system" appears to be uncertain. That is, the "system" can be easily reverse engineered by an attacker by examining the ROM or examining the circuit. A "system" is not specifically designed to be secure by itself.
[0052]
Double chip authentication
Other protocols require two authentication chips as shown in FIG. The single chip (referred to as "Chip A") is responsible for providing the system (referred to as "System") with the system being certified. The "system" utilizes a trusted authentication chip (referred to as "chip T"). In a dual-chip authentication protocol, the "system" may be software, hardware or a combination of both. However, "chip T" must be a physical authentication chip. In some protocols, "Chip T" and "Chip A" have the same internal structure, while in other protocols, "Chip T" and "Chip A" have different internal structures.
[0053]
Existence only authentication (uncertain state data)
With respect to this level of consumable authentication, we are only concerned with validating the presence of the authentication chip 53. The authentication chip may have status information, but the transmission of that status information will not be considered secure. Two protocols are presented. Protocol 1 requires two authentication chips, while protocol 2 can be implemented using either one or two authentication chips.
[0054]
Protocol 1
Protocol 1 is a dual chip protocol (two authentication chips are required). Each authentication chip has the following values:
K F_K[X] key must be secret.
[0055]
R {current random number} does not need to be secret, but different initial values for each chip realization must be used as development factors. It changes every time the random function is called.
Each authentication chip has the following logical function:
Random [] R is returned, and R is sequentially advanced to the next.
[0056]
F [X] F resulting from applying a one-way function F to X based on secret key K_KReturns [X].
[0057]
The protocol is as follows:
“System” requests Random [] from “Chip T”.
[0058]
"Chip T" returns R to "system".
[0059]
The “system” requests F [R] from both “chip T” and “chip A”.
[0060]
"Chip T" is F for "System"_KTReturns [R].
[0061]
"Chip A" is F for "System"_KAReturns [R].
[0062]
"System" is F_KT[R] and F_KACompare [R]. If they are equal, "chip A" is considered valid. If not, "chip A" is considered invalid.
[0063]
This data flow can be seen in FIG. "System" is F_KIt is not necessary to include the [R] message. It only has to make sure that the responses from "chip A" and "chip T" are the same. Thus, the "system" does not require a key. Protocol 1 security exists in two places.
[0064]
Security of F [X]. Only those authentication chips that have a secret key and that can generate from F an X [F] that matches the F [X] generated by the authenticated authentication chip 53 (chip T) are authorized. Must be.
[0065]
The domain of R generated by all authentication chips must be large and non-deterministic. If the domain of R generated by all authentication chips is small, the clone manufacturer does not need to break the key. Instead, clone manufacturers could incorporate a ROM on their chip that has a record of all the responses from the authentic chip to the code sent by the system. Strictly speaking, there is no need for a random function to be present in the authentication chip, since the "system" can potentially generate the same sequence of random numbers. However, it (random function) simplifies the design of the "system" and also reduces possible errors in the implementation of the system, ensuring that the security of the random number generator is the same for all embodiments using an authentication chip. I do.
[0066]
Protocol 1 has several advantages:
K is not revealed during the authentication process.
[0067]
If X is given, the clone chip is F without K_K[X] cannot be generated or a true authentication chip cannot be accessed.
[0068]
The "system" is easy to design, especially in low cost systems such as ink jet printers, since encryption or decryption is not required by the "system" itself.
[0069]
There is a wide range of keyed one-way functions, including symmetric cryptography, sequences of random numbers, and message authentication codes.
[0070]
One-way functions require fewer gates than the asymmetric algorithm and are easier to verify.
[0071]
The secure key size for keyed one-way functions need not be as large as the key for asymmetric (public key) algorithms. If F [X] is a symmetric encryption function, a minimum of 128 bits can provide adequate security.
[0072]
However, there are some problems with this protocol.
[0073]
It is susceptible to selected text attacks. The attacker (attacker) can plug this chip into the attacker's own system, generate the selected R, and observe the output. To find the key, the attacker can also search for an R that generates a particular F [M] because multiple authentication chips can be tested simultaneously.
[0074]
Depending on the one-way function selected, key generation can be complicated. How to select a good key depends on the algorithm used. Some keys are insufficient for a given algorithm.
[0075]
The choice of a keyed one-way function is important in itself. Some require a license for patent protection.
[0076]
The man-in-the-middle could take action on the plaintext message M before passing it on to "chip A". It would be preferable if the middle man did not see M until after "Chip A" saw M. It would be even better if the middle man did not see M at all. If F is symmetric encryption, the chip size cannot be exported from the United States because of the key size required for sufficient security, as the chip can be used as a strong encryption device. If Protocol 1 is implemented in F as an asymmetric encryption algorithm, there is no advantage over the symmetric case. Keys need to be longer and encryption algorithms are more expensive in silicon. Protocol 1 must be implemented with two authentication chips to keep the key secure. This means that each "system" requires one authentication chip, and each consumable requires one authentication chip.
[0077]
The paper is wound from the supply unit 16 around the platen 86 (FIG. 6). In normal use, the platen 86 removes the paper from the supply 16 once the image has been printed on the paper and the paper has been fed out of the rear cover or casing 22 discharge slot 90 (FIG. 8). A paper cutting mechanism 88 for cutting out the portion is provided on the platen. The cutting mechanism 18 includes a claw 92 that engages with the ratchet-like teeth 94 of the exposure frame counter 96 during the cutting operation and advances the counter by one.
[0078]
If the chip 82 determines that the refinishing station is an authorized station, the counter 96 is reset as shown in step 98 of FIG. 1 of the drawings.
[0079]
Due to the digital processing of the images sensed by the image sensor 28 of the camera 12, it is possible to give these images special effects. Thus, special types of cameras can be made available, such as cameras for producing sepia photos, a number of passport-type photos, or photos of special events such as weddings and special sporting events. This modification of the standard image is performed by the image processing chip 82. Such a special type of camera is identifiable as such by means of an appropriately marked sleeve 24. However, when the camera is refinished, the image processing chip 82 is reset to a standard type by the refinishing station as shown at step 100.
[0080]
The refinishing and refilling of the camera is then complete, and the final steps include inserting a new chassis 38 with the camera components into a new front cover 20 of the casing 12, and installing a rear cover or lid 22. I have. The lid 22 is clipped to the front cover 20 and is adhered to the front cover so that the casing 18 is broken when the casing 18 is opened.
[0081]
A new sleeve 24 is attached to casing 18. Sleeve 24 is held in place by slot perimeter 102.
[0082]
The steps of installing a new case 18 and installing a label or sleeve 24 are shown at 104 and 106 respectively in FIG. 1 of the drawings.
[0083]
The refinished camera 12 is packaged (step 108 in FIG. 1) and shipped to the retailer (step 110 in FIG. 1).
[0084]
Thus, there is provided a camera exchange system and method that allows an instant print digital camera to compete with a single use film camera, both as far as the cost of the camera and the cost of one photo frame are concerned. Further, by authenticating the refill station, quality control can be maintained that ensures that the quality of the exposed frames obtained by the consumer is satisfactory.
[0085]
It will be appreciated by those skilled in the art that many variations and / or modifications can be made to the invention shown in particular embodiments without departing from the spirit or scope of the invention, as broadly described. There will be. Therefore, the present embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
[Brief description of the drawings]
FIG.
5 is a flowchart of a camera exchange system and a camera exchange method according to the present invention.
FIG. 2
It is a three-dimensional view of the type of camera to be replaced.
FIG. 3
FIG. 3 is a three-dimensional exploded view of an ink cartridge assembly of the camera of FIG. 2.
FIG. 4
FIG. 4 is a three-dimensional exploded view of insertion of a print medium supply unit and a power supply unit into the camera when the camera is refinished.
FIG. 5
FIG. 9 is a diagram illustrating reassembly of the camera chassis after attaching the print medium supply unit and the power supply unit.
FIG. 6
FIG. 3 is a three-dimensional view showing an insertion portion of a platen forming portion of the camera.
FIG. 7
FIG. 7 shows the mounting of the reassembled chassis in the front shell of the camera casing.
FIG. 8
FIG. 5 shows the attachment of the rear shell of the casing to the front shell.
FIG. 9
FIG. 4 illustrates a single authentication chip data protocol.
FIG. 10
FIG. 4 is a diagram illustrating a double authentication chip data protocol.
[Explanation of symbols]
12 camera
16 print medium supply unit
18 casing
20mm front shell
22 lid
24 coated paper sleeve
26 finder
28 ° image forming lens
30 "Exposure" operation (shutter) button
38mm chassis
40mm winding type
42 end face member
44 battery
48 ink cartridge
50 lower carrier
52 print head chip

Claims (15)

A camera exchange system,
A plurality of single-use digital cameras, each camera including an authentication means;
At least one refinishing station for refinishing used returned cameras by replenishing consumables for each of the returned cameras;
Including
A camera exchange system, wherein the authentication means of each camera includes authenticating whether the at least one refinishing station is authorized to perform refinishing of the camera. The system of claim 1, wherein each camera is retailed at a price of X currency, wherein the manufacturing cost of each camera is approximately Y currency units if Y is less than 0.5X. At least one collection depot from which a user can return a used one of the cameras for a refund;
A plurality of refinishing stations operated by the manufacturer for receiving used cameras from the paw at the at least one collection;
Wherein each station can be authenticated by the used camera to replenish the consumables of the used camera so that the refinished camera can be resold in X currency units. 3. The system of claim 2, wherein the cost to the manufacturer to refinish is in Z currency units. 4. The system of claim 3, wherein the payout is about 0.25X. 4. The system of claim 3, wherein Z is 0.03X. The system of claim 1, wherein a selling price of either a new camera or a refinished camera by the manufacturer is about 0.5 ×. The system of claim 1, wherein a total gross margin as a sales percentage of greater than 75% is achieved for a return of the camera for a refund rate of about 90%. The system of claim 1, wherein a cost to a user of each photo processed by the camera is less than 0.05 × if the user returns a used camera for a refund. A camera replacement method,
Providing a plurality of said single use digital cameras, each camera comprising consumables consumed by use of the camera;
Receiving a used camera returned for refinishing by replenishment of consumables to provide a refinished camera;
Authenticating, via each of the returned cameras, that a refinishing station for refinishing the camera is authorized to perform the refinishing of the camera;
How to replace the camera, including. The method of claim 9, comprising disabling a camera refinished by an unauthorized refinishing station. The method of claim 10, comprising executing a test routine after refinishing to determine whether the refinished camera operates. Selling each camera at a retail price of approximately X currency units, where the manufacturing cost of each camera is approximately Y currency units when Y is less than 0.5X;
Refunding a certain amount for returning the used camera;
Refinishing each returned used camera at a cost of Z currency units to the refinisher. 13. The method of claim 12, including refunding an amount of about 0.25X for the return of one used camera. 13. The method of claim 12, wherein Z is about 0.03X. 13. The method of claim 12, comprising providing a refinished camera to a retailer at a cost of about 0.5X currency units.

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