JP3151668U - 家電製品用の指紋認証スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】指紋認証の結果を視覚的に容易に確認できる、家電製品用の指紋認証スイッチを提供する。【解決手段】指紋認証スイッチのスイッチ筐体１は、矩形状の板状体であって、スイッチ筐体１の任意の面に設けられた操作部２と開口部３、さらに、操作部２と同一面に設けられた画像表示部４を有する。操作部２は指紋認証機構を有しており、開口部３に接触した指の指紋を識別して個人を識別する。そして、識別した指紋が、あらかじめ登録されていた指紋と同一であると判定されたときのみ、指紋の持ち主にスイッチの入力状態を切り替える権限を与える。画像表示部４は、指紋認証機構によって認識された個人の情報を表示する。また、指紋認証スイッチは家電製品のスイッチ部にはめ込み可能な形態をしている。【選択図】図１

Description

本考案は、家電製品用の指紋認証スイッチに関する。

コンピュータ内における秘密情報の管理や、秘密情報を保管している場所への入退室管理などにおいては、情報漏えいを防止するためにアクセス制限を行うことが重要であり、電力スイッチの切り替え、または実行途中における、システムセキュリティを設定する必要がある。従来は、ユーザー名すなわちＩＤと、パスワードの組み合わせを用いることが多かった。しかし、このシステムではパスワードを他人に盗まれてしまう危険性や、パスワードを忘れてアクセスできなくなる危険性がある。また、代わりにＩＤカードを用いる方法もあるが、カードを紛失しアクセスできなくなったり、他人に不正使用されたりする危険性がある。

そこで、本人であることをバイオメトリクス(biometrics)認証によって判別しようという方式が開発されている。バイオメトリクス認証とは、身体的特徴によって本人確認を行なう認証方式のことであり、現在、利用件数が多いものには指紋、瞳の中の虹彩が挙げられる。たとえば、パソコンやＵＳＢフラッシュメモリに一体化された指紋センサーや、指紋認証と顔認証双方を持った個人識別装置などがあり、その一例としては特許文献１や特許文献２などを挙げられることができる。また、携帯電話用の傾動操作による多方向スイッチとしての機能を兼ねた指紋認証機構については、特許文献３に開示されている。

実用新案登録第３１２７１５０号公報 特開２００４−６２８４６号公報 特開２００５−１９７０３８号公報

しかしながら、従来の技術で述べた上記公報のいずれも、指紋認証後に指紋認証の結果を視覚的かつ容易に確認することができないため、さらなる改善の余地があった。また、特許文献３の指紋認証機能付スイッチは、携帯電話用の傾動操作による多方向スイッチであるため、複雑な多方向操作を必要とせず、単純な操作のみが必要な一般的な家電製品の電源などのＯＮ／ＯＦＦ操作に用いるスイッチの切り替えの際に指紋認証を行うためには構造が複雑すぎて、製造コストが高くなりすぎる可能性があった。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであり、指紋認証の結果を視覚的に容易に確認できる指紋認証スイッチを提供することを目的とする。また、本考案の別の目的は、複雑な多方向操作を必要とせず、単純な操作のみが必要な一般的な家電製品の電源などのＯＮ／ＯＦＦ操作に用いるスイッチの切り替えの際に指紋認証ができる、単純かつ安価に製造可能な構造の指紋認証スイッチを提供することである。

本考案によれば、指で操作される家電製品用スイッチであって、スイッチ筐体と、スイッチ筐体の任意の面に設けられており、家電製品への電力の入力状態を切替えるために指で接触するための操作部と、スイッチ筐体の表面のうち、操作部と同一面に設けられている画像表示部とを備え、操作部が、操作部に接触する指の指紋を認識して個人を識別する指紋認証機構を有している、家電製品用スイッチが提供される。

この構成によれば、指紋認証部と画像表示部が同一面に設けられているために、指紋認証後に指紋認証の結果を視覚的に容易に確認できる。また、家電製品への電力の入力状態を切替えるために指で接触するための操作部が、操作部に接触する指の指紋を認識して個人を識別する指紋認証機構を有していることによって、複雑な多方向操作を必要とせず、単純な操作のみが必要な一般的な家電製品の電源などのＯＮ／ＯＦＦ操作に用いるための機能のみを実現するための単純な構造を有するため、家電製品用の指紋認証スイッチを安価に消費者に提供できる。

本考案によれば、指紋認証部と画像表示部が同一面に設けられているために、指紋認証後に指紋認証の結果を視覚的に容易に確認できる。また、一般的な家電製品の電源などのＯＮ／ＯＦＦ操作に用いるための機能のみを実現するための単純な構造を有するため、家電製品用の指紋認証スイッチを安価に消費者に提供できる。

図１は、実施形態における家電製品用の指紋認証スイッチの構成について説明するための立体構造図である。 図２は、実施形態における家電製品用の指紋認証スイッチの、プッシュボタン形の選択ボタン５の構成について説明するための概念図である。 図３は、実施形態における家電製品用の指紋認証スイッチの内部構成について説明するための内部構造図である。 図４は、実施形態における家電製品用の指紋認証スイッチの使用態様について説明するための概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、実施形態に係る家電製品用の指紋認証スイッチの構成について説明するための立体構造図である。図１に示すように、スイッチ筐体１、操作部２、開口部３、画像表示部４、選択ボタン５、キー挿入部６を備えている。

スイッチ筐体１は、矩形状の板状体であって、スイッチ筐体１の任意の面に設けられた操作部２と開口部３、選択ボタン５、キー挿入部６、操作部２と同一面に設けられた画像表示部４を備えている。また、そのような形態であり、照明、空調器具、テレビ、リモコン、デジタルカメラ、ＤＶＤレコーダー、掃除機、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、エアコン、食洗器などの家電製品のスイッチ部にはめ込み可能であれば、制限は無くどのような形態であっても良い。

操作部２は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える部位である。その中央部分には開口部３が開設されており、この開口部３に指で接触することで操作者の指紋が認証される。この開口部３は操作部２の一部を構成するが、操作部２の上面に設置していても良いし、操作部２の上面に形成される凹部に設置されていても良い。

また、開口部３において、指紋認証および電源のＯＮ／ＯＦＦが同一の操作によって行われるための仕組みについては、特に限定するものではないが、例えば、指で接触するという単純動作で指紋が認証されるとともに、開口部３に対して指から加えられた圧力によって、操作部２全体が下方向に押し下げられ、この家電製品の電源のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる仕組みになっていてもよい。

あるいは、開口部３において、指紋認証および電源のＯＮ／ＯＦＦが同一の操作によって行われるための仕組みについては、例えば、指で接触するという単純動作で指紋が認証されるとともに、その指紋が認証されたという電子的な情報そのものがトリガーとなって電子制御的な方法によって、この家電製品の電源のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる仕組みになっていてもよい。

いずれの仕組みを採用するにしても、指紋認証および電源のＯＮ／ＯＦＦが同一の操作によって行われることは、家電製品のスイッチとして使用した場合に、利便性およびセキュリティを同時に高めることになる。例えば、手で荷物を持った状態や歩行中など様々な場面においても、あらかじめ登録したユーザーのみが、容易に、かつ正確にスイッチの切り替えが可能である。

このように、操作部２は指紋認証機構を有しており、開口部３に接触した指の指紋を識別して個人（指紋の持ち主）を識別する。なお、指紋認証とは、指紋を使って個人を識別する認証方式のことである。指紋は年月を経ても変化しないという特徴があるため、複製が極めて困難で、指紋認証は個人を識別する優れた方法である。

選択ボタン５は、文字の入力や、指紋認証スイッチで使用する指紋データなどのデータを選択する際に、それらの情報を指で入力するために使用する部位である。形状は特に限定しないが、例えば、プッシュボタン形、タッチパネル式のディスプレイであっても良い。

プッシュボタン形であれば、選択ボタン５を指で押すことで情報を入力する。例えば、図２に示すように、上ボタン７、下ボタン８、右ボタン９、左ボタン１０、決定ボタン１１のボタンから構成されていても良い。また、タッチパネル式のディスプレイであれば、選択ボタン５を指で触れることで情報を入力する。

キー挿入部６は、鍵穴形であって、キー挿入部６にぴったり合った形状の鍵を挿入し回転することで、指紋認証による電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替え機能を停止、またはすでに停止している場合には起動させる部位である。上記鍵を用いることで、指紋の個人差とは関係なく、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようになる。例えば、家電製品のスイッチとして使用した場合に、指紋認証に不具合が発生した場合などにも、上記鍵を用いることでスイッチの切り替えが可能になる。また、家電製品のスイッチの管理者以外の個人（例えば来客者など）がスイッチの切り替えをする必要がある場合にも、上記鍵を用いることでスイッチの切り替えが可能になる。

図３は、実施形態における、家電製品用の指紋認証スイッチの内部構成について説明するための内部構造図である。指紋認証機構１２は、指紋読取ユニット１００と、指紋データ格納ユニット１０１と、指紋判定部１０２を内蔵している。また、上記内部構成は、画像データ生成部１０３、文字データ識別ユニット１０４、キー認識ユニット１０５、パスワード記憶ユニット１０６を含んでいる。

指紋読取ユニット１００は、開口部３に接触する指の指紋データを読み取るセンサー部位である。開口部３に接触する指は両手のどの指でも良いが、家電製品のスイッチとして使用した場合には、人差し指または親指が接触することが好ましい。また、接触する際の指の角度に特に制限は無いが、スイッチを押す動作が簡便に行えるため、順方向から接触することが好ましい。さらに、接触時の押圧に特に制限は無く、個人の指紋を識別可能な範囲で、指が開口部３に触れていれば良い。

また、上記の指紋読取ユニット１００における指紋データの読み取り方式としては、例えば、光学式、静電容量式、電界強度測定方式、感圧式、感熱式などが挙げられるが、それらのいずれを選択しても良い。一般に、光学式では、指紋の凹凸に応じて光の反射方向が異なるため、その反射光を検知することで指紋が識別可能になる。静電容量式では、指とセンサーの距離に応じてセンサーの電極が保持する電荷量が異なるため、その電荷量を検知することで指紋が識別可能になる。電界強度測定方式では、指とセンサー内部の電極に交流電流をかけると、指紋の凹凸に応じて電解強度が異なるため、その電解強度を検知することで指紋が識別可能になる。感圧式では、指紋の凹凸に応じてセンサーへの圧力が異なるため、その圧力を検知することで指紋が識別可能になる。感熱式では、指紋の凹部（空気部分）と凸部（皮膚部分）に応じて温度が異なるため、その温度を検知することで指紋が識別可能になる。

指紋データ格納ユニット１０１は、上記の指紋読取ユニット１００で読み取った指紋データを格納する部位である。また、格納した指紋データを識別し、個人ごとに異なる指紋データとして保存できる。

指紋判定部１０２は、上記の指紋読取ユニット１００の読み取った指紋データ、および上記の指紋データ格納ユニット１０１に保存された指紋データを対比して、これらの指紋データの同一性を判定する部位である。また、指紋読取ユニット１００に触れた指紋が、指紋データ格納ユニット１０１に保存された指紋データの一つと同一であると判定された場合には、電源のＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。指紋読取ユニット１００に触れた指紋が、指紋データ格納ユニット１０１に登録された指紋データのいずれとも同一ではないと判定された場合には、電源のＯＮ／ＯＦＦが切り替わらない。例えば、家電製品用のスイッチとして使用する場合、指紋判定部１０２が判定した情報は、電化製品の電源のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを命令する信号として電化製品本体へ出力される。なお、指紋読取ユニット１００に触れた指紋が、指紋データ格納ユニット１０１に登録された指紋データと同一かどうかの判断の際には、指紋の類似度があらかじめ設定した閾値を超えれば同一と判定する。

文字データ識別ユニット１０４は、選択ボタン５で入力された文字を識別する部位である。この文字情報は、指紋データ格納ユニット１０１において、指紋データ格納ユニット１０１に保存されている指紋データと組み合わせて登録、保存することができる。保存するデータ数には特に制限はない。

キー認識ユニット１０５は、キー挿入部６にぴったり合った形状の鍵が挿入され、回転した場合に、そのことを検知する部位である。キー認識ユニット１０５が検知すると、指紋判定部１０２の指紋データの同一性を判定する機能が停止するか、またはすでに停止している場合には起動する。指紋判定部１０２の指紋データの同一性を判定する機能が停止した場合は、すべての指紋データが同一とみなされる。つまり、指紋の個人差とは関係なく、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようになる。

パスワード記憶ユニット１０６は、パスワードとして選択ボタン５に入力された文字列を保存するユニットである。さらに、保存されたパスワードと同じ文字列が選択ボタン５に入力されると、指紋判定部１０２の指紋データの同一性を判定する機能が停止するか、またはすでに停止している場合には起動する。指紋判定部１０２の指紋データの同一性を判定する機能が停止した場合は、すべての指紋データが同一とみなされる。つまり、指紋の個人差とは関係なく、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられるようになる。例えば、家電製品のスイッチとして使用した場合に、指紋認証に不具合が発生した場合などにも、上記パスワードを入力することでスイッチの切り替えが可能になる。また、スイッチの管理者以外の個人（例えば来客者など）がスイッチの切り替えをする必要がある場合にも、上記パスワードを入力することでスイッチの切り替えが可能になる。

図４は、実施形態における家電製品用の指紋認証スイッチの使用態様について説明するための概念図である。このように、例えば家電製品用のスイッチとして使用する場合、家電製品の使用を許可された者だけが指紋データを登録しておけば、未許可の者には家電製品を使用できず、家電製品のセキュリティ強化になる利点がある。さらには、未登録者がスイッチを使用できないことによって、不必要な場合にスイッチが入る機会が低減し、省エネルギーの効果が期待できる。また、登録者においても、仮にスイッチを切り忘れたままにしておいた場合には、最後にスイッチをつけっぱなしにした登録者の情報が画面表示部４に表示されるように設定がされていれば、このような指紋認証の行為自体がスイッチ切り忘れないように気を付ける動機付けになることなどから、スイッチを切り忘れる機会が低減し、省エネルギーの効果が期待できる。

また、上記の指紋認証機構１２における照合方式は、特徴点抽出方式、パターン・マッチング方式、チップ・マッチング方式、周波数解析方式のいずれを選択しても良い。特徴点抽出方式とは指紋の分岐点や切れ目といった特徴点を抽出し、それらの位置や方向などの情報を数値化して照合する方式である。パターン・マッチング方式は画像を比較して類似度を調べる方式である。チップ・マッチング方式は特徴点の周辺部の画像をパターン・マッチングする方式である。周波数解析方式は指紋に対して横にラインを引き、隆線の太さを基にして波形に変換し、波形を複数抽出し特徴量の類似度を調べる方式である。

さらに、上記の指紋認証機構１２は、指紋認証機構１２によって認識された個人の使用履歴を記録する使用履歴データ格納ユニット１０７を備えていても良い。使用履歴データ格納ユニット９によって、過去の使用状況の管理や、不正使用のチェックが可能になる。

また、操作部２は、開口部３を開口しており、スイッチ筐体１の表面に露出し、かつ指紋認証機構１２を有している限り、制限は無くどのような形態であっても良い。家電製品のスイッチとして使用する場合は、指で接触する必要があるため、容易に指が到達可能な部位に位置していることが好ましい。

画像表示部４は、液晶表示部またはＬＥＤ表示部からなる。液晶表示部は、電圧をかけると分子の並び方が変わる液晶の性質を利用した表示装置である。ＬＥＤ表示部は、順方向に電圧を加えた際に発光する半導体素子の性質を利用した表示装置である。また、画像表示部４は、家電製品のスイッチとして使用する場合、目視によって画像表示部４の内容を確認するため、表示内容が容易に確認できるだけの広い面積であることが好ましい。

また、画像表示部４は、画像データ生成部１０３を有する。画像データ生成部１０３は、指紋認証機構１２や文字データ識別ユニット１０４によって認識された、個人の情報と電源のＯＮ／ＯＦＦの情報を表示するための画像データ（例えば、「太郎君が消し忘れました」という文字からなる画像データ）を生成する。表示された画像データによって、スイッチの使用者情報の確認や、使用履歴の確認等が可能になる。なお、画像表示部４は、液晶表示部またはＬＥＤ表示部のいずれかを含み、操作部２と同一面に設けられていれば、どのような形態であっても良い。画像表示部４が操作部２と同一面に設けられているため、指紋認証において指が操作部２に接触する一連の流れの中で、指紋認証の結果を確認できる。これは、例えば家電製品の指紋認証スイッチとして使用する場合、指紋認証後に指紋認証の結果を視覚的に容易に確認できる利点である。

本実施形態の家電製品のスイッチの素材は、特に制限しない。例えば、プラスチック素材や、ガラス素材、金属類、木材、ゴム類などでも良い。なお、画像表示部４は目視によって表示部の内容を確認する必要があるため、傷つきにくく、汚れが落ちやすい素材が選択される。プラスチック素材、またはガラス素材が好ましく、特に汎用性の高いことからプラスチック素材がより好ましい。

本実施形態の家電製品用スイッチは、例えば、照明、空調器具、テレビ、リモコン、デジタルカメラ、ＤＶＤレコーダー、掃除機、冷蔵庫、電子レンジ、洗濯機、エアコン、食洗器などの家電製品のスイッチでも良いが、特に照明用のスイッチであることが好ましい。

以上、図面を参照して本考案の実施形態について述べたが、これらは本考案の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１ スイッチ筐体
２ 操作部
３ 開口
４ 表示部
５ 操作ボタン
６ キー挿入部
７ 上ボタン
８ 下ボタン
９ 右ボタン
１０ 左ボタン
１１ 決定ボタン
１２ 指紋認証機構
１００ 指紋読み取りユニット
１０１ 指紋データ格納ユニット
１０２ 指紋判定部
１０３ 画像データ生成部
１０４ 文字データ識別ユニット
１０５ キー認識ユニット
１０６ パスワード記憶ユニット
１０７ 使用履歴データ格納ユニット

Claims (7)

1. 指で操作される家電製品用スイッチであって、
   スイッチ筐体と、
   前記スイッチ筐体の任意の面に設けられており、家電製品への電力の入力状態を切替えるために指で接触するための操作部と、
   前記スイッチ筐体の表面のうち、前記操作部と同一面に設けられている画像表示部と、
   を備え、
   前記操作部が、前記操作部に接触する指の指紋を認識して個人を識別する指紋認証機構を有している、
   家電製品用スイッチ。
2. 請求項１記載の家電製品用スイッチにおいて、
   前記画像表示部が、液晶表示部またはＬＥＤ表示部である、
   家電製品用スイッチ。
3. 請求項１または２記載の家電製品用スイッチにおいて、
   電源と接続するための電源接続部と、
   家電製品用配線と接続するための家電製品用配線接続部と、
   をさらに備える、
   家電製品用スイッチ。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の家電製品用スイッチにおいて、
   前記指紋認証機構が、
   前記操作部に接触する指の指紋データを読み取る指紋読取ユニットと、
   あらかじめ登録された前記家電製品用スイッチの使用者の指紋データを格納する指紋データ格納ユニットと、
   前記指紋読取ユニットの読み取った指紋データおよび前記指紋データ格納ユニットに登録された指紋データを対比して、これらの指紋データの同一性を判定する指紋判定部と、
   を有する、
   家電製品用スイッチ。
5. 請求項４記載の家電製品用スイッチにおいて、
   前記指紋認証機構が、
   前記指紋認証機構によって認識された個人の使用履歴を記録する使用履歴データ格納ユニットをさらに備える、
   家電製品用スイッチ。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の家電製品用スイッチにおいて、
   前記画像表示部が、
   前記指紋認証機構によって認識された個人の情報を表示するための画像データを生成する画像データ生成部を有する、
   家電製品用スイッチ。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載の家電製品用スイッチにおいて、
   照明用スイッチである、
   家電製品用スイッチ。

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