JP2005352538A

JP2005352538A - 携帯端末および電源制御方法

Info

Publication number: JP2005352538A
Application number: JP2004169410A
Authority: JP
Inventors: Toru Minematsu; 徹峰松
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: JP4601042B2

Abstract

【課題】非接触ＩＣカード機能の本来の利便性を損なうことなく生体認証部による電力消費を低減することを可能とする。
【解決手段】非接触ＩＣカード機能と生体認証機能とを備えた携帯端末１００は、通常状態で電源部から生体認証部４２への電源供給を遮断し、外部の非接触ＩＣカードリーダライタ２００からの電磁波の検出信号に応じて生体認証部４２に電源を供給するとともに、生体認証部４２の認証結果に応じて非接触ＩＣカード機能部２０の機能実行を許可する。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触ＩＣカード機能と生体認証機能とを備えた携帯端末およびその電源制御方法に関するものである。

携帯電話機には、その普及にともない、通話機能に加えて、ネット接続機能、カメラ撮影機能等の種々の機能が追加され、多機能化が進んでいる。

そうしたなかで非接触ＩＣカード機能を搭載した携帯電話機が提案され（特許文献１、２参照）、その製品化も予定されている。非接触ＩＣカードが、プリペイドカードやクレジットカード、公共交通機関のチケットなどの金銭価値をともなうアプリケーションに利用される場合、その利用者が当該ＩＣカードの所有者本人であることを確認するための本人認証を行えることが望ましい。本人認証には暗証番号（ＰＩＮまたはパスワード）の入力（特許文献２）の他、指紋センサ等を用いた生体認証機能を備えたものも提案されている（特許文献３）。
特開２００２−２１８０３１号公報特開２００３−１６３９８号公報特開２００３−２７１９３７号公報

生体認証機能は、非接触ＩＣカード機能付き携帯電話機の所有者本人以外による使用を防ぐには有効な機能である。しかし、生体認証機能の実現にはセンサデバイスを用いるためその動作電源が必要であり、現状少なからぬ電力を消費する。そのため、生体認証部に常時電源を供給すると、電池駆動される携帯電話機の本来の使用法で使用できる使用時間が短くなってしまうという問題がある。

生体認証部に常時通電するのではなく必要なときのみ通電することも考えられる。しかし、この場合、そのための制御はユーザが行う必要があり、非接触ＩＣカードを使用しようとするたびに生体認証部の電源を入れる操作をしなくてはならない。これでは、ＩＣカードをリーダライタに近づけるだけで所期の動作が行えるという非接触ＩＣカード本来の利便性を減殺してしまうことになる。

本発明はこのような背景においてなされたものであり、その目的は、非接触ＩＣカード機能と生体認証機能とを備えた携帯端末において、非接触ＩＣカード機能の本来の利便性を損なうことなく生体認証部による電力消費を低減することを可能とすることにある。

本発明による携帯端末は、非接触ＩＣカード機能と生体認証機能とを備えた携帯端末であって、外部の非接触ＩＣカードリーダライタから発生する電磁波を検出して検出信号を発生する検出手段と、電池で駆動され動作電圧を生成する電源部と、前記生体認証機能を実行する生体認証部と、前記電源部から前記生体認証部への電源の供給／遮断を行う切換手段と、前記非接触ＩＣカード機能を実行する非接触ＩＣカード機能部と、通常状態で前記電源部から前記生体認証部への電源供給を遮断し、前記検出手段の検出信号に応じて前記生体認証部に電源を供給するよう前記切換手段を制御するとともに、前記生体認証部の認証結果に応じて前記非接触ＩＣカード機能部の機能実行を許可する制御手段とを備えたことを特徴とする。

制御手段の制御の下、生体認証機能を実行する生体認証部の電源は切換手段により通常遮断されており、検出手段が外部の非接触ＩＣカードリーダライタから発生する電磁波を検出したとき、生体認証部に電源が供給される。さらに生体認証部の認証結果に応じて非接触ＩＣカード機能部の機能実行が許可される。これによって、携帯端末のユーザが生体認証部の電源切換のための特別な操作を行うことなく、非接触ＩＣカード機能の利用時において自動的に生体認証部に電源が供給される。これによって、生体認証部に電源を常時供給しておくことによる消費電力の無駄がなくなる。

前記非接触ＩＣカード機能部は前記非接触ＩＣカードリーダライタから発生された信号を受信して処理するＩＣカード信号処理部を有し、前記検出手段は前記ＩＣカード信号処理部により構成され、このＩＣカード信号処理部が前記検出信号を発生するようにしてもよい。あるいは、前記非接触ＩＣカード機能部は前記非接触ＩＣカードリーダライタから発生された電磁波のエネルギーから非接触ＩＣカード機能部の動作電源を生成するＩＣカード電源生成部を有し、前記検出手段は前記ＩＣカード電源生成部により構成され、このＩＣカード電源生成部が前記検出信号を発生するようにしてもよい。

本発明による電源制御方法は、非接触ＩＣカード機能部と、生体認証部と、電池駆動される電源部とを備えた携帯端末における電源制御方法であって、外部の非接触ＩＣカードリーダライタから発生する電磁波を検出して検出信号を発生するステップと、通常状態で前記電源部から前記生体認証部への電源供給を遮断しておき、前記検出信号に応じて前記生体認証部に電源を供給するステップと、前記生体認証部の認証結果に応じて前記非接触ＩＣカード機能部の機能実行を許可するステップとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、非接触ＩＣカード機能と生体認証機能とを併せ持つ携帯端末において、非接触ＩＣカード機能の利用に先立って生体認証機能の電源制御をユーザによらず行えるようにしたので、ユーザは生体認証部の電源のオンオフを気にすることなく生体認証機能による本人認証の恩恵を受けることができ、ユーザの利便性が向上する。

また、電源の投入を人手によらず生体認証機能の必要とされる状態を携帯端末が識別して行うことにより、生体認証部の通電時間が必要最小限となり携帯端末の電池消費の節約が行える。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の携帯端末１００の構成例を示したブロック図である。（本明細書および請求の範囲において、端末装置を単に端末という。）この携帯端末１００は、携帯電話機能部１０と非接触ＩＣカード機能部２０と生体認証機能部４０とを備える。これらの各機能部の動作電力は、電池３１に基づいて各種動作電圧を生成する電源部３０から供給される。本実施の形態では、非接触ＩＣカード機能部２０としては、例えば、国際基準規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２に準拠した仕様を採用することができる。

携帯電話機能部１０は、通話、着信待ち受け、データ通信など一般の携帯電話機が備える機能を実行する部位であり、本体ＣＰＵ１１、携帯端末の状態やキー入力応答や通信結果などの表示を行う表示部１２、各種キーなどによる入力操作部１３、音声の入出力を行う音声入出力部（マイク、スピーカ等を含む）１４、無線通信部１８および通信用アンテナ１９を有する。本体ＣＰＵ１１は本発明の「制御手段」を構成する。

非接触ＩＣカード機能部２０は、実質的に非接触ＩＣカードを携帯端末に内蔵させたものであり、プリペイドカードやクレジットカードや公共交通機関のチケットなどの金銭価値をともなうアプリケーションで利用可能である。非接触ＩＣカード機能部２０は、ＩＣカードＣＰＵ２１、ＩＣカード信号処理部２２およびＩＣカードアンテナ２３を有する。ＩＣカード信号処理部２２でＩＣカードアンテナ２３を介して非接触ＩＣカードリーダライタ２００からの電磁波２０１を受信し、本体ＣＰＵ１１にリーダライタ検出信号２５を出力する。よって、図１の構成ではＩＣカード信号処理部２２が本発明の「検出手段」を構成する。ＩＣカードＣＰＵ２１は、本体ＣＰＵ１１からの動作許可信号１５を受けて、所定の制御を実行する。

生体認証機能部４０は指紋、指静脈パターンなどが人間の個体ごとに異なるという特徴を利用して本人識別を行う機能である。生体認証機能部４０は、携帯電話機能部１０の本体ＣＰＵ１１からの切換制御信号１６に従って、電源部３０からの電源（電力）の供給および遮断を制御する切換部（ＳＷ）４１と、生体認証を行う生体認証デバイスを有する生体認証部４２とを備える。生体認証部４２は、本実施の形態では指紋認証を行い、その認証結果信号１７を本体ＣＰＵ１１に返送する。

非接触ＩＣカード機能を使用するということは携帯端末１００が非接触ＩＣカードリーダライタ（または非接触ＩＣカードリーダ）２００に接近するということである。非接触ＩＣカードリーダライタと非接触ＩＣカードリーダとは対象の非接触ＩＣカード内部のデータを変更するかしないかの違いだけなので、リーダライタの代わりにリーダのみが用いられる場合であってもよい。よって、本明細書および請求の範囲ではリーダライタとリーダとを総称してリーダライタという。携帯端末１００が十分に非接触ＩＣカードリーダライタ２００に接近すると、非接触ＩＣカードリーダライタ２００が出力する電磁波２０１がＩＣカードアンテナ２３に届くようになる。これによりＩＣカードアンテナ２３が出力を生成し、これがＩＣカード信号処理部２２に送られ、ＩＣカード信号処理部２２で信号の検出や復調処理がなされる。

非接触ＩＣカード機能部とリーダライタとの間の通信は電磁波（本実施の形態では所定の周波数領域の電波）を使用して行われる。本発明で対象としているような電源を内蔵した装置に内蔵されている非接触ＩＣカードではなく、単体としての非接触ＩＣカードは電源を持たないため、または持たずに済ませるため、単体としての非接触ＩＣカードは受信した電磁波のエネルギーから動作電力を得て、この電力を使用して送受信動作を行うことができるように非接触ＩＣカードシステム全体が構築されている。

図２は、そのような非接触ＩＣカード機能部２０’を備えた携帯端末１００の構成を示している。図１に示した構成要素と同様の部分には同じ参照符号を付し、重複した説明は省略する。図２の非接触ＩＣカード機能部２０’は、ＩＣカード電源生成部２４を有する。ＩＣカード電源生成部２４は電磁波２０１に応じてＩＣカードアンテナ２３の出力を整流し定電圧化する機能を有し、生成した電圧を、ＩＣカードＣＰＵ２１およびＩＣカード信号処理部２２に供給する。また、図２の構成では、ＩＣカード信号処理部２２ではなくＩＣカード電源生成部２４がリーダライタ検出信号２５を発生する。これは、少しでも早い時点で同信号を発生するためである。図２の構成ではＩＣカード信号処理部２２が本発明の「検出手段」を構成する。

以下、本実施の形態における動作を説明する。

図３は本実施の形態における概略の動作を説明するための図である。この動作において、携帯端末が図１と図２に示したいずれであるかは問わない。生体認証機能部４０は、一例として、図３に示すように、端末筐体の外部に露出した生体認証部４２を有する。ユーザは片手で端末筐体を保持しつつその手で生体認証部４２に必要な入力を与えるような状態を維持して非接触ＩＣカード機能を利用できるように携帯端末が構成されているものとする（図３（ａ））。筐体上の生体認証部４２の設置位置は図示の位置に限るものではなく、端末筐体の側部等、他の位置でもよい。指紋認証や指静脈認証を用いる場合には、ユーザの所定の指（指紋や指静脈パターンを登録した指）の指部分を生体認証部４２上に臨ませた状態で非接触ＩＣカード機能部２０の利用を行う。これによって、携帯端末を非接触ＩＣカードリーダライタ２００に近づける以外に特別な追加操作をすることなく、自動的な処理の連鎖により、生体認証によるユーザの認証を済ませた上で安全に非接触ＩＣカード機能を利用することができる。

携帯端末１００（ひいては非接触ＩＣカード機能部２０）が非接触ＩＣカードリーダライタ２００に接近すると、非接触ＩＣカードリーダライタ２００が発する電磁波２０１がＩＣカードアンテナ２３に届くようになる（図３（ｂ））。図２に示した構成では、ＩＣカードアンテナ２３の出力はＩＣカード信号処理部２２とＩＣカード電源生成部２４に入力されているが、この時点ではＩＣカード信号処理部２２に電力が供給されていないためこれらは動作していない。ＩＣカードアンテナ２３の出力が十分強くなってＩＣカード電源生成部２４が規定の一定電圧を出力できるようなレベルに達すると、ＩＣカード電源生成部２４はＩＣカード信号処理部２２とＩＣカードＣＰＵ２１に電源を供給し、ＩＣカード信号処理部２２とＩＣカードＣＰＵ２１は動作を始める。一方、図１に示した構成では、ＩＣカード信号処理部２２への電源は常時供給されている。いずれにせよ、ＩＣカード信号処理部２２に電源が供給されると、ＩＣカードアンテナ２３からの出力に対して、ＩＣカード信号処理部２２で信号の検出や復調処理がされ、その結果得られたデータがＩＣカードＣＰＵ２１に送られる。データを受けたＩＣカードＣＰＵ２１はその内容に応じた応答を、ＩＣカード信号処理部２２およびＩＣカードアンテナ２３を通じて非接触ＩＣカードリーダライタ２００に返すかたちで通信を行い、非接触ＩＣカード上でのアプリケーションが実行される。但し、本実施の形態では、ＩＣカードＣＰＵ２１の少なくともリーダライタ２００への応答動作は本体ＣＰＵ１１から動作許可信号１５を得て実行される。

上記のような構成では、リーダライタ２００からの電磁波を感知してから非接触ＩＣカード機能部２０側が応答するまでにはある程度の時差が許容される。そこで、ＩＣカード信号処理部２２は信号の復調処理ができるレベルでなくても、非接触ＩＣカードリーダライタ２００が出力する電磁波２０１を検知した段階で本体ＣＰＵ１１に対してリーダライタ検出信号２５を出力する。本体ＣＰＵ１１はこのリーダライタ検出信号２５を受けると、切換部４１に対して電源ＯＮを指令し、生体認証機能部４０の電源をＯＮさせる（図３（ｂ）、Ｓ１）。

これにより、生体認証部４２は生体認証動作に入り、認証結果信号１７を本体ＣＰＵ１１に出力する。認証結果がＯＫであれば本体ＣＰＵ１１はＩＣカードＣＰＵ２１に対して動作許可信号１５を出力する（図３（ｃ）、Ｓ２）。ＩＣカードＣＰＵ２１は本体ＣＰＵ１１からの動作許可信号１５を受け取る前にＩＣカード信号処理部２２から復調された非接触ＩＣカードリーダライタ２００からのデータを受け取る場合もあるが、応答を返す前の段階までは処理を進めていてかまわない。動作許可信号１５を受けることを条件として、ＩＣカードＣＰＵ２１はＩＣカード信号処理部２２から受け取ったデータに対応した応答をＩＣカード信号処理部２２およびＩＣカードアンテナ２３を通じて非接触ＩＣカードリーダライタ２００に返すかたちで通信を行い、所期のアプリケーション動作が実行される。

アプリケーションの終了後、非接触ＩＣカード動作の上記のような少なくとも一部の機能は不能化されて再度禁止状態に戻り、生体認証部４２の電源もＯＦＦされる（図３（ｄ）、Ｓ３）。

このように、生体認証機能は必要なときしか動作させないため携帯端末そのものの使用時間には大きな悪影響を与えることがなくなる。

図４は、本体ＣＰＵ１１が実行する具体的な処理例を示すフローチャートである。

本体ＣＰＵ１１は、非接触ＩＣカード機能部２０から、例えば割り込みによりリーダライタ検出信号２５を検出すると（Ｓ１１）、生体認証部４２に対する電源をＯＮとするために切換部４１を制御して電源を導通させる（Ｓ１２）。これにより生体認証部４２が作動し、所定の生体認証処理を実行してその認証結果信号１７を返す。例えば指紋認証においては、読み取った指紋と予め登録されている指紋とを照合して、一致したと判断した場合に認証ＯＫの認証結果信号１７を出力する。この例では、本体ＣＰＵ１１は、生体認証結果ＯＫを示す認証結果信号１７が受信されない場合（Ｓ１３）、所定の時間が経過する（図示しないタイマによるタイムアウトとなる）まで（Ｓ１８）、生体認証処理を繰り返して実行し（Ｓ１９）、タイムアウトとなったら、ユーザに対してエラー報知を行う（Ｓ２０）。このエラー報知は、例えば、所定の音や音声の発生、および／または所定のメッセージの表示である。エラー報知の後は、後述するステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１３で、生体認証結果ＯＫを示す認証結果信号１７を受信すると、ＩＣカードＣＰＵ２１に対して動作許可信号１５を出力する（Ｓ１４）。その後、所定の終了条件が満足されたとき（Ｓ１５）、ＩＣカードＣＰＵ２１への動作許可信号１５の出力を停止する（Ｓ１６）。これにより、非接触ＩＣカード機能部２０の実質的な動作が不能化された状態に戻る。ついで、生体認証部４２に対する電源をＯＦＦ状態に戻すように、切換制御信号１６により切換部４１を制御する（Ｓ１７）。所定の終了条件が満足されたときとは、例えば、認証処理の終了、または、ＩＣカード機能の利用の終了、または、動作許可信号１５の出力から所定時間の経過、等である。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、携帯端末として携帯電話機を例として挙げたが、携帯可能な筐体内に非接触ＩＣカード機能および生体認証機能を備えた任意の装置に適用可能である。生体認証機能の例としては、指紋、指静脈パターンを挙げたが、必ずしもこれらに限るものではなく、虹彩、声紋等、他の生体特徴を利用するものであってもよい。

本発明の携帯端末の構成例を示したブロック図である。本発明の携帯端末の他の構成例を示したブロック図である。本発明の実施の形態における概略の動作を説明するための図である。本発明の実施の形態における本体ＣＰＵが実行する具体的な処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…携帯電話機能部、１１…本体ＣＰＵ、１２…表示部、１３…入力操作部、１４…音声入出力部、１５…動作許可信号、１６…切換制御信号、１７…認証結果信号、１８…無線通信部、１９…通信用アンテナ、２０…非接触ＩＣカード機能部、２１…ＩＣカードＣＰＵ、２２…ＩＣカード信号処理部、２３…カードアンテナ、２４…カード電源生成部、２５…リーダライタ検出信号、３０…電源部、３１…電池、４０…生体認証機能部、４１…切換部、４２…生体認証部、１００…携帯端末、２００…非接触ＩＣカードリーダライタ、２０１…電磁波

Claims

非接触ＩＣカード機能と生体認証機能とを備えた携帯端末であって、
外部の非接触ＩＣカードリーダライタから発生する電磁波を検出して検出信号を発生する検出手段と、
電池で駆動され動作電圧を生成する電源部と、
前記生体認証機能を実行する生体認証部と、
前記電源部から前記生体認証部への電源の供給／遮断を行う切換手段と、
前記非接触ＩＣカード機能を実行する非接触ＩＣカード機能部と、
通常状態で前記電源部から前記生体認証部への電源供給を遮断し、前記検出手段の検出信号に応じて前記生体認証部に電源を供給するよう前記切換手段を制御するとともに、前記生体認証部の認証結果に応じて前記非接触ＩＣカード機能部の機能実行を許可する制御手段と、
を備えたことを特徴とする携帯端末。
前記非接触ＩＣカード機能部は前記非接触ＩＣカードリーダライタから発生された信号を受信して処理するＩＣカード信号処理部を有し、前記検出手段は前記ＩＣカード信号処理部により構成され、このＩＣカード信号処理部が前記検出信号を発生することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
前記非接触ＩＣカード機能部は前記非接触ＩＣカードリーダライタから発生された電磁波のエネルギーから非接触ＩＣカード機能部の動作電源を生成するＩＣカード電源生成部を有し、前記検出手段は前記ＩＣカード電源生成部により構成され、このＩＣカード電源生成部が前記検出信号を発生することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
非接触ＩＣカード機能部と、生体認証部と、電池駆動される電源部とを備えた携帯端末における電源制御方法であって、
外部の非接触ＩＣカードリーダライタから発生する電磁波を検出して検出信号を発生するステップと、
通常状態で前記電源部から前記生体認証部への電源供給を遮断しておき、前記検出信号に応じて前記生体認証部に電源を供給するステップと、
前記生体認証部の認証結果に応じて前記非接触ＩＣカード機能部の機能実行を許可するステップと
を備えたことを特徴とする電源制御方法。
前記生体認証部への電源の供給後、所定の条件が満足されたとき、前記電源部から前記生体認証部への電源供給を遮断するとともに、前記非接触ＩＣカード機能部の少なくとも一部の機能を不能化するステップを備えたことを特徴とする請求項４記載の電源制御方法。