JP2000503147A - スマートカードに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スマートカードのためのパウチシステムであって、このパウチシステムは、挿入されたスマートカードの電気的接続部と接続される電気的接続部が設けられており、それによって、使用に際して、外部信号を送受するため挿入されたカードの容量を変化させる。メモリ部を含む半導体回路を具えたスマートカードも開示される。半導体回路がカード表面に形成された接触パッドに連結される。

Description

【発明の詳細な説明】 スマートカードに関する改良 本発明は、スマートカードのためのシステムに関する。本発明は、スマートカ ード、特に非接触(non-contact)スマートカードのためのパウチシステムと、パ ウチシステムとともに使用されるようになっている、接触、非接触スマートカー ドと、複数のこのようなパウチとカードを使用するシステムの提供に関する。 スマートカードは、表面に載置された、又は、カードの中に埋め込まれたチッ プを有する。このチップは、マイクロプロセッサとメモリ領域を有する。メモリ 領域にストアされたデータは、適切に形成されたカードリーダにカードが挿入さ れたときアクセス可能となる。メモリ領域のいくつかは、カードによってカード リーダから受け取った新しいデータを記録するための処理の進行中に使用するこ とができる。このようなスマートカードは、一般に、金でできた、カード表面上 に標準的配置で置かれた接触パッドの配列を有する。カードへの電力の供給は、 接触パッドを通して行なわれる。 カード処理を行なうため、スマートカードは適切なカードリーダに挿入される が、このカードリーダは、接触パッドに電気的に接触する。マイクロプロセッサ のチップには、その後、電力が供給され、適切なハンドシェークの後、リーダ側 で入力されたパラメータに従って、取引が行なわれる。 カードをカードリーダに挿入するには、物理的に適切又は簡便でない環境で、 スマートカードの技術を使用することが望まれている。このような状況の場所は 、例えば、大量輸送システム、道路の料金徴収、自動車のパーキングチケット、 自動化された倉庫管理等がある。従って、非接触スマートカードが開発されてき た。このようなカードは、上記に説明したカード（接触カードについては以下を 参照）と似ているが、金属の接触パッドを通して、データの伝送と受取りをする 代わりに、適切な周波数の電磁波を送り受取るための、アンテナループと誘導コ イルによって、データが送受される。 このようなカードは、異なる方法で電力を供給することができる。カードの１ つの形態では、カード上で、何の取引も行なわれていないときには”スリープモ ード”となっていて、適切な信号源からの信号が検知されたときにフルオペレー ションとなるようなチップに、電力を供給するための１つの小さな電池を載置す ることができるものがある。他のカードの形態としては、カード自体には電源が なく、電力は、カード中に載置された誘導コイルの誘導電流によって外部から供 給されるものがある。カードが、大電流が流れる大きな外部コイルに近付けられ ると、誘導結合によってカード中の誘導コイルに電流が誘導される。この電流は カード上のチップに電力を供給し、それが、ブートアップし、ハンドシェークし 、所望の取引を行なう。このシステムの利点は、カードへの権限のない者による アクセスが比較的困難であり、加えて、カードと通信するための必要な信号に加 え、システムに電力を供給するためには、外部コイルに、カードを十分近付けな ければならないことである。周知のシステムにおいてこの距離は、一般的に、ほ ぼ１０ｃｍの範囲である。 存在する非接触カードの難点は、作動範囲が比較的小さく、国際標準化機構（ ＩＳＯ）で決められた標準サイズのスマートカードの上又は中に、大きなコイル とアンテナを配置するようなことは実用的でないということである。アンテナに は、本質的には通常のワイヤが使用されるが、炭素含有量が多く、その効果を高 め方向特性を与えるために、（特に、断面がＤ字状のワイヤを使用して）形状が 形成される。 アンテナの最適化の後でも、典型的に１５ｃｍほどの読取り範囲となる。カー ドへの権限のない者によるアクセスの問題は、依然存在している。カードリーダ のすぐそばに近付かなければ必要な情報の伝達はできないため、そのようなアク セスは困難ではあるが、それでも不可能ではない。さらに、より強力なトランス ミッタを用いて、非常に遠くからカードにアクセスすることが可能である。 従って、本発明は、挿入されたスマートカードの電気的接触部と連結される電 気的接触部を具え、それによって、外部信号を送受信するように、使用に際して 挿入されたカードの容量を変化させる、スマートカードのパウチシステムを提供 する。 さらに、本発明は、パウチシステムとともに使用するためのスマートカードを 提供するが、このスマートカードは、メモリ部を有する半導体回路を含み、さら に、誘導コイルとアンテナを有し、前記半導体回路は、前記カードの表面に形成 された接触パッドに連結されるようになっている。 本発明がより容易に理解されるように、添付した図面を参照しながら、例とし て、実施形態について説明する。 図１は、本発明を具体化したスマートカードの平面図で、表面のラミネート層 を外して、カードの中間層に載置されたチップ、アンテナ、誘導コイルを示して いる。 図２は、図１のカードの表面の平面図である。 図３は、図１と２のカードを受け入れるための本発明を具体化したパウチの実 施例の半分の略図であり、これは、他の半分の平面図に対応している。 通常のスマートカードは、多数のラミネートされた層からなる。チップは、典 型的には、（全てではなく）いくつかのラミネート層が形成された後に、カード 上に配置される。本発明を具体化したスマートカードは、図１と２に示すように 、ラミネート形成過程の中間でチップを配置する必要がない。典型的なカードは 、ほぼ３０／１０００インチの厚さ（０．７６ｍｍ）である。 図１は、チップ２を示すために表面のラミネート層を取り去った、本発明の実 施形態のカード１を示す。カード１上のトラック３は、チップ２の関連するピン 接続部４，４’，５，５’から、アンテナループ６と誘導コイル７まで延びるよ うに設置されている。アンテナループ６と誘導コイル７は、図１に概念的に示さ れている。 図２を参照すると、２対の接触パッド８，８’と９，９’が、カード１の各面 １０，１１に形成されている。接触パッド９，９’は、カード１の反対側の面１ １にあるので、図２には示すことができない。好適には、接触パッド８，８’と ９，９’は、カード上に導電性ペイントを塗ることによって形成される。図２に おいて、接触パッド８，８’と９，９’は、２つの隣り合う長方形ブロックとし て示されている。接触パッド８，８’と９，９’は、カード１上に、テキストや シンボルの形で、或いは、デザインの一部として形成してもよい。 電気的接触は、カードの層を貫通するピンによって、それぞれの接触パッド８ ，８’と９，９’と、チップ２のそれぞれのピン接続部４，４’，５，５’の間 で行なわれる。このようにして、接触パッド８は、ピン接続部４と電気的に連結 さ れ、接触パッド８’はピン接続部４’に、そして、接触パッド９，９’はピン接 続部５，５’に、それぞれ電気的に連結される。 好適な実施形態では、カード１の厚みよりも僅かに長い、中実又は中空の真鍮 のピン（図示せず。）が、貫通してそれぞれのピン接続部４，４’，５，５’に オーム接触するように、カード１に通される。各ピンの端部がカード１の一方側 に突出する。ピンの突出した端部は、ピンとそれぞれのピン接続部４，４’，５ ，５’との電気的接触を容易にすべくランドを形成するように平らにされる。接 触パッド８，８’と９，９’は、平らにされたピンランドの上に形成、又は接続 される。カード１の典型的な厚みは、３０／１０００インチ（０．７６ｍｍ）で あり、約６／１０００インチ（０．１５ｍｍ）だけ長さの大きいピンが使用され る。 接触パッド８，８’，９，９’は、チップ２との電気的接続エリアを広げるこ とに寄与する。接触パッド８，８’，９，９’は、カード１中のアンテナループ ６と誘導コイル７との接触接続部を含んでおり、チップ２に電力を供給するため の１つの通路７と、カード１が信号を送受することができるための他の通路６を 形成する。 カード１上の接触パッド８，８’，９，９’は、本発明の実施形態のパウチシ ステムとともに使用することができる。図１と２のカード１とともに使用するた めの本発明の実施形態のパウチ１２の一側面は、図３に示されている。パウチの 他の側面は、第１の側面の鏡像からなる。互いに挟まれたとき、２つの側面はカ ード１が挿入されるであろうスロット１２Ａを形成する。パウチシステムのパウ チ１２は、通常のクレジットカード入れのパウチと同じ方法で、カード１を保持 する。しかし、パウチシステムのパウチ１２は、スロット１２Ａ中に、外部信号 の送受によってスマートカード１の容量を変化させるように、パウチ１２に保持 されたスマートカード１の接触パッド８，８’，９，９’に連結するための、電 気的接続部１３，１３’，１４，１４’も具えている。 このパウチシステムのパウチ１２は異なった構成であってもよい。パウチ１２ の１つの形態（図示せず。）では、パウチ１２上に形成された電気的接触部は、 カード１上の２つの接触パッド８，８’と９，９’が互いに短絡（ショート）さ れるように互いに電気的に接続され、このことが、誘導コイル７を通してチップ ２に電力を供給すべく、チップ２上のそれぞれの入力部を連結する。これは、カ ード１がパウチ１２に挿入されたときに、カード１に電力を供給することが不可 能なので、カード１をどのような取引にも巻き込ませないという効果がある。パ ウチ１２のこの形態では、権限なき者による遠隔アクセスの危険がなく、カード １が安全にパウチ１２内にストアされる、”パーク”と呼ばれる位置にカードを 配置することができる。 パウチシステムは、パウチ１２上の電気的接続部１３，１３’，１４，１４’ （図３参照）と、カード１上の電気的接触部８，８’，９，９’を連結する、異 なる効果のため使用される、他のパウチ構成も取り得る。１つのパウチ１２中の カード１の再度の方向付けしか要しない、又は、別のパウチ１２’（図示せず。 ）中にカードを配置する、第２の構成として、アンテナループ６と誘導コイル７ と関連する接触パッド８，８’，９，９’が、パウチシステム自身と関連付けら れた、別のより大きいアンテナループ１５と誘導コイル１６の組合せに連結され る。これによると、カード中にアンテナのみを使用した通常の非接触スマートカ ードで可能な距離よりも、より遠くから、カード１を読み取ることができる。 この構成の（図示せず。）好適な実施形態は、自動車のウインドーに取付けら れたパウチ１２中のカード１の配置を含む。適切な導電性ペイントや、その他の 適切な方法によって形成されたアンテナループと誘導コイルの組合せは、車のウ インドー表面に取付けられ、スマートカードのための電力装置と信号ピックアッ プを形成する。この実施形態は、とりわけ、道路の料金所のような大量輸送シス テムに応用され、このようにして、スマートカードを乗せた車から、カードとカ ードリーダを過度に近接させる必要なく、料金を取ることができる。 パウチシステムのさらなる構成（図示せず。）として、付加的なパウチ又は同 じパウチ１２内での付加的な方向付けは、パウチ１２とその中に保持されたカー ド１の間の電気的接触部がないものを提供する。そのような環境において、非接 触スマートカードは、ほぼ１０ｃｍの範囲である通常の非接触スマートカード、 すなわち、作動範囲が広げられず、カード１が使用不能とならない構成のものと 同様に操作される。 非接触スマートカードのための他の有用な実施形態は、荷物タグ自身が本発明 の実施形態のパウチシステムを具えた、情報処理機能を持つ荷物用のタグのよう なスマートカードの使用法を含む。この方法でタグが付けられた荷物は、荷物の 持主とのコンタクトがない間、トラックされることができる。スマートカード自 体を使用するより、情報処理機能を持つ荷物用タグのように、マスタースマート カードに含まれている情報と同一のもの、又は、限定版の情報を含むカードを複 製して使用することも考えらえる。 本発明を具体化した非接触スマートカードとして、ＩＳＯ標準カードの使用が 想定される。 ラミネート層の中にチップを埋め込むことによるカードの形成方法は周知であ り、ここでは述べない。アンテナループと誘導コイルがその中に形成された非接 触スマートカードも周知である。本発明の非接触スマートカードは、現在ある非 接触スマートカードで知られた適切な技術と材料を使って生産することができる 。 前に説明した、カードのラミネートに使われる様々な素子に、貫通ピン（図示 せず。）を使用して電気的、機械的結合をさせるための技術は、ラミネートの中 又はラミネートの間の連結の改良のために、改変されてもよい。貫通ピンは、例 えば、ラミネートの中又はラミネートの間のそれぞれの素子と、電気的、機械的 接続を良好にするように、ピンから外側に放射状に広がる星型形状中の突条のよ うな、圧縮下で直径又は形状が増大するような、長さに沿って、予め選択された 範囲が具えられている。かくして、カードの中にランドが形成される。ピンの予 め選択された範囲は、接触されるべき素子が配置されたラミネートと一致するよ うに選択される。ランドによって接触されるべき素子の端部は、例えば、貫通ピ ンを受け入れるための円形の穴、又は放射状に広がる突条を受け入れるための星 の形をした切欠であってもよい。 本発明の非接触スマートカードと、カードリーダの間のデータの交換方法は、 既存の非接触スマートカードに関するものと同じである。チップ中にストアされ たソフトウエアは、既存の非接触スマートカードシステムの通りに行なうことが でき、情報の交換は、周知のプロトコルの通りに行なうことができる。カードで 取引をし、カードに電力を供給するために用いられるカードリーダは、既存の非 接触スマートカードシステムとして使用されるものであってもよい。 半導体回路要素を有するが、内部誘導コイルと内部アンテナを具えない接触ス マートカードは、半導体回路部とカードの表面に形成された接触パッドの間に電 気的接触部を設けることによって、本発明のパウチシステムとともに使用できる 。このような接続は、パウチシステムの誘導コイルとアンテナを使用したカード をもたらし、それによって、非接触スマートカードとして作動することを許容す る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (71)出願人 リチャードソン、ハートレイ・トーンビヨ ルン カナダ国 マニトバ・アール３ジェイ・オ ービー１、ウィニペグ、アシニボイン・ア ベニュー 2880 (72)発明者 ファウワーズ、スタンレイ・ウィリアム イギリス国 ロンドン・エスイー18・３デ ィーキュー、シューターズ・ヒル、クリー ンサス・クローズ ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １.スマートカードのためのパウチシステムであって、該パウチシステムは挿 入されたスマートカードの電気的接触部と連結される電気的接触部が設けられて おり、それによって、使用に際して、外部信号の送受のため前記挿入されたカー ドの容量を変えるようになっている、パウチシステム。 ２.前記パウチシステムの電気的接触部は、外部電源によるカードへの電力の 供給を妨げるようになっている、請求項１のパウチシステム。 ３.前記カードに電力を供給するための前記パウチシステムの電気的接触部が 、互いに電気的に短絡された、請求項２のパウチシステム。 ４.前記パウチシステムがその間に誘導コイルとアンテナが連結される電気的 接続部を具え、それによって、使用に際して、前記パウチシステムに保持された スマートカードの半導体回路に入力するための外部信号を受けることができるよ うになっている、請求項１から３までのいずれか１つのパウチシステム。 ５.前記アンテナと前記誘導コイルが前記パウチシステムのパウチ上に形成さ れている、請求項４のパウチシステム。 ６.前記パウチシステムが外部アンテナと誘導コイルへの接続のための接続部 を有する、請求項４のパウチシステム。 ７.前記パウチシステムの前記パウチが自動車のウインドー上に取付けられる ように、前記自動車のウインドウ上に形成された誘導コイルとアンテナに連結さ れるようになっている、請求項６のパウチシステム。 ８.パウチシステムと挿入されたカードとの間に電気的な接触がなく、前記パ ウチシステム中にカードの挿入のための場所又は構成がある、請求項１から７ま でのいずれかのパウチシステム。 ９.メモリ部を含む半導体回路を具えたスマートカードであって、前記半導体 回路が前記カード表面に形成された接触パッドと連結されている、スマートカー ド。 10．前記半導体回路が前記カード中に配置され、ピンによってそれぞれのパッ ドと連結されている、請求項９のスマートカード。 11．さらに誘導コイルとアンテナを含み、該誘導コイルとアンテナが伝導トラ ックによって半導体回路に連結されており、伝導トラックがピンによってそれぞ れのパッドに連結されている、請求項９又は１０のスマートカード。 12．カードから突出するピンの端部がランドを形成するために平らにされるこ とができるように、ピンがカードの厚みよりも長い、請求項１０又は１１のスマ ートカード。 13．予め選択されたピンの範囲が、圧縮下においてカード中にランドを形成す べく拡張するようになっており、かくして、半導体回路、誘導コイル又はアンテ ナに接触するようになっている、請求項１０から１２までのいずれか１つのスマ ートカード。 14．請求項１から８までの１つ又はそれ以上のパウチシステムと、請求項９か ら１３までの１つ又はそれ以上のカードを具え、さらに、前記１つ又はそれ以上 のスマートカードに電力を供給し、前記１つ又はそれ以上のスマートカードのカ ード取引を行なうための誘導コイルを具えた１つ又はそれ以上のトランスミッタ を有してなる、スマートカードシステム。