JP2012150696A - 生体認証カード - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、指紋による生体認証方法などにおいて問題となる、生体情報の不正コピーによるなりすまし認証を防ぐことができ、かつ小型で携帯性に優れる生体認証カードを提供することを課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するため、本発明では、少なくともカード基材と、ＩＣチップと、ＩＣチップに接続された外部通信素子と、ＩＣチップに接続された第１の入力電極及び第２の入力電極を有し、該ＩＣチップが、心電センサー機能を有することを特徴とする生体認証カードとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、個人の識別に生体情報を用いた生体認証ＩＣカードに関する。

従来、生体情報を認証手段として用いる認証用カードとして、指紋情報を読取るセンサーを備えた生体認証用のＩＣカードが知られている（特許文献１、２参照）。
しかし、指紋を用いた認証は、本人が指を怪我した場合等に認証できない、認証精度が低下するなどの問題があり、またゼラチン等を用いて指紋を複写され本人になりすましてに認証されてしまう、などの問題点があった。

一方、なりすましによる不正認証がされにくい生体認証手段として、手のひらの静脈、網膜や虹彩パターンを用いたものなどが知られている。しかし、これらは専用の機器が必要となり、カード等の携帯型の装置では、認証することができない、という問題点がある。

特開２０００−０７６４１２号 特開２００４−１６４３４７号

本発明は、上記問題に鑑み、生体情報の不正コピーによる、なりすまし認証を防ぐことができ、かつ小型で携帯性に優れる生体認証カードを提供することを課題とする。

本発明は、少なくともカード基材と、ＩＣチップと、ＩＣチップに接続された外部通信素子と、ＩＣチップに接続された第１の入力電極及び第２の入力電極を有し、該ＩＣチップが、心電センサー機能を有することを特徴とする生体認証カードとする。

また、前記外部通信素子が外部接触端子であることを特徴とする。

また、前記カード基材が長尺状であり、長辺方向における中心線を境に右領域と左領域に分けたとき、前記外部接触端子と、第１の入力電極及び第２の入力電極とが、異なる領域に配置されてなることを特徴とする。

また、前記外部通信素子がアンテナコイルであることを特徴とする。

また、さらに、基準電極を有し、該基準電極は、前記カード基材の第１の入力電極又は第２の入力電極を形成した面とは反対の面に形成されてなることを特徴とするとする。

また、前記基準電極が、平面視において、少なくとも第１の入力電極又は第２の入力電極の一部と重なるように配置されていることを特徴とする。

また、さらにＩＣに接続されたメモリーを有することを特徴とする。

本発明によれば、生体情報の不正コピーによる、なりすまし認証を防ぐことができ、かつ小型で携帯性に優れる生体認証カードとすることができる。

本発明の生体認証カードの一例を示す概略図である。 本発明の生体認証カードの一例を示す概略図である。 本発明の生体認証カードの一例を示す断面説明図である。 本発明の生体認証カードの一例を示す概略図である。 本発明の生体認証カードの一例を示す断面説明図である。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図１、２は本発明の外部通信素子として外部接触端子を用いた接触型のＩＣを用いた一具体例を示した概略図であり、図３はＡ−Ａ’における断面説明図である。
カード基材１は、３層の基材シートからなる。
基材シート１ａには、外側の面に基準電極６が形成されており、反対の面に配線７が形成され、配線７にＩＣチップ２が接続実装されており、配線７と基準電極６は導電材料が充填されたビア（貫通孔）により導通されている。なお、ＩＣチップ２は、心電センサー機能を具備している。
基材シート１ｂには、配線７が形成されていると共に、基材シート１ａに形成されている配線との導通をとるための導電材料が充填されたビア（貫通孔）が形成されている。また、基材シート１ａに実装されているＩＣチップ２の厚みを緩和するための開口が形成されている。
基材シート１ｃには、表側の面に、外部接触端子３と、第１の入力電極４及び第２の入力電極５が形成されており、それぞれ配線との導通をとるための導電材料が充填されたビア（貫通孔）が形成されている。
また、第１の入力電極４と基準電極６は、平面視において重なるように形成されている。

心電情報は、心臓の活動に伴う電位変化から得られるもので、心臓を挟む少なくとも２点間の電位差を測定する必要がある。
本発明では、第１の入力電極４及び第２の入力電極５にそれぞれ右手、左手の指を接触させることにより、心臓を挟む２点間の電位差を測定することができる。得られた電位差を用いて、ＩＣチップ又は外部端末機器で処理することにより、心電図の波形や心拍数などの情報を得ることができる。以下、心臓を挟む少なくとも２点間の電位差、当該電位差から得られる心電図、心拍数などを心電情報と称する。
心電情報は、個人に固有な生体情報であるため、個人の認証に用いることができ、また指紋のように、複製することができないため、なりすましによる不正な認証をされることがないものとなる。また、電位差を測定するための電極、演算素子があれば測定可能であり、大掛かりな装置が必要ないため、カードでも実現できるものである。

本発明に用いるカード基材は単層のものを用いてもよいし、複数の基材シートからなるものを用いてかまわない。
後述するように、電極、配線をエッチングにより形成する場合、多層配線基板の技術を用いることができる。このようなものとしてはガラスエポキシ基板があげられる。
また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、非晶質ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）などのポリエステル基材、ポリカーボネート（ＰＣ）基材、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基材、ポリエチレン（ＰＥ）基材、アクリル系基材、塩化ビニル系基材などを用いることができる。

本発明では、後述するＩＣチップ、第１の入力電極、第２の入力電極、基準電極、外部電極、アンテナコイル等を配線により接続する。
配線は、公知の技術により形成することができる。
例えば、前述のように、多層配線基板の技術を用いる場合、片面または両面に銅箔等の導電性薄膜を有するガラスエポキシ等からなる基材シートを、エッチング法により配線パターンを形成し、層間をレーザー等で形成したビア（貫通孔）を、銅等の導電性材料で内壁をメッキまたは内壁に充填することにより積層していくことができる。形成途中でＩＣチップなどの部品を実装したり、電極等との接続を行うことができる。多層配線基板とすることで、複雑な配線パターンを形成することができる。
また、ＰＥＴ等のプラスチックシートの両面に配線を形成した配線シートを用い、上下から基材シートを貼り合わせ、基材シートをザグリ（ミリング）加工により配線シートの配線が露出するように開口部を形成し、ＩＣチップや電極等を埋設配置してもよい。配線シートはアルミ薄膜や銅薄膜をエッチングによりパターン形成したものを用いてもよいし、導電性インクによる印刷パターン、巻き線コイルの配置による配線パターンを用いてもよい。
なお、配線は一般的に０．０５〜１０００μｍ程度の厚みである。

ＩＣチップ２は、心電センサー機能を有する。ここでいう心電センサー機能とは、後述する第１の入力電極、第２の入力電極を介して右手の指と左手の指の間の電位差値を得たり、得られた電位差値を保存、または演算することにより心電図、心拍数等を算出する機能である。このようなものとして、イデシア社製ＩＢＡ２００などを用いることができる。
ＩＣチップ２は、多層配線基板の技術を用いる場合、前述のように多層配線基板の形成過程で、基材シートに実装し配線と接続することができる。実装、接続は半田等を用いて行うことができる。ＩＣチップを実装した後は、樹脂製のカバーなどで覆うことができる。また、ＩＣチップに対応する位置に凹部または孔部を形成した他の基材シートを貼り合わせてもよい。
また、配線シートと上下に設けた基材シートの積層体を用いる場合、基材シートをザグリ（ミリング）加工により開口部を設け、基材シートに後述する外部接触端子と一体化されたＩＣモジュールを埋設配置し、配線シートの配線と接続してもよい。

第１の入力電極、第２の入力電極は、人体の右手の指、左手の指を接触させて、人体の心臓を挟む２点間の電位差情報をとりこむことができるようにするものである。そのため、第１の入力電極、第２の入力電極は、金属等の導電性部材で構成され、０．５ｃｍ×０．５ｃｍ〜３ｃｍ×３ｃｍ程度の大きさのものと用いることができる。
なお、第１の入力電極、第２の入力電極は人体が触れたときの電位変化を、スイッチとして機能させてもよい。
第１の入力電極、第２の入力電極は、多層配線基板の技術を用いる場合、多層配線基板の形成と同時に、最表面の基材シートを形成するときに電極形状にエッチング形成し、下層の基材シートに形成した配線とビアを介して導通を図ることができる。
また、配線シートと上下に設けた基材シートの積層体を用いる場合、基材シートをザグリ（ミリング）加工により開口部を設け、基材シートに導電性材料からなる電極を埋設配置し、配線シートの配線と接続してもよい。

接触通信式の外部接触端子を設けることで、接触式のＩＣカードリーダーによる外部との心電情報のやりとりをすることができる。
例えば生体認証カードで取得した電位差値を、接触式のＩＣカードリーダーにより外部接触端子から読取り、外部端末で処理することにより心電図等を得たり、さらには診断、結果の保存を行うことができる。また、生体認証カードで電位差値を心電図等に変換したり、さらには診断した結果を接触式のＩＣカードリーダーにより外部接触端子から読取り、外部端末で記録存してもよい。
なお、電位差値の取得等は、後述する電池による電力により行っても良いし、接触式のＩＣカードリーダーに差し込みながら電力供給を受けて行ってもよい。
外部端末には予め参照用の心電図等を記録しておき、得られた心電情報と比較することで、診断することができる。

接触通信式の外部接触端子は、ＪＩＳ Ｘ６３０３によって位置が規定されている。外部接触端子の位置は、カードを外部接触端子が見えるように置いた時に、長辺方向の中心線より左側の領域にある。そこで、第１の入力電極、第２の入力電極を、カードを外部接触端子が見えるように置いた時に長辺方向の中心線より右側の領域（外部接触端子が配置されている領域とは反対側の領域）に配置することで、接触式のＩＣカードリーダーに差し込みながら心電情報を測定することが可能となる。

また、本発明では、基準電極を設けてもよい。基準電極は、カード基材の一方の面に設けられている第１の入力電極又は第２の入力電極のどちらかの電極に対し、カード基材の反対側の面に形成する。このようにすることで、右手又は左手の、親指と、人差し指、中指、薬指または小指で基準電極と第１の入力電極又は第２の入力電極を挟んだ時に、親指と、人差し指、中指、薬指または小指との間に電位が発生し、それをスイッチとして用いることができる。
また、基準電極を用いることで、人体の心臓を挟む２点間の電位差情報を、いわゆる差動入力方式で測定することができる。すなわち、基準電極と入力電極のうち、人体の心臓を挟む２点間（例えば右手又は左手の指と、左手又は右手の指の間）の電極の電位差から、人体の心臓を挟まない２点間（例えば右手の指と指の間、又は左手の指と指の間）の電極の電位差の差分をとることで、ノイズの影響を受けない人体の心臓を挟む２点間の電位差の測定ができる。

前述のように、第１の入力電極、第２の入力電極は人体が触れたときの電位変化をスイッチ機能として用いてもよいが、基準電極と入力電極の電位変化によりスイッチ機能として用いた方が好ましい。基準電極を用いると、人体を通る電気の通過距離が短くでき、電位変化が顕著となるので、オンオフの基準値が設定しやすくなるためである。また、心電情報測定用の第１の入力電極、第２の入力電極にスイッチ機能を持たせる場合、起動後に同じ第１の入力電極、第２の入力電極を用いて電位差値を取得するため、プログラムが複雑となるが、オンオフ用の基準電極を別に設けることでプログラムの簡略化を図ることができる。

基準電極は、平面視において、第１の入力電極又は第２の入力電極と少なくとも一部重なるように配置されていることが好ましい。具体的には平面視において、各々の面積の５０％以上、さらには８０％以上が重なっていることが好ましい。
このような位置関係であれば、親指と、人差し指、中指、薬指または小指で挟みやすいものとなる。

オンオフのスイッチは、電極間の電気抵抗値が一定以下になった時にＩＣチップを起動、一定以上に戻った時にＩＣチップを停止することができる。具体的には例えば電極間の電気抵抗値が２．５Ωより小さくなった場合にＩＣチップを起動し、３．５Ω以上になった時にＩＣチップを停止することができる。

また、本発明ではさらにメモリを設けてもよい。メモリ内に参照用の心電情報を記録しておき、診断することや、診断結果を保存することが可能である。メモリ内の参照用心電情報は更新も可能である。
また、ＩＣチップ内のメモリ領域に参照用の心電情報を記録したり、診断結果を保存しておくことも可能である。

また、さらに電池、蓄電池または太陽電池を設けてもよい。電池を有することで、外部通信素子を作用させていない状態でも電位差値を測定したり演算することが可能となる。
さらに液晶素子、エレクトロルミネッセンス素子、電子ペーパー素子など表示部を設けて心電情報や診断結果を表示してもよい。

図４は本発明の外部通信素子としてアンテナコイルを用いた非接触型のＩＣを用いた他の一具体例を示した概略図であり、図５はＡ−Ｂ’における断面説明図である。
カード基材１は、３層の基材シートからなる。
基材シート１ａには、外側の面にスイッチ電極６が形成されており、反対の面に配線７、アンテナコイル８が形成され、ＩＣチップ２がアンテナコイル８に接続実装されているとともに配線７に接続されている。また、配線７と基準電極６は導電材料が充填されたビア（貫通孔）により導通されている。なお、ＩＣチップ２は、心電センサー機能を具備している。
基材シート１ｂには、配線７が形成されていると共に、基材シート１ａに形成されている配線との導通をとるための導電材料が充填されたビア（貫通孔）が形成されている。また、基材シート１ａに実装されているＩＣチップ２の厚みを緩和するための開口が形成されている。
基材シート１ｃには、表側の面に、第１の入力電極４及び第２の入力電極５が形成されており、それぞれ配線との導通をとるための導電材料が充填されたビア（貫通孔）が形成されている。
また、第１の入力電極４と基準電極６は、平面視において重なるように形成されている。

アンテナコイル８を設けることで、非接触式のＩＣカードリーダーによる外部との心電情報のやりとりをすることができる。
例えば生体認証カードで取得した電位差値を、非接触式のＩＣカードリーダーにより外部接触端子から読取り、外部端末で処理することにより心電図等を得たり、さらには診断、結果の保存を行うことができる。また、生体認証カードで電位差値を心電図等に変換したり、さらには診断した結果を非接触式のＩＣカードリーダーにより外部接触端子から読取り、外部端末で記録存してもよい。
なお、電位差値の取得等は、後述する電池による電力により行っても良いし、非接触式のＩＣカードリーダーと交信しながら電力の供給を受けて行ってもよい。
外部端末には予め参照用の心電図等を記録しておき、得られた心電情報と比較することで、診断することができる。

アンテナコイル８は、多層配線基板の技術を用いる場合、前述のように多層配線基板の形成過程で、配線７と共に形成することができる。
また、アルミ薄膜や銅薄膜を形成した基材（基材シート）をエッチングによりアンテナコイルパターンを形成してもよいし、基材（基材シート）に導電性インクによる印刷や、巻き線コイルの配置によりアンテナコイルパターンを形成してもよい。

また、この態様において、カード基材、第１の入力電極４、第２の入力電極５、配線７、基準電極６は上述のものと同様のものを用いることができる。

また、本発明の生体認証カードは、ＩＣチップとＩＣチップに接続された外部接触端子、アンテナコイルを有するいわゆるデュアルＩＣカードを用いてもよい。

１・・・・カード基材
１ａ・・・基材シート
１ｂ・・・基材シート
１ｃ・・・基材シート
２・・・・ＩＣチップ
３・・・・外部接触端子
４・・・・第１の入力電極
５・・・・第２の入力電極
６・・・・基準電極
７・・・・配線
８・・・・アンテナコイル

Claims (7)

1. 少なくともカード基材と、ＩＣチップと、ＩＣチップに接続された外部通信素子と、ＩＣチップに接続された第１の入力電極及び第２の入力電極を有し、
   該ＩＣチップが、心電センサー機能を有することを特徴とする生体認証カード。
2. 前記外部通信素子が外部接触端子であることを特徴とする請求項１記載の生体認証カード。
3. 前記カード基材が長尺状であり、
   長辺方向における中心線を境に右領域と左領域に分けたとき、前記外部接触端子と、第１の入力電極及び第２の入力電極とが、異なる領域に配置されてなることを特徴とする請求項２記載の生体認証カード。
4. 前記外部通信素子がアンテナコイルであることを特徴とする請求項１記載の生体認証カード。
5. さらに、基準電極を有し、
   該基準電極は、前記カード基材の第１の入力電極又は第２の入力電極を形成した面とは反対の面に形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の生体認証カード。
6. 前記基準電極が、平面視において、少なくとも第１の入力電極又は第２の入力電極の一部と重なるように配置されていることを特徴とする請求項５記載の生体認証カード。
7. さらにＩＣに接続されたメモリーを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の生体認証カード。

Images