-
TECHNISCHES
GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Responder in einem
Chipkarten-Kommunikationssystem und auf ein dafür verwendetes Kommunikationsmodul,
und insbesondere auf einen Responder oder dergleichen, der sowohl
für kontaktierende als
auch für
kontaktfreie Anwendungen verwendet wird.
-
TECHNISCHER
HINTERGRUND
-
Ein
Kommunikationssystem, das eine Chipkarte verwendet, wird bei vorbezahlten
Karten, Liften von Skigebieten, automatischer Karteninspektion bei Eisenbahnzugängen, automatischer
Warensortierung und dergleichen verwendet. Beispiele für die Chipkarte
sind eine kontaktierende Chipkarte, die einen Kontaktanschluss aufweist,
der mit einem IC verbunden ist, der in einer Karte eingebettet ist, über den die
Leistungsversorgung und der Datenaustausch durchgeführt wird;
eine kontaktfreie Chipkarte, die elektromagnetische Wellen für die Leistungszufuhr und
den Datenaustausch verwendet; und eine einzelne Chipkarte, die sowohl
kontaktierende als auch kontaktfreie Anwendungen kombiniert.
-
Ein
Beispiel für
eine herkömmliche
Chipkarte 2, die sowohl für kontaktierende als auch für kontaktfreie
Anwendungen verwendet wird (Einspulentyp), ist in 20 dargestellt. Eine Leiterplatte 4 ist
innerhalb der in 20 dargestellten
Chipkarte 2 angeordnet. Ein IC-Chip 8 ist auf
der unteren Oberfläche der
Leiterplatte 4 angeordnet, und ein metallischer Kontaktanschluss 6 ist
an der oberen Oberfläche
der Leiterplatte 4 angeordnet. Der IC-Chip 8 ist
elektrisch mit dem Kontaktanschluss 6 verbunden. Der Kontaktanschluss 6 ist
so ausgebildet, dass er an der Oberfläche der Chipkarte 2 freiliegt. Über den
Kontaktanschluss 6 empfängt
die Chipkarte 2 Leistung von einer (nicht dargestellten)
Lese/Schreibvorrichtung (Abfragevorrichtung) und tauscht Daten mit
ihr aus. Eine (nicht dargestellte) Steuerschaltung, die in dem IC-Chip 8 bereitgestellt
ist, dekodiert Daten, um die Daten in einem (nicht dargestellten)
nichtflüchtigen Speicher
neu zu schreiben, der in dem IC-Chip 8 bereitgestellt
ist, und antwortet der kontaktierenden Lese/Schreibvorrichtung.
-
In
der Chipkarte 2 ist auch eine Antenne 10 angeordnet.
Die Antenne 10 ist über
einen Draht 12 elektrisch mit dem IC-Chip 8 verbunden.
Die Chipkarte 2 empfängt
an einem (nicht dargestellten) Resonanzkreis, der die Antenne 10 beinhaltet,
elektromagnetische Wellen, die von einer (nicht dargestellten) kontaktfreien
Lese/Schreib-Vorrichtung gesendet werden, um sie als Leistungsquelle
zu verwenden. Die Chipkarte 2 empfängt auch Daten, die auf den elektromagnetischen
Wellen gemultiplext und übertragen
wurden. Eine Antwort erfolgt durch Ändern der Impedanz der Resonanzschaltung.
Die kontaktfreie Lese/Schreib-Vorrichtung erfasst den Inhalt der
Antwort durch Erfassen einer Impedanzänderung (Impedanzreflektion)
ihres (nicht dargestellten) Resonanzkreises, die durch die Impedanzänderung
des Resonanzkreises der Chipkarte 2 bewirkt wird.
-
Es
ist daher vorteilhaft, die sowohl für kontaktierende als auch für kontaktfreie
Anwendungen verwendete Chipkarte 2 zu verwenden, da eine
Kommunikation möglich
ist, egal ob der Leser/Schreiber vom Kontakttyp oder vom kontaktfreien
Typ ist.
-
Bei
einer solchen herkömmlichen
Chipkarte 2, die wie oben beschrieben sowohl für kontaktierende
als auch für
kontaktfreie Anwendungen verwendet wird, treten jedoch die folgenden
Probleme auf: Für die
herkömmliche
Chipkarte 2 sollten die Leiterplatte 4, die mit
dem Kontaktanschluss 6 und dem IC-Chip 8 versehen
ist, sowie die Antenne 10 separat hergerichtet werden,
und diese sollten elektrisch über
den Draht 12 verbunden werden. Demzufolge wird der Herstellungsvorgang
der Chipkarte 2 kompliziert und bewirkt ein Ansteigen der
Herstellungskosten der Chipkarte 2. Außerdem tritt leicht ein Fehlbetrieb
auf durch Abtrennen des Drahtes 12 aufgrund einer Verformung
der Chipkarte 2, was zu einer relativ geringen Zuverlässigkeit
der Chipkarte führt.
-
Aus
der
DE 44 38 287 C1 ist
ein Kommunikationsmodul nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
Das Kommunikationsmodul enthält
zumindest einen Sende- oder Empfangsresonanzkreis, der eine Mehrzahl
von Kondensatoren enthält,
die parallel zu dem Resonanzkreis geschaltet werden können, und der
Mittel enthält
zum Steuern der Schaltmittel zum Schalten der Kondensatoren.
-
Entsprechende
Chipkarten sind auch aus der WO 95/35609 und der JP-A-07 239922
bekannt.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Probleme
der herkömmlichen IC-Karten,
die sowohl für
kontaktierende als auch für kontaktfreie
Anwendungen verwendet werden, zu lösen und einen Responder mit
niedrigen Kosten und hoher Zuverlässigkeit sowie ein dafür verwendetes Kommunikationsmodul
bereitzustellen.
-
Die
Aufgabe wird erfüllt
durch ein Kommunikationsmodul entsprechend Anspruch 1, einen Responder
entsprechend Anspruch 8 und eine Chipkarte entsprechend Anspruch
11. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
-
In
einem solchen Kommunikationsmodul sind der Kontaktanschluss, die
Antenne und die Verarbeitungsschaltung auf derselben Leiterplatte
bereitgestellt, so dass das Kommunikationsmodul höchst einfach
in einem Kastenbehälter
angebracht werden kann. Demzufolge sind eine Verringerung des Auftretens
fehlerhafter Produkte bei der Arbeit des Zusammenbauens sowie eine
Verringerung der Kosten für
das Zusammenbauen möglich.
Da weiterhin ein Draht zum Verbinden der Antenne mit der Leiterplatte
nicht erforderlich ist, tritt ein Fehler wie das Abtrennen des Drahtes
auch dann nicht auf, wenn eine starke Kraft an den Responder angelegt
ist. Da die Antenne auf der Leiterplatte bereitgestellt ist, ist die
Leiterplatte zusätzlich
resistent gegenüber
Biegen, Verwinden und dergleichen.
-
Vorzugsweise
ist der Kontaktanschluss an einer Oberfläche der Leiterplatte bereitgestellt,
und die Antenne und die Verarbeitungsschaltung sind auf der anderen
Oberfläche
der Leiterplatte bereitgestellt. Dementsprechend ist das Kommunikationsmodul
kompakter ausgeführt.
-
Vorzugsweise
ist die Antenne direkt auf der Leiterplatte ausgebildet. Somit kann
die Antenne unter Verwendung allgemeiner Ätztechnik leicht auf der Leiterplatte
ausgebildet sein.
-
Vorzugsweise
enthält
die Verarbeitungsschaltung eine Schalteinheit und eine Einstelleinheit. Die
Schalteinheit schaltet die Resonanzfrequenz der Antenne. Die Einstelleinheit
stellt einen Schaltzustand der Schalteinheit ein, um einen gewünschten Pegel
einer Ausgabe von der Antenne zu erzielen. Dementsprechend kann
die Resonanzfrequenz automatisch eingestellt werden unabhängig von
Material, Form oder Größe des Kontaktanschlusses
oder der Lagebeziehung und Entfernung zwischen dem Kontaktanschluss
und der Antenne oder dergleichen.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine perspektivische
Ansicht, die einen Gesamtaufbau einer Chipkarte nach einer Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
-
2 ist eine Ansicht eines
Querschnitts entlang der Linie S1-S1 in 1, die einen Hauptabschnitt der Chipkarte
veranschaulicht.
-
3 ist eine Ansicht von unten
von dem Punkt V1 in 2 aus,
die ein Kommunikationsmodul veranschaulicht.
-
4 ist eine Ansicht von unten,
die ein Kommunikationsmodul nach einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
-
5–7 sind
Querschnittsansichten, die jeweils Hauptabschnitte von Kommunikationsmodulen nach
weiteren Ausführungsformen
der Erfindung veranschaulichen.
-
8 ist eine perspektivische
Ansicht, die ein IC-Chip veranschaulicht, das in einem Kommunikationsmodul
nach noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird.
-
9 veranschaulicht Frequenzeigenschaften
einer Resonanzschaltung, die auftreten, wenn verschiedene Metalle
oder dergleichen in der Nachbarschaft einer Antenne angeordnet sind.
-
10 ist ein Blockdiagramm,
das eine Schaltung zum Einstellen der Resonanzfrequenz in dem IC-Chip
veranschaulicht.
-
11 ist ein Blockdiagramm,
das eine Verarbeitungsschaltung in dem IC-Chip veranschaulicht.
-
12 ist ein Blockdiagramm,
das Aufbauten einer Referenzspannungserzeugungsschaltung und einer
Ausgangswertmessschaltung veranschaulicht, die in 11 gezeigt sind.
-
13 ist ein Flussdiagramm,
das einen automatischen Einstellvorgang durch eine in 11 gezeigte CPU veranschaulicht.
-
14 ist ein Flussdiagramm,
das einen Betriebsvorgang mit einer durch den in 13 gezeigten automatischen Einstellvorgang
bestimmten vorteilhaften Resonanzfrequenz veranschaulicht.
-
15 veranschaulicht eine
Beziehung zwischen Frequenzeigenschaften der Resonanzschaltung und
Trägerfrequenzen
einer kontaktfreien Abfragevorrichtung in den jeweiligen Schaltzuständen.
-
16 veranschaulicht die bei
dem in 13 gezeigten
automatischen Einstellvorgang in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherten
Inhalte.
-
17 und 18 sind Flussdiagramme, die jeweils weitere
Beispiele der Verarbeitungsschaltung in dem IC-Chip veranschaulichen.
-
19 ist ein Schaltbild, das
ein weiteres Beispiel der Resonanzschaltung veranschaulicht.
-
20 ist eine perspektivische
Ansicht, die ein Beispiel für
eine herkömmliche
Chipkarte (Einspulentyp) veranschaulicht, die sowohl für kontaktierende
als auch für
kontaktfreie Anwendungen verwendet wird.
-
BESTE ARTEN
ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
1 veranschaulicht einen
Gesamtaufbau einer Chipkarte 80, die ein Responder nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist. Die Chipkarte 80 ist eine Chipkarte
(Einspulentyp), die sowohl für
kontaktierende als auch für
kontaktfreie Anwendungen verwendet wird und auf vorbezahlte Karten,
Lifte in Skigebieten, automatische Karteninspektion an Eisenbahnzugängen, automatische
Warensortierung und dergleichen anwendbar ist. Die Chipkarte 80 enthält wie in 1 dargestellt ein Kommunikationsmodul 20 zum
Ermöglichen
einer Kommunikation mit einer (nicht dargestellten) Abfragevorrichtung.
-
2 ist eine Querschnittsansicht
eines Hauptabschnitts der Chipkarte 80 entlang der in 1 gezeigten Linie S1-S1.
Wie in 1 und 2 dargestellt, hat die Chipkarte 80 einen
Aufbau, bei dem ein Oberflächenmaterial 28,
ein Kernteil 30 und ein Oberflächenmaterial 26 eines
nach dem anderen aufgebracht sind. Das Oberflächenmaterial 28, das Kernteil 30 und
das Oberflächenmaterial 26 wirken als
kastenförmiger
Körper
zum Tragen des Kommunikationsmoduls 20. Als Oberflächenmaterialien 28 und 26 können synthetische
Kunststoffe wie z. B. Vinylchlorid, PET (Polyethylenteraphtalat)
oder dergleichen verwendet werden. Das Kernteil 30 ist
aus Kunstharz gebildet.
-
Das
Kommunikationsmodul 20 ist in dem Kernteil 30 eingebettet.
Das Kommunikationsmodul 20 enthält eine Leiterplatte 22,
eine Mehrzahl von Kontaktanschlüssen 24,
die an der oberen Oberfläche
der Leiterplatte 22 ausgebildet sind, eine Antenne 60,
die an der unteren Oberfläche
der Leiterplatte 22 ausgebildet ist, und einen IC-Chip 82,
der an der unteren Oberfläche
der Leiterplatte 22 angebracht ist. Die Kontaktanschlüsse 24 sind
für den
elektrischen Kontakt mit der Abfragevorrichtung bereitgestellt.
Die Antenne 60 ist zum Empfangen elektromagnetischer Wellen
von der Abfragevorrichtung bereitgestellt. Der IC-Chip 82 enthält eine
Verarbeitungsschaltung, die weiter unten beschrieben ist. Die Verarbeitungsschaltung
verarbeitet ein Signal, das von der Abfragevorrichtung über die
Kontaktabschlüsse 24 oder
die Antenne 60 zugeführt
wird, und ein Signal, das der Abfragevorrichtung über die
Kontaktanschlüsse 24 oder
die Antenne 60 zugeführt
werden soll. Die Antenne 60 und der IC-Chip 82 sind
den Kontaktanschlüssen 24 gegenüberliegend
angeordnet.
-
Verschiedene
Materialien stehen für
die Leiterplatte 22 zur Verfügung, und es wird zum Beispiel ein
aus Glas-Epoxy gebil detes Material verwendet. Eine gedruckte Verbindungsleitung 23b ist
an der unteren Oberfläche
der Leiterplatte 22 ausgebildet.
-
3 ist eine Ansicht eines
Kommunikationsmoduls 20 von unten von dem in 2 gezeigten Punkt V1 aus.
Eine Mehrzahl von Kontaktanschlüssen 24 (z.
B. 8), die aneinander angrenzen, sind an der oberen Oberfläche der
Leiterplatte 22 angeordnet. Die Kontaktanschlüsse 24 sind
voneinander isoliert. Verschiedene Materialien stehen für die Kontaktanschlüsse 24 zur
verfügung,
und es wird z. B. ein Material verwendet, das dadurch gebildet wird,
dass Kupfer (Cu), Nickel (Ni) und gehärtetes Gold (Au + Co) aufeinander
auf die Leiterplatte 22 geschichtet werden. Die Oberflächen der
Kontaktanschlüsse 24 sind
so ausgebildet, dass sie an einer in dem Oberflächenmaterial 26 bereitgestellten Öffnung 26a freiliegen.
-
An
dem IC-Chip 82 ist ein Anschluss 82a bereitgestellt,
und der IC-Chip 82 wird mit der unteren Oberfläche der
Leiterplatte 22 verbunden, in dem der Anschluss 82a und
die gedruckte Verbindungsleitung 22b verbunden werden.
Verschiedene Wege stehen zur Verfügung zum Verbinden des Anschlusses 82a und
der gedruckten Verbindungsleitung 22b, und es wird z. B.
Löten,
eine Bumptechnik unter Verwendung von eutektischem Kristallbonden
von Gold (Au) und Zinn (Sn), oder dergleichen verwendet.
-
Die
Antenne 60 ist direkt an der unteren Oberfläche der
Leiterplatte 22 durch Ätzen,
Drucken oder dergleichen ausgebildet. Alternativ dazu kann die Antenne 60 gebildet
werden, indem eine Metallleitung mit Kleber an der unteren Oberfläche der
Leiterplatte 22 angebracht wird.
-
Wie
unten beschrieben (s. 10)
enthält die
Verarbeitungsschaltung in dem IC-Chip 82 einen Kondensator,
der zusammen mit der Antenne 60 eine Resonanzschaltung 40 bildet,
eine Verarbeitungseinheit 90 und dergleichen. Jeder der
Kontaktan schlüsse 24 ist
mit der in dem IC-Chip 82 angeordneten Verarbeitungseinheit 90 über ein
Durchgangsloch 22a, die gedruckte Verbindungsleitung 22b und
den Anschluss 82a verbunden, die für die Leiterplatte 22 bereitgestellt
gestellt sind. Die Antenne 60 ist über den Anschluss 82a mit
dem Kondensator und der in dem IC-Chip 82 bereitgestellten
Verarbeitungseinheit 90 verbunden.
-
Wenn
ein Kommunikationsmodul 20, das wie oben beschrieben die
Kontaktanschlüsse 24,
die Antenne 60 und den IC-Chip 82 auf derselben
Leiterplatte 22 trägt,
wie oben beschrieben hergerichtet wird, kann die Chipkarte 80 fertig
gestellt werden, indem sie einfach in dem Kernteil 30 eingebettet
und von den Oberflächenmaterialien 28 und 26 umschlossen
wird. Dementsprechend wird die Arbeit des Zusammenbaus der Chipkarte 80 besonders
einfach. Demzufolge ist sowohl eine Verringerung des Auftretens
fehlerhafter Produkte bei der Arbeit des Zusammenbaus als auch eine
Verringerung der Zusammenbaukosten möglich. Weiterhin ist ein Draht zum
Verbinden der Antenne 60 und der Leiterplatte 22 nicht
erforderlich, da die Antenne 60 auf der Leiterplatte 22 ausgebildet
ist. Daher tritt kein Fehlbetrieb aufgrund eines Abtrennens des
Drahtes durch Verbiegung der Chipkarte 80 oder dergleichen
auf. Anders ausgedrückt
wird eine Chipkarte, die sowohl für kontaktierende als auch für kontaktfreie
Anwendungen verwendet wird, mit geringen Kosten und hoher Zuverlässigkeit
verwirklicht.
-
4 ist eine Ansicht eines
Kommunikationsmoduls 14 nach einer anderen Ausführungsform der
Erfindung von unten. Das oben beschriebene Kommunikationsmodul 20 (s. 3) ist so aufgebaut, dass
der Kondensator, der zusammen mit der Antenne 60 den Resonanzkreis 40 bildet,
in dem IC-Chip 82 angeordnet ist, während das Kommunikationsmodul 14 nach
dieser Ausführungsform
so aufgebaut ist, dass ein Kondensator 90, der zusammen mit
einer Antenne 60 eine Resonanzschaltung 40 bildet,
direkt von einer Leiterplatte 22 getragen wird, ohne in
einem IC-Chip 82 angeordnet zu sein. So ein Aufbau ermöglicht es,
den Kapazitätswert
des Kondensators 90 leicht zu ändern, und er ist daher vorteilhaft
zum Ändern
der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 40.
-
5 ist eine Querschnittsansicht,
die einen Hauptabschnitt eines Kommunikationsmoduls nach einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht. Das oben beschriebene Kommunikationsmodul 20 (s. 2) ist so aufgebaut, dass
der Anschluss 82a und die gedruckte Verbindungsleitung 22b zum
Verbinden der Leiterplatte 22 und des IC-Chips 82 durch
ein Verfahren wie z. B. Löten
oder Bumptechnik unter Verwendung eutektischen Kristallbondens direkt
verbunden sind, während
das Kommunikationsmodul 15 nach dieser Ausführungsform
so aufgebaut ist, dass ein Anschluss 82a und eine gedruckte
Verbindungsleitung 22b über
einen anisotropen Leiter 32 verbunden sind.
-
Der
anisotrope Leiter 32 ist ein Leiter, der nur in eine Richtung
eine Leitfähigkeit
aufweist und der eine klebende Eigenschaft aufweist. Der anisotrope Leiter 32 wird
verwendet zum Verbinden des IC-Chips 82 und der Leiterplatte 22,
um elektrisch den Anschluss 82a und die gedruckte Verbindungsleitung 22b zu
verbinden, die einander gegenüberliegend
angeordnet sind.
-
Anisolm
(Hitachi Chemical Co. Ltd.), was ein wärmeaushärtender Kleber ist, kann z.
B. als anisotroper Leiter verwendet werden. Ein festes Verbinden von
IC-Chip 82 und Leiterplatte 22 ist möglich durch Verwenden
eines solchen anisotropen Leiters 32. Weiterhin kann durch
Verwenden des anisotropen Leiters 32 in gewissem Maße verhindert
werden, dass Feuchtigkeit in den IC-Chip 82 eindringt.
-
6 ist eine Querschnittsansicht,
die einen Hauptabschnitt eines Kommunikationsmoduls 16 nach
einer weiteren Ausführungs form
der Erfindung zeigt. Das Kommunikationsmodul 16 dieser
Ausführungsform
ist so aufgebaut, dass ein Draht 34 verwendet wird, um
einen Anschluss 82a mit einer gedruckten Verbindungsleitung 22b und
einer Antenne 60 zu verbinden, während alle oben beschriebenen Kommunikationsmodule
so aufgebaut sind, dass der Anschluss 82 des IC-Chips 82 direkt
oder indirekt über
den anisotropen Leiter 32 mit der Verbindungsleitung 22b und
der Antenne 60 auf der Leiterplatte 22 verbunden
ist.
-
Ein
IC-Chip 82 wird unter Verwendung eines Klebers 38 an
einem Hohlraum 22c angebracht, der in dem unteren Teil
einer Leiterplatte 22 bereitgestellt ist. Unter Verwendung
des Drahtes 34 wird der Anschluss 82a mit der
gedruckten Verbindungsleitung 22b und der Antenne 60 verbunden,
und anschließend
wird diese Verbindung mit einem Versiegelungsharz 36 bedeckt.
-
Ein
solcher Aufbau macht es möglich,
ein Kommunikationsmodul unter Verwendung der allgemeinen Drahtbondtechnik
aufzubauen. Durch Verwenden des Versiegelungsharzes 36 kann
die Verbindung weiterhin wasserdicht gemacht und zufälliges Abtrennen
des Drahtes 34 in gewissem Masse verhindert werden.
-
Auch
wenn die Antenne 60 in den jeweils oben beschriebenen Ausführungsformen
an der unteren Oberfläche
der Leiterplatte bereitgestellt ist, kann die Antenne 60 an
der oberen Oberfläche
der Leiterplatte 22 bereitgestellt sein, d. h. an derselben Oberfläche wie
die Kontaktanschlüsse 24.
In diesem Fall kann die Leiterplatte 22 so ausgebildet
sein, dass sie leicht größer ist
als die Kontaktanschlüsse 24,
um die Kontaktanschlüsse 24 mit
der Antenne 60 zu umgeben.
-
7 ist eine Querschnittsansicht,
die einen Hauptabschnitt eines Kommunikationsmoduls 17 nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht. In dieser Ausführungsform weist das Kommunikationsmodul 17 eine
(nicht dargestellte) Antenne auf, die innerhalb eines IC-Chips 84 bereitgestellt
ist, während
jedes der oben beschriebenen Kommunikationsmodule so aufgebaut ist,
dass die Antenne 16 auf der Leiterplatte 22 angeordnet
ist. Insbesondere ist die Antenne gebildet durch Verwendung einer
(nicht dargestellten) Aluminiumverbindungsschicht innerhalb des
IC-Chips 84.
-
Eine
gedruckte Verbindungsleitung 22b auf einer Leiterplatte 22 und
ein Anschluss 84a des IC-Chips 84 sind durch Löten, Bumptechnik
unter Verwendung des eutektischen Kristallbondens oder dergleichen
verbunden. Es sei angemerkt, dass das Verfahren zum Verbinden der
gedruckten Verbindungsleitung 22b und des Anschlusses 84a des IC-Chips 84 nicht
darauf eingeschränkt
ist, und er anisotrope Leiter 32 oder der Draht 34 kann
wie oben beschrieben verwendet werden.
-
Die
Antenne, die zusammen mit einem Kondensator einen Resonanzkreis 40 bildet,
kann im Wesentlichen mit der Verarbeitungseinheit 90 (s. 10) integriert sein, indem
die Antenne unter Verwendung der Aluminiumverbindungsschicht oder dergleichen
in dem IC-Chip 84 gebildet wird. Demzufolge wird die Arbeit
des Zusammenbaus des Kommunikationsmoduls einfacher. Somit ist eine
Verringerung des Auftretens fehlerhafter Produkte bei der Arbeit
des Zusammenbaus sowie eine Verringerung der Kosten für den Zusammenbau
möglich.
-
8 veranschaulicht einen
IC-Chip 86, der für
ein Kommunikationsmodul nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet
wird. Für den
IC-Chip 86 dieser Ausführungsform
ist eine Antenne 60 an der unteren Oberfläche des
IC-Chips 86 durch Ätzen,
Drucken oder dergleichen ausgebildet, während das oben beschriebene
Kommunikationsmodul 17 (s. 7)
so aufgebaut ist, dass die Aluminiumverbindungsschicht in dem IC-Chip 84 zum
Erzeugen der Antenne verwendet wird. Die Antenne 60 ist
mit einem (nicht dargestellten) Kondensator und der in dem IC-Chip 86 angeordneten
Verarbeitungseinheit 90 (s. 10) über einen
Anschluss 86a verbunden, der an der unteren Oberfläche des
IC-Chips 86 bereitgestellt ist.
-
Die
Antenne 60, die zusammen mit dem Kondensator einen Resonanzkreis 40 bildet,
kann im Wesentlichen mit der Verarbeitungseinheit (s. 10) integriert sein, indem
die Antenne 60 an der Oberfläche des IC-Chips 86 ausgebildet
ist. Die Arbeit des Zusammenbaus des Kommunikationsmoduls wird somit
einfacher. Dementsprechend sind eine Verringerung des Auftretens
fehlerhafter Produkte bei der Arbeit des Zusammenbaus sowie eine Verringerung
der Kosten für
den Zusammenbau möglich.
Weiterhin erlaubt ein solcher Aufbau, dass die Induktivität der Antenne 60 nach
dem Herstellen des IC-Chips 86 geändert werden kann, und dementsprechend
ist er vorteilhaft. Auch wenn die Antenne 60 in dieser
Ausführungsform
an der unteren Oberfläche
des IC-Chips 86 ausgebildet ist, kann die Antenne 60 an
der oberen Oberfläche
des IC-Chips 86 ausgebildet sein.
-
9 zeigt Frequenzeigenschaften
der Resonanzschaltung 40 (s. 10),
die auftreten, wenn verschiedene Metalle in der Nachbarschaft der
Antenne 60 angeordnet werden. In 9 stellt die Achse der Abszisse die Frequenz
dar und die Achse der Ordinaten stellt den Ausgang dar. Es ist zu
sehen, dass die Frequenzen, die eine hohe Ausgabe der Antenne 60 bewirken,
verschieden sind in Abhängigkeit von
den Fällen,
in denen (a) nichts, (b) Silizium, (c) Gold und (d) Kupfer jeweils
in der Nachbarschaft der Antenne 60 angeordnet werden.
-
In
dieser Ausführungsform
ist der Einfluss des Kontaktanschlusses 24 beträchtlich,
da die Antenne 60 und der Kontaktanschluss 24 auf
demselben Substrat 22 ausgebildet sind, so dass eine relativ große kapazitive
oder induktive Reaktanz an der Antenne 60 auftritt. Daher
bewirken der Unterschied in Material, Form, Größe des in der Nachbarschaft
der Antenne 60 platzierten Kontaktanschlusses 24,
die Positionsbeziehung und der Abstand zwischen dem Kontaktanschluss 24 und
der Antenne 60, dass die Ausgabe von der Antenne 60 sich ändert, was
möglicherweise
zu einer Änderung
der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung 40 führt. Die
in 1 gezeigte IC-Karte 80 weist
eine Funktion auf zum automatischen Einstellen der Resonanzfrequenz
auch wenn sich die Resonanzfrequenz ändert.
-
10 ist ein Blockdiagramm,
das einen Aufbau der Verarbeitungseinheit 90 in dem IC-Chip 82 mit
einer solchen Einstellfunktion veranschaulicht. Die die Antenne 60 enthaltende
Resonanzschaltung 40 ist so aufgebaut, dass ihre Resonanzfrequenz
geschaltet werden kann. Die Verarbeitungseinheit 90 enthält eine
Schalteinheit 48, die sequentiell die Resonanzfrequenz
der Resonanzschaltung 40 schaltet, und eine Einstelleinheit 42,
die einen Schaltzustand der Schalteinheit 48 einstellt,
um zu ermöglichen, dass
die Ausgabe der Resonanzschaltung 40 einen gewünschten
Pegel aufweist. Die Einstelleinheit 42 enthält eine
Bestimmungseinheit 44, die bestimmt, welche der Mehrzahl
von Schaltzuständen
ein bevorzugter Schaltzustand ist, der bewirkt, dass eine Ausgabe
der Resonanzschaltung 40 einen gewünschten Pegel aufweist, und
eine Schaltzustandspeichereinheit 46, die den von der Bestimmungseinheit 44 bestimmten
bevorzugten Schaltzustand speichert. Die Bestimmungseinheit 44 enthält eine
Referenzspannungserzeugungsschaltung 50, eine Ausgangswertmessschaltung 52,
eine Ausgangswertspeichereinheit 54 und eine Zustandsentscheidungseinheit 56.
-
Die
Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 empfängt eine
Ausgabe von der Resonanzschaltung 40 und wandelt sie in
eine Gleichspannung um. Auch wenn ein Schalten der Resonanzfrequenz eine Änderung
der Gleichspannung bewirkt, erzeugt die Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 unabhängig von
der Änderung
eine konstante Referenzspannung Vref.
-
Die
Ausgangswertmessschaltung 52 misst auf der Grundlage der
Referenzspannung Vref einen Ausgangswert von der Resonanzschaltung 40 für jeden
Schaltzustand, d. h. für
jede Resonanz frequenz. Der gemessene Ausgangswert ist jedem Schaltzustand
zugeordnet und in der Ausgangswertspeichereinheit 54 gespeichert.
Die Ausgangswertspeichereinheit 54 speichert somit eine
Mehrzahl von Speicherzuständen
und eine Mehrzahl von diesen entsprechenden Ausgangswerten.
-
Die
Zustandsentscheidungseinheit 56 wählt den höchsten Ausgangswert aus der
Mehrzahl von Ausgangswerten, die in der Ausgangswertspeichereinheit 54 gespeichert
sind, und entscheidet, dass ein entsprechender Schaltzustand der
bevorzugte Schaltzustand ist. Der bevorzugte Schaltzustand für die Resonanzfrequenz,
der die effizienteste Leistungsversorgung ermöglicht, wird dementsprechend erhalten.
Dieser bevorzugte Schaltzustand wird in der Schaltzustandsspeichereinheit 56 gespeichert.
-
Nachdem
die Resonanzfrequenz so eingestellt wurde, bestimmt die Schalteinheit 48 die
Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung 40 entsprechend
dem in der Schaltzustandspeichereinheit 56 gespeicherten
bevorzugten Schaltzustand. In dieser Ausführungsform wird als Schaltzustandsspeichereinheit 46 ein
nichtflüchtiger
Speicher verwendet, der in der Lage ist, Daten ohne Leistungsversorgung
zu halten. Daher ist ein Einstellen der Resonanzfrequenz für jede Verwendung
der Chipkarte 80 nicht erforderlich.
-
11 ist ein Blockdiagramm,
das einen Schaltungsaufbau der Chipkarte 80 veranschaulicht. In
dieser Ausführungsform
bilden alle diese Komponenten außer der Antenne 60 und
dem Kontaktanschluss 24 die Verarbeitungsschaltung des
IC-Chips 82.
-
Die
IC-Karte 80 arbeitet wir folgt als kontaktierende IC-Karte: Insbesondere
empfängt
die IC-Karte 80 über
den Kontaktanschluss 24 Leistung von einer (nicht dargestellten)
kontaktierenden Abfragevorrichtung und tauscht Daten mit ihr aus.
Eine auf dem IC-Chip 82 bereitgestellte CPU 68 dekodiert
Daten, um die Daten in einem nichtflüchtigen Speicher 70 zu speichern
oder um der kontaktierenden Abfragevorrichtung zu antworten.
-
Andererseits
arbeitet die Chipkarte 80 wie folgt als kontaktlose Chipkarte.
Eine Gleichrichtschaltung 62 richtet eine hochfrequente
Trägerwelle gleich,
die von einer (nicht dargestellten) kontaktlosen Abfragevorrichtung
zugeführt
wird, und führt
sie einem Regler 64 zu. Der Regler 64 stabilisiert
sie, um die elektrische Leistung zu erzeugen, die jeder Komponente
zugeführt
werden soll. Eine Demodulierschaltung 66 erfasst die modulierte
hochfrequente Trägerwelle
und demoduliert sie, um Daten wieder herzustellen. Die Daten werden
der CPU 68 zugeführt,
wo eine vorbestimmte Verarbeitung durchgeführt wird.
-
Wenn
Daten an die kontaktlose Abfragevorrichtung übertragen werden, schaltet
die CPU 68 einen Modulationstransistor MQ ein oder aus,
um die Verbindung des Widerstands RM zu schalten, während die
kontaktlose Abfragevorrichtung eine nicht modulierte hochfrequente
Trägerwelle
ausgibt. Dementsprechend wird die von der kontaktlosen Abfragevorrichtung
beobachtete Impedanz verändert,
um die Amplitude der Trägerwelle
zu ändern.
Die kontaktlose Abfragevorrichtung kann durch Erfassen der Änderung
der Amplitude Daten reproduzieren. Ein solches Betriebsprogramm
der CPU 68 ist in dem nichtflüchtigen Speicher 70 gespeichert.
-
Die
Antenne 60, Kondensatoren C1, C2, ..., Cn und Transistoren
SQ1, SQ2, ..., SQn bilden in dieser Ausführungsform die Resonanzschaltung 40.
Die elektrostatische Kapazität
der Kondensatoren C1, C2, ..., Cn ist so eingestellt, dass sie in
dieser Reihenfolge allmählich
abnimmt. Die elektrostatische Kapazität eines Kondensators Cm (m
= n/2) ist so entworfen, dass eine Resonanzfrequenz fm der Resonanzschaltung 40,
die mit dem Kondensator Cm gebildet wird, mit der Frequenz einer
von der kontaktlosen Abfragevorrichtung gesendeten Trägerwelle übereinstimmt.
Die elektrostatischen Kapazitäten
der anderen Kondensatoren sind so eingestellt, dass die Resonanzfrequenzen
mit diesen Kondensatoren sich leicht voneinander unterscheiden,
wobei die Resonanzfrequenz fm in der Mitte liegt. In dieser Ausführungsform
ist der Unterschied zwischen Resonanzfrequenzen miteinander benachbarter
Kondensatoren gleich ausgeführt,
so dass die Resonanzfrequenz f1 des Kondensators C1 das Minimum
darstellt und die Resonanzfrequenz fn des Kondensators C1 das Maximum.
-
Der
Ausgang des Reglers 64 wird der Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 und der
Ausgangswertmessschaltung 52 zugeführt. Die Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 und
die Ausgangswertmessschaltung 52 sind in 12 detailliert veranschaulicht. In dieser
Ausführungsform wird
eine Bandabstandsspannungserzeugungsschaltung 76 als Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 verwendet.
Die Bandabstandsspannungserzeugungsschaltung 76 hält die konstante Ausgangsspannung
auch dann, wenn die von dem Regler 64 zugeführte Spannung
sich ändert.
Daher wird die Ausgangsspannung als Referenzspannung Vref verwendet.
-
Die
Referenzspannung Vref wird durch Widerstände R1 bis R4 geteilt, um Schwellenwerte
Va, Vb und Vc zu erhalten. Komparatoren 78a, 78b und 78c vergleichen
geteilte Spannungswerte, die durch Teilen der Ausgangsspannung von
dem Regler 64 durch die Widerstände R5 und R6 erzeugt wurden, mit
den Schwellenwerten Va, Vb und Vc, um Ausgaben mit den Pegeln A,
B und C zu erhalten. Insbesondere liefern alle Komparatoren 78a, 78b und 78c Ausgaben,
wenn die Intensität
der empfangenen Trägerwelle
hoch ist und eine Ausgabe von dem Regler 64 höher ist
als der Schwellenwert Va. Wenn eine Ausgabe von dem Regler 64 kleiner
ist als der Schwellenwert Va und größer als der Schwellenwert Vb,
liefern die Komparatoren 78b und 78c Ausgaben. Wenn
eine Ausgabe von dem Regler 64 kleiner ist als der Schwellenwert
Vb und größer als
der Schwellenwert Vc, liefert nur der Komparator 78c eine
Ausgabe. Wenn eine Ausgabe von dem Regler 64 kleiner ist als
der Schwellenwert Vc, liefert kein Komparator eine Ausgabe. Die
Ausgaben von den Komparatoren 78a, 78b und 78c werden
der CPU 68 zugeführt.
-
Wieder
mit Bezug auf 11 speichert
der nichtflüchtige
Speicher 70 zusätzlich
zu dem Programm für
die kontaktierende und die kontaktlose Kommunikation ein Programm
zu automatischen Einstellen der Resonanzfrequenz. 13 zeigt ein Flussdiagramm des automatischen
Einstellprogramms. Ein Vorgang zum automatischen Einstellen der
Resonanzfrequenz wird unten mit Bezug auf das Flussdiagramm von 13 und das Blockdiagramm von 11 beschrieben.
-
Beim
Eintreten in den automatischen Einstellbetrieb setzt die CPU 68 zuerst
eine Variable j, die einen Schaltzustand darstellt, auf 1 (Schritt
S1). Als nächstes
steuert die CPU 68 die Transistoren so, dass ein Transistor
SQj eingeschaltet und die anderen Transistoren ausgeschaltet sind
(Schritt S2). Da j nun gleich 1 ist, ist nur der Transistor SQ1
eingeschaltet. Dementsprechend ist der Kondensator C1 angeschlossen,
und die Resonanzfrequenz ist minimal. Die Frequenzeigenschaften
der Resonanzschaltung in diesem Fall sind in 15 durch FALL1 dargestellt. In 15 zeigt die Ordinatenachse
die Spannung an einem Knoten a in 12 an.
Wenn die Frequenz der Trägerwelle
der kontaktlosen Abfragevorrichtung wie in 15 dargestellt f0 beträgt, wird
für FALL1
keine Ausgabe von den Komparatoren 78a, 78b und 78c erzielt.
Die CPU 68 ordnet die Ausgangspegel A, B und C der jeweiligen
Komparatoren 78a, 78b und 78c dem Schaltzustand
j zu und speichert die in dem nichtflüchtigen Speicher 70 (Schritt
S3, s. 16). In diesem
Fall werden A = 0, B = 0 und C = 0 gespeichert. In dieser Ausführungsform
entspricht der in 16 dargestellte
Abschnitt des nichtflüchtigen
Speichers 70 der Ausgangswertspeichereinheit 54 und
der Schaltzustandsspeichereinheit 46 (s. 10). Dementsprechend speichert die Speicherzustandspeichereinheit 46,
welche der Transistoren SQ1 bis SQn eingeschaltet werden sollen.
-
In
Schritt S4 wird bestimmt, ob der Schaltzustand j den Maximalwert
n erreicht. Falls nicht, wird der Schaltzustand j auf j = 2 erhöht (Schritt
S5). Rückkehrend
zu Schritt S2 wird der Vorgang ähnlich
zu dem oben beschriebenen für
den zweiten Schaltzustand durchgeführt. Insbesondere wird der
Transistor SQ2 eingeschaltet und die anderen Transistoren ausgeschaltet,
um den Kondensator C2 anzuschließen. Demzufolge wird die Frequenzeigenschaft
der Resonanzschaltung wie durch FALL2 in 15 dargestellt, erzielt. Daher liefert
nur der Komparator 78c eine Ausgabe im Hinblick auf die
hochfrequente Trägerwelle
bei f0. Die CPU 68 empfängt
die Ausgabe, ordnet sie wie in 16 dargestellt
j = 2 zu und speichert A = 0, B = 0 und C = 1 in dem nichtflüchtigen Speicher 70.
-
Der
oben beschriebene Vorgang wird wiederholt, bis der Schaltzustand
j den Wert n erreicht, und danach wird der Schritt S6 ausgeführt. Wenn
der Vorgang bis zu einem Punkt fortgeschritten ist, bei dem j =
n ist, hat der nichtflüchtige
Speicher 70 wie in 16 dargestellt
die Ausgangswerte für
die jeweiligen Schaltzustände
gespeichert. In dem Schritt S6 wird der Maximalwert aus den gespeicherten
Ausgangswerten ausgewählt.
In diesem Fall entsprechen die maximalen Ausgangswerte den Schaltzuständen j =
4, 5 und 6. Aus diesen wird der mittlere Schaltzustand j = 5 als
bevorzugter Schaltzustand ausgewählt.
Aus 15 ist klar zu ersehen,
dass der Schaltzustand j = 5 bevorzugt ist. Als nächstes setzt die
CPU 68 einen Vorzugsmerker im Hinblick auf den bevorzugten
Schaltzustand j = 5 und speichert ihn (Schritt S7). In dieser Ausführungsform
entspricht der Schritt 56 der Zustandsentscheidungseinheit 56 (s. 10).
-
Nachdem
der bevorzugte Schaltzustand so entschieden wurde, arbeitet die
CPU 68 entsprechend der bevorzugten Resonanzfrequenz. Das Flussdiagramm
dieses Vorgangs ist in 14 gezeigt.
In einem Schritt S10 wird zunächst
der Schaltzustand j mit dem gespeicherten Vorzugsmerker aus dem
nichtflüchtigen
Speicher 70 erhalten. Als nächstes wird der durch den Schaltzustand
j bezeichnete Transistor SQj eingeschaltet (Schritt S11). Somit
ist die Leistungsversorgung durch die hochfrequente Trägerwelle
von der kontaktlosen Abfragevorrichtung in dem effizientesten Zustand
möglich.
Danach wird ein vorbestimmter Kommunikationsvorgang ausgeführt (Schritt
S12). In dieser Ausführungsform
entsprechen die Schritt S10 und S11 der Schalteinheit 48 (s. 10).
-
Die
Chipkarte 80 kann die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung 40 automatisch
einstellen, um zu ermöglichen,
dass die Leistungsversorgung von der kontaktlosen Abfragevorrichtung maximal
ist. Daher können
eine Änderung
der Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung 40 durch den Unterschied
in Material, Form, Größe des Kontaktanschlusses 24,
der in der Nachbarschaft der Antenne 60 angeordnet ist,
sowie die Positionsbeziehung und der Abstand zwischen dem Kontaktanschluss 24 und der
Antenne 60, und der Unterschied in der Resonanzfrequenz
der Resonanzschaltung 40 durch den Unterschied in der Anzahl
von Komponenten leicht in der Herstellungsstufe eingestellt werden.
Da weiter die Schaltzustandsspeichereinheit 46 den bevorzugten
Schaltzustand speichert, liefert gerade eine Einstellung durch den
in 14 dargestellten
Betrieb in der tatsächlichen
Anwendung die bevorzugte Resonanzfrequenz, und daher verschlechtert
sich die Betriebsgeschwindigkeit nicht.
-
Weiterhin
erzeugt der Regler 64 die elektrische Leistung auf der
Grundlage der von der Abfragevorrichtung zu der Antenne 60 zugeführten elektromagnetischen
Wellen, und die Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 erzeugt
die konstante Referenzspannung Vref unabhängig von der Änderung
der elektrischen Leistung, so dass die Chipkarte 80 die
Resonanzfrequenz ohne interne Leistungsversorgung korrekt einstellen
kann.
-
Entsprechend
der obigen Ausführungsform werden
alle Schaltzustände
untersucht, um den bevorzugten Schaltzustand zu erzielen. Es kann
jedoch möglich
sein, den Ausgangswert der Resonanzschaltung 40 mit der
Ausgangswertmessschaltung 52 jedes Mal zu messen, wenn
die Schalteinheit 48 den Schaltzustand schaltet, die Untersuchung
des Schaltzustands zu beenden, wenn ein Ausgangswert erreicht wird,
der einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und den entsprechenden
Schaltzustand als bevorzugten Schaltzustand zu bestimmen. Dementsprechend
kann das automatische Einstellen der Resonanzfrequenz schnell durchgeführt werden.
-
Alternativ
kann es möglich
sein, die Untersuchung des Schaltzustands zu beenden, wenn der Ausgangswert
den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet
und der Ausgangswert danach kleiner wird als für den vorhergehenden Schaltzustand,
und einen Schaltzustand, der dem zuvor erzielten maximalen Ausgangswert
entspricht, als bevorzugten Schaltzustand festzulegen. Der optimale
Schaltzustand kann somit schnell erhalten werden.
-
Auch
wenn in der oben beschriebenen Ausführungsform die Chipkarte 80 (Einspulentyp)
beschrieben ist, die in der kontaktlosen Kommunikation für die Leistungsversorgung
und die Informationskommunikation dieselbe Trägerwelle verwendet, ist die
vorliegende Erfindung anwendbar auf eine Chipkarte (Zweispulentyp)
die Träger
werden mit verschiedenen Frequenzen für die Leistungsversorgung und
die Informationskommunikation in der kontaktlosen Kommunikation
verwendet. Ein Aufbau einer solchen Ausführungsform ist in 17 veranschaulicht. Leistung
von einer kontaktlosen Abfragevorrichtung wird mit einer nichtmodulierten
Trägerwelle
f0 empfangen, und eine Trägerwelle
fL zum Kommunizieren von Information mit der Abfragevorrichtung
verwendet.
-
Ein
Resonanzkreis zur Informationskommunikation wird aus einer Antenne 63 und
einem Kondensator CI gebildet. Eine Demodulier schaltung 66 demoduliert
Daten von einer modulierten Trägerwelle und
führt sie
einer CPU 68 zu. Wenn Daten zu einer kontaktlosen Abfragevorrichtung übertragen
werden sollen, schaltet die CPU 68 einen Modulationstransistor
MQ ein oder aus, um die Verbindung eines Widerstands RM zu schalten,
während
die kontaktlose Abfragevorrichtung eine nichtmodulierte Trägerwelle fL
ausgibt. Dementsprechend wird die von der kontaktlosen Abfragevorrichtung
beobachtete Impedanz verändert
zum Ändern
der Amplitude der Trägerwelle fL,
so dass in der kontaktlosen Abfragevorrichtung Daten reproduziert
werden können.
-
Eine
Resonanzschaltung zum Empfangen der Leistungsversorgung wird aus
einer Antenne 61, Kondensatoren C1–Cn und Transistoren SQ1–SQn gebildet.
Die CPU 68 bestimmt auf der Grundlage einer Ausgabe eines
Reglers 64 einen bevorzugten Schaltzustand der Transistoren
SQ1–SQn
und speichert ihn in einem nichtflüchtigen Speicher 70 in
einer ähnlichen
Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
-
18 veranschaulicht noch
eine weitere Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform
wird die Resonanzfrequenz nicht nur in der Resonanzschaltung für die Leistungsversorgung
sondern in der Resonanzschaltung für die Informationskommunikation
automatisch eingestellt. Daher sind Kondensatoren TC1–TCn so
aufgebaut, dass sie in der Resonanzschaltung zur Informationskommunikation
von Transistoren TQ1–TQn
geschaltet werden. Weiterhin wird ein bevorzugter Schaltzustand
durch Vergleichen einer Ausgabe einer Demodulierschaltung 66 mit
der Referenzschaltung bestimmt. Es sei angemerkt, dass ein Aufbau
einer Referenzspannungserzeugungsschaltung 73 ähnlich ist
wie der der Referenzspannungserzeugungsschaltung 50 und dass
ein Aufbau einer Ausgangswertmessschaltung 75 ähnlich ist
wie der der Ausgangsmessschaltung 52.
-
Entsprechend
dieser Ausführungsform
kann die Resonanzfrequenz für
die Informationskommunikation automatisch eingestellt wer den. Weiterhin
ist eine Modulierschaltung (entsprechend dem Transistor MQ und dem
Widerstand RM in 17)
zum Übertragen
von Information an eine kontaktlose Abfragevorrichtung nicht gesondert
bereitgestellt. Der Grund ist, dass die Steuerung durch die CPU 68 es erlaubt,
dass der bevorzugte Schaltzustand und andere Schaltzustände abhängig von
Daten geschaltet werden, um die von der kontaktlosen Abfragevorrichtung
beobachtete Impedanz zu ändern.
-
In
den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen ist einer der
Kondensatoren C1 bis Cn (TC1–TCn)
mit der Antenne 60 (61, 63) verbunden.
Es kann aber ein Schaltzustand bereitgestellt werden, in dem eine
Mehrzahl von Kondensatoren gleichzeitig mit der Antenne verbunden
sind. Somit kann eine Anzahl von Schaltzuständen mit einer kleinen Anzahl
von Kondensatoren erreicht werden. 19 veranschaulicht
einen anderen Aufbau der Resonanzschaltung. In dieser Resonanzschaltung werden
in Serie geschaltete Kondensatoren C1, C2 und C3 geschaltet. Der
Aufbau der Resonanzschaltung kann bestimmt werden im Hinblick auf
die Anzahl von Punkten für
die Verbindung in Abhängigkeit davon,
in welchem Umfang der IC als Chip ausgebildet ist.
-
Entsprechend
den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Resonanzfrequenz
automatisch eingestellt, wenn das Kommunikationsmodul oder die Chipkarte
hergestellt wird. Die automatische Einstellung kann jedoch in einem
vorbestimmten Intervall durchgeführt
werden, um eine Änderung
der Resonanzfrequenz durch Abnutzung, Verschlechterung durch Alterung
des Kontaktanschlusses 24, Änderung der Umgebungstemperatur oder
dergleichen zu korrigieren. Eine automatische Einstellung kann z.
B. an einem vorbestimmten Datum durchgeführt werden, oder nachdem eine
vorbestimmte Zeitspanne seit der letzten Einstellung verstrichen
ist, oder bei jeder vorbestimmten Anzahl von Benutzungen. Um eine
automatische Einstellung an dem vorbestimmten Datum durchzuführen, kann
eine Uhr bereitgestellt sein, um den bevorzugten Schaltzustand wieder
zu bestimmen, wenn das Datum der Uhr mit dem vorbestimmten Datum übereinstimmt. Um
eine automatische Einstellung durchzuführen, nachdem eine vorbestimmte
Zeitspanne seit der letzten Einstellung verstrichen ist, kann ein
Zeitgeber bereitgestellt sein, der zurückgesetzt wird und den Betrieb
bei der Einstellung aufnimmt, um den bevorzugten Schaltzustand wieder
zu bestimmen, wenn die Zeit des Zeitgebers mit einer vorbestimmten
Zeit übereinstimmt.
Um eine automatische Einstellung bei der vorbestimmten Anzahl von
Benutzungen durchzuführen,
kann ein Zähler
bereitgestellt sein, der jedes Mal erhöht wird, wenn die Chipkarte
mit der Abfragevorrichtung kommuniziert, und der bevorzugte Schaltzustand
kann wieder bestimmt werden, wenn der Wert des Zählers mit einem vorbestimmten
Wert übereinstimmt.
In diesen Fällen
können
das Datum, die verstrichene Zeit und die Anzahl der Benutzungen
von der kontaktierenden oder kontaktlosen Abfragevorrichtung gemessen
werden oder von der Chipkarte. Alternativ können sie für die Messung zusammenarbeiten.
-
Wenn
die Verarbeitungsgeschwindigkeit hinreichend ist, kann die automatische
Einstellung weiterhin jedes Mal durchgeführt werden, wenn die Karte als
kontaktlose Chipkarte verwendet wird.
-
In
den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen ist für die Trägerwelle
eine Pulsamplitudenmodulation für
die kontaktlose Informationskommunikation angewendet. Die Erfindung
ist jedoch anwendbar auf Pulsfrequenzmodulation, Pulsphasenmodulation,
analoge Amplitudenmodulation, analoge Frequenzmodulation, analoge
Phasenmodulation und dergleichen.
-
Auch
wenn die Beschreibung durchgeführt wurde
durch Anwenden der vorliegenden Erfindung auf die Chipkarte vom
Einspulentyp oder Zweispulentyp, die sowohl für kontaktierende als auch für kontaktlose
Anwendungen verwendet werden, in den jeweiligen oben beschriebenen
Ausführungsformen, ist
die Erfindung anwendbar auf eine Chipkarte sowohl für die kontaktierenden
als auch für
die nicht kontaktierende Anwendung, die zumindest drei Spulen aufweist.
Die Erfindung ist generell nicht nur auf die Chipkarte anwendbar,
sondern auf Responder sowohl für
die kontaktierende als auch für
die nicht kontaktierenden Anwendungen, die zu verschiedenen Typen
gehören,
wie dem Kastentyp, dem Notebook-Typ und dergleichen ungeachtet der
Form.
-
Auch
wenn in den jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen Daten zwischen
der Abfragevorrichtung und der Chipkarte als Funkkommunikation unter
Verwendung der elektromagnetischen Funktion kommuniziert werden,
kann die Kommunikation nicht nur Funkwellen verwenden, sondern elektromagnetische
Kupplung. Auch wenn in den obigen Ausführungsformen Transistoren verwendet werden,
um zu ermöglichen,
dass die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung geschaltet wird,
können
alternativ andere Schaltelemente verwendet werden, die in der Lage
sind, den Verbindungszustand, eine Konstante und dergleichen in
der Schaltung zu ändern.
Daher kann nicht nur ein elektrisches Schaltelement wie z. B. der
Transistor, sondern ein mechanisches Schaltelement verwendet werden. Weiterhin
kann nicht nur ein Schaltelement verwendet werden, das digital ein-
oder ausgeschaltet wird, sondern ein Schaltelement, das sukzessive
die Konstante wie den Widerstandswert in analoger Weise ändert. Als
Antenne kann ein Element mit einer Induktivitätskomponente verwendet werden,
die zum Empfangen einer gewünschten
elektromagnetischen Welle erforderlich ist, ohne durch die äußere Form, das
Herstellungsverfahren und dergleichen der Antenne eingeschränkt zu sein.
Als Kondensator kann ein beliebiges Element verwendet werden, das
eine elektrostatische Kapazität
aufweist, die zum Bilden der Resonanzschaltung zusammen mit der
Antenne erforderlich ist, ohne Begrenzung auf die äußere Form,
das Herstellungsverfahren und dergleichen. Dementsprechend kann
eine Streukapazität
der Antenne als Kondensator verwendet werden.
-
Die
offenbarten Ausführungsformen
sollten als nur für
die Veranschaulichung und als Beispiel angegeben angesehen werden
und nicht als Beschränkung
aufgefasst werden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung
nicht durch die Beschreibung veranschaulicht wird, sondern durch
die Ansprüche.