JP2020063574A - 認証システム - Google Patents

Abstract

【課題】利便性を確保しつつ防犯性を向上可能にした認証システムを提供する。【解決手段】認証システム１は、セキュリティ装置２と端末３との間で無線通信により認証を行う。認証システム１は、操作部に対するユーザの操作を検出するとともにユーザの生体情報を検出する生体情報検出部３１の検出信号を用いてユーザ操作を判定する操作判定部３２と、無線通信による認証結果と操作判定部３２の判定結果を基にドアロック機構１２を制御する制御部１０と、ユーザ操作の判定形式を規定条件に従って切り替えるモード切替部３３とを備える。モード切替部３３は、第１判定形式と第２判定形式との間で判定形式を切り替える。操作判定部３２は、第１判定形式では、タッチ操作の有無に基づいてユーザ操作の判定を行い、第２判定形式では、生体情報Ｄｂを用いた生体認証に基づいてユーザ操作の判定を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、端末とその通信相手との間で無線通信により認証を行う認証システムに関する。

従来、例えば住宅の玄関ドアにおいて、ユーザに所持される端末と住宅側に搭載される通信機との間の無線通信を通じて玄関ドアの施解錠の制御を行う認証システムが知られている。認証システムとしては、通信機からの送信電波に端末が自動で応答して無線通信によりＩＤ照合（スマート照合）を行うスマート照合システムが周知である。

ところで、この種のスマート照合システムにおいては、ユーザの意志によらないところでＩＤ照合の不正成立を謀る行為として、中継器を使用した不正行為がある。これは、例えば端末が通信機から遠い場所に位置する場合に、この端末を中継器によって通信機と繋いで電波を中継し、これら２者間のスマート照合を不正に成立させる行為である。

特許文献１には、玄関ドアを操作するユーザの指紋を照合することにより認証を行う技術が開示されている。指紋認証では、指紋センサで検出した指紋情報が登録されたものと一致するか否かを判定して認証が行われる。この技術は、スマート照合システムに適用して、スマート照合及び指紋認証の両方をユーザに課す態様とした場合、不正使用に対する防犯性を向上することができる。

特開２００２−３４９１００号公報

しかし、この種の指紋認証では、指紋センサに正しい指紋情報を読み取らせるために、指紋センサに指をしっかり当てるなど画一的な操作が必要となる。そのため、スマート照合及び指紋認証を併用した場合、ユーザにとって利便性が悪くなってしまうという背反の問題があった。

本発明の目的は、利便性及び防犯性の両立を可能にした認証システムを提供することにある。

上記課題を解決するための認証システムは、端末とその通信相手との間で無線通信により認証を行う認証システムであって、前記端末側及び前記通信相手側のうち少なくとも一方に設けられた操作部に対するユーザの操作を検出する検出部の検出信号を基にユーザ操作を判定する操作判定部と、前記認証の認証結果及び前記操作判定部の判定結果のうち少なくとも前記判定結果を基に、前記通信相手側に設けられた機器の作動を制御する制御部と、前記操作判定部による前記ユーザ操作の判定形式を規定条件に従って切り替えるモード切替部と、を備える。

本発明の認証システムは、利便性及び防犯性の両立を可能にする。

認証システムの構成を示すブロック図。 ドアハンドルに設けられた生体情報検出部を示す図。 第１判定形式における認証の流れを示すフロー図。 第２判定形式における認証の流れを示すフロー図。 第１判定形式と第２判定形式との切り替えを示す図。

本発明の認証システムの一実施形態である住宅の玄関ドアの認証システムを、図１〜４に従って説明する。
図１に示すように、認証システム１は、住宅側に設けられる通信相手としてのセキュリティ装置２と、ユーザに所持される端末３とを備える。本例の認証システム１は、セキュリティ装置２からの通信を契機に狭域無線（通信距離が数ｍ）によってＩＤ照合を実行するスマート照合システムである。なお、以降は、スマート照合システムによるＩＤ照合を「スマート照合」と記し、その通信を「スマート通信」と記す。

セキュリティ装置２は、ＩＤ照合を行う制御部１０を備えている。制御部１０のメモリ１１には、セキュリティ装置２に登録された端末３の電子キーＩＤが書き込み保存されている。制御部１０は、例えば玄関ドア等のドア４を施解錠するメカ部分としてのドアロック機構１２の作動を制御する。ドアロック機構１２は、作動することでドア４を施錠している状態であるロック状態と、ドア４を解錠している状態であるアンロック状態との間の切り替えが可能になっている。

セキュリティ装置２は、電波を送信する送信機１３と、電波を受信する受信機１４とを備える。送信機１３は、例えばＬＦ（Low Frequency）帯の電波を送信する。受信機１４は、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電波を受信する。

端末３は、端末３の動作を制御するキー制御部２０を備える。また、端末３は、電波を送信する送信部２１と、電波を受信する受信部２２とを備える。キー制御部２０のメモリ２３には、端末３が有する固有のＩＤである電子キーＩＤが書き込み保存されている。送信部２１は、例えばＵＨＦ帯の電波を送信する。受信部２２は、例えばＬＦ帯の電波を受信する。

セキュリティ装置２の制御部１０は、端末３を探索すべく探索信号（所謂ウェイク信号）を送信機１３から定期的にＬＦ送信させる。キー制御部２０は、受信部２２を介して探索信号を受信すると、それに対する応答信号（所謂アック信号）を送信部２１より送信する。制御部１０が受信機１４を介して応答信号を受信すると、セキュリティ装置２及び端末３の間の通信（スマート通信）が確立する。制御部１０は、スマート通信が確立すると、スマート照合を開始する。なお、スマート照合には、電子キーＩＤを認証する電子キーＩＤ照合と暗号鍵を使用したチャレンジレスポンス認証とが含まれることが好ましい。制御部１０は、送信機１３の送信電波に対する端末３の応答を受信し、端末３との間でスマート照合の全てが成立する場合に、スマート照合が成立されたとみなす。

図２に示すように、ドア４には、操作部としてのドアハンドル３０が設けられている。認証システム１は、ドアハンドル３０に対するユーザの操作を検出するとともに生体情報Ｄｂを検出する生体情報検出部３１を備える。生体情報検出部３１は、制御部１０と電気的に接続されている。本例の生体情報検出部３１は、ドアハンドル３０において、ユーザがドアハンドル３０を操作するときにタッチ操作される位置に配置される。具体的には、生体情報検出部３１は、ドア４を開けようとするユーザがドアハンドル３０を握ったとき、ユーザの握った手の指がタッチ可能な位置に設けられている。

生体情報検出部３１は、例えば静電容量式の指紋センサである。静電容量式の生体情報検出部３１は、センサ面においてタッチ有りの箇所が早く放電するとともにタッチ無しの箇所が緩やかに放電する現象をとり、その電圧差から指の凹凸（指紋画像）を検出する。このように、生体情報検出部３１は、タッチ操作の有無だけでなく生体情報Ｄｂも検出可能になっている。

図１に戻り、認証システム１は、生体情報検出部３１の検出信号を基にユーザ操作の判定を行う操作判定部３２を備える。また、認証システム１は、操作判定部３２によるユーザ操作の判定形式を規定条件に従って切り替えるモード切替部３３を備える。本例の操作判定部３２及びモード切替部３３は、制御部１０に設けられている。なお、モード切替部３３がユーザ操作の判定形式を切り替える規定条件としては、ドア４の状態、ドアロック機構１２の作動からの経過時間、生体情報検出部３１の検出信号、及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。

モード切替部３３は、規定条件に従って、「通常モード」と「警戒モード」との２つのモードのいずれかを選択する。操作判定部３２は、モード切替部３３の選択しているモードに従い、判定形式を判定レベル高低が互いに異なる第１判定形式と第２判定形式との間で切り替えられる。モード切替部３３は、通常モードを選択している場合、操作判定部３２の判定形式を第１判定形式に切り替える。一方、モード切替部３３は、警戒モードを選択している場合、操作判定部３２の判定形式を第２判定形式に切り替える。操作判定部３２は、選択された判定形式に従ってユーザ操作の判定を行う。操作判定部３２は、第１判定形式が選択されている場合、タッチ操作の有無に基づいてユーザ操作の判定を行う。操作判定部３２は、第２判定形式が選択されている場合、生体情報Ｄｂを用いた生体認証に基づいてユーザ操作の判定を行う。このように、第１判定形式より第２判定形式の方が、判定レベルが高い。制御部１０は、ＩＤ照合（スマート照合）が成立し、且つ操作判定部３２によるユーザ操作の判定が成立している場合、ドアロック機構１２の作動を許可する。

ここで、まず図３を用いて、モード切替部３３が通常モードで第１判定形式が選択されている場合に、ドア４が施錠されている状態から解錠されるときの認証の流れについて述べる。

図３に示すように、ステップＳ１０１では、制御部１０は、セキュリティ装置２と端末３との間でスマート照合が成立しているかどうかを判定する。制御部１０は、スマート照合が成立している場合、ステップＳ１０２に移行する。一方、制御部１０は、スマート照合が成立していない場合、処理を終了し、ドアロック機構１２の作動を許可しない。

ステップＳ１０２では、操作判定部３２は、タッチ操作の有無に基づいてユーザ操作の判定を行う。本例の操作判定部３２は、ＩＤ照合が成立してから一定時間内に生体情報検出部３１にタッチ操作があったか否かを判定する。操作判定部３２は、生体情報検出部３１の検出信号に基づきタッチ操作有りと判定した場合、ユーザ操作を成立と判定する。制御部１０は、ユーザ操作が成立している場合、すなわちタッチ操作を検出した場合、ステップＳ１０３へ移行する。一方、制御部１０は、ユーザ操作が成立していない場合、すなわちタッチ操作を検出しない場合、処理を終了し、ドアロック機構１２の作動を許可しない。

ステップＳ１０３では、制御部１０は、ドアロック機構１２の作動を許可する。これにより、ドアロック機構１２は、ロック状態からアンロック状態へ切り替わり、ドア４が解錠される。

続いて、図４を用いて、モード切替部３３が警戒モードで第２判定形式が選択されている場合に、ドア４が施錠されている状態から解錠されるときの認証の流れについて述べる。

図４に示すように、ステップＳ２０１では、制御部１０は、セキュリティ装置２と端末３との間でスマート照合が成立したかどうかを判定する。
ステップＳ２０２では、スマート照合が成立している場合、操作判定部３２は、生体情報Ｄｂを用いた生体認証に基づきユーザ操作の判定を行う。操作判定部３２は、生体情報検出部３１から出力された生体情報Ｄｂがメモリ１１に登録された生体情報Ｄｂと一致する場合に、ユーザ操作を成立と判定する。制御部１０は、ユーザ操作が成立している場合、ステップＳ２０３へ移行する。

ステップＳ２０３では、制御部１０は、ドアロック機構１２の作動を許可する。
次に、本実施形態の認証システム１の作用及び効果について、図５に従って説明する。すなわち、モード切替部３３による判定形式の切り替えについて説明する。第１判定形式（通常モード）から第２判定形式（警戒モード）への切り替えは、以下のようにして行われる。

図５に示すように、ドアロック機構１２がアンロック状態のとき、ＩＤ照合が成立していることを前提に、生体情報検出部３１がタッチ操作されると、制御部１０は、ドアロック機構１２をアンロック状態からロック状態へ作動させる。モード切替部３３は、ドアロック機構１２がロック状態へ作動してからの経過時間を計測する。ここで、モード切替部３３は、ドアロック機構１２が作動してから所定の時間内に生体情報検出部３１が再度タッチ操作された場合、通常モードから警戒モードに切り替える、すなわちユーザ操作の判定形式を第１判定形式から第２判定形式へ切り替える。

また、第２判定形式（警戒モード）から第１判定形式（通常モード）への切り替えは、以下のようにして行われる。
ドアロック機構がロック状態のとき、ＩＤ照合が成立していることを前提に、生体認証が成立した場合、制御部１０は、ドアロック機構１２をアンロック状態へ移行させる。また、モード切替部３３は、ドアロック機構１２がロック状態からアンロック状態へ切り替わると、警戒モードから通常モードに切り替える、すなわちユーザ操作の判定形式を第２判定形式から第１判定形式へ切り替える。

上記のように、ドアロック機構１２のアンロック状態からロック状態への切り替えは必ず第１判定形式で実行される。また、ロック状態へ切り替えたときには、判定形式がそのまま判定レベルの低い第１判定形式であるため、利便性が確保される。また、第２判定形式への切り替えは、ユーザの操作に従って実行される。そのため、判定形式を切り替えるにあたってユーザの意思を反映し易い。これは、利便性を確保しつつ防犯性を向上するのに寄与する。

また、第１判定形式が選択されている場合、操作判定部３２は、タッチ操作の有無に基づきユーザ操作の判定を行う。そのため、第１判定形式では、生体情報検出部３１に指をしっかり当てるなど画一的な操作が不要である。また、生体情報検出部３１は、ドアハンドル３０を操作するときにユーザの指がタッチする位置に設けられているので、ユーザにとってはドアハンドル３０を操作する動作のみでドア４の解錠動作を行うことができる。したがって、ユーザの利便性を確保することができる。

また、第２判定形式が選択されている場合、操作判定部３２は、生体情報Ｄｂを用いた生体認証に基づきユーザ操作の判定を行う。そのため、例えばスマート照合を不正に成立させようとする不正行為が行われたとしても、生体認証が成立しないので、ドア４は、解錠しない。したがって、認証システム１の防犯性を向上させることができる。

このように、本例の場合、認証システム１は、ユーザ操作の判定形式を、利便性を確保した第１判定形式と防犯性を向上させた第２判定形式との間で切り替えることができる。そのため、利便性及び防犯性の両立が可能となる。

本例では、ドアハンドル３０に対するユーザの操作を検出する生体情報検出部３１の検出信号を基にユーザ操作を判定する操作判定部３２と、ユーザ操作の判定結果を基にドアロック機構１２の作動を制御する制御部１０と、操作判定部３２の判定形式を規定条件に従って切り替えるモード切替部３３とを備えた。この構成によれば、ユーザ操作の判定形式を判定レベルの異なる形式に切り替えることで、利便性を重視する状況と防犯性を重視する状況とのそれぞれに合わせることができる。したがって、利便性及び防犯性の両立が可能となる。

本例では、生体情報Ｄｂを検出する生体情報検出部３１を備える構成とした。この構成によれば、防犯性を重視してユーザ操作の判定レベルを厳格化する場合、生体情報Ｄｂを用いた生体認証を適用することができる。これは、防犯性の向上に寄与する。

本例では、モード切替部３３は、ユーザ操作の判定形式を判定レベル高低が互いに異なる第１判定形式と第２判定形式との間で切り替える。また、操作判定部３２は、第１判定形式が選択されている場合、タッチ操作の有無に基づいてユーザ操作の判定を行い、第２判定形式が選択されている場合、生体情報Ｄｂを用いた生体認証に基づいてユーザ操作の判定を行う構成とした。この構成によれば、第１判定形式では、利便性が確保でき、第２判定形式では、防犯性が向上できる。ユーザ操作の判定形式をこれら２つの判定形式の間で切り替えることで、ユーザの利便性の確保と防犯性とを両立することが可能となる。

本例では、生体情報検出部３１は、ドアハンドル３０において、ユーザがドアハンドル３０を操作するときにタッチ操作される位置に配置される構成とした。この構成によれば、ユーザの操作の有無に基づいてユーザ操作の判定を行う場合、ユーザにとって簡単なタッチ操作によって判定できる。これは、ユーザの利便性が高いため、利便性の確保に寄与する。

本例では、ドアロック機構１２は、作動によりアンロック状態及びロック状態の２状態の間で切り替わる。そして、モード切替部３３は、第１判定形式を選択しているとき、規定条件として、ドアロック機構１２がアンロック状態からロック状態に切り替わってから所定時間内に生体情報検出部３１がタッチ操作された場合に、第２判定形式へ切り替える。また、モード切替部３３は、第２判定形式を選択しているとき、規定条件として、ドアロック機構１２がロック状態からアンロック状態に切り替わった場合に、第１判定形式へ切り替える構成とした。この構成によれば、ドアロック機構１２がロック状態へと切り替わったときには、判定形式が第１判定形式であり、利便性が確保される。また、第２判定形式への切り替えは、ユーザの操作に従って実行される。そのため、判定形式を切り替えるにあたってユーザの意思を反映し易い。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態において、操作判定部３２及びモード切替部３３は、生体情報検出部３１に設けられてもよい。すなわち、生体情報検出部３１を操作判定部３２及びモード切替部３３を含むユニットとしてもよい。また、操作判定部３２は、制御部１０及び生体情報検出部３１の両方に設けられていてもよい。

・本実施形態において、生体情報検出部３１の配置位置は、本実施形態に限定されない。例えば、ドアハンドル３０においてドアハンドル３０を操作するユーザの手の掌がタッチする位置に配置されてもよいし、ドアハンドル３０以外に設けられてもよい。ただし、ドアハンドル３０を操作するユーザによってタッチ操作される位置に配置されることで、ユーザの利便性の確保に有利である。

・本実施形態において、検出部は、端末３に設けられていてもよい。
・本実施形態において、生体情報を用いた生体認証は、指紋認証に限定されず、静脈認証や掌形認証でもよい。

・本実施形態において、ユーザ操作の判定形式は、本例の第１判定形式及び第２判定形式に限定されない。例えば、生体認証においてひとつの判定対象（指紋、静脈、掌形など）によって認証を行う判定形式と、複数の判定対象を組み合わせて認証を行う判定形式との間で切り替えるのでもよい。ただし、第１判定形式ではタッチ操作の有無に基づき判定することで利便性が高く、第２判定形式では生体認証に基づいて判定することで防犯性が高い。また、切り替えられるユーザ操作の判定形式は、２つに限定されず、複数であればいくつでもよい。

・本実施形態において、検出部は、生体情報Ｄｂを検出しなくてもよく、少なくとも操作部に対するユーザの操作を検出できればよい。
・本実施形態において、生体情報検出部３１は、ひとつのセンサで生体情報Ｄｂと操作部の操作との両方を検出できなくてもよく、生体情報Ｄｂの検出と、ユーザの操作の有無の検出とで別々の検出部が設けられてもよい。ただし、ひとつの生体情報検出部３１で生体情報Ｄｂ及び操作部の操作の有無の両方を検出することで、部品点数の増加を抑制できる。

・本実施形態において、生体情報検出部３１が検出する操作部の操作はタッチ操作に限定されない。例えば、ドアハンドル３０を押す、又は引く動作であってもよい。
・本実施形態において、操作部はドアハンドル３０に限定されず、押圧式のスイッチなどでもよい。

・本実施形態において、モード切替部３３がユーザ操作の判定形式を切り替えるための規定条件は、特に限定されない。例えば、ドア４の状態、ドアロック機構１２の作動からの経過時間、生体情報検出部３１の検出信号、及びこれらの組み合わせなどであってもよい。

・本実施形態において、判定形式の切り替えの条件に生体情報Ｄｂを用いた生体認証が適用されてもよい。さらに、この場合に、第２判定形式でのユーザ操作の判定方法を、第１判定形式から第２判定形式への切り替え時と同じ生体情報Ｄｂによる生体認証の成立としてもよい。これは、判定レベルをさらに厳格化することができ、防犯性の向上に有利である。

・本実施形態において、モード切替部３３が第２判定形式を選択している場合、生体認証が必要な旨をユーザに報知する機能を備えてもよい。例えば、モード切替部３３が第２判定形式を選択している場合、生体情報検出部３１の回りに設けられたＬＥＤランプが点るようにしてもよいし、生体認証が必要な旨を音声で知らせるスピーカが設けられていてもよい。

・本実施形態において、第２判定形式が選択されている状況下で、不正操作があった場合に、警報を発する機能を備えてもよい。不正操作とは、例えば、認証が不成立にも拘らずドア４が解錠されたり、開けられたりすることが挙げられる。これは、防犯性の向上に寄与する。

・本実施形態において、モード切替部３３が警戒モードを選択している場合、制御部１０は、生体認証の成立のみに基づき、ドアロック機構１２の作動を許可してもよい。
・本実施形態において、モード切替部３３によって通常モードが選択されているときと警戒モードが選択されているときとで、生体情報検出部３１がタッチ検出と指紋検出との２つの機能を切り替えてもよい。すなわち、生体情報検出部３１は、通常モードが選択されているときは、タッチ操作の有無に基づく信号を出力し、警戒モードが選択されているときは、生体情報Ｄｂを含む信号を出力するようにしてもよい。

・本実施形態において、スマート照合は、セキュリティ装置２から定期送信されるＬＦ電波を端末３が受信した場合に端末３が電子キーＩＤをＵＨＦ送信して照合させる態様に限定されない。要は、端末３の正否を無線通信により確認できる態様であればよいし、無線通信の帯域も適宜変更してもよい。

・本実施形態において、端末３は、特に限定されず、電子キーでもよいし、高機能携帯電話でもよい。
・本実施形態において、認証システム１の制御対象は住宅の玄関ドアに限定されず、例えば車両のドアなど、他の機器や装置に変更可能である。また、機器のロック状態及びアンロック状態は、ドア等の施解錠の状態に限定されない。ロック状態とは、機器の使用を制限又は禁止している状態であり、アンロック状態とは、ロック状態を解除している状態を意味する。

１…認証システム、２…セキュリティ装置、３…端末、４…ドア、１０…制御部、１１…メモリ、１２…ドアロック機構、１３…送信機、１４…受信機、２０…キー制御部、２１…送信部、２２…受信部、２３…メモリ、３１…生体情報検出部、３２…操作判定部、３３…モード切替部。

Claims (4)

1. 端末とその通信相手との間で無線通信により認証を行う認証システムであって、
   前記端末側及び前記通信相手側のうち少なくとも一方に設けられた操作部に対するユーザの操作を検出する検出部の検出信号を基にユーザ操作を判定する操作判定部と、
   前記認証の認証結果及び前記操作判定部の判定結果のうち少なくとも前記判定結果を基に、前記通信相手側に設けられた機器の作動を制御する制御部と、
   前記操作判定部による前記ユーザ操作の判定形式を規定条件に従って切り替えるモード切替部と、を備える認証システム。
2. 前記検出部は、生体情報を検出する生体情報検出部である
   請求項１に記載の認証システム。
3. 前記モード切替部は、前記操作判定部の前記判定形式を、判定レベル高低が互いに異なる第１判定形式と第２判定形式との間で切り替え、
   前記操作判定部は、前記第１判定形式が選択されている場合、前記操作の有無に基づいて前記ユーザ操作の判定を行い、前記第２判定形式が選択されている場合、前記生体情報を用いた生体認証に基づいて前記ユーザ操作の判定を行う
   請求項２に記載の認証システム。
4. 前記機器は、作動によりアンロック状態及びロック状態の２状態の間で切り替わり、
   前記モード切替部は、前記判定形式が低レベルの状況で、前記規定条件として、前記機器が前記アンロック状態から前記ロック状態へと切り替わってから所定時間内に前記検出部が前記操作を検出した場合に、前記判定形式を高レベルへ切り替え、前記判定形式が高レベルの状況で、前記規定条件として、前記機器が前記ロック状態から前記アンロック状態へ切り替わった場合に、前記判定形式を低レベルへ切り替える
   請求項１から３のうちいずれか一項に記載の認証システム。