JP4859427B2 - 認証システム及び認証システム用無線タグ装置 - Google Patents

Description

本発明は認証システム及び認証システム用無線タグ装置に関し、例えば、ＲＦＩＤタグを利用した認証システムに適用し得るものである。

機密保持が必要な場所への入退室を特定の者だけに認めたり、情報漏洩に対する保護の必要性が高い機器の操作を特定の者だけに認めたりするような場合などには、認証システムが利用される。

例えば、一般的な入退室管理用の認証システムの構成は、図２に示すようなものである。図２において、テンキーなどの認証入力キー部１に与えられた認証用番号（例えば、社員番号及び暗証番号の組み合わせ）は、認証制御部２において、認証番号記憶部４に予め登録されている認証番号と照合され、一致している場合には、認証制御部２から扉開閉駆動部３に許可信号が与えられて図示しない扉が開閉される。

また、認証入力キー部１への入力に代え、又は、認証入力キー部１への入力に加え、接触式や非接触式のＩＣカードからの入力を利用するものも各種提案されている（一例として特許文献１参照）。
特開２００１−３２３６９５号公報

しかしながら、図２に示す認証システムでは、認証入力キー部１を誰が操作したかを知ることはできず、認証番号が漏れると、誰でも扉を開閉できてしまう。

この点では、接触式や非接触式のＩＣカードを利用する方がセキュリティは高くなるが、ＩＣカードが盗用された場合や複製が作成された場合には、同様な不都合が生じてしまう。また、認証入力キー部１への入力と、機構的な鍵とを併用する入退室管理システムもあるが、この場合にも、機構的な鍵が盗用された場合や複製が作成された場合には、同様な不都合が生じてしまう。

ところで、一人の人間が認証を行う場所や機器が多数に及ぶ場合がある。例えば、自動販売機から金銭を回収するような作業者は、各自動販売機毎に自己を認証させる。このような場合において、ＩＣカードや機構的な鍵を自動販売機毎に用意することは、盗用などによる被害を１台の自動販売機に抑えられて好ましい。

しかしながら、多くのＩＣカードや機構的な鍵を準備しなければならず、持ち運びも不便であるという課題や、また、その自動販売機にあったＩＣカードや機構的な鍵を捜さなければならないという操作性の課題が生じる。

さらに、機構的な鍵の場合、盗用されると、その鍵を受け入れる機器側の構成も交換しなければならず、一般的に、その交換も即実施することは困難である。

そのため、認証用構成要素が盗用された場合にもセキュリティを高くできる、しかも、多くの場所等での同一の認証用構成要素を適用した認証にも容易に対応できる認証システムが求められており、そのシステムに最適な認証用構成要素も求められている。

第１の本発明は、認証装置本体に対し、非接触で認証に必要な情報を与える認証システム用無線タグ装置において、アナログ信号のセンシング機能を有するセンサ対応ＲＦＩＤタグと、このセンサ対応ＲＦＩＤタグに対し、所定範囲内で連続的に変化し得る所定種類の電気量を入力させる電気特性可変器とを備え、上記センサ対応ＲＦＩＤタグは、上記電気特性可変器からのアナログ信号でなる電気量を閾値と比較するコンパレータを有し、上記コンパレータに与える閾値を順次変化させた複数回の比較により、上記コンパレータからの出力が異なる境界閾値を検出可能として、上記電気特性可変器の電気量を認証情報の入力に利用することを特徴とする。

第２の本発明は、認証情報を入力する認証情報入力装置と、入力された認証情報に基づいて認証を行う認証装置本体とを有する認証システムにおいて、上記認証情報入力装置として、第１の本発明の認証システム用無線タグ装置を適用すると共に、上記認証装置本体が、ＲＦＩＤアンテナと、ＲＦＩＤリーダライタとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、認証システム用無線タグ装置が盗用された場合にもセキュリティを高くできる、しかも、多くの場所等での同一の認証システム用無線タグ装置を適用した認証にも容易に対応できるようになる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による認証システム及び認証システム用無線タグ装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
第１の実施形態の認証システムは、認証システム用無線タグ装置（以下、ワイヤレスキーと呼ぶ）１０と、認証装置本体３０とでなる。

図１、図３及び図４は、第１の実施形態のワイヤレスキー１０の外観構成を示すものであり、図１は、アンテナ部がワイヤレスキー本体から最も開いた状態の概略正面図であり、図３は、アンテナ部がワイヤレスキー本体に閉じた状態の概略正面図であり、図４は、アンテナ部がワイヤレスキー本体に閉じた状態（図３と同じ状態）の概略平面図である。

第１の実施形態のワイヤレスキー１０は、大きくは、相互に開閉し得るワイヤレスキー本体１１とアンテナ部１２とでなる。ワイヤレスキー本体１１とアンテナ部１２とが閉じた状態においては、ワイヤレスキー１０は、例えば、縦横が１．５ｃｍ×４．５ｃｍ、厚さが０．５ｃｍ程度の直方体形状のものである。

アンテナ部１２は、概ね矩形の平板状に形成されており、その一面（又は平板部分の内部）にＲＦＩＤタグのアンテナとして機能するループ状アンテナ１４を内蔵している。アンテナ部１２は、蝶番部１３によって、ワイヤレスキー本体１１に対して最も開いた状態（図１の状態）と、閉じた状態（図３の状態）とのいずれかを取り得るものである。

蝶番部１３は、例えば、最大開度が１８０度程度のものであり、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１から最も開いた状態で、内蔵する回転摺動コネクタなどによって、アンテナ部１２のアンテナ１４と、ワイヤレスキー本体１１に設けられているセンサ対応ＲＦＩＤチップ１７（図４、図５参照）との電気的な接続経路を構成させるようになされている。

ワイヤレスキー本体１１は、矩形形状の本体基板１５を備えている。本体基板１５における、アンテナ部１２が閉じた状態で接触する面は、金属（例えば銅）膜が形成されている電磁シールド用金属面１６となっている。電磁シールド用金属面１６の存在により、アンテナ部１２が閉じた状態では、ＲＦＩＤリーダライタ３２（後述する図７参照）が質問電波などを送出していても、アンテナ部１２のアンテナ１４が電波を捕捉できないようになっている。

本体基板１５の他の面には、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７、押しボタンスイッチ１８及び可変抵抗器１９が搭載されており、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７、押しボタンスイッチ１８及び可変抵抗器１９は、ワイヤレスキーカバー２０によって被覆されている。

センサ対応ＲＦＩＤチップ１７は、ＲＦＩＤタグ用のＬＳＩチップであり、外部のセンサ等と接続可能であり、そのセンサ等からの情報をＲＦＩＤリーダライタ３２（後述する図７参照）に転送可能なものである。例えば、両出願人が販売しているセンサ対応ＲＦＩＤ用ＬＳＩ（製品名「ＭＬ７２１６」）を適用できる。

この第１の実施形態の場合、後述する図５に示すように、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７には、押しボタンスイッチ１８及び可変抵抗器１９が接続されている。

押しボタンスイッチ１８の操作部分は、図１及び図３に示すように、本体基板１５やワイヤレスキーカバー２０が形成している空間から外部に出ており、人間が押下することができるようになされている。押しボタンスイッチ１８の操作信号は、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７に入力されるようになされている。この第１の実施形態の場合、押しボタンスイッチ１８の操作信号は、可変抵抗器１９の抵抗値の確定を意味するものである。

可変抵抗器１９は、例えば、図１及び図３に示すように、本体基板１５やワイヤレスキーカバー２０が形成している空間から一部が外部に出ている回動つまみを備え、その回動つまみ位置に応じた抵抗値をとるものである。可変抵抗器１９は、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７に接続され、抵抗値の情報がセンサ対応ＲＦＩＤチップ１７に取り込まれる。

図５は、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７の内部構成及び周辺要素との接続関係を示すブロック図であり、既述した図面との同一部分には同一符号を付して示している。

図５において、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７は、ＲＦＩＤ送受信部２１、アナログインタフェース部２２、デジタル入出力部２３及び不揮発性メモリ２４を有する。なお、ワイヤレスキー１０は電池を搭載しておらず、各部の動作用エネルギーは、後述するＲＦＩＤリーダライタ３２の放射電波から得ている。

ＲＦＩＤ送受信部２１は、ＲＦＩＤアンテナ１４に接続されており、ＲＦＩＤ送受信部２１は、ＲＦＩＤリーダライタ３２側との通信を行うものである。

アナログインタフェース部２２は、可変抵抗器１９に接続されており、可変抵抗器１９の抵抗値を取り込むものである。アナログインタフェース部２２は、可変抵抗器１９の抵抗値を電圧に変換する部分と、その電圧を閾値電圧と比較するコンパレータ部分と、上記閾値電圧の元となる閾値データを出力すると共に、その閾値データを順次変化させる閾値データ発生部とを有し、コンパレータ部分の論理が変化した相前後する閾値データの中間を抵抗値情報とするものである。例えば、閾値データとコンパレータ部分からの出力との組、又は、コンパレータ部分からの出力結果の時系列（各ビットの順番が閾値データに対応している）を、ＲＦＩＤリーダライタ３２に送信することにより、ＲＦＩＤリーダライタ３２又は認識制御部３３が可変抵抗器１９の抵抗値を認識することができる。

なお、可変抵抗器１９の抵抗値を認識する処理を、アナログインタフェース部２２又はＲＦＩＤ送受信部２１が実行するものであっても良い。

図６は、可変抵抗器１９と、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７のアナログインタフェース部２２との接続方法の説明図であり、図６（Ａ）は第１の接続例を示し、図６（Ｂ）は第２の接続例を示している。

これらの接続例では、ＲＦＩＤ送受信部２１からの指示に基づき、コンパレータへの閾値電圧Ｖｒｅｆの値を順次変化させつつ入力される電圧Ｖｉｎとの比較を行う。そして、コンパレータが電圧Ｖｉｎの方が閾値電圧Ｖｒｅｆより大きいときに論理レベル「１」を出力するのであれば、閾値電圧Ｖｒｅｆの値を大きくする方向に変化させた場合は論理レベル「１」→「０」の切り替わりを、閾値電圧Ｖｒｅｆの値を小さくする方向に変化させた場合は論理レベル「０」→「１」の切り替わりを、ＲＦＩＤリーダライタ３２又はＲＦＩＤ送受信部２１で検出することにより、その変化の前後の閾値電圧Ｖｒｅｆの値に基づき、入力された電圧Ｖｉｎの値を判定することができる。

そして、第１の接続例は、可変抵抗器１９にアナログインタフェース部２２から抵抗ｒ１を介して電流を流し、可変抵抗器１９の両端に発生する電圧を測定することで、可変抵抗器１９の抵抗値Ｒを求め、入力された番号などの情報を得る。第１の接続例を式で表すと、（１）式、（２）式のようになり、抵抗値Ｒが求まることが分かる。

Ｖｉｎ＝（Ｖｄｄ／（ｒ１＋Ｒ））ｘＲ …（１）
Ｒ＝（ｒ１ｘＶｉｎ）／（Ｖｄｄ−Ｖｉｎ） …（２）
これにより、予め抵抗値Ｒの範囲で換算された値から、入力された番号等の情報が求まることになる。

また、第２の接続例は、可変抵抗器１９の両端を電源とアース間に接続し、可変抵抗器１９の可動端子をアナログインタフェース部２２に接続する方法である。この場合には、可変抵抗器１９で分圧された電圧Ｖｉｎにより抵抗値Ｒを求め、入力された番号などの情報を得る。第２の接続例を式で表すと、（３）式、（４）式のようになり、抵抗値Ｒ（又は分圧抵抗ｒｖ）が求まることが分かる。

第２の接続例を式であらわすと次のようになる。

Ｖｉｎ＝（Ｖｄｄ／Ｒ）ｘｒｖ …（３）
Ｒ＝ｒｖ／（Ｖｉｎ／Ｖｄｄ） …（４）
これにより、予め抵抗値Ｒの範囲で換算された値から、入力された番号等の情報が求まることになる。

第１及び第２の接続例共に、抵抗値Ｒは、電圧Ｖｉｎとして読み取り、それを換算して値Ｒを得ている。

なお、抵抗値Ｒの認識自体は、上述したように、認識装置本体３０側（ＲＦＩＤリーダライタ３２又は認識制御部３３）で行われる。

図７は、可変抵抗器１９のつまみ１９Ａの位置（従って抵抗値Ｒ）と割付情報との関係例を示す説明図である。可変抵抗器１９の回転角は３００度であり、図６の例では、これを１２分割し、各分割単位角（２５度）に、「取消し」、「０」〜「９」、「設定」という１２種類の情報を割り付けている。可変抵抗器１９は、抵抗値が連続的に変化するものであるので、抵抗値範囲により、情報を容易に割付ることができる。なお、分割単位角の中心が、例えば本体基板１５に設けられているマークＭＫに位置する際の回動に対する力学的な抵抗がその他の位置の抵抗より大きくし、分割単位角の中心がマークＭＫの位置に停止し易いような構造を適用するようにしても良い。

可変抵抗器１９として、円形の可変抵抗器に限定されず、直線的なものであっても良く、また、予めロータリスイッチのようにステップ的に動作するものであっても良く、抵抗値が変化するものであれば、外形などは問われない。

デジタル入出力部２３は、押しボタンスイッチ１８に接続されており、押しボタンスイッチ１８が押下された際の論理レベル（例えば「１」）又は非押下状態での論理レベル（例えば「０」）を取り込むものである。押しボタンスイッチ１８の押下は、アナログインタフェース部２２による可変抵抗器１９の抵抗値の１回の取り込む指令となっている。

不揮発性メモリ２４には、当該センサ対応ＲＦＩＤチップ１７に固有の個別識別番号（ＩＤ）が格納されている。チップ識別番号は、ＲＦＩＤリーダライタ３２からの信号が当該センサ対応ＲＦＩＤチップ１７を宛先としたものか否かの判定に用いられたり、当該センサ対応ＲＦＩＤチップ１７からの送信信号に盛り込まれて送信元を明らかにするために用いられる。この第１の実施形態の場合、不揮発性メモリ２４には認証番号は記憶されていない。

図８は、第１の実施形態の認証装置本体３０の詳細構成を示すブロック図である。第１の実施形態の認証装置本体３０は、部屋や自動販売機等の扉を開閉する際の認証を行うものとする。

認証装置本体３０は、リーダライタアンテナ（Ｒ／Ｗアンテナ）３１、ＲＦＩＤリーダライタ３２、認証制御部３３、認証番号記憶部３４、個別識別番号記憶部３５及び扉開閉駆動部３６を有する。

リーダライタアンテナ３１は、例えば、ＲＦＩＤリーダライタ３２の制御下で質問電波を放射し、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７（従って、ワイヤレスキー１０）からの応答電波を捕捉するものである。

ＲＦＩＤリーダライタ３２は、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７との間で送受信を行って、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７が近傍位置にいることを確認し、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７から個別識別番号及び認証番号を取得するものである。

認証番号記憶部３４は、扉の開閉を許可できる認証番号（１個に限定されない）を記憶しているものである。また、個別識別番号記憶部３５は、扉の開閉を許可できるワイヤレスキー１０の個別識別番号（１個に限定されない）を記憶しているものである。これら記憶部３４及び３５への登録は、図示しない登録のための入力装置を認証制御部３３に接続して行っても良く、ワイヤレスキー１０に対する所定手順に従った情報の入力方法で行っても良い。

認証番号記憶部３４及び個別識別番号記憶部３５にそれぞれ、認証番号、個別識別番号を独立して記憶させるのではなく、認証番号及び個別識別番号の組で情報を記憶し、組として照合を行うようにしても良い。

認証制御部３３は、近傍位置のワイヤレスキー１０の個別識別番号及び認証番号と、認証番号記憶部３４に記憶されている認証番号及び個別識別番号記憶部３５に記憶されている個別識別番号とに基づいて、近傍位置のワイヤレスキー１０を認証するものである。

扉開閉駆動部３６は、認証制御部３３から許可信号が与えられた場合に、図示しない部屋や自動販売機等の扉を開閉させるものである。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の認証システムの動作を、図９のワイヤレスキーの認証ルーチンを示すフローチャートをも参照しながら説明する。なお、図９は、認証番号が２桁「５９」であるが下位桁を入れ間違いし、訂正して認証させたワイヤレスキーの認証ルーチンを示している。

ワイヤレスキー１０を持ち運ぶときには、図３や図４に示すようにアンテナ部１２は閉じられている。この閉じられている状態においては、アンテナ部１２のアンテナ１４は、電磁シールド用金属面１６に密着（又は非常に接近）する構造となっており、ワイヤレスキー１０が、ＲＦＩＤリーダライタ３２の交信範囲内に位置していても、電磁シールド用金属面１６の電子シールド機能により、ＲＦＩＤリーダライタ３２からの電波を捕捉することができない。

操作者は、ワイヤレスキー１０を使用するときには、図１に示すように、アンテナ部１２を開き、リーダライタアンテナ３１に近付けて、ワイヤレスキー１０がエリアに入ったことをＲＦＩＤリーダライタ３２に認識させる。なお、ＲＦＩＤリーダライタ３２の交信範囲（エリア）内にワイヤレスキー１０が位置しているならば、意図的に、リーダライタアンテナ３１に近付ける必要はない。ＲＦＩＤリーダライタ３２は、ワイヤレスキー１０がエリアに入ったことを、その個別識別番号が正常に読めることで判断している。

これ以降、図９のステップＳ３以降に示すような認証ルーチンが実行される。すなわち、認証制御部３３は、ＲＦＩＤリーダライタ３２を介してワイヤレスキー（ＲＦＩＤ）１０を検出すると（ステップＳ１）と、その個別識別番号が個別識別番号記憶部３５に記憶されている個別識別番号と一致するかを確認し（ステップＳ２）、不一致の場合には待機状態に戻り、一致している場合には、ステップＳ３以降に示すような認証ルーチンに移行する。

上述したように、認証番号の各桁の情報や、ＲＦＩＤチップ１７からの取消し、設定などの情報（コマンド）は、可変抵抗器１９の抵抗値で指定する。

操作者は、認証番号が「５９」であるので、まず上位桁である「５」に相当する位置に可変抵抗器１９のつまみ１９Ａを位置させた後、押しボタンスイッチ１８を操作する（ステップＳ３）。これにより、認証制御部３３には「５」が入力され、認証制御部３３は上位桁として「５」を設定、記憶する（ステップＳ４）。

次に、操作者は、認証番号「５９」の下位桁「９」を入力させる操作を誤り、「９」ではなく「７」に相当する位置に可変抵抗器１９のつまみ１９Ａを位置させた後、押しボタンスイッチ１８を操作したとする（ステップＳ５）。これにより、認証制御部３３には「７」が入力され、認証制御部３３は下位桁として「７」を設定、記憶する（ステップＳ６）。

入力ミスに気付いた操作者は、このような場合には、「取消し」に相当する位置に可変抵抗器１９のつまみ１９Ａを位置させた後、押しボタンスイッチ１８を操作する（ステップＳ７）。これにより、認証制御部３３には「取消し」が入力され、認証制御部３３は取消しコマンドの直前に入力された下位桁の「７」を取り消す（ステップＳ８）。

その後、操作者は、正しい下位桁「９」に相当する位置に可変抵抗器１９のつまみ１９Ａを位置させた後、押しボタンスイッチ１８を操作したとする（ステップＳ９）。これにより、認証制御部３３には「９」が入力され、認証制御部３３は下位桁として「９」を設定、記憶する（ステップＳ１０）。

認証番号そのものの入力は終了したので、操作者は、「設定」に相当する位置に可変抵抗器１９のつまみ１９Ａを位置させた後、押しボタンスイッチ１８を操作する（ステップＳ１１）。これにより、認証制御部３３には「設定」が入力され、認証制御部３３はそれまでに入力された２桁「５９」を入力された認証番号として検出する（ステップＳ１２）。そして、認証制御部３３は、認証番号記憶部３４に記憶されている認証番号と照合する（ステップＳ１３）。不一致の場合には、待機状態に戻る。一致している場合には、認証制御部３３は、扉開閉駆動部３６に「開動作」の許可信号（駆動信号）を与えた後、認証処理の完了時の処理（例えば、受信した認証番号の記憶領域のクリアなど）を実行して待機状態に戻る（ステップＳ１４、Ｓ１５）。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態の認証システムによれば、可変抵抗値１９と押しボタンスイッチ１８を接続したセンサ対応ＲＦＩＤチップ１７（従ってワイヤレスキー１０）を利用したことにより、以下の効果（ａ１）〜（ａ１９）を奏することができる。

（ａ１）センサ対応ＲＦＩＤチップ１７はＲＦＩＤリーダライタ３２からの電磁波エネルギーを利用し、可変抵抗器１９、押しボタンスイッチ１８を電池レスで接続できるため、電池交換が不要であるという効果を奏する。電池交換が不要であるため、ワイヤレスキー本体１１を完全に密閉した状態でも使用できる。

（ａ２）このため、電池代などのランニングコストが不要であるという効果がある。

（ａ３）従来の機構的なキーに比べて、セキュリティが格段に向上する。個別識別番号と認証番号の照合の双方一致で判定しており、セキュリティが高くなっている。

（ａ４）個別識別番号は、ＲＦＩＤチップ１７に与えられた識別番号（ＩＤ）で世界に１つしかない番号であるので複製はできない効果がある。

（ａ５）ワイヤレスキー１０が盗難にあっても認証番号（暗証番号）が一致しなければならないため、さらにセキュリティが高いシステムを提供できている。

（ａ６）ワイヤレスキー１０が盗難にあった場合に、ハード変更を必要とせず、認証番号記憶部３４の認証番号を直ちに変更すれば良く、防犯性の向上を図ることができる。

（ａ７）可変抵抗器１９を使用しているので、番号などの情報割付はソフトだけで行なうことができ、容易に設定、変更が行なうことができる。例えば、番号（情報）毎のスイッチを設けて、ＲＦＩＤリーダライタ３２側に番号を通知することも可能であり、また、複数のスイッチを設け、押下したスイッチの組み合わせで、ＲＦＩＤリーダライタ３２側に番号を通知することも可能であるが、スイッチの場合には予め割付個数を決めることになり、後で項目を増加することはできないが、可変抵抗器１９を利用した場合には、項目数を増加させることにも容易に応じられる。

また、番号だけでなく、各種コマンドの設定割付により、ＲＦＩＤチップ１７からＲＦＩＤリーダライタ３２側にコマンドを送出することができる。

（ａ８）可変抵抗器１９の番号割付において、特定位置に「取消し」、「設定」を行えるので、認証番号設定値のまま持ち運ぶことを防止できる効果がある。例えば、認証番号の下位桁「５」に設定したまま持ち運ぶのではなく、必ず可変抵抗器１９の位置を「設定」位置にして持ち運ぶことになるので認証番号の下位桁「５」ですら知られることはない。また、最大又は最小の特定位置にコマンド「取消し」、「設定」を割り付けているので、誤った取消や設定動作の可能性を低くすることができる。

不揮発性メモリ２４にも認証番号は格納されていないので、この面でのセキュリティも高い。

（ａ９）可変抵抗器１９は、一般に非常に安価な部品であり、コストを低減できる。

（ａ１１）可変抵抗器１９と押しボタンスイッチ１８により、認証番号の桁数はダイナミックに容易に設定、変更ができ、いろいろなセキュリティの重要度に柔軟に対応できるという効果がある。

（ａ１２）ワイヤレスであるためハードキーのように小さいキー穴をさがす必要がなくＲＦＩＤリーダライタ３２の通信エリア内に入りさえすれば良い。通信エリア内に入れば良いので、厳密な操作位置を定めなくても良いという効果もある。

（ａ１３）ＲＦＩＤリーダライタ３２の送信電力調整により通信エリアを制限でき、アプリケーションに応じて通信エリアを制限し、セキュリティをさらに高めることができる。

（ａ１４）ワイヤレスであるため機器側のキー穴は必要なくなる。これにより、防犯性が飛躍的に向上する。金融機関におけるＡＴＭ機器など、金銭を扱う機器に最適である。また、キー穴がないので、屋外設置機器に有利である。

（ａ１５）警備員、自動販売機などの保守サービスマンなどのキーを統合化でき、該当キーをさがす工数やキー管理工数の削減を図ることができる。

（ａ１６）持ち運び時には、アンテナ部１２とワイヤレスキー本体１１を折りたたみ一体化できるので超小型化を図ることができる。

（ａ１７）アンテナ部１２を閉じることにより、電磁シールド用金属面１６と密着して電磁シールド機能が発揮される構造なので、持ち運び時に、第３者がＩＤを傍受することを防止できる。

（ａ１８）アンテナ部１２を折りたたむことで、使用者は視覚的にＩＤ非傍受状態にあることを認識できる。

（ａ１９）可変抵抗器１９は、変形例として後述するように、回転型、直線に変化するもの、ステップ的に変化するものいずれも使用できるので外観構造の自由度が大きいという効果がある。

（ａ２０）押しボタン付き可変抵抗器を使用することでさらに操作性、小型化を図ることができるという効果がある。

（Ａ−４）第１の実施形態の変形例
上記説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示する変形実施形態を挙げることができる。

認証番号の桁数は、上述のように２桁に限定されるものではない。認証番号の桁数は、セキュリティの重要度又は管理される機器の管理方法により任意に設定することができる。また、ハードウェアを変更することなく、認証番号の桁数を容易に増減することができる。

すなわち、可変抵抗器１９で番号を設定して押しボタンスイッチ１８を押すことで１桁分と認識されるので、これを繰り返すことで、ワイヤレスキー１０は任意の桁数に対応することができる。認証番号の最後に可変抵抗器１９を「設定」位置とし、押しボタンスイッチ１８を押すことで、入力した任意桁数の認証番号が有効となる。

図１、図３、図４などでは、可変抵抗器１９と「押しボタンスイッチ１８とを別々に表しているが、「押しボタン付き可変抵抗器」を適用しても良く、この方が、操作性、小型化に対して有利となる。

「機器管理の方法」とは、例えば自動販売機を設置してある地区毎にわかりやすく管理したい場合に、以下のようにすれば認証番号を割り付ければ良い。

Ａ地区：認証番号 ０１００１ 〜 ０１９９９
Ｂ地区：認証番号 ０２００１ 〜 ０２９９９
可変抵抗器１９の割付数は、上述した１２に限定されるものではない。可変抵抗器１９の設定割付数は、可変抵抗器１９を変化させたときの電圧読取り精度で決定することができる。

例えば、８ビット相当の電圧読取り精度とすると２５６分解能まであることになり、分割数として１０、１２、１６、２０、３２程度では全く問題ない。

割付数を多くすると、数字、英字、記号などの割付けを行い（例えば、「０」〜「９」、「Ａ」〜「Ｆ」、「＃」、「＄」、「％」、「＆」、「＋」、「−」、…）、ＲＦＩＤチップ１７からも種々の情報、コマンドを送出できることになり、さらに、認証項目や認証対象機器の適用範囲を広げることができる。

なお、第１の実施形態の認証方法と、他の認証方法（例えば、指紋などを利用する個体認証方法）とを併用するようにしても良いことは勿論である。

アンテナ部１２とワイヤレスキー本体１１との相対的な可動構造は、図１及び図３を用いて説明した蝶番部１３による折りたたみ式のものに限定されるものではなく、アンテナ部１２が無効な位置と有効な位置とをとり得るのならば他の構造でも良い。

図１０は、アンテナ部１２とワイヤレスキー本体１１との相対的な可動構造の第１の変形例を示している。この変形例では、アンテナ部１２が、その一面の法線方向に沿った回転軸を中心１２Ａを回転し得るものであり、この回転により、ワイヤレスキー本体１１に収容された状態（位置）及びワイヤレスキー本体１１の外部に引き出された状態（位置）間で状態を変化し得るようになされている。

図１１は、アンテナ部１２とワイヤレスキー本体１１との相対的な可動構造の第２の変形例を示している。この変形例では、アンテナ部１２が、ワイヤレスキー本体１１に対して摺動し得るものであり、この摺動により、ワイヤレスキー本体１１に収容された状態（位置）及びワイヤレスキー本体１１の外部に引き出された状態（位置）間で状態を変化し得るようになされている。

第１及び第２の変形例共に、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１に収容された状態が持ち運び時（未使用時）の状態であり、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１の外部に引き出された状態が認証時（使用時）の状態である。また、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１に収容された状態では、アンテナ部１２のアンテナ１４は、ワイヤレスキー本体１１に設けられている図示しない電磁シールド用金属面（図１の符号１６参照）に接触するようになされている。

相対的な可動構造の第１及び第２の変形例を採用したワイヤレスキー１０における認証動作は、第１の実施形態のものと同様である。

ワイヤレスキー１０の性能を劣化させることなく、第１の実施形態のアンテナ構造、これら変形例のアンテナ構造を選択できるので、操作性を含め、外観構造の自由度を大きくすることができる。また、スライド方式の場合には、アンテナそのもののループをＯＦＦする構造も容易に実現でき（例えば、ＲＦＩＤチップ１７との接続をスライド伸長時に切断する）、さらにセキュリティを向上させることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による認証システム及び認証システム用無線タグ装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１２は、第２の実施形態のワイヤレスキー１０Ａにおいて、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１から最も開いた状態の概略正面図であり、第１の実施形態に係る図１に対応する図面であり、第１の実施形態との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

また、図１３は、第２の実施形態のセンサ対応ＲＦＩＤチップ１７の内部構成及び周辺要素との接続関係を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図５に対応する図面であり、第１の実施形態との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

第２の実施形態のワイヤレスキー１０Ａは、複数（図示のものは２個）の可変抵抗器１９−１及び１９−２を備えており、これら可変抵抗器１９−１及び１９−２は、アナログスイッチ２５を介して、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７のアナログインタフェース部２２に接続されている。

アナログスイッチ２５に対しては、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７のデジタル入出力部２３から選択信号が与えられ、アナログスイッチ２５は、その選択信号が指示している可変抵抗器１９−１又は１９−２をアナログインタフェース部２２に接続させるものである。

ＲＦＩＤ送受信部２１は、押しボタンスイッチ１８が押下された際には、デジタル入出力部２３からの選択信号を制御して、可変抵抗器１９−１及び１９−２の抵抗値を順次取り込み、これら２つの抵抗値を１回の送信動作、又は、順次の送信動作で、認証装置本体３０に送信する。なお、選択信号の制御を、認証装置本体３０が主導権をとって行うようにしても良い。

第２の実施形態の認証装置本体３０の内部構成は、第１の実施形態と同様なものである。第２の実施形態の場合、認証装置本体３０の認証制御部３３には、２個の番号などの情報が、同時に又は短期間で連続して与えられ、認証制御部３３は、与えられた２個の番号などを、第１の実施形態と同様に処理する。

なお、「設定」や「取消し」などのコマンドを、可変抵抗器１９−１及び１９−２の一方にのみ割り当てるようにしても良く、また、両者に割り当てるようにしても良く、後者の場合、両可変抵抗器１９−１及び１９−２が共に同じコマンドになっていることを条件とするようにしても良い。

例えば、認証番号が２桁の場合であれば、可変抵抗器１９−１及び１９−２にそれぞれ、各桁の番号を設定した後、押しボタンスイッチ１８を押下し、その後、可変抵抗器１９−１及び又は１９−２に「設定」コマンドを設定した後、押しボタンスイッチ１８を押下すれば認証させることができる。

第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。さらに、第２の実施形態によれば、複数の可変抵抗器１９−１及び１９−２を備えているので、認証番号の入力時の手間を削減することができる。可変抵抗器の個数は、認証番号の桁数と同じであっても良く、また、少なくても良い。後者の場合であっても、１個の可変抵抗器を有する場合より、認証番号の入力時の手間を削減することができる。

図１３では、複数の可変抵抗器１９−１及び１９−２に対し、１個のアナログインタフェース部２２を共通的に使用するものを示したが、複数の可変抵抗器１９−１及び１９−２のそれぞれに対応するように、複数のアナログインタフェース部２２を設けるようにしても良い。

また、複数の可変抵抗器１９−１及び１９−２のそれぞれに対応するように、センサ対応ＲＦＩＤチップ（１７）も複数設けるようにしても良い。この場合であっても、押しボタンスイッチ１８を共通にする。

（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による認証システム及び認証システム用無線タグ装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１４は、第３の実施形態のワイヤレスキー１０Ｂにおいて、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１から最も開いた状態の概略背面図（図１のような図面を正面図とした場合における背面図）であり、第１の実施形態との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

また、図１５は、第３の実施形態のセンサ対応ＲＦＩＤチップ１７の内部構成及び周辺要素との接続関係を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図５に対応する図面であり、第１の実施形態との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

第３の実施形態のワイヤレスキー１０Ｂは、図１４に示すように、ワイヤレスキーカバー２０に設けられたＬＣＤ（液晶）表示器２６を有する。このＬＣＤ表示器２６は、図１５に示すように、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７のデジタル入出力部２３に接続されているＬＣＤドライバ２７によって駆動されるものである。

第３の実施形態の認証装置本体３０の内部構成は、第１の実施形態と同様なものである。但し、第３の実施形態の場合、認証装置本体３０の認証制御部３３は到来した番号を設定、記憶したときには、その番号を、ワイヤレスキー１０ＢのＬＣＤ表示器２６に表示させるための、ワイヤレスキー１０Ｂへの送信動作を行う。

これにより、ＬＣＤ表示器２６には、可変抵抗器１９を用いて入力された認証番号が表示される。なお、認証制御部３３は、「認証ＯＫ」などのメッセージをワイヤレスキー１０ＢのＬＣＤ表示器２６に表示させるような制御を行っても良い。

第３の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。さらに、第３の実施形態によれば、入力した認証番号や装置状態などを操作者が確認することができるという効果をも奏する。すなわち、操作者が認証番号の認識できること、これ以外に各種コマンドに対する応答メッセージなどの表示が行えることにより、操作性が飛躍的に向上する。このような認証番号や各種メッセージの表示もバッテリーレスで可能である。

（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明による認証システム及び認証システム用無線タグ装置の第４の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

図１６は、第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃにおいて、アンテナ部１２がワイヤレスキー本体１１から最も開いた状態の概略正面図であり、第１の実施形態に係る図１に対応する図面であり、第１の実施形態との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

図１７及び図１８は、図１６に示した状態の第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃが、認証装置本体３０に設けられているアンテナ部挿入空洞３７に挿入されたイメージを示す概略断面図であり、図１７は、アンテナ部挿入空洞３７の挿入方向に沿った断面図であり、図１８は、アンテナ部挿入空洞３７の挿入方向に直交する面での断面図である。

第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃは、可変抵抗器１９等を利用した認証構成（言い換えるとソフトウェア的キー構成）に加え、２種類のハードウェアキー構成を適用したものである。

第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃにおける第１のハードウェアキー構成は、アンテナ部１２に設けられている１又は複数の切り込み部２８である。切り込み部２８は、第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃと認証装置本体３０とが対応するものであるときに、図１７に示すような、認証装置本体３０のアンテナ部挿入空洞３７に適宜設けられている、先端部が円錐状の前後動するキー溝検出スイッチ３８や、全体が円筒状で前後動するブロックキー３９と係合するものである。

第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃにおける第２のハードウェアキー構成は、アンテナ部１２に穿設されている１又は複数の貫通孔２９である。貫通孔２９は、第４の実施形態のワイヤレスキー１０Ｃと認証装置本体３０とが対応するものであるときに、図１８に示すような、認証装置本体３０のアンテナ部挿入空洞３７に適宜設けられている、発光器４０及び受光器４１でなる光電センサの光線授受を許容するものである。

なお、アンテナ部１２はアンテナ１４の信号捕捉を許容するため、金属以外の材質で形成されており、切り込み部２８や貫通孔２９を形成させることは容易である。

第４の実施形態の認証装置本体３０は、第１の実施形態とほぼ同様なものである。なお、認証装置本体３０の認証制御部３３には、キー溝検出スイッチ３８やブロックキー３９からの係合信号や、受光器４１からの受光信号も与えられ、認証判定に利用される。認証制御部３３には、キー溝検出スイッチ３８やブロックキー３９のいずれか１個でも係合信号を出力しない場合や、いずれか１個の受光器４１からの受光信号が得られない場合には、認証ＮＧとする。

なお、ハードウェアキー構成の認証ＯＫを、ＲＦＩＤリーダライタ３２が通信動作する条件とするようにしても良い。

第４の実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。さらに、第４の実施形態によれば、ハードウェアキー構成も認証に用いているので、セキュリティを一段と向上させることができる。

（Ｅ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。

上述した各実施形態の技術思想は矛盾が生じない限り、他の実施形態の技術思想と組み合わせても良いことは勿論である。

上記各実施形態においては、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７に、情報に対応させた電気量を入力させる構成要素が可変抵抗器１９であるものを示したが、可変抵抗器１９以外のセンサなどを用いて、情報に対応させた電気量を入力させるようにしても良い。例えば、温度によって抵抗値が変化する温度センサを用い、ライタなどを用いて温度を変化させて情報を入力させたりしても良い。

また、上記各実施形態においては、可変抵抗器１９の抵抗値の取り込みを指示するものが押しボタンスイッチ１８であるものを示したが、他の構成であっても良い。例えば、受光素子を設け、受光素子の所定光量以上の受光を、可変抵抗器１９の抵抗値の取り込み指示とするようにしても良い。

さらに、上記各実施形態においては、センサ対応ＲＦＩＤチップ１７の不揮発性メモリ２４には個別識別番号だけを格納しておくものを示したが、他の情報をも格納しておき、適宜、認証装置本体３０に送信するようにしても良い。

例えば、暗号化された認証番号を格納しておき、認証装置本体３０に送信し、復号された認証番号も照合するようにしても良い。また、操作者の氏名情報を格納しておき、認証装置本体３０に送信するようにしても良い。第３の実施形態の変形例としては、操作者の氏名情報を受信した認証装置本体３０が「生年月日を入力して下さい」というメッセージをＬＣＤ表示器２６に表示させ、可変抵抗器１９を利用させて生年月日を取り込んで認証に利用するようにしても良い。さらに、認証失敗時の入力情報や、認証管理情報（ログ情報）を記憶するようにしても良い。

さらにまた、上記各実施形態におけるセンサ対応ＲＦＩＤチップと表現した部分は、１チップで構成されている場合に限定されるものではなく、複数のチップによって構成されていても良い。

また、ワイヤレスキーと認証装置本体との機能分けは、上記各実施形態のものに限定されない。例えば、抵抗値の測定に必要な閾値データをも、認証装置本体からワイヤレスキー側に与えるようなものであっても良い。

さらに、アンテナ部１２が開いた状態などでその位置が勝手に変化しないようにする係止機構を、各実施形態のワイヤレスキーに設けるようにしても良い。

さらにまた、ＲＦＩＤリーダライタ側からの送信は、人感センサなどの組み合わせにより特定条件が成立したときにのみ開始されるようにしても良く、また、１個のワイヤレスキーとの一連の通信時間を、ＲＦＩＤリーダライタ側が、タイマなどによって制限するようにしても良い。また、ＲＦＩＤリーダライタ側がタイマによって、時刻を管理し、認証
処理を行う時間帯を制限するようにしても良い。すなわち、この時間帯では、ワイヤレスキーとの通信を行い、時間帯以外ではワイヤレスキーとの通信自体を実行しないようにしても良い。

本発明の認証システムの用途は限定されず、認証を必要とするシステム、機器であれば、本発明を適用することができる。例えば、機密保持が必要な場所の入退室管理や、社会的に影響を及ぼす機器の管理や、自動販売機など一人のサービスマンが多くの機器をメンテナンスする場合などに適用できるだけでなく、ＡＴＭ保守者などの認証、ビル警備員の認証等にも適用でき、また、対象機器等も、キャッシュカード、金庫、マンション、防犯機器、携帯電話キー、コインロッカー、ＣＰＵサーバなどであっても良い。

第１の実施形態のワイヤレスキーのアンテナ部がワイヤレスキー本体から最も開いた状態の概略正面図である。 従来の入退室管理用の認証システムの一般的な構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のワイヤレスキーのアンテナ部がワイヤレスキー本体に閉じた状態の概略正面図である。 第１の実施形態のワイヤレスキーのアンテナ部がワイヤレスキー本体に閉じた状態の概略平面図である。 第１の実施形態のセンサ対応ＲＦＩＤチップの内部構成及び周辺要素との接続関係を示すブロック図である。 第１の実施形態の可変抵抗器とセンサ対応ＲＦＩＤチップのアナログインタフェース部との接続方法の説明図である。 第１の実施形態の可変抵抗器のつまみ位置と割当情報との関係例を示す説明図である。 第１の実施形態の認証装置本体の詳細構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のワイヤレスキーの認証ルーチンを示すフローチャートである。 アンテナ部とワイヤレスキー本体との相対的な可動構造の、第１の実施形態に対する変形例（１）を示す概略正面図である。 アンテナ部とワイヤレスキー本体との相対的な可動構造の、第１の実施形態に対する変形例（２）を示す概略正面図である。 第２の実施形態のワイヤレスキーのアンテナ部がワイヤレスキー本体から最も開いた状態の概略正面図である。 第２の実施形態のセンサ対応ＲＦＩＤチップの内部構成及び周辺要素との接続関係を示すブロック図である。 第３の実施形態のワイヤレスキーのアンテナ部がワイヤレスキー本体から最も開いた状態の概略背面図である。 第３の実施形態のセンサ対応ＲＦＩＤチップの内部構成及び周辺要素との接続関係を示すブロック図である。 第４の実施形態のワイヤレスキーのアンテナ部がワイヤレスキー本体から最も開いた状態の概略正面図である。 第４の実施形態のワイヤレスキーを認証装置本体のアンテナ部挿入空洞に挿入したイメージを示す概略断面図（１）である。 第４の実施形態のワイヤレスキーを認証装置本体のアンテナ部挿入空洞に挿入したイメージを示す概略断面図（２）である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…認証システム用無線タグ装置（ワイヤレスキー）、１１…ワイヤレスキー本体、１２…アンテナ部、１３…蝶番部、１４…アンテナ、１５…本体基板、１６…電磁シールド用金属面、１７…センサ対応ＲＦＩＤチップ、１８…押しボタンスイッチ、１９、１９−１、１９−２…可変抵抗器、２０…ワイヤレスキーカバー、２１…ＲＦＩＤ送受信部、２２…アナログインタフェース部、２３…デジタル入出力部、２４…不揮発性メモリ、２５…アナログスイッチ、２６…ＬＣＤ表示器、２７…ＬＣＤドライバ、２８…切り込み部、２９…貫通孔、３０…認証装置本体、３１…リーダライタアンテナ（Ｒ／Ｗアンテナ）、３２…ＲＦＩＤリーダライタ、３３…認証制御部、３４…認証番号記憶部、３５…個別識別番号記憶部、３６…扉開閉駆動部、３７…アンテナ部挿入空洞、３８…キー溝検出スイッチ、３９…ブロックキー、４０…発光器、４１…受光器。

Claims (13)

1. 認証装置本体に対し、非接触で認証に必要な情報を与える認証システム用無線タグ装置において、
   アナログ信号のセンシング機能を有するセンサ対応ＲＦＩＤタグと、
   このセンサ対応ＲＦＩＤタグに対し、所定範囲内で連続的に変化し得る所定種類の電気量を入力させる電気特性可変器とを備え、
   上記センサ対応ＲＦＩＤタグは、上記電気特性可変器からのアナログ信号でなる電気量を閾値と比較するコンパレータを有し、上記コンパレータに与える閾値を順次変化させた複数回の比較により、上記コンパレータからの出力が異なる境界閾値を検出可能として、上記電気特性可変器の電気量を認証情報の入力に利用することを特徴とする認証システム用無線タグ装置。
2. ＲＦＩＤリーダライタ側からの電磁波エネルギーだけで動作する、バッテリーレスであることを特徴とする請求項１に記載の認証システム用無線タグ装置。
3. 操作者の操作に応じ、上記電気特性可変器の電気量の取込みタイミング信号をセンサ対応ＲＦＩＤタグに入力する取込タイミング操作手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の認証システム用無線タグ装置。
4. 上記センサ対応ＲＦＩＤタグのアンテナが設けられているアンテナ部が、無線タグ装置本体に対して、第１の位置及び第２の位置間で可動し得るものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の認証システム用無線タグ装置。
5. 上記アンテナ部が第１の位置でＲＦＩＤリーダライタ側と通信可能とすると共に、第２の位置でＲＦＩＤリーダライタ側との通信を不可能とする電磁シールド手段を有することを特徴とする請求項４に記載の認証システム用無線タグ装置。
6. 上記センサ対応ＲＦＩＤタグのアンテナが設けられているアンテナ部が、機構的なキーの構成要素となるハードキー部分を有し、上記ハードキー部分は、上記アンテナ部がＲＦＩＤリーダライタ側と通信可能な第１の位置で機能でき、上記アンテナ部がＲＦＩＤリーダライタ側と通信不可能な第２の位置で機能できないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の認証システム用無線タグ装置。
7. 上記電気特性可変器が複数設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の認証システム用無線タグ装置。
8. センサ対応ＲＦＩＤタグからの信号によって表示動作する表示器を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の認証システム用無線タグ装置。
9. 認証情報を入力する認証情報入力装置と、入力された認証情報に基づいて認証を行う認証装置本体とを有する認証システムにおいて、
   上記認証情報入力装置として、請求項１〜７のいずれかに記載の認証システム用無線タグ装置を適用すると共に、
   上記認証装置本体が、ＲＦＩＤアンテナと、ＲＦＩＤリーダライタとを含む
   ことを特徴とする認証システム。
10. 上記認証装置本体は、上記認証システム用無線タグ装置に入力された認証情報、及び、上記認証システム用無線タグ装置のセンサ対応ＲＦＩＤタグに付与されている個別識別番号とに基づいて、認証を行うことを特徴とする請求項９に記載の認証システム。
11. 上記電気特性可変器の電気量の取り得る範囲を複数に分割し、各分割範囲に、情報及び又はコマンドを割付けておき、上記認証装置本体が、上記認証システム用無線タグ装置から与えられた上記電気特性可変器の電気量に基づき、入力情報又は入力コマンドを認識することを特徴とする請求項９又は１０に記載の認証システム。
12. 上記電気特性可変器の電気量の取り得る範囲に対する上記情報及び又はコマンドの割付方法を変更可能なことを特徴とする請求項１１に記載の認証システム。
13. 上記認証装置本体が管理している、参照用の認証情報の内容及び桁数の少なくとも一方を変更できることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の認証システム。

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