JP2011515768A - 安全キーパッドシステム - Google Patents

Abstract

安全キーパッドシステムが、複数の異なるフィールド（１２）を表面上に有するタッチセンサ式スクリーン（１１）を有しており、各フィールド（１２）は、関連する入力値を有している。複数の力センサ（１６、１７）が、スクリーン（１１）に接続され、個々の力センサ位置に配置され、接触されたスクリーン（１１）に応じて個々の力を検知し、対応する個々の力信号を生成する。力信号に基づいて、接触されているフィールド（１２）を識別する識別手段が設けられ、接触されているフィールド（１２）に関連する入力値を生成する生成手段（１４）が設けられている。導電性の力伝達可能ケーシング（２０）が、力センサと識別手段と生成手段とを封入している。

Description

本発明は、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）を使用する際や、他の個人的サービスにアクセスする際のような、データの機密保護が非常に重要である環境で使用されるキーパッドシステムおよびキーボードシステムに関する。

ＡＴＭは、銀行などの金融機関の顧客が、人間の係員や銀行窓口係を必要とせずに公共の場で金融取り引きを行うためにアクセスするのを可能にするコンピュータ化された装置である。現代のほとんどのＡＴＭでは、顧客は、磁気ストライプを有するプラスチック製ＡＴＭカード、または固有のカード番号と有効期限などのいくつかの機密保護情報とを含むチップを備えたプラスチック製スマートカードを挿入することによって識別される。機密保護は、顧客が個人識別番号（ＰＩＮ）を入力することによって実現される。ＡＴＭを使用すると、顧客は、現金の引き出し（またはクレジットカードによるキャッシングサービス）を行うために自らの銀行口座にアクセスして、口座残高を調べることができる。ＡＴＭおよびその他の多数の用途では、このサービスへの無許可のアクセスに対する機密保護が最も重要である。ユーザのＰＩＮを含むユーザからのあらゆる入力を、無許可の人に知られないように保護しなければならない。

１つの要件は、許可されていない人が、入力されたＰＩＮの数字を検出するのが非常に困難でなければならないことである。したがって、通常、キーボードを検知するのに使用される電気信号は、不正検知グリッド（tamper-detecting grids）によって保護される。機密保護の要件は増大しているため、不正検知グリッドの感度を高めることが必要になっており、かつ覆い隠す必要のある面積が大きくなっており、そのため不正検知検出グリッドはますます高価になっている。

米国特許第１９６６９４Ｂ２号は、１つ以上の力センサを使用してスクリーン上の接触位置を求めるタッチスクリーンを開示している。

米国特許第２４１３０８号は、互いに分離した複数の位置で外周が支持されているタッチパネルを開示している。パネル上の歪みゲージが、パネルに力が加えられた位置を求めるのに用いられる信号を生成することによって、パネルにかけられた力に応答する。タッチパネルはキーパッドとして使用することができる。

米国特許第１９６６９４Ｂ２号 米国特許第２４１３０８号

本発明は、関連する入力値を各々が有している複数の異なるフィールドを表面上に有するタッチセンサ式スクリーンを備えたキーパッドシステムを提供する。複数の力センサが、スクリーンに接続され、個々の力センサ位置に配置され、接触されたスクリーンに応じて個々の力を検知し、対応する個々の力信号を生成する。力信号に基づいて、接触されているフィールドを識別する識別手段が設けられ、接触されているフィールドに関連する入力値を生成する生成手段が設けられている。導電性の力伝達可能ケーシングが、力センサと識別手段と生成手段とを封入している。

本発明のこの構成により、機械部分および機械部品のみが導電性のケーシングの外側にある一方、すべての電気部品および電子部品と関連する全ての電気信号がケーシング内に封入されることが保証され、それによって、ユーザによるキーパッドの操作に直接関係する電気信号または電磁信号がケーシングから漏洩することが無くなることが保証される。ユーザによるキーパッドの操作を表すデータは、符号化または暗号化された形態でケーシングから送信することができる。

本発明による数字キーパッドを示す図である。 図１の数字キーパッドの、線II−IIに沿う断面図である。 本発明による数字キーパッドの他の実施形態の断面図である。

以下、本発明について、一例として数字キーパッドを使用してて説明する。しかし、本発明は、英数字キーボードあるいは他のタッチセンサ式入力手段または感圧入力手段に実施することができる。

各図面は数字キーパッド１０を示している。キーパッド１０は、金属、ガラス、または、たとえば繊維補強材料のような合成材料などの堅い材料で作られた頂部プレート１１を有している。頂部プレート１１は、複数の異なるフィールドが形成された、ユーザが触れることができる表面を有している。各フィールド１２は、印刷または刻設またはその他の適切な方法によって視認可能に形成することができる。視覚障害者のために触知可能に形成することもできる。図示されている例では、それぞれ数字０〜９によって識別された１０個のフィールド１２と、それぞれ「ＯＫ」および「ＣＬＥＡＲ」によって識別された２つの他のフィールドがある。数字０〜９と「ＯＫ」および「ＣＬＥＡＲ」による識別は公知であり、たとえばＡＴＭで使用されている。数字０〜９と「ＯＫ」および「ＣＬＥＡＲ」は、それぞれのフィールドに関連する入力値である。

電子部品１４がプリント回路基板１５上に取り付けられたボックス１３が、頂部プレートの下方に位置している。圧電センサや歪みゲージなどの力センサ１６、１７が、回路基板１５上に取り付けられ、電子部品１４に接続されている。力センサ１６、１７は、ボックス１３の開口部を通って突出する支持部材１８、１９を介して、頂部プレート１１を支持している。頂部プレート１１は、頂部プレート１１上に２つの異なる方向、したがって二次元座標系を形成する３つ以上、好ましくは４つの位置で支持されている。図示されている例では、頂部プレートは、Ｘ座標およびＹ座標（Ｘ₀、Ｙ₀）、（Ｘ₁、Ｙ₀）、（Ｘ₀、Ｙ₁）、および（Ｘ₁、Ｙ₁）によって識別される、頂部プレートの４つの角の近くの４つの位置で支持されており、個々の支持部材は力センサの各々に割り当てられている。支持部材１８、１９は、それぞれＸ座標Ｘ₀とＸ₁の位置で頂部プレートを支持している。ボックス１３は、その中身を適切に保護するのに十分な機械特性を有する材料で作られており、すなわち不正開封防止ハウジング（tamper-proof housing）である。導電性の力伝達可能ケーシング２０が、電子部品１４を含む回路基板１５と、センサ１６、１７とを封入している。ケーシング２０は柔軟なシートであることが好ましい。電子部品１４は、矢印２１によって示されているようにボックス１３の外側に連結可能である。

ユーザが、座標（Ｘ、Ｙ）の点において、頂部プレート１１上のフィールド１２に接触すると、相応の力が４つの支持部材を通して４つの力センサに伝達される。４つのセンサに作用する個々の力は、接触されている点の座標に応じて決まり、力センサは、力センサに対するそれぞれの力を表す、対応する力信号を生成する。４つの信号の組に基づいて、電子部品１４は、接触されている点の位置の座標を算出し、したがって、複数のフィールド１２のうちのどれに接触されたかを識別する。電子部品１４は、接触されたフィールド１２に関連する入力値を表す電気信号を、場合によってはデジタル信号として暗号化された形式で出力する。それによって、頂部プレート１１は、ユーザが数値を入力するのに用いることができるタッチセンサ式スクリーンを含むキーパッドとして働く。

ケーシング２０は、すべての電気部品および電子部品と関連する電気信号とを封入するファラデーケージとして働く導電スクリーンを構成する。ケーシング２０は、キーパッドシステムに干渉するすべての外部ノイズに対する効果的な電磁シールドを形成し、さらに電磁信号がケーシングの外部に漏れるのを防止する。したがって、キーパッドシステムの安定性および信頼性が向上する。ケーシング２０は、力を伝達することができ、それによって、４つの支持部材からの力はケーシングを通してそれぞれの力トランスデューサに伝達される。ボックス１３の外側への電気接続２１は、場合によっては遮蔽ケーブルを使用して、ケーシング２０の適切な開口部を通した漏れ防止連結によってなされている。外部からの力信号の検出を防止するために、信号は、対応するケーシング２０内で符号化または暗号化され、それによって、符号化または暗号化された信号のみが電気接続２１を介して送信され、符号化または暗号化された信号のみがケーシング２０の外部に存在する。

図３には、本発明の他の実施形態における数字キーパッド１０が概略的に示されている。図２と同様に、力センサ１６、１７が支持部材１８、１９を介して頂部プレート１１を支持しており、各力センサは導電性の力伝達可能ケーシング２０内に封入されている。図面を簡単にするために、力センサ、支持部材、およびケーシング２０のみが示されているが、図２と同様に他の電子部品も存在する。この実施形態では、力センサ１６、１７は、互いに離して配置された個々のボックス１３に配置されており、力センサによって生成された個々の力信号は、共通の計算ユニットまたは電子部品に送信されるのが好ましい。外部からの力信号の検出を防止するために、力信号は対応するケーシング２０内で符号化または暗号化され、それによって、符号化または暗号化された信号のみがケーシングの外部に存在する。

個々のボックス内に力センサを有する図３の構成は、ボックス同士の間に空間を残しており、かつこの実施形態では、白黒またはカラーのフラットスクリーン液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの表示スクリーン３０が配置されている。頂部プレート１１は、たとえばガラス板などの透明なタッチセンサ式スクリーンであり、表示スクリーンは、頂部プレートの後方に視認可能に配置され、メッセージおよびソフトキーをユーザに表示することができる。表示スクリーン３０上の各ソフトキーは、ユーザが触れることによって作動させることができる、対応するフィールド１２を、ガラス製の頂部プレート１１上に有している。それにより、コンピュータまたは表示スクリーン３０の他のコントローラによって、フィールド１２のレイアウトを調整し変更することができる。

図２および図３のどちらの実施形態でも、キーパッドシステムは、たとえば電子部品１４に含まれている、システムに対する物理的な攻撃、またはその他の許可されていないシステムの取り扱いの試みを検出する、不正に対して反応するシステム（tamper-responsive system）である。このようなシステムは、ボックスの内部またはボックスに含まれる電気信号に無許可でアクセスする試みを検出することができ、たとえばそのような試みがあった場合に遮断される網状の導電ワイヤ（いわゆるセキュリティフォイル）を含んでいてよく、力センサから得られた信号を暗号化するのに使用される暗号化キーの消去のような適切な保護動作を開始することができる。セキュリティフォイルは、電磁放射を遮断するように働くことができ、したがって、セキュリティフォイルを（可撓性の）ケーシング２０として使用することができる。「ボックス」１３は、セキュリティフォイルなどの不正開封防止ハウジングであってもよい。システム無許可の取り扱いの試みに反応する、他の使用可能なシステムが存在する。

図２および図３のどちらの実施形態でも、キーパッドシステムは、たとえば電子部品１４に含まれている、システムに対する物理的な攻撃、またはその他の許可されていないシステムの取り扱いの試みを検出する、不正に対して反応するシステム（tamper-responsive system）である。このようなシステムは、ボックスの内部またはボックスに含まれる電気信号に無許可でアクセスする試みを検出することができ、たとえばそのような試みがあった場合に遮断される網状の導電ワイヤ（いわゆるセキュリティフォイル）を含んでいてよく、力センサから得られた信号を暗号化するのに使用される暗号化キーの消去のような適切な保護動作を開始することができる。セキュリティフォイルは、電磁放射を遮断するように働くことができ、したがって、セキュリティフォイルを（可撓性の）ケーシング２０として使用することができる。「ボックス」１３は不正開封防止ハウジングであってもよい。システム無許可の取り扱いの試みに反応する、他の使用可能なシステムが存在する。

Claims (10)

1. 関連する入力値を各々が有している複数の異なるフィールド（１２）を表面上に有するタッチセンサ式スクリーン（１１）と、
   前記スクリーン（１１）に接続され、個々の力センサ位置（Ｘ₀、Ｘ₁、Ｙ₀、Ｙ₁）に配置された複数の力センサ（１６、１７）であって、接触された前記スクリーン（１１）に応じて個々の力を検知し、対応する個々の力信号を生成する複数の力センサ（１６、１７）と、
   前記力信号に基づいて、接触されているフィールド（１２）を識別する識別手段（１４）と、
   前記接触されているフィールド（１２）に関連する前記入力値を生成する生成手段（１４）と、
   前記力センサ（１６、１７）と前記識別手段（１４）と前記生成手段（１４）とを封入する、導電性の力伝達可能ケーシング（２０）と、
   を有するキーパッドシステム。
2. ２つの力センサ（１６、１７）を有し、前記フィールド（１２）は一次元配列で配置されている、請求項１に記載のキーパッドシステム。
3. 少なくとも３つの力センサ（１６、１７）を有し、前記フィールド（１２）は二次元配列で配置されている、請求項１に記載のキーパッドシステム。
4. 前記フィールド（１２）の配列は前記タッチセンサ式スクリーン（１１）の表面上に表示される、請求項１から３のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。
5. 前記タッチセンサ式スクリーン（１１）は透明であり、ソフトキーを表示する表示スクリーン（３０）が、前記タッチセンサ式スクリーン（１１）の後方に視認可能に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。
6. 前記ケーシング（２０）は、不正開封防止ハウジングであるか、あるいは不正開封防止ハウジング（１３）内に収容されており、前記システムの許可されていない取り扱いの試みに反応する、不正に対して反応する手段（１４）を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。
7. 前記力センサ（１６、１７）は圧電センサを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。
8. 前記力センサ（１６、１７）は歪みゲージを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。
9. 前記ケーシング（２０）は柔軟なシートを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。
10. 前記力センサ（１６、１７）を封入するボックス（１３）と、前記ボックス（１３）の開口部を通って突出して前記スクリーン（１１）を支持する支持部材（１８、１９）とをさらに有する、請求項１から９のいずれか１項に記載のキーパッドシステム。

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