JP2009070005A

JP2009070005A - Ｓｉｍホルダー

Info

Publication number: JP2009070005A
Application number: JP2007235983A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Suzuki; 直久鈴木; Seiichi Nishikawa; 誠一西川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】ＳＩＭホルダーの所持者が電源ボタンをＯＮにしなくとも、ＳＩＭホルダーが無線端末装置と近接非接触通信することのできるＳＩＭホルダーを提供する。
【解決手段】ＳＩＭホルダー１の電源を自動的にＯＮにする手段として、ＳＩＭホルダー１は、アンテナコイル１１１が受信する電波で供給される電力を利用して、ＳＩＭホルダー１への電力の供給を制御する電力制御手段を備え、この電力制御手段を実現するために、ＳＩＭホルダー１は、アンテナコイル１１１が出力する交流電圧は直流電圧に整流する整流回路１２２と、整流回路１２２から出力される直流電圧を利用して、電源電池１３１の電源をＯＮにするリレースイッチ１２０と、リレースイッチ１２０が作動するときの電力不足を補うために設けられるバッファ回路１２１とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）を内部に装着可能で、装着されたＳＩＭと通信するリーダライタの機能を備えたＳＩＭホルダーに関する。

小型ＩＣチップを実装したＩＣカードは、ＩＣチップのメモリにデータ（例えば、認証局の証明証など）を機密に格納できるため、ネットワークのログイン管理やドアゲートの入退室管理などの様々な用途で使用されている。

ただし、ＩＣカードを使用する際は、ＩＣカードを利用する側に、ＩＣカードとデータの通信を行う装置（例えば、パーソナルコンピュータ）にリーダライタが必要で、リーダリーダライタを備えていない装置では、ＩＣカードを利用することができなかった。

そこで、本出願人は、特許文献１において、少なくとも、コンピュータに容易に接続するためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェースと、内部に装着したＳＩＭ（Subscriber Identity Module）とデータ通信するためリーダライタの機能を兼ね備えたＳＩＭホルダーを開示している。

特許文献１で開示されているＳＩＭホルダーは、ＳＩＭホルダーにアンテナコイルを設け、ＳＩＭがＳＩＭホルダーに装着されることで、アンテナコイルとＳＩＭが接続し、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に準拠した近接非接触通信をＳＩＭが行えるようになるＳＩＭホルダーである。

特許文献１で開示されているＳＩＭホルダーに装着されるＳＩＭには、接触通信インターフェースと近接非接触通信インターフェースの２つの通信インターフェースを備えたデュアルインターフェースＩＣチップが実装され、アンテナコイルの両端が接続される２つの近接非接触通信インターフェースは、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６で定義された外部端子Ｃ４と外部端子Ｃ８に接続されている。

ＳＩＭホルダーにＳＩＭが装着されると、ＳＩＭホルダーに設けられたアンテナコイルの両端と、ＳＩＭの外部端子Ｃ４と外部端子Ｃ８が電気的接続することで、ＳＩＭに実装されたデュアルインターフェースＩＣチップとアンテナコイルが電気的に接続し、非接触ＩＣカードと同様に、ＳＩＭは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に準拠した近接非接触通信が可能になる。

しかし、ＳＩＭホルダーの携帯性を考慮すると、ＳＩＭホルダーの寸法は大きくできず、ＳＩＭホルダーに設けられるアンテナコイルの寸法も小さくなってしまい、端末装置からＳＩＭが供給される電力も小さくなるため、近接非接触通信の通信距離は２ｃｍから５ｃｍ程度しか得られない。

そこで、本出願人は、特願２００７−０２３６７２において、端末装置と通信する通信インターフェースとして、ＵＳＢインターフェースに加え、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３の近接非接触通信インターフェースを備えたＳＩＭホルダーを開示している。

このＳＩＭホルダーに実装されるＳＩＭは、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格に準拠した接触通信インターフェースを有し、ＳＩＭホルダーは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３の近接非接触通信インターフェースを実現するために、アンテナコイルと、アンテナコイルの電気信号を復調／変調する非接触通信コンバータチップと、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格の通信プロトコルに従い伝送制御するチップと、ＳＩＭホルダーに電力を供給するための電源電池を備えている。

特願２００７−０２３６７２で開示されているＳＩＭホルダーでは、ＳＩＭホルダーとＳＩＭ間の通信には、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格に準拠した接触通信が用いられ、ＳＩＭホルダーが無線端末装置と近接非接触通信するとき、電源は無線端末装置から供給されず、ＳＩＭホルダーに内蔵された電源電池から供給されるため、特許文献１で開示されているＳＩＭホルダーよりも非接触通信距離を伸ばすことが可能である。
特開２００４−１１８７７１号公報

しかし、特願２００７−０２３６７２で開示されているＳＩＭホルダーを無線端末装置で利用する前に、ＳＩＭホルダーの所持者はＳＩＭホルダーの電源ボタンをＯＮにしなければならず、非接触ＩＣカードと比較すると所持者の操作項目が増えてしまう問題があるし、更に、電源ボタンをＯＮにすることを忘れた場合、ＳＩＭホルダーを無線端末装置で利用できない問題があった。

そこで、本発明は、特願２００７−０２３６７２で開示されているＳＩＭホルダーのように、無線端末装置とする通信する通信インターフェースとして近接非接触通信インターフェースを備えたＳＩＭホルダーにおいて、ＳＩＭホルダーの所持者が電源ボタンをＯＮにしなくとも、ＳＩＭホルダーが無線端末装置と近接非接触通信することのできるＳＩＭホルダーを提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明は、ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）を内部に装着し動作するＳＩＭホルダーであって、近接非接触通信に利用するためのアンテナコイルと、前記ＳＩＭと接触して通信するＳＩＭ通信手段と、前記アンテナコイルの電気信号を復調／変調する復調変調部と、近接非接触通信プロトコルを制御する非接触プロトコル制御部を有する近接非接触通信手段と、前記ＳＩＭが有する各々の外部端子と接続する複数の接続端子を有する接続基板と、前記アンテナコイルが受信する電波によって供給される電力を利用して、前記ＳＩＭホルダーへの電力の供給を制御する電力制御手段を備えたことを特徴とするＳＩＭホルダーである。

更に、第２の発明は、第１の発明に記載のＳＩＭホルダーであって、前記ＳＩＭホルダーは、前記ＳＩＭ通信手段および前記近接非接触通信手段に電力を供給するための電源電池と、前記電力制御手段として、前記アンテナコイルから得られる交流電圧を直流電圧に整流するための整流部と、前記整流部で整流された直流電圧によって作動し、前記電源電圧から前記ＳＩＭホルダーに供給する電力のＯＮ／ＯＦＦを制御するリレースイッチを備えていることを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１の発明に記載のＳＩＭホルダーであって、前記ＳＩＭホルダーは、前記ＳＩＭ通信手段および前記近接非接触通信手段に電力を供給するための電源電池と、前記電力制御手段として、前記アンテナコイルから得られる交流電圧を直流電圧に整流するための整流部と、前記整流部で整流された直流電圧に従い、前記電源電池から前記ＳＩＭホルダーに供給する電力のＯＮ／ＯＦＦを制御する半導体素子を備えていることを特徴とする。

本発明に係わるＳＩＭホルダーによれば、ＳＩＭホルダーに備えられたアンテナコイルが受信する電波で供給される電力を利用して、ＳＩＭホルダーへの電力の供給を制御する電力制御手段をＳＩＭホルダーが備えることで、ＳＩＭホルダーが無線端末装置と近接非接触通信するときに、ＳＩＭホルダーの電源を自動的にＯＮすることができるようになる。

なお、ＳＩＭホルダーに備えられたアンテナコイルが受信する電波で供給される電力を利用して、ＳＩＭホルダーへの電力の供給を制御する電力制御手段は、リレースイッチや、電源電池からＳＩＭホルダーに供給する電力のＯＮ／ＯＦＦを制御する半導体素子を用いて実現できる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダーは、無線端末装置と通信する通信インターフェースとして２つの通信インターフェースを備え、その一つは、パーソナルコンピュータと通信するためのＵＳＢインターフェースで、もう一つは、ドアゲートなどの無線端末装置と通信するための近接非接触通信インターフェースである。

更に、第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダーは、特願２００７−０２３６７２で開示されているＳＩＭホルダーとは異なり、ＳＩＭホルダーの所持者が電源ボタンをＯＮにしなくとも、無線端末装置（図示していない）と近接非接触通信できる機能を備えている。

図１は、本実施の形態に係わるＳＩＭホルダー１の外観を説明する図である。ＳＩＭホルダー１は、挿入口１３からスライドしてＳＩＭ２を着脱できる構造で、パーソナルコンピュータのＵＳＢ端子と接続するためのＵＳＢコネクタ１１と、幾つかのＵＳＢポートを有するＵＳＢハブ１４を備えている。なお、図１では、ＵＳＢコネクタ１１をＡコネクタ（雄型）としているが、ＵＳＢコネクタ１１はミニＢコネクタ（雌型）であってもよい。

更に、ＳＩＭホルダー１には、ＳＩＭホルダー１から読み出したデータや、端末装置から送信されたデータなどを表示する液晶ディスプレイ１５と、ストラップを通すためのストラップ穴１６などが備えられる。

図２は、ＳＩＭホルダーに装着されるＳＩＭ２を説明する図である。図２に図示しているように、ＳＩＭホルダー１に装着されるＳＩＭ２は、ＩＣカードのＩＣモジュール近辺を矩形状に切り取った形状で、ＳＩＭ２の辺Ｌ１は２５ｍｍ程度、短辺Ｌ２は１５ｍｍ程度に形成され、厚みは、１．０ｍｍ以内で通常は０．７６ｍｍの均一な薄板状のもので、ＳＩＭ２の詳細な形状はＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）で規定されている。なお、ＳＩＭ２の一端角部に切り欠きを有するのは、ＳＩＭ２をＳＩＭホルダー１に装着する際の整合を容易にするためのものである。

ＳＩＭ２のＩＣモジュール２０にモールドされたＩＣチップ２１は、接触ＩＣカード用のチップで、接触通信用インターフェースを備え、ＩＣチップ２１の接触通信用インターフェースが有する５つのＩ／Ｏは、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格に準じて、ＩＣモジュールの外部端子Ｃ１、外部端子Ｃ２、外部端子Ｃ３、外部端子Ｃ５および外部端子Ｃ７と電気的に接続している。

図３は、ＳＩＭホルダー１に設けられた接続基板１２を説明する図である。図３に図示したように、ＳＩＭホルダー１の挿入口から挿入されたＳＩＭ２は、ＳＩＭホルダー１に設けられたストッパー部１２ａに突き当たることで、ＳＩＭホルダー１の所定位置に装着される。

ＳＩＭ２がＳＩＭホルダー１の所定位置に装着されたとき、ＳＩＭ２とＳＩＭホルダー１が電気的に接続するための接続基板１２がＳＩＭホルダー１に設けられ、接続基板１２には、ＳＩＭ２のＩＣモジュール２１に備えられた外部端子Ｃ１から外部端子Ｃ８のそれぞれと接触するための８個の接続端子Ｔ１から接続端子Ｔ８が設けられている。

ＳＩＭ２がＳＩＭホルダー１の所定位置に装着されたとき、接続基板１２の接続端子Ｔ１、接続端子Ｔ２、接続端子Ｔ３、接続端子Ｔ５および接続端子Ｔ７は、接触通信用の端子で、それぞれ、ＳＩＭ２の外部端子Ｃ１、外部端子Ｃ２、外部端子Ｃ３、外部端子Ｃ５および外部端子Ｃ７と電気的に接触する。

図４は、第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダー１のブロック図である。ＳＩＭホルダー１には、ＣＰＵが実装され、ＳＩＭホルダー１全体を制御する機能を備えた制御回路チップ１００と、ＳＩＭホルダー１に組込まれた電気回路に電力を供給するための電源電池１３１（ここでは、２次電池）と、無線端末装置のＵＳＢ端子と接続するためのＵＳＢコネクタ１１と、幾つかのＵＳＢポートを有するＵＳＢハブ１４と、電源電池１３１に電力を充電するための充電回路１３０と、ＳＩＭ２が近接非接触通信に利用するアンテナコイル１１１と、アンテナコイル１１１の電気信号を復調／変調する非接触通信コンバータチップ１１０を備え、非接触通信コンバータチップ１１０にはアンテナコイル１１１の両端が接続されている。なお、ＳＩＭホルダー１とＳＩＭ２が電気的に接続するための接続基板１２を備えているが、説明を変わり易くするために、図４では接続基板１２を省略している。

ＳＩＭホルダー１に備えられた制御回路チップ１００は、ＳＩＭホルダー１に備えられた通信インターフェース、すなわち、ＵＳＢ接続でパーソナルコンピュータと通信するＵＳＢ通信インターフェース、近接非接触で無線端末装置と通信する非接触通信インターフェース、および、接触でＳＩＭ２と通信する接触通信インターフェースを制御する機能を有し、ＵＳＢ規格の通信プロトコルを制御するためのＵＳＢコントローラ１０３と、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６規格に準じた接触通信プロトコルを制御するＳＩＭコントローラ１０１と、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に準じた近接非接触通信プロトコルを制御する非接触コントローラ１０２を備えている。

ＳＩＭホルダー１に備えられた制御回路チップ１００には、アンテナコイル１１１の電気信号を復調／変調する機能を備えた非接触通信コンバータチップ１１０が接続されている。非接触通信コンバータチップ１１０とは、非接触コントローラ１０２から受け渡された送信データを変調し、アンテナコイル１１１を用い電波信号として送信する機能と、アンテナコイル１１１が受信した電波信号を復調し、電波信号を復調して得られる受信データを非接触コントローラ１０２に受け渡す機能を備えたチップで、制御回路チップ１００の非接触コントローラ１０２と組合されて、ＳＩＭホルダー１に備えられた近接非接触通信手段として機能する。

第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダー１のブロック図において特筆すべきは、特願２００７−０２３６７２で開示されているＳＩＭホルダーのように電源ボタンをＳＩＭホルダー１は備えられておらず、ＳＩＭホルダー１は、アンテナコイル１１１が受信した電波を利用し、ＳＩＭホルダー１への電力の供給を制御する電力制御手段として、リレースイッチ１２０、バッファ回路１２１および整流回路１２２を備えている点にある。

図５は、リレースイッチ１２０、バッファ回路１２１および整流回路１２２を説明する図である。整流回路１２２は、ダイオードのブリッジ回路を含む回路で、ダイオードのブリッジ回路には、アンテナコイル１１１の両端が接続されている。このダイオードのブリッジ回路によって、アンテナコイル１１１が出力する交流電圧は直流電圧に整流される。

リレースイッチ１２０とは、整流回路１２２から出力される直流電圧を利用して、スイッチ１２０ａをＯＮにする回路で、リレースイッチ１２０のスイッチ１２０ａが、特願２００７−０２３６７２で開示されているＳＩＭホルダーの電源ボタンの役割を果たす。アンテナコイル１１１が無線端末装置から電波を受信すると、整流回路１２２からリレースイッチ１２０のコイル１２０ｂに電流が流れ、スイッチ１２０ａが自動的に作動してＯＮになり、電源電池１３１からＳＩＭホルダー１に電力が供給される。

バッファ回路１２１とは、整流回路１２２とリレースイッチ１２０間に設けられる回路で、リレースイッチ１２０のスイッチ１２０ａが作動するときの電力不足を補うために設けられている。バッファ回路１２１は、例えば、コンデンサーを利用した回路で、リレースイッチ１２０のスイッチ１２０ａが作動するときの電力不足が生じると、コンデンサーに蓄えられた電荷が放電され、リレースイッチ１２０のスイッチ１２０ａが作動するときの電力不足を補う。

図６は、第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダー１の動作手順を示したフロー図である。ＳＩＭホルダー１を所持するユーザは、無線端末装置に備えられたリーダライタに、ＳＩＭホルダー１を近接させると、ＳＩＭホルダー１に備えられたアンテナコイル１１１が、無線端末装置に備えられたリーダライタから発信される電波を受信する（Ｓ１）。

無線端末装置に備えられたリーダライタから発信される電波を、ＳＩＭホルダー１に備えられたアンテナコイル１１１が受信すると、アンテナコイル１１１に接続された整流回路１２２によって、アンテナコイル１１１の両端から出力される交流電圧が直流電圧に整流され、リレースイッチ１２０のコイル１２０ｂに電流が流れ、リレースイッチ１２０のスイッチ１２０ａがＯＮになり、電源電池１３１からＳＩＭホルダー１に電力が自動的に供給される（Ｓ２）。

ＳＩＭホルダー１に電源が供給されると、ＳＩＭホルダー１の制御回路チップ１００は、近接非接触通信機能の作動、すなわち、非接触コントローラ１０２と非接触通信コンバータチップ１１０を作動させると共に（Ｓ３）、ＳＩＭコントローラ１０１を作動させ、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６の手順に従いＳＩＭ２を活性化（Ｓ４）する。

ＳＩＭ２を活性化し、非接触コントローラ１０２と非接触通信コンバータチップ１１０を作動させると、非接触コントローラ１０２は、無線端末装置からのコマンド受信待ちとなり、無線端末装置からポーリングコマンドを受信すると、ＳＩＭホルダー１と無線端末装置間で近接非接触通信が開始される（Ｓ５）。

アンテナコイル１１１が受信する電波が弱まり、リレースイッチ１２０のスイッチ１２０ａがＯＦＦになり、ＳＩＭホルダー１への電力供給が停止し、ＳＩＭホルダー1の状態は自動的に電源がＯＦＦの状態になる。

（第２の実施形態）
ここから、本発明に係わるＳＩＭホルダーの第２の実施形態について説明する。図７は、第２の実施形態に係わるＳＩＭホルダー３のブロック図である。なお、図７のブロック図で図示した構成要素において、図４のブロック図と同じ機能の構成要素については、図４と同じ符号を付与し、説明は省く。

上述した第１の実施形態のＳＩＭホルダー１は、アンテナコイル１１１が受信した電波を利用してＳＩＭホルダー１への電力の供給を制御する電力制御手段として、電源電池１３１、リレースイッチ１２０、バッファ回路１２１および整流回路１２２を備えていたが、第２の実施形態のＳＩＭホルダー３は、リレースイッチ１２０、バッファ回路１２１の代わりに、整流回路１２０の出力から得られる電力を蓄電する蓄電回路３０２を備えている。

蓄電回路３０１は、電気二重層コンデンサなどを利用した回路で、制御回路チップ３００を作動できるだけの電力を蓄電できる回路で、制御回路チップ３００が作動できるだけの電力が蓄電回路３０１に蓄えられると、制御回路チップ３００が作動する。

第２の実施形態に係わる制御回路チップ３００は、パワーＭＯＳＦＥＴのような、電源電池１３１からの電力供給のＯＮ／ＯＦＦを制御できる半導体素子３０１を備え、制御回路チップ３００は作動すると、電源電池１３１からの電力供給をＯＮにして、非接触通信コンバータチップ１１０や、ＳＩＭ２へ電力を供給する。

第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダーの外観を説明する図。ＳＩＭを説明する図。ＳＩＭホルダーに備えられた接続基板を説明する図。第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダーのブロック図。リレースイッチ、バッファ回路および整流回路を説明する図。第１の実施形態に係わるＳＩＭホルダーの動作手順を示したフロー図。第２の実施形態に係わるＳＩＭホルダーのブロック図。

符号の説明

１、３ＳＩＭホルダー
１００、３００制御回路チップ
１１０非接触通信コンバータチップ
１１１アンテナコイル
１２０リレースイッチ
１２１バッファ回路
１２２整流回路
１３１電源電池
３０１電力制御用の半導体素子
３０２蓄電回路
２ＳＩＭ

Claims

ＳＩＭ（Subscriber Identity Module）を内部に装着し動作するＳＩＭホルダーであって、近接非接触通信に利用するためのアンテナコイルと、前記ＳＩＭと接触して通信するＳＩＭ通信手段と、前記アンテナコイルの電気信号を復調／変調する復調変調部と、近接非接触通信プロトコルを制御する非接触プロトコル制御部を有する近接非接触通信手段と、前記ＳＩＭが有する各々の外部端子と接続する複数の接続端子を有する接続基板と、前記アンテナコイルが受信する電波によって供給される電力を利用して、前記ＳＩＭホルダーへの電力の供給を制御する電力制御手段を備えたことを特徴とするＳＩＭホルダー。
請求項１に記載のＳＩＭホルダーであって、前記ＳＩＭホルダーは、前記ＳＩＭ通信手段および前記近接非接触通信手段に電力を供給するための電源電池と、前記電力制御手段として、前記アンテナコイルから得られる交流電圧を直流電圧に整流するための整流部と、前記整流部で整流された直流電圧によって作動し、前記電源電圧から前記ＳＩＭホルダーに供給する電力のＯＮ／ＯＦＦを制御するリレースイッチを備えていることを特徴とするＳＩＭホルダー。
請求項１に記載のＳＩＭホルダーであって、前記ＳＩＭホルダーは、前記ＳＩＭ通信手段および前記近接非接触通信手段に電力を供給するための電源電池と、前記電力制御手段として、前記アンテナコイルから得られる交流電圧を直流電圧に整流するための整流部と、前記整流部で整流された直流電圧に従い、前記電源電池から前記ＳＩＭホルダーに供給する電力のＯＮ／ＯＦＦを制御する半導体素子を備えていることを特徴とするＳＩＭホルダー。