JP2016133968A - Ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣモジュールが取り外されることによる偽造を防止するＩＣカードを提供する。
【解決手段】ＩＣカード１Ａは、外部読み書き装置との通信を行うためのアンテナコイル１４と、アンテナコイル１４に連続して形成された結合コイル１６と、アンテナコイル１４及び結合コイル１６に接続されたコンデンサ１８と、を有するカード本体と、少なくとも記憶部を含むＩＣチップ２２と、ＩＣチップ２２に接続され、結合コイル１６に対して電磁結合する結合コイル２８とを有し、カード本体に搭載されるＩＣモジュール２０と、を備え、記憶部は、アンテナコイル１４、結合コイル１６及びコンデンサ１８の少なくとも一つを含む回路から取得される固有の識別情報を記憶している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣカードに関し、特に非接触通信が可能なＩＣカードに関する。

従来、ＩＣカードに形成されたアンテナと、リーダライタに形成されたアンテナとが電磁結合することによって非接触で情報の授受が行われるＩＣカードが知られている。例えば、特許文献１には、アンテナ基板を備えたカード本体にＩＣモジュールが搭載されたＩＣカードが記載されている。このＩＣカードでは、ＩＣモジュールが、接触型インターフェース及び非接触型インターフェースを有するＩＣチップと、所定の結合コイルとを備えている。また、カード本体は、リーダライタのアンテナに対して電磁結合するアンテナコイルと、ＩＣモジュールの結合コイルに対して電磁結合する結合コイルとを備えている。これにより、リーダライタによってカード本体に電流が誘起されると、カード本体の結合コイルとＩＣモジュールの結合コイルとが電磁結合され、ＩＣモジュールにも電流が誘起される。

国際公開第９９/２６１９５号

しかしながら、特許文献１に記載されたＩＣカードにおいては、カード本体の表面に形成された嵌合穴にＩＣモジュールが接着されているため、ＩＣカードからＩＣモジュールを比較的容易に取り外すことができる。この場合、ＩＣカードから取り外された状態のＩＣモジュールであっても、条件によっては、リーダライタから電力を得ることで情報の授受が可能となる場合が考えられる。また、カード本体側に形成された回路とＩＣモジュールとが電気的には接続されていないため、取り外されたＩＣモジュールを別のカード本体に対して比較的容易に取り付けることが可能であり、ＩＣカードの偽造（成りすまし）が行われる虞がある。

本発明は、ＩＣモジュールが取り外されることによる偽造を防止するＩＣカードを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係るＩＣカードは、外部読み書き装置との通信を行うためのアンテナコイルと、アンテナコイルに連続して形成された第１カード側結合コイルと、アンテナコイル及び第１カード側結合コイルに接続されたコンデンサと、を有するカード本体と、少なくとも記憶部を含むＩＣチップと、ＩＣチップに接続され、第１カード側結合コイルに対して電磁結合する第１モジュール側結合コイルとを有し、カード本体に搭載されるＩＣモジュールと、を備え、記憶部は、アンテナコイル、第１カード側結合コイル及びコンデンサの少なくとも一つを含む回路から取得される固有の識別情報を記憶している。

このＩＣカードでは、カード本体側に形成されているアンテナコイル、第１カード側結合コイル及びコンデンサの少なくとも一つを含む回路から取得される固有の識別情報が、ＩＣモジュール側に形成されているＩＣチップの記憶部に記憶されている。この識別情報は、回路における微小な個体差を利用したものであり、製造工程等が同様であったとしても回路毎に固有の識別情報が取得される。そのため、この識別情報を利用してＩＣモジュールとカード本体とが正しく対応しているかを確認することができる。このような識別情報の一例として、ＰＵＦ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｎｃｌｏｎａｂｌｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が挙げられる。例えば、ＩＣカードから取り外されたＩＣモジュールを用いて、別のＩＣカードが偽造された場合を想定する。この場合、ＩＣモジュールに記憶されている識別情報と、偽造されたＩＣカードにおける回路から取得される識別情報とは一致しない。そのため、ＩＣカードから取得される識別情報とＩＣチップに記憶されている識別情報とを照合するだけで、ＩＣカードが偽造されたものであることが確認できる。したがって、ＩＣモジュールが取り外されることによるＩＣカードの偽造を防止することができる。

また、上記のＩＣカードでは、回路は、さらに第１モジュール側結合コイルを含んでもよい。

また、上記のＩＣカードでは、識別情報は、共振特性に基づく情報であってもよい。

また、上記のＩＣカードでは、ＩＣチップ及び第１モジュール側結合コイルによって、識別情報を取得するための取得手段が構築されていてもよい。このように、ＩＣモジュール自体が取得手段を備えることで、外部装置を必要とすることなく識別情報の取得を行うことができる。

また、上記のＩＣカードでは、カード本体は、アンテナコイルに連続して形成された第２カード側結合コイルをさらに有し、ＩＣモジュールは、ＩＣチップに接続され、第２カード側結合コイルに対して電磁結合する第２モジュール側結合コイルをさらに有し、第２カード側結合コイルと第２モジュール側結合コイルとが電磁結合することによって、外部読み書き装置とＩＣチップとの間で情報の授受がなされ、識別情報は、少なくとも第１カード側結合コイルを含む回路から取得されてよい。これによれば、識別情報を得るための回路と、情報の授受を行う回路とを別々に備えることによって、識別情報を容易に取得することができる。

また、上記のＩＣカードでは、ＩＣモジュールは、記憶部に記憶している識別情報と、取得手段によって回路から新たに取得された識別情報とを比較する比較手段を有していてもよい。これによれば、ＩＣモジュール自体が比較手段を備えることで、識別情報を取得するための外部装置を必要とすることなく真贋の判定を行うことができる。

本発明によれば、ＩＣモジュールが取り外されることによる偽造を防止するＩＣカードを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るデュアルインターフェースＩＣカードの平面形状を示す平面図である。 図２は、図１に示すデュアルインターフェースＩＣカードの断面形状を示す断面図である。 図３は、図１に示すデュアルインターフェースＩＣカードに用いられるアンテナシートの平面形状を示す平面図である。 図４は、図１に示すデュアルインターフェースＩＣカードにおけるＩＣチップの構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の他の実施形態に係るデュアルインターフェースＩＣカードの構成を示す模式図である。 図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るデュアルインターフェースＩＣカードの構成を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るデュアルインターフェースＩＣカードを模式的に示す平面図である。図２は、図１に示すデュアルインターフェースＩＣカードの断面形状を示す断面図である。なお、図１では、デュアルインターフェースＩＣカードに内蔵された回路についても実線で示している。デュアルインターフェースＩＣカード１Ａ（以下、単に「ＩＣカード１Ａ」とも記す）は、接触及び非接触の両方の通信機能を有するＩＣカードであり、図１及び図２に示すように、リーダライタ等の外部読み書き装置（不図示）との非接触通信を行うためのアンテナシート１０と、接触及び非接触の両方の通信機能を担うと共に接触通信用の外部接続端子２６を有するＩＣモジュール２０と、アンテナシート１０をその内部に挟み込んで固定するカード基材３０と、を備えている。カード基材３０は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリエチレンテレフタレート共重合体（ＰＥＴ−Ｇ）等の絶縁性や耐久性を備えた材料から構成され、その一部に開口部３２を有している。当該開口部３２にはＩＣモジュール２０が収納される。アンテナシート１０は、カード基材３０に挟み込まれて熱圧によるラミネート又は接着剤等による加工を行って一体化される。これにより、アンテナシート１０とカード基材３０とによってカード本体が構成される。また、開口部３２は、この一体化されたカード基材３０等に対してミリング加工等を行うことにより形成される。

このようなＩＣカード１Ａでは、ＩＣモジュール２０に設置された外部接続端子２６がカード表面側に露出しており、外部接続端子２６がリーダライタ等の接点と接触して接触通信を行う。一方、アンテナシート１０に設けられたアンテナコイル１４は、リーダライタ等のアンテナと電磁結合して非接触通信を行う。ＩＣカード１Ａの接触通信機能は、例えば交信の確実性や安全性が求められるキャッシュカードやクレジットカードなどの用途に用いられる。一方、ＩＣカード１Ａの非接触通信機能は、例えば簡略且つ迅速な処理が求められる認証などの用途に用いられる。

アンテナシート１０は、図１〜図３に示すように、略矩形状の絶縁シート１２と、アンテナコイル１４と、結合コイル１６（第１カード側結合コイル）と、コンデンサ１８とを有している。アンテナコイル１４、結合コイル１６及びコンデンサ１８は、絶縁シート１２の表裏両面上に配置された導体から形成される。具体的には、例えば厚さ１５μｍ〜５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の絶縁基材の表裏に、厚み５μｍ〜５０μｍの銅箔又はアルミ箔を材料としてエッチングすることにより、これらアンテナコイル１４や結合コイル１６等がパターン形成される。

アンテナコイル１４は、外部のリーダライタ等との間で非接触通信による信号の授受及び電力の受給を電磁結合方式によって非接触状態で行うためのコイルである。アンテナコイル１４は、その一端において、ＩＣモジュール２０に設けられた結合コイル２８（第１モジュール側結合コイル）と電磁結合する結合コイル１６に連続して形成されている。また、アンテナコイル１４は、その他端において、受給した電力の電荷を蓄積するコンデンサ１８に接続される。コンデンサ１８の他端は、結合コイル１６に接続されている。

結合コイル１６は、ＩＣモジュール２０の結合コイル２８と電磁結合して、アンテナコイル１４で授受した信号をＩＣチップ２２との間で送受信し、また、受給した電力をＩＣチップ２２に供給するための結合コイルである。結合コイル１６は、例えば、ＩＣモジュール２０が配置される開口部３２よりも平面方向の外側となる絶縁シート１２上に形成されている。

ＩＣモジュール２０は、接触及び非接触の通信機能を有するＩＣチップ２２と、ＩＣチップ２２が実装面２４ａに実装されるモジュール基板２４と、モジュール基板２４の実装面２４ａに形成され、アンテナシート１０の結合コイル１６と電磁結合する結合コイル２８と、モジュール基板２４の実装面２４ａとは逆の外表面２４ｂに配置され、接触通信を行う外部接続端子２６と、を有している。モジュール基板２４の実装面２４ａは、ＩＣカード１Ａの内側の面であり、モジュール基板２４の外表面２４ｂは、ＩＣカード１Ａの外表面２側の面であり、外表面２４ｂは、ＩＣカード１Ａの外表面２の一部を構成する。ＩＣモジュール２０は、ホットメルトシート等の接着剤により、カード基材３０の開口部３２（キャビティ）に装着される。

モジュール基板２４は、いわゆる両面基板であり、例えばガラスエポキシ樹脂やＰＥＴ等から構成される絶縁性の基板である。ＩＣチップ２２は、このようなモジュール基板２４の実装面２４ａに例えばダイアタッチ用接着剤等により接着され、直径１０μｍ〜４０μｍの金又は銅などのワイヤーによって外部接続端子２６や結合コイル２８等に直接又はそれらに接続されたパターンに対して接続される。

外部接続端子２６は、モジュール基板２４の外表面２４ｂに形成されており、外部のリーダライタ等と接続して、接触通信を行うための端子である。外部接続端子２６は、厚み５０μｍ〜２００μｍのガラスエポキシ樹脂等の絶縁性のモジュール基板２４の表面にエッチング等により複数の銅箔パターンを形成することで作製することができる。外部接続端子２６を形成する際、銅箔パターンの露出部分に０．５μｍ〜３μｍのニッケルメッキを施し、更にその上に０．０１μｍ〜０．３μｍの金メッキを施すようにしてもよいが、メッキ構成はこれらに限定される訳ではなく、種々の構成を採用することができる。結合コイル２８も外部接続端子２６と同様に形成することができる。

図４に示されるように、ＩＣチップ２２は、ＣＰＵ２２ａからなる制御部と、ＲＯＭ２２ｂ、ＲＡＭ２２ｃ及び不揮発性メモリ２２ｄからなる記憶部とを備えている。制御部は、例えばリーダライタとの通信等の各種処理の制御を行っている。記憶部は、ＯＳやアプリケーションの他に、各種データを記憶している。また、この記憶部は、セキュリティに用いられる識別情報を備えている。この識別情報は、カード本体側に形成されたアンテナコイル１４、結合コイル１６及びコンデンサ１８の少なくとも一つを含む回路から取得される固有の識別情報であり、いわゆるＰＵＦに基づく情報である。このような固有の識別情報としては、例えば、アンテナコイル１４とコンデンサ１８とを含むＬＣ回路の共振特性を使用したＬＣ−ＰＵＦを利用することができる。

本実施形態では、例えば共振特性測定装置によってＩＣカード１Ａの共振特性が取得され、この取得された共振特性の情報が固有の識別情報として記憶部に記憶される。この共振特性は、例えば、アンテナコイル１４、結合コイル１６、コンデンサ１８、結合コイル２８及びＩＣチップ２２を含むＩＣカード１Ａにおける回路全体から取得される。共振特性測定装置としては、例えばインピーダンスアナライザ、ネットワークアナライザ等を用いることができる。取得された共振特性に関する識別情報は、波形や周波数を特定する情報であり、記憶部（例えば、不揮発性メモリ２２ｄ）に記憶される。記憶された識別情報の書き換えや消去は、アクセス制限によって制限される。

以上説明したＩＣカード１Ａによれば、カード本体側から取得される固有の識別情報がＩＣチップ２２の記憶部に記憶されているので、この識別情報を利用してＩＣモジュール２０とカード本体とが正しく対応しているかを確認することができる。例えば、ＩＣモジュール２０がＩＣカード１Ａから取り外されて、別のＩＣカードが偽造された場合を想定する。この場合、ＩＣカード１Ａの真贋判定は、共振特性測定装置による共振特性の測定を再度行うことによってなされる。ＩＣカード１から取り外されたＩＣモジュール２０が、別のＩＣカードのカード本体に取り付けられた場合、アンテナコイル、カード側結合コイル及びコンデンサが当初の部品と異なるので、カード全体での共振特性が変化する。そのため、共振特性測定装置によって測定された共振特性と、ＩＣチップ２２に記憶されている共振特性とを比較することによって、ＩＣカードの真贋判定を行うことができる。すなわち、測定されたＩＣカードの共振特性と、ＩＣチップに記憶されている共振特性とが同一でない場合には、カード本体とＩＣモジュールとの組み合わせが意図的に変更された偽造カードであると推定することができる。なお、共振特性が「同一」とは完全に同じである場合のみならず、識別情報として許容できる範囲の誤差を含み得る。

（第２実施形態）
本実施形態に係るＩＣカード１Ｂでは、記憶部に記憶される識別情報の内容と、その取得方法とが第１実施形態と相違する。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

ＩＣカード１Ｂのハードウェア構成は、第１実施形態におけるＩＣカード１Ａと同様である。すなわち、ＩＣカード１Ｂは、アンテナコイル１４、結合コイル１６及びコンデンサ１８を備えるカード本体と、ＩＣチップ２２及び結合コイル２８を備えるＩＣモジュール２０とを備えている。

図５は、ＩＣカード１Ｂの構成の概略を示す模式図である。図５に示されるように、本実施形態では、ＩＣモジュール２０が共振特性測定部２５（取得手段）を備えている。共振特性測定部２５は、例えば、結合コイル２８とＩＣチップ２２とによって構築されるものであり、結合コイル２８と結合コイル１６とが電磁結合することによって、アンテナコイル１４を含む回路の共振特性を取得するものである。本実施形態では、例えばアンテナコイル１４とコンデンサ１８とによって構成される共振回路の共振特性が取得される。ＩＣカード１Ｂの製造段階で取得された共振特性は、固有の識別情報として記憶部に記憶され、書き換えや消去が制限される。本実施形態では、ＩＣチップ２２が比較手段を備えている。比較手段は、製造段階でＩＣチップ２２に記憶された識別情報と、共振特性測定部２５によって新たに測定された共振特性とを比較して、これらが同一であるか否かを判定する。

本実施形態におけるＩＣカード１Ｂの真贋判定は、共振特性測定部２５による共振特性の測定が再度行われることによってなされる。この測定は、例えばリーダライタとの間で非接触通信が行われる際に実行される。第１実施形態と同様に、ＩＣカードからＩＣモジュールが取り外され、別のＩＣカードのカード本体に取り付けられた場合、アンテナコイル、カード側結合コイル及びコンデンサが当初の部品と異なるので、カード本体側での共振特性が変化する。共振特性測定部によって測定された共振特性と、ＩＣチップに記憶されている共振特性とが同一でないことが、比較手段によって判定された場合には、カード本体とＩＣモジュールとの組み合わせが意図的に変更されたものと認識することができる。

（第３実施形態）
本実施形態に係るＩＣカード１Ｃでは、共振特性測定部２７を構成するための共振特性取得用コイル２９を備えている点において第２実施形態と相違する。以下、主として第２実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

図６に示されるように、ＩＣカード１Ｃは、アンテナコイル１４、結合コイル１６（第２カード側結合コイル）、コンデンサ１８及び共振特性取得用コイル１９（第１カード側結合コイル）を有するアンテナシート１０Ｃと、ＩＣチップ２２、結合コイル２８（第２モジュール側結合コイル）及び共振特性取得用コイル２９（第１モジュール側結合コイル）を有するＩＣモジュール２０Ｃとを備えている。共振特性取得用コイル１９は、結合コイル１６と同様にアンテナコイル１４に連続して形成される。また共振特性取得用コイル２９は結合コイル２８と同様に、ＩＣチップ２２に接続されている。ＩＣカード１Ｃ内において、共振特性取得用コイル１９と共振特性取得用コイル２９とは、互いに電磁結合することができるように配置されている。

本実施形態では、ＩＣモジュール２０Ｃに共振特性測定部２７（取得手段）が形成される。共振特性測定部２７は、例えば、ＩＣモジュール２０Ｃに形成されたＩＣチップ２２と、ＩＣモジュール２０Ｃに形成された共振特性取得用コイル２９とによって形成されるものである。そして、カード本体側に形成された共振特性取得用コイル１９と、ＩＣモジュール２０Ｃ側の共振特性取得用コイル２９とが電磁結合することによって、カード本体側の共振特性取得用コイル１９の共振特性が取得される。ＩＣカード１Ｃの製造段階で取得された共振特性は、固有の識別情報として記憶部に記憶され、書き換えや消去が制限される。第２実施形態と同様に、本実施形態においても、ＩＣチップ２２が比較手段を備えている。比較手段は、製造段階でＩＣチップ２２に記憶された識別情報と、共振特性測定部２７によって新たに測定された共振特性とを比較して、これらが同一であるか否かを判定する。

ＩＣカード１Ｃの真贋判定は、共振特性測定部２７による共振特性の測定を再度行うことによってなされる。この測定は、例えばリーダライタとの間で非接触通信が行われる際に実行される。ＩＣカード１ＣからＩＣモジュール２０Ｃが取り外され、別のＩＣカードのカード本体に取り付けられた場合、カード本体側に形成された共振特性取得用コイルが当初の部品と異なるので、共振特性が変化する。本実施形態では、ＩＣチップ２２における制御部が比較手段を備えている。比較手段は、共振特性測定部２７によって測定された共振特性と、ＩＣチップ２２に記憶されている共振特性とを比較することによって、ＩＣカードの真贋判定を行う。共振特性測定部２７によって測定された共振特性と、ＩＣチップ２２に記憶されている共振特性とが同一でない場合には、カード本体とＩＣモジュールとの組み合わせが意図的に変更されたものと認識することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られない。例えば、各実施形態では、ＩＣカードとして、接触通信及び非接触通信が可能なデュアルインターフェースＩＣカードを例に説明したが、これに限定されない。本発明は、ＩＣカードのカード本体側にアンテナコイル、結合コイル及びコンデンサのうち少なくとも１つが形成されていればよく、接触通信用のインターフェースを備えないＩＣカードにも適用することができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…ＩＣカード、１０…アンテナシート、１４…アンテナコイル、１６…結合コイル（第１カード側結合コイル）、１８…コンデンサ、２０…ＩＣモジュール、２２…ＩＣチップ、２８…結合コイル（第１モジュール側結合コイル）、３０…カード基材。

Claims (6)

1. 外部読み書き装置との通信を行うためのアンテナコイルと、前記アンテナコイルに連続して形成された第１カード側結合コイルと、前記アンテナコイル及び前記第１カード側結合コイルに接続されたコンデンサと、を有するカード本体と、
   少なくとも記憶部を含むＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続され、前記第１カード側結合コイルに対して電磁結合する第１モジュール側結合コイルとを有し、前記カード本体に搭載されるＩＣモジュールと、を備え、
   前記記憶部は、前記アンテナコイル、前記第１カード側結合コイル及び前記コンデンサの少なくとも一つを含む回路から取得される固有の識別情報を記憶している、ＩＣカード。
2. 前記回路は、さらに前記第１モジュール側結合コイルを含む、請求項１に記載のＩＣカード。
3. 前記識別情報は、共振特性に基づく情報である、請求項１又は２に記載のＩＣカード。
4. 前記ＩＣモジュールは、前記ＩＣチップ及び前記第１モジュール側結合コイルによって、前記識別情報を取得するための取得手段を構築している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＩＣカード。
5. 前記カード本体は、前記アンテナコイルに連続して形成された第２カード側結合コイルをさらに有し、
   前記ＩＣモジュールは、前記ＩＣチップに接続され、前記第２カード側結合コイルに対して電磁結合する第２モジュール側結合コイルをさらに有し、
   前記第２カード側結合コイルと前記第２モジュール側結合コイルとが電磁結合することによって、前記外部読み書き装置と前記ＩＣチップとの間で情報の授受がなされ、
   前記識別情報は、少なくとも前記第１カード側結合コイルを含む前記回路から取得される、請求項４に記載のＩＣカード。
6. 前記ＩＣモジュールは、前記記憶部に記憶している前記識別情報と、前記取得手段によって前記回路から新たに取得された識別情報とを比較する比較手段を有している、請求項４又は５に記載のＩＣカード。

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