JP2006235687A - 携帯情報端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源の電力を効率的に利用することで、より長い時間の駆動を可能とした携帯情報端末を提供する。
【解決手段】 中央演算装置１０と、中央演算装置１０に接続される電源とを有する携帯情報端末１である。電源１５と中央演算装置１０との間には、外部からの入力により中央演算装置１０に電力供給をする外部制御系２０と、中央演算装置１０が制御することで、中央演算装置１０に電力供給をする自己制御系２１と、が並列に接続されている。外部制御系２０には、機械式スイッチＭＳが設けられ、自己制御系２１には、中央演算装置１０が制御することで、機械式スイッチＭＳがＯＮ状態になるとＯＮ状態となり、機械式スイッチＭＳがＯＦＦ状態になると、所定処理がなされた後にＯＦＦ状態となるトランジスタ式スイッチＴＳが設けられる。中央演算装置１０には、電源１５から電力供給をされる間に電荷を蓄積する容量Ｃが、並列に接続されてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＩＣカードなどの携帯情報端末に関する。

近年、セキュリティ性を向上させる目的等から携帯情報端末に、個人認証機能を搭載したものが知られている。このような個人認証機能としては、例えばＩＣカード（携帯情報端末）上にスイッチにより駆動する指紋センサを設けることで、利用者の指紋情報を取得し、ＩＣカードの利用者を認証するものがある（例えば、特許文献１参照）。
ところで、このような携帯情報端末は、端末上に設けられたバッテリ等によって駆動するため、消費電力が限られている。よって、携帯情報端末におけるバッテリの消費を効率的に行うことで、携帯情報端末が駆動できる時間を延ばすことが望まれている。
そこで、指紋センサに指検出スイッチを設け、指紋センサに指を置いている間のみ携帯情報端末を動作させることで、バッテリの電力を効率的に利用する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
ところで、バッテリの消費を軽減する他の方法として、指紋センサを覆う蓋を設け、この蓋が開閉することで指紋センサを駆動し、例えば蓋を閉めた際は、指紋センサが省電力状態となりバッテリの電力を効率的に利用した指紋検出装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２０００−７６４２１号公報 特開２００２−２０７５２５号公報 特開２００４−２１４７１号公報

前述したＩＣカード（携帯情報端末）は、特に小型で薄いものであるので、ＩＣカード上に実装できるバッテリ（電源）の容量は限られている。
しかしながら、特許文献１のＩＣカードは、スイッチがＯＮの状態で常に指紋センサが駆動しているため、短時間でバッテリを消耗し、指紋センサが使用できなくなってしまう。また、特許文献２の携帯情報端末は、指紋センサによる指紋を認識後、携帯情報端末が駆動している間、指紋センサが動作し続けている。よって、この携帯情報端末をバッテリ容量の小さいＩＣカードとした場合、バッテリが短時間で消耗し、指紋センサが使用できない。
そして、特許文献３の蓋をＩＣカード上に設けることは構造上困難であり、バッテリ容量の少ないＩＣカードは、待機電力によってもバッテリが消耗してしまうおそれがある。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電源の電力を効率的に利用することで、より長い時間の駆動を可能とした携帯情報端末を提供することにある。

本発明の携帯情報端末は中央演算装置と、この中央演算装置に接続されて中央演算装置を駆動する電源とを有する携帯情報端末に関する。電源と中央演算装置との間には、外部からの入力により中央演算装置に電源から電力供給をする外部制御系回路と、中央演算装置が制御することで電源から中央演算装置に電力供給をする自己制御系回路とが並列に接続されている。外部制御系回路は、外部からの入力によりＯＮ／ＯＦＦを切り替える機械式スイッチを含み、又、自己制御系回路は、中央演算装置がＯＮ／ＯＦＦ制御するトランジスタ式スイッチを含む事を特徴とする。
本発明の携帯情報情報端末は、それが未使用状態では機械式スイッチもトランジスタ式スイッチも共にＯＦＦ状態に有り、中央演算装置への電力を供給していない。更に本発明の携帯情報端末では携帯情報端末の処理を司る電子処理回路を備え、この電子処理回路への電力供給を中央演算装置が制御している。従って未使用期間中は中央演算処理装置にも電子処理回路にも電力供給はなされず、省電力性に優れている。この携帯情報端末を使用状態にするには機械式スイッチを押圧する。機械式スイッチを押圧すると、その期間中のみ機械式スイッチはＯＮ状態となり、押圧期間中は機械式スイッチが中央演算装置に電力を供給する。こうして機械式スイッチがＯＮとなり中央演算装置に電力を供給し始めると、中央演算装置は直ちにトランジスタ式スイッチをＯＮとする指令を自己制御系回路に発する。自己制御系回路内のトランジスタ式スイッチは、少なくとも中央演算装置がＯＮの命令を出している期間中は常にＯＮ状態に在り、その期間は中央演算装置に電力を供給する。こうして機械式スイッチがＯＮ状態にある期間中に、中央演算装置は自己制御系回路のトランジスタ式スイッチをＯＮ状態とし、自分自身への電力供給を確保する。換言すれば、機械式スイッチがＯＮとなって中央演算装置に電力を供給した後で、機械式スイッチがＯＦＦとされた際でも、中央演算装置はトランジスタ式スイッチのＯＮ/ＯＦＦを独自に制御する。外部制御系回路の機械式スイッチがＯＦＦとされても中央演算装置はそれにより電源供給を絶たれる事はなく、自己判断にて電力供給の有無を自己制御系回路を用いて定めるのである。中央演算装置は携帯情報端末が所定の処理を終了したと判断し、電源の切断を定めた後に、トランジスタ式スイッチをＯＦＦ状態とする指令を自己制御系回路に発するのである。
一方、自己制御系回路の正電源と負電源との間には中央演算装置と容量とが並列に設けられている。この容量は電源が外部制御系回路乃至は自己制御系回路を通じて中央演算装置に電力を供給している間に電荷を蓄積する。中央演算処理装置が自己制御系回路に電源遮断の命令を出してトランジスタ式スイッチがＯＦＦ状態に移行し始めると、この容量に蓄積された電荷が中央演算処理装置に供給され、中央演算処理装置の正常動作を保証する。トランジスタ式スイッチがＯＦＦ状態になって電源からの電力供給が弱まっても、中央演算処理装置は容量からの電力供給でトランジスタ式スイッチを完全にＯＦＦ状態にする指令を完遂出来るのである。容量はトランジスタ式スイッチが完全にＯＦＦ状態になっても中央演算処理装置が自己制御系回路に電源遮断の命令を出し続けるだけの電力を蓄えている必要がある。容量に蓄積された電荷を中央演算装置が使い果たすと、中央演算装置は完全に電力供給を断たれるので休止状態に入り、次に外部制御系回路から機械式スイッチがＯＮとなって電力供給を受けるまで、活動を完全に停止する。こうすると、機械式スイッチをＯＮ状態にせず携帯情報端末を使用しない場合には、中央演算装置へ電力は供給されず、待機電力等による携帯情報端末の電力消費を抑える事が出来る。携帯情報端末の電源を効率的に利用する事が可能になるのである。更に、携帯情報端末自身が中央演算装置への電力供給を止めるので、使用者が携帯情報端末の電源を切り忘れる事に依る電力の浪費を防止出来る。又、本発明の携帯情報端末は、機械式スイッチが押圧時のみＯＮ状態となり、機械式スイッチを押すのを止めると自動的にＯＦＦ状態となる機械式スイッチを備えているのが好ましい。こうすれば機械式スイッチを指で押すだけでＯＮ状態となり、指を離した後は、前述したように携帯情報端末への電力供給が自動的に終了するので、操作性の高い携帯情報端末となるからである。
本発明の携帯情報端末はその処理を司る電子処理回路を内蔵する。中央演算装置は携帯情報端末が所定の処理を終了したと判断した後に、まず電子処理回路への電力供給を停止し、電子処理回路を止めた後に、トランジスタ式スイッチをＯＦＦ状態とする指令を自己制御系回路に発する。更に本願発明の携帯情報端末が中央演算装置により電力供給が制御される個人認証機能を備える場合には、その個人認証機能は中央演算装置の指令を受けて個人認証情報を採取する。個人認証機能の動作非動作は中央演算装置が必要に応じて定め、動作期間中のみ中央演算装置を介して電源より電力が供給される。携帯情報装置がその処理を終了させる際には、電子処理回路と同様に個人認証機能への電力供給が停止された後に中央演算装置は自身への電力供給を停止する指令を自己制御系回路に発する。電子処理回路や個人認証機能はそれらの役割を終えた後に中央演算装置に依り電力供給を停止されるので、安全に機能を終了させる事になり、携帯情報端末の故障を最小限に押さえられる。個人認証機能としては、例えば指紋センサを用いる。これらの機能付加に依り携帯情報端末のセキュリティ性を向上させ得る。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で参照する各図面においては、図面を見易くするために、各構成要素の寸法等を適宜変更して表示している。
なお、携帯情報端末としては、例えば携帯電話、ＰＤＡ等もあるが、実施形態では本発明をＩＣカード（携帯情報端末）に適応した場合について説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は第１の実施形態におけるＩＣカード（携帯情報端末）の内部構成の概略を示す平面図である。図１（ａ）中符号１は、本実施形態のＩＣカードである。図１（ａ）に示すように、ＩＣカード１は、カード基板１ａと、演算処理を行うためのＣＰＵ（中央演算装置）１０と、このＣＰＵ１０に接続されＣＰＵ１０を駆動するためのバッテリとなる電源１５と、前記ＣＰＵ１０によって制御されるＩＣ部１１と、外部からの入力によりＯＮ／ＯＦＦが切り替わる押しボタン形状からなるμスイッチ（機械式スイッチ）ＭＳと、を備えたものである。前記μスイッチＭＳとしては、押圧時のみＯＮ状態となり、指を離すことでＯＦＦ状態となる機械式スイッチが用いられている。

また、図１（ｂ）は、本実施形態におけるＩＣカード１における模式的な回路図である。
図１（ｂ）に示すように、前記電源１５と前記ＣＰＵ１０との間には、前記μスイッチＭＳを押すこと（押圧期間）で、前記ＣＰＵ１０に前記電源１５から電力供給をする外部制御系回路２０と、前記ＣＰＵ１０が制御することで、ＣＰＵ１０自体に前記電源１５から電力供給をする自己制御系回路２１と、が並列に接続されている。

前記外部制御系回路２０には、前記μスイッチＭＳが設けられており、μスイッチＭＳを押した際に、前記外部制御系回路２０がＯＮ状態となり、μスイッチＭＳから指を離すことで前記外部制御系回路２０がＯＦＦ状態となるものである。

前記自己制御系回路２１には、前記ＣＰＵ１０によってＯＮ／ＯＦＦが制御されるトランジスタスイッチ（トランジスタ式スイッチ）ＴＳが設けられている。
前記自己制御系回路２１に接続する前記電源１５の正電源と負電源との間には、前記ＣＰＵ１０と並列に接続する、例えばコンデンサからなる容量Ｃが設けられている。よって、前記電源１５から前記ＣＰＵ１０に電力を供給する間に、前記容量Ｃには電荷が蓄積されるようになっている。また、前記ＣＰＵ１０には、前記ＩＣ部１１が接続されている。前記ＩＣ部１１は、前記ＣＰＵ１０により制御される制御部、データを記憶するＲＯＭ、入出力データや演算データを一時格納し出力側に引き渡す役割を有するＤＲＡＭ、及び演算部等から構成されたものである。

そして、前記ＩＣ部１１は、後述するようにＩＣカード１とは別体の外部装置３０との間で、データの入出力を行うようになっている。この外部装置３０としては、例えば銀行のＡＴＭ（現金自動預金支払機）やクレジットカード読取端末などが挙げられる。
このような構成の基に、前記電源１５から供給された電力によってＣＰＵ１０が起動し、ＣＰＵ１０が前記ＩＣ部１１を制御することで、ＩＣカード１が利用可能となる。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、ＩＣカード１を利用する場合について説明する。
ここで、ＩＣカード１は未使用の状態では、前記μスイッチＭＳ、及びトランジスタスイッチＴＳの両方ともＯＦＦ状態となっているものとする。すなわち、電源１５からＣＰＵ１０への電力は供給されないものとし、このとき前記電源１５の電力は消費されることはない。

まず、始めに使用者がＩＣカード１のμスイッチＭＳを指で押し、μスイッチＭＳをＯＮ状態にする（ステップＳ１，ステップＳ２）。
すると、前記外部制御系回路２０を介して、前記ＣＰＵ１０には電源１５から電力が供給されるようになる。このとき、前記ＣＰＵ１０に並列に接続されている容量Ｃには、電荷を蓄積され始める（ステップＳ９）。
また、前述したように前記ＣＰＵ１０には電源１５から電力が供給されると、前記ＣＰＵ１０が起動する（ステップＳ３）。
そして、前記ＣＰＵ１０は、自己制御系回路２１に設けられたトランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態にする命令を出す（ステップＳ４）。
すると、前記ＣＰＵ１０には、前記自己制御系回路２１を介して前記電源１５から電力が供給されるようになる。このとき、前記ＣＰＵ１０には、前記外部制御系回路２０、及び前記自己制御系回路２１の両方を介して前記電力１５から電力を供給するようになっている。

ここで、前記μスイッチＭＳから指を離すと、前述したようにμスイッチＭＳはＯＦＦ状態となる。すると、前記外部制御系回路２０は、電源１５からＣＰＵ１０への電力供給を中止する。前記μスイッチＭＳがＯＦＦと化した際に、前記ＣＰＵ１０は、前記トランジスタスイッチＴＳのＯＮ／ＯＦＦを独自に制御するようになっている。
すなわち、前記ＣＰＵ１０が、ＩＣカード１と前記外部装置３０（図１（ｂ）参照）とのデータ処理が終了するまでの間、トランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態となるように制御する。よって、前記ＣＰＵ１０には、前記自己制御系回路２１を介して電源１５から電力が供給され続けた状態となっている。

このとき、前記のステップＳ９によって開始された容量Ｃへの電荷の蓄積は、前述したように前記μスイッチＭＳがＯＦＦ状態となって前記外部制御系回路２０からの電力供給が中止されても、前記トランジスタスイッチＴＳがＯＮ状態となっているので、自己制御系回路２１を介して容量Ｃへの電荷の蓄積を引き続き行うことができ、やがて前記容量Ｃの容量の充電が完了する（ステップＳ１０）。なお、前記容量Ｃには、トランジスタスイッチＴＳが完全にＯＦＦ状態になっても、ＣＰＵ１０が自己制御系回路２１に電源遮断の命令を出し続けるだけの電力を蓄えているものとする。

前記ステップＳ４の後（トランジスタスイッチＴＳがＯＮ状態となった後）、ＩＣカード１は外部装置３０との間でデータ通信を行う。ここでは、前記外部装置３０として、例えばクレジットカード読取端末を用いた場合について説明する。具体的には、ＣＰＵ１０はＩＣ部１１（図１（ｂ）参照）中に保存された保持データ（パスワード等）を、外部装置（クレジットカード読取端末）３０とデータ通信することで、この外部装置３０内に保存されたデータと照合する（ステップＳ５）。
そして、ＩＣカード１に保存されている保持データと前記外部装置３０のデータとが一致し、データ通信が良好に行われた場合には、前記外部装置３０との処理（所定の処理）は終了となる。

前記外部装置３０とのデータ通信が終了すると、前記ＣＰＵ１０が所定の処理が終了したものと判断する（ステップＳ６）。
その後、前記ＣＰＵ１０はトランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態にする命令を出す（ステップＳ７）。
前記トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦにする命令をＣＰＵ１０が発した後、前記トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態になるまでの間、前記ＣＰＵ１０は、前記トランジスタスイッチＴＳにＯＦＦ状態の命令を出し続ける。やがて、トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となる（ステップＳ８）。

前記トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となると、前記ＣＰＵ１０は、電荷が蓄積（充電）された容量Ｃと閉回路を構成した状態となる。よって、前記容量Ｃに蓄積された電荷を前記ＣＰＵ１０に放電することで、前記ＣＰＵ１０は駆動することができる（ステップＳ１１）。
ＣＰＵ１０は、自らを停止する命令を発し、前記容量Ｃからの電力の供給を中止することで、停止状態になる。

本実施形態のＩＣカード１が使用されない場合には、前記ＣＰＵ１０に電源１５からの電力の供給を行わず、待機時にＣＰＵ１０が起動することなく停止しているので、ＩＣカード１の待機電力等による電源１５の消耗を抑えることができる。よって、ＩＣカード１の電源１５を効率的に利用できる。
また、μスイッチＭＳを押すだけでＣＰＵ１０が起動し、前記μスイッチＭＳから指を離した後には、ＩＣカード１がＣＰＵ１０への電力供給を自ら停止するので、使用者によるＩＣカード１のスイッチの切り忘れ等のミスによって、電源１５の浪費を防止することができる。
なお、前記μスイッチＭＳから指を離すタイミングは、前記ＣＰＵ１０が前記トランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態となった後であれば、ＩＣカード１が外部装置３０との通信処理中に行っても、前記トランジスタスイッチＴＳによって電力がＣＰＵ１０に供給されているので問題ない。

（第２の実施形態）
次に、ＩＣカードにおける第２の実施形態について説明する。本実施形態におけるＩＣカードは、前記実施形態のＩＣカード１にＣＰＵにより電源１５からの電力供給が制御される電子処理回路を備えたものである。したがって、前記ＩＣカード１と同一の構造については、同じ符号を付して説明するとともに、同一の処理については後述するフローチャートでの図示を省略し、説明を簡略化している。

図３（ａ）は本実施形態におけるＩＣカードの内部の概略構成を示した平面図である。図３（ａ）中符号２は、ＩＣカードである。図３（ａ）に示すように、ＩＣカード２は、前記ＩＣカード１の構成（ＣＰＵ１０、電源１５、ＩＣ部１１、μスイッチＭＳ）に、後述する電子処理回路からなる暗号化手段６０を付加したものである。なお、前記暗号化手段６０は、後述するように前記ＩＣカード１の処理を司るようになっている。

図３（ｂ）は、第２の実施形態のＩＣカード２におけるブロック図を示すものである。
図３（ｂ）に示すように、ＩＣカード２は前記ＩＣカード１に電子処理回路から構成される暗号化手段６０を備えたものである。
前記暗号化手段６０は、エンコーダからなる暗号化装置６１と、ＲＯＭ等からなる不揮発性メモリ６２と、デコーダからなる暗号解読装置６３とを備えたものであって、前記外部装置３０から入力された暗号化されたデータを前記暗号解読装置６３によって解読し、またＩＣカード２側からのデータ出力するデータを前記暗号化装置６１によって暗号化することで相互のデータ通信を行い、ＩＣカード２を使用する際のセキュリティ性を向上するようにしている。

次に、図４に示すフローチャート図を用いて、ＩＣカード２を使用する場合について説明する。本実施形態におけるフローチャート図は、第１の実施形態におけるフローチャート図（図２参照）の処理Ｐ（ステップＳ５，ステップＳ６）部分を、前記暗号化手段（電子処理回路）６０で行われる処理に置き換えたものである。
よって、図４においては、前記暗号化手段６０の処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５）を図示している。また、前記実施形態と同様の処理については説明を簡略化する。

まず、前記第１の実施形態と同様に、ＩＣカード２の使用者が前記μスイッチＭＳを指で押し、μスイッチＭＳをＯＮ状態にし、ＣＰＵ１０に電力を供給する（ステップＳ１，Ｓ２）。このとき、容量Ｃには、電荷の蓄積が開始される（ステップＳ９）。
前記ＣＰＵ１０が起動することで、自己制御系回路２１に設けられたトランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態にする（ステップｓ３，Ｓ４）。その後、前記μスイッチＭＳから指を離すことでＯＦＦ状態とする。

前記トランジスタスイッチＴＳがＯＮ状態となった後（ステップＳ４）、図４のフローチャートに示すように、ＣＰＵ１０は前記暗号化手段６０に電源１５からの電力を供給する（ステップＳ１０１）。よって、前記暗号化手段６０はＣＰＵ１０の制御に応じて外部装置３０と通信可能な状態になる（ステップＳ１０２）。

そして、前記第１の実施形態と同様に、ＩＣカード２とクレジットカード読取端末（外部装置３０）とデータ通信を行う。ここで、本実施形態のＩＣカード２は前記暗号化手段６０を備えているので、この暗号化手段６０によって、ＩＣカード２とクレジットカード読取端末との間で、暗号化されたデータ通信処理を行う。そして、クレジットカード読取端末がＩＣカード２との間でデータ通信を正常に終了することで、クレジットカードによる支払いが完了することとなる（ステップＳ１０３）。

クレジットカードの支払い処理が終了すると、前記ＣＰＵ１０が所定の処理が終了したものとして判断する（ステップＳ１０４）。
その後、前記ＣＰＵ１０は前記暗号化手段６０への電源１５からの電力供給を停止する命令を出す（ステップＳ１０５）。

前記ＣＰＵ１０は表示装置５０がＯＦＦ状態となるのを確認した後、第１の実施形態で説明したステップＳ７，Ｓ８に進む。すなわち、前記ＣＰＵ１０がトランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態にする命令を出す（ステップＳ７）。そして、前記トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態にする命令後、前記トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態になるまでの間、ＣＰＵ１０はトランジスタスイッチＴＳにＯＦＦ状態の命令を出し続ける。やがて、トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となる（ステップＳ８）。

前記トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となると、前記ＣＰＵ１０と電荷が蓄積（充電）された容量Ｃとが回路を構成した状態となる。すると、前記容量Ｃが前記ＣＰＵ１０に放電することで前記ＣＰＵ１０を駆動することができる（ステップＳ１１）。
前記ＣＰＵ１０は前記容量Ｃからの電力の供給を中止することで、休止状態になる。

本実施形態のＩＣカード２によれば、使用しない場合に、前記ＣＰＵ１０に電源１５からの電力の供給を行わず、待機時にＣＰＵ１０が起動することなく停止しているので、ＩＣカード２の待機電力等による電源１５の消耗を抑えることができる。よって、暗号化手段（電子処理回路）６０を備えた際の消費電力の増加を最小限に抑えることができる。また、暗号化手段（電子処理回路）６０を備えたことで、セキュリティ性が高いものとなる。

（第３の実施形態）
次に、ＩＣカードにおける第３の実施形態について説明する。
本実施形態におけるＩＣカードは、第２の実施形態のＩＣカード２にＣＰＵにより電源１５からの電力供給が制御される個人認証機能装置（電子処理回路）としての指紋検出手段７０を付加して備えたものである。したがって、前記ＩＣカード１，２と同一の構造については、同じ符号を付して説明するとともに、同一の処理については後述するフローチャートでの図示を省略し、説明を簡略化している。

図５（ａ）は本実施形態におけるＩＣカードの内部の概略構成を示した平面図である。図５（ａ）中符号３は、ＩＣカードである。図５（ａ）に示すように、ＩＣカード３は、前記ＩＣカード２の構成（ＣＰＵ１０、電源１５、ＩＣ部１１、μスイッチＭＳ、暗号化手段６０）に、後述する電子処理回路からなる指紋検出手段７０を付加したものである。

図５（ｂ）は、第３の実施形態のＩＣカード３におけるブロック図を示すものである。
図５（ｂ）に示すように、ＩＣカード３は、前記ＩＣカード２にその他の電子処理回路から構成される指紋検出手段７０を備えたものである。
前記指紋検出手段７０は、個人情報として使用者の指紋を採取するための指紋センサ７１と、この指紋センサ７１用のセンサコントローラ７２と、指紋センサ７１用のＲＡＭ７３とを備えたものであって、前記指紋センサ７１によって指紋を採取し、ＩＣカード３の使用者を特定した後、ＩＣカード３を利用可能とすることで、よりセキュリティ性の高いＩＣカード３となっている。

次に、図６に示すフローチャートを用いて、ＩＣカード３を使用する場合について説明する。
前記第１、第２の実施形態同様に、始めにＩＣカード３の使用者はμスイッチＭＳを指で押し、μスイッチＭＳをＯＮ状態にする（ステップＳ１，ステップＳ２）。
すると、前記外部制御系回路２０を介して、前記ＣＰＵ１０には電源１５から電力が供給され、前記容量Ｃに電荷を蓄積し始める（ステップＳ９）。

このとき、前記ＣＰＵ１０は電源１５から電力により起動し、前記ＣＰＵ１０は、自己制御系回路２１に設けられたトランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態にする命令を出し、前記ＣＰＵ１０には、前記自己制御系回路２１を介して前記電源１５から電力が供給されるようになる（ステップＳ３，Ｓ４）。

前述した処理によって、ＣＰＵ１０がトランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態にした後、前記暗号化手段５０を駆動させることで、前記外部装置３０とＩＣカード３との間で通信可能となる（図４中処理Ｑ参照）。
具体的には、ＣＰＵ１０は前記暗号化手段６０に電源１５からの電力を供給する（ステップＳ１０１）。よって、前記暗号化手段６０はＣＰＵ１０の制御に応じて外部装置３０との通信可能な状態になる（ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ１０が指紋検出手段（ＦＰＳ）７０に指紋採取の命令を出す（ステップＳ２０１）。よって、前記指紋検出手段７０には電源１５から電力が供給され、指紋検出が可能な状態となっている。ここで、ＩＣカード３の使用者が指紋検出手段７０の指紋センサ７１上に指を載せる。そして、前記指紋センサ７１が使用者の指紋を採取する（ステップＳ２０２）。
例えば使用者が前記指紋センサ７１上に指を正しく配置出来なかった場合、指紋の読込が不良となり、指紋認証を良好に行うことができなくなってしまう。
そこで、前記指紋センサ７１が採取したデータ（画像）を正常に読み込んだか否かの判定を行っている（ステップＳ２０３）。

仮に、指紋センサ７１が指紋を読み込めなかった場合（Ｂａｄ）には、指紋の読込を行った回数（Ｃｏｕｎｔ）をＣｏｕｎｔ＋１とする。具体的には、最初の指紋センサ７１による指紋の読込をＣｏｕｎｔ＝０回とすると、指紋の読込が不可（Ｂａｄ）となった後、指紋の読込の回数をＣｏｕｎｔ＝１回目とする（ステップＳ２０４）。

ここで、指紋の読込における回数（Ｃｏｕｎｔ）の制限回数をＮと設定しておく。そして、指紋読込の回数（Ｃｏｕｎｔ）が、Ｃｏｕｎｔ＜Ｎの条件を満たすか否かの判定を行う。
前記の判定結果がＹＥＳとなった場合（制限回数Ｎになっていない）、再びステップＳ２０１に戻り、ＣＰＵ１０が指紋検出手段７０に指紋採取の命令を出す。このとき、前記指紋読込の回数（Ｃｏｕｎｔ）を保持しておく。

前記の判定結果がＮＯとなった場合、すなわち指紋読込の回数（Ｃｏｕｎｔ）が制限回数Ｎになった時には、ＣＰＵ１０は指紋検出手段７０への電力供給を中止し、指紋検出手段７０を停止する（ステップＳ２０６）。

前記指紋検出手段７０を停止した後（ステップＳ２０６）、第２の実施形態における処理Ｑ´（図４参照）を行う。具体的には、ＣＰＵ１０はＩＣカード３の処理が終了したと判断する。なお、ここでのＩＣカード３の処理が終了したとは、指紋読込が制限回数Ｎ以内で正常に行われなかったことを意味している。
よって、前記ＣＰＵ１０は、ＩＣカード３が備えている他の電子処理回路である暗号化手段６０への電力供給を停止する。

ＣＰＵ１０が暗号化手段６０の電源を遮断した後、第１の実施形態における処理Ｐ´（図２参照）に進む。すなわち、前記ＣＰＵ１０がトランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態にする命令を出す。そして、前記トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦにする命令によって、トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となる。

前記トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となると、前記容量Ｃが前記ＣＰＵ１０に放電することで前記ＣＰＵ１０を駆動する。そして、ＣＰＵ１０は前記容量Ｃからの電力の供給を中止することで、休止状態となる。
以上説明したのは、指紋検出手段７０による使用者の指紋読込に失敗した場合における処理である。

前述したステップＳ２０３に戻り、指紋検出手段７０による使用者の指紋読込に成功した場合について説明する。
指紋センサ７１が指紋を読み込んだ場合（Ｇｏｏｄ）には、ＣＰＵ１０は指紋検出手段７０への電力供給を中止し、指紋検出手段７０が停止する（ステップＳ２０７）。

次に、ＣＰＵ１０は、前記指紋検出手段７０が採取した使用者の指紋データとＩＣカード３のＩＣ部１１内に保持されている使用者の指紋データとが一致するか否かの認証を行う（ステップＳ２０８）。この指紋データの認証処理（ステップＳ２０８）は、使用者とは異なる第三者がＩＣカード３を不正な使用を防止する効果がある。

指紋認証の結果、ＩＣカード３の利用者が本人（カードの所持者）と確認された場合（ＯＫ）には、ＩＣカード３が利用可能となる。前述した実施形態と同様に、ＩＣカード３をクレジットカードとして用いた場合、前記暗号化手段６０によって、ＩＣカード３とクレジットカード読取端末（外部装置３０）との間で、暗号化されたデータ通信処理を行う。そして、クレジットカード読取端末がＩＣカード３との間でデータ通信が正常に行われて、クレジットカードによる支払いが完了する（ステップＳ２０９）。

よって、ＩＣカード３における処理が終了すると、前述したように処理Ｑ´、処理Ｐ´に進み、ＣＰＵ１０はＩＣカード３の処理が終了したものと判断し、前記暗号化手段６０への電力供給を中止する。そして、トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態にし、ＣＰＵ１０自身も前記容量Ｃからの電力の供給を中止して休止状態になる。

本実施形態のＩＣカード３によれば、暗号化手段６０、指紋検出手段７０等の電子処理回路を備えた際の消費電力の増加を最小限に抑えることができる。また、暗号化手段６０に加えて指紋検出手段７０を備えたことで、よりセキュリティ性が高く、多機能なＩＣカードとなる。

なお、前記マイクロスイッチＭＳと指紋検出手段７０とを一体にしてＩＣカード３に設けるようにしてもよい。例えば、指紋検出手段７０における指紋センサ７１の裏面に設けてもよい。このようにすれば、指紋センサ７１上に指を載せることでＣＰＵ１０を起動させることができ、指紋の採取が終了し、指紋センサ７１から指を離すことで、ＣＰＵ１０の駆動を終了させることができるので、ＩＣカード３の操作性をより向上させることができる。

（第４の実施形態）
次に、ＩＣカードにおける第４の実施形態について説明する。
本実施形態におけるＩＣカードは、第３の実施形態のＩＣカード３に、ＣＰＵにより電源１５からの電力供給が制御される表示手段（電子処理回路）６０を付加して備えたものである。したがって、前記ＩＣカード１，２，３と同一の構造については、同じ符号を付して説明するとともに、同一の処理については後述するフローチャートでの図示を省略し、説明を簡略化している。

図７（ａ）は本実施形態におけるＩＣカードの内部の概略構成を示した平面図である。図７（ａ）中符号４は、ＩＣカードである。図７（ａ）に示すように、ＩＣカード４は、前記ＩＣカード２の構成（ＣＰＵ１０、電源１５、ＩＣ部１１、μスイッチＭＳ、暗号化手段６０、指紋検出手段７０）に、後述する電子処理回路からなる表示手段５０を付加したものである。

図７（ｂ）は、第４の実施形態のＩＣカード４におけるブロック図を示すものである。
図７（ｂ）に示すように、ＩＣカード４は、前記ＩＣカード３にその他の電子処理回路から構成される表示手段６０を備えたものである。
前記表示手段５０は、ディスプレイ（表示部）５１と、ディスプレイコントローラ（表示制御部）５２と、ＶＲＡＭ５３とを備えたもので、例えば電気泳動表示デバイスなどを用いることができる。

本実施形態のＩＣカード４は、前記第３の実施形態における指紋検出手段７０の指紋センサ７１が採取した指紋データを正常に読み込めたか否かの判定までは略同一の処理を行っており、図６中処理Ｒの代わりに図８に示すフローチャートを行っている。
なお、前記表示手段６０は前記第３の実施形態で説明したように、ＣＰＵ１０に制御されることで指紋検出装置７０とともに駆動するようになっている。

採取した指紋の判定結果がＮＯとなった場合、すなわち前述したように指紋読込の回数（Ｃｏｕｎｔ）が制限回数Ｎとなった時（図６ステップＳ２０５参照）には、ＣＰＵ１０は指紋検出手段７０への電力供給を中止し、指紋検出手段７０を停止させる（ステップＳ３０１）。
前記指紋検出手段７０が停止した後、ＣＰＵ１０は表示手段５０に指紋取得失敗の表示を行う（ステップＳ３０２）。そして、ＣＰＵ１０はＩＣカード４の処理が終了したものと判断する（ステップＳ３０８）。

前記指紋センサ７１が指紋を読み込んだ判定結果がＧｏｏｄとなった場合、ＣＰＵ１０は指紋検出手段７０への電力供給を中止し、指紋検出手段７０の駆動を停止させる（ステップＳ３０３）。

次に、ＣＰＵ１０は、前記指紋検出手段７０が採取した使用者の指紋データとＩＣカード３のＩＣ部１１内に保持されている使用者の指紋データとが一致するか否かの認証を行う（ステップＳ３０４）。

そして、前記の指紋の認証結果が一致（ＯＫ）の場合、すなわちＩＣカード４の利用者が本人（カードの所持者）と判定されたときは、表示手段５０に指紋認証が一致した旨（例えば、ＯＫ）を表示する（ステップＳ３０５）。
このように、表示手段５０が指紋認証の結果（ＯＫ）を表示することで、使用者は指紋検出処理が終了したことを容易に確認することができる。また、第三者（クレジットカードを受け取った店員等）にも、ＩＣカード４が使用者によって利用されている事が確認できる。

指紋認証後、ＩＣカード４が利用可能となる。前述した実施形態と同様に、ＩＣカード４をクレジットカードとして用いた場合、暗号化手段６０によって、ＩＣカード４とクレジットカード読取端末（外部装置３０）との間で、暗号化されたデータ通信処理を行う。そして、クレジットカード読取端末がＩＣカード４との間でデータ通信を正常に行われることで、クレジットカードによる支払いが完了する（ステップＳ３０６）。
すると、ＣＰＵ１０はＩＣカード４の処理が終了したものと判断する（ステップＳ３０８）。

ステップＳ３０４に戻り、前記の指紋の認証結果が一致しなかった場合（ＮＧ）、すなわちＩＣカード４の利用者が第三者（カードの所持者でない）と判定されたときは、表示手段５０に指紋認証が不可となり使用者を拒絶する旨（例えば、ＮＧ）を表示する（ステップＳ３０７）。
このように、表示手段５０に指紋認証結果がＮＧと表示されたことで、例えば他人のＩＣカード４を不正使用しようとしていることが表示手段５０を見るだけで、前述したように第三者からも容易に判断することができる。よって、ＩＣカード４の不正使用に対してのセキュリティ性を向上させることができる。

表示手段５０に拒絶の表示をした後、ＣＰＵ１０はＩＣカード４の処理が終了したものと判断する（ステップＳ３０８）。
なお、指紋認証の結果によらず前記指紋検出手段７０の使用後は、ＣＰＵ１０はＩＣカード４の処理が終了したものと判断している。

ステップＳ３０８により、ＣＰＵ１０がＩＣカード４の処理が終了したと判断した後、前記表示手段５０に表示されている画像（ＯＫ，ＮＧ等）を消去する（ステップＳ３０９）。
そして、他の電子処理回路（暗号化手段６０、指紋検出手段７０）への電力の供給を中止する（ステップＳ３１０）。

最後に、前記第３の実施形態のＩＣカード３と同様に、図６中のフローチャートで示した処理Ｐ´（図２参照）に移り、前記ＣＰＵ１０がトランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態にする命令を出す。そして、前記トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦにする命令によって、トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となる
前記トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態となり、前記容量Ｃで駆動するＣＰＵ１０は自ら休止状態となる。

本実施形態のＩＣカード４によれば、指紋検出手段７０と表示手段５０と暗号化手段６０等の電子処理回路を備えた際の消費電力の増加を最小限に抑えることができる。また、指紋認証による結果を表示手段５０に表示することで、使用者が指紋認証の結果を容易に把握することができる。
ＩＣカード４が使用者以外の者が不正に使用する場合、この表示手段５０によって容易にＩＣカードの受け取り手に認識させることができ、より多機能でセキュリティ性の高いＩＣカード４となる。

前記実施形態のように、本発明のＩＣカードによれば、それが未使用状態ではμスイッチＭＳもトランジスタスイッチＴＳも共にＯＦＦ状態に有り、ＣＰＵ１０への電力を供給していない。更にＩＣカードの処理を司る電子処理回路を備え、この電子処理回路への電力供給もＣＰＵ１０が制御している。したがって、未使用期間中はＣＰＵ１０にも電子処理回路にも電力供給はなされず、省電力性に優れたものとなる。このμスイッチＭＳを押圧すると、その期間中のみμスイッチＭＳはＯＮ状態となり、押圧期間中はμスイッチＭＳがＣＰＵ１０に電力を供給する。こうしてμスイッチＭＳがＯＮとなりＣＰＵ１０に電力を供給し始めると、ＣＰＵ１０は直ちにトランジスタスイッチＴＳをＯＮとする指令を自己制御系回路２１に発する。

前記自己制御系回路２１内のトランジスタスイッチＴＳは、少なくともＣＰＵ１０がＯＮの命令を出している期間中は常にＯＮ状態に在り、その期間はＣＰＵ１０に電力を供給する。こうして、μスイッチＭＳがＯＮ状態にある期間中に、ＣＰＵ１０は自己制御系回路２１のトランジスタスイッチＴＳをＯＮ状態とし、自分自身への電力供給を確保する。換言すれば、μスイッチＭＳがＯＮとなってＣＰＵ１０に電力を供給した後で、μスイッチＭＳがＯＦＦとされた際でも、ＣＰＵ１０はトランジスタスイッチＴＳのＯＮ/ＯＦＦを独自に制御する。よって、外部制御系回路２０のμスイッチＭＳがＯＦＦとされてもＣＰＵ１０はそれにより電源供給を絶たれる事はなく、自己判断にて電力供給の有無を自己制御系回路２１を用いて定めるのである。ＣＰＵ１０はＩＣカードが所定の処理を終了したと判断し、電源の切断を定めた後に、トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態とする指令を自己制御系回路２１に発する。

ＣＰＵ１０には、容量Ｃが並列に設けられているので、この容量Ｃは電源１５が外部制御系回路２０又は自己制御系回路２１を通じてＣＰＵ１０に電力を供給している間に電荷を蓄積する。ＣＰＵ１０が自己制御系回路２１に電源遮断の命令を出してトランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態に移行し始めると、この容量Ｃに蓄積された電荷がＣＰＵ１０に供給され、ＣＰＵ１０の正常動作を保証する。トランジスタスイッチＴＳがＯＦＦ状態になって電源１５からの電力供給が弱まっても、ＣＰＵ１０は容量Ｃからの電力供給でトランジスタスイッチＴＳを完全にＯＦＦ状態にする指令を完遂出来るのである。よって、容量ＣはトランジスタスイッチＴＳが完全にＯＦＦ状態になってもＣＰＵ１０が自己制御系回路２１に電源遮断の命令を出し続けるだけの電力を蓄えている。容量Ｃに蓄積された電荷をＣＰＵ１０が使い果たすと、ＣＰＵ１０は完全に電力供給を断たれるので休止状態に入り、次に外部制御系回路２０からμスイッチＭＳがＯＮとなって電力供給を受けるまで、活動を完全に停止する。

よって、μスイッチＭＳをＯＮ状態にせずＩＣカードを使用しない場合には、ＣＰＵ１０へ電力は供給されず、待機電力等によるＩＣカードの電力消費を抑える事が出来る。すなわち、ＩＣカードの電源を効率的に利用する事ができるのである。更に、ＩＣカード自身がＣＰＵ１０への電力供給を止めるので、使用者がＩＣカードの電源１５を切り忘れる事に依る電力の浪費を防止出来る。
また、ＩＣカードは複数の電子処理回路を内蔵しているが、ＣＰＵ１０はＩＣカードが所定の処理を終了したと判断した後に、まず電子処理回路への電力供給を停止し、電子処理回路を止めた後に、トランジスタスイッチＴＳをＯＦＦ状態とする指令を自己制御系回路２１に発する。電子処理回路はその役割を終えた後にＣＰＵ１０に依り電力供給を停止されるので、安全に機能を終了させる事になり、ＣＰＵ１０の故障を最小限に押さえることができる。

なお、前記実施形態は、前述した内容に限定されることなく種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、ＩＣカードをクレジットカード読取端末とのデータ通信に用いる場合について説明したが、ＩＣカードを銀行のキャッシュカードとして用いたり、その他のＩＣカードとしての用途で適宜用いることができる。また、本発明は、前記電子処理回路として前述した指紋検出装置７０と表示手段５０と暗号化手段６０に限定されることなく、更に他の電子処理回路を設けることでより高機能なＩＣカードに適応してもよい。
また、携帯情報端末としては、ＩＣカードのみでなく、バッテリ駆動によって使用し、不使用時に電源をＯＦＦ状態とすることで電力消費を抑えた携帯電話や、ＰＤＡ端末等に適応してもよい。

第１実施形態のＩＣカードの（ａ）は内部模式図、（ｂ）は回路図である。 第１実施形態のＩＣカードにおけるフローチャートを示す図である。 第２実施形態のＩＣカードの（ａ）は内部模式図、（ｂ）は回路図である。 第２実施形態のＩＣカードにおけるフローチャートを示す図である。 第３実施形態のＩＣカードの（ａ）は内部模式図、（ｂ）は回路図である。 第３実施形態のＩＣカードにおけるフローチャートを示す図である。 第４実施形態のＩＣカードの（ａ）は内部模式図、（ｂ）は回路図である。 第４実施形態のＩＣカードにおけるフローチャートを示す図である。

符号の説明

１…ＩＣカード、２…ＩＣカード、３…ＩＣカード、４…ＩＣカード、１０…ＣＰＵ（中央演算装置）、１５…電源、２０…外部制御系回路（外部制御系）、２１…自己制御系回路（自己制御系）、５０…表示手段（電子処理回路）、６０…暗号化手段（電子処理回路）、７０…指紋検出手段（電子処理回路）、ＭＳ…μスイッチ（機械式スイッチ）、ＴＳ…トランジスタスイッチ（トランジスタ式スイッチ）、Ｃ…容量

Claims (11)

1. 中央演算装置と、該中央演算装置に接続されて該中央演算装置を駆動する電源とを有する携帯情報端末において、
   前記電源と前記中央演算装置との間には、外部からの入力により前記中央演算装置に前記電源から電力供給をする外部制御系回路と、
   前記中央演算装置が制御することで、該中央演算装置に前記電源から電力供給をする自己制御系回路と、が並列に接続されてなり、
   前記外部制御系回路は、外部からの入力によりＯＮ／ＯＦＦを切り替える機械式スイッチを含み、
   前記自己制御系回路は、前記中央演算装置がＯＮ／ＯＦＦ制御するトランジスタ式スイッチを含むことを特徴とする携帯情報端末。
2. 携帯情報端末が未使用状態では前記機械式スイッチと前記トランジスタ式スイッチが共にＯＦＦ状態に有ることを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末。
3. 前記機械式スイッチが、押圧期間のみＯＮ状態となり、その期間のみ前記機械式スイッチが前記中央演算装置に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末。
4. 前記機械式スイッチがＯＮとなり前記中央演算装置に電力を供給し始めると、前記中央演算装置は前記トランジスタ式スイッチをＯＮとすることを特徴とする請求項３記載の携帯情報端末。
5. 前記トランジスタ式スイッチは、前記中央演算装置がＯＮの命令を出している期間にはＯＮ状態に在り、その期間は前記中央演算装置に電力を供給していることを特徴とする請求項４記載の携帯情報端末。
6. 前記機械式スイッチがＯＮとなって前記中央演算装置に電力を供給した後で、前記機械式スイッチがＯＦＦと化した際に、前記中央演算装置は前記トランジスタ式スイッチのＯＮ/ＯＦＦを独自に制御することを特徴とする請求項５記載の携帯情報端末。
7. 前記中央演算装置は、前記携帯情報端末が所定の処理を終了したと判断した後に、前記トランジスタ式スイッチをＯＦＦ状態とする指令をトランジスタ式スイッチに発することを特徴とする請求項６記載の携帯情報端末。
8. 前記自己制御系回路の正電源と負電源との間には前記中央演算装置と容量とが並列に設けられており、該容量は前記電源が前記中央演算装置に電力を供給している間に電荷を蓄積することを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末。
9. 前記中央演算装置により電力供給が制御される電子処理回路をさらに備え、該電子処理回路が該携帯情報端末の処理を司ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の携帯情報端末。
10. 前記中央演算装置は、前記携帯情報端末が所定の処理を終了したと判断した後に、前記電子処理回路を停止し、その後に前記トランジスタ式スイッチをＯＦＦ状態とする指令をトランジスタ式スイッチに発することを特徴とする請求項９記載の携帯情報端末。
11. 前記中央演算装置により電力供給が制御される個人認証機能をさらに備え、該個人認証機能は前記中央演算装置の指令を受けて個人認証情報を採取することを特徴とする請求項９または１０に記載の携帯情報端末。
    
    
    
    
    
    

Images