JP2005234838A

JP2005234838A - Ｕｉｍアダプタ

Info

Publication number: JP2005234838A
Application number: JP2004042294A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Suzuki; 直久鈴木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】ＵＳＢコネクタを他の装置と接続中には、シャッターピン１３が閉じていて、ＵＩＭが脱け落ちしないようにされているため、誤動作や悪用を防止できるＵＩＭアダプタを提供する。
【解決手段】本発明のＵＩＭアダプタ１は、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触、であるか、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３接触とＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備えるＵＩＭ２を着脱可能に装着し、ＵＳＢコネクタ２０、を有しているＵＩＭアダプタ１において、ＵＩＭ装着時において、ＵＳＢコネクタ２０を他の装置のＵＳＢソケット接続時には、ソレノイドからなるＵＩＭを固定するシャッターピン１３が閉じていて、ＵＩＭ２が脱け落ちしないようにされていることを特徴とする。ＵＩＭアダプタ２は、液晶ディスプレイをさらに備えていてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＩＭを着脱可能に装着し、ＵＳＢコネクタを有して外部機器とデータ授受が可能なＵＩＭアダプタに関するが、特には、シャッターピンを備え、ＵＳＢコネクタ接続中には装着したＵＩＭの脱け落ちまたは抜き取りを防止したＵＩＭアダプタに関する。このようなＵＩＭアダプタは、第１に、ＵＳＢコネクタを介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のアクセス権限認証用途に使用でき、第２に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のアクセス権限認証用途に使用でき、第３に、非接触通信機能を備えれば、各種施設の入場券や交通機関等の定期券や乗車券、非接触ゲート管理や非接触ショッピング等の決済取引に適用できる。したがって、本発明の関連する技術分野は、ＵＩＭアダプタの製造や利用分野に関する。

近年、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定される接触や、さらに、ＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備えるＩＣカードが実用されている。
また一方、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）接触とのデュアルインターフェースＩＣカードが開発されている（特許文献１）。ＵＳＢインターフェースを持つＩＣカードは、ＰＣなどのＵＳＢ対応機器との接続を容易にし、社員証カードなどでネットワークアクセス用ＩＤカードとして注目されはじめている。

他方、携帯電話機には小型のＳＩＭやＵＩＭ、ＵＳＩＭカードと呼ばれるセキュリティＩＤモジュールが組み込まれてきている。日本でも最新の携帯電話機に組み込まれて既に実用化されている。
ＵＩＭ（ＵｓｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙＭｏｄｕｌｅ）は、携帯電話会社が発行する契約者情報を記録した小型のＩＣカードであって、携帯電話機に組み込んで利用者の識別に使用する。

これは同様の機能を持つＳＩＭ（ＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＩｄｅｎｔｕｔｙＭｏｄｕｌｅ）から機能拡張が行われたもので、契約者情報以外に電話帳などのプライベート情報やクレジット決済用の個人識別情報などを暗号化して登録することが可能となっている。ＳＩＭをベースにしていることからＵＳＩＭ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳＩＭ）と呼ばれることもある。ＳＩＭはＧＳＭ携帯電話サービスの利用を目的とするが、ＵＩＭは、例えば、アメリカのｃｄｍａ２０００携帯電話機に差し込んで国際ローミングサービスを受けるといった使用方法が考えられている。

ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触とＵＳＢ接触とのデュアルインターフェースのＩＣカードは特許文献１に提案されている。また、本願出願人は、先に、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触と、ＩＳＯ１４４４３非接触のインターフェースを備えるＳＩＭホルダーを、特許文献２、特許文献３において提案している。また、特許文献４、特許文献５においては、液晶表示付きＳＩＭリーダライタについて提案している。

特表２００２−５２５７２０号公報特願２００２−２８４８２５号特願２００２−３０００７２号特願２００３−０４６６５６号特願２００３−０４６６５７号

たとえば、特許文献２のＳＩＭホルダーは、図６の外観と回路構成を有するものである。図６（Ａ）は表面斜透視図、図６（Ｂ）はＳＩＭを装着した状態の平面透視図である。ＳＩＭホルダー１は、ＵＳＢコネクタ２０の挿入方向とＳＩＭ２の挿入方向が直線状に構成されていて、右端の挿入口１５から挿入されたＳＩＭ２は、コンタクト端子板１２の下面側に入って固定されるようになっている。
ＳＩＭホルダー１は、アンテナコイル１１を有していて、その両端は、コンタクト端子板１２のＣ４，Ｃ８端子を介してＳＩＭ２に接続するようにされている。これにより、ＳＩＭ２がアンテナコイルを持たない場合でも、ＳＩＭホルダー１のアンテナコイル１１により、非接触通信が可能となる。
ＳＩＭのデータは、コンタクト端子板１２およびＩ／Ｆ変換ＩＣ１０を介し、ＵＳＢコネクタ２０によりパソコン（ＰＣ）等に送信される。

ところで、このようなＳＩＭホルダーはＵＳＢコネクタ２０がＰＣ等に接続中において、装着したＳＩＭが脱け落ちしたり、あるいは取り外したりすることが可能である。
ＰＣ等に接続中の起動状態において、着脱が行われるとＳＩＭに電気的な衝撃が加わり、信号線のバスにノイズが生じるので、ＳＩＭ自体を破損したりＳＩＭやＳＩＭホルダーのＩＣチップが暴走する等の問題が生じる。
そこで、少なくともＵＳＢコネクタ２０がＰＣ等に接続中は、ＳＩＭが脱け落ちしないように、シャッターピン等を設けることが必要になる。
シャッターピンやその他のロック機構によるＩＣカードの固定方法について先行技術を見ると、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、等がある。

特許文献６は、「ＩＣカードコネクターのロック機構」に関するが、ロックピンとＩＣカード裏面の案内通路によりＩＣカードを固定するものである。このものは、ＩＣカード裏面に特別な案内通路を形成しなければならない問題を生じる。
特許文献７は、「ＩＣカードロック機構」に関するが、ＩＣカード挿入口部分に特別構造のロックレバーを設ける必要があり構造的な弱さが問題になる。また、ＩＣカードの厚みに比較して、挿入口をかなり厚くしなければならない問題がある。
特許文献８は、「カードロック機構」に関するが、複雑なロック構造を設ける必要があり、コンパクトな形状が必要とされるＵＩＭアダプタには不適当と考えられる。
特許文献９は、「ＩＣカードスロットのロック機構及び該ロック機構を備えた携帯機器」に関するが、ロック機構の操作は手動によるものであり、手動操作を失念することによるＩＣカードの脱落は防止し難い。

実開昭６３−１２２８６４号公報実開平４−１２０１５３号公報特開平１１−５３４８６号公報特開２００３−４４７９３号公報

従来のＩＣカードのロック機構は、機械的な構造によるものが多く、使用中に部品が破損したり磨耗し不具合を生じることが多い。また、複雑なロック機構をＵＩＭアダプタのような小さな装置に組み込むことには困難性を伴う。
そこで、本願発明者は、ＵＳＢコネクタ接続中において、ＳＩＭを意図的に取り外したり、あるいは何らかの原因で脱け落ちしないシャッターピン構造を研究し本発明の完成に至ったものである。

なお、本願明細書においては、以降および特許請求の範囲において、最近、使用されることの多くなってきた、ＵＩＭを用語として用いているが、ＳＩＭと実質的な機能は同等であり、ＵＩＭとは、ＳＩＭやＵＳＩＭを含む小型ＩＣカードを総称するものとする。
また、ＵＩＭアダプタとは、ＵＩＭを装着して接触や非接触の通信機能等を実現する装置であって、前記、ＳＩＭホルダーまたはＳＩＭリーダライタと当該機能においては同一の装置のことである。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触、ＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備えるＵＩＭを着脱可能に装着し、ＵＳＢコネクタ、を有しているＵＩＭアダプタにおいて、ＵＩＭ装着時であって、当該ＵＳＢコネクタを他の装置のＵＳＢソケット接続時には、ソレノイドからなるＵＩＭを固定するシャッターピンが閉じていて、ＵＩＭが脱け落ちしないようにされていることを特徴とするＵＩＭアダプタ、にある。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触インターフェースを備えるＵＩＭを着脱可能に装着し、ＵＳＢコネクタ、を有しているＵＩＭアダプタにおいて、ＵＩＭ装着時であって、当該ＵＳＢコネクタを他の装置のＵＳＢソケット接続時には、ソレノイドからなるＵＩＭを固定するシャッターピンが閉じていて、ＵＩＭが脱け落ちしないようにされていることを特徴とするＵＩＭアダプタ、にある。

本発明のＵＩＭアダプタは、ＵＳＢコネクタ接続中においては、シャッターピンが閉じているので、ＵＩＭを意図的に取り外しすることができず、あるいは何らかの原因で脱け落ちしないので、ＵＩＭの破損や交信の信頼性を確保できる。また、ＵＩＭを故意に抜き取るような悪用を防止できる。また、シャッターピンはソレノイドからなるので、機構的に複雑にならず、不具合を生じることが少ない。

本発明のＵＩＭアダプタについて図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＵＩＭアダプタの構成を示す図、図２は、ＵＩＭアダプタの回路構成例を示す図、図３は、ＵＩＭアダプタの他の例を示す図、図４は、ＵＩＭアダプタの充放電回路例を示す図、図５は、ＵＩＭを示す図、である。

図１は、本発明のＵＩＭアダプタの構成を示す図であって、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図であってＰＣ等と非接続時、図１（Ｃ）は、同ＰＣ等と接続時、の状態を示している。
ＵＩＭアダプタ１を上面から透視した状態は、図１（Ａ）のようになる。この場合は、ＵＩＭ２が装着されているが、ＵＳＢコネクタ２０はＰＣ等に非接続時の状態である。
ＵＩＭアダプタ１の上蓋表面には、ＵＩＭ装着用スライド５とＵＩＭ取り外し用スライド６が、長円形状等に開口していて、シャープペンの先端等でＵＩＭ２を押し込んだり、あるいは押し出しすることができるようにされている。
ＵＩＭ２は図上右側の挿入口１５から挿入され、その接触端子板が、回路基板１４上に保持されるアダプタ端子板１２と接触して固定するようにされている。本発明のＵＩＭアダプタ１の特徴は、シャッターピン１３を有し、ＵＩＭ２がＰＣ等に接続時は抜き取りできないようにされている点にある。

図１（Ｂ）のように、ＵＳＢコネクタ２０が、パソコン３０Ｐ等のＵＳＢポートに接続していない場合は、シャッターピン１３が突出していない状態にあって、当該状態の場合は、ＵＩＭ取り外し用スライド６からＵＩＭ２を押し出して抜き取りできる。
しかし、図１（Ｃ）のように、ＵＳＢコネクタ２０が、パソコン３０Ｐ等のＵＳＢポートに接続している場合は、シャッターピン１３が突出しているので、ＵＩＭ取り外し用スライド６からシャープペンの先端等を用いて押し出ししてもＵＩＭ２を取り出すことができない。

図２は、ＵＩＭアダプタの回路構成例を示す図である。ＵＩＭアダプタ１は、ＵＩＭアダプタ１を制御する制御用ＩＣチップ３を有している。制御用ＩＣチップ３は、ＣＰＵとメモリを有するとともに、この例ではＩＳＯ７８１６ドライバ３１と液晶ディスプレイ駆動用の液晶ドライバ３２を有している。ただし、これらの全てが一体にＩＣチップ化されているものには限られない。
ＵＩＭ２の信号は、ＵＩＭアダプタ端子板１２とリレー８を介して制御用ＩＣチップ３に接続する。ＵＳＢポート３０からの信号（Ｄ＋，Ｄ−）は、ＵＳＢ／ＩＳＯ７８１６変換ＩＣ１０とリレー８を介して制御用ＩＣチップ３に伝達される。

ＵＩＭ２は矢印Ｙのように、挿入口から着脱可能にされているが、ＵＩＭ２の挿入口側に、ソレノイド２５が設けられていて、そのプランジャー２５ｐがシャッターピン１３の役割をしている。図２においては、シャッターピン１３がＵＩＭ２の平面に平行に突出するように図示されているが、図示の都合によるもので、実際にはＵＩＭ２の平面に直交して突出するものである。従って、突出量は、１．０ｍｍもあれば十分である。

図２の回路構成例では、ＵＳＢバスパワーによりバッテリ７が充電されるようになっているが、ソレノイド２５もＵＳＢバスパワーにより駆動するのが好ましい。ＵＳＢバスパワーが供給されている限り、シャッターピン１３が突出しているのが好都合だからである。すなわち、ＵＩＭアダプタ１がパソコン等のＵＳＢポート３０に接続している場合は、バスパワーが供給されるので、ソレノイド２５が動作してプランジャー２５ｐがｐ１の方向に突出する。この状態では、プランジャー２５ｐがシャッターピン１３の働きをするので、ＵＩＭを抜き取りすることができない。一方、ＵＳＢコネクタが抜かれている場合は、電源がオフされるので、プランジャー２５ｐはｐ０方向に引っ込み、ＵＩＭ２の押し込みや抜き取りが自由になる。

図３は、ＵＩＭアダプタの他の例であって、図３（Ａ）は、上面斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
本発明のＵＩＭアダプタは、このように液晶ディスプレイ４を備えていてもよく、この場合も、ＵＳＢコネクタ２０とは反対側にＵＩＭ挿入口１５を有する。
図３の場合は、ＵＩＭ２の接触端子板２２が上面にあるので、ＵＩＭアダプタ１の接触端子板は液晶ディスプレイ４の下面に設けて上側から接触端子板２２に接触するようにする。なお、符号４１，４２は液晶ディスプレイ４の表示選択や動作決定のためのボタン、ＬＥＤ表示２４は、バッテリ充電の有無確認用、符号１７は、ひも通し穴である。
このような液晶ディスプレイ付きＵＩＭアダプタの構成は、前記した特許文献４または特許文献５に詳細に記載されている。

ＵＩＭアダプタ１は、ポリカーボネートやポリプロピレン、アクリル樹脂等の射出成形により上蓋部１８と下側ケース部１９を形成し、その下側ケース部等が形成する空間内部に接触端子板１２や回路基板１４、アンテナコイル１１を内蔵させることができる。
上蓋部１８のＵＩＭ挿入口１５側と、ＵＩＭ２の停止端部までは薄肉に成形してＵＩＭを挿入して固定できるようにするのが好ましい。また、ＵＩＭ２の停止位置では、ＵＩＭ２部分を透明にしてＵＩＭ２の顔写真が透視できるようにすることもできる。その他の部分は半透明や着色状態であってよい。

図４は、ＵＩＭアダプタの充放電回路例を示す図である。
ＵＳＢコネクタ２０は、電力ピン（Ｖｂｕｓ）２６、アースピン２４を備えている。アースピン２４は、回路基板等（図示せず）に接地される。電力ピン２３からの電力供給線は、バス電力供給時のＵＳＢ規格を満足させるためのパワーマネージャー１０２と、バッテリ７の充電条件を満足させるためのバッテリチャージャ１０１に接続されている。

ＵＳＢコネクタ２０をパソコンなどのＵＳＢ端子に接続すると、ＵＳＢパワーマネージャー１０２は、電力ピン２３の電位を検知し、Ｐ型ＦＥＴ１０４のソース・ドレイン間を電気的に切り離す。これによって、電力ピン２３からの電力は、バッテリチャージャ１０１を経由してバッテリ７を充電し、また一方では、ＵＳＢパワーマネージャー１０２からＤＣ／ＤＣコンバータ１０３を介して制御用ＩＣチップ３、液晶ディスプレイ４、その他システム負荷１００へ供給される。

近年の低消費電力化の流れに沿って、部品は低駆動電圧化がされているため、ＵＳＢの供給電位規格である５Ｖでは電圧が高いため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０３を介してシステム電源として３．３Ｖに降圧して使用するのが適当である。
ソレノイド２５は、ＵＳＢバスパワーに直接接続するのが好ましい。バッテリ電源を使用する場合は、ＵＳＢコネクタを抜き取ってもシャッターピン１３が突出した状態となるからである。

ソレノイドとは、電気エネルギーを機械的な直線運動に変換させる電磁機能部品のことをいう。通常、固定鉄芯と励磁コイルからなる励磁体の中心に可動鉄芯が納められていて、電気エネルギー付与により可動鉄芯（プランジャー２５ｐ）が付動して所定ストローク長突出する。電気をオフすれば可動鉄芯が引き込み元の状態に戻るようにされている。
ＵＩＭの厚みは、後述するように０．７６ｍｍ程度であるので、ストロークは前記のように、１．０ｍｍもあれば十分であり、０．５ｍｍ程度であってもよい。

図５は、ＵＩＭ２を示す図である。図５（Ａ）は、接触端子板面側、図５（Ｂ）は、その背面側である。本発明に使用するＵＩＭ２は、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触型であるか、接触に加えてＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備える接触、非接触両用型ものである。ＵＩＭ２の接触端子板背面には、接触型あるいは接触・非接触デュアルモードのＩＣモジュールが装着されている。

ＵＩＭ２の形状は、ＧＳＭ（ＧｌｏｖａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）および３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｃｔ）で規定するもので、図５（Ａ）のように、長辺Ｌ１が２５ｍｍ、短辺Ｌ２が１５ｍｍの基板からなるものである。厚みは、０．７６ｍｍの均一な薄板状のものである。接触端子板２２とは反対側の背面には、顔写真２１や、ネームプリント２８、番号プリント２９を設けることができる。切り欠き部２３は、携帯電話機等に装着した場合の位置整合を目的とするものである。

本発明のＵＩＭアダプタの構成を示す図である。ＵＩＭアダプタの回路構成例を示す図である。ＵＩＭアダプタの他の例を示す図である。ＵＩＭアダプタの充放電回路例を示す図である。ＵＩＭを示す図である。従来のＳＩＭホルダーの外観および回路構成を示す図である。

符号の説明

１ＵＩＭアダプタ、ＳＩＭホルダー
２ＵＩＭ、ＳＩＭ
３制御用ＩＣチップ
４液晶ディスプレイ
５ＵＩＭ装着用スライド
６ＵＩＭ取り外し用スライド
７バッテリ
１０ＵＳＢ／ＩＳＯ７８１６変換ＩＣ、Ｉ／Ｆ変換ＩＣ
１１アンテナコイル
１２接触端子板、コンタクト端子板、アダプタ端子板
１３シャッターピン
１４回路基板
１５挿入口
１６ＵＩＭ取り出しスライド
１８上蓋部
１９下側ケース部
２０ＵＳＢコネクタ
２１顔写真
２２ＵＩＭ接触端子板
２３切り欠き部
２４ＬＥＤ表示
２５ソレノイド

Claims

ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触、ＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備えるＵＩＭを着脱可能に装着し、ＵＳＢコネクタ、を有しているＵＩＭアダプタにおいて、ＵＩＭ装着時であって、当該ＵＳＢコネクタを他の装置のＵＳＢソケット接続時には、ソレノイドからなるＵＩＭを固定するシャッターピンが閉じていて、ＵＩＭが脱け落ちしないようにされていることを特徴とするＵＩＭアダプタ。
ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触インターフェースを備えるＵＩＭを着脱可能に装着し、ＵＳＢコネクタ、を有しているＵＩＭアダプタにおいて、ＵＩＭ装着時であって、当該ＵＳＢコネクタを他の装置のＵＳＢソケット接続時には、ソレノイドからなるＵＩＭを固定するシャッターピンが閉じていて、ＵＩＭが脱け落ちしないようにされていることを特徴とするＵＩＭアダプタ。
液晶ディスプレイを、さらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＵＩＭアダプタ。