JP2021039738A - スマートカード及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】スマートカード及びその制御方法を提供する。【解決手段】スマートカードは、マイクロプロセッサ１０、生体特徴センサ２０、給電決定ユニット３０及び給電検出ユニット４０を備える。電源からスマートカードへ電気が供給されると、スマートカードはまず比較的低い動作周波数で動作する。給電検出ユニット４０及び給電決定ユニット３０によって、電源から比較的高い電流又は電圧の電気が供給されているか否かの判断が行われる。マイクロプロセッサ１０は、この判断に基づいて、動作周波数を変更するか否かを決定する。比較的高い電流又は電圧の電気が供給されている場合、動作周波数を高くして処理速度を上げる。このような構成された本発明によれば、ユーザ体験を向上できる。【選択図】図１

Description

本発明はスマートカードに関し、特に動作周波数を動的に調節可能スマートカードに関する。
人々の日常生活には、カードを使う場面が多く見られる。従来の紙カードは、カードユーザーの名前、使用期間などの情報を記録するための媒体としてのみ機能している。技術の進歩に伴い、磁気ストライプやバーコード、チップなどの電子記録媒体を搭載したカードが開発され、このようなカードは、より多くの情報を記録することが可能となるだけでなく、偽造される虞も低くなるため、利用率が増えてきている。ところが、カードの普及に伴い、他人のカードを盗んで不正利用を企むという犯罪者が現れてきた。また、所有者がうっかりカードを紛失してしまうこともしばしばある。そのため、カードには認証機能が求められている。認証機能を持つカードとしては、カードの利用時の身元確認に用いられる生体特徴センサを備えたものが知られている。
生体特徴センサを作動させるためには、スマートカードに給電する必要がある。現在使用されている給電方式は、接触給電（例えばカードリーダによるスマートカードへの給電）、電池給電（スマートカード自体に備えられた電池による給電）、または、非接触給電 （スマートカードの非接触通信を伴う給電）などがあるが、これら給電方式によって供給可能な電流は大きく異なる。例えば、接触給電では７ｍＡ以上の電流を供給できるのに対し、非接触給電では約４ｍＡの電流しか供給できない。スマートカード内のプロセッサの動作周波数は供給される電流の大きさによって決まり、電流が大きければ高い周波数での動作が可能になる一方、電流が小さければ低い周波数でしか動作しない。従来のスマートカードは、低い周波数で動作するように設定されている。これは、カードリーダの給電方式が非接触給電（小電流）である可能性があることを考慮しての設定であり、作動周波数を高く設定すると、小電流が供給された場合にプロセッサが動作しなくなる。ところで、このような従来のスマートカードには、大電流が供給された場合であっても低い周波数で動作するため処理速度が遅く、ユーザは遅い処理速度を我慢しなければならないという問題点があった。
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーザ体験を向上できる、動作周波数を変更可能なスマートカードを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係るスマートカードの特徴は、
マイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサと電気的に接続されている生体特徴センサと、
前記マイクロプロセッサと電気的に接続されている給電決定ユニットと、
前記給電決定ユニットと電気的に接続されている給電検出ユニットとを備え、
前記マイクロプロセッサは、給電されていると第１の動作周波数で動作し、前記給電検出ユニットは、前記マイクロプロセッサに対する給電方式を検出し且つ検出結果を前記給電決定ユニットに送信し、前記マイクロプロセッサは、前記給電決定ユニットの判断に基づいて、前記第１の動作周波数を変更するか否かを決定する、という点にある。
また、上記目的を達成するための本発明に係るスマートカードの制御方法の特徴は、
前記スマートカードにマイクロプロセッサと生体特徴センサとが備えられ、
前記マイクロプロセッサが第１の動作周波数で動作するステップと、
前記マイクロプロセッサに対する給電方式を判断するステップと、
前記判断の結果に基づいて前記マイクロプロセッサが前記第１の動作周波数を変更するかを決定するステップとを含む、という点にある。
本発明では、給電方式を検出し且つこれに基づいてマイクロプロセッサの動作周波数を変更するか否かを決定しているため、比較的大きい電流の電気が供給されている場合には、これに応じてマイクロプロセッサの動作周波数を高くして処理速度を上げることができる。そのため、本発明によれば、システム環境が許す限りより良好なユーザ体験を提供することができる。
第１実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 第２実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 本発明に係るスマートカードにおける給電決定ユニットの回路構造を示す模式図である。 第３実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 本発明に係るスマートカードにおける給電検出ユニットの一部の回路構造を示す模式図である。 第４実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 第５実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 第６実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 第７実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 本発明に係るスマートカードの一部構成のパッケージ構造を示す模式図である。 本発明に係るスマートカードの一部構成の他のパッケージ構造を示す模式図である。 本発明に係るスマートカードの外観を示す模式図である。 第５実施形態の本発明に係るスマートカードの模式的ブロック図である。 第１実施形態の本発明に係る制御方法のフローチャートである。 第２実施形態の本発明に係る制御方法のフローチャートである。 第３実施形態の本発明に係る制御方法のフローチャートである。 第４実施形態の本発明に係る制御方法のフローチャートである。 第４実施形態の本発明に係る制御方法のフローチャートである。
以下、発明の目的を達成するために採用された技術的手段について、実施形態を用いて図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明に係るスマートカードは、マイクロプロセッサ１０、生体特徴センサ２０、給電決定ユニット３０、給電検出ユニット４０及び電圧安定化回路５０を備えている。
マイクロプロセッサ１０は、生体特徴センサ２０、給電決定ユニット３０及び電圧安定化回路５０のそれぞれと電気的に接続している。給電検出ユニット４０は、電圧安定化回路５０を介してマイクロプロセッサ１０に直列に接続されている。また、給電検出ユニット４０は、給電方式に対する検出信号を給電決定ユニット３０及びマイクロプロセッサ１０に送信するようになっている。
生体特徴センサ２０は、マイクロプロセッサ１０による処理又はユーザ身元の判定のためにユーザの生体特徴情報を取得するためのものである。生体特徴センサ２０は、指紋センサであってもよいが、これに限られない。
給電決定ユニット３０は、異なる位置に設置し得る。ある実施形態（図１）において、給電決定ユニット３０は、マイクロプロセッサ１０とは別個に設置され、且つマイクロプロセッサ１０に電気的に接続されている。他の実施形態（図２）において、給電決定ユニット３０Ａは、マイクロプロセッサ１０Ａと共に１つの回路構造に統合されている。給電決定ユニット３０は、図３に示すような回路構造を有してもよい。すなわち、給電決定ユニット３０は、第１の比較器３１、第２の比較器３２及び判定モジュール３３を有し、給電決定ユニット３０では、給電検出ユニット４０によって検出された電流又は電圧と、第１の比較器３１に保存された第１の参照値ＲＥＦ１及び第２の比較器３２に保存された第２の参照値ＲＥＦ２との比較が行われ、比較の結果は、動作周波数を変更するか否かを決定するために、判定モジュール３３に送信される。給電決定ユニット３０は判定モジュール３３を有していなくてもよく、比較の結果は、動作周波数を変更するか否かを決定するために、マイクロプロセッサ１０に直接的に送信されてもよい。
図４に示すように、ある実施形態において、給電検出ユニット４０Ａは、電源管理ユニット４１Ａと、主にスマートカードの秘密情報を保存するためのセキュリティユニット４２Ａ（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｅｌｅｍｅｎｔ，ＳＥ）とを有する。ある実施形態において、セキュリティユニット４２Ａと電源管理ユニット４１Ａは、１つの回路構造に統合されている。電源管理ユニット４１Ａは、図５に示すような回路構造を有してもよいが、これに限られない。図５に示す電源管理ユニット４１Ａは、スイッチング素子４１１Ａ、抵抗素子４１２Ａ、容量素子４１３Ａ、タイミング素子４１４Ａ及びアナログ‐ディジタル変換回路４１５Ａを有する。電源管理ユニット４１Ａでは、電源から入力された電流によって容量素子４１３Ａが充電されるように、タイミング素子４１４Ａによってスイッチング素子４１１Ａの開閉が制御される。また、電源管理ユニット４１Ａでは、検出電圧を固定することによって充電時間や周波数変化を検出し、或いは、固定時間においてアナログ‐ディジタル変換回路４１５Ａによって電圧を検出することで、対応の給電方式を判別することができる。図５に示す回路構造はマイクロプロセッサ１０内に設置されてもよい。
前述した給電検出ユニット４０、マイクロプロセッサ１０及び生体特徴センサ２０の回路構造は、異なる形で統合され得る。ある実施形態（図６）において、マイクロプロセッサ１０、セキュリティユニット４２Ａ及び生体特徴センサ２０は、互いに別個の回路構造を有する。ある実施形態（図７）において、マイクロプロセッサ１０Ｂとセキュリティユニット４２Ｂは、１つの回路構造に統合されている。ある実施形態（図８）において、マイクロプロセッサ１０Ｃと生体特徴センサ２０Ｃは１つの回路構造に統合されている。ある実施形態（図９）において、マイクロプロセッサ１０Ｄ、生体特徴センサ２０Ｄ及びセキュリティユニット４２Ｄは１つの回路構造に統合されている。更に、前述した素子や要素は、異なるパッケージ構造を採用し得る。マイクロプロセッサ１０と生体特徴センサ２０を例に挙げると、ある実施形態（図１０）において、マイクロプロセッサ１０と生体特徴センサ２０が基板１００上に並列に配置されて封止体１０１によって覆われ、封止体１０１の上面に更に保護層１０２が設けられているパッケージ構造としている。他の実施形態（図１１）において、マイクロプロセッサ１０と生体特徴センサ２０は積層状態でパッケージされ、すなわち、基板１００上に配置されたマイクロプロセッサ１０に対して、生体特徴センサ２０が絶縁体（例えばダイアタッチフィルム）１０３を介して積層されると共に、封止体１０１によってマイクロプロセッサ１０と生体特徴センサ２０が覆われ、封止体１０１の上面に更に保護層１０２が設けられているパッケージ構造としている。
以下、電源の例を挙げるが、本発明はこれに限定されない。図４に示すように、ある実施形態において、電源６０Ａは接触給電６１Ａ及び近接非接触給電６２Ａを含む。図６に示すように、電源６０Ｂは、接触給電６１Ｂ、近接非接触給電６２Ｂ及び電池給電６３Ｂを含む。接触給電６１Ａ、接触給電６１Ｂ及び電池給電６３Ｂは電源管理ユニット４１Ａに対して給電し、近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂは電源管理ユニット４１Ａ又はセキュリティユニット４２Ａに対して給電する。ある実施形態において、接触給電６１Ａ、接触給電６１Ｂ及び電池給電６３Ｂはセキュリティユニット４２Ａに対して給電してもよい。
ここで、接触給電６１Ａ、６１Ｂとは、スマートカードがカードリーダに差し込まれる際にカードリーダ内の実在する接点とスマートカード上の実在する接点とが電気的に接続を形成することによって発生する給電をいう。そして、近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂとは、カードリーダに対してスマートカードが近接した際に電磁誘導又は電界結合などによって電流が発生し、これによってスマートカードに対する給電が行われることをいう。また、電池給電６３Ｂとは、スマートカード内に備えられた電池による給電をいう。一般的には、接触給電６１Ａ、６１Ｂは平均で約７．４ｍＡの電流を供給し、その電圧値は約５Ｖである。近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂは、平均で約４．２ｍＡの電流を供給し、その電圧値は２Ｖから１２Ｖである。電池給電６３Ｂは、平均で約６．５ｍＡの電流を供給し、その電圧値は３．７Ｖから４．２Ｖである。このように、電流に関していうと、接触給電６１Ａ、６１Ｂが最も大きい電流を供給し、電池給電６３Ｂがそれに次ぐ大きさの電流を供給し、近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂが最も小さい電流を供給するので、電流の大きさに基づいて給電方式を判定することができる。接触給電６１Ａ、６１Ｂによって比較的大きい電流が供給された際に、マイクロプロセッサ１０は比較的高い周波数で動作し得る。近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂによって比較的小さい電流が供給された際に、マイクロプロセッサ１０は比較的低い周波数で動作し得る。大きさが接触給電６１Ａ、６１Ｂによる電流と近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂによる電流の間にある電流が電池給電６３Ｂによって供給された際、マイクロプロセッサ１０は前述した比較的高い周波数と比較的低い周波数の間にある周波数で動作し得る。
一方、電圧に関していうと、接触給電６１Ａ、６１Ｂ及び電池給電６３Ｂによって供給される電圧は比較的に安定するのに対し、近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂによって供給される電圧は距離の僅かな変化によって変動する。給電時間が２０ｍｓである場合を例に挙げると、接触給電６１Ａ、６１Ｂ及び電池給電６３Ｂによれば、極めて短い時間内で目標電圧値まで上昇し且つ目標電圧値の近くに安定的に維持される電圧を供給できる。なお、電池給電６３Ｂの場合の目標電圧値は接触給電６１Ａ、６１Ｂの場合の目標電圧値より低くなる。これに対し、近接非接触給電６２Ａ、６２Ｂの場合では、スマートカードとカードリーダの距離に応じて電圧値が変動するため、僅かな距離の変化であっても電圧の変動が発生する。このように、電圧の挙動が異なるため、電圧上昇率、電圧値の変動及び目標電圧値に基づいて給電方式を判定することができる。
図１２及び図１３に示すように、本発明に係るスマートカードは、動作周波数を示すための指示ユニット７０を更に有してもよい。指示ユニット７０は、マイクロプロセッサ１０に電気的に接続されており、目視できるようにスマートカードの表面に設置されている。ある実施形態において、指示ユニット７０は指示灯である。この場合、明るさ、色又は点滅頻度などによってマイクロプロセッサ１０の現在の動作周波数を示すことができる。例えば、最も高い動作周波数であることを最大明るさで示し、動作周波数が中間にあることを中間の明るさで示し、最も低い動作周波数であることを最小明るさで示すことができる。または、最も高い動作周波数であることを赤色で示し、動作周波数が中間にあることを黄色で示し、最も低い動作周波数であることを緑色で示すことができる。更にまたは、最も高い動作周波数であることを最大点滅頻度で示し、動作周波数が中間にあることを中間の点滅頻度で示し、最も低い動作周波数であることを最小点滅頻度で示すことができる。
図４及び図１４に示すように、本発明に係るスマートカードの制御方法は、以下のステップＳ１０〜Ｓ７０を含む。
ステップＳ１０においては、給電を受ける。具体的には、スマートカードと電源６０Ａとが接続又は近接すると、スマートカードが動作するように電源６０Ａからスマートカードへ電流が供給される。
ステップＳ２０においては、第１の動作周波数で動作する。具体的には、スマートカードに電流が供給されると、マイクロプロセッサ１０が第１の動作周波数で動作し始めるが、給電方式が判明していないスマートカードの動作初期では、比較的低い周波数である第１の動作周波数で動作することとし、これにより、どのような給電方式であってもマイクロプロセッサ１０を第１の動作周波数で動作させることが可能である。
ステップＳ３０においては、マイクロプロセッサ１０に対する給電方式を検出する。具体的には、電源６０Ａから供給された電流は給電検出ユニット４０Ａ及び給電決定ユニット３０を通過するため、給電検出ユニット４０Ａ及び給電決定ユニット３０によって電源６０Ａの給電方式が検出される。ある実施形態において、前述した給電方式を検出することは、電源６０Ａの種類を検出することである。電源６０Ａの種類は、給電経路、入力電流或いは入力電圧の大きさ、又は電圧の変化度合いを検出することによって判断することができる。
ステップＳ４０においては、ステップＳ３０での検出結果に基づいてマイクロプロセッサ１０が第１の動作周波数を変更するか否かを決定する。具体的には、マイクロプロセッサ１０は、給電決定ユニット３０の判断に基づいて、動作周波数を変更するか否かを決定する。検出結果により、電源が比較的大きい電流を供給できると判断された場合、ステップＳ５０においては、マイクロプロセッサ１０は第１の動作周波数を比較的高い第２の動作周波数に変更し、ここで、第２の動作周波数は第１の動作周波数より高い。一方、前述したステップでの検出結果により、電源から供給される電流が比較的小さいと判断された場合、ステップＳ６０においては、マイクロプロセッサ１０は第１の動作周波数での動作を維持する。
更に、ステップＳ７０においては、スマートカードの使用中の異常により、マイクロプロセッサ１０の再起動又は給電停止が発生していた場合、直前の動作周波数にかかわらずステップＳ２０に戻って再び第１の動作周波数で動作する。これにより、初期の動作が順調に行われるようになり、その後、後続のステップが前述したように行われる。
図６及び１５Ａに示すように、給電経路を検出する場合であって近接非接触給電６２Ｂがセキュリティユニット４２Ａを介して給電する場合を例に挙げると、本発明に係るスマートカードの制御方法は、前述したステップＳ１０、Ｓ２０及びＳ７０に加えて、ステップＳ２０の後に実行される以下のステップを含む。
ステップＳ３０Ａにおいては、マイクロプロセッサ１０に対する給電経路を検出する。具体的には、電源６０Ｂから供給された電流は給電検出ユニット４０Ａを通過するため、給電検出ユニット４０Ａによって電源６０Ｂの給電経路が検出される。
ステップＳ４１Ａにおいて、給電経路が接触給電６１Ｂからのものであるか否か（給電経路の起点が接触給電６１Ｂであるか否か）を判断する。具体的には、電流が実体的な回路の接続を介して得られた場合、電源管理ユニット４１Ａは電流を供給する第１の接点に基づいて電流の供給源を判別することができるため、電源管理ユニット４１Ａは、給電方式が接触給電６１Ｂであるか否かを判断することができる。給電方式が接触給電６１Ｂである場合、Ｓ５１Ａにおいて、動作周波数を比較的に高い第２の動作周波数へ変更する。一方、給電方式が接触給電６１Ｂでない場合、次のステップＳ４２Ａに進む。
ステップＳ４２Ａにおいては、給電経路が近接非接触給電６２Ｂからのものであるか否か（給電経路の起点が近接非接触給電６２Ｂであるか否か）を判断する。図６に示すように、近接非接触給電６２Ｂからの電流のみがセキュリティユニット４２Ａを通過するため、電流がセキュリティユニット４２Ａを介して供給されたのかを判断することによって、給電方式が近接非接触給電６２Ｂであるか否かを判断することができる。給電方式が近接非接触給電６２Ｂである場合、ステップＳ６０において、動作周波数を元の比較的に低い第１の動作周波数に維持する。給電方式が近接非接触給電６２Ｂでない場合、必然的に給電方式は電池給電６３Ｂであり（接触給電６１Ｂと近接非接触給電６２Ｂのどちらでもないため）、ステップＳ５２Ａにおいては、動作周波数を第１の動作周波数と第２の動作周波数の間にある第３の動作周波数に変更する。ここで、電源管理ユニット４１Ａがスイッチング素子を介して第１の接点及びセキュリティユニット４２Ａと接続し、且つ第１の接点又は該セキュリティユニット４２Ａに電流が流れたかをポーリング方式によって検出することで判断を行うように構成してもよい。
図６及び１５Ｂに示すように、給電経路を検出する場合であって近接非接触給電６２Ｂが電源管理ユニット４１Ａを介して給電する場合を例に挙げると、本発明に係るスマートカードの制御方法は、前述したステップＳ１０、Ｓ２０及びＳ７０に加えて、ステップＳ２０の後に実行される以下のステップを含む。
ステップＳ３０Ｂにおいては、マイクロプロセッサ１０に対する給電経路を検出する。具体的には、電源６０Ｂから供給された電流は給電検出ユニット４０Ａを通過するため、給電検出ユニット４０Ａによって電源６０Ｂの給電経路が検出される。
ステップＳ４１Ｂにおいて、給電経路が接触給電６１Ｂからのものであるか否か（給電経路の起点が接触給電６１Ｂであるか否か）を判断する。具体的には、電流が実体的な回路の接続を介して得られた場合、電源管理ユニット４１Ａは、電流が流れる前記第１の接点に基づいて電流の供給源を判別することができるため、電源管理ユニット４１Ａは、給電方式が接触給電６１Ｂであるか否かを判断することができる。給電方式が接触給電６１Ｂである場合、Ｓ５１Ｂにおいて、動作周波数を比較的に高い第２の動作周波数へ変更する。一方、給電方式が接触給電６１Ｂでない場合、次のステップＳ４２Ｂに進む。
ステップＳ４２Ｂにおいて、給電経路が電池給電６３Ｂからのものであるか否か（給電経路の起点が電池給電６３Ｂであるか否か）を判断する。具体的には、電流が実体的な回路の接続を介して得られた場合、電源管理ユニット４１Ａは、電流が流れる第２の接点に基づいて電流の供給源を判別することができるため、電源管理ユニット４１Ａは、給電方式が電池給電６３Ｂであるか否かを判断することができる。給電方式が電池給電６３Ｂである場合、ステップＳ５２Ｂにおいて、動作周波数を第１の動作周波数と第２の動作周波数との間にある第３の動作周波数に変更する。一方、給電方式が電池給電６３Ｂでない場合、ステップＳ６０において、動作周波数を元の比較的に低い第１の動作周波数に維持する。ここで、電源管理ユニット４１Ａがスイッチング素子を介して又は直接的に第１の接点及び第２の接点と接続し、且つ第１の接点又は第２の接点に電流が流れたかを検出することで判断を行うように構成してもよい。
図６及び１５Ｃに示すように、給電電圧を検出する場合を例に挙げると、本発明に係るスマートカードの制御方法は、前述したステップＳ１０、Ｓ２０及びＳ７０に加えて、ステップＳ２０の後に実行される以下のステップを含む。
ステップＳ３０Ｂにおいて、マイクロプロセッサ１０に対する給電電圧を検出する。電源６０Ｂによって供給される電圧の電圧値の変動及び目標電圧値が給電方式に応じて異なるため、電圧値の変動及び電圧値を検出することによって電源６０Ｂの種類を判別することができる。
ステップＳ４１Ｃにおいて、給電の電圧変化量が予め定められた時間内において変動閾値より大きいか否かを判断する。変動閾値より大きい場合、ステップＳ６０において、動作周波数を元の比較的に低い第１の動作周波数に維持する。一方、変動閾値より大きくない場合、次のステップＳ４２Ｃに進む。実在する接点を介して給電する接触給電６１Ｂ及び電池給電６３Ｂでは、供給される電圧は予め定められた時間（例えば２０ｍｓ）内において目標電圧値まで速やかに上昇し且つ目標電圧値の近くに安定的に維持される。これに対し、近接非接触給電６２Ｂでは、電圧値は常に距離の変化に応じて大きく変動する。したがって、変化量が変動閾値より大きいと判断した場合には、給電方式が近接非接触給電６２Ｂであると判断して動作周波数を元の比較的に低い第１の動作周波数に維持する。
ステップＳ４２Ｃにおいては、給電の電圧が電圧閾値より大きいか否かを判断する。電圧閾値より大きいことは、安定し且つ比較的大きい電圧を供給している電源の給電方式が接触給電６１Ｂであることを意味し、ステップＳ５１Ｃにおいては、動作周波数を比較的に高い第２の動作周波数に変更する。一方、電圧閾値より大きくないことは、安定し且つ比較的大きい電圧を供給している電源の給電方式が電池給電６３Ｂであることを意味し、ステップＳ５２Ｃにおいては、マイクロプロセッサ１０の動作周波数を現在の第１の動作周波数から、第１の動作周波数と第２の動作周波数との間にある第３の動作周波数に変更する。ここで、図３に示す実施形態において、第１の比較器３１に保存されている第１の参照値ＲＥＦ１及び第２の比較器３２に保存されている第２の参照値ＲＥＦ２は夫々、変動閾値と電圧閾値であり得る。ある実施形態において、電源による給電方式は二種類のみであってもよい。この場合、スマートカードの制御方法にはステップＳ４１Ｃ又はステップＳ４２Ｃが含まれず、動作周波数の変更は、電圧の変動のみ又は電圧の大きさのみに基づいて判断される。
図６及び１５Ｄに示すように、給電電流を検出する場合を例に挙げると、本発明に係るスマートカードの制御方法は、前述したステップＳ１０、Ｓ２０及びＳ７０に加えて、ステップＳ２０の後に実行される以下のステップを含む。
ステップＳ３０Ｄにおいて、マイクロプロセッサ１０に対する給電電流を検出する。具体的には、電源６０Ｂによって供給される電流は給電方式に応じて異なるため、電流値を検出することによって電源６０Ｂの給電方式を判別することができる。
ステップＳ４１Ｄにおいて、給電の電流が第１の電流閾値より大きいか否かを判断する。第１の電流閾値より大きい場合、ステップＳ５１Ｄにおいて、動作周波数を比較的に高い第２の動作周波数に変更する。一方、第１の電流閾値より大きくない場合、次のステップＳ４２Ｄに進む。
ステップＳ４２Ｄにおいて、給電の電流が第２の電流閾値より小さいか否かを判断する。第２の電流閾値より小さい場合、ステップＳ６０において、動作周波数を元の比較的に低い第１の動作周波数に維持する。一方、第２の電流閾値より小さくない場合、現在の給電方式による電流が前述した２つの閾値の間にあるため、ステップＳ５２Ｄにおいて、マイクロプロセッサ１０の動作周波数を現在の第１の動作周波数から、第１の動作周波数と第２の動作周波数との間にある第３の動作周波数に変更する。ここで、第２の電流閾値は第１の電流閾値より小さい。ここで、図３に示す実施形態において、第１の比較器３１に保存されている第１の参照値ＲＥＦ１及び第２の比較器３２に保存されている第２の参照値ＲＥＦ２は夫々、第１の電流閾値と第２の電流閾値であり得る。ある実施形態において、電源による給電方式は二種類のみであってもよい。この場合、スマートカードの制御方法にはステップＳ４２Ｄが含まれず、動作周波数の変更は、単一の電流閾値に基づいて判断される。
以上のように、本発明に係るスマートカードは、給電方式を検出し且つ異なる給電方式に応じて動作周波数を適切に調節することができる。これにより、給電方式によっては比較的に高い動作周波数を採用して処理速度を高めることができるため、ユーザ体験の向上が可能になる。
本発明を上記実施形態により説明したが、本発明はこれら開示された実施形態に限定されず、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱することなく、様々な変更および修飾を加えて均等物とすることができる。したがって、上記実施形態に変更、改変および修飾を加えた内容もまた、本発明の技術的思想に含まれるものである。
１００ 基板
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ マイクロプロセッサ
２０、２０Ｃ、２０Ｄ 生体特徴センサ
３０、３０Ａ 給電決定ユニット
３１ 第１の比較器
３２ 第２の比較器
３３ 判定モジュール
４０、４０Ａ 給電検出ユニット
４１Ａ 電源管理ユニット
４１１Ａ スイッチング素子
４１２Ａ 抵抗素子
４１３Ａ 容量素子
４１４Ａ タイミング素子
４１５Ａ アナログ‐ディジタル変換回路
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｄ セキュリティユニット
５０ 電圧安定化回路
６０、６０Ａ、６０Ｂ 電源
６１Ａ、６１Ｂ 接触給電
６２Ａ、６２Ｂ 近接非接触給電
６３Ｂ 電池給電
７０ 指示ユニット
１０１ 封止体
１０２ 保護層
１０３ 絶縁体

Claims (24)

  1. マイクロプロセッサと、
    前記マイクロプロセッサと電気的に接続されている生体特徴センサと、
    前記マイクロプロセッサと電気的に接続されている給電決定ユニットと、
    前記給電決定ユニットと電気的に接続されている給電検出ユニットとを備え、
    前記マイクロプロセッサは第１の動作周波数で動作し、前記給電検出ユニットは、前記マイクロプロセッサに対する給電方式を検出し且つ検出結果を前記給電決定ユニットに送信し、前記マイクロプロセッサは、前記給電決定ユニットの判断に基づいて、前記第１の動作周波数を変更するか否かを決定する、スマートカード。
  2. 前記給電決定ユニットは、前記マイクロプロセッサと共に１つの回路構造に統合され、又は、
    前記給電決定ユニットは、前記マイクロプロセッサと前記給電検出ユニットとの間に直列に接続されている、請求項１に記載のスマートカード。
  3. 前記生体特徴センサは、前記マイクロプロセッサに電気的に接続されている指紋センサである、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  4. 前記マイクロプロセッサに対する給電方式を検出することは、給電経路、入力電圧又は入力電流を検出することを含む、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  5. 現在の動作周波数を示す指示ユニットを更に備え、前記指示ユニットは、前記マイクロプロセッサに電気的に接続され且つ目視できるように設置されている、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  6. 前記給電検出ユニットは、電源管理ユニットと、主に前記スマートカードの秘密情報を保存するためのセキュリティユニットとを有する、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  7. 前記セキュリティユニットは、前記電源管理ユニットと共に１つの回路構造に統合され、又は、
    前記セキュリティユニットは、前記マイクロプロセッサと共に１つの回路構造に統合されている、請求項６に記載のスマートカード。
  8. 前記マイクロプロセッサは、前記生体特徴センサと共に１つの回路構造に統合されている、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  9. 前記マイクロプロセッサ、前記セキュリティユニット、及び前記生体特徴センサが１つの回路構造に統合されている、請求項６に記載のスマートカード。
  10. 前記マイクロプロセッサと前記生体特徴センサとが基板上に並列に配置されている、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  11. 前記マイクロプロセッサと前記生体特徴センサとが基板上に積層して配置され、且つ前記マイクロプロセッサと前記生体特徴センサとの間に絶縁体が設けられている、請求項１又は２に記載のスマートカード。
  12. マイクロプロセッサと生体特徴センサとを備えるスマートカードの制御方法であって、
    前記マイクロプロセッサが第１の動作周波数で動作するステップａと、
    前記マイクロプロセッサに対する給電方式を判断するステップｂと、
    前記ステップｂでの判断の結果に基づいて前記マイクロプロセッサが前記第１の動作周波数を変更するかを決定するステップｃとを含む、スマートカードの制御方法。
  13. 前記ステップｂにおける、前記マイクロプロセッサに対する給電方式を判断することは、給電の入力元を検出することである、請求項１２に記載のスマートカードの制御方法。
  14. 前記給電が第１の接点から来ていることを検出した場合、前記給電の入力元が第１の元であると判断し、前記給電がセキュリティユニットから来ていることを検出した場合、前記給電の入力元が第２の元であると判断し、前記第１の元から供給される動作電流の大きさは、前記第２の元から供給される動作電流の大きさより大きい、請求項１３に記載のスマートカードの制御方法。
  15. 前記給電が前記第１の接点又は前記セキュリティユニットから来ていることを検出しなかった場合、前記給電の入力元が第３の元であると判断し、前記第３の元から供給される動作電流の大きさは、前記第１の元から供給される動作電流の大きさと前記第２の元から供給される動作電流の大きさとの間にある、請求項１４に記載のスマートカードの制御方法。
  16. 前記給電が第１の接点から来ていることを検出した場合、前記給電の入力元が第１の元であると判断し、前記給電が第２の接点から来ていることを検出した場合、前記給電の入力元が第３の元であると判断し、前記給電が前記第１の接点又は前記第２の接点から来ていることを検出しなかった場合、前記給電の入力元が第２の元であると判断し、前記第１の元から供給される動作電流の大きさは、前記第２の元から供給される動作電流の大きさより大きく、前記第３の元から供給される動作電流の大きさは、前記第１の元から供給される動作電流の大きさと前記第２の元から供給される動作電流の大きさとの間にある、請求項１３に記載のスマートカードの制御方法。
  17. ステップｃにおいて、前記給電の入力元が前記第１の元であると判断された場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数より高い第２の動作周波数に切り替わって動作し、前記給電の入力元が前記第２の元であると判断された場合、前記マイクロプロセッサは第１の動作周波数での動作を維持する、請求項１５又は１６に記載のスマートカードの制御方法。
  18. ステップｃにおいて、前記給電の入力元が前記第３の元であると判断された場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数と前記第２の動作周波数との間にある第３の動作周波数に切り替わって動作する、請求項１７に記載のスマートカードの制御方法。
  19. 前記ステップｂにおける、前記マイクロプロセッサに対する給電方式を判断することは、給電の電圧を検出することである、請求項１２に記載のスマートカードの制御方法。
  20. 検出された電圧の変化量が予め定められた時間内において変動閾値より大きい場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数での動作を維持し、検出された電圧の変化量が前記予め定められた時間内において前記変動閾値より小さく、且つ検出された電圧値が電圧閾値より大きい場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数より高い第４の動作周波数に切り替わって動作する、請求項１９に記載のスマートカードの制御方法。
  21. 検出された電圧の変化量が前記予め定められた時間後において前記変動閾値より小さく、且つ検出された電圧値が前記電圧閾値より小さい場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数と前記第４の動作周波数との間にある第５動作周波数に切り替わって動作する、請求項２０に記載のスマートカードの制御方法。
  22. 前記ステップｂにおける、前記マイクロプロセッサに対する給電方式を判断することは、給電の電流を検出することである、請求項１２に記載のスマートカードの制御方法。
  23. 検出された電流値が第１の電流閾値より大きい場合、前記マイクロプロセッサは第６の動作周波数に切り替わって動作し、検出された電流値が第２の電流閾値より小さい場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数での動作を維持し、前記第１の電流閾値は、前記第２の電流閾値に等しいか又は当該第２の電流閾値より大きく、前記第６の動作周波数は前記第１の動作周波数より高い、請求項２２に記載のスマートカードの制御方法。
  24. 前記第１の電流閾値は、前記第２の電流閾値より大きく、検出された電流値が前記第１の電流閾値と前記第２の電流閾値との間にある場合、前記マイクロプロセッサは、前記第１の動作周波数と前記第６の動作周波数との間にある第７の動作周波数に切り替わって動作する、請求項２３に記載のスマートカードの制御方法。
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