CN1478025A - 非接触式ic介质及采用它的读写系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及为了提高非接触式IC介质及采用它的读写系统的可靠性及安全性的技术，在非接触式IC介质上，在能够同时读写的位置配置具有信息存储单元的3个以上的非接触式IC芯片(1)、以及以非接触式进行数据收发的至少1个天线(2)，使3个以上的非接触式IC芯片(1)的全部或一部分记录应该记录的数据的分割数据、以及根据读取的数据将未读取的分割数据复原用的纠错用数据。

Description

非接触式IC介质及采用它的读写系统
技术领域
本发明涉及非接触式IC介质及采用它的读写系统。更详细地说，本发明涉及为了提高非接触式IC介质及采用它的读写系统的可靠性及安全性的技术。
背景技术
以往有一种利用非接触式IC芯片而能够以非接触进行数据传送的技术。图8所示的非接触式IC芯片101具有写入所需要信息的信息存储单元103，它与线圈构成的将通信装置(未图示)发出的电磁波转换为工作用的电功率、同时作为非接触数据传送用的天线102连接，与天线102一起安装在卡片等各种介质104上。近年来，由于安装非接触式IC芯片101的技术不断步，另外芯片101本身小型化，因此装有非接触式IC芯片101的介质(下面称为非接触式IC介质)104能够形成非常薄的形状。例如，在日本专利特开平11-306308号中揭示了存折上附加非接触式IC芯片101的内容。
但是在卡片或存折等使用过程中常常受到弯曲等外力作用，在这样的非接触式IC介质104中，不能够完全防止使用时的偶发故障。非接触式IC介质104的主要故障原因有两点，一种情况是非接触式IC芯片101其本身因外力而破损，另一种情况是非接触式IC芯片101与天线102的连接部分强度不能承受外力作用而引起剥离或断裂。若这样的故障发生，则因非接触式IC芯片101与天线102的接触不良，而使得非接触式IC芯片101中记录的信息一会能读取，一会不能读取，变成不稳定，或者在非接触式IC芯片101产生龟裂这样的严重损坏时，记录的信息变成完全不能读取。
因此，本发明的目的在于提供在非接触式IC介质及采用非接触式IC芯片的读写系统中具有高可靠性及安全性的系统。
发明内容
为了达到上述目的，本发明的非接触式IC介质在能够同时读写的位置配置具有信息存储单元的3具以上的非接触式IC芯片、以及以非接触式进行数据民发的至少1个天线，使3个以上的非接触式IC芯片的全部或一部分记录应该记录的数据的分割数据、以及根据读取的分割数据将未读取的分割数据复原用的纠错用数据。
因而，3个以上的非接触式IC芯片及天线位于能够同时读写的位置，进行数据读写的通信装置与非接触式IC芯片同时或依次进行通信。即使分散记录在多个非接触式IC芯片中的分割数据中的一部分分割数据不能读取时，也能够根据纠错用数据及读取的分割数据，将该未读取的分割数据复原，以读取完整的数据。再有，由于能够采用多个小容量信息存储单元以确保所必需的存储容量，同时又能够使一个非接触式IC芯片小型化，因此非接触式IC介质受到弯曲等的外力直接对各非接触式IC芯片的作用减少，结果非接触式IC介质对弯曲等外力的承受能力增强。再加上，由于不是将非接触式IC芯片固定配置在一个部位，而是分散配置。因此能够减少多个非接触式IC芯片同时破损的概率。由于这些原因，能够减少非接触式IC介质的故障率，使可靠性产生飞跃性的提高。另外，通过将要记录的数据分割后分散在多个非接触式IC芯片，从例如1个非接触式IC芯片不能够得到完整的数据，因此能够防止非接触式IC介质的复制等不正当行为。
另外，本发明的非接触式IC介质可以对3个以上的每个非接触式IC芯片连接专用的天线，也可以将3个以上的非接触式IC芯片互相分离，与1个天线连接。在这种情况下，通过将非接触式IC芯片互相物理分离配置，能够减少同时2个以上的非接触式IC芯片破损的概率。另外，通过3个以上的非接触式IC芯片公用1个天线，能够降低成本。
另外，非接触式IC芯片最好配置在相邻的非接触式IC芯片相互之间的间隔为最大且等间隔的位置。在这种情况下，能够最大程度减少2个以上非接触式IC芯片同时破损的概率。
再有，作为本发明的非接触式IC介质所具有的纠错功能，也可以对多个非接触式IC芯片，将数据分割成比非接触式IC芯片数少1的数量的数据块，分别记录在除了1个非接触式IC芯片以外的其它非接触式IC芯片中，同时求得该分割数据的异或逻辑，将它作为纠错用数据记录在未记录分割数据的1个非接触式IC芯片中。在这种情况下，即使丢失了某1个块的分割数据，也可以通过求得剩余数据的异或逻辑，得到该丢失的分割数据，能够实现简单而且可靠的纠错功能。
再有，本发明的非接触式IC介质也可以在3个以上的非接触式IC芯片的至少1个同时设置接触式IC的接口。在这种情况下，还可以通过接口与接触式IC用通信装置进行通信。即具有接触式IC的接口及非接触式IC的接口这两种接口，能够提供通用性强而且可靠性高的信息记录介质(例如个人证明用的卡片等)。
另外，彩本发明的非接触式介质的读写系统，具有上述的非接触式IC介质、以及根据非接触式IC芯片中记录的识别信息识别各非接触式IC芯片后对非接触式IC介质进行数据读取或数据写入的通信装置。
因而，3个以上的非接触式IC芯片及天线位于能够同时读写的位置，通信装置与非接触式IC芯片同时或依次进行通信。通信装置利用非接触式IC芯片中记录的识别信息，能够从安装在同一非接触式IC介质的一群非接触式IC芯片中，识别特定的非接触式IC芯片，另外也可以识别安装在一个非接触式IC介质上的一群非接触式IC芯片作为一组，与安装在其它非接触式IC介质的一群接触式IC芯片加以区别。通信装置识别各非接触式IC芯片，在数据写入时，对各非接触式IC芯片写入应该写入的分割数据或纠错用数据，在数据读取时，将非接触式IC芯片中记录的分割数据加以组合，作为完整的数据读取。这时，即使有未读取的分割数据，也能够根据纠错用数据及读取的分割数据，将该未读取的分割数据复原，读取完整的数据。
附图简单说明
图1所示为采用本发明的非接触式IC介质的读写系统一实施形态的简要构成图。图2所示为采用本发明的非接触式IC介质与通信装置的一构成例子的简要构成图。图3所示为在装置侧的天线能够进行数据传送的区域中存在2个非接触式IC介质的状态示意图。图4所示为采用本发明的信息存储单元的一个数据内容例子的形象示意图。图5所示为本发明其它实施形态的一个例子的简要构成图。图6所示为本发明其它实施形态的一个例子的简要构成图。图7所示为本发明其它实施形态的一个例子的简要构成图。图8所示为以往的装有非接触式IC芯片的非接触式IC介质的简要构成图。
实施发明的最佳形态
下面根据附图所示的实施形态详细说明本发明的构成。
图1至图3所示为本发明的非接触式IC介质及采用它的读写系统的一实施形态。该非接触式IC介质4在能够同时读写的位置配置具有信息存储单元3的3个以上的非接触式IC芯片1、以及以非接触式进行数据收发的至少1个天线2，使3个以上的非接触式IC习片1、…、1的全部或一部分记录要记录数据的分割数据、以及根据读取的分割数据将未读取的分割数据复原用的纠错用数据。
读写系统具有该非接触式IC介质4及通信装置9而构成(参照图2)。通信装置9是这样一种装置，它根据非接触式IC芯片1、…、1中记录的识别信息，来识别各接触式IC芯片1，并对非接触式IC介质4，从非接触方式进行数据读取或数据写入。通信装置9具有与非接触式IC介质4进行数据传送的装置侧天线5、以及控制与非接触式IC介质4进行通信的控制单元6。另外，通信装置9与非接触式IC介质4在构成上具有例如众所周知的技术即防冲突功能，使通信装置9能够依次呼叫多个非接触式IC芯片1、…、1，对各信息存储单元3记录的数据进行读取或进行数据写入。
本实施形态的非接触式IC介质4，例如是不需要外部电源而从装置侧天线5得到工作用电功率的被动型。天线2众所周知是由例如将电磁波转换成工作用电功率并作为数据传送用的线圈构成。非接触式IC芯片1的信息存储单元3是例如能够重写的非易失性存储性，最好使用EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦写只读存储器)。
在非接触式IC介质4上，例如在本实施形态中，与天线2一起安装了5个非接触式IC芯片1a、…、1e。各专用的独立的天线2与各非接触式IC芯片1a、…、1e连接。非接触式IC芯片1a、…、1e这样配置，使得与5个天线2、…、2的一部分重叠，而且5个非接触式IC芯片1a、…、1e分别分散，位于例如相邻的非接触式IC芯片1与1相互之间的间隔为最大且为等间隔的位置。换名话说，在本实施形态中，5个非接触式IC芯片1a、…、1e配置在位于近似正五边形的顶点位置。通过将5个天线重叠配置，使得5个天线2、…、2同时位于装置侧天线5的能够进行数据传送的区域，使得在装置侧天线5与5个天线2、…、2之间能够同时传送数据。另外，通过将5个非接触式IC芯片1a、…、1e分别物理分散配置，使得多个非接触式IC芯片1同时破损的概率减少。
在多个非接触式IC芯片1、…、1中的信息存储单元3、…、3是这样构成，它将非接触式IC介质4应该保持的数据7分散进行记录。另外，使纠错用数据记录在规定的信息存储单元3，这样即使在一部分非接触式IC芯片1发生故障时，也能够从没有故障的其它非接触式IC芯片1读取数据。
例如，在采用5个非接触式IC芯片1a、…、1e的本实施形态中，将数据7分割成比非接触式IC芯片1的数量少1的数量的数据块即4个数据块，作为分割数据1a、7b、7c及7d，将分割数据7a、7b、7c及7d分别记录在除了1个非接触式IC芯片1例如非接触式IC芯片1e以外的其它非接触式IC芯片1a、1b、1c及1d的信息存储单元3a、3b、3c及3d中，同时求得从第1块至第4块的分割数据7a、7b、7c及7d的异或逻辑，将它们作为纠错用数据，将它记录在剩下的1个非接触式IC芯片1即非接触式IC芯片1e中。利用这样的结构，即使分割数据7a、7b、7e及7d中丢失了某1个数据，也能够通过求得剩下的分割数据与纠错用数据7e的异或逻辑，得到该丢失的分割数据(参照图4)。另外，即使丢失了纠错用数据7e，当然也能够根据分割数据7a、7b、7c及7d读取数据7。因而，即使5个非接触式IC芯片1a、…、1e中的某1个发生故障而不能读取数据，也能够从剩下的4个非接触式IC芯片1、…、1读取数据7。
在信息存储单元3a、…、3e中，除了数据7的分割数据7a、…、7d或纠错用数据7e以外，还记录了各非接触式IC芯片1a、…、1e的识别信息(头部信息)8a、…、8e。作为识别信息，例如记录有各非接触式IC芯片1a、…、e固有ID编号、表示安装在同一组内分割数据7a、…、7d的读取顺序或写入顺序的编号等。通信装置9根据识别信息8a、…、8e，能够从安装在同一非接触式IC介质4上的一群非接触式IC芯片1a、…、1e中识别特定的非接触式IC芯片1。另外，还可以识别安装在其它非接触式介质4’上的非接触式IC芯片1’，并加以区别。例如如图2所示，即使在通信装置9的能够传送数据的区域内存在2个非接触式IC介质4及4’时，在通信装置9也能够分别识别非接触式IC芯片1a、…、1e及1a’、…、1e’，能够识别哪一个是安装在同一非接触式IC介质4上的1组非接触式IC芯片1a、…、1e。非接触式IC介质4即使是2个以上也相同。即通信装置9能够将规定的非接触式IC芯片1、…、1作为1组进行识别。另外，通信装置9也能够根据识别信息8a、…、8e，识别对分散记录的分割数据7a、…、7d进行读取的顺序或写入的顺序。
如上所述，根据本发明的非接触式IC介质4及采用非接触式IC介质4的读写系统，由于具有3个以上的非接触式IC芯片1、…、1而构成，因此能够大大提高非接触式IC介质4的可靠性。
例如，设以往方式的非接触式IC介质104仅安装了一个具有1024字节存储容量的信息存储单元103的非接触式IC芯片101(参照图8)，并设该以往方式的非接触式IC介质104的故障率为Fa。
这里，在安装了5个非接触式IC芯片1的本实施形态的非接触式IC介质4中，为了具备1024字节的存储容量，信息存储单元3a、…、3d只要分别具有将1024字节除4的256字节的的存储容量就足够了。再有，作为信息存储单元3e，使其具有256字节的存储容量。非接触式IC芯片的面积中，由于信息存储单元所占的比例大，因此非接触式IC芯片的面积与信息存储单元的存储容量近似成正比。例如，若设存储容量为1024字节时的非接触式IC芯片的面积为2mm×2mm，则在同一设计条件下，存储容量为256字节时的非接触式IC芯片的面积用1mm×1mm就可以了。这里，由于非接触式IC介质的故障率一般与芯片面积成正比，因此本实施形态的非接触式IC芯片1的故障率分别为约Fa/4。
本实施形态的非接触式IC介质4在5个非接触式IC芯片1a、…、1e中有2个以上发生故障时，就不能读取数据7。因而，若设非接触式IC介质4的故障率为Fb，则Fb可以用2个以上的非接触式IC芯片1发生故障的概率总和来表示。上述故障率Fb可以用例如数学式1来表示。Fb＝(Fa/4)2(1-Fa/4)3×10+(Fa/4)3(1-Fa/4)2×10+(Fa/4)4(1-Fa/4)×5+(Fa/4)5
                                                          数学式1
若假设Fa＝1/10000，则Fb大幅度减少为约1/160000000，可以确认，利用本发明，则非接触式IC介质4的可靠性将产生飞跃性的提高。
另外，构成半导体单价的主要因素是芯片面积。由于芯片单价一般与芯片面积成正比，因此相对于以往方式的非接触式IC介质104，非接触式IC介质4的芯片成本约为1.25倍即可。即本发明的效果相对于费用(性价比)是极大的。
作用非接触式IC介质4的适用例子，例如用于护照、驾驶证、银行存折等上装有的机械读取用的介质是很有效的。例如，若在非接触式IC介质4中记录了脸部照片、指纹、印鉴的图像等作为数据7，则能够实现脱机立即进行本人确认的读写系统。另外，根据本发明，通过将应该记录的数据7分割后使其分散在多个非接触式IC芯片1、…、1中，则例如从1个非接触式IC芯片1不能够得到完整的数据，因此能够防止非接触式IC介质4的复制等不正当行为。这里，也可以将例如分割7a、…、7d记录在非接触式IC芯片1a、…、1e中的顺序有规则重新排列，或者进一步使该规则复杂化，另外也可以这样构成，使其将该规则仅记录在通信装置9中，仅有通信装置9能够根据该规则对非接触式IC介质4进行数据7的读写。在这种情况下，盗用者利用分割数据7a、…、7d，难以组合成完整的数据7，能够进一步提高安全性。
另外，即使在2个以上的非接触式IC芯片1发生故障时，若至少有1个非接触式IC芯片1起作用，则也可以根据例如信息存储单元3的识别信息(头部信息)，提供一定的功能。例如，也可以使其根据识别信息8所包含的ID编号，在线询问中心的主计算机，进行规定的处理。另外，在这种情况下，也可以例如非接触式IC介质4的所有者对作为主计算机终端的通信装置9通过键入等方法将本人信息输入，将此作为条件。
另外，上述实施形态是本发明的一个理想实施例，但不限定于此，在不超出本发明要点的范围内，可以有各种变形实施形态。
例如，如图5及图6所示，也可以将3个以上的非接触式IC芯片1、…、1相互分离，与1个天线2连接。各非接触式IC芯片1利用众所周知的技术即防冲突功能，能够公用天线2，同时没有冲突，与通信装置9进行通信，由于多个非接触式IC芯片1、…、1公用1个天线2，因此能够降低接触式IC介质4的成本。
另外，不限于例如如图1所示将多个天线2、…、2的各一部分重叠配置，也可以例如如图7所示，将具有专用天线2的多个非接触式IC芯片1配置在装置侧天线5能够传送数据的区域内，而且相邻的非接触式IC芯片1与1之间的间隔为最大且等间隔的位置，将其安装在片状非接触式IC介质4上。
另外，非接触式IC介质4具有的非接触式IC芯片1的数量若是3个以上，则无特别限定，也可以考虑到所必需的故障率、存储器容量、非接触式IC介质4的形状及大小等，具有适当的所需要的数量。
另外，在上述实施形态中，是采用根据异或逻辑的纠错方法，但纠错方法不限定于此，也可以采用其它已知的或新的纠错方法(例如采用汉明码或里得所罗门码等方法)。另外，不限于将纠错用数据记录在1个信息存储单元3中，也可以分散或重复记录在多人非接触式IC芯片1、…、1的各信息存储单元3中。作为使纠错用数据分散的优点，是能够均衡对各信息存储单元3的存取频次，与将纠错用数据集中在1个信息存储单元3的情况相比，能够有望实现通信装置9对非接触式IC介质4的读写处理高速化。另外，通过使纠错用数据分散，使分割数据位置复杂化，则盗用者难以利用分割数组合成完整的数据，还能够更进一步提高安全性。
另外，在例如需要数据更新的读写系统中，利用多个非接触式IC芯片1、…、1的构成，还能够下述那样运用。例如，在采用5个非接触式IC芯片1a、…、1e的情况下，在进行数据7的记录时，仅仅从非接触式IC芯片1d没有应签，这时对剩下的4个非接触式IC芯片1a、1b、1c及1e再次进行数据7的分割记录。另外，判断仅仅从非接触式IC芯片1d没有应答，是对于例如来自通信装置9的呼叫，有附加了识别信息8a、8b、8c及8e的应答，在这种情况下作出上述判断。然后，通信装置9将数据7分割为3块，作为分割数据7a、7b及7c，分别记录在信息存储单元3a、3b及3c中，另外，求得分割数据7a、7b及7c的异或逻辑，并将它作为纠错用数据7e记录在信息存储单元3e中。这时，从非接触式IC芯片1d没有应答的情况(判断数据)也分别记录在信息存储单元3a、3b、3c及3e中。利用这样的结构，在下一次通信时，即使从4个非接触式IC芯片1a、1b、1c及1e中只有3个有应答时，也能够正常取得数据7。另外，即使从在前一次通信时没有应答的非接触式IC芯片1d在这一次通信时有应答，但在通信装置9一侧能够根据判断数据识别在前一次数据记录中非接触式IC芯片1d没有使用的情况，不妨碍取得数据7。另外，在采用这样结构的情况下，考虑到信息存储单元3的数据存储区将减少，因此各信息存储单元3的存储器容量要预先使其具有余量。
另外，为了得到本发明有关的效果，非接触式IC介质4必须具有3个以上的非接触式IC芯片1、…、1，但根据情况，也可以具有例如2个非接触式IC芯片1及1那样构成。在这种情况下，也可以将同一个数据7分别记录在2个信息存储单元3及3。即，使得非接触式IC介质4重复保持数据7。这样，即使1个非接触式IC芯片1发生故障，而若另1个非接触式IC芯片1起作用，则与非接触式IC介质4的通信不会产生故障。重复保持数据7的结构与分散记录数据7的情况不同，由于用1个非接触式IC芯片1也正常作用，因此不适于必须防止伪造或窜改的非接触式IC介质4，但也有的情况利用数据7的内容仍是有效的。例如，适用于记录急诊时所必需的最低限底的本人信息(例如血型等)的卡片等。另外，若进一步增加非接触式IC芯片1的数量，使其多次保持同一个数据7，则能够以非接触式IC芯片1的数量取幂使故障降低。
另外，通过对多个非接触式IC芯片1、…、1将数据7分散记录，或将数据7重复记录，能够减少故障率，提高可靠性，但多个非接触式IC芯片1、…、1的利用方法不一定仅限于可靠性提高，例如也可以为了扩大存储容量，而具有多个非接触式IC芯片1。采用2个以上的非接触式IC芯片，得到必需的存储容量，再对各信息存储单元3将数据7依次记录。在这种情况下，与上述实施形态相同，利用识别信息8能够将该多个非接触式IC芯片1、…、1作为一组进行识别，能够依次读取记录在多个信息存储单元3、…、3中的数据7。
另外，对于1个芯片具有接触式IC卡的接口及非接触式IC卡的接口这两种接口的接触与非接触两用卡(混合卡)，也可以采用本发明的非接触式IC介质4。在这种情况下，对于多个非接触式IC芯片1、…、1中的至少1个非接触式IC芯片1，使其同时设置该接触式IC卡的接口(IC触点)。在接触式IC卡读出器中使用非接触式IC介质4时，仅仅对具有IC触点的非接触式IC芯片供给电功率，作为接触式IC芯片起作用，进行数据读写。另外，在采用这样的结构时，利用接触式IC卡读出器进行重写的信息存储单元3的数据区必须考虑到使其不妨碍纠错功能。这是因为，例如若接触式IC卡读出器更新被分割记录的数据，则与纠错用数据不匹配，不能进行正确的纠错处理。因此，利用接触式IC卡读出器进行重写的数据区也可以保留在例如识别信息(头部信息)8等纠错对象区以外的数据区。另外，在至少1个非接触式IC芯片1具有IC触点的本例中，非接触式IC介质4的形态也不一定限于卡片，当然也可以是护照或银行存折等其它介质。

Claims (7)

1.一种非接触式IC介质，其特征在于，
在能够同时读写的位置配置具有信息存储单元的3个以上的非接触式IC芯片、以及以非接触式进行数据收发的至少1个天线，使所述非接触式IC芯片的全部或一部分记录应该记录的数据的分割数据、以及根据读取的分割数据将未读取的分割数据复原用的纠错用数据。
2.如权利要求1所述的非接触式IC介质，其特征在于，
所述非接触式IC芯片相互分离与天线连接。
3.如权利要求1所述的非接触式IC介质，其特征在于，
所述非接触式IC芯片配置在相邻的非接触式IC芯片相互之间的间隔为最大且等间隔的位置。
4.如权利要求1所述的非接触式IC介质，其特征在于，
所述非接触式IC芯片与1个天线连接。
5.如权利要求1所述的非接触式IC介质，其特征在于，
对所述非接触式IC芯片，将数据分割成比所述非接触式IC芯片数少1的数量的数据块，分别记录在除了1个非接触式IC芯片以外的其它非接触式IC芯片中，同时求得所述侵害数据的异或逻辑，将它作为所述纠错用数据记录在未记录所述分割数据的1个非接触式IC芯片中。
6.如权利要求1所述的非接触式IC芯片，其特征在于，
在所述3个以上的非接触式IC芯片的至少1个同时设置接触式IC的接口。
7.一种采用非接触式IC介质的读写系统，其特征在于，
具有权利要求1所述的非接触式IC介质、以及根据所述非接触式IC芯片中记录的识别信息识别各非接触式IC芯片后对所述非接触式IC介质进行数据读取呀数据写入的通信装置。
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