JP2004240899A - ハイブリッド型非接触ｉｃカード - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性が高く、近接磁界方式および無線方式の双方で利用することが出来るハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
【解決手段】近接磁界型モジュール２０は、データ記憶機能を有するＩＣチップ２２および高周波磁界を受けるコイル２３を含み、コイル２３を通じてデータを送受可能である。無線型モジュール３０は、データ記憶機能を有するＩＣチップ３２および電波を送受するアンテナ３３を含みアンテナ３３を通じてデータを送受可能である。この近接磁界型モジュール２０および無線型モジュール３０からなるＩＣカードモジュール１０に、薄板５１Ａ，５１Ｂを接着して、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を形成する。
【効果】接点部の汚損や摩耗による接触不良が起こらず、信頼性を高めることが出来、近接磁界方式および無線方式のいずれでも利用出来るので、利用者の利便性を高めることが出来る。
【選択図】 図１
【解決手段】近接磁界型モジュール２０は、データ記憶機能を有するＩＣチップ２２および高周波磁界を受けるコイル２３を含み、コイル２３を通じてデータを送受可能である。無線型モジュール３０は、データ記憶機能を有するＩＣチップ３２および電波を送受するアンテナ３３を含みアンテナ３３を通じてデータを送受可能である。この近接磁界型モジュール２０および無線型モジュール３０からなるＩＣカードモジュール１０に、薄板５１Ａ，５１Ｂを接着して、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を形成する。
【効果】接点部の汚損や摩耗による接触不良が起こらず、信頼性を高めることが出来、近接磁界方式および無線方式のいずれでも利用出来るので、利用者の利便性を高めることが出来る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型非接触ＩＣカードに関し、さらに詳しくは、信頼性が高く、近接磁界方式および無線方式の双方で利用することが出来るハイブリッド型非接触ＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハイブリッド型ＩＣカードは、接点付ＩＣカード機能部と、非接触インタフェース機能部とを備え、両機能で動作するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ハイブリッド型ＩＣカードの構造としては、コイル状のアンテナおよび外部接続端子を、ＩＣチップへ接続したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２０５１０号公報（［００２０］−［００２１］、図２）
【特許文献２】
特開２０００−２２７９５４号公報（［０００６］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のハイブリッド型ＩＣカードは、近接磁界方式と接触方式のハイブリッドであるため、接触方式で利用する場合、接点の汚損や摩耗などにより、リーダ／ライタとの通信に支障を来すことがあり、信頼性が十分ではなかった。
また、従来の非接触ＩＣカードは、近接磁界型と無線型とがある。このため、近接磁界型のリーダ／ライタで利用する場合には、近接磁界型の非接触ＩＣカードを用い、無線型のリーダ／ライタで利用する場合には、無線型の非接触ＩＣカードを用いる必要があり、利用者は、これらの方式のそれぞれに対応した複数枚の非接触ＩＣカードを携帯しなければならなかった。
そこで、本発明の目的は、信頼性が高く、近接磁界方式および無線方式の双方で利用することが出来るハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、データ記憶機能を有する第１のＩＣチップおよび高周波磁界を受けるコイルを含み該コイルを通じてデータを送受可能な近接磁界型モジュールと、データ記憶機能を有する第２のＩＣチップおよび電波を送受するアンテナを含み該アンテナを通じてデータを送受可能な無線型モジュールとをカード状の板材に内蔵し、近接磁界方式および無線方式で使用可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第１の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、近接磁界型モジュールおよび無線型モジュールの両方を有しているので、近接磁界方式および無線方式の両方でデータを送受することが出来る。このため、複数のＩＣカードを携帯することなく、近接磁界方式のリーダ／ライタおよび無線方式のリーダ／ライタの両方で、このハイブリッド型非接触ＩＣカードを利用することが出来る。また、接触方式による接点を有さないので、接点の汚損や摩耗によって、データの送受が妨げられることがない。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記コイルと前記アンテナとは、相互干渉を生じないように配置したことを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第２の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、近接磁界型モジュールのコイルと、無線型モジュールのアンテナとを、相互干渉を生じないように配置したので、ハイブリッド型非接触ＩＣカードを近接磁界方式および無線方式のいずれの方式で利用しても相互干渉が生じず、良好にデータの送受を行うことが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記無線型モジュールは、前記コイルに囲まれた位置に配置したことを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第３の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、無線型モジュールとして、例えば、既製のＩＣタグを利用することが出来る。このため、ハイブリッド型非接触ＩＣカードを利用して、多様なサービスを享受することが可能になる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記アンテナは、折返しダイポールアンテナであることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第４の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、折返しダイポールアンテナは、比較的簡易な構造を有し、比較的高利得かつ広帯域であるので、このハイブリッド型非接触ＩＣカードは、無線方式で利用するとき、好適にデータの送受を行うことが出来る。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記近接磁界型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第５の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、近接磁界型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であるので、１枚のハイブリッド型非接触ＩＣカードを携帯することによって、利用者は多様なサービスを享受することが可能になる。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記無線型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第６の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、無線型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であるので、１枚のハイブリッド型非接触ＩＣカードを携帯することによって、利用者は多様なサービスを享受することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
−本発明の実施形態−
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
このＩＣカードモジュール１０は、近接磁界型モジュール２０と、無線型モジュール３０とを具備している。
【００１３】
近接磁界型モジュール２０は、ＰＥＴ樹脂などの誘電体を薄板状に成形した基板２１と、ＩＣチップ２２と、コイル２３と、コンデンサ２４とを含んでいる。
ＩＣチップ２２は、基板２１へ実装されている。コイル２３およびコンデンサ２４は、ＩＣチップ２２へ電気的に並列に接続され、並列共振回路が構成されている。
【００１４】
実線で図示した配線は、基板２１の上面に形成したものを表し、破線で図示した配線は、基板２１の下面に形成したものを表す。基板２１の上面の配線と、下面の配線とは、ビアホール２９で電気的に接続されている。
配線のパターンは、基板２１の表面に導電性ペーストを印刷して形成する。あるいは、両面に銅などの良導体をめっきした基板２１をエッチングしてパターンを形成するか、基板２１の基材に良導体をめっきしてパターンを形成してもよい。
【００１５】
コイル２３は、基板２１の表面に、前述の配線と同様な方法で形成されたパターンからなる。コイルの巻回数が３である場合を図示したが、巻回数はこれに限られるものではない。コイル２３をプリントパターンで形成する代わりに、絶縁導線を巻回してコイル２３を形成してもよい。コイル２３は、磁束を捉える面積を最大限に確保する観点から、基板２１の外形に概略沿って矩形状に巻回したクワッドコイルであるが、円形状または楕円形状などに巻回したコイルを用いてもよい。
【００１６】
コンデンサ２４は、複数の単位コンデンサ２４Ａおよび２４Ｂを含んでいる。単位コンデンサ２４Ａおよび２４Ｂは、前述の配線と同様な方法で基板２１の両面に形成された導電体膜のペアと、この導電体膜に挟まれ誘電体として動作する基板２１の領域からなる。
単位コンデンサ２４Ａまたは２４Ｂのいずれか１つのみへ接続された配線を切除すれば、所望の単位コンデンサ２４Ａまたは２４Ｂのいずれか１つのみを、回路全体から電気的に切り離すことが出来る。したがって、あらかじめコンデンサ２４全体のキャパシタンスをやや大きめに設計しておき、単位コンデンサ２４Ａまたは２４Ｂのいずれかを１つずつ回路から切り離してゆくことにより、コンデンサ２４全体のキャパシタンスを所望の値に調整することが出来る。キャパシタンスを比較的大きく減らすときは、大きい単位コンデンサ２４Ａを回路から切り離してゆき、静電容量を比較的小さく減らすときは、小さい単位コンデンサ２４Ｂを回路から切り離してゆけばよい。
【００１７】
一般に、ＩＣチップに内蔵されるキャパシタンスは、厳密に所定の値に、ばらつきなく製造することは難しい。そこで、前述のようにコンデンサ２４のキャパシタンスを調整することにより、近接磁界型モジュール２０に形成した並列共振回路の共振周波数を、所望の値、すなわち後述のリーダ／ライタの搬送波周波数に調整する。
【００１８】
ＩＣチップ２２は、記憶機能，演算機能，送受信機能を備えた集積回路である。ＩＣチップ２２の構成については、後で詳述する。
【００１９】
無線型モジュール３０は、基板２１と同様な材質の基板３１と、ＩＣチップ３２と、アンテナ３３とを具備している。
【００２０】
アンテナ３３は、電波を受けると給電部に起電力を生じ、また、給電部に高周波電流を給電すると、電波を放射する機能を有している。アンテナ３３の形式が折返しダイポールアンテナである場合を図示したが、アンテナの形式はこれに限られるものではない。アンテナ３３は広帯域性を有するが、その同調周波数は、後述のリーダ／ライタの搬送波周波数と一致していることが望ましい。
また、アンテナ３３は、基板２１の配線と同様な方法で基板３１の表面に折返しダイポールアンテナを形成するが、絶縁導線を所定の形状に曲げて形成してもよい。
アンテナ３３の給電部には、ＩＣチップ３２が接続されている。
【００２１】
ＩＣチップ３２は、記憶機能，演算機能，送受信機能を備えた集積回路である。ＩＣチップ３２の構成については、後で詳述する。
【００２２】
図２は、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のＩＣカードモジュール１０を示す組み立て図である。
前述のように、このＩＣカードモジュール１０は、近接磁界型モジュール２０と、無線型モジュール３０とを具備している。
【００２３】
ＩＣカードモジュール１０は、近接磁界型モジュール２０の基板２１の回路が形成されていない部分を、無線型モジュール３０の輪郭に沿って穿孔し、この穿孔箇所に無線型モジュール３０を嵌め込んで製造される。
無線型モジュール３０は、既製の無線型ＩＣタグを利用することも出来る。したがって、既製の無線型ＩＣタグから適切なものを選択することにより、多様なサービスを受けることが可能なハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を製造することが出来る。
また、近接磁界型モジュール２０の基板２１と、無線型モジュール３０の基板３１とを別個にせず、同一の基板に近接磁界型モジュール２０と無線型モジュール３０とを形成してもよい。
【００２４】
後述のリーダ／ライタとの送受信機能を良好に維持する観点から、ＩＣカードモジュール１０では、コイル２３とアンテナ３３との間隔をなるべく空けて相互干渉を抑制するように、近接磁界型モジュール２０および無線型モジュール３０を配置することが望ましい。
【００２５】
図３は、このＩＣカードモジュール１０を組み込んだハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を示す組み立て図である。
このハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、ＩＣカードモジュール１０の両面に、薄板５１Ａおよび５１Ｂを接着して製造される。薄板５１Ａおよび５１Ｂは、このＩＣカードモジュール１０と同一の長さおよび幅を有し、ＰＥＴ樹脂などの誘電体製である。
【００２６】
ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の外形は、典型的には、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０規格およびＪＩＳ Ｘ ６３０１規格に規定する寸法、すなわち、長さ８５ｍｍ，幅５４ｍｍ，厚さ０．７６ｍｍとなる。
ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、磁気カードや接触型ＩＣカードと異なり、利用時にリーダ／ライタに挿入する必要がなく、リーダ／ライタにかざせば利用できるため、必ずしも規格に拘らず、形状および寸法を自由に決定することが出来る。
また、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、その表面に接点を有しないため、その表面に自由に券面表記を印刷できることは言うまでもない。
【００２７】
図４は、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の構成を示すブロック図である。
このハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、近接磁界型モジュール２０と、無線型モジュール３０とを具備している。
【００２８】
近接磁界型モジュール２０は、ＩＣチップ２２と、並列共振回路を構成するコイル２３およびコンデンサ２４とを含んでいる。この並列共振回路は、ＩＣチップ２２に接続されている。
リーダ／ライタ７０Ａでは、動作時、送受信部７１Ａからコイル７３Ａへ高周波電流が送出され、コイル７３Ａは、リーダ／ライタ７０Ａの近傍に高周波磁界を発生している。利用時に、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を、リーダ／ライタ７０Ａへかざすと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のコイル２３と、リーダ／ライタ７０Ａのコイル７３Ａとが電磁的に結合し、電磁誘導が生じる。この電磁誘導により電力の送達が行われ、また、この電磁誘導による電流を変調することにより、コイル２３と、コイル７３Ａとの間で、データの送受が可能になる。
【００２９】
ＩＣチップ２２は、１チップ集積回路であって、送受信部６１Ａ，電力供給部６２Ａ，インタフェース部６３Ａ，バス６４Ａ，ＣＰＵ６５Ａ，ＲＡＭ６６Ａ，ＲＯＭ６７ＡおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ａを含んでいる。
【００３０】
送受信部６１Ａは、コイル２３から送られた高周波信号の一部を電力供給部６２Ａへ送出し、また、この高周波信号を復調した受信信号をインタフェース部６３Ａへ送出する。また、インタフェース部６３Ａからのデータ信号を変調して、コイル２３へ送出する。
【００３１】
電力供給部６２Ａは、この高周波信号から電力を取り出し、直流定電圧を、ＩＣチップ２２内の各部へ供給する。
【００３２】
インタフェース部６３Ａは、送受信部６１Ａと、バス６４Ａとのインタフェースを整合し、後述のマイクロコンピュータが、送受信部６１Ａを通じて外部と相互に通信可能にする。インタフェース部６３Ａは、バス６４Ａに接続されている。
【００３３】
バス６４Ａに接続されたＣＰＵ６５Ａ，ＲＡＭ６６Ａ，ＲＯＭ６７ＡおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ａで、マイクロコンピュータが構成されている。
ＣＰＵ６５Ａは、マイクロプロセッサであり、演算を行い、このマイクロコンピュータ全体を制御する機能を有する。ＣＰＵ６５Ａは、電力供給部６２Ａから電力が供給されると、ＲＯＭ６７Ａから制御プログラムを読み出してＲＡＭ６６Ａへロードし、実行する。この制御プログラムには、ＲＯＭ６６ＡおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ａに記憶されている情報を読み出してインタフェース部６３Ａへ送出し、また、インタフェース部６３Ａを通じて受信した情報をＥＥＰＲＯＭ６８Ａに書き込む機能が含まれている。この制御プログラムにはさらに、インタフェース部６３Ａを通じて送受されるデータを、暗号化，復号化する機能を備えるとよい。
【００３４】
ＲＡＭ６６Ａは、随時書き換え可能な揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの主記憶装置として機能する。
ＲＯＭは、書き換え不可能な不揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの制御プログラムが記憶されている。併せて、シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報を記憶しておいてもよい。
【００３５】
ＥＥＰＲＯＭ６８Ａは、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭ６８Ａの代わりにフラッシュメモリを用いてもよい。ＥＥＰＲＯＭ６８Ａには、カードの利用情報，シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報の記憶，そして、カードの利用情報，課金情報など、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の利用に伴って書き換える可能性がある情報のデータを記憶しておく。また、このマイクロコンピュータで利用可能なアプリケーションプログラムなどを記憶してもよい。
これらのデータは、ＣＰＵ６５Ａの制御によりＥＥＰＲＯＭ６８Ａから読み出され、インタフェース部６３Ａ，送受信部６１Ａおよびコイル２３を経由して、リーダ／ライタ７０Ａのコイル７３Ａを通して、送受信部７１Ａで復調され、リーダ／ライタ７０Ａの各部へ送信される。
【００３６】
また、リーダ／ライタ７０Ａからのデータは、送受信部７１Ａで変調され、コイル７３Ａを通して発信され、近接磁界型モジュール２０のコイル２３で受信されて、送受信部６１Ａで復調される。復調された信号のデータは、インタフェース部６３Ａおよびバス６４Ａを経由して、ＣＰＵ６５Ａの制御に基づき、ＥＥＰＲＯＭ６８Ａに書き込まれる。
【００３７】
無線型モジュール３０は、ＩＣチップ３２と、アンテナ３３とを含んでいる。このアンテナ３３は、ＩＣチップ３２に接続されている。
リーダ／ライタ７０Ｂでは、動作時、送受信部７１Ｂからアンテナ７３Ｂへ高周波電流が送出され、アンテナ７３Ｂから、電波が発射されている。利用時に、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を、リーダ／ライタ７０Ｂへかざすと、リーダ／ライタ７０Ｂのアンテナ７３Ｂから発射された電波が、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のアンテナ３３で受波される。また、この電波により、電力の送達が行われ、また、アンテナ３３で受波された信号に応動して、後述のように、アンテナ３３から電波が発射され、アンテナ７３Ｂで受波される。このように、アンテナ３３と、アンテナ７３Ｂとの間で、データの送受が可能になる。
【００３８】
ＩＣチップ３２は、１チップ集積回路であって、送受信部６１Ｂ，電力供給部６２Ｂ，インタフェース部６３Ｂ，バス６４Ｂ，ＣＰＵ６５Ｂ，ＲＡＭ６６Ｂ，ＲＯＭ６７ＢおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ｂを含んでいる。
【００３９】
送受信部６１Ｂは、アンテナ３３から送られた高周波信号の一部を電力供給部６２Ｂへ送出し、また、この高周波信号を復調した受信信号をインタフェース部６３Ｂへ送出する。また、インタフェース部６３Ｂからのデータ信号を変調した高周波信号を、アンテナ３３へ送出する。
【００４０】
電力供給部６２Ｂは、この高周波信号から電力を取り出し、直流定電圧を、ＩＣチップ２２内の各部へ供給する。
【００４１】
インタフェース部６３Ｂは、送受信部６１Ｂと、バス６４Ｂとのインタフェースを整合し、後述のマイクロコンピュータが、送受信部６１Ｂを通じて外部と相互に通信可能にする。インタフェース部６３Ｂは、バス６４Ｂに接続されている。
【００４２】
バス６４Ｂに接続されたＣＰＵ６５Ｂ，ＲＡＭ６６Ｂ，ＲＯＭ６７ＢおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ｂで、マイクロコンピュータが構成されている。
ＣＰＵ６５Ｂは、マイクロプロセッサであり、演算を行い、このマイクロコンピュータ全体を制御する機能を有する。ＣＰＵ６５Ｂは、電力供給部６２Ｂから電力が供給されると、ＲＯＭ６７Ｂから制御プログラムを読み出してＲＡＭ６６Ｂへロードし、実行する。この制御プログラムには、ＲＯＭ６６ＢおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ｂに記憶されている情報を読み出してインタフェース部６３Ｂへ送出し、また、インタフェース部６３Ｂを通じて受信した情報をＥＥＰＲＯＭ６８Ｂに書き込む機能が含まれている。この制御プログラムにはさらに、インタフェース部６３Ｂを通じて送受されるデータを、暗号化，復号化する機能を備えるとよい。
【００４３】
ＲＡＭ６６Ｂは、随時書き換え可能な揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの主記憶装置として機能する。
ＲＯＭ６７Ｂは、書き換え不可能な不揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの制御プログラムが記憶されている。併せて、シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報を記憶しておいてもよい。
【００４４】
ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂは、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂの代わりにフラッシュメモリを用いてもよい。ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂには、カードの利用情報，シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報の記憶，そして、カードの利用情報，課金情報など、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の利用に伴って書き換える可能性がある情報のデータを記憶しておく。また、このマイクロコンピュータで利用可能なアプリケーションプログラムなどを記憶してもよい。
これらのデータは、ＣＰＵ６５Ｂの制御によりＥＥＰＲＯＭ６８Ｂから読み出され、インタフェース部６３Ｂ，送受信部６１Ｂおよびアンテナ３３を経由して、リーダ／ライタ７０Ｂのアンテナ７３Ｂを通して、送受信部７１Ｂで復調され、リーダ／ライタ７０Ｂの各部へ送信される。
【００４５】
また、リーダ／ライタ７０Ｂからのデータは、送受信部７１Ｂで変調され、アンテナ７３Ｂを通して発信され、無線型モジュール３０のアンテナ３３で受信されて、送受信部６１Ｂで復調される。復調された信号のデータは、インタフェース部６３Ｂおよびバス６４Ｂを経由して、ＣＰＵ６５Ｂの制御に基づき、ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂに書き込まれる。
【００４６】
図５は、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の近接磁界方式による使用状況を示す説明図である。
リーダ／ライタ７０Ａには、図示しないコイルが内蔵されていて、その近傍に磁束を発生する。このことにより、リーダ／ライタ７０Ａのコイルと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のコイル２３との間で相互誘導が生起し、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間で、データ交換がなされる。
【００４７】
例えば、この通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６規格に規定する方式であり、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、２ｍｍ程度以下で、搬送波周波数は４．９１ＭＨｚである。また例えば、この通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に規定する方式であり、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、１０ｃｍ程度以下で、搬送波周波数は１３．５６ＭＨｚである。また例えば、この通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３規格に規定する方式であり、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、１ｍ程度以下で、搬送波周波数は１３５ｋＨｚである。
【００４８】
図６は、ハイブリッド型非接触ＩＣカードの無線方式による使用状況を示す説明図である。
前述のリーダ／ライタ７０Ｂのアンテナ７３Ｂは、例えば、１６素子パッチアンテナアレイなどの指向性アンテナであり、アンテナ７３Ｂの放射面７３Ｒに垂直な方向へ電波を発射する。そして電波を受信したハイブリッド型非接触ＩＣカード５０からも電波が発射され、アンテナ７３Ｂで受信される。こうして、リーダ／ライタ７０Ｂと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間で、データ交換がなされる。
【００４９】
例えば、この通信方式では、リーダ／ライタ７０Ｂと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、数ｍ程度以下で、搬送波周波数は２．４５ＧＨｚや５．６ＧＨｚなどのＳＨＦ帯、または、４３３．９２ＭＨｚなどのＵＨＦ帯を使用する。
【００５０】
−比較例−
図７は、比較例のハイブリッド型ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
このＩＣカードモジュール４５は、近接磁界型モジュール２０と、接触型モジュール４０とを具備している。
【００５１】
近接磁界型モジュール２０は、本発明の一実施形態に係る近接磁界型モジュール２０と同様である。
ただし、コンデンサ２４は、刻印領域４４を確保するため、基板２１の端部に偏って形成されている。刻印領域４４は、このハイブリッド型ＩＣカードをクレジットカードまたはキャッシュカードなどとして使用するために、文字や符号をエンボス加工により刻印するために確保すべき領域である。このため、刻印領域４４には、電気回路を形成することが出来ない。
【００５２】
接触型モジュール４０は、接点部４３と、ＩＣチップ４２とを具備する。
接点部４３は、ＩＣカードモジュール４５に接着される後述の薄板表面において、接点が形成される箇所を示す。この接点は、金めっきされた複数の接点からなり、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格を満たす形状である。接点部４３の各接点は、図示しない配線により、接点部４３下に埋め込まれたＩＣチップ４２へ接続されている。
ＩＣチップ４２は、１チップＩＣであり、記憶機能，演算機能，送受信機能を有する。
【００５３】
比較例のハイブリッド型ＩＣカードは、このＩＣカードモジュール４５の上下面に、ＰＥＴ樹脂などの誘電体の薄板を接着して製造される。
【００５４】
この比較例のハイブリッド型ＩＣカードは、接触方式で利用するときは、図示しないリーダ／ライタに挿入しなければならない。また、利用時に、接触型モジュール４０は、接点部４３を、リーダ／ライタの接点と導通させなければならないので、接点部４３の汚損や摩耗により接触不良が起こりやすく、正常に使用できないことがある。
【００５５】
しかしながら、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、接触型モジュールを備えず、非接触方式でのみ利用するので、接点部の汚損や摩耗による接触不良が起こらず、信頼性が高い。
また、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、近接磁界型モジュール２０および無線型モジュール３０を備え、近接磁界方式および無線方式のいずれでも利用することが出来る。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のハイブリッド型非接触ＩＣカードによれば、接点部の汚損や摩耗による接触不良が起こらず、信頼性を高めることが出来る。
また、本発明のハイブリッド型非接触ＩＣカードによれば、近接磁界型モジュールおよび無線型モジュールを備えるので、近接磁界方式および無線方式のいずれでも利用することが出来、利用者の利便性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
【図２】ハイブリッド型非接触ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す組み立て図である。
【図３】ＩＣカードモジュールを組み込んだハイブリッド型非接触ＩＣカードを示す組み立て図である。
【図４】ハイブリッド型非接触ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図５】ハイブリッド型非接触ＩＣカードの近接磁界方式による使用状況を示す説明図である。
【図６】ハイブリッド型非接触ＩＣカードの無線方式による使用状況を示す説明図である。
【図７】比較例のハイブリッド型ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
【符号の説明】
１０，４５ ＩＣカードモジュール
２０ 近接磁界型モジュール
２１，３１ 基板
２２，３２，４２ ＩＣチップ
２３，７３Ａ コイル
２４ コンデンサ
３０ 無線型モジュール
３３，７３Ｂ アンテナ
４０ 接触型モジュール
４３ 接点部
５０ ハイブリッド型非接触ＩＣカード
５１Ａ，５１Ｂ 薄板
６１Ａ，６２Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ 送受信部
６２Ａ，６２Ｂ 電力供給部
６３Ａ，６３Ｂ インタフェース部
６５Ａ，６５Ｂ ＣＰＵ
６６Ａ，６６Ｂ ＲＡＭ
６７Ａ，６７Ｂ ＲＯＭ
６８Ａ，６８Ｂ ＥＥＰＲＯＭ
７０Ａ，７０Ｂ リーダ／ライタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド型非接触ＩＣカードに関し、さらに詳しくは、信頼性が高く、近接磁界方式および無線方式の双方で利用することが出来るハイブリッド型非接触ＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハイブリッド型ＩＣカードは、接点付ＩＣカード機能部と、非接触インタフェース機能部とを備え、両機能で動作するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ハイブリッド型ＩＣカードの構造としては、コイル状のアンテナおよび外部接続端子を、ＩＣチップへ接続したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２０５１０号公報（［００２０］−［００２１］、図２）
【特許文献２】
特開２０００−２２７９５４号公報（［０００６］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のハイブリッド型ＩＣカードは、近接磁界方式と接触方式のハイブリッドであるため、接触方式で利用する場合、接点の汚損や摩耗などにより、リーダ／ライタとの通信に支障を来すことがあり、信頼性が十分ではなかった。
また、従来の非接触ＩＣカードは、近接磁界型と無線型とがある。このため、近接磁界型のリーダ／ライタで利用する場合には、近接磁界型の非接触ＩＣカードを用い、無線型のリーダ／ライタで利用する場合には、無線型の非接触ＩＣカードを用いる必要があり、利用者は、これらの方式のそれぞれに対応した複数枚の非接触ＩＣカードを携帯しなければならなかった。
そこで、本発明の目的は、信頼性が高く、近接磁界方式および無線方式の双方で利用することが出来るハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、データ記憶機能を有する第１のＩＣチップおよび高周波磁界を受けるコイルを含み該コイルを通じてデータを送受可能な近接磁界型モジュールと、データ記憶機能を有する第２のＩＣチップおよび電波を送受するアンテナを含み該アンテナを通じてデータを送受可能な無線型モジュールとをカード状の板材に内蔵し、近接磁界方式および無線方式で使用可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第１の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、近接磁界型モジュールおよび無線型モジュールの両方を有しているので、近接磁界方式および無線方式の両方でデータを送受することが出来る。このため、複数のＩＣカードを携帯することなく、近接磁界方式のリーダ／ライタおよび無線方式のリーダ／ライタの両方で、このハイブリッド型非接触ＩＣカードを利用することが出来る。また、接触方式による接点を有さないので、接点の汚損や摩耗によって、データの送受が妨げられることがない。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記コイルと前記アンテナとは、相互干渉を生じないように配置したことを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第２の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、近接磁界型モジュールのコイルと、無線型モジュールのアンテナとを、相互干渉を生じないように配置したので、ハイブリッド型非接触ＩＣカードを近接磁界方式および無線方式のいずれの方式で利用しても相互干渉が生じず、良好にデータの送受を行うことが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記無線型モジュールは、前記コイルに囲まれた位置に配置したことを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第３の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、無線型モジュールとして、例えば、既製のＩＣタグを利用することが出来る。このため、ハイブリッド型非接触ＩＣカードを利用して、多様なサービスを享受することが可能になる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記アンテナは、折返しダイポールアンテナであることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第４の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、折返しダイポールアンテナは、比較的簡易な構造を有し、比較的高利得かつ広帯域であるので、このハイブリッド型非接触ＩＣカードは、無線方式で利用するとき、好適にデータの送受を行うことが出来る。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記近接磁界型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第５の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、近接磁界型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であるので、１枚のハイブリッド型非接触ＩＣカードを携帯することによって、利用者は多様なサービスを享受することが可能になる。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記無線型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカードを提供する。
上記第６の観点によるハイブリッド型非接触ＩＣカードでは、無線型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であるので、１枚のハイブリッド型非接触ＩＣカードを携帯することによって、利用者は多様なサービスを享受することが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１２】
−本発明の実施形態−
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
このＩＣカードモジュール１０は、近接磁界型モジュール２０と、無線型モジュール３０とを具備している。
【００１３】
近接磁界型モジュール２０は、ＰＥＴ樹脂などの誘電体を薄板状に成形した基板２１と、ＩＣチップ２２と、コイル２３と、コンデンサ２４とを含んでいる。
ＩＣチップ２２は、基板２１へ実装されている。コイル２３およびコンデンサ２４は、ＩＣチップ２２へ電気的に並列に接続され、並列共振回路が構成されている。
【００１４】
実線で図示した配線は、基板２１の上面に形成したものを表し、破線で図示した配線は、基板２１の下面に形成したものを表す。基板２１の上面の配線と、下面の配線とは、ビアホール２９で電気的に接続されている。
配線のパターンは、基板２１の表面に導電性ペーストを印刷して形成する。あるいは、両面に銅などの良導体をめっきした基板２１をエッチングしてパターンを形成するか、基板２１の基材に良導体をめっきしてパターンを形成してもよい。
【００１５】
コイル２３は、基板２１の表面に、前述の配線と同様な方法で形成されたパターンからなる。コイルの巻回数が３である場合を図示したが、巻回数はこれに限られるものではない。コイル２３をプリントパターンで形成する代わりに、絶縁導線を巻回してコイル２３を形成してもよい。コイル２３は、磁束を捉える面積を最大限に確保する観点から、基板２１の外形に概略沿って矩形状に巻回したクワッドコイルであるが、円形状または楕円形状などに巻回したコイルを用いてもよい。
【００１６】
コンデンサ２４は、複数の単位コンデンサ２４Ａおよび２４Ｂを含んでいる。単位コンデンサ２４Ａおよび２４Ｂは、前述の配線と同様な方法で基板２１の両面に形成された導電体膜のペアと、この導電体膜に挟まれ誘電体として動作する基板２１の領域からなる。
単位コンデンサ２４Ａまたは２４Ｂのいずれか１つのみへ接続された配線を切除すれば、所望の単位コンデンサ２４Ａまたは２４Ｂのいずれか１つのみを、回路全体から電気的に切り離すことが出来る。したがって、あらかじめコンデンサ２４全体のキャパシタンスをやや大きめに設計しておき、単位コンデンサ２４Ａまたは２４Ｂのいずれかを１つずつ回路から切り離してゆくことにより、コンデンサ２４全体のキャパシタンスを所望の値に調整することが出来る。キャパシタンスを比較的大きく減らすときは、大きい単位コンデンサ２４Ａを回路から切り離してゆき、静電容量を比較的小さく減らすときは、小さい単位コンデンサ２４Ｂを回路から切り離してゆけばよい。
【００１７】
一般に、ＩＣチップに内蔵されるキャパシタンスは、厳密に所定の値に、ばらつきなく製造することは難しい。そこで、前述のようにコンデンサ２４のキャパシタンスを調整することにより、近接磁界型モジュール２０に形成した並列共振回路の共振周波数を、所望の値、すなわち後述のリーダ／ライタの搬送波周波数に調整する。
【００１８】
ＩＣチップ２２は、記憶機能，演算機能，送受信機能を備えた集積回路である。ＩＣチップ２２の構成については、後で詳述する。
【００１９】
無線型モジュール３０は、基板２１と同様な材質の基板３１と、ＩＣチップ３２と、アンテナ３３とを具備している。
【００２０】
アンテナ３３は、電波を受けると給電部に起電力を生じ、また、給電部に高周波電流を給電すると、電波を放射する機能を有している。アンテナ３３の形式が折返しダイポールアンテナである場合を図示したが、アンテナの形式はこれに限られるものではない。アンテナ３３は広帯域性を有するが、その同調周波数は、後述のリーダ／ライタの搬送波周波数と一致していることが望ましい。
また、アンテナ３３は、基板２１の配線と同様な方法で基板３１の表面に折返しダイポールアンテナを形成するが、絶縁導線を所定の形状に曲げて形成してもよい。
アンテナ３３の給電部には、ＩＣチップ３２が接続されている。
【００２１】
ＩＣチップ３２は、記憶機能，演算機能，送受信機能を備えた集積回路である。ＩＣチップ３２の構成については、後で詳述する。
【００２２】
図２は、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のＩＣカードモジュール１０を示す組み立て図である。
前述のように、このＩＣカードモジュール１０は、近接磁界型モジュール２０と、無線型モジュール３０とを具備している。
【００２３】
ＩＣカードモジュール１０は、近接磁界型モジュール２０の基板２１の回路が形成されていない部分を、無線型モジュール３０の輪郭に沿って穿孔し、この穿孔箇所に無線型モジュール３０を嵌め込んで製造される。
無線型モジュール３０は、既製の無線型ＩＣタグを利用することも出来る。したがって、既製の無線型ＩＣタグから適切なものを選択することにより、多様なサービスを受けることが可能なハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を製造することが出来る。
また、近接磁界型モジュール２０の基板２１と、無線型モジュール３０の基板３１とを別個にせず、同一の基板に近接磁界型モジュール２０と無線型モジュール３０とを形成してもよい。
【００２４】
後述のリーダ／ライタとの送受信機能を良好に維持する観点から、ＩＣカードモジュール１０では、コイル２３とアンテナ３３との間隔をなるべく空けて相互干渉を抑制するように、近接磁界型モジュール２０および無線型モジュール３０を配置することが望ましい。
【００２５】
図３は、このＩＣカードモジュール１０を組み込んだハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を示す組み立て図である。
このハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、ＩＣカードモジュール１０の両面に、薄板５１Ａおよび５１Ｂを接着して製造される。薄板５１Ａおよび５１Ｂは、このＩＣカードモジュール１０と同一の長さおよび幅を有し、ＰＥＴ樹脂などの誘電体製である。
【００２６】
ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の外形は、典型的には、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０規格およびＪＩＳ Ｘ ６３０１規格に規定する寸法、すなわち、長さ８５ｍｍ，幅５４ｍｍ，厚さ０．７６ｍｍとなる。
ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、磁気カードや接触型ＩＣカードと異なり、利用時にリーダ／ライタに挿入する必要がなく、リーダ／ライタにかざせば利用できるため、必ずしも規格に拘らず、形状および寸法を自由に決定することが出来る。
また、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、その表面に接点を有しないため、その表面に自由に券面表記を印刷できることは言うまでもない。
【００２７】
図４は、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の構成を示すブロック図である。
このハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、近接磁界型モジュール２０と、無線型モジュール３０とを具備している。
【００２８】
近接磁界型モジュール２０は、ＩＣチップ２２と、並列共振回路を構成するコイル２３およびコンデンサ２４とを含んでいる。この並列共振回路は、ＩＣチップ２２に接続されている。
リーダ／ライタ７０Ａでは、動作時、送受信部７１Ａからコイル７３Ａへ高周波電流が送出され、コイル７３Ａは、リーダ／ライタ７０Ａの近傍に高周波磁界を発生している。利用時に、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を、リーダ／ライタ７０Ａへかざすと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のコイル２３と、リーダ／ライタ７０Ａのコイル７３Ａとが電磁的に結合し、電磁誘導が生じる。この電磁誘導により電力の送達が行われ、また、この電磁誘導による電流を変調することにより、コイル２３と、コイル７３Ａとの間で、データの送受が可能になる。
【００２９】
ＩＣチップ２２は、１チップ集積回路であって、送受信部６１Ａ，電力供給部６２Ａ，インタフェース部６３Ａ，バス６４Ａ，ＣＰＵ６５Ａ，ＲＡＭ６６Ａ，ＲＯＭ６７ＡおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ａを含んでいる。
【００３０】
送受信部６１Ａは、コイル２３から送られた高周波信号の一部を電力供給部６２Ａへ送出し、また、この高周波信号を復調した受信信号をインタフェース部６３Ａへ送出する。また、インタフェース部６３Ａからのデータ信号を変調して、コイル２３へ送出する。
【００３１】
電力供給部６２Ａは、この高周波信号から電力を取り出し、直流定電圧を、ＩＣチップ２２内の各部へ供給する。
【００３２】
インタフェース部６３Ａは、送受信部６１Ａと、バス６４Ａとのインタフェースを整合し、後述のマイクロコンピュータが、送受信部６１Ａを通じて外部と相互に通信可能にする。インタフェース部６３Ａは、バス６４Ａに接続されている。
【００３３】
バス６４Ａに接続されたＣＰＵ６５Ａ，ＲＡＭ６６Ａ，ＲＯＭ６７ＡおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ａで、マイクロコンピュータが構成されている。
ＣＰＵ６５Ａは、マイクロプロセッサであり、演算を行い、このマイクロコンピュータ全体を制御する機能を有する。ＣＰＵ６５Ａは、電力供給部６２Ａから電力が供給されると、ＲＯＭ６７Ａから制御プログラムを読み出してＲＡＭ６６Ａへロードし、実行する。この制御プログラムには、ＲＯＭ６６ＡおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ａに記憶されている情報を読み出してインタフェース部６３Ａへ送出し、また、インタフェース部６３Ａを通じて受信した情報をＥＥＰＲＯＭ６８Ａに書き込む機能が含まれている。この制御プログラムにはさらに、インタフェース部６３Ａを通じて送受されるデータを、暗号化，復号化する機能を備えるとよい。
【００３４】
ＲＡＭ６６Ａは、随時書き換え可能な揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの主記憶装置として機能する。
ＲＯＭは、書き換え不可能な不揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの制御プログラムが記憶されている。併せて、シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報を記憶しておいてもよい。
【００３５】
ＥＥＰＲＯＭ６８Ａは、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭ６８Ａの代わりにフラッシュメモリを用いてもよい。ＥＥＰＲＯＭ６８Ａには、カードの利用情報，シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報の記憶，そして、カードの利用情報，課金情報など、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の利用に伴って書き換える可能性がある情報のデータを記憶しておく。また、このマイクロコンピュータで利用可能なアプリケーションプログラムなどを記憶してもよい。
これらのデータは、ＣＰＵ６５Ａの制御によりＥＥＰＲＯＭ６８Ａから読み出され、インタフェース部６３Ａ，送受信部６１Ａおよびコイル２３を経由して、リーダ／ライタ７０Ａのコイル７３Ａを通して、送受信部７１Ａで復調され、リーダ／ライタ７０Ａの各部へ送信される。
【００３６】
また、リーダ／ライタ７０Ａからのデータは、送受信部７１Ａで変調され、コイル７３Ａを通して発信され、近接磁界型モジュール２０のコイル２３で受信されて、送受信部６１Ａで復調される。復調された信号のデータは、インタフェース部６３Ａおよびバス６４Ａを経由して、ＣＰＵ６５Ａの制御に基づき、ＥＥＰＲＯＭ６８Ａに書き込まれる。
【００３７】
無線型モジュール３０は、ＩＣチップ３２と、アンテナ３３とを含んでいる。このアンテナ３３は、ＩＣチップ３２に接続されている。
リーダ／ライタ７０Ｂでは、動作時、送受信部７１Ｂからアンテナ７３Ｂへ高周波電流が送出され、アンテナ７３Ｂから、電波が発射されている。利用時に、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０を、リーダ／ライタ７０Ｂへかざすと、リーダ／ライタ７０Ｂのアンテナ７３Ｂから発射された電波が、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のアンテナ３３で受波される。また、この電波により、電力の送達が行われ、また、アンテナ３３で受波された信号に応動して、後述のように、アンテナ３３から電波が発射され、アンテナ７３Ｂで受波される。このように、アンテナ３３と、アンテナ７３Ｂとの間で、データの送受が可能になる。
【００３８】
ＩＣチップ３２は、１チップ集積回路であって、送受信部６１Ｂ，電力供給部６２Ｂ，インタフェース部６３Ｂ，バス６４Ｂ，ＣＰＵ６５Ｂ，ＲＡＭ６６Ｂ，ＲＯＭ６７ＢおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ｂを含んでいる。
【００３９】
送受信部６１Ｂは、アンテナ３３から送られた高周波信号の一部を電力供給部６２Ｂへ送出し、また、この高周波信号を復調した受信信号をインタフェース部６３Ｂへ送出する。また、インタフェース部６３Ｂからのデータ信号を変調した高周波信号を、アンテナ３３へ送出する。
【００４０】
電力供給部６２Ｂは、この高周波信号から電力を取り出し、直流定電圧を、ＩＣチップ２２内の各部へ供給する。
【００４１】
インタフェース部６３Ｂは、送受信部６１Ｂと、バス６４Ｂとのインタフェースを整合し、後述のマイクロコンピュータが、送受信部６１Ｂを通じて外部と相互に通信可能にする。インタフェース部６３Ｂは、バス６４Ｂに接続されている。
【００４２】
バス６４Ｂに接続されたＣＰＵ６５Ｂ，ＲＡＭ６６Ｂ，ＲＯＭ６７ＢおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ｂで、マイクロコンピュータが構成されている。
ＣＰＵ６５Ｂは、マイクロプロセッサであり、演算を行い、このマイクロコンピュータ全体を制御する機能を有する。ＣＰＵ６５Ｂは、電力供給部６２Ｂから電力が供給されると、ＲＯＭ６７Ｂから制御プログラムを読み出してＲＡＭ６６Ｂへロードし、実行する。この制御プログラムには、ＲＯＭ６６ＢおよびＥＥＰＲＯＭ６８Ｂに記憶されている情報を読み出してインタフェース部６３Ｂへ送出し、また、インタフェース部６３Ｂを通じて受信した情報をＥＥＰＲＯＭ６８Ｂに書き込む機能が含まれている。この制御プログラムにはさらに、インタフェース部６３Ｂを通じて送受されるデータを、暗号化，復号化する機能を備えるとよい。
【００４３】
ＲＡＭ６６Ｂは、随時書き換え可能な揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの主記憶装置として機能する。
ＲＯＭ６７Ｂは、書き換え不可能な不揮発性メモリであり、このマイクロコンピュータの制御プログラムが記憶されている。併せて、シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報を記憶しておいてもよい。
【００４４】
ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂは、書き換え可能な不揮発性メモリである。ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂの代わりにフラッシュメモリを用いてもよい。ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂには、カードの利用情報，シリアル番号などの個々のハイブリッド型非接触ＩＣカード５０固有の識別情報の記憶，そして、カードの利用情報，課金情報など、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の利用に伴って書き換える可能性がある情報のデータを記憶しておく。また、このマイクロコンピュータで利用可能なアプリケーションプログラムなどを記憶してもよい。
これらのデータは、ＣＰＵ６５Ｂの制御によりＥＥＰＲＯＭ６８Ｂから読み出され、インタフェース部６３Ｂ，送受信部６１Ｂおよびアンテナ３３を経由して、リーダ／ライタ７０Ｂのアンテナ７３Ｂを通して、送受信部７１Ｂで復調され、リーダ／ライタ７０Ｂの各部へ送信される。
【００４５】
また、リーダ／ライタ７０Ｂからのデータは、送受信部７１Ｂで変調され、アンテナ７３Ｂを通して発信され、無線型モジュール３０のアンテナ３３で受信されて、送受信部６１Ｂで復調される。復調された信号のデータは、インタフェース部６３Ｂおよびバス６４Ｂを経由して、ＣＰＵ６５Ｂの制御に基づき、ＥＥＰＲＯＭ６８Ｂに書き込まれる。
【００４６】
図５は、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０の近接磁界方式による使用状況を示す説明図である。
リーダ／ライタ７０Ａには、図示しないコイルが内蔵されていて、その近傍に磁束を発生する。このことにより、リーダ／ライタ７０Ａのコイルと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０のコイル２３との間で相互誘導が生起し、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間で、データ交換がなされる。
【００４７】
例えば、この通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１０５３６規格に規定する方式であり、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、２ｍｍ程度以下で、搬送波周波数は４．９１ＭＨｚである。また例えば、この通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に規定する方式であり、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、１０ｃｍ程度以下で、搬送波周波数は１３．５６ＭＨｚである。また例えば、この通信方式は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３規格に規定する方式であり、リーダ／ライタ７０Ａと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、１ｍ程度以下で、搬送波周波数は１３５ｋＨｚである。
【００４８】
図６は、ハイブリッド型非接触ＩＣカードの無線方式による使用状況を示す説明図である。
前述のリーダ／ライタ７０Ｂのアンテナ７３Ｂは、例えば、１６素子パッチアンテナアレイなどの指向性アンテナであり、アンテナ７３Ｂの放射面７３Ｒに垂直な方向へ電波を発射する。そして電波を受信したハイブリッド型非接触ＩＣカード５０からも電波が発射され、アンテナ７３Ｂで受信される。こうして、リーダ／ライタ７０Ｂと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間で、データ交換がなされる。
【００４９】
例えば、この通信方式では、リーダ／ライタ７０Ｂと、ハイブリッド型非接触ＩＣカード５０との間の距離は、数ｍ程度以下で、搬送波周波数は２．４５ＧＨｚや５．６ＧＨｚなどのＳＨＦ帯、または、４３３．９２ＭＨｚなどのＵＨＦ帯を使用する。
【００５０】
−比較例−
図７は、比較例のハイブリッド型ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
このＩＣカードモジュール４５は、近接磁界型モジュール２０と、接触型モジュール４０とを具備している。
【００５１】
近接磁界型モジュール２０は、本発明の一実施形態に係る近接磁界型モジュール２０と同様である。
ただし、コンデンサ２４は、刻印領域４４を確保するため、基板２１の端部に偏って形成されている。刻印領域４４は、このハイブリッド型ＩＣカードをクレジットカードまたはキャッシュカードなどとして使用するために、文字や符号をエンボス加工により刻印するために確保すべき領域である。このため、刻印領域４４には、電気回路を形成することが出来ない。
【００５２】
接触型モジュール４０は、接点部４３と、ＩＣチップ４２とを具備する。
接点部４３は、ＩＣカードモジュール４５に接着される後述の薄板表面において、接点が形成される箇所を示す。この接点は、金めっきされた複数の接点からなり、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格を満たす形状である。接点部４３の各接点は、図示しない配線により、接点部４３下に埋め込まれたＩＣチップ４２へ接続されている。
ＩＣチップ４２は、１チップＩＣであり、記憶機能，演算機能，送受信機能を有する。
【００５３】
比較例のハイブリッド型ＩＣカードは、このＩＣカードモジュール４５の上下面に、ＰＥＴ樹脂などの誘電体の薄板を接着して製造される。
【００５４】
この比較例のハイブリッド型ＩＣカードは、接触方式で利用するときは、図示しないリーダ／ライタに挿入しなければならない。また、利用時に、接触型モジュール４０は、接点部４３を、リーダ／ライタの接点と導通させなければならないので、接点部４３の汚損や摩耗により接触不良が起こりやすく、正常に使用できないことがある。
【００５５】
しかしながら、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、接触型モジュールを備えず、非接触方式でのみ利用するので、接点部の汚損や摩耗による接触不良が起こらず、信頼性が高い。
また、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカード５０は、近接磁界型モジュール２０および無線型モジュール３０を備え、近接磁界方式および無線方式のいずれでも利用することが出来る。
【００５６】
【発明の効果】
本発明のハイブリッド型非接触ＩＣカードによれば、接点部の汚損や摩耗による接触不良が起こらず、信頼性を高めることが出来る。
また、本発明のハイブリッド型非接触ＩＣカードによれば、近接磁界型モジュールおよび無線型モジュールを備えるので、近接磁界方式および無線方式のいずれでも利用することが出来、利用者の利便性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド型非接触ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
【図２】ハイブリッド型非接触ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す組み立て図である。
【図３】ＩＣカードモジュールを組み込んだハイブリッド型非接触ＩＣカードを示す組み立て図である。
【図４】ハイブリッド型非接触ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図５】ハイブリッド型非接触ＩＣカードの近接磁界方式による使用状況を示す説明図である。
【図６】ハイブリッド型非接触ＩＣカードの無線方式による使用状況を示す説明図である。
【図７】比較例のハイブリッド型ＩＣカードのＩＣカードモジュールを示す構成図である。
【符号の説明】
１０，４５ ＩＣカードモジュール
２０ 近接磁界型モジュール
２１，３１ 基板
２２，３２，４２ ＩＣチップ
２３，７３Ａ コイル
２４ コンデンサ
３０ 無線型モジュール
３３，７３Ｂ アンテナ
４０ 接触型モジュール
４３ 接点部
５０ ハイブリッド型非接触ＩＣカード
５１Ａ，５１Ｂ 薄板
６１Ａ，６２Ｂ，７１Ａ，７１Ｂ 送受信部
６２Ａ，６２Ｂ 電力供給部
６３Ａ，６３Ｂ インタフェース部
６５Ａ，６５Ｂ ＣＰＵ
６６Ａ，６６Ｂ ＲＡＭ
６７Ａ，６７Ｂ ＲＯＭ
６８Ａ，６８Ｂ ＥＥＰＲＯＭ
７０Ａ，７０Ｂ リーダ／ライタ
Claims (6)
- データ記憶機能を有する第１のＩＣチップおよび高周波磁界を受けるコイルを含み該コイルを通じてデータを送受可能な近接磁界型モジュールと、データ記憶機能を有する第２のＩＣチップおよび電波を送受するアンテナを含み該アンテナを通じてデータを送受可能な無線型モジュールとをカード状の板材に内蔵し、近接磁界方式および無線方式で使用可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカード。
- 請求項１に記載のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記コイルと前記アンテナとは、相互干渉を生じないように配置したことを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカード。
- 請求項１に記載のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記無線型モジュールは、前記コイルに囲まれた位置に配置したことを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカード。
- 請求項１に記載のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記アンテナは、折返しダイポールアンテナであることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカード。
- 請求項１に記載のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記近接磁界型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカード。
- 請求項１に記載のハイブリッド型非接触ＩＣカードにおいて、前記無線型モジュールは、複数のリーダ／ライタと通信可能であることを特徴とするハイブリッド型非接触ＩＣカード。
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