專利名稱：安全設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及安全設(shè)備，并且尤其涉及利用人類指甲特性來確認的安全設(shè)備。
2.現(xiàn)有技術(shù)描述在全世界，安全系統(tǒng)用于不同目的，包括鎖定和解鎖裝置，允許和禁止事件、允許和禁止接入等等。所有這些安全設(shè)備的功能需要一些類型的確認方法和設(shè)備來區(qū)分有效用戶和無效用戶。例如，授予Hadley的美國專利第4196347號專利揭示了一種安全系統(tǒng)，它使用由用戶鑰匙發(fā)出的輻射信號來解鎖門。此外，相對于電子信號，可以在授權(quán)過程中使用磁場，就如授予Pugh的美國專利第5016376號專利所闡述的。相似地，授予Lemelson的美國專利第4354189號專利針對一種啟動系統(tǒng)的開關(guān)和鎖，其中用戶戴有包含代碼的戒指，這樣當用戶把戒指置于確認設(shè)備附近時，就對鎖進行解鎖或門就打開了。這類系統(tǒng)的共同缺陷就是很容易就得到確認設(shè)備。如果鑰匙或戒指放錯地方或被竊，那么發(fā)現(xiàn)者或小偷無需進一步確認就能夠接入或解鎖這個鎖。
在近來對于武器控制和安全的推進中，在美國和國外的許多政府建立了槍支安全程序，就是槍支“鎖定”專利。這些發(fā)明防止偶然操作或由非授權(quán)用戶操作槍支。例如，授予Lemelson的美國專利第4488370號專利以及授予Bennett的美國專利第5461812號專利都描述了武器控制系統(tǒng)，它使用戴于用戶手指或手腕上的電子設(shè)備，結(jié)合確認設(shè)備，來解鎖槍支的觸發(fā)裝置。授予Eppler的美國專利第5062232號專利針對一種武器的安全設(shè)備，其中用戶戴著包含設(shè)備的手套，當有槍支檢測器確認時，該設(shè)備發(fā)出允許槍支開火的代碼。如以上所述的一般安全設(shè)備，使用戒指、手套或其他外帶的設(shè)備會導(dǎo)致授權(quán)用戶丟失或放錯地方，或者被非授權(quán)用戶偷竊。
除了確認設(shè)備可能的丟失或偷竊之外，現(xiàn)有技術(shù)的其他缺陷也明顯。在使用設(shè)置或預(yù)設(shè)置確認信號(不管是電、磁還是其他類型)中，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備經(jīng)不起更新，并且進一步很容易復(fù)制。如果得到信令設(shè)備或者從另一來源得到信號，那么非授權(quán)用戶在鎖定系統(tǒng)上接入和/或控制。另外，現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備本身是不“防暴力”的，防止小偷開動或強制使用離開授權(quán)用戶的信令設(shè)備。更進一步，即使沒有小偷，使用分離的信令設(shè)備通常會使授權(quán)用戶丟失或忘記該設(shè)備，從而使用戶不能解鎖或接入希望的對象。
因此本發(fā)明的目的是提供一種不容易丟失或從授權(quán)用戶偷竊的安全設(shè)備。本發(fā)明的另一個目的是提供一種容易更新現(xiàn)有裝置和系統(tǒng)的安全設(shè)備。本發(fā)明進一步的目的是提供一種在有效用戶丟失他的武器的暴力情況期間或之后不可用或無法有效使用的安全設(shè)備。本發(fā)明還有進一步的目的是提供一種具有信令設(shè)備的安全設(shè)備，它產(chǎn)生非復(fù)制或非顯性的信號，增加設(shè)備的安全性。
發(fā)明概述為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本人發(fā)明了一種安全設(shè)備，它包括具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器的確認器控制器。確認器接收機配置為接收數(shù)據(jù)信號，而確認器狀態(tài)致動器配置為根據(jù)那些數(shù)據(jù)信號處理和采取行動。本發(fā)明號包括數(shù)據(jù)發(fā)射機，它與人類指甲接觸并與確認器控制器通信。在工作中，數(shù)據(jù)發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)信號，確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號，而確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號。最后，確認器狀態(tài)致動器根據(jù)所接受的數(shù)據(jù)信號采取行動。
本發(fā)明還包括一種允許和禁止事件的方法，包括提供確認器控制器(它具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器)、配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號處理和采取行動的確認器狀態(tài)致動器、以及配置為接收信號的確認器接收機、與人類指甲接觸并與確認器控制器通信的數(shù)據(jù)發(fā)射機；由確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號；由確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號；以及根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)信號由確認器狀態(tài)致動器采取行動。
從以下特定實施例的描述，同時結(jié)合附圖閱讀，將會最佳理解本發(fā)明關(guān)于它的構(gòu)造以及它的操作方法，還有它的附加目的和優(yōu)點。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第二實施例的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第三實施例的框圖4是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第四實施例的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第五實施例的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第六實施例的框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第七實施例的框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明安全設(shè)備第八實施例的框圖；圖9是安全設(shè)備指甲模擬芯片電子電路的示圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明方法的框圖。
較佳實施例詳述圖1一般示出了本發(fā)明安全設(shè)備10的較佳實施例。本發(fā)明10具有兩個主要元件確認器控制器12和數(shù)據(jù)發(fā)射機14。確認器控制器12包含確認器狀態(tài)致動器16，它通過確認器邏輯電路20(比如嵌入式控制器)與確認器接收機18通信。此外，確認器狀態(tài)致動器16配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號22的值或特性處理和采取某些行動。數(shù)據(jù)發(fā)射機14與人類指甲24接觸，此外數(shù)據(jù)發(fā)射機14與確認器控制器12通信。
人類指甲24(結(jié)合了人類指甲下的感應(yīng)肌肉24和人類手指28或腳趾)產(chǎn)生完整的人類指甲感應(yīng)電路30。人類指甲感應(yīng)電路30每單位面積的電容值是半唯一或獨立值，它在一個人和另一個人之間是不同的。這樣，每個人就具有與他或她的唯一人類指甲感應(yīng)電路30相關(guān)的半唯一代碼或值。這個半唯一值是或可譯為半唯一數(shù)據(jù)信號22，并由數(shù)據(jù)發(fā)射機14發(fā)送到確認器控制器12。此外，數(shù)據(jù)信號22還可以包括來自存儲器或來自實時測量的用戶其他唯一特性，比如指甲尺寸、指甲彎曲度、指甲顏色、指甲凹槽形狀、指紋、操作者的脈搏、唯一手指標記、手指不透明度、嵌入的唯一序列號、來自絕緣材料隨機面積的值、來自電阻材料隨機面積的值、用戶推壓硬表面帶來的電阻變化，或者食指面積的可視輪廓、面部圖像、視網(wǎng)膜圖像、聲音特性等等。
使用由電極間或?qū)Ь€間指甲下感應(yīng)肌肉形成的總電阻是使半唯一值相關(guān)于用戶的另一種方式。如果兩根或多根導(dǎo)線通過人類指甲24，那么在兩個電極之間的總電阻指示用戶食指上的肌肉總量。另外，可以使用這些電極在施加電壓時提供觸覺反饋。如果把人類指甲24移植到另一個人上，那么就有相似度，其他人在他或她的手指上具有不同量的肌肉，產(chǎn)生不同的電阻測量范圍。這可與由于在指甲上的壓力引起的指甲下肌肉的變色度相關(guān)，在這時產(chǎn)生更多的唯一輪廓。
此外，可以使用更多導(dǎo)線得到手指電阻更詳細的情況。其他影響手指電阻的因素可以是肌肉與骨的直徑比以及是否在人類指甲24上或用戶手指底部上存在壓力。最后，當導(dǎo)線隨著用戶指甲24自然的生長率在其上向前移動時，電阻會以預(yù)期的方式慢慢變化。這在幫助檢測移植手指或放置在人造感應(yīng)材料上的數(shù)據(jù)發(fā)射機14是有用的。為了使用簡單電路最佳精確測量電阻，可以使用兩根導(dǎo)線，它們直接連接到電阻器(感應(yīng)肌肉26)。當人類指甲24生長或手指推壓固體表面時，這表現(xiàn)為復(fù)雜的時間對電阻的分布。還可以想象可以周期性地或偶爾使用監(jiān)視器定時器來驗證電阻或電容器極板形成的電容在用戶特定的范圍，并此外驗證是否移動或移去了人類指甲24。檢測人類指甲24移去的有效方式是引起減少以及增加電壓的方法，并可以與電容器(比如火花隙或MOV)并行使用高阻抗輸入電壓限幅器或特別設(shè)計的ESD半導(dǎo)體設(shè)備。當電容增加時，電壓會增加并且電流會使電容器部分放電。
在暴力情況下或身體上試圖強制某人開動確認器控制器12的情況下，攻擊者手指的接近通常會增加電容和/或改變數(shù)據(jù)信號22，這樣安全設(shè)備10就不會工作。另外，安全設(shè)備10可以提供總體暫停功能，其中設(shè)備10在預(yù)定時段內(nèi)不再工作，或者可能把發(fā)射機包括于可以“阻止”攔截設(shè)備10內(nèi)通信信號的嘗試。另外，可以以這樣的方式構(gòu)造和形成安全設(shè)備10的部件如果發(fā)生任何試圖移動或移去它們，那么就重新隨機化數(shù)據(jù)信號22或者破壞或禁止設(shè)備10。在損壞、破壞或終止安全設(shè)備10的情況下，可以提供備選的確認裝置。此外，安全裝置10可以配置為“夾住”不能通過確認測試的操作者的手指、手或手臂。
確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號22，并且通過確認器邏輯電路20把數(shù)據(jù)信號22傳送到確認器狀態(tài)致動器16。一旦確認器狀態(tài)致動器16接收數(shù)據(jù)信號(它驗證它自己或由確認器電路邏輯20驗證)，確認器狀態(tài)致動器16根據(jù)這個所接收的和所驗證的數(shù)據(jù)信號22采取行動或傳送數(shù)據(jù)。例如，用于武器時，確認器狀態(tài)致動器16會根據(jù)數(shù)據(jù)信號22的精確性允許或禁止武器的觸發(fā)裝置。在這個情況下，可以把確認器控制器安置在武器的觸發(fā)器防護裝置上。
如圖2所示，在本發(fā)明的第二實施例中，安全設(shè)備10進一步包括在確認器接收機18和數(shù)據(jù)發(fā)射機14之間的直接物理連接元件32。另外，可以把直接物理連接元件32與確認器接收機18結(jié)合和集成。這個直接物理連接元件32可以是導(dǎo)線或多根導(dǎo)線或其他允許數(shù)據(jù)信號22穿越或越過的基片。此外，在本實施例中，數(shù)據(jù)發(fā)射機14是電容極板34，它被直接固定于或與人類指甲24感應(yīng)接觸。為了完成人類指甲感應(yīng)電路30，在人類手指28或腳趾上提供電路返回導(dǎo)線36。以電容值形式的數(shù)據(jù)信號22穿過直接物理連接元件32并由確認器接收機18接收。電容極板34可以具有金箔感應(yīng)涂層或具有由微調(diào)區(qū)域微調(diào)為特定值的鍍金人類指甲24，以促進電容值的產(chǎn)生和測量。此外，安全設(shè)備10可以使用電容器陣列34用作條形碼。人類指甲的改變，諸如就在其中一個電容極板34下區(qū)域的變薄或變厚，就會使通過測量他們指甲的厚度來估計另一個人的電容變得更加困難。這就會降低人們試圖復(fù)制用戶電容的可能性。
圖3示出了本發(fā)明的第三實施例。在這個實施例中，確認器控制器12進一步包括配置為把信號(比如電磁波、光、RF、紅外線或紫外線)發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)射機14的確認器發(fā)射器38。此外，數(shù)據(jù)發(fā)射機14包括指甲安放太陽能電池40，它從確認器發(fā)射器38接收信號，較佳地是光信號。指甲安放太陽能電池40為數(shù)據(jù)發(fā)射機14提供能源并發(fā)出數(shù)據(jù)信號22。此外，可以用諸如光電晶體管的較高速設(shè)備代替或補充指甲太陽能電池40的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)射機14還包括指甲數(shù)字芯片42，它配置為使用數(shù)字邏輯與指甲太陽能電池40和指甲信號發(fā)射器44通信。指甲安放數(shù)字芯片42從存儲器或指甲模擬芯片48接收指甲特定數(shù)據(jù)和/或從指甲太陽能電池40接收信息，并且把數(shù)據(jù)信號22傳送到指甲信號發(fā)射器44，隨后發(fā)射器44把數(shù)據(jù)信號發(fā)送到確認器控制器12。然后確認器接收機18接收數(shù)據(jù)信號22并把數(shù)據(jù)信號22傳遞通過確認器邏輯電路20，以由確認器狀態(tài)致動器16進行處理和驗證。
轉(zhuǎn)到圖4，在本發(fā)明的第四實施例中，數(shù)據(jù)發(fā)射機14進一步包括產(chǎn)生諧振電路的電容極板34(如圖2)和電感器46。電感器46與電容極板34通信，電容極板34通過經(jīng)過感應(yīng)肌肉26產(chǎn)生特定諧振頻率測量電容值。把這個唯一電容值(或數(shù)據(jù)信號22)通過電感器46發(fā)送到確認器控制器12。為了把這個數(shù)據(jù)信號22發(fā)送到確認器接收機18，確認器控制器12進一步包括以上所述的確認器發(fā)射器38。然而，相對于發(fā)射太陽能或光，這個實施例的確認器發(fā)射器38把電磁波或“脈沖”發(fā)送到電容極板34和電感器46。在這個實施例中，通過感應(yīng)材料的同軸環(huán)繞形成電感器46，并把電感器連接于分別形成兩個電容極板34的感應(yīng)材料兩個較大區(qū)域。電容絕緣體是人類指甲24，而感應(yīng)肌肉26是電容器的公共連接板。對于發(fā)送數(shù)據(jù)信號22可以使用其它基于轉(zhuǎn)發(fā)器的技術(shù)。
圖5示出了本發(fā)明的第五實施例。在第五實施例中，確認器控制器包括確認器發(fā)射器38，它把電磁輻射信號發(fā)送到指甲太陽能電池40。使用在人類手指或腳趾上的電路返回導(dǎo)線36完成人類指甲感應(yīng)電路30，指甲太陽能電池40把數(shù)據(jù)信號22(連同能源)發(fā)送到指甲數(shù)字芯片42。指甲數(shù)字芯片42通過直接物理連接元件32或接觸把數(shù)據(jù)信號發(fā)送到確認器接收機18。如之前，數(shù)據(jù)信號22通過確認器邏輯電路20傳遞到確認器狀態(tài)致動器16。
如圖6所示，在本發(fā)明的第六實施例中，確認器發(fā)射器38把信號發(fā)送到指甲太陽能電池40，它與在數(shù)據(jù)發(fā)射機14中的指甲數(shù)字芯片42通信。數(shù)據(jù)發(fā)射機14進一步包括指甲模擬芯片48，以測量固定于人類指甲24的電容極板和固定于人類手指或腳趾的電路返回導(dǎo)線36之間的電容。圖9示出了指甲模擬芯片48電路的電容測量方面的一個實施例。這個指甲模擬芯片48把所測量的電容值發(fā)送到指甲數(shù)字芯片42，它把數(shù)據(jù)信號22通過直接物理連接元件32發(fā)送到確認器接收機18。隨后如上所述繼續(xù)數(shù)據(jù)信號的進程。
圖7示出了本發(fā)明的第七實施例。在這個實施例中，確認器控制器12包括確認器發(fā)射器38，而數(shù)據(jù)發(fā)射機14包括指甲太陽能電池40，以從確認器發(fā)射器38接收信號并把能源和信號發(fā)送到指甲數(shù)字芯片42。數(shù)據(jù)發(fā)射機14還包括電容極板34，如上所述，它根據(jù)通過感應(yīng)肌肉26的電容產(chǎn)生電容值。指甲模擬芯片48測量這個電容值并把這個值發(fā)送到指甲數(shù)字芯片42。指甲數(shù)字芯片42把這個數(shù)據(jù)信號22發(fā)送到指甲信號發(fā)射器44，并隨后指甲信號發(fā)射器44把數(shù)據(jù)信號22發(fā)送到確認器控制器12。確認器接收機18接收信號并如上所述進行下去。指甲模擬芯片48可以使用電感器、電容器、電阻器、半導(dǎo)體、導(dǎo)線或天線改變所發(fā)射數(shù)據(jù)信號22。
如圖8所示，在第八實施例中，確認器控制器12還包括與確認器狀態(tài)致動器16通過確認器邏輯電路20進行通信的記錄設(shè)備50。這個記錄設(shè)備50配置為記錄在安全設(shè)備10和任何相關(guān)設(shè)備之內(nèi)或之外發(fā)生的特定事件或條件，并且可定位于數(shù)據(jù)發(fā)射機14或與之通信。對于武器的例子，記錄設(shè)備50可以記錄鎖定和解鎖發(fā)生的次數(shù)。如果確認器控制器12或數(shù)據(jù)發(fā)射機14配置為隨機或偶然檢查電阻、電容、溫度、脈沖或其他數(shù)據(jù)的發(fā)生，那么記錄設(shè)備50可以記錄這些事件的結(jié)果。這就增加了把數(shù)據(jù)發(fā)射機14移植或試圖移植到另一個人或設(shè)計為模仿?lián)碛姓咛攸c的人造設(shè)備之上的難度。如果產(chǎn)生了非正常的讀數(shù)，那么設(shè)備可以暫時或永久禁止它自己。本發(fā)明的第八實施例還包括覆蓋和保護數(shù)據(jù)發(fā)射機14的數(shù)據(jù)發(fā)射機保護層52?？梢赃@樣形成這個數(shù)據(jù)發(fā)射機保護層52它不會干擾數(shù)據(jù)發(fā)射機14和確認器控制器12之間數(shù)據(jù)信號22的通信。相似地，可以提供確認器控制器保護層54來覆蓋和保護確認器控制器12。像數(shù)據(jù)發(fā)射機保護層52一樣，確認器控制器保護層54不應(yīng)干擾確認器控制器12和數(shù)據(jù)發(fā)射機14之間的信號的任何通信。
可以想象，數(shù)據(jù)發(fā)射機14可以附著于人類指甲14或靠近它。此外，這個連接可以是暫時的或永久的。在數(shù)據(jù)發(fā)射機14和人類指甲24之間可以使用粘合層56。粘合層56可以是混合物，它使數(shù)據(jù)發(fā)射機14非永久地固定于人類指甲24。例如，使用基于水的膠水作為粘合層56，這使得數(shù)據(jù)發(fā)射機14只在某個水溫的流水下才會去除。如果在指甲24和數(shù)據(jù)發(fā)射機14之間有穩(wěn)定混合物的區(qū)域這就特別有價值，這樣如果移動或移去數(shù)據(jù)發(fā)射機14就會改變混合物的電阻值。使用電阻、絕緣體混合物或?qū)w混合體(在放置時刻建立它的輪廓，以及a)它的輪廓在用戶戴著數(shù)據(jù)發(fā)射機期間保持實質(zhì)不變，以及b)它的輪廓是根據(jù)通常在數(shù)據(jù)發(fā)射機和佩帶者指甲之間的固定間隙的區(qū)域的，以及c)在放置時刻建立它的“最終”輪廓，它是受在指甲上放置數(shù)據(jù)發(fā)射機的個人的行動以及在指甲下凹槽和凸脊的形狀所強烈影響的)的有限、半流質(zhì)區(qū)域的優(yōu)點是如果移去設(shè)備并在同一指甲或另一個指甲上重新放置，那么它就很不可能回到同一輪廓，因此就會影響任何基于它物理輪廓的電子讀數(shù)。
如圖8所示，安全設(shè)備10可以提供與確認器狀態(tài)致動器16通信的允許/禁止控制器58。這個允許/禁止控制器58可以控制觸發(fā)設(shè)備60，比如武器觸發(fā)設(shè)備或其他鎖定裝置，來允許或禁止觸發(fā)設(shè)備60。
此外，數(shù)據(jù)發(fā)射機14可以具有數(shù)據(jù)發(fā)射機電源62，而確認器控制器12可以具有確認器控制器電源64。確認器控制器12以及數(shù)據(jù)發(fā)射機14可以具有暫停時段，用于在非使用時段保存能量。這些暫停時段可用于數(shù)據(jù)發(fā)射機14和確認器控制器12具有獨立電源62和64(即熱電元件、電池、超電容器、太陽能電池、壓電元件、燃料電池等等)時的情況以及它們沒有時的情況。這些暫停時段可與數(shù)據(jù)發(fā)射機14中的監(jiān)視器定時器功能以及記錄設(shè)備50結(jié)合。也可以想象，數(shù)據(jù)信號22可以是以能量、電磁波、靜電能量或任何其他適合的可發(fā)送的信號的形式的。在向數(shù)據(jù)發(fā)射機14提供電源中，如果沒有導(dǎo)線通過人類指甲24，那么兩根導(dǎo)線就較可行了。這兩根導(dǎo)線通常會是一正一負以完成電路。因為指甲的電容很低，所以提供足夠交變電流通過它是較不可行的。通常供給電源的方法是提供直流電路。這就需要至少兩根導(dǎo)線，分別是一根負導(dǎo)線提供電子源以及一根正導(dǎo)線提供使它們回到電源62或64的裝置，這樣就使得電流流動了。如果其中一根導(dǎo)線從確認器控制器12到達數(shù)據(jù)發(fā)射機14，那么通過人類指甲24的第二根導(dǎo)線使電流通過感應(yīng)肌肉26到達共用金屬導(dǎo)體(即槍支)并且回到確認器控制器12，完成電流回路。
如圖10所示，本發(fā)明10還包括允許或禁止事件的方法。該方法包括的步驟有提供確認器控制器12(它具有與確認器接收機18通過確認器邏輯電路20通信的確認器狀態(tài)致動器16)、配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號22處理和采取行動的確認器狀態(tài)致動器16、以及配置為接收信號22的確認器接收機18、與人類指甲24接觸并與確認器控制器12通信的數(shù)據(jù)發(fā)射機14(步驟100)；由確認器接收機18接收數(shù)據(jù)信號22(步驟102)；由確認器邏輯電路20處理所接收的數(shù)據(jù)信號22(步驟104)；以及根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)信號22由確認器狀態(tài)致動器16采取行動(步驟106)。
數(shù)據(jù)發(fā)射機14可以包含用于驗證通過它們肌肉和繞過它們骨骼的個人識別電路路徑的時域反射器，數(shù)據(jù)發(fā)射機可以用作遠端控制器設(shè)備、可以提供用戶觸覺反饋、可以通過使用LCD顯示器提供用戶可視反饋，并且可以通過調(diào)制LCD或經(jīng)過已調(diào)制LCD反射或翻轉(zhuǎn)的信號把數(shù)據(jù)信號22發(fā)送到所選設(shè)備、使用極化以進一步允許個人改變信號或一般用作轉(zhuǎn)發(fā)器。有用的觸覺反饋的例子是“震動”、“刺痛”或振動反饋。這個觸覺/震動反饋對于指示事物發(fā)生或未發(fā)生是很有用的。觸覺反饋可以由放置在指甲上的壓電元件產(chǎn)生。另外，可以使用各種反饋脈沖串、脈沖計數(shù)、強度、組合或甚至Morse碼。(或通過穿過人類指甲24的導(dǎo)線，或在指甲上的另一位置)對操作者手指的外部震動脈沖提示用戶在特定時刻以智力行動響應(yīng)，例如向前向下推壓手指等等。這表示用戶不是無知覺的且并不是無需他或她的知識機械操作他或她的手指。用戶還可以用可用信息響應(yīng)，比如狀態(tài)、密碼或者強迫代碼或行動，包括手指的特定較小移動，它傳送用于判決有效性和/或采取行動的數(shù)據(jù)。確認器狀態(tài)致動器16和允許/禁止控制器58可以使用螺線管、肌肉導(dǎo)線、磁流體、液壓裝置、氣動裝置或其他合適裝置以在接收已驗證數(shù)據(jù)信號22之后實現(xiàn)期望的行動或傳送期望的數(shù)據(jù)。此外，安全設(shè)備10可以適用于包含附加邏輯，以在安全設(shè)備10之內(nèi)或在安全設(shè)備10和外部設(shè)備之間或到指甲數(shù)據(jù)發(fā)射機，結(jié)合可應(yīng)用安全發(fā)送算法和/或加密算法和/或挑戰(zhàn)性響應(yīng)方法?？梢栽诜蛛x層中提供確認器控制器12和數(shù)據(jù)發(fā)射機14的獨立部件。也可以想象，安全設(shè)備10可以適用于檢測放入或臨近外部對象的存在(比如手指阻止數(shù)據(jù)信號22)，或適用于檢測人類指甲24特性的改變。
如果確認器控制器12與數(shù)據(jù)發(fā)射機14在最后幾秒之內(nèi)通信，那么合理假設(shè)在那個短時段中把手指、腳趾或人類指甲移植到其他人的手術(shù)沒有施行。在這種情況下，更詳細和精確(以及耗費時間)的確認過程是不必要的。用于測量任何電氣值，包括電容的分辨率越高，一般就會花費更長時間完成測量。當在高速武器觸發(fā)開動事件中節(jié)省了幾個毫秒，這個時間的節(jié)省就是有價值的。此外，如果用戶去度假并且在這個時段內(nèi)確認器控制器12不與數(shù)據(jù)發(fā)射機14通信，那么期望更詳細地查看人類指甲24的特性。例如，人類指甲24生長的期望變化可隨同密碼、血型、指紋等等一起驗證。如果人類指甲24沒有生長到期望量，它被安放在人造基片或其他物質(zhì)上的概率就很大。本發(fā)明10的固有優(yōu)點是它依賴于人類指甲24，它是恒定生長的組織。由于它的恒定生長，所以根據(jù)設(shè)備的放置位置人類指甲24就有大約0-4個月的可變有效性時段。這在不希望永久接入和使用權(quán)的情況下特別有用。
關(guān)于連接于電容器的指甲(它的值是基于用戶指甲的電容)，該設(shè)備的一些實現(xiàn)可與RFID設(shè)備相比。該值影響RFID設(shè)備的響應(yīng)。RFID技術(shù)的缺點是它比基于光頻率轉(zhuǎn)發(fā)器更容易攔截和“阻塞”無線電通信。另外，它較容易受干擾或被混淆，或者附近具有其他RFID設(shè)備(比如在臨近指甲上)時使分離的同時發(fā)送技術(shù)上較困難。
對設(shè)備的進一步提高會是在電容極板上的電氣接地屏蔽，以使極板與在測量指甲電容的極板頂部和在之上的感應(yīng)區(qū)域(比如武器的金屬體)之間形成的任何電容變化隔離。這就把固定電容值加入了總讀數(shù)，但會最小化由手指的不同位置或者臨近確認器控制器的任何感應(yīng)或金屬區(qū)域產(chǎn)生的較小的但可變的電容值。
在個人之間進一步的區(qū)分特性是指甲的彎曲度輪廓。它可以用粘合于或定位在佩帶者指甲之上的多個極板的平坦非一致區(qū)域或用電容器極板陣列測量。另外，它可有在指甲表面之上的固定觸點陣列測量?？梢杂靡陨纤龅南嗨品绞綔y量指甲厚度的輪廓，除了電容極板陣列粗略地與指甲彎曲度一致。
數(shù)據(jù)發(fā)射機可以進一步結(jié)合“低功率監(jiān)視器電路”，它在電容器極板上施加電壓電荷，這通常測量指甲電容。低功率監(jiān)視器電路具有電子設(shè)備，它的目的是如果電壓顯著高于比置于極板(比如火花隙設(shè)備或特別設(shè)計的ESD模型或雪崩效應(yīng)半導(dǎo)體)的初始電荷稍大的電壓，那么就對電路“產(chǎn)生雪崩效應(yīng)”或“產(chǎn)生短路”或產(chǎn)生感應(yīng)。如果從個人處移去指甲或數(shù)據(jù)發(fā)射機，同時數(shù)據(jù)發(fā)射機在關(guān)閉或低功耗狀態(tài)，那么在以上極板之間的電容會下降，從而使那些極板之間的電壓上升并使雪崩設(shè)備感應(yīng)大多數(shù)電荷離開。當再一次把數(shù)據(jù)發(fā)射機放置于用戶或假冒的基片或錯誤的用戶，并且數(shù)據(jù)發(fā)射機喚醒它的正常監(jiān)視器定時器功能，或另外開啟它，那么通過極板的電壓電荷實質(zhì)上比它的初始電荷要低，并且它的電路會檢測到這個較低電壓且推斷該設(shè)備已被篡改，同時它進入低功耗或睡眠狀態(tài)，并禁止它自己或擦去它的數(shù)據(jù)防止進一步的非授權(quán)使用。
數(shù)據(jù)發(fā)射機的另一個實施例是在指甲之上或與指甲近似接觸的單一極板，它大致與指甲平行。極板的大小以及(極板和指甲下肌肉之間)形成的總電容(以及極板與指甲下肌肉之間的距離)產(chǎn)生諧振電路，當它由諸如微波發(fā)射機的設(shè)備激勵時，它就根據(jù)以上提到的部件和因素以特定的諧振頻率產(chǎn)生諧振，并形成類似微波轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備。在這個實施例中，在數(shù)據(jù)發(fā)射機和確認器接收機之間不需要導(dǎo)線。
該設(shè)備也可以把信息(比如何時哪個與它武器相關(guān)的控制器開火或解鎖或者啟動確認器控制器)存儲在數(shù)據(jù)發(fā)射機的指甲數(shù)字芯片42中，或僅僅存儲來自確認器控制器的數(shù)據(jù)。隨后可以為了達到包括驗證正確采取行動在內(nèi)的多個目的下載和讀取這個信息。另外，其他確認器控制器可以讀取該數(shù)據(jù)以進一步測試和辨別用戶是否已有權(quán)采取用戶請求的下一個行動。這種情況的例子就是不允許接近手術(shù)室除非用戶最近進入除菌室。還可以理解，一些應(yīng)用可以需要數(shù)據(jù)發(fā)射機和確認器控制器之間的協(xié)商或“會話”比如交換密碼。另一個例子就是涉及對接近具有特定量有毒氣體(比如一氧化碳)的房間進行解鎖，確定這個量低于所計算的佩帶者累積日常安全毒氣濃度閾值，這只有數(shù)據(jù)發(fā)射機知道。
該設(shè)備與指紋讀取器協(xié)同工作。由于該設(shè)備可以存儲數(shù)據(jù)，比如個人識別、希望的指紋形狀和其他安全或授權(quán)或分類，所以它使與這組新指紋“不熟悉”的指紋讀取器確認該指紋屬于的個人被授權(quán)或?qū)儆谑跈?quán)接入、進行操作等等的這類人。與指紋讀取器組合，最終的設(shè)備還可以減少指紋讀取器假陽性或假陰性的差錯率。
數(shù)據(jù)發(fā)射機可以配置為接收和發(fā)送信號，不僅發(fā)送到指甲上的確認器控制器或離開指甲較大距離，而且發(fā)送到手指下的確認器控制器或把手指肌肉用作光或電磁能量感應(yīng)電路。其中較好的應(yīng)用就是用于按鈕開關(guān)，它具有通過光纖鏈路安裝其中的或連接于它們的確認器控制器，在允許開關(guān)采取所請求行動之前允許智能開關(guān)驗證用戶的識別信息以及他的有效性。在開關(guān)上的指紋讀取器會太慢、太大、太不可靠以及太昂貴以致于不能有效實現(xiàn)。
為了對確認器控制器進行安全驗證，記錄數(shù)據(jù)和/或定時等等，數(shù)據(jù)發(fā)射器和它的指甲數(shù)字芯片42可以存儲或與確認器控制器交換消息或數(shù)據(jù)，并且運行在其內(nèi)部的程序。例如，數(shù)據(jù)發(fā)射機可以在它的指甲數(shù)字芯片42中計算，佩帶者不應(yīng)被允許進入有害氣體區(qū)域直到離開另一個這樣區(qū)域后的兩小時。
數(shù)據(jù)發(fā)射機可以進一步結(jié)合話筒以確認佩帶者的聲音或語音指令，來改變它的狀態(tài)或授權(quán)它釋放或使得信息的特定類別和區(qū)域可用于請求那些信息可用于下一個確認器控制器以進行讀取的確認器控制器。其中的例子就是醫(yī)療記錄或特定信用信息。語音指令可以指示關(guān)于所存儲的當前或?qū)淼臄?shù)據(jù)的操作執(zhí)行，例如只關(guān)于牙科、醫(yī)療或金融業(yè)務(wù)進行選擇或計算。另外，話筒接口的較單一用戶將把佩帶者的想要的通過信號發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)送機以確認用戶‘手指發(fā)出劈啪’的聲音來指示特定期望的狀態(tài)改變。
數(shù)據(jù)發(fā)射機可以進一步在它的頂表面結(jié)合小型指紋讀取器或鍵盤，這樣個人可以僅僅通過把他的另一個手指或他的手指序列的預(yù)選手指簡單放置在他的數(shù)據(jù)發(fā)射機頂部，而數(shù)據(jù)發(fā)射機認為是他的手指并通過把它與他指紋的預(yù)存形狀比較授權(quán)請求，從而來對他的數(shù)據(jù)發(fā)射機進行預(yù)授權(quán)來釋放信息。一旦完成了預(yù)授權(quán)，數(shù)據(jù)發(fā)射機就可以釋放在由確認器控制器提示時請求確認器控制器的數(shù)據(jù)。個人指紋讀取的其他序列可以進一步允許個人處理發(fā)到數(shù)據(jù)發(fā)射機的指令，比如如果在釋放所述數(shù)據(jù)之前由確認器控制器請求個人/金融類型的任何數(shù)據(jù)，那么就“提醒我”。
在其上具有數(shù)據(jù)發(fā)射機的多個指甲的值如下如果一個指甲減少、不正常，或由于指甲生長導(dǎo)致電容器超出指甲下肌肉并徹底改變它們的值引起的變?yōu)闊o效，它就允許冗余。一個例子就是長期度假的時候。它就允許存儲不同級別、不同類別和不同量的信息，并由佩帶者自覺選擇且提供到確認器接收機。例如一個只戴在小指上只確認用戶的姓名和地址，而一個戴在中指上可以具有可用于確認器控制器的金融信息。佩帶者還能夠攜帶或可用更多總數(shù)據(jù)和功能。
如果太陽能接收機電池工作在頻譜的光能區(qū)域而不是RF區(qū)域，它就可以使用環(huán)境光對數(shù)據(jù)發(fā)射機中的電源和電池進行再充電，尤其在它不用于與確認器控制器通信的時段。這個電源可用于其他目的，比如佩帶者脈搏速率和/或電容的周期/偶然的監(jiān)視器定時器檢查，和/或?qū)﹄S后到達確認器接收機的信號進行放大和提高以使它可在更大距離工作。
可以把小型透明鍵盤放置在數(shù)據(jù)發(fā)射機頂部以使佩帶者能輸入代碼來改變數(shù)據(jù)發(fā)射機的狀態(tài)，或者授權(quán)數(shù)據(jù)發(fā)射機釋放信息或使信息的特定類別和區(qū)域可用于請求它的確認器控制器。例如，該信息可以包括醫(yī)療記錄或特定信用卡號。
可以進一步引入安全裝置，其中使用簡單易斷鏈路(具有從數(shù)據(jù)發(fā)射機到指甲的導(dǎo)線的電路，其中粘合于并回到數(shù)據(jù)發(fā)射機或開關(guān)或正確電容值的連續(xù)檢測)可以檢測數(shù)據(jù)發(fā)射機的移去。在數(shù)據(jù)發(fā)射機從佩帶者掉落或不經(jīng)預(yù)授權(quán)移去而移去的情況下，數(shù)據(jù)發(fā)射機擦去或禁止它要發(fā)送的自己的數(shù)據(jù)。
應(yīng)該指出的是，指甲是指尖最緊密最可用的區(qū)域，而指尖也是身體運動和狀態(tài)最快和最易變的區(qū)域。因此，最大可能把那些狀態(tài)傳送到安裝在指甲上的設(shè)備，到確認器控制器、開關(guān)或外部世界。
進一步提高就是提供裝置調(diào)諧或調(diào)節(jié)“調(diào)節(jié)常數(shù)”，之后把它加到電容值，并當更新數(shù)據(jù)發(fā)射機時可用，因此就不需要重新確認/重新引入。特別更新安全狀態(tài)對防止這個特點用于偽造或篡改有用。因此，一種消除在移去和更新指甲上的數(shù)據(jù)發(fā)射機之后需要重新引入階段的方法是把‘特別’安全控制信號，連同加到原始實時電容值的調(diào)整或調(diào)節(jié)值發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)射機，這樣發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)射機設(shè)備新的最終電容值與舊的電容值相同或足夠接近，從而不需把數(shù)據(jù)發(fā)射機設(shè)備重新引入確認器控制器以重新確認個人并采取期望的行動。另外，可以使用安全的“接受新的值作為校正和調(diào)節(jié)你的常數(shù)”信號進行該過程。這使得數(shù)據(jù)發(fā)射機的新位置之后能由另一個獨立確認器控制器確認。
另一個提高就是使用由超聲換能器產(chǎn)生的聲波脈沖，通過指甲把它發(fā)送到在指甲下的肌肉中或沿著指甲傳送，并且讀取回波以進一步驗證指甲厚度和/或驗證在指甲下沒有可用于試圖產(chǎn)生人造指甲肌肉的非授權(quán)的人造對象。它也可用于驗證指甲的其他尺度，即寬度和長度等等。
應(yīng)該指出的是，該設(shè)備測量由極板區(qū)域、任何感應(yīng)粘合劑、任何絕緣粘合混合物、任何其他互相作用的結(jié)構(gòu)比如靜電屏蔽、由個人的凹槽以及佩帶者指甲的絕緣常數(shù)影響的總測量形成的合成電容，并且不需要總是測量佩帶者指甲的厚度。
通過把電極陣列放置在電阻混合物的頂部來讀取個人的指甲凹槽形狀，用所述混合物填充凹部并還要覆蓋指甲凹槽的凸部，這樣電極間的電阻讀取就受指甲凹槽和凸部的深度和位置影響了。
此外，如果把極板粘合于指甲(如較佳實施例中的那樣)，那么粘合劑會也應(yīng)與個人指甲有不同的絕緣常數(shù)，并且凹槽尺度和凸脊尺度以及所有凸脊頂部上的粘合層厚度會影響最終的總電容測量，并在應(yīng)用或重新應(yīng)用時添加隨機物理因素。
代替或除了按壓手指肌肉以使指甲下變色或使用佩帶者的鍵盤或其他裝置來處理到他數(shù)據(jù)發(fā)射機芯片的指令或數(shù)據(jù)，還可以使用加速度計讀取手指運動并轉(zhuǎn)換和通譯為到數(shù)據(jù)發(fā)射機邏輯芯片或確認器控制器的指令。
也可以理解，根據(jù)半導(dǎo)體制造進展以及經(jīng)濟可行性，確認器接收機可以安裝在或構(gòu)造在與確認器邏輯電路同一芯片上，并且它們可以看作為一個部件。
雖然不是限制，但是本發(fā)明10特別用于觸發(fā)操作工具、存儲單元、鎖定裝置、軟件邏輯密鑰、個人識別系統(tǒng)、信用確認系統(tǒng)、計算機接入、資金轉(zhuǎn)移以及其它電子商務(wù)交易、授權(quán)接入場合、第三方信息交易、運輸和傳送交易、因特網(wǎng)交易、藥品交易、許可證、注冊、簽證以及護照辦理等等。
在特定例子中，確認器控制器12安裝在觸發(fā)器之前武器的觸發(fā)防護上。允許/禁止控制器58是安裝并調(diào)節(jié)到武器之后觸發(fā)器運動最近點和最遠點處的螺線管滑動釋放裝置。觸發(fā)設(shè)備60是武器觸發(fā)裝置。把數(shù)據(jù)發(fā)射機14粘合于個人指甲。與人類指甲24接觸的電容極板34根據(jù)個人指甲特性(例如厚度)以及電容極板34的位置和區(qū)域，形成可測量的特定及獨立電容(大約1.000-25.000皮法)。通常電容極板34大約有5平方毫米的面積。電容極板34連接于電感器46以形成諧振電路。
接著，把鑰匙插入確認器控制器12，并且個人把他或她的手指放在武器觸發(fā)器上，推壓他或她的手指接合按鈕開關(guān)，開啟安全設(shè)備10。確認器邏輯電路20使確認器發(fā)射器38中的脈沖發(fā)生器開啟數(shù)據(jù)發(fā)射機14、電容極板34和電感器46(諧振電路)。該諧振電路以由電感器46和人類指甲24電容的值確定的特定頻率“響鈴”或振蕩。由確認器接收機18接收該頻率或數(shù)據(jù)信號22，并由確認器邏輯電路20計數(shù)以MHz為單位的實際頻率，并把它轉(zhuǎn)換到8位-36位二進制數(shù)。隨后確認器邏輯電路20把頻率值存儲在確認器邏輯電路20中的閃存PROM中，該邏輯電路通常是8位MPU，比如Motorola MC6811或基于微芯片PIC的MPU。隨后移去鑰匙，并且個人準備使用安全設(shè)備10。此外，安全設(shè)備10在操作10分鐘后沒有從確認器接收機18接收信號，就把關(guān)閉它自己。另外，個人可以通過重新接合同一按鈕開關(guān)來關(guān)閉單元10。
使用這個特定例子的設(shè)備，個人把他或她的手指放在武器觸發(fā)器上，并向前推壓他或她的手指以接合按鈕開關(guān)，它開啟確認器控制器12。確認器控制器12使用以上所述同一方法測量人類指甲感應(yīng)電路30的電容和最終諧振頻率，并且如果該值降至初始引入頻率值(存儲在確認器邏輯電路20的閃存PROM中)的百分比小值域之內(nèi)，那么確認器邏輯電路20就通過螺線管發(fā)送電流以釋放觸發(fā)鎖定裝置，允許啟動觸發(fā)器。確認器控制器12還可以發(fā)出蜂鳴聲，亮燈、輕微振動或由個人判斷，來指示個人武器準備使用。確認器控制器12還可以指示確認器控制器12離開確定個人電流電容值的有效性如何近，可能需要再校正或再引入。
個人通常在一天開始采取行動以驗證在這天中之后的連續(xù)的確認。個人也會采取相同的過程實際使用武器，除了釋放武器的機械安全裝置。在非更新情況下，安全設(shè)備時用線連接于確認器控制器12的，并且安全設(shè)備開啟它且具有兩個位置一個測試確認器控制器，第二位置機械釋放開火裝置以使武器準備好。
在另一特定例子中，其中確認器控制器12安裝在武器上，鑰匙插入確認器控制器12中，并且個人把他或她的手指放在武器觸發(fā)器上，并推壓他或她的手指以接合按鈕開關(guān)。按鈕開關(guān)開啟確認器控制器12并釋放確認器接觸彈簧，使它對著人的指甲向前推壓。在這個例子中，確認器接觸彈簧是直接物理連接元件32。確認器接觸彈簧是鍍金的并接觸粘合于個人指甲的大面積金箔?，F(xiàn)在確認器控制器可以讀取和記錄由金箔極板、個人指甲和指甲下感應(yīng)肌肉形成的電容?？捎稍S多方法測量該電容，比如使用交換電容電路(具有CMOS混合信號集成)來測量特定電容值。這個方法的優(yōu)點是在這些電容值，電容越低，電流越小，因此需要電源進行測量。隨后把最終值存儲在確認器邏輯電路20的閃存PROM中，通常是具有閃存和EEPROM非易失性存儲器的8位MPC，比如Motorola MC6811系列處理器。隨后移去鑰匙，并且個人準備使用設(shè)備10。安全設(shè)備10在操作10分鐘后沒有測量“合理”的電容量，表明不存在個人手指就關(guān)閉它自己。另外，個人可以通過重新接合以上提到的同一按鈕開關(guān)來關(guān)閉單元10。
在操作中，用戶他或她的手指放在武器觸發(fā)器上，并向前推壓他或她的手指以接合按鈕開關(guān)，它開啟確認器控制器12并釋放確認器接觸彈簧，使它對著人的指甲向前推壓。確認器控制器12使用以上所述同一方法測量人類指甲感應(yīng)電路30的電容，并且如果在先前階段該值降至個人初始引入的百分比小值域之內(nèi)，那么確認器邏輯電路20就通過螺線管發(fā)送電流以釋放觸發(fā)鎖定裝置，允許扳動觸發(fā)器。
一種形成和讀取個人指甲電容特性的期望的但些微減少精確度的方法是在感應(yīng)彈簧尾端使用大約3毫米到5毫米靈活、柔軟、圓形-矩形或橢圓形感應(yīng)區(qū)域表面，它可以與人類指甲24的表面形狀一致。該方法不需要金箔和任何其他在指甲上的半永久變色或涂層。感應(yīng)彈簧接觸指甲表面并替代涂覆或粘合于指甲上的半永久電容器極板。選擇大尺寸會進一步防止孩子使用武器，因為柔軟極板會接觸在它們顯著較小的手指邊的肌肉并且很容易被檢測到。在這種情況下一接觸，電容器會完全“短路”。另外，由于顯著較薄的指甲厚度，孩子的電容會顯著較高，并且在以上所述的初始引入階段就會被拒絕在范圍外。
還是在另一特定武器例子中，數(shù)據(jù)發(fā)射機14粘合于個人的指甲。電容極板34集成于數(shù)據(jù)發(fā)射機14，并靠近或與指甲接觸定位它，以形成可測量的特定和個人化電容。該特定個人化電容依賴于個人的指甲特性，尤其是它們的指甲厚度、它們的指甲大小以及電容極板34的大小和位置。如之前，把鑰匙插入確認器控制器12，并且個人把他或她的手指放在武器觸發(fā)器上，并推壓他或她的手指以接合按鈕開關(guān)且對確認器發(fā)射器38中的LED供電，它照射并對指甲太陽能電池40和數(shù)據(jù)發(fā)射機14電路供電。指甲太陽能電池把能量發(fā)送到指甲數(shù)字芯片42，它具有低電壓CMOS混合信號基于集成的交換電容器電路。指甲數(shù)字芯片42專用于使用相似于低功耗A/D轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)的相同電荷傳輸交換序列測量指甲電容(在指甲上形成，在0-25皮法電容范圍內(nèi))，并把電容測量值轉(zhuǎn)換到8位到24位的二進制數(shù)。該二進制數(shù)與諸如校驗和以及序列號的其他數(shù)據(jù)組合總共大約在指甲數(shù)字芯片42中是60位。以串行二進制方式通過通常是200KHz時鐘的移位寄存器發(fā)生到IR發(fā)射器LED的傳送，它隨后照射確認器接收機18(也可以是紅外線)。確認器邏輯電路20從確認器接收機18得到CMOS電壓電平數(shù)字數(shù)據(jù)、驗證校驗和或CRC碼、匹配所發(fā)送的電容值，并在確認器邏輯電路20中的閃存PROM中存儲指甲數(shù)字芯片42序列號和指甲電容測量值。隨后移去鑰匙，并且個人準備使用它。在操作中，如以上所述操作這個例子的安全設(shè)備10。
在這個方式中，授權(quán)用戶不容易丟失本發(fā)明10或被偷竊。此外，本發(fā)明是易更新為現(xiàn)有裝置和系統(tǒng)的安全設(shè)備10。另外，安全設(shè)備10在有效用戶失去他的武器期間或之后是不可使用的或無法有效使用。此外，本發(fā)明10提供產(chǎn)生實質(zhì)非復(fù)制或非覆蓋信號的信令設(shè)備，增加設(shè)備10的安全性。
不需要永久在指甲上安裝設(shè)備的本人發(fā)明的實施例具有許多超越現(xiàn)有安全設(shè)備的優(yōu)點。這些優(yōu)點包括如下本身它是快速的、廉價的、小型的、不醒目的、人體工程的、最嚴格的、最低功耗的、生物統(tǒng)計的可用設(shè)備。對于通常使用兆比特或更多的視網(wǎng)膜或指紋生物統(tǒng)計設(shè)備，它使用少量數(shù)據(jù)存儲。對于不喜歡商務(wù)或政府收集個人數(shù)據(jù)的個人，它比指紋識別設(shè)備更少引起反對。它很好地組合指紋讀取器(對操作速度無影響)。它可以結(jié)合或組合隱藏機用隨機手指觸覺產(chǎn)生響應(yīng)裝置，它允許驗證指紋未被復(fù)制或這位從所識別的個人割開。它沒有留下殘留的個人數(shù)據(jù)例如指紋。它足夠小以能裝入智能卡。它以類區(qū)別小孩和成人。它本身消除了冗余，即其他手指的指甲可被識別或用作后備。它定位于人類‘判決點’，其中在指尖通過行動表示意圖。它是可感知暴力情況的，即比大多數(shù)其他生物統(tǒng)計設(shè)備更困難迫使不愿意的佩帶者進行驗證行動。它可以為了更嚴密的安全性在多個手指上組合多個設(shè)備(達到10個)。相對于其他生物統(tǒng)計設(shè)備，它是相當困難進行無意地或秘密地讀取的。它尤其兼容于武器。它很好地組合密碼或個人識別號。如果查到了密碼，它提供了另一層保護。它難于被偷竊。它不需要用戶記憶。它具有固有的內(nèi)在的，生理可調(diào)節(jié)可選擇的終止時段。
需要永久在指甲上安裝設(shè)備的本人發(fā)明的實施例也具有許多附加優(yōu)點。這些所包括的如下它是沒有接觸的，因此是清潔的。它是在一定距離讀取/發(fā)送的。由于它的低功耗特性，它可以連續(xù)驗證佩帶者的識別信息，而無需影響佩帶者的日?；顒樱虼松踔猎噲D把物理或生物統(tǒng)計特性轉(zhuǎn)移到另一個的一個非常復(fù)雜和簡短的過程都是可檢測的。它具有小型接口點，因此讀取器可適用于對接開關(guān)。它在控制設(shè)備(比如按下開關(guān)或操作設(shè)備)同時可以允許立即的驗證和/或識別。它能夠從佩帶者得到指令、數(shù)據(jù)或信息。它易于與盲人或黑暗中的佩帶者交換數(shù)據(jù)。它對于交換數(shù)據(jù)需要最小量的移動。它能夠把反饋和數(shù)據(jù)快速不可見地傳送到佩帶者。它能夠存儲數(shù)據(jù)以及執(zhí)行程序，包括來自授權(quán)讀取器的加密/安全程序。它能夠在一定距離與讀取器交換數(shù)據(jù)。它能夠允許佩帶者迅速選擇其他讀取設(shè)備以交換數(shù)據(jù)、行動或控制設(shè)備。它可由讀取器偶然地、周期地或連續(xù)地讀取，而不需要佩帶者任何附加的工作、時間和困難。例如，使用許可軟件靠近計算機鍵盤進行連續(xù)遠程讀取以驗證授權(quán)用戶。有了混雜隨機“彩屑涂層”，它可以產(chǎn)生安全的附加級別。
在這里揭示的安全設(shè)備有許多應(yīng)用。在單獨依賴于人類指甲和手指以及它周圍區(qū)域的特性的情況下，以下應(yīng)用包括具有或代替PIN號的MAC機；孩子禁用的鎖定，例如防幼童自動販賣機；只為孩子的鎖定，例如只有小孩小指的指甲才能打開的家庭后門鎖；應(yīng)用開啟/關(guān)閉/狀態(tài)開關(guān)，例如如果小孩打開裝備有該設(shè)備的電視機，它就只限于接入適合小孩的電視頻道；
快速廉價、低安全性的鎖；安裝在自行車上的自行車鎖；公文包或行李鎖；海灘或小屋鎖；暫時性的公共鎖，例如體育館存物箱或自助洗衣店；快速變化或快速接入的鎖，例如對于公寓或賓館房間；公共存物箱，例如25美分的硬幣并插入他的手指以向設(shè)備重新確認他的身份，隨后該設(shè)備開啟以存取他的財產(chǎn)；獨立掛鎖、鎖或防童鎖；賓館房間安全鎖，它不需要用戶建立或記憶組合號；武器觸發(fā)鎖定；以及軍事或監(jiān)獄的鎖，它把值設(shè)為設(shè)備的強度，并易配置為能夠夾住未授權(quán)用戶的手指。
在這里所揭示的需要在指甲上永久安裝的設(shè)備的安全設(shè)備的使用并不僅限于但包括以下的用作超安全鎖；用作軟件用戶確認鎖以防止非授權(quán)人使用或復(fù)制并使用商務(wù)軟件；用作個人識別設(shè)備，它識別誰按下、控制或開啟開關(guān)，比如在工業(yè)或軍事應(yīng)用中；用作意外開關(guān)激勵禁止器；用于信用卡、電子商務(wù)或銀行交易；用作數(shù)據(jù)復(fù)制保護和播放授權(quán)的基于連續(xù)生物統(tǒng)計的加密/解密密鑰發(fā)生器和/或確認設(shè)備；用作安全識別個人的裝置；以及用作一個或許多遙控設(shè)備。
參照較佳實施例描述了本發(fā)明。其他人在閱讀和理解以上詳細的描述之后會有顯然的修改和改變。希望本發(fā)明可以解釋為包括所有這些修改和改變。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種安全設(shè)備，包括具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器的確認器控制器，確認器狀態(tài)致動器配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號處理和采取行動，而確認器接收機配置為接收數(shù)據(jù)信號；數(shù)據(jù)發(fā)射機，它與人類指甲接觸并與確認器控制器通信；以及所述數(shù)據(jù)發(fā)射機依賴于指甲和周圍區(qū)域的物理特性；其中數(shù)據(jù)發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)信號，確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號，確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號，而確認器狀態(tài)致動器根據(jù)所接受的數(shù)據(jù)信號采取行動。
2.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括確認器接收機和數(shù)據(jù)發(fā)射機之間的直接物理連接元件；其中通過直接物理連接元件傳輸數(shù)據(jù)信號。
3.按權(quán)利要求2所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機包括固定于人類指甲的電容極板；以及電路返回導(dǎo)線。
4.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括開啟數(shù)據(jù)發(fā)射機的數(shù)據(jù)發(fā)射機電源。
5.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括開啟確認器控制器的確認器控制器電源。
6.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，其特征在于確認器控制器進一步包括配置為把信號發(fā)射到數(shù)據(jù)發(fā)射機的確認器發(fā)射器。
7.按權(quán)利要求6所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括配置為與確認器接收機通信的指甲數(shù)字芯片；以及配置為從確認器發(fā)射器接收信號并開啟數(shù)據(jù)發(fā)射機的指甲太陽能電池。
8.按權(quán)利要求7所述的安全設(shè)備，進一步包括確認器接收機和數(shù)據(jù)發(fā)射機之間的直接物理連接元件；其中通過直接物理連接元件傳輸數(shù)據(jù)信號。
9.按權(quán)利要求8所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括與指甲數(shù)字芯片通信的指甲模擬芯片。
10.按權(quán)利要求9所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括
固定于人類指甲并配置為與指甲模擬芯片通信的至少一塊電容極板；以及電路返回導(dǎo)線。
11.按權(quán)利要求7所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括配置為把數(shù)據(jù)信號發(fā)射到確認器接收機的指甲信號發(fā)射器。
12.按權(quán)利要求11所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括與指甲數(shù)字芯片通信的指甲模擬芯片。
13.按權(quán)利要求12所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括固定于人類指甲并配置為與指甲模擬芯片通信的至少一塊電容極板。
14.按權(quán)利要求6所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括固定于人類指甲的至少一塊電容極板。
15.按權(quán)利要求14所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括與至少一塊電容極板進行通信并配置為把數(shù)據(jù)信號發(fā)射到確認器接收機的電感器。
16.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括記錄設(shè)備，記錄設(shè)備配置為記錄在安全設(shè)備和相關(guān)設(shè)備內(nèi)發(fā)生的特定事件。
17.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括覆蓋和保護數(shù)據(jù)發(fā)射機的數(shù)據(jù)發(fā)射機保護層；其中保護層不干擾數(shù)據(jù)發(fā)射機和確認器控制器之間數(shù)據(jù)信號的通信。
18.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括覆蓋和保護確認器控制器的確認器控制器保護層；其中保護層不干擾數(shù)據(jù)發(fā)射機和確認器控制器之間數(shù)據(jù)信號的通信。
19.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括數(shù)據(jù)發(fā)射機和人類指甲之間的粘合層，粘合層配置為把數(shù)據(jù)發(fā)射機非永久固定于人類指甲。
20.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，其特征在于確認器狀態(tài)致動器與允許/禁止控制器通信，允許/禁止控制器與觸發(fā)設(shè)備通信并配置為允許或禁止觸發(fā)設(shè)備。
21.一種允許和禁止事件的方法，包括的步驟有提供確認器控制器，它具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器，確認器狀態(tài)致動器配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號處理和采取行動，以及確認器接收機配置為接收信號，數(shù)據(jù)發(fā)射機與人類指甲接觸并與確認器控制器通信；
由確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號；由確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號；以及根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)信號由確認器狀態(tài)致動器采取行動。
22.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，其特征在于從電子、磁、超聲響應(yīng)特性、觸覺、電磁自然或人工發(fā)生、產(chǎn)生或改變的特性以及它的環(huán)境的組中選擇數(shù)據(jù)發(fā)射機所依賴的指甲物理特性。
23.一種人機接口，包括具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器的確認器控制器，確認器狀態(tài)致動器配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號處理和采取行動，而確認器接收機配置為接收數(shù)據(jù)信號；數(shù)據(jù)發(fā)射機，它與人類指甲接觸并與確認器控制器通信；以及所述數(shù)據(jù)發(fā)射機依賴于指甲和周圍區(qū)域的物理特性；其中數(shù)據(jù)發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)信號，確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號，確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號，而確認器狀態(tài)致動器根據(jù)所接受的數(shù)據(jù)信號采取行動。
權(quán)利要求
1.一種安全設(shè)備，包括具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器的確認器控制器，確認器狀態(tài)致動器配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號處理和采取行動，而確認器接收機配置為接收數(shù)據(jù)信號；數(shù)據(jù)發(fā)射機，它與人類指甲接觸并與確認器控制器通信；以及所述數(shù)據(jù)發(fā)射機依賴于物理特性；其中數(shù)據(jù)發(fā)射機發(fā)送數(shù)據(jù)信號，確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號，確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號，而確認器狀態(tài)致動器根據(jù)所接受的數(shù)據(jù)信號采取行動。
2.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括確認器接收機和數(shù)據(jù)發(fā)射機之間的直接物理連接元件；其中通過直接物理連接元件傳輸數(shù)據(jù)信號。
3.按權(quán)利要求2所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機包括固定于人類指甲的電容極板；以及電路返回導(dǎo)線。
4.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括開啟數(shù)據(jù)發(fā)射機的數(shù)據(jù)發(fā)射機電源。
5.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括開啟確認器控制器的確認器控制器電源。
6.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，其特征在于確認器控制器進一步包括配置為把信號發(fā)射到數(shù)據(jù)發(fā)射機的確認器發(fā)射器。
7.按權(quán)利要求6所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括配置為與確認器接收機通信的指甲數(shù)字芯片；以及配置為從確認器發(fā)射器接收信號并開啟數(shù)據(jù)發(fā)射機的指甲太陽能電池。
8.按權(quán)利要求7所述的安全設(shè)備，進一步包括確認器接收機和數(shù)據(jù)發(fā)射機之間的直接物理連接元件；其中通過直接物理連接元件傳輸數(shù)據(jù)信號。
9.按權(quán)利要求9所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括固定于人類指甲并配置為與指甲模擬芯片通信的至少一塊電容極板；以及電路返回導(dǎo)線。
10.按權(quán)利要求8所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括與指甲數(shù)字芯片通信的指甲模擬芯片。
11.按權(quán)利要求7所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括配置為把數(shù)據(jù)信號發(fā)射到確認器接收機的指甲信號發(fā)射器。
12.按權(quán)利要求11所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括與指甲數(shù)字芯片通信的指甲模擬芯片。
13.按權(quán)利要求12所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括固定于人類指甲并配置為與指甲模擬芯片通信的至少一塊電容極板。
14.按權(quán)利要求6所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括固定于人類指甲的至少一塊電容極板。
15.按權(quán)利要求14所述的安全設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)發(fā)射機進一步包括與至少一塊電容極板進行通信并配置為把數(shù)據(jù)信號發(fā)射到確認器接收機的電感器。
16.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括記錄設(shè)備，記錄設(shè)備配置為記錄在安全設(shè)備和相關(guān)設(shè)備內(nèi)發(fā)生的特定事件。
17.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括覆蓋和保護數(shù)據(jù)發(fā)射機的數(shù)據(jù)發(fā)射機保護層；其中保護層不干擾數(shù)據(jù)發(fā)射機和確認器控制器之間數(shù)據(jù)信號的通信。
18.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括覆蓋和保護確認器控制器的確認器控制器保護層；其中保護層不干擾數(shù)據(jù)發(fā)射機和確認器控制器之間數(shù)據(jù)信號的通信。
19.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，進一步包括數(shù)據(jù)發(fā)射機和人類指甲之間的粘合層，粘合層配置為把數(shù)據(jù)發(fā)射機非永久固定于人類指甲。
20.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，其特征在于確認器狀態(tài)致動器與允許/禁止控制器通信，允許/禁止控制器與觸發(fā)設(shè)備通信并配置為允許或禁止觸發(fā)設(shè)備。
21.一種允許和禁止事件的方法，包括的步驟有提供確認器控制器，它具有與確認器接收機通過確認器邏輯電路通信的確認器狀態(tài)致動器，確認器狀態(tài)致動器配置為根據(jù)數(shù)據(jù)信號處理和采取行動，以及確認器接收機配置為接收信號，數(shù)據(jù)發(fā)射機與人類指甲接觸并與確認器控制器通信；由確認器接收機接收數(shù)據(jù)信號；由確認器邏輯電路處理所接收的數(shù)據(jù)信號；以及根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)信號由確認器狀態(tài)致動器采取行動。
22.按權(quán)利要求1所述的安全設(shè)備，其特征在于從電子、磁、超聲響應(yīng)特性、觸覺、電磁自然或人工發(fā)生、產(chǎn)生或改變的特性以及它的環(huán)境的組中選擇數(shù)據(jù)發(fā)射機所依賴的指甲物理特性。
全文摘要
本發(fā)明是用于需要授權(quán)接入情況的安全設(shè)備(10)。安全設(shè)備(10)包括確認器控制器(12)和數(shù)據(jù)發(fā)射機(14)。確認器控制器(12)包括與確認器接收機(18)通過確認器邏輯電路(20)通信的確認器狀態(tài)致動器(16)。確認器狀態(tài)致動器(16)配置為根據(jù)有確認器接收機(18)接收的數(shù)據(jù)信號(22)處理和采取行動。與人類指甲(24)接觸的數(shù)據(jù)發(fā)射機(14)把數(shù)據(jù)信號(22)發(fā)送到確認器控制器(12)。
文檔編號G07C9/00GK1430743SQ01809811
公開日2003年7月16日 申請日期2001年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月21日
發(fā)明者T·埃里克·喬爾年基 申請人:T·埃里克·喬爾年基