JPWO2020009131A1 - コード発生装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、多くの施設でのスタンプラリーや店舗での決済、ポイント付与、消し込み等を行うには、各施設や店舗を識別する必要があり、多量の電極パターン(電極コード)を要するので、現行の電子スタンプやタッチカードでは対応できない。さらに、電子スタンプやタッチカードを個人の印鑑や認証カード等で使用する場合、より多くの互いに異なるコードを有する電極コード発生装置が必要となる。
請求項26〜38のいずれかに記載された情報通信方法により情報処理される、情報通信システム、を特徴とする。
図1は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの外観的構成の一例を示す図である。
図2は、実施形態11のコード発生装置111の外形を示す概略図である。図2(A)は上面図、図2(B)は、側面図、図2(C)は、底面図である。図2(D)は、垂直方向に切った断面図である。図2(A)から(C)に示すように、コード発生装置111は、四角いスタンプに似た形状としており、筐体2上部が操作部6の押しボタンスイッチの押しボタンとなっているため、筐体2を手で持ってタッチパネル31に接面し、押圧することで第1の導電パターン81、第2の導電パターン82の2種類のパターンコードを順次発生させることが出来る。手に持った状態で自然に触れることが出来るように持ち手部222を導電体で形成し人体接触導電材21としている。
後述の[実施の形態5の≪パターンコード復号化方法≫]で示す方法に従って、図48(A)の導電パターンで、図中左下、右上の2つの電極511を基準電極としてタッチパネル上の検知座標をグリッド間隔7mmの配置座標に変換し、他の3個の電極(表4中の電極2から電極4)が、配置したグリッドに対してグリッド間隔の何%ずれているかで評価した結果、延長配線有りの方が平均で10%ずれ量を少なくすることが出来ることを確認した。
図7は、実施形態12のコード発生装置112の外形を示す概略図である。図7(A)は上面図、図7(B)は、側面図、図7(C)は、底面図である。図7(D)は、垂直方向に切った断面図である。図7(A)から(D)に示すように、コード発生装置112は、実施の形態1とは、保持部204aのみ異なる構造で、本体207の部分は、実施の形態1のコード発生装置111と同一部品で構成されている。
静電容量付加用導電性シート211は、銅フィルム等の全体が導電性を持つものでも良く、導電パターン印刷シート400と同様に導電性インクで印刷することで導電性パターンを形成したシートでも良い。導電パターンを形成する場合、配線を略12.5cmのループ状に設け、WiFiの周波数2.5GHzの電波に共振させることにより、タッチパネル31の電極検知を補助することも出来る。さらには、導電性シート211は、無くても良い。
図11は、実施の形態3のコード発生装置112aの外形を示す概略図である。図11(A)は使用状態の上面図、図11(B)は、使用状態の側面図を示す。
図12は、実施の形態4のコード発生装置115の回路概略図で、(A)は、第1の導電パターン81にID切替電極514を設ける場合、(B)は、第2の導電パターン82にID切替電極514を設ける場合の回路概略図である。コード発生装置115の仕様は、コード発生装置111の仕様に対し、操作部であるID切替スイッチ95を追加し、第1、第2いずれか一方の導電パターン81、82に複数の導電パターンを設けることが可能である点が異なる。
<切替え可能な導電パターンとパターンコード復号化方法>
導電パターンを切替可能なコード発生装置1では、コード発生装置1全体で発行可能なコード数を多くするため、および、パターンコードへの復号化を容易にするために、(STEP1)の第1の導電パターン81および(STEP2)の第2の導電パターン82のそれぞれの電極配置方法に条件を設け、その電極配置条件を加味したパターンコード化処理を行う必要がある。以下に、切替え可能な導電パターンとパターンコード復号化方法の1例を示す。
図15(B)に第1の導電パターン81の電極配置例、(C)に第2の導電パターン82の電極配置例を示す。電極5は、タッチパネル31に接面するコード発生装置1の底面4の領域にX,Yの電極配置グリッド座標系を設け、その整数座標点に配置する。これにより、各電極5の配置間隔は、グリッド座標系の単位グリッド間隔から容易に計算可能となる。単位グリッド間隔は、使用が想定されるタッチパネル31のサイズやタッチパネルの座標検知位置精度、コード発生装置1の底面4のサイズ、電極5のサイズ等から設定する。本実施例の場合、底面4の領域をX,Y共に0から6に分割する座標系とした。
また、特にスマートフォンで多く用いられる投影型静電容量タッチパネルの場合、タッチパネルの外枠に平行に電極が複数並ぶと、タッチパネル内の座標検知用透明電極の1ラインに複数のコード発生装置の電極5が並んでしまうため、タッチパネル31の検知に影響を与える場合がある。このため、導電パターン内で電極5が同一線上に並ぶ数に制限を加えても良い。
ただし、コード発生装置1のタッチパネル31接面の方向を固定する使用方法とした場合や、マルチタッチ数制約が無いもしくは5個以上のタブレットや、専用の業務用機器をコード認識装置3とする場合は、電極数の最小数、最大数は、前記数に制約されない。
また、配置電極数も1個以上、マルチタッチ数制約数の範囲で自由に配置可能である。このため、第2の導電パターン82は、より多くの導電パターンを設定出来る。本実施例では、第2の導電パターン82に1個から4個の電極を配置する構成とした。
導電パターンを切替可能なコード発生装置1では、(STEP1)の第1の導電パターン81および、(STEP2)の第2の導電パターン82が設けられ、操作部6である押しボタンスイッチ60の押下により、それぞれで複数配置された電極5を人体接触導電材21と接続するか遮断するかを切替えることで、2通りのコードを発生することが出来る仕様である。
図15(A)は、(STEP1)でP11からP14の4点の電極座標を検知し、各2電極間の距離を求め、最長線分L1がP11―P14間であり、PSをP11、PEをP14とし、X´軸とのなす角がθ0の場合の例である。
これらの情報より、PSを原点とし、タッチパネル上の座標値を−θ’回転させ、拡大縮小比率をかけることで、電極配置のための配置グリッド座標系に座標変換する。図15(B)は、導電パターン81のP11基準電極の配置グリッド座標よりタッチパネル検知座標P11をPSとして、(STEP1)のP11からP14を配置グリッド座標系に変換した場合の例であり、図15(C)は、(STEP2)のP21からP22を配置グリッド座標系に変換した場合の例である。
(STEP1)、(STEP2)全ての検知座標を座標変換し、変換後の各検知点の座標値が検知座標許容誤差の範囲内で一致するかをそれぞれの基準化座標パターンコードテーブルの座標値と照合する。照合の結果、一致するものが無い場合、始点PSと終点PEを交換して状態E2から再度実行する。(図16(B)の状態E3,E4)
図17(A)は、コード発生装置117の外観の一例を示す側面模式図であり、(B)は、上面模式図、(C)は、底面模式図である。図18は、コード発生装置117の構成概略図である。図19は、コード発生装置117の側面を垂直方向に切った断面概略図である。コード発生装置117は、コード認識装置3であるスマートフォンのタッチパネル31に、押しボタンスイッチで電極5を検知させたことをトリガにしてスマートフォンとコード発生装置117を1対1の通信で接続し、コードパターンや他の多くの情報を送受信するものである。
電極54、56の3個の電極配置は、コードパターンとして他と区別できる配置であり、さらに、例えば、直角三角形の様な人の指がタッチパネル31にタッチする場合に、容易に同じ形状をタッチすることが困難な配置にすることが好ましい。また、電極部560に設ける電極数を4もしくは、5と増やすことで、人の指がタッチパネル31に容易に同じ形状をタッチすることが困難になるようにしても良い。
電極部560には、人体接触導電材21と直接つながる電極54が2個設けられており、さらに、押しボタンスイッチ60を介して人体接触導電材21と接続するトリガ電極56が1個設けられている。
図20(C)(D)に示すように、コード発生装置117aは、コード発生装置117の底面4にドットコード読み取り装置730を設け、制御部720にドットコード読み取り部732を設けたものである。底面4に設けられているシートもしくは薄板410は、ドットコード読み取り装置730の部分は、開口している。
図20(A)に示すように、筐体2の側面にドットコード読み取りスイッチ731を設け、ドットコード読み取りスイッチ731をオンさせると、タッチパネル31もしくは他の媒体に表示されたドットコードを読み取り、制御部720のRAM722もしくはROM723に記憶できる。
ドットコード読み取り装置730を設けることにより、事前にROM723に入力した情報だけでなく、別途ドットコードで他の情報を準備することで、コード発生装置117aを用いてコード認識装置3であるスマートフォンに送信することが可能となる。
図21(C)(D)に示すように、コード発生装置117bは、コード発生装置117の底面4にフォトダイオード740を設け、制御部720に光変換処理部742を設けたものである。底面4に設けられているシートもしくは薄板410は、フォトダイオード740の部分は、開口している。また、無線通信部724の代わりに光変換処理部742を設ける構成にしても良い。
図21(A)に示すように、筐体2の側面に受信スイッチ741を設け、受信スイッチ741をオンさせると、タッチパネル31に表示された光コードを読み取り、制御部720の光変換処理部742でコード変換処理し、RAM722もしくはROM723に記憶できる。
また、無線通信部724の代わりに光変換処理部742を設けた場合、タッチパネル31にコード発生装置117bを接面し押しボタンスイッチ60を押下すると、電極座標情報がコード認識装置3でコード認識、照合し正しいIDの場合、コード発生装置117bのフォトダイオード740に対応した領域のタッチパネル31の光度を変更してID確認の光データパターンを発行、コード発生装置117bのフォトダイオード740が受光して光変換処理部742が、IDが確認されたことを確認出来る。
フォトダイオード740を設けることにより、コード認識装置3であるスマートフォンから、無線を使わずに、コード発生装置117bが情報を受け取ることが出来る。
次に、図22〜図28を参照して、コード発生装置による種々のシステムについて説明する。
図22は、コード発生装置の1種である電子スタンプの操作部の設定の実施例であるスライドスイッチにより、スタンプコードを複数設定できるマルチコードスタンプのコード仕様を示している。本実施例は、スライドスイッチによりスタンプコードを発行する電子スタンプであるが、スタンプやスライドスイッチに拘らずどのような形状・形態であってもよい。
ユーザは、電子スタンプによるサービスを展開する店舗や施設から、ポスターやチラシ等に印刷されたQRコード(少なくとも企業IDを含むURLを登録)を、スマートフォンやタブレット、PC等の情報処理装置に備えられた(または接続された)QRコードリーダー(カメラを含む)で撮影する。そして、ユーザは、スマートフォン等の解析手段により解析されたURLを読み取り、URLにブラウザアクセスして、HTMLやジャバスクリプト(JS)、所定のデータ(企業ID等を含む)を含むコンテンツデータをダウンロードする。コンテンツの表示等が実行されると、スマートフォン等のディスプレイ(タッチパネル)に電子スタンプタッチ画面が表示される。店舗側や施設側が電子スタンプのマルチスタンプコードの設定(マルチスタンプコード機能を有さない電子スタンプは特段の設定を必要としない)をして、電子スタンプを押印すると、タッチパネルが所定数の電極の座標値を検知し、JSがスタンプID認証システムに、少なくとも当該座標値と企業IDを認証サーバーに送信し、認証サーバーにて座標値から解析されたスタンプコードの結果及び企業IDの認証結果を受信する。情報処理装置において、当該座標値からパターン解析によりスタンプコードを認識し、スタンプコードからスタンプIDを取得する機能を備えてもよい。その場合は、認証サーバーは、当該スタンプコードおよびスタンプIDを受信するようにすればよい。
その後、スタンプコードに基づく処理が実行される。なお、汎用ブラウザーでHTMLやJSをダウンロード取得した場合、情報処理装置に一時記憶されたHTMLやJSを解析して、画像や動画データ、コンテンツが登録されているURL等を取得できるため、それらのコンテンツは第三者に拡散する恐れがある。サービスを享受する当人だけに、コンテンツを提供するためには、QRコード読み取り機能付き専用ブラウザー(アプリ)を開発して、下記の手順で専用ブラウザーをダウンロードインストールして使用させ、接続先URLの隠ぺい及びコンテンツデータの保存が出来ない仕組みを作る必要がある。なお、アプリをダウンロードインストールさせることにより、スマートフォンIDを取得することができ、プッシュ通信(スマートフォンユーザへのメールや情報配信)が可能となる。
ゲーム等リアルタイム性を優先する場合や認証サーバーを経由したくない場合は、タッチパネルが検知した座標値からスタンプコードの解析やスタンプIDの取得および認証を実施するために、認証システムをSDKとして提供し、アプリやJSに組み込んでもよい。その場合、企業IDと共に契約したスタンプID(またはスタンプコード)が登録されたSDKを提供してもよい。これにより、当該企業と契約していないスタンプコードを有する電子スタンプが使用できなくなり、セキュリティ性を確保することができる。
1個のスタンプコードであっても、QRコードに登録するURL内にサブコード(専用引数)を付加記述し、企業IDとサブコード毎の組み合わせによりURLを変えることで異なるコンテンツをダウンロードすることができる。これにより、同じスタンプID(マルチスタンプコード機能を有する電子スタンプは所定数のスタンプコードを含み、本実施例ではA,B,C,の3種)を有する複数種類の電子スタンプを実現できる。これらの複数種類の電子スタンプに対応する、少なくとも企業IDとサブコードを含むURLが登録されたQRコードがユーザ向けに提供される。なお、企業IDとサブコードは、QRコードのデータ領域に記述されてもよい。
電子スタンプをユーザが保有し、インターネットで使用するプリペイド決済のセキュリティを強化するためには、専用ブラウザー(アプリ)によるスタンプID(スタンプコード含む)認証の他、PINコード入力が望ましい。PINコード入力は、前述したスタンプの載置方向を変化させることにより実施可能であり、PINコード入力者はスタンプを保有していなければ、PINコードを入力できない。現在、POSAカード等、スマートフォンやPCを用いてインターネットで使用するプリペイド電子カードではPINコードが採用されている。ユーザは、コンビニ等でプリペイドカード等を購入し、隠蔽されたPINコードをスクラッチや隠蔽シールを剥がすことでPINコードを取得し、プリペイド決済の際に当該PINコードを入力して、支払代金を決済している。しかし、詐欺集団が、電話で、お年寄りにコンビニエンスストア等でE−コマース用プリペイド電子スタンプを購入させ、PINコードを聞き出しプリペイド電子スタンプを不正使用する「なりすまし詐欺」が社会問題となっている。この問題は、詐欺集団が当該プリペイドカードを取得しなくても、電話でお年寄りにプリペイド電子スタンプを購入させ、PINコードを聞き出せば容易に詐欺ができることである。電子スタンプをプリペイド決済に使用する場合、ユーザがPINコードを入力するためには、専用ブラウザー(アプリ)をダウンロードインストールして、電子スタンプを押印しないと、PINコードを入力できない仕組みが可能である。さらに、前述の通り、電子スタンプでしかPINコードを入力できないようにすることも可能である。これにより、電話だけでは「なりすまし詐欺」が不可能であり、当該電子スタンプの受け渡しが必須となる。「なりすまし詐欺」では受け渡しの実施は極めて困難であり証拠が残り易くなることから、極めて高いセキュリティを提供できる。
図24はドットコード読取り装置を搭載したコード発生装置の実施例である。ドットコード読取り装置とは、ドットコードが予めプリントされた印刷物、あるいは、ドットコードが表示されたスマートフォンやタブレットなどのタッチパネルなどに対してコード発生装置を載置してドットコードを読み取るコード発生装置に搭載した装置をいう。
コード発生装置の一種である電子スタンプに通信機能を搭載する実施例を説明する。通信機能としてWiFiを搭載した場合は、スタンプごとにスタンプアドレスを記憶させ、認証サーバーにもスタンプIDとスタンプアドレスを紐づけして登録させておく。さらに、スマートフォンIDも認証サーバーに登録して、使用されているスマートフォンとの照合も可能にしてもよい。店舗や施設で、スマートフォンにスタンプ対応アプリのタッチ画面にスタンプで押印されると、認証サーバーはスタンプIDを取得する、同時に押印操作(スイッチがON)によりスタンプからスタンプアドレスを認証サーバーに送信し、予めサーバーに登録されているスタンプIDおよびスタンプアドレスと、取得したスタンプIDおよびスタンプアドレスを照合し、合致したら認証されるようにすれば、偽造や盗難を防止できる。盗難が発覚したら、サーバーに盗難されたことを登録しておけば、盗難スタンプを承認しなくてもよいし、敢えて、トレースできるようにして盗難者を突き止めるようにしてもよい。なお、異なる場所のどこでもスタンプが使用できるようするには、それらのSSIDを同一名としておけばよい。認証サーバーには、スタンプの設置場所の情報も登録しておけば、どこでスタンプが押印されたかも認識できる。スタンプ押印によるサービスはWiFi 通信によって、様々なコンテンツをサーバー経由してユーザに提供してもよい。
ここで、スタンプの設置位置(移動したスタンプの設置したも含む)も認証サーバーに登録しておけば、スマートフォンのGPS機能で追跡してスタンプを検索することができる。また、スタンプにGPSを備えれば、その位置をペリフェラルからのデータとしてスマートフォンに送信してもよい。
スタンプ内蔵の記憶装置には、本人の名前、生年月日、住所、写真等の生体情報、他、個人の基本情報を登録してもよい。その他、クレジットカード情報や銀行口座、免許書や健康保険証等の証明書の情報を登録してもよい。これらの情報は、サーバーに登録されてもよい。本人のスマートフォンで開示してよい情報を本人が選択した後に、スタンプを相手方のタッチパネルに押印することにより、相手方は通信手段により当該情報を取得し、スタンプ保有者に生年月日や住所等を告げて貰い、本人であるかを確認すればよい。写真を開示すれば、本人確認も容易にできる。これらの本人情報は直ちに削除されるようにし、本人情報の漏洩を防ぐようにすればよい。さらに、機器で本人認証する際に、スタンプを機器のタッチパネルに押印し、機器からの情報提供のリクエストがあって本人が機器のタッチパネルで承認すると、本人の生体情報がスタンプまたはサーバーから機器に送信され、その場で本人から取得(施設・機器に設置されたカメラやセンサーによる顔や指紋、虹彩、静脈情報等の取得)した生体情報が一致するかで、無人でも本人確認ができ、金融決済や重要施設の入室、重要機器の操作等が、高セキュリティで実施できる。簡易に生体情報の認証を実施するには、図示しないが、スタンプに指紋認証装置やカメラを取り付けて、スタンプ使用時に本人認証してもよい。なお、本人の生体情報の登録は、本人のスマートフォンに搭載されているカメラで顔や指紋、虹彩を撮影することにより容易に行え、それらの生体情報はスマートフォンからの通信により、スタンプ内蔵の記憶装置に記録してもよいし、サーバーに登録してもよい。なお、スタンプが盗難された場合は、スタンプの認証を拒否してスタンプやサーバーからの情報通信を止めればよい。なお、ドットコード読取り装置や光コード読取り装置を搭載したスタンプを使用すると、ユーザのスマートフォンのタッチ画面にスタンプを押印するだけで、ユーザの個人情報を、ネットを介せずに直接取得することができる。上記の個人情報には、会員番号、氏名、住所、各種インターネットアドレス、スマホID、顔写真等の生体情報を必要に応じて含めてよい。本人認証の方法は前述した通りである。その際、ユーザは自身のどの個人情報を開示するかを選択できるようにするのが望ましい。なお、ユーザが保有するスマートフォンを施設・機器に設置されたスタンプに押し当てて、ユーザの個人情報を情報読取り装置により送信してもよい。スタンプは、どのような形状・形態でもよく、スタンプをスマートフォンに押印するのでなく、スマートフォンをスタンプに翳してもよい。
金融決済の実施例では、購入者のスマートフォンのタッチ画面に店舗側がスタンプを押印しスタンプを認証すると、店舗側のシステムから決済サーバーに送信された購入品の品目や単価、支払い合計額等をスマートフォンが受信・表示し、購入者が表示内容を確認・了承した後、支払い方法を購入者が選択し、予め登録されている金融決済用の引き落とし銀行口座やクレジット、プリペイド等のカード情報が決済サーバーに送信され、決済サーバーが承認・決済すると、店舗側のシステムに直ちに通知し、商品の購入・支払手続きが完了する。さらに、購入者のスマートフォンには、「決済」、「中止」や「一括払い」「分割払い」等のアイコンが表示され選択して決済してもよい。なお、決済できない場合、クレジットカードの超過利用やプリペイドカード、銀行口座で残金が足りない場合も、それらの情報がスマートフォンに表示されて記録が残るようにしてもよい。このように、購入品の品目や単価、支払い合計額等のレシートを発行しないで決済することができ、店舗側はプリンターの運用を無くし、購入者は購入品の情報をデータとして記録・管理できる。
取得したチケットを承認するスタンプIDまたはスタンプコードが予め認証サーバーに登録されており、入場の際にタッチ画面にスタンプが押印されることにより、入場を許可することが承認され、ユーザのスマートフォンにその旨が表示される。さらに、セキュリティを強化するには、ユーザのスマートフォンに光コードまたはドットコードによりチケット番号等をスタンプで読み取らせることにより、スタンプに記憶されたチケット番号等の照合を行い、スタンプからの音声の発声やLED等の確認光、振動により入場を許可してもよい。さらに通信機能を搭載したスタンプでは、取得したチケット番号等を認証サーバーに送信し、照合してもよい。その結果をユーザのスマートフォンに送信してもよいし、スタンプで音声か光、振動等で確認してもよい。スタンプにディスプレイを搭載すれば、その結果をスタンプに表示してもよい。ユーザのスマートフォンに表示される光コードまたはドットコードには、クラウドからの送信によりワンタイムパスワードを含んでもよい。これにより、さらにセキュリティ性を高めることができる。
コード発生装置の一種である電子スタンプにGPSおよび通信機能を搭載する実施例を示す。この電子スタンプを携帯して、ユーザが様々な場所で使用する場合を前提とする。ユーザが電子スタンプを保有した際に電子スタンプのスタンプIDとユーザ情報を認証サーバーに登録する。電子スタンプに搭載されたGPSを追跡しながら、電子スタンプをタッチパネル(スマートフォンやタブレットを含む)に押印した際に認証サーバーは、認証した電子スタンプのスタンプIDを基に、電子スタンプの位置情報を取得すれば、どこで当該電子スタンプを使用したかを特定できる。電子スタンプのスタンプIDの数に限界があっても、常にGPSからの位置情報を追跡し続けることができれば、ユーザが保有している電子スタンプであるかどうかを特定できる。但し、GPSは室内での位置の認識は難しい。なお、電子スタンプとユーザが保有するスマートフォンのスマートフォンIDと共に認証サーバーに登録すれば、仮に電子スタンプに搭載したGPSからの位置情報を追跡し続けることができなくても、ユーザのスマートフォンに電子スタンプの使用状況が送信され、ユーザが承認しないと電子スタンプの使用を不可にすることが可能である。これにより、第三者による電子スタンプの使用に関してユーザが承認することも可能となる。
・電子スタンプの認証時に通信機能(キャリア等の無線ネットワーク、ビーコンのような独自プライベートネットワーク、ショッピングモール等が提供するローカルネットワークを含む)を利用することで、ブラウザーやアプリの不正改造による本来の参加区域外での不正スタンプ押印を防ぎ、電子スタンプのID座標位置で利用する電子スタンプを特定することで設定した利用期間や利用内容を反映することが可能となる。
・電子スタンプが通信機能(キャリア等の無線ネットワーク、ビーコンのような独自プライベートネットワーク、ショッピングモール等が提供するローカルネットワークを含む)を持ち、設置されるエリア(店内、イベント会場等)で位置認証し、その登録エリア外への移動を通信にて検知することで不正使用の防止と移動先のエリアで電子スタンプを使用することによる新たなアクション指示をスマートフォン等のデバイスに送信することが可能となる。
・電子スタンプを使用したタイムスタンプをネットワーク(キャリア等の無線ネットワーク、ビーコンのような独自プライベートネットワーク、ショッピングモール等が提供するローカルネットワークを含む)に接続された通信サーバーが関知・記録し、同じくスタンプの座標位置を検知したスマートフォンのブラウザアプリや専用アプリがタイムスタンプを記録しておき、その位置と時刻からはあり得ない移動を行った先で新たにスタンプ使用が行われた場合に不正使用の判定を行うことが可能となる。
・電子スタンプ自体が通信機能(キャリア等の無線ネットワーク、ビーコンのような独自プライベートネットワーク、ショッピングモール等が提供するローカルネットワークを含む)を持ち、その位置情報とスタンプが使用されたタイムスタンプを組み合わせることでユニークな認証を行うことができる。また、電信スタンプに発行部や振動部などの通知機能を搭載することで、電子スタンプの利用可能箇所であることやイベント発生などをユーザに通知することが可能となる。
・電子スタンプとスマホのセットで認証することで、「スタンプが置かれている場所に、間違いなくスマホの保有者がいる」という環境を前提に出来ることから、電子スタンプが「特定の場所にあり続けること」で生じるメリットや、電子スタンプが「ユーザと共に移動する」ことで「スタンプ帯同者しか許可されないアクション」を提供できる両面のメリットがある。
・位置認証のキーとして、スマホが検出するGPSでの平面地図座標位置(精度が粗い)、ビーコンとスマホや電子スタンプの通信で検知する特定エリア内座標位置(精度が高い)、いわゆるインターネットではない独自のWIFIや通信環境とスマホを通信させるプライベートネットワーク内での座標位置(精度が高い)があり、電子スタンプのID区分や押印されたIDの順番、押印時のタイムスタンプ、前回の押印からの経過時間や移動距離(平面、立面)との掛け合わせで各種アクションの分岐を持たせることが可能となる。
・スタンプに操作部を設けて、所定の操作の実施中に複数の導電パターンを段階的に切り替えて、その組み合わせで大量のコードを発行できることから、コードの異なるスタンプを大量に提供できることが可能になった。
・スタンプに操作部を設けて、所定の設定を実施することにより異なる複数の導電パターンを切り替えて、1個のスタンプで複数のコードを発行することが可能になった。
・スタンプに、人体が触れる複数の領域を設けて、導通経路を変化させることにより、1個のスタンプで複数のコードを発行することが可能になった。
・スタンプに設定部を設けて、複数の電極ごとの導通の可否の設定によって、導電パターンを多数設定できることから、1種の筐体で導電パターンの異なるスタンプを多数製造することが可能になった。
また、本明細書および図面中の実施形態は、種々組み合わせることが可能である。
(情報処理システムの概要)
本発明では、まず筐体底面部(内部も含む)に1以上の電極5を備えたコード発生装置120(1、111、112、112a、115、117、117a、117bのコード発生装置を含む)を、物理量の変化を検出して1以上の位置を検知するタッチパネル31を有するかまたは接続された第1の情報処理装置310(コード認識装置3を含む)のタッチパネル31に接面または略接面させる。するとタッチパネル31が、電極5に接続する導電材が形成された筐体2の底面部に配置された1以上ある電極5の物理量またはその変化を検出させ、検知した筐体底面部に配置された1以上の電極5の大きさ、形状、幾何学的配置や検知した物理量の大きさあるいは検知したそれらの時間変化を基に、その電極パターンに対応する電極コード(図1の説明から実施の形態7の説明までの範囲に記されているパターンコードを含む)を第1の情報処理装置310が認識する。電極5は、金属や導電性の成形物、部材で凸状に形成されてもよく、タッチパネル31がその物理量を検知できれば、どのような構造であってもよい。また、電極5に接続する線状の導電材は、電極5とともに印刷やメッキで平面的に形成されてもよいし、電極5から直上または略直上に設けられてもよい。
(通信処理部を備えるコード発生装置の基本構成)
図34(A)は、スタンプ型のコード発生装置120の外観の一例を示す側面模式図であり、(B)は、上面模式図、(C)は、底面模式図である。図35は、コード発生装置120の構成概略図である。図36は、コード発生装置120の側面を垂直方向に切った断面概略図である。
(通信処理部を備えるコード発生装置の応用構成)
前記基本構成に加えて、通信処理部32は、コード切り替えスイッチ131による操作や押下を認識するコード発生認識スイッチ132、通信状態、エラー、通電状態や充電状態を示すLEDライトなどを備えた構成であってもよい。また、通信状態、エラー、通電状態や充電状態、その他、様々な情報を使用者に伝達するためのアラームとして、感覚的に捉え易いものとして、視覚、触覚、聴覚に訴える、ディスプレイ付きの装置、バイブレーター付きの装置、音声出力装置などを備えた構成であってもよい。そして、時計機能(計時機能などを含む)、ブルートゥース(BLEを含む)、ビーコン、GPS受信部、USB制御部、光変換処理部、電磁波変換処理部、ドットコード読み取り部、ディスプレイなどの少なくともいずれかを備えた構成であってもよい。さらに、コード発生装置120がタッチパネル31に接触または略接触されたことを自らが感知するタッチパネル認識センサ134を備えた構成であってもよい。
(電気的電極パターン切り替えコード発生装置の応用構成)
コード発生装置120の筐体表面に設けられた接触部21に人体が触れると、接触部21とそれぞれの電極5とを接続する線状の導電材を介して人体と電極5とが導通し、電極5がタッチパネル31に検知される構造にすることにより、線状の導電材の途中にダイオードやトランジスタによるスイッチを設けると、電気的に導通/非導通にさせてタッチパネル31による電極5の検知/非検知を制御することができる。通電させる電極5の数については、i−Phoneでは5個のマルチタッチが可能であり、Androidの多くのスマートフォンでは、5〜10個のマルチタッチが殆どである。一部の古い機種ではシングルタッチや4個以下のマルチタッチのスマートフォンが存在するが、極僅かであり、マーケットシェアを考えれば5個のマルチタッチを前提にすればよい。
なお、一部のスマートフォンでは、電極5に導通された場合は正常に検知するが、導通を遮断した場合、非検知とならない機種が存在する。そのような、スマートフォンを対象にする場合は、時系列において一度、導通させた電極5を再度導通しないように、電極パターンを形成すればよい。
(4)第1の情報処理装置310は、タッチパネル31が検知した最大5カ所の電極5の検知座標値から電極パターンをコードに復号し、さらに、その検知座標値を検知した時間の順番の情報を基に、電極ONシーケンスに対応したシーケンスコードに復号する。この2つ情報を合わせ、時系列電極コードとして受け取ったID番号を照合し、コード発生装置121のコードを認識する。時系列電極コードは、電極パターン数と電極ONシーケンスの掛け算となるため、コード発生装置121は、非常に多くの電極コード(装置IDを含んでもよい)を生成することが出来る。
電極数がN個の場合の、電極5への導通をM回としたときの時系列検知パターン数をT(N,M)とおくと、
図40〜図44に他の形状のスタンプの例を示すが、これらについても、本実施形態の通信処理部32を搭載することが可能である。
(電極パターンの読み取り)
コード発生装置120(スタンプやカード)の筐体表面に形成された導電材(直流導通)または、非導電材で被覆された導電材(交流導通)からなる接触部21に人体が接触または接触部21を保持すると、接触部21と導電材と接続された電極5に直流または交流で導通される。装置に接触または装置を保持したまま、装置を、タッチパネル31を有する第1の情報処理装置310(スマートフォン)のディスプレイに押し当てたりかざしたりすることにより、第1の情報処理装置310が、コード発生装置120の底面部に取り付けた電極5の幾何学的配置を読み取り、その幾何学的配置に基づく電極コードと対応させて、その配置を認識する。一般的なNFC(Near Field Communication)技術に基づく手法とは異なり、静電容量の変化を伴う技術であるため、両者間の接触または略接触を必要とする。スマートフォンの一般的な保護シートは、静電容量の検知を妨害しないため、貼ってあっても貼ってなくてもよい。静電容量に基づく電極5の幾何学的配置の検知を妨害しない限り、その他の修飾が施されてもよい。導電材ではないスイッチなどにより導通状態を制御したり、その他の物理量変化を静電容量の代わりに適用したりしてもよい。
電極パターンによって、割り当てることのできる電極コード数(ID数)は、コード発生装置120の電極パターンが構成および機構(図2の説明から実施の形態7の説明に至るまでの範囲で示されている例)によっても、数100から多くても数千までである。しかし、そのID数を超えない限り、コード発生装置120がスタンプの場合は、店舗につき、1つで十分な場合が多く、複数ID数が必要な店舗でも異なる電極コードを有するスタンプが数個あれば足りるため、ID数が少なくてもスタンプを識別する上で支障がない。しかし、ブルートゥース(BLEを含む)のおよぶ通信範囲で同じ電極コードを有するコード発生装置120が複数存在する場合がある。例えば、携帯しやすいカードの場合は個人に配布することになるが、数千では足りないので、同じ電極コードを割り当てせざるをえない場合が出てくる。そうすると、カードを用いるゲームやイベントなどや、カード保有者に所定のサービスを提供するために集客したユーザが、特定の場所に集まり、同じ電極コードのカードが複数その領域に存在する可能性が生じる。第1の情報処理装置310は、特定のコード発生装置120と接触した後に、通信先として接触されたコード発生装置120を認識しようとするが、同じ電極コード(通信アドレス)を割り当てられたコード発生装置120が、近傍に複数存在した場合に、第1の情報処理装置310のタッチパネル31に接触または略接触したコード発生装置120を特定できない可能性がある。その結果、誤認接続があった場合は、セキュリティに関わる重大な問題となる可能性がある。
既に説明したように、コード発生装置120を第1の情報処理装置310のタッチパネル31に接触または略接触させると、その電極パターンを第1の情報処理装置310が読み取り、その電極パターンに基づく電極コードを認識する。コード発生装置120と接続するには、第1の情報処理装置310がその電極コードに対応するコード発生装置120と接続する必要があるので、その電極コードまたはその一部に対応する通信アドレスを検索する。該当する通信アドレスが一つのみの場合は、それに対応するコード発生装置120と接続状態を確立すればよいが、検索の際に、電極パターンが同じであるコード発生装置120が複数近傍に存在する可能性、すなわちコード発生装置120の通信処理部32の通信アドレスが同じであるコード発生装置120が複数近傍に存在する可能性がある。そのような状況に備えて、タッチパネル31に接触または略接触する状態を感知する感知部をコード発生装置120が備える例を含む以下のような方法を用いて、タッチパネル31が検知した電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスと組み合わせて、タッチパネル31と接触または略接触したコード発生装置120の通信処理部32のみを選択的に認識して接続状態を確立してもよい。その感知部は、物理量の変化を検出する構成単位であってもよい。
(1)第1の情報処理装置310が検索した同一の通信アドレスを有する複数のコード発生装置120に順次接続して、コード発生装置120の押下時の時間情報と、第1の情報処理装置310にコード発生装置120が接触された時間情報をそれぞれで認識し、コード発生装置120が押下した時間情報を第1の情報処理装置310に送信し、第1の情報処理装置310が受信したその押下時間と第1の情報処理装置310に記憶されたコード発生装置120が接触または略接触した時間が概ね同一であれば、接触または略接触したコード発生装置120であることが特定できる。その結果、コード発生装置120から取得した一意の装置IDにより、押下したコード発生装置120を認識できる。
(2)第1の情報処理装置310のタッチパネル31にコード発生装置120が接触または略接触した際に、タッチパネル側の表面に発生する物理量が変化するが、感知部として当該物理量を検出するタッチパネル認識センサ134をコード発生装置120の所定の位置に搭載させ、検出された物理量の変化がコード発生装置120をタッチパネル31に接触または略接触させたことによるものかどうかを解析すればよい。接触または略接触の可否が認識できれば、コード発生装置120の通信処理部32を接続待状態にして、第1の情報処理装置310が当該通信処理部32の通信アドレスを検索して接続し、装置IDを取得すればよい。上記の物理量は、例えば、抵抗方式タッチパネル31の抵抗値であってもよい。
(3)コード発生装置120から距離が最も近い第1の情報処理装置310を認識する方法として、ビーコンを利用する。コード発生装置120にビーコンを内蔵して、第1の情報処理装置310に搭載されたブルートゥース(BLEを含む)の電波強度検出機能を利用してビーコンにより発信された電波を検知すれば、距離に応じた接続が可能となる。特に、第1の情報処理装置310がコード発生装置120に対して1m以内のごく近距離にあることになるので、電波強度検出装置によりビーコンの電波強度から最も近い第1の情報処理装置310を認識して接続し、装置IDを送信すればよい。また、GPSを使用して位置を互いに認識してもよい。例えば、コード発生装置120にGPSを設け、第1の情報処理装置310に備えられたGPSとで互いの位置を認識して、2者の間の最も短い距離からコード発生装置120を特定すればよい。すなわち、(1)のように、第1の情報処理装置310が検索した同一の通信アドレスを有する複数のコード発生装置120に順次接続して、コード発生装置120から位置情報を受信し、第1の情報処理装置310から所定距離の範囲であって、最も近いコード発生装置120を認識して接続し、装置IDを取得すればよい。
(4)コード発生装置120のタッチパネル接触面側に感知部として光検知センサ、すなわち、光受光部360(フォトダイオード)を設け、タッチパネル31に接触または略接触して第1の情報処理装置310が電極パターンを検知したら、その電極パターンからそれらの光センサの位置が認識され、タッチパネル31から少なくとも接触を知らせる光コードを発光させるようにし、コード発生装置120がその光コードにより接触または略接触の可否が認識できれば、コード発生装置120の通信処理部32を接続待状態にして、第1の情報処理装置310が当該通信処理部32の通信アドレスを検索して接続し、装置IDを取得すればよい。光コードとは、光の色、強さ、光点滅の時間変化や、それらのいずれかの組み合わせで形成された光パターンを数値化したコードのことである。時間変化としては、それぞれの時間間隔を変えてモールス信号のようにしてもよい。すなわち、光の色および、光の強さ、点滅時間の少なくともいずれかを時系列で変化させることによって、その履歴により形成される時系列データを光コードとしてもよい。また、複数の光受光部360を設けた場合は、タッチパネル31は、検知した電極5のユニークな形状や電極パターンのユニークな幾何学的配置から、当該複数の光受光部360の位置を認識して、各光受光部360毎に発光すればよい。当然、発光を時間変化させて時系列データとしてもよい。なお、光受光部360が1個のみ設けている場合も同様に、検知した電極5から当該位置を認識して光コードを発光してもよいし、タッチパネル31に予め定められた少なくともコード発生装置120の接触領域全体で光コードを発光してもよい。
本発明では、前述した通り、コード発生装置120と第1の情報処理装置310の通信接続により、他の情報処理装置との接続を含めた情報処理を行ってもよい。その接続の過程を図58に段階ごとに例示する。
コード発生装置120と各種情報処理装置との間で情報の送受信をするに際して、情報が改ざんされたり、通信エラーにより情報の欠落が発生する可能性がある。そこで、送信側が元々の情報とそれを暗号化した情報を同時に送り、それらを受け取った受信側が暗号化情報を復号化し、元々の情報と比較して一致すれば、データが改ざんされていないことを確認することができる。図59にコード発生装置120から第1の情報処理装置310に送信する情報およびその暗号化情報を生成する過程を段階ごとに例示する。
第1〜第3の情報処理装置の少なくともいずれかを含み、同一種の装置が複数ある場合を含めて装置が2つ以上ある情報通信システムでは、少なくともいずれかの装置の組合せが、一般的に、通信接続状態にある。例えば、職場等でスマートフォンとローカルサーバが常時WiFiで繋がっていたりする。本発明の情報通信システムでも、同様の接続状態が想定されるのは言うまでもないが、ここでは、その一般的な通信接続についての説明を省略し、コード発生装置120と第1の情報処理装置310との接続が契機(トリガー)となってコード発生装置120と第1〜第3の情報処理装置の少なくともいずれかと接続状態が確立する情報処理システムにおける所定情報の送受信について、図63〜図75で例示する。なお、図64〜図75では、コード発生装置120と第1の情報処理装置310との接続状態の確立をもって、第1〜第3の情報処理装置の少なくともいずれか2つの間の接続が確立されるようにしてもよい。
図63は、最も基本となるコード発生装置120と第1の情報処理装置310からなるシステムの例を示す。コード発生装置120が第1の情報処理装置310と接続状態になった後、コード発生装置120と第1の情報処理装置310との間で第1および第2の所定情報のいずれかを送受信するシステムである。
図65は、コード発生装置120と第1の情報処理装置310と第2の情報処理装置320からなるシステムの例である。図63の構成にコード発生装置120が接続状態となっている第2の情報処理装置320を加え、コード発生装置120と第2の情報処理装置320とが第3および/または第4の所定情報を送受信するシステムを示す。
図68は、コード発生装置120と第1の情報処理装置310と第3の情報処理装置330からなるシステムの例である。図63の構成に第1の情報処理装置と接続状態となっている第3の情報処理装置330を加え、第1の情報処理装置310と第3の情報処理装置330とが第4および/または第5の所定情報を送受信するシステムを示す。
図70は、コード発生装置120と第1〜第3の情報処理装置からなるシステムの例である。図65の構成に第3の情報処理装置330を加え、第2の情報処理装置320と第3の情報処理装置330とが第7および/または第8の所定情報を送信するシステムを示す。
(情報通信システム構成5:コード発生装置と第1〜第3の情報処理装置)
図72は、コード発生装置120と第1〜第3の情報処理装置からなるシステムの例である。図70と同様に、コード発生装置120および第1〜第3の情報処理装置を含み、図70に加え第1の情報処理装置310と第3の情報処理装置330とが第5および/または第6の所定情報を送受信し、送信するシステムを示す。
図74で例示するように、第1の情報処理装置310の近傍に検出可能なコード発生装置120が複数存在する場合、第1の情報処理装置310が、一方的に、これらのコード発生装置120に対して情報提供するようにしてもよい。この過程を簡略化したフローチャートとして例示したのが、図75である。例えば、スタンプラリーなどで、スタンプの付与にコード発生装置120と第1の情報処理装置310との通信接続が必要であるが、第1の情報処理装置310が複数のコード発生装置120に向けて第1の情報処理装置310の位置情報や接触を促す情報を提供するようにしてもよい。
(カード型のコード発生装置の形態例)
カード型のコード発生装置120bは、形状からスタンプ型のコード発生装置120aよりも携行しやすいという利点がある。そこで、通信処理部32を有するスタンプ型のコード発生装置の実施の形態6に倣って、カード型のコード発生装置120bの形態例を示す。
以上のように、第1の情報処理装置310の静電容量方式のダッチパネルに、複数の電極5が配置されたコード発生装置120の筐体底面部を接触または略接触させるが、その際に、それらの静電容量の変化から、ダッチパネルが1以上の電極5の配置パターンを検知する。検知した配置パターンから図14〜図15の説明にあるような位置認識方法に従って、すべての電極5の位置情報を認識し、本明細書[実施の形態5の≪パターンコード復号化方法≫]のセクションで記されている方法に従って対応する電極コードを割り当てる。その配置パターンの内のすべてを電極コードに割り当てる場合と、一部を電極コードに、一部を第1の情報処理装置310に対して、所定の情報処理を指示するコードに割り当てる場合とがあるが、第1の情報処理装置310が少なくともいずれかの処理をする。引き続き、第1の情報処理装置310に記憶させた電極コードと通信アドレスの図45〜図51などにある対応関係を利用して第1の情報処理装置310が、通信アドレスを検知し、接続状態にするなどの処理を行う。第1の情報処理装置310が同じ通信アドレスを複数検知した場合は、実施の形態9で説明した方法の少なくともいずれかを利用して、接触または略接触したコード発生装置120を特定して、その装置の筐体2に備えられた通信処理部32と接続状態にするなどの処理を行う。コード発生装置120がシステム内にある他の情報処理装置と接続するために一旦接続を切断しても、容易に再接続できるように、第1の情報処理装置310がその接続履歴を記憶し、ON/OFFを制御する。第1の情報処理装置310は、さらに、コード発生装置120および他の情報処理装置との通信接続に引き続き情報の送受信およびその情報に基づく情報処理を行う。少なくともこれらの過程の制御ができるプログラムを第1の情報処理装置310に搭載させることが望ましい。さらに、コード発生装置120にビーコン搭載する場合は、対処できるプログラムを情報処理装置に搭載させる。そのプログラムには、サーバからビーコンに紐づけられた情報を受信できる機能を含んでもよい。現行のスマートフォンの大半には搭載済みである。
(コード発生装置の用途例)
通信処理部32を有するコード発生装置120の用途として、本明細書の「電子スタンプ保有者の本人認証」、「電子スタンプによる金融決済」、「電子スタンプによるポイントやクーポン、スタンプの付与および消込」や「チケットのもぎりでの利用」で説明しているが、それらに加えて以下のような例がある。これらも含めて、あくまでも例であり、コード発生装置120と第1の情報処理装置310との間の接続状態の確立を契機とする用例であれば、どのような利用方法でもよい。以下の例では、筐体底面部が円形または略円形の形状であるが、第1の情報処理装置310によって物理量変化が検出できるのであれば、どのような形状でも良い。また、ドットコードの実施形態については、図24および国際公開公報WO2019/004486の図90〜図97の説明に記している。そして、光コードの実施形態については、図25〜図27の説明に記している。
(1)電子印鑑
図77は、本願発明を用いた個人認証サービスの実施例を表す図である。
(2)チケット購入およびクーポン獲得サービス
図78は、本願発明を用いたチケット購入およびクーポン獲得サービスの実施例を表す図である。
(3)チケット購入およびクーポン獲得サービス
図79は、本願発明を用いたチケット購入およびクーポン獲得サービス(ドット表示)を表示する図である。
(4)チケットおよびクーポン印刷出力サービス
図80は、本願発明を用いたチケットおよびクーポン印刷出力サービスを表す図である。
(5)クーポンおよびポイント集客サービス
図81は、本願発明を用いたクーポンおよびポイント集客サービスを表す図である。
(6)電子ポイントカードサービス
図82は、本願発明を用いた電子ポイントカードサービスを表す図である。
(7)印刷メディアによる情報サービス
図83は、本願発明を用いた印刷メディアによる情報サービスを表す図である。
(8)印刷メディアによる通販サービス
図84は、本願発明を用いた印刷メディアによる通販サービスを表す図である。
(9)エンターテインメントサービス
図85は、本願発明を用いたエンターテインメントサービスを表す図である。
(10)情報転送サービス
図86は、本願発明を用いた情報転送サービスを表す図である。
(11)ドットコード形成媒体情報リンク
図87は、本願発明を用いたドットコード形成媒体情報リンクを表す図である。
図88は、実施形態27のコード発生装置130の外形を示す概略図である。図88(A)は上面図、図88(B)は、側面図、図88(C)は、底面図である。
図88(A)から(C)に示すように、コード発生装置130は、底面が略長方形であるスタンプに似た形状としており、筐体2の保持部204および上側筐体203が一体で、操作部6の押しボタンスイッチの押しボタンに対応する構造となっている。このため、保持部204を手で持ってタッチパネル31に接面し押圧することで、保持部204および上側筐体203が下側筐体201の側面に沿って摺動し、後述する内部の切替えスイッチ構造により第1の導電パターン81、第2の導電パターン82の2種類のパターンコードを順次発生させることが出来る。手に持った状態で自然に触れることが出来るように持ち手部222を導電体で形成し人体接触導電材21としている。なお、保持部204のみが人体接触導電材21とし、保持部204を除く持ち手部222は非導電材で形成してもよい。この場合、保持部204を色や形状で容易に判別できるようにするのが望ましい。以降、持ち手部222、保持部204および人体接触導電材21に関連する記載は、上記の説明を引用してよいことは言うまでもない。
図88から図91に示すように、 実施の形態13は、実施の形態11に対し、コード発生装置130の底面4に設けられ、第1の導電パターン81、第2の導電パターン82の2種類のパターンコードを発生させる電極5および導電パターン作成方法、電極5の接続構造、コードパターン変更方法が異なる。
これら以外の部分で、実施の形態11のコード発生装置から大きく変わるものではない部分の説明は省略する。
図88(C)に示すように、コード発生装置130の下側筐体201の底面4には、2層プリント配線基板の銅薄膜層をエッチングすることにより電極5がパターン形成されている第1基板420が、基板の位置がずれないように下側筐体201の底面枠部270の内側に嵌め込まれる状態で、厚さ50μm程度の両面接着テープで接着固定されている。第1基板420は、銅薄膜層が両面にある2層基板を用い、底面4側に図中破線で示すように略8mm径の電極5が、ユニークなコードパターンとなるように、5カ所の所定の位置に設けられている。
なお、電極5の個数は、3以上およびコードパターンを適正に発生させることができる範囲であればよい。
また、電極5は、コードパターンの複製、偽造の防止を目的に、実際には、電極視認防止シート421に覆われており、外側から視認出来ないようにしている。もちろん、電極視認防止シート421で覆わなくてもよい。その際は、電極部分が腐食しないようにメッキ等の保護材で覆う必要がある。
第1基板420の材質は、電極5を複数配置して第1および第2の導電パターン81、82を生成した時に、10mm程度離れて隣接する2つの電極5間のカップリング容量が大きくならない程度の被誘電率であることが必要であるが、一般的なプリント配線基板の材料であるガラスエポキシ樹脂(FR−4、被誘電率4.5程度)で作成可能である。また、さらに比誘電率の低い基板材料を用いることにより、電極5間のカップリング容量を小さく抑え隣接する電極5間隔を短くして、作成可能なパターンコード数をさらに増やすことも出来る。
基板の厚さは、スマートフォンを使用される主なコード認識装置3と想定しているコード発生装置130の底面外形寸法の略5cm×5cm程度の面積で充分な平坦性を確保できる厚さであることが必要であり、さらに、電気特性的に前述の電極5間のカップリング容量を抑制するためには薄い方が好ましく、1.6mm程度の厚さとしている。平坦性を確保することを優先すると、1.6mm超の厚さとしてもよく、2.4mm厚でも実用的な範囲の性能は確保できる。
下側筐体201と第1基板420の固定方法は、両面接着テープだけでは無く、接着剤を用いる方法、下側筐体201と第1基板420をネジで螺合させる方法や下側筐体201の成形部にフックを設けてはめ込む方法としても良い。
また、底面枠部270および第1基板420には、それぞれの異なる3辺の対応する位置に、基板位置合わせ部271が設けられ、底面枠部270の凸部分と第1基板420の凹部分を嵌合させている。これにより、第1基板420を誤った向きに嵌め込むことを防止すると共に、嵌め込み位置ずれを防止することが可能である。
コード発生装置130の底面4となる第1基板420の底面4側には、電極5の形状や配置がコード発生装置130の外から視認出来ない様にする目的で、電極視認防止シート421が第1基板420の底面4側の全領域を覆うように、かつ、第1基板420に密着するように両面接着テープで貼付けられている。貼付け方法は、両面接着テープに限らず、接着剤を接着面に全面に塗布する等どのような方法でもよい。
電極視認防止シート421のシート外形には、第1基板420の3辺に設けられている基板位置合わせ部271と同様に、底面枠部270の凸部分と対応する位置に凹部分を設け、第1基板420へ貼付ける時に第1基板420の凹部分と電極視認防止シート421の凹部分を合わせて貼り付けることで、シート貼付け位置のズレ防止が可能である。
さらに、電極視認防止シート421の材質および厚さは、第1基板420に設けられた電極5が透けて見えないことは言うまでも無く、銅薄膜層の厚さに起因する電極5端部と基材の段差がシート表面側に反映されて電極配置位置が判別出来ないように、シートを貼り付けた後の表面が平面になる厚さと硬さが必要である。さらに、電極5をコード認識装置3に検知させるためには、電極5とタッチパネル31間で発生する静電容量が電極5の直下領域のみで大きくなる方が好ましく、シートは薄く、比誘電率が高いことが必要である。
この2つの条件を両立させるため、シート状のポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエチレンテレフタラート樹脂(PET)ガラスエポキシ樹脂(FRP)、ポリエチレンテレフタラート樹脂(PET)等のシートを両面接着テープも含め、0.2mm以内の厚さとすることが好ましい。その他、電極視認防止シート421として同様な性能を確保できれば、どのような材料および厚さ、張り付け方法でもよい。
電極視認防止シート421のタッチパネル31に接面させる底面4側表面に、製品ロゴ等のグラフィックや、管理用コードを印刷することにより意匠性、量産時点の管理容易性を向上させることも出来る。また、印刷を施した場合には、印刷面の保護のため、さらに、タッチパネル31に接面させた時の滑り止めのため、20μm程度の薄いシリコンシート、PETシート等の保護シートを貼り付ける、もしくは、印刷物で一般的な印刷面保護方法である表面のニスコーティングをすることも出来る。その場合も、電極視認防止シート421全体の厚さが、タッチパネル31の電極5検知を妨げない程度の厚さに収まるようにする必要がある。
図89(A)および(B)に示す様に、第1基板420は、銅薄膜層が両面にある2層基板を用い、底面4側に略8mm径の電極5をユニークなコードパターンとなるように、5カ所の所定の位置に設けられている。各電極5は、スルーホール531を介し基板上面側に設けた導線接続端子530に接続されている。電極径は、対象とするタッチパネルの性能によっては、6mm径程度まで低減してもよい。その分、配置できる電極の位置が多くなりコードパターンが増加する。8mm径超の電極も可能であるが、隣接する電極端部間を所定の距離を確保する必要があり、電極の径が大きくなる分、配置できる電極の位置が少なくコードパターンが減少する。図89(B)の底面4に設けられた電極5のうち、図中右下と左上の2つの電極5(54)が基準電極であり、この2つの基準電極間の中心距離は、配置されている全ての電極5の内、2つの電極間の中心距離が最も長くなっている。これを基に、例えば、実施の形態18の≪パターンコード復号化方法≫で示す方法に従って、パターンコードとして復号化される。図95(B)および図96(A )も同様である。なお、≪パターンコード復号化方法≫図71の電極の配置グリッド座標系では、X方向に6、Y方向に6であり電極配置グリッド7×7となっているが、 実施の形態13では、X方向に6、Y方向7であり電極配置グリッド7×8として縦長にしている。これは、基準電極5(54)以外の電極5の配置位置を増加させてより多くのコードパターンを配置するためであり、≪パターンコード復号化方法≫は同様な方法で実施される。
図90(A)および(B)は、第1基板420を下側筐体201に嵌合した状態の図で、電極5の配線接続方法の説明図である。(A)が第1基板420の電極5と導線接続端子530の配置可能位置を示す図で、(B)が下側筐体201と第1基板420を嵌合した状態を上から見た図である。
図90(B)に示されるように、下側筐体201の底部には、第1基板420が嵌合された状態で、全ての導線接続端子530が見えるように配線通過孔272が開いている。2個の電極5配置位置に対し、導線接続端子530の配置位置を共通化することで、下側筐体201の配線通過孔272の底部開口面積を減らし、下側筐体201の底面4の平坦性を損なわない様に、また、強度が低下しない様にしている。
図91に示されるように、第2基板630は、2層プリント配線基板で作成され、基板外周に略均等な間隔で、1段目電極接続端子631、2段目電極接続端子632が交互に各5個ずつ配置され、スルーホールで上面、下面の銅薄膜層を繋いでいる。1段目電極接続端子631からは、下面側で基板中央部の可動電極摺動孔635の周囲に略均等間隔で配置されている1段目接点部633に銅薄膜層で配線、接続されている。2段目電極接続端子632からは、上面側で基板中央部の可動電極摺動孔635の周囲に略均等間隔で配置されている2段目接点部634に銅薄膜層で配線、接続されている。また、1段目電極接続端子633と2段目電極接続端子634は、出来るだけカップリング容量が付かない様に、上下に透過的に見ても位置が重ならないような配置にしている。
上下の各5ヶ所の1段目接点部633、2段目接点部634には、コンタクト端子部品が表面実装される。なお、電極5が5ヶ所以外の複数の場合、それに対応した1段目電極接続端子631、2段目電極接続端子632を設けて、コンタクト端子部品を表面実装すればよい。
第2基板630は、下側筐体201の中央部にある固定台座273に第2基板630の左右端部にあるネジ穴638にネジを螺合することで固定される。固定台座273の基板固定面は、下側筐体201の上端の、第1基板420から10mm程度高い位置にあり、第2基板630上の端子や配線とタッチパネル31間の距離を離し、寄生カップリング容量を低減させると共に、第1基板420の導線接続端子530と第2基板630の1段目、2段目電極接続端子631,632間の配線を通す領域を確保している。なお、対象とするタッチパネルの性能によっては、固定台座273の基板固定面の位置を、下側筐体201の上端の、第1基板420から10mm程度未満または10mm程度超としてもよい。
コード発生装置130において、保持部204を押下する前に発生させる第1の導電パターン81でコード認識装置3のタッチパネル31に検知させる電極5は、第1基板420の当該電極5に対応する導線接続端子530から、第2基板630の1段目電極接続端子631間を下側筐体201の配線通過孔272を通して導線636で半田付けする。第2基板630上に5ヶ所ある1段目電極接続端子631は、全て同一機能の端子であるため、導線接続端子530間を配線する導線636の長さが短くなる位置で、かつ他の配線と交差や並走が出来るだけ発生しない位置の端子を選ぶことが好ましい。
次に、保持部204を押下した後に発生させる第2の導電パターン82でコード認識装置3のタッチパネル31に検知させる電極5は、第1基板420の当該電極5に対応する導線接続端子530から、第2基板630の2段目電極接続端子632間を下側筐体201の配線通過孔272を通して導線636で半田付けする。第2基板630上に5ヶ所ある2段目電極接続端子632も、同様に全て同一機能の端子であるため、導線接続端子530間を配線する導線636の長さが短くなる位置で、かつ他の配線と交差や並走が出来るだけ発生しない位置の端子を選ぶことが好ましい。
このように、コード発生装置130は、コードパターンとしてユニークな1つの電極配置パターンを持つ第1基板420の5個の電極に対して、第1の導電パターン81でタッチパネル31に検知させる電極5と、第2の導電パターン82でタッチパネル31に検知させる電極5を配線により選択出来るようになる。このため、1段目と2段目の電極5検知の時系列順を変更することで、1つのユニークな電極配置パターンから多数の時系列パターンを生成し、多数のユニークなコードを発生させることが出来る。
例えば、1段目に検知させる電極数が1個の場合、5種類の時系列パターンを生成出来る。同様に1段目を2個とする場合、10種類となり、1段目を3個とする場合も10種類、1段目を4個とする場合は5種類となり、全時系列パターンは、30種類となる。このため、全ての時系列パターンを作成すると1つのユニークな電極配置パターンから30のパターンコードを発生することが出来る。なお、5カ所に電極5が配置された状態で、1段目と2段目に選択する電極の合計を4個とした場合では、電極間が最長となる2個の基準電極を1段目と2段目のいずれかで必ず選択する必要があり、4個の電極配置パターンは3通り存在する。一方、4個の電極配置パターンにおいて、1段目を1個とする場合4種類、1段目を2個とする場合6種類、1段目を3個とする場合4種類の合計14種類となり、14×3=42のパターンコードとなる。1段目と2段目に選択する電極の合計を3個とした場合では、同様に、3個の電極配置パターンは3通り存在し。1段目を1個とする場合3種類、1段目を2個とする場合3種類の合計6種類となり、6×3=12のパターンコードとなり、合計54パターンを発生できる。さらに、電極5を6カ所以上配置し、最大5つの電極を検知させる場合でも、さらに多くのパターンコードを発生することが出来る。もちろん、1段目と2段目を合わせた電極の検知数は、3個以上且つ配置された電極数以下であればいくつでもよい。以降、パターンコードに関連する記載は、上記の説明を引用してよいことは言うまでもない。
このとき、この30種類異なるコードを発生出来るのコード発生装置130は、第1基板420の導線接続端子530から、第2基板630の1段目、2段目電極接続端子631、632間の配線仕様が異なるだけで、部品は全て共通のもので作成可能である。また、電極配置パターンが異なる別のコードの場合は、第1基板420と配線仕様を変えるだけで、さらに30種類の異なるコードのコード発生装置130を作成することが出来る。
図93は、コード発生装置130の底面4の長辺方向中央部で垂直方向に切った断面図である。(A)は、実際の構造であり、(B)は、電気的な接続状態を説明する概略図である。図93(A)に示すように、下側筐体201には、底面4に第1基板420が嵌合固定されている。下側筐体201の底部と第1基板420の間には、1mm程度の高さの空隙407が設けられており、第1基板420の電極5等の導電体に発生する寄生カップリング容量が、下側筐体201の構造に大きく依存しないようになっている。さらに、下側筐体201には、底面4の4ヶ所の頂点近傍の位置から、下側筐体201から突出する略円柱状の支柱206を上側筐体203の内側まで突出するように設けられている。
また、下側筐体201中央にある固定台座273にネジにより螺合固定される第2基板630は、基板中央部の可動電極摺動孔635が開口され、裏面から表面に向けて下側可動接点部251が摺動自在に挿入され、第2基板630の表面上部に設けられる上側可動接点部252と第2基板630を挟み込むようにして固定されている。
下側可動接点部251は、平面視略矩形の柱状体の下部に鍔状部253が設けられた構造で、全体が導電性を有する。鍔状部253の第2基板630の可動電極摺動孔635の近端に設けられた1段目接点部633と対向する位置には、第2基板630側の1段目接点部633と下側可動接点部251の接する部分の接点間隔のバラツキを吸収して全ての接点間を接触導通させるため、弾性を有した導電性ゴムによる可動接点254が設けられている。また、可動接点254は導電性ゴムに限らず、弾性を持ち接点間隔バラツキを吸収し全ての接点を接触導通させることが出来るものであればよく、板バネ接点等でもよい。
上側可動接点部252は、平面視略矩形の柱状体の上部に段差部255が設けられ、柱状の中心に凹部が設けられ下側可動接点部251を挿入嵌合させる構造で、全体が導電性を有する。段差部255の第2基板630の摺動孔635の近端に設けられた2段目接点部634と対向する位置には、第2基板630側の2段目接点部634と上側可動接点部252の接する部分の接点間隔のバラツキを吸収して全ての接点間を接触導通させるため、弾性を有した導電性ゴムによる可動接点256が設けられている。また、可動接点256は導電性ゴムに限らないのは、下側可動接点部251と同様である。
上側可動接点部252は、上部にラッチ構造を設け、上側筐体203と嵌合固定される。上側筐体203には、下側筐体201から突出する支柱206に対応する位置に支柱206を摺動可能に挿通する円筒状の開口部が設けられている。円筒状開口部の底辺には、開口径が縮小する段差があり、バネを支柱206に挿通し、下側筐体201と上側筐体203で挟み込む状態で、上側筐体203の上から開口部を挿通した支柱206に鍔のあるネジを固定する。これにより、上側筐体203と下側筐体201が摺動可能に固定され、コード認識装置130の導電パターン切替え用押しボタンスイッチの接点駆動機構が形成される。1段目接点部633と可動接点254、2段目接点部634と可動接点256は、それぞれ適切な間隔を設け、切替り動作時に両方の接点が同時に接しないように設定され、ノンショーティングタイプの切り替え方式となっている。これは、iPhone(登録商標)等スマートフォンのタッチパネル31に設定されている同時に検出可能なマルチタッチ数の制限に掛からないようにするためである。下側筐体201から上側筐体203までの構造が本体207である。
上側筐体203には、保持部204が、取り外し可能な構造で取り付けられている。保持部204は、上側筐体203を覆い意匠性を高める非導電性の蓋部分とスタンプの持ち手に相当する導電性の持ち手部222とからなる。持ち手部222は、上部可動接点部252と接触し導通する。
図93(B)の斜線で塗りつぶされた部分、および、太線で示された部分が導電性を有するものである。コード発生装置130は、操作部6の押しボタンスイッチを押下する前の状態では、第1基板420の第電極5から導線接続端子530、配線637、第2基板630の1段目電極接続端子631、可動接点254、下側可動接点部251、上側可動接点部252を経由し、持ち手部222の人体接触導電材21を人が持つことにより、人体から電極5までが導通している。
また、操作部6の押しボタンスイッチを押下した状態では、第1基板420の第電極5から導線接続端子530、配線637、第2基板630の2段目電極接続端子632、可動接点256、上側可動接点部252を経由し、持ち手部222の人体接触導電材21を人が持つことにより、人体から電極5までが導通する。
図94は、 実施の形態13の変形例1のコード発生装置130aを示す図である。変形例1のコード発生装置130aでは、第2基板630の1段目電極接続端子631と下側可動接点部251との間を導電性ゴムによる可動接点256の代わりに、導電性のバネ257を挟み、操作部6の押しボタンスイッチの押下の有無に関わらず常時1段目電極接続端子631と下側可動接点部251間が導通し続ける仕様である。
これにより、コード発生装置130aの操作部6の押しボタンスイッチの摺動構造の緩みやガタつきが有っても押下前の導電パターン81を安定的に発生させることが出来る。
コード発生装置130aは、押しボタンスイッチの押下前の1段目導電パターン81の検知電極数に対して、押下後の2段目導電パターン82の検知電極数が減ることは無い。
図95は、 実施の形態13の変形例2を示す図である。変形例2では、第1基板420の代わりに、第1基板422の基板パターン例に示されるように、底面4側にユニークな5個の電極5の他に追加でもう1個の電極532を配置する。
電極532は、電極5と同様に上面側の追加の導線接続端子534に繋がっている。5個の電極5は、コード復号化のために2つの基準電極54が左上と右下の固定位置で2電極間の距離が他の電極間距離よりも最も長くなるように配置される仕様である。残りの3個の電極5は、基準電極54の2個の電極も含め、コード認識装置3のタッチパネル31が2つのタッチ位置と検知出来る電極間距離を離して、さらに他の電極配置パターンに対してユニークなコードに復号化出来るようにグリッド座標の格子交点に配置されている。同様に電極532も、他の電極5に対して、コード認識装置3のタッチパネル31が2つのタッチ位置と検知出来る電極間距離を離し、基準電極54と他の3個の電極5のうち任意の2個の電極5と合せた配置パターンでユニークなコードに復号化出来るようにグリッド座標の格子交点に配置する。
これにより、第1基板422を用いれば、基準電極54の2個、および基準電極54以外の電極5と追加電極533の4個の電極のうちの3個の合計5個の電極を選択して配線637に接続することにより、1種類の第1基板422からユニークな導電パターンを4種類作成することが可能となり、第1基板422の設計製造コストを低減出来る。
また、追加電極533は、1個に限らず、他の電極に対して、コード認識装置3のタッチパネル31が2つのタッチ位置と検知出来る電極間距離を離して、さらに他の電極配置パターンに対してユニークなコードに復号化出来るようにグリッド座標の格子交点に配置される条件で複数個を第1基板に配置しても良い。
図96は、 実施の形態13の変形例3を示す図である。変形例3は、2層プリント配線基板で作成された第1基板420の代わりに、0.2mm程度の薄い基材の1層プリント配線基板で作成された第1基板423を用いる仕様である。(A)は、第1基板423の上面側のパターン例、(B)は、底面4側のパターン例、(C)は、コード発生装置130の下側筐体201を第1基板420と共用する場合に用いるスペーサ425を組み合わせた例である。
図96(A)に示すように、第1基板423は、0.2mm程度の基材を第1基板420と同一外形形状の基材上面側に銅薄膜層を設け、略8mm径の電極5をコードパターンの電極配置仕様に従って作成する。上面側に設けるため、第1基板420と同じコードパターンを作成するためには、第1基板420に対し、電極5の配置位置は、鏡映対称に配置する必要が有る点に注意が必要である。また、第1基板423では、電極5の上層に第1基板420の導線接続端子530に対応する位置に開口部を設けたレジスト層を塗布し、導線接続端子530を形成する。
第1基板423の底面4側には、全面にレジスト層を塗布する。レジスト層は、電極5を透過して視認できない様に、不透明な黒色や、白色にする。また、両面にレジスト層を設けるのは、基材の反り防止の目的もある。レジスト層の上には、ロゴや管理番号のグラフィック424をプリント配線基板のシルク層で作成する。また、グラフィック424は、組立完成後に別途タンポ印刷を行う方法でも良い。これにより、電極視認防止シート421は、不要となる。
図96(C)に示すように、第1基板423の厚さと第1基板420の厚さの差分を埋めるスペーサ425を、被誘電率の低い樹脂板で形成し、第1基板423の上面側に接着剤等で貼り合わせることで、コード発生装置130の下側筐体201を第1基板420と共用することが出来る。第1基板420が厚さ1.6mm、第1基板423が厚さ0.2mm、接着層0.05mmの場合、スペーサ425は、厚さ1.35mm程度にする必要がある。また、スペーサ425は、全ての第1基板423で共用出来るように、全ての導線接続端子530配置位置に導線637を半田付け出来るようすると共に、電極5の寄生カップリング容量を低減させるために、各導電接続端子530位置に穴を開けた枠状の構造にするのが好ましい。同様に、スペーサ425を被誘電率の低い樹脂板により形成することは、電極5の寄生カップリング容量を低減させることにも有効である。
[ 実施の形態13の変形例4]
図97は、 実施の形態13の変形例4のコード発生装置130bを示す図である。変形例4のコード発生装置130bでは、下側可動接点部251の下側に第3基板63を設け、2段目電極接続端子632と下側可動接点部251の下面側に導電性ゴムによる可動接点256を設け、操作部6の押しボタンスイッチの押下より、第3基板63上面側で、2段目電極接続端子632と下側可動接点部251を導通させる仕様である。押下前の1段目電極接続端子631と下側可動接点部251の構造は、コード発生装置130と変わらない。
これにより、コード発生装置130bは、第2基板630に導線637を接続する電極5が1段目の導電パターン81で、第3基板63に配線する導線637を接続する電極5が2段目の導電パターン82と明確に分けられるため、組立での時系列パターン間違いを少なくすることが出来る。
図98に示すコード発生装置131は、実施の形態20のコード発生装置117の仕様を、具体的な構造としてコード発生装置130の筐体に組み込んだ実施例である。図98は、コード発生装置131の外形を示す概略図である。図98(A)は上面図、(B)は、側面図、(C)は、底面4の短辺側中央を垂直方向に切った断面図である。
図98(A)から(C)に示すように、コード発生装置131は、コード認識装置3であるスマートフォンのタッチパネル31に、押しボタンスイッチで電極5を検知させたことをトリガにしてスマートフォンとコード発生装置131を1対1の通信で接続し、コードパターンや他の多くの情報を送受信するものであり、そのための通信装置および電源が保持部204の内部に実装されている。通信装置は、ブルーツースやWIFI、NFC、RF、その他のどのような通信手段を使用してもよい。
持ち手部222の最上部に電源スイッチ223が設けられている。また、電源が入っていることを明示するためのLEDランプを設けても良い。さらに、通信状態を明示するLEDランプを設けてもよい。また、持ち手部222の側面には充電用、プログラム書き込み用のUSBコネクタ261が設けられている。さらに、外部から視認出来ない通信装置基板のリセットスイッチ用にリセットピン挿入孔を設けても良い。
持ち手部222の内部には、底面4の長辺方向と平行な向きに、実施の形態20のコード発生装置117の通信機能を備えた、図76に示す装置が実装されたPCB基板728と電源部727としてリチウムイオン充電池が内蔵されている。持ち手部222以外の構造は、全てコード発生装置130の部品が変更無しに使用可能となっている。なお、底面4は正方形、円形でもよい。
図99は、持ち手部222を取り払い、内部を見ることが出来るようにした構造を説明する図である。図98(C)と図99に示す様に、PCB基板728の右下端部に押しボタンスイッチ60が実装されている。また、下側筐体201からスイッチ押下棒262が上側筐体203を突き抜けて、通信トリガ用の押しボタンスイッチ60のボタン位置に対応する下位置に設けられている。持ち手部222を持って、操作部6を押下すると、保持部204、上側筐体203全体が下側に摺動し、導電パターンが切替り、コード発生装置131の2段階のコードパターンが発生されると共に、下側筐体201から突き出したスイッチ押下棒262が、相対的に上に伸張して通信トリガ用の押しボタンスイッチ60のボタンが押された状態になり、PCB基板728上の通信装置がオンし、コード認識装置3の通信装置と相互に接続し、データの送受信を開始する。なお、データの送受信(送信または受信のいずれかである場合も含む)に関しては、実施の形態20、22および後述する 実施の形態15で記載された方法や用途で実施してよい。当然、通信装置によって最適な方法で接続およびデータの送受信(送信または受信のいずれかである場合も含む)が実施されることは言うまでもない。なお、本実施例と他の実施例を組み合わせてコード発生装置131を製造してもよいし、そのコード発生装置131を含むシステムを構築してもよい。
図100は、 実施の形態16のコード発生装置125の駆動機構の概略を示す図である。コード発生装置125は、2段階の駆動機構を設けることにより、コード発生装置125をコード認識装置3のタッチパネル31に接面させた時点では、電極5がタッチパネル31に接することがない構造となっている。これにより、コード発生装置125をタッチパネル面に載置した際に枠状筐体240がタッチパネル面と完全に接面状態となった状態で、コード発生装置125を押下するため、1段目の導電パターン81をより確実にタッチパネル31に検知させることが出来る。
図100(A)に示す様に、コード発生装置125は、本体207の最も内側に下側筐体201が設けられており、下側筐体201には、 実施の形態13のコード発生装置122の下側筐体201と同様な構造の第1の支柱206と第1のバネ244による第1の摺動機構245および、電極5の接続を切替える押しボタンスイッチ機構を有している。また、電極5は、下側筐体201に嵌合している第1期基板420の底面4側に配置されているため、下側筐体201と共に、上下方向に移動する構造である。
本体207の最も外側には、上側筐体203が設けられており、上側筐体203も同様に、 実施の形態13のコード発生装置122の上側筐体203と同一の構造の第1の摺動機構245の受け側構造(第1の支柱206を挿通させる筒、および第1のバネ244のストッパー)および、押しボタンスイッチ機構を有している。
さらに、コード発生装置125の筐体207は、下側筐体201と上側筐体203の間に挟まれるように、枠状筐体240とその摺動機構241を有している。
枠状筐体240は、下側筐体201と上側筐体203の間に底面4の外周を囲うように枠状に設けられ、4隅の上部に第2の支柱242と第2のバネ243からなる第2の摺動機構241がある。また、第2の摺動機構241の受け側構造(第2の支柱242を挿通させる筒、および第1のバネ243のストッパー)は、上側筐体203に設けられた第1の摺動機構245の受け側構造のさらに外側で、第2の摺動機構241と対応する位置に
設けられている。
図100(A)に示す様に、コード発生装置125の筐体2をタッチパネル31に接面させた状態で外から何も力が加わらない場合、第1の摺動機構の第1のバネ244と第2の摺動機構241の第2のバネ243の力により、枠状筐体240が筐体2の本体207の最も下側に位置し、枠状筐体240の下側端部のみがタッチパネル31に当接する。このため、コード発生装置125をタッチパネル31に接面だけでは電極5は、タッチパネル31に接面せず、コード認識装置3に検知されない。
図100(A)に示すように、持ち手部222を持って操作部6を押下すると、押下開始直後は、下側筐体201の底面4(第1基板420の底面4側)は、タッチパネル31から浮いているので、力が加わらず第1の摺動機構245の第1のバネ244は縮まらない。また、枠状筐体240がタッチパネル31に当接しているため、第2の摺動機構241の第2のバネ243には、力が加わりバネ243が縮み、枠状筐体240が上側筐体203に収まるように操作部6全体が下がって行く。
図100(B)の状態まで操作部6全体が下がると、底面4がタッチパネル31に接面し、電極5がタッチパネル31に検知されるようになり、1段目の導電パターン81がコード認識装置3に検知される。さらに、第1の摺動機構245の第1のバネ244にも力が加わる状態となるため、下側筐体203も押下に従って下がり始める。
図100(C)の状態まで操作部6が下がると、押しボタンスイッチ機構が働き、1段目の導電パターン81から2段目導電パターン82へと切替わり、コード認識装置3に1段目、2段目の導電パターン81、82の両方が検知され、パターンコードに復号化が可能となる。
一般的にスタンプ形状の底面4が4〜5cm×5〜6cm程度の大きさのあるコード発生装置をタッチパネル31に押下する時には、底面4がタッチパネル31に平行に上下垂直方向に押下出来ない場合がある。その場合、例えば 実施の形態13のコード発生装置122では、底面4の4ヶ所の頂点の内の何れかが先に当接してしまい1段目の導電パターン81が適正に、どれかが所の全体がタッチパネル31に平行に押下されずに、1つの角が先に当接してしまう。その結果、1段目の導電パターン81が適正にタッチパネル31に検知される時間が充分に確保出来ず、1段目の導電パターン81と2段目の導電パターン82の区別ができない状態が発生すると、適正にパターンコードの復号ができない可能性がある。
しかし、本実施例のコード発生装置125の場合は、押下開始直後の接面初期には、電極5がタッチパネル31に接面しない構造であり、押下が進んで底面4の4ヶ所の頂点が全てタッチパネル31の表面と接面した後に、電極5がタッチパネル31に接面するため、押下状態にあまり依存せずに安定的に1段目の導電パターン81をタッチパネル31に検知させた後に2段目の導電パターン82を検知させることが出来る。なお、本実施例のコード発生装置125を他の実施例のコード発生装置125に適用してもよい。
図101は、 実施の形態16のコード発生装置126の駆動機構の概略を示す図である。コード発生装置126は、スライドスイッチの内部構造に似た駆動機構を上下垂直方向に設けることにより、3段階に分けて、3種類の導電パターンを順次発生させることを可能にするもので、時系列パターンを、例えば、2段階で2種類の導電パターンを発生させるコード発生装置122に対し、さらに多くの時系列パターンを発生させ、1つの電極5の配置パターン、1つの第1基板420のパターンに対し、より多くのパターンコードを発生させることが出来る仕様である。
また、下側筐体201の底面4には、これもコード発生装置125と同様な構造で、第1基板420が下側筐体201に嵌合固定され、第1基板420の底面4側に、電極5が配置され、スルーホールを介して第1基板420の上面側の導線接続端子530に繋がっている。
図101(D)に、接点遮蔽筒259の機能を説明するために筒状部分を切り開いた状態に展開した概略図を示す。接点遮蔽筒259は、2重構造の筒状になっており、内側の筒259aと外側の筒259bの間に、第1基板420に配置される電極5に対応する数の固定接点板258が円柱状の場合は等間隔に、多角柱の場合は、各面1枚ずつもしくは均等な間隔で配置されている。内側の筒259aには、固定接点板258に対応する位置で、かつ上下方向3段に分れた位置に、開口部280ないしは、非開口部281が設けられる。開口部280からは、固定接点板258が露出する構造である。また、開口部280の側面は、内側の筒259aの表面に対して開口が広くなるような緩いテーパー角が付いている。また、内側の筒259aは、下側筐体201から容易に取り外せるように、爪等の構造で嵌合固定する方式とする。これにより、開口部280と非開口部281の位置を変え、時系列パターンに対応した内側の筒259aを複数用意しておき、交換して組立てることにより、容易に時系列パターンを変更することが可能になる。
外側の筒259bには、下側筐体201側の端部に固定接点板258に対応する位置に開口があり、筒側導線接続端子282となる。筒側導線接族端子282の開口からは、固定接点板258が露出する。また、外側の筒259bは、下側筐体201と容易に取り外せない様に固定される、もしくは、一体に形成される構造である。
下側筐体201の第1基板420の導線接続端子530と外側の筒259bの筒側導線接続端子282の間を配線637で接続することで、電極5から対応する固定接点板258の開口部280までが導通する。
接点遮蔽筒259の内側には、可動電極25が摺動可能に挿入されている。可動電極25の下端には、接点遮蔽筒259の固定接点板258に対応する位置に横方向可動接点283が設けられている。横方向可動接点283は、導電性の球形状接点284と導電性のバネ285が、可動電極25の内側に、球状接点284の半球分が可動電極25から露出する位置で、横方向に摺動可能に埋め込まれている。接点遮蔽筒259の内側面を可動電極25が上下に摺動する時に、球状接点284は可動電極25の横方向の内側に出入りする構造となり、接点遮蔽筒259の内側の筒259aに設けられた開口部280の段差を吸収して、開口部280に露出した固定接点板258と球状接点284が接触し、可動電極25を経由して、持ち手部222まで導通する。これにより、接点遮蔽筒259の開口部280がある位置でのみ電極5から持ち手部222までが導通する。
図101(A)、(B)、(C)は、持ち手部222を持って、操作部6を押下した状態の説明図で、(A)が押下する前で、接点遮蔽筒259の最上部に可動電極25が位置し、内側の筒259aの一番上の段の開口部280と球状接点284が導通し、対応する電極5が、タッチパネル31に検知される状態となり、1段目導電パターン81を発生している状態である。(B)は、中間状態まで押下した状態の図で、接点遮蔽筒259の上下中央に可動電極25が位置し、内側の筒259aの中央の段の開口部280と球状接点284が導通し、対応する電極5が、タッチパネル31に検知される状態となり、2段目導電パターン82を発生している状態である。(C)は、最も下まで押下した状態の図で、接点遮蔽筒259の最下端に可動電極25が位置し、内側の筒259aの最下端の段の開口部280と球状接点284が導通し、対応する電極5が、タッチパネル31に検知される状態となり、3段目導電パターン83を発生している状態である。
これらの構造により、コード発生装置126は、3段階に導電パターンを発生させることが可能となり、1つの電極5の配置パターン、1つの第1基板420のパターンで多数の時系列パターンを作成することが可能となる。さらに、4段階以上も可能であり、このような多段階で電極パターンを検知する方法は、本実施例に限らず他の方法を用いてもよい。
本仕様の押下状態を多段階に分割し、時系列パターンを増加させることは、他の実施の形態で示すコード発生装置にも適用可能である。
[ 実施の形態17]
(ブルートゥース搭載コード発生装置の構成例)
ブルートゥース(BT)搭載コード発生装置では、各電極パターンに対応する電極コードに対して異なるBDアドレスを有する多数の区別できるコード発生装置を作成することを可能とするが、その形状として、カード型でもよい。なお、実施の形態25に説明されているカード型コード発生装置の形態をとってもよい。図102にブルートゥース(BT)搭載カード型コード発生装置124でスルーホール実装型の装置の構造の概略図の例を示す。図102(A)は、コード発生装置124の表面、図102(B)は、コード発生装置124の表面側内部構造、図102(C)は、コード発生装置124の裏面側内部構造の概略図を示す。
図102(A)に示すように、コード発生装置124の表面には、通常の金融カードやIDカードと同様の図柄や文字情報に加えて、指でつまむ保持部を有する。保持部をつまむことによって、指とカード内の電気回路が導通され、第1の情報処理装置に接続されたタッチパネル31にコード発生装置124を接触または略接触させたときに、導通された電極5を経て、そのタッチパネル31から指に至るまでが導通されて静電容量の変化が生じるのみならず、保持部は、BT基盤の電源ボタンの役割も果たすようにしてもよい。その場合、電源ボタンをつまんでいる間だけBT基盤が導通するような機構にすると、つまんでいない間は電力が消費されないため、省電力化を達成することができ、ペーパー電池(シート型リチウムイオン電池など)のような消耗型電池を用いても長期間に亘ってコード発生装置124を使用し続けることが可能である。
電源ボタンの機構としては、一度押せば、もう一度押すまで導通が続くものなども可能であり、そのような機構、あるいは、それ以外の機構を用いてもよい。また、導通用の保持部と電源ボタン別々にしてもよい。電源としては、充電式のものを用いてもよい。
コード発生装置124の大きさは、財布などへの収納性を考慮すると、通常のクレジットカードと同様の大きさで、厚さが1mm以下であることが望ましい。財布への収納を想定しない場合は、任意の厚さでよい。
図102(B)に示すように、コード発生装置124の表面側内部構造には、導電性材料で形成させたスルーホールが対応する図102(C)の各電極の位置の上に配置され、それらのスルーホールが導電性の配線でつながれている。さらに、BT基盤と重なっている領域に点線で示すように、導電性の配線がスイッチと繋がっている。ここの例では、スイッチが、指示電極と電源ボタン両方の役割をするため、二重のドーナツ構造となっている。ペーパー電池は、BT基盤上にあってもよい。BT基盤には、上述した電源の他に、ブルートゥース(ビーコン機能を含んでもよい)、CPU、記憶媒体(ROMやRAM)、時計機能があってもよい。その他の部品があってもよい。BT基盤は、プリント回路基板アセンブリ(PCBA)であってもよい。
図102(C)に示すように、コード発生装置124の裏面側内部構造には、複数の電極5が配置され、裏面側内部構造のスルーホールにそれぞれ接触した構造をとることで、配線を介して繋がっている。それぞれ配置位置の異なる電極5の組合わせによって一つの電極パターンが形成され、その電極パターンに対して一つ以上の電極5の配置位置が異なることによって異なる電極パターンを形成する。
図103には、ブルートゥース(BT)搭載カード型コード発生装置124で、PCBAとして表面実装技術(SMT)を用いた表面実装デバイス(SMD)を備えた場合の詳細な構造図および電極パターン図を示す。図103(A)は、コード発生装置124の内部構造を配線された形で示した構造図、図103(B)は、コード発生装置124の長辺側の内部側面図、図103(C)は、コード発生装置124の短辺側の内部側面図103(D)は、配線された形で示された電極パターンの例示である。
図103(A)に示すように、表面実装型では、スルーホール実装型の装置とは異なり、電極5と配線が同一面内で接続している。スルーホール実装型と同様に、BT、CPU、記憶媒体(ROMやRAM)、電源、時計機能やビーコン機能があってもよい。図では、BT部位にパターンアンテナ、クリスタルなどを示している。基盤としては、PCBの中でもフレキシブルプリント回路基板(FPC)であってもよい。
図103(B)および図103(C)には、段差フィラー、FPC、電極パターンシートを含む積層構造が示され、表裏の表面には、それぞれカバーフィルムが貼られている。
ここに示したスルーホール実装型および表面実装型は例であり、コード発生装置124は、その他どのような形状や大きさ、構成であってもよい。電極5も5個以外の数であってもよく、それぞれどのような形状や大きさであってもよい。また、電極パターンに含まれない電極5があってもよい。保持部も複数あってもよい。保持部が複数配置した場合、複数の保持部のそれぞれは、保持した際に導通する電極5により形成される電極パターンを異ならせてもよい。
コード発生装置124の保持部に電源スイッチを設けることによって、財布やカード入れに収納した際に、電源スイッチが押圧されて電源が入ることがないようにしなければならないが、電源が入っても、所定時間ブルートゥースとのペアリングがされない場合に、強制的に電源OFFとなるようにしてもよい。
搭載した電子部品や回路パターンとのカップリングが発生し、電極として誤認識する場合があるが、電極と電子部品を異なる領域に設け、さらに、近接する回路パターンを所定距離空けて形成させて誤認識を防ぐようにしてもよい。
情報処理装置としてスマートフォンをケースに収納して使用する場合、スマートフォンのタッチパネル面より高い位置にケース枠があり、段差ができる場合がある。その場合、コード発生装置124を保持してタッチパネル31に接触させようとすると、段差により空隙を生じ、電極5を検知できない場合がある。また、情報処理装置としてタブレットを使用する場合、タッチパネル面の外枠の幅が広く電極パターン検知領域に電極パターン配置領域が上手く納まらない場合がある。段差のあるケースに収納されたスマートフォンやタッチパネル面の外枠の幅が広いタブレットのいずれでも適用できるように、カード全体をタッチパネル面に載置して保持部を押下して使用できるようにすればよい。その場合、保持部近傍の電子部品を電極5として検知されないよう、誘電率を極力低下させた基盤の機構および材料を採用するのが望ましい。また、電極パターン配置領域に、曲げ易く、戻り易い基材を用いて指で保持部を保持し、押し付けるようにして電極パターン配置領域のみがスマートフォンやタブレットのタッチパネル面に接触するようにしてもよい。
(ブルートゥース搭載コード発生装置と情報処理装置の情報処理)
図104に、ブルートゥース搭載コード発生装置124とスマートフォンやタブレット等の情報処理装置や情報処理装置に接続されたタッチパネル31との接続の全体像のフローチャートを示す。
コード発生装置側では、コード発生装置124の保持部を指でつまむと、BT制御系に電源が入り、BTが接続待ち状態となる(A1)。コード発生装置124を、保持部を保持したまま、タッチパネル31に接触または略接触させると静電容量の変化が生じ、タッチパネル側でそれに基づく電極パターンを検知する(A2)。タッチパネル31に接触または略接触したコード発生装置124がタッチパネル31に特定されたら、タッチパネル31とコード発生装置124とが接続する(C1)。接続状態が確立すると、コード発生装置124が秘匿されたコード発生装置IDをタッチパネル31に送信する(A3)。タッチパネル側でそのIDが認証できなかったら、コード発生装置124に非認証通知が送信され(C2、A4)、タッチパネル31とコード発生装置124の接続が切断される。接続が切断された場合、ユーザは、コード発生装置124をタッチパネル31に接触または略接触させて再度接続を試みてもよい。また、再接続試行回数に制限を設けてもよい(A6)。タッチパネル側でそのIDが認証できたら、コード発生装置124に認証通知が送信され(C3、A4)、タッチパネル31とコード発生装置124との間で情報の送受信が行われ、それに基づく決済など各種情報処理が実施される(A5)。所定の情報処理が終了したら、タッチパネル31とコード発生装置124の接続が切断される(A6)。
情報処理装置のタッチパネル側では、アプリを起動するとコード発生装置124の電極パターン検知待ち状態となる(B1)。タッチパネル31にコード発生装置124が接触または略接触されると、タッチパネル31がコード発生装置124の電極パターンを検知して、それを情報処理装置が電極コードに復号する(B2)。情報処理装置が電極コードに対応するBDアドレスを検索し、タッチパネル31に接触または略接触したコード発生装置124を特定すると、情報処理装置が接続をリクエストし(B3)、情報処理装置とコード発生装置124とが接続する(C1)。コード発生装置124から送られてきた装置IDを情報処理装置がサーバ―に送信する(B4)。サーバーでID認証が行われ、認証・非認証通知の結果がタッチパネル31に送信される(B5)。非認証だった場合、非認証通知がタッチパネル31からコード発生装置124に送信され(C2)、タッチパネル31とコード発生装置124の接続が切断される(A6)。認証だった場合、認証通知がタッチパネル31からコード発生装置124に送信され(C3)、タッチパネル31とコード発生装置124との間で情報の送受信が行われ、それに基づく決済など各種情報処理が実施される(B6)。所定の情報処理が終了したら、タッチパネル31とコード発生装置124の接続が切断される(B7)。
まとめると、次の4つの過程からなる。(1)電極コード取得(A2,B2)、(2)BT接続(B3,C1)、(3)カード認証(A3〜A4,B4〜B5,C2〜C3)、(4)各種情報処理(A5,B6)。
以上、ブルートゥース搭載コード発生装置124と情報処理装置の接続を基にした一連の情報処理を例示したが、処理の順番が異なってもいいし、その他の処理過程があってもいいし、一部の処理過程が省略されてもよい。また、他の形状や大きさのコード発生装置でもこのような一連の情報処理過程があってもよい。
(ブルートゥース搭載コード発生装置と情報処理装置の接続)
上記一連の処理のうち、ブルートゥース搭載コード発生装置124と情報処理装置の接続の詳細の例を図105および図106に示す。図105は、通常の場合に対応し、図106は、特殊な場合に対応する。
通常の場合の接続手順を図105に示す。
コード発生装置側では、情報処理装置とBT接続範囲内で、コード発生装置の保持部を保持すると電源が入る(A11)。すると、コード発生装置からBDアドレスなどの情報が発信され、情報処理装置でそれが受信される(A12)。保持部を保持したまま、コード発生装置を情報処理装置のタッチパネル31に接触または略接触させる(A13)。すると、コード発生装置の電極5が通電する(A14)。情報処理装置が、接触または略接触をしたコード発生装置を特定すると、接続リクエストを送信してくるので、コード発生装置が接続リクエストを認証する(A15)。接触または略接触をしたコード発生装置と、タッチパネル31を有する情報処理装置とが接続される(A16)。情報処理装置情報との送受信に基づいて各種情報処理が行われる(A17)。ここでの過程は、実施の形態23の(コード発生装置と情報処理装置との接続)に準拠する。
タッチパネル31を有する情報処理装置側では、対応するアプリを起動させる(B11)。BT接続範囲内で電源がONになっているすべてのコード発生装置のBDアドレスが受信され、時刻が記録される(B12)。情報処理装置は、タッチパネル31を介してコード発生装置の電極5の配置位置を検知して電極パターンとして認識し、時刻が記録される(B13)。情報処理装置が電極パターンを電極コードに復号する(B14)。情報処理装置に記憶されている次節の電極コード、BDアドレスおよび装置IDの対応表を基に、情報処理装置が電極コードに対応するBDアドレスを特定する。対応表は、サーバーなどに記憶され、それを読み込むようにしても良い(B15)。そして、BDアドレスに対応するコード発生装置に接続をリクエストする(B16)。情報処理装置が、特定されたコード発生装置と接続される(B17)。コード発生装置との情報の送受信に基づいて各種情報処理が行われる(B18)。
人が多い場所での電子クーポン配布やPOSシステムでの決済の際に、BT接続範囲内に複数のスマートカードの電源がONである特殊な場合を図106に示す。この場合、情報処理装置が復号した電極コードに対応するBDアドレスがたまたま複数検知された場合に相当するが、その場合は、最も近距離にあるスマートカードとのみ接続するか、または、情報処理装置に記録された時間情報を基に接続する(B15’)。それでも、複数の装置が該当した場合は、エラー扱いとし、再試行を促す。代わりに、カードにフォトセンサーを設け、タッチパネル31からの光信号で照合するようにしてもよい。
(電極コードとBDアドレスのマッピングとコード発生装置ID)
実施の形態23の(第1の情報処理装置310のタッチパネル31に接触したコード発生装置の認識)のセクションおよび図106で説明しているように、電極コード一つにつきBDアドレスを複数割り当てても、それらを区別することが可能であり、それぞれのBDアドレスに対応するコード発生装置のIDを割り当てることが可能である。図107では、BT装置をネットワークに接続される端末を区別するために用いられる16進法のブルートゥースデバイス(BD)アドレスに対応させ、電極コードの総数を512とした場合を例示している。BDアドレス48ビット中上位24ビットは企業IDに割り振られるため、この例では、下位24ビットをBT装置に割り振っている。また、ここでは、コード発生装置IDは、各コード発生装置を一意に特定するシリアルコードであり、上位4桁は製造年月を想定している。
コード発生装置124に組込むソフトウェアとしては、BT制御およびデータ送受信ファームウェアであり、BT接続の制御および情報処理装置に対する所定のデータの送受信を制御する。即ち、コード発生装置124の保持部を保持すると、電源が入り、BTがペアリングの待ち状態となる。コード発生装置124をタッチパネル31に接触または略接触させた後に、タッチパネル31を有する情報処理装置のリクエストによりペアリングが実施される。そして、秘匿されたコード発生装置124の装置IDを情報処理装置に送信する。装置IDが認証サーバーなどを介して情報処理装置に認証されると、承認通知が送信され、コード発生装置124の記憶媒体に記録された情報を情報処理装置に送信したり、情報処理装置からの情報を受信したりする。また、データセキュリティプログラムを搭載し、データ送受信において電子署名されたデータを復号および電子署名したデータに符号化したり、データを暗号化したり復号する。さらに、搭載された各種アプリケーションに従ってさまざまな情報処理を行う。
タッチパネル31を有する情報処理装置に組込むソフトウェアは、静電容量コード認識アプリやデータ送受信アプリである。静電容量コード認識アプリでは、コード発生装置124をタッチパネル31に接触または略接触させた際の電極パターンを検知して、電極コードに復号する。即ち、指で保持部の指示電極を保持すると、導通されたカード接触部内部に設けられた複数の電極5をタッチパネル31で検知し、検知した各電極5の座標値から形成される電極パターンを電極コードに復号する。データ送受信アプリでは、情報処理装置の近傍に存在するBT装置のBDアドレスを検知し、その中から電極コードに対応するBDアドレスのコード発生装置124を特定し、ペアリングする。そして、データの送受信を実施し、コード発生装置124から送信された秘匿された装置IDを認証サーバーに送信する。サーバーからの認証・非認証の結果をコード発生装置124に送信し、その結果に従い、情報処理を行う。ブルートゥースの電波強度から距離が最も近いブルートゥースを特定できる機能(ビーコン機能)を有するソフトウェアを搭載してもよい。
認証方法の例としては、ペアリング後、第1の情報処理装置とコード発生装置124との間での情報の送受信に際して、クラウドからのワンタイムパスワードを利用するものである。受信したワンタイムパスワードに基づいて、コード発生装置124は、ワンタイムIDを生成し、BTで第1の情報処理装置へ送信し、それを情報処理装置がクラウドに送信し、クラウドで当該コード発生装置124を特定して認証する。認証方法としては、これ以外のものでもよい。
コード発生装置124は、具体的には、スマートカードとして利用可能である。即ち、産業用タッチパネル認証カードとして、製造機器、医療機器、検査機器、制御機器、情報表示機器等の産業機器の操作権限や、重要施設への関係者の入退室における本人確認カードとして利用できる。また、業務用タッチパネル認証カードとして、店舗に配置されたサイネージ用タッチパネルに接触または略接触させることにより、来店者が知りたい情報(商品やサービス)を提供できる。例えば、ホテル等に設置したタッチパネルで、観光・イベントを紹介できる。そして、e−コマース決済カードにも応用可能である。これらの場合には、磁気カードやICカードなどで必要な専用の特殊なカードリーダーを必要としない。もちろん、特殊なカードリーダーを利用してもよい。用途によっては、オフライン、すなわち、ローカル通信で済むシステムも構築可能である。
また、カードを移動・回転させてプレイできるゲームカードとしての利用も可能である。さらに、USBの場合のようなポートを必要としない記憶媒体としての利用も可能である。
手順を含めた利用例を次に示す。
(1)スマートPOSシステム
図108およびフローチャート図109に、スマートPOSシステムへの利用を例示する。これは、ユーザが自身のコード発生装置124と情報処理装置の両者を用いる例である。
ユーザは、コード発生装置124(スマートカード)を介したBT通信により、事前にスマートカードに個人情報を登録しておく(D00)。利用にあたり、ユーザは、まず、既にカードが登録されたアプリを起動する(D11)。次に、ユーザが店舗の情報処理装置(タブレットPOSを含む)に接続されたカード認識タッチパネル(タブレットPOSのタッチパネルでもよい)にカードを接触または略接触させると、タッチパネル31がカードの電極位置を検知し、情報処理装置が電極パターンを電極コードに復号する。そして、電極コードに対応するカードのBTとPOSが自動接続する(D12)。BT接続したカードへは、購入明細データが送信される(D13)。ユーザの情報処理装置(スマートフォン)とカードが自動接続すると、スマートフォンが購入明細書を受信して、ユーザが承認する(D14)。認証サーバー(アプリ会員サーバー)でユーザが認証されると、決済代行サーバーで決済が行われ、終了後決済完了通知がPOSシステムに送信される(D15)。最後に、POSシステムでデータの記録や分析などが行われ、処理が完了する(D16)。会員アプリにプリチャージ機能を実装すれば、WEBを介する通信をせずともローカル通信のみで決済処理が可能である。
(2)入退場認証
図110およびフローチャート図111に、入退場認証への利用を例示する。これは、ユーザがスマートカードを単独で使う例である。
ユーザは、コード発生装置124(スマートカード)を介したBT通信により、事前にスマートカードに個人情報を登録しておく(D00)。利用にあたり、ユーザが、情報処理装置に接続されたタッチパネル31にカードを接触または略接触させると、スマートカードと情報処理装置がBTで自動接続され、カードIDと顔写真情報がスマートカードから情報処理装置に送信される(D21)。そして、情報処理装置に接続したカメラでユーザの顔が撮影され、送信された顔写真と撮影された顔が照合されることによって本人認証が行われる(D22)。さらに、カードIDが管理サーバーに送信され、ID認証が行われる(D23)。認証がなされたら認証通知が情報処理装置に送信されて通知がディスプレイに表示され、開錠が行われる(D24)。非認証の場合は、非認証通知が情報処理装置に送信されて通知がディスプレイに表示され、非開錠のままである(D24’)。開錠・非開錠どちらの場合も、管理サーバーに記録がなされる(D25)。情報処理装置のタッチパネル31にスマートフォンを埋め込んで使うことも可能である。そして、特殊なカードリーダーを必要としない。管理区域の入退室や、ホテルや会員性クラブのフロントでの本人確認に利用することができる。なお、管理サーバーに顔写真などの個人情報を登録しなくても、本システムは実施可能であり、個人情報の漏洩を防ぐことができる。
(3)e−コマース
図112およびフローチャート図113に、入退場認証への利用を例示する。これは、ユーザが自身のコード発生装置124と情報処理装置の両者を用いる例であり、(1)や(2)とは異なり、自信の情報処理装置に自身のコード発生装置124を接触または略接触させる例である。
ユーザは、コード発生装置124(スマートカード)を介したBT通信により、事前にスマートカードに個人情報を登録しておく(D00)。利用にあたり、ユーザは、スマホアプリを起動させ、買物サイトで購入物をカートに入れ、確認をする(D31)。
すると、情報処理装置からスマートカードを接触または略接触させるように指示が表示される(D32)。次に、ユーザが情報処理装置にカードを接触または略接触させると、BT接続により、スマートカードから決済手段や秘匿化されたカード情報が情報処理装置に送信される(D33)。ユーザが内容確認をして、「OK」をタップする(D34)。ユーザが認証されると、決済代行サーバーで決済が行われて、決済が完了する(D35)最後に、決済完了通知が情報処理装置に送信される(D36)。
カードを接触または略接触させて承認するだけという簡単決済が可能であり、カード情報をサイトに直接入力しなくて済む。個人情報が決済サーバーに記憶されない仕様にできる。本人の情報処理装置(スマートフォンなど)のみ、または他の情報処理装置でもカードを使用できるように自由に設定・変更し、さらにカード紛失時に、使用できない設定にしたり解除したりできるようアプリで制御することが可能である。
ここでは、3例のみについて図を用いて説明したが、これら以外の用途にコード発生装置124を利用しても良い。
以上、本実施例では、通信装置としてブルートゥース(BT)搭載カード型コード発生装置124について説明したが、ブルートゥースに代わる他の通信装置として、WIFI、NFC、RF、その他のどのような通信手段を使用してもよい。当然、通信装置によって最適な方法で接続およびデータの送受信(送信または受信のいずれかである場合も含む)が実施されることは言うまでもない。また、通信装置を搭載したコード発生装置の構造、通信手段、接続・データ送受信(送信または受信のいずれかである場合も含む)の方法、用途、システムは、実施の形態20、22に記載された内容や他の実施例をどのように組み合わせて使用してもよい。なお、立体形状(スタンプなど)のコード発生装置の実施の形態の内、カード型コード発生装置に適用可能なものについては、適用してもよいことは言うまでもない。
131 コード切り替えスイッチ
132 コード発生認識スイッチ
133 時計機能
134 タッチパネル認識センサ
2 筐体
201 下側筐体
203 上側筐体
204 保持部
206 支柱
207 本体
209 嵌合突起
21 接触部、人体接触導電材、人体接触電極
210 嵌合溝
211 導電性シート
222 持ち手部
223 電源スイッチ
25 可動電極
251 下側可動接点部
252 上側可動接点部
253 鍔状部
254、256 可動接点
255 段差部
261 USBコネクタ
262 スイッチ押下棒
270 底面枠部
271 基板位置合わせ部
272 配線通過孔
273 固定台座
3 コード認識装置
31 タッチパネル
310 第1の情報処理装置
32 通信処理部
320 第2の情報処理装置
330 第3の情報処理装置
360 光受光部
370 ディスプレイ
371 アラート表示部
372 ソーラーパネル
375 USBポート
4 底面
400 導電パターン印刷シート
404 接続端子
407 空隙
420、422、423 第1基板
421 電極視認防止シート
424 グラフィック
425 スペーサ
5、532 電極
530、534 導線接続端子
531 スルーホール
533 追加電極
54 基準電極
6 操作部、第2の操作部
60 押しボタンスイッチ
612 基板接続端子
630 第2基板
63 第3基板
631 1段目電極接続端子
632 2段目電極接続端子
633 1段目接点部
634 2段目接点部
635 可動電極摺動孔
636 導線
637 配線
638 ネジ穴
724 無線通信部、通信モジュール
727 電源部
728 PCB基板
78 第1の操作部
79 導通制御部
81 第1の導電パターン
82 第2の導電パターン、第2の電極パターン
95 スライドスイッチ
Claims (45)
- 第1の情報処理装置に接続されたタッチパネルに接触または略接触させて、該タッチパネルが検出した物理量の変化により検知される複数の電極が筐体底面部に配置された装置であって、
前記複数の電極に接続する導電材が形成された筐体に、該複数の電極の内、前記タッチパネルが検知した電極に基づいて形成される電極コードを認識した前記第1の情報処理装置と、該電極コードの少なくとも一部に基づき接続状態となる通信処理部を備える装置。
- 前記通信処理部は記憶手段を備え、
少なくとも一意の装置IDまたは、前記電極コードと組み合わせて一意となる装置IDが記憶される、請求項1に記載の装置。
- 前記電極コードは、検知した電極の形状、大きさ、幾何学的配置および検出した物理量の大きさまたはそれらの組み合わせの少なくともいずれかに基づいて形成される、請求項1〜2のいずれかに記載の装置。
- 前記タッチパネルは、静電容量タッチパネルである、請求項1〜3のいずれかに記載の装置。
- 前記第1の情報処理装置は、前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを認識して前記通信処理部と接続状態となる、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 前記通信処理部を制御する第1の操作部を設け、
前記第1の情報処理装置は、前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを認識し、前記第1の操作部を操作することにより、前記通信処理部と接続状態となる、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 前記タッチパネルに接触または略接触する状態を感知する感知部を備え、
前記第1の情報処理装置は、前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを認識し、前記感知部が前記タッチパネルが接触または略接触している状態を感知することにより、前記通信処理部と接続状態となる、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 前記感知部は、前記タッチパネルから検知する物理量の変化を検出する、請求項7に記載の装置。
- 前記感知部は、前記タッチパネルに接触または略接触する面に1以上の光検知センサを備え、
前記タッチパネルに表示される光を検出する、請求項8に記載の装置。
- 前記電極コードを形成する基となる電極の形状、大きさ、幾何学的配置および検出した物理量の少なくともいずれか、またはそれらの組み合わせにより、前記1以上の光検知センサの位置が認識され、該位置に対応する前記タッチパネルの領域で、光の色および、光の強さ、点滅時間の少なくともいずれかを時系列で変化させることによって、その履歴により形成される光コードを取得する、請求項9に記載の装置。
- 前記第1の情報処理装置は、前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを複数認識した場合、該第1の情報処理装置から最も近い距離にある前記通信処理部と接続状態となる、請求項1〜4のいずれかに記載の装置。
- 前記通信処理部にGPSを備え、前記GPSで取得した位置を前記第1の情報処理装置に認識させる、請求項11に記載の装置。
- 前記通信処理部に時計機能を備え、時間情報または時間によって変化する情報を送信する、請求項1〜12のいずれかに記載の装置。
- 前記筐体は、板状および立体形状のいずれかであり、該筐体底面部の表面に非導電性材料で形成する膜が設けられた、請求項1〜13のいずれかに記載の装置。
- 前記導電材は前記筐体の表面の領域に形成された接触部に接続され、
前記接触部を接触または保持することにより、前記電極に導通されて前記タッチパネルが検知した電極に基づいて形成される電極コードが認識される、請求項1〜14のいずれかに記載の装置。
- 前記導電材は前記筐体の表面の領域に形成された接触部に接続され、
前記接触部は、前記筐体の表面の複数の領域に形成され、
前記複数の領域の少なくともいずれかの領域を接触または保持することにより、該領域のそれぞれの導電材と接続される前記電極と、を導通させて、前記タッチパネルが検知した電極に基づいて形成される切り替え可能な電極コードが認識される、請求項1〜15のいずれかに記載の装置。
- 前記接触部の表面に、非導電性材料で形成される膜が設けられた、請求項15または請求項16のいずれかに記載の装置。
- 所定の操作を受けた際に、前記電極と前記導電材との導通経路の少なくとも一部を導通または遮断させて、前記タッチパネルに検知される電極に基づいて形成される電極コードを切り替え可能な1以上の第2の操作部をさらに備える、請求項1〜17のいずれかに記載の装置。
- 前記電極と前記導電材との導通経路の少なくとも一部を電気的に導通または遮断させて、前記タッチパネルに検知される電極に基づいて形成される電極コードを切り替え可能な導通制御部をさらに備える、請求項1〜18のいずれかに記載の装置。
- 前記電気的に導通または遮断を時系列で変化させることによって、前記タッチパネルに検知される電極の履歴に基づいた電極コードを形成する、請求項19に記載の装置。
- 前記電極コードの少なくとも一部に、前記第1の情報処理装置に対して、所定の情報処理を指示するコードを含む、請求項1〜20に記載の装置。
- 複数の電極が筐体底面部に配置された請求項1〜21のいずれかに記載の装置の筐体に備えられた通信処理部と、
物理量の変化を検出して1以上の位置を検知するタッチパネルを接続した第1の情報処理装置とを、
前記タッチパネルに前記筐体底面部を接触または略接触させて、該タッチパネルが検出した物理量の変化により検知される複数の電極に基づいて形成される電極コードを前記第1の情報処理装置に認識させ、該電極コードの少なくとも一部に基づき接続状態にする、情報通信方法。
- 前記電極コードの少なくとも一部に基づく接続は、前記第1の情報処理装置に前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを認識させ、前記通信処理部と前記第1の情報処理装置とを接続状態にする、請求項22に記載の情報通信方法。
- 前記電極コードの少なくとも一部に基づく接続は、前記第1の情報処理装置に、前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを認識させ、および前記通信処理部に前記タッチパネルが接触または略接触している状態を感知させることにより前記通信処理部と前記第1の情報処理装置とを接続状態にする、請求項22に記載の情報通信方法。
- 前記通信処理部が前記タッチパネルからの光を検出することにより、前記通信処理部と前記第1の情報処理装置とを接続状態にする、請求項24に記載の情報通信方法。
- (A)前記接続状態で、前記通信処理部から前記第1の情報処理装置に第1の所定情報を送信するか、
前記第1の情報処理装置から前記通信処理部に第2の所定情報を送信するか、
(B)前記通信処理部と、所定の方法により第2の情報処理装置とを接続状態にし、
前記通信処理部から前記第2の情報処理装置に第3の所定情報を送信するか、
前記第2の情報処理装置から前記通信処理部に第4の所定情報を送信するか、
(C)前記第1の情報処理装置と、所定の方法により第3の情報処理装置とを接続状態にし、
前記第1の情報処理装置から前記第3の情報処理装置に第5の所定情報を送信するか、
前記第3の情報処理装置から前記第1の情報処理装置に第6の所定情報を送信するか、
(D)前記第2の情報処理装置と、所定の方法により第3の情報処理装置とを接続状態にし、
前記第2の情報処理装置から前記第3の情報処理装置に第7の所定情報を送信するか、
前記第3の情報処理装置から前記第2の情報処理装置に第8の所定情報を送信するか、
の少なくともいずれかである、請求項22〜25のいずれかに記載の情報通信方法。
- 前記通信処理部に、一意の装置IDまたは、前記電極コードと組み合わせて一意となる装置IDが記憶され、前記第1または第3の所定情報の少なくともいずれかに該装置IDを含む、請求項26に記載の情報通信方法。
- 前記第1の情報処理装置が、前記電極コードと組み合わせて一意となる装置IDとは異なる該組み合わせの該電極コードを認識した場合、該電極コードを誤認として判定する、請求項27に記載の情報通信方法。
- 前記第1〜第3の情報処理装置の少なくともいずれかに、該情報処理装置を特定する第1の特定コードおよび/または稼働するソフトウェアで設定された第2の特定コードを有し、
前記情報処理装置から送信される前記第2、第4、第5、第6、第7および第8の所定情報の少なくともいずれかに、前記第1または第2の特定コードのいずれかを含む、請求項26〜28のいずれかに記載の情報通信方法。
- 前記第1の情報処理装置は、前記電極コードの少なくとも一部を含む通信アドレス、または該電極コードの少なくとも一部に対応する通信アドレスを認識して、1以上の前記第3の情報処理装置と接続状態にする、請求項26〜29のいずれかに記載の情報通信方法。
- 前記第3の情報処理装置は、前記第2の情報処理装置を含む、請求項26〜30のいずれかに記載の情報通信方法。
- 請求項1〜21のいずれかに記載の前記装置および前記第1〜第3の情報処理装置が受信した前記第1〜第8の所定情報の少なくともいずれかの正誤を所定の方法で判定する、請求項26〜31のいずれかに記載の情報通信方法。
- 前記所定の方法で判定された結果が前記受信した前記所定情報を送信元に送信する、請求項32に記載の情報通信方法。
- 前記第1〜第8の所定情報の少なくともいずれかは、所定のデータと該所定のデータを暗号化した暗号化情報を含む、請求項26〜33のいずれかに記載の情報通信方法。
- 前記暗号化情報は、前記所定のデータを符号化手段により符号化した符号化情報を暗号化手段により暗号化した情報である、請求項34に記載の情報通信方法。
- 前記所定情報を受信した情報処理装置により、前記暗号化情報を復号化手段により復号した符号化情報と、前記所定のデータを前記符号化手段により符号化した符号化情報とを照合することにより前記所定のデータの正誤を認証する、請求項35に記載の情報通信方法。
- 前記第1〜第8の所定情報の少なくともいずれかを送信または受信した際に、対応する所定の処理を実施する、請求項26〜36のいずれかに記載の情報通信方法。
- 前記所定の処理は、前記第3の情報処理装置と前記第1または第2の情報処理装置との接続状態、または前記通信処理部と前記第1の情報処理装置および/または第2の情報処理装置との接続状態の少なくともいずれかを切断する処理を含む、請求項37に記載の情報通信方法。
- 前記通信処理部に時計機能を備えて、時間情報または時間によって変化する情報を前記第1および/または第3の所定情報に含める、請求項26〜38のいずれかに記載の情報通信方法。
- 請求項1〜21のいずれかに記載の装置と、
物理量の変化を検出して1以上の位置を検知するタッチパネルを接続した第1の情報処理装置と、
を備えた情報通信システムであって、
前記タッチパネルに前記装置の筐体底面部に配置された複数の電極を接触または略接触させて、該複数の電極の内、該タッチパネルが検知した電極に基づいて形成される電極コードを前記第1の情報処理装置が認識し、
前記装置の筐体に備えられた通信処理部と、前記電極コードの少なくとも一部に基づき前記第1の情報処理装置とが接続状態となる情報通信システム。
- 請求項22〜25のいずれかに記載の情報通信方法で、前記通信処理部と前記第1の情報処理装置とが接続状態となる請求項40記載の情報通信システム。
- 第2および/または第3の情報処理装置をさらに備え、
請求項26〜38のいずれかに記載された情報通信方法により情報処理される、請求項40または請求項41のいずれかに記載の情報通信システム。
- 前記第1の情報処理装置はスマートフォンである、請求項40〜42のいずれかに記載の情報通信システム。
- 第1の情報処理装置に接続された、物理量の変化を検出して1以上の位置を検知するタッチパネルに、請求項1〜21のいずれかに記載の装置の筐体底面部に配置された複数の電極を接触または略接触させて、該複数の電極の内、該タッチパネルが検知した電極に基づいて形成される電極コードを前記第1の情報処理装置が認識し、
前記電極コードの少なくとも一部に基づき、請求項22〜25のいずれかに記載の情報通信方法で、前記第1の情報処理装置と前記装置の筐体に備えられた通信処理部とを接続状態にするプログラム。
- 第2および/または第3の情報処理装置をさらに備え、
請求項26〜38のいずれかに記載された情報通信方法により情報処理を実施する、請求項44に記載のプログラム。
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