JP2005232844A - 指紋認証機能付き鍵 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の技術では、鍵とカードを両方所持しなければならなかったり、指紋センサーが入口に取り付けられているため、多くの人が１個の指紋センサーに触れなければならないという課題があった。
【解決手段】鍵の所持者を認証する認証機能を物理的鍵の摘み部に搭載した鍵であって、前記摘み部には、少なくとも指紋から指の特徴を読取る指紋読取部と、指紋読取部に電力を供給する電源部と、錠側と交信するためのアンテナと、指紋情報を格納する指紋情報格納部と、制御部とを有し、錠側から送信された信号を前記アンテナで受信し、制御部によって指紋読取部で読取った鍵所持者の指紋を指紋情報格納部に格納されたを指紋情報と照合し、照合結果一致を確認した信号を錠側に送信し、開錠させることを特徴とする指紋認証機能付き鍵を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、物理的鍵本体に指紋読取部を搭載し、特に重要な施設への入場に対しては鍵を使用する者が正当な鍵の所持者であることを確認する指紋認証機能付き鍵に関する。

近年、営業ビルや工場などに入場する際に、社員証を入口に取りつけられた読取装置に読取らせ、鍵の代りに使用している例があるが、マンション，倉庫などでは従来通りの物理的鍵が多く使用されている。
昨今のマンションは、ロックされた入口があって、住人以外の一般の人はそこで足止めされ、マンションの中には入ることができないようになっている。このようなマンションでは自分の部屋の鍵とマンションの入口の鍵が同一の鍵になっていて、マンションの住人は１個の鍵で出入りできるようになっている。しかし、多くの住人は安全のために鍵を新たに取りつけて複数の鍵を使用するようにしている。

そこで前記一方の鍵をＩＣカードにして、物理的鍵と両方使用する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、物理的な鍵を使用する前に指紋を照合する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０５−２３１０５６号公報 特開２００１−３４２７６０号公報

しかし、前述の特許文献１，特許文献２に開示された技術では、鍵とカードを両方所持しなければならなかったり、指紋センサーが入口に取り付けられているため、多くの人が１個の指紋センサーに触れなければならないという課題があった。

前記課題を解決するために、本発明の指紋認証機能付き鍵の請求項1に記載の発明は、鍵の所持者を認証する認証機能を物理的鍵の摘み部に搭載した鍵であって、前記摘み部には、少なくとも指紋から指の特徴を読取る指紋読取部と、指紋読取部に電力を供給する電源部と、錠側と交信するためのアンテナと、指紋情報を格納する指紋情報格納部と、制御部とを有し、錠側から送信された信号を前記アンテナで受信し、制御部によって指紋読取部で読取った鍵所持者の指紋を指紋情報格納部に格納されたを指紋情報と照合し、照合結果一致を確認した信号を錠側に送信し、開錠させることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、摘み部にＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードを内包し、指紋情報格納部と制御部は、ＵＩＭカードに搭載したことを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、電源部は電池であることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、電源部は、錠側からアンテナを介して供給される電磁波を直流エネルギーに変換する電源回路を含むことを特徴とするものである。

１）請求項１，３，４に記載のように、鍵の所持者を認証する認証機能を物理的鍵の摘み部に搭載した鍵であって、前記摘み部には、少なくとも指紋から指の特徴を読取る指紋読取部と、指紋読取部に電力を供給する電源部と、錠側と交信するためのアンテナと、指紋情報を格納する指紋情報格納部と、制御部とを有し、錠側から送信された信号を前記アンテナで受信し、制御部によって指紋読取部で読取った鍵所持者の指紋を指紋情報格納部に格納されたを指紋情報と照合し、照合結果一致を確認した信号を錠側に送信し、開錠させることによって、本人が気が付かない間に鍵が複製されて使用されることを防止し、また、複数の鍵を所持する必要もなく、共通の指紋読取装置に指紋を登録したり、接触する必要がない。
また、物理的鍵のみで入場できる場所と、電子鍵がないと入場できない場所を設けることができ、セキュリティを高めることができる。
２）また、請求項２に記載のように、請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、摘み部にＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードを内包し、指紋情報格納部と制御部は、ＵＩＭカードに搭載したことによって、鍵のセキュリティに係わる部分を鍵とは別のルートで供給することが可能になり、リスクを分散することができる。

以下図面を参照して、本発明の好適な一実施形態である指紋認証機能付き鍵について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である指紋認証機能付き鍵の指紋読取側について説明するための平面概略図，図２は、本発明の一実施形態である指紋認証機能付き鍵のアンテナ側について説明するための平面概略図，図３は、図１の指紋認証機能付き鍵の側面概略図，図４は、ＵＩＭカード装着部を有する指紋認証機能付き鍵のＵＩＭカード挿入部から見た正面図，図５は、図２のＡ−Ａ線断面図，図６は、接触型ＵＩＭカードの外部端子側の平面図，図７は、指紋センサーの一例について説明するための概略図，図８は、アンテナについて説明するための図，図９は、接続部について説明するための図，図１０は、指紋認証機能付き鍵の機能について説明するためのブロック図である。

図１，図２を参照して、本発明の一実施形態である指紋認証機能付き鍵について説明する。
図１は、金属などの板を打ち抜いて作製された物理的鍵に、プラスチックなどで成形された摘み部分が付いた指紋認証機能付き鍵を、指紋センサー部側から見た図である。
また、図２は、図１の裏面、アンテナ側から見た図である。
錠に差し込まれる金属で構成された挿入部には、図１、図２に示すように、表裏何れの側にも同様の内溝とディンプルが形成され、どちら側から差し込まれても使用できるようになっている。
鍵が差し込まれた時に、鍵穴から外に残る摘み部分は、左右に回転させ易いように、広くしてあり、この部分には、また、紐などで吊るし易いように穴１１が形成されている。
図１に示すように、指紋センサー２が形成されている部分を、例えば親指５と人差指（図示せず）で摘み、錠（図示せず）の鍵穴に挿入する。
鍵穴に鍵１が挿入されると、アンテナ１４は、錠から発せられる特定の電磁波を検知し、アンテナ１４の両端に接続されたＩＣチップ（図示せず）で電力を生成し、ＩＣチップの制御部に電力を供給し、指紋照合作業を開始する。

指紋センサー２の指紋読取部は、鍵１を支えている、例えば、親指５の指紋を読取り、ＩＣチップに記録されている指紋情報と照合し、指紋照合の結果一致していた場合は、指紋照合結果一致の信号をアンテナ１４から錠側に送信する。
錠側は、ロックを解除し、例えば、鍵１が回転できる状態にする。
鍵所持者は、鍵１を摘んでいる指で鍵を回転させて、錠を開ける。指紋照合結果不一致の場合は、一致の信号が送信されないために錠側はロックの状態を継続する。
その結果、物理的鍵にロックが掛けられている場合は、鍵１は回転する状態にならず錠を開けることができない。
錠側のロック機構は、前述のように物理的鍵が回転しないように物理的鍵そのものをロックしても、物理的錠と電子錠を併設して独立して動作するようにしても、物理的錠だけを取り付けたドアと、電子錠だけを取り付けたドアを設けるようにしてもよい。
前記何れの場合も、本発明の鍵１個で運用することができる。

電源部６は、鍵側の各電子回路を駆動させる直流の電力を供給する機能を有するものであり、鍵側に電池を内蔵させる形態のものと、内蔵させない形態のものがある。
前記電池を内蔵させない形態においては、錠側から発せられる電磁波をアンテナ１４で受け、アンテナ１４に誘起するエネルギーで鍵側の各電子回路を駆動させる。
即ち、電源部６は、アンテナ１４を介して供給される電磁波を安定化させた直流エネルギーに変換し、鍵側の各電子回路を駆動させる変換回路を含むものとなる。
以下、電源部６の形態として電池１６を内蔵させた形態の例で説明する。

図１，図２の説明において、アンテナ１４，指紋センサー２，制御部を有するＩＣチップは、物理的鍵本体に一緒に成形して作製する場合を前提に説明したが、以下の説明では各部の制御は、ＵＩＭカードに内蔵されたＩＣチップの制御部によって制御する場合について説明する。

図３を参照して、指紋認証機能付き鍵の側面について説明する。
指紋認証機能付き鍵１は、金属部分である挿入部１２と、プラスチックなどで成形された、摘み部１５で構成される。
鍵穴挿入部１２と、摘み部１５は、別々に製造され、摘み部分に、例えば、アンテナ部，指紋センサー部，接続部，電池１６の挿入部などが搭載または、形成された後、プラスチックと金属の接着剤などで強固に接合される。

図４は、鍵１を図１の指紋センサー部を上にして摘み部分側の側面から見た図であるが、プラスチックの摘み部の中にＵＩＭカード装着部１３が形成されている。

図５を参照して、図２のＡ−Ａ線断面について説明する。
指紋認証機能付き鍵１のプラスチックなどで成形された摘み部１５には、例えば、指紋センサー２，接続部４，ＵＩＭカード挿入部１３，挿入されているＵＩＭカード３，アンテナ部１４，電池１６が図のように配置されている。
図示しないが、平面コイル状のアンテナ１４の先端部，終端部は、配線などの方法によって接続部４の接続端子に接続され、板バネまたは、ピンによる接点（図示せず）を介してＵＩＭカード３の外部端子（３１）に接続される。
また、指紋センサー２の指紋情報制御回路部も配線などの方法によって電池１６による電源部，接続部４の接続端子に接続され、板バネまたは、ピンによる接点（図示せず）を介してＵＩＭカード３の外部端子（３１）に導通される。

図６を参照して、接触型ＵＩＭカードについて説明する。
ＵＩＭカードは、欧州規格の携帯電話に搭載されているＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードの次世代版で、次世代携帯電話（Ｗ−ＣＤＭＡ）に標準搭載が義務付けられているものである。
ＵＩＭカード３は、１５ｍｍ×２５ｍｍ×０．８ｍｍの形状を成し、図示しているように一方の隅がカットされている。
上述のように次世代携帯電話に搭載されることが決まっているために、カードメーカーには製造設備や周辺機器が保有されており、価格的にも安価に供給される。

接触型ＵＩＭカード３は、厚さ０．８ｍｍのポリ塩化ビニル，ポリエステル，ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂薄板の一部に凹部を形成しそこにＩＣモジュール３１を嵌め込んで接着している。
ＵＩＭカードの表裏何れかの表面の空きエリア（図では外部端子側）にＵＩＭカードの管理番号３２が形成され表示されている。
ＵＩＭカードの管理番号によって、ＵＩＭカードのＩＣチップにどのような情報が書き込まれたものであるか可視的に追跡できるようになっている。
接触型ＵＩＭカードのＩＣモジュール３１には外部装置接続端子（以下外部端子という。）が形成されている。
外部端子は、図に示すように独立した６〜１０に区画された導電性のプレートがＵＩＭカードの表面に露出した状態で形成され、外部装置の接点と接触してＩＣモジュール内のＩＣチップと電気的に導通するようになっている。外部装置とは、本実施の形態では、指紋情報を書き込む際のＵＩＭカード発行装置、及び、図５で説明した接点である。

前述の外部端子の、最下端の２つの端子（予備端子）には、前述のアンテナの先端と、終端が前述の接続部の接点を介して接続されるようになっている。

図７を参照して、指紋センサーの一例について説明する。
指紋センサー２の支持基板２１上に形成された指紋読取部分２２の表面には、指紋の凹凸を電気信号に変える微細な画素ユニットが碁盤の目のように配置されている。画素から送られてくる指紋情報は、制御部２３で、各画素ユニットの制御、および、認識結果の集計が行われ、集計結果信号がＵＩＭカード３のＩＣチップに送信される。
ＩＣチップに格納されている指紋情報は、例えば、各画素ユニット内の指紋メモリに分割されて記憶されている。
指紋読取センサーのセンサー回路におけるセンサー素子は、層間絶縁膜上に配置された接触面を有する接触電極と接触電極に接続する配線層から構成され、接触電極と配線層でセンサー回路の一部が構成されている。
接触電極は、画素ユニットの最表面に配置され、認識登録を行っている指が直接接触することによって、発生する静電容量を検知する。接触電極で検知された信号は、配線層で認識回路に伝搬される。このセンサー素子では、接触電極の静電容量を測定し接触面が触れている部分の指紋の凹凸を検知する。
なお、指紋の検知方式は小型、高精度のものであれば前述の方式に限定されるものではない。

図８を参照して、アンテナについて説明する。
アンテナ１４は、ガラスエポキシ，ポリイミド，ポリエステル，などの薄板基材１４０の表面に、導電性のインキで印刷等の方法により形成することもできるし、前記薄板基材１４０の表面に薄く形成された金属箔をエッチングなどの方法によって形成することもできる。アンテナ１４の先端部、終端部（１４１，１４２）は、接続部の所定の端子部に配線などによって結線される。

図９を参照して、接続部について説明する。
接続部４は、基板と、その片側に形成された金属の板バネ、または、ピンによる接点と、その反対側に形成された電気回路で構成されている。
基板４１には、ガラスエポキシやフェノール等の絶縁性の樹脂が使用される。
また、図の破線で示した接点４２は、図６で説明したＩＣモジュールの外部端子の６〜１０に区画されたピッチに合わせて形成される。
前記接点４２と、電気回路の一部、接続端子４３は、スルーホールなどを介して接続される。
また、前記接続端子には、アンテナ（１４）の先端及び終端や、指紋センサーの指紋情報制御回路部（２３）の一部が配線などによって接続される。

図１０を参照して、指紋認証機能付き鍵の機能について説明する。
指紋センサー２は、前記指紋情報制御回路部で電源部６，接続部４に接続され、ＵＩＭカード３のＩＦ１（３１）に接続される。
また、ＩＦ２（アンテナ１４）も、接続部４を介してＵＩＭカード３のＩＦ１（３１）に接続される。
ＩＦ２（１４）は、ＵＩＭカード３の最下端に配置されている２つの端子（図６で説明した予備端子）に接続される。

ＵＩＭカード３は、外部端子（３１）でアンテナ１４から電波を受信し、ＣＰＵ３００で電力を生成して指紋センサーに供給する。
指紋センサー２は、指紋読取部で読取った指紋を指紋情報制御回路部で指紋情報としてＵＩＭカード３の入力端子（図示せず）に送信する。
ＵＩＭカード３のＣＰＵ３００は、受信した指紋情報を情報格納部３０３に格納されている指紋情報とＲＡＭ３０２で照合を行う。
ＵＩＭカード３内の指紋照合は、ＲＯＭ３０１に記録されているプログラムと、ＣＰＵ３００によって実行される。

利用者によって登録された指紋情報は、事前にＵＩＭカードに書き込まれる。
指紋の収集は、鍵業者，不動産行者，区役所、役場などの公共機関何れで行われても良い。
また、指紋情報は、１本の指情報でも複数の指情報でもよい。また１本の指情報は複数の場所から採取しても良い。これら採取された指紋情報は、ＵＩＭカードの情報格納部に格納され、指紋センサーから送信される指紋情報と照合される。

一般家庭，企業，オフィスビル，屋内の各部屋などの鍵に利用できる。

本発明の一実施形態である指紋認証機能付き鍵の指紋読取側について説明するための平面概略図である。 本発明の一実施形態である指紋認証機能付き鍵のアンテナ側について説明するための平面概略図である。 図１の指紋認証機能付き鍵の側面概略図である。 ＵＩＭカード内包部を有する指紋認証機能付き鍵のＵＩＭカード挿入部から見た正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 接触型ＵＩＭカードの外部端子側の平面図である。 指紋センサーの一例について説明するための概略図である。 アンテナについて説明するための図である。 接続部について説明するための図である。 指紋認証機能付き鍵の機能について説明するためのブロック図である。

符号の説明

１ 鍵（本体）
２ 指紋センサー
３ ＵＩＭカード
４ 接続部
５ 指
６ 電源部
１１ 穴
１２ 挿入部
１３ ＵＩＭカード装着部
１４ アンテナ
１５ 摘み部
１６ 電池
２１ 指紋センサー支持基板
２２ 指紋読取部
２３ 指紋情報制御回路部
３１ 外部装置接続端子
３２ ＵＩＭ管理番号
４１ 基板
４２ 接点
４３ 接続端子
１４０ 薄板基材
１４１，１４２ アンテナの先端，終端（接続端子）
３００ ＣＰＵ
３０１ ＲＯＭ
３０２ ＲＡＭ
３０３ 情報格納部

Claims (4)

1. 鍵の所持者を認証する認証機能を物理的鍵の摘み部に搭載した鍵であって、
   前記摘み部には、少なくとも指紋から指の特徴を読取る指紋読取部と、指紋読取部に電力を供給する電源部と、錠側と交信するためのアンテナと、指紋情報を格納する指紋情報格納部と、制御部とを有し、
   錠側から送信された信号を前記アンテナで受信し、制御部によって指紋読取部で読取った鍵所持者の指紋を指紋情報格納部に格納されたを指紋情報と照合し、照合結果一致を確認した信号を錠側に送信し、開錠させることを特徴とする指紋認証機能付き鍵。
2. 請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、
   摘み部にＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）カードを内包し、指紋情報格納部と制御部は、ＵＩＭカードに搭載したことを特徴とする指紋認証機能付き鍵。
3. 請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、電源部は電池であることを特徴とする指紋認証機能付き鍵。
4. 請求項１に記載の指紋認証機能付き鍵において、電源部は、錠側からアンテナを介して供給される電磁波を直流エネルギーに変換する電源回路を含むことを特徴とする指紋認証機能付き鍵。
   

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