JP2022154155A - Icカード - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明が解決しようとする課題は、容易に指紋の読み取りが可能なICカードを提供することである。【解決手段】本実施形態のICカードは、基板と、指紋センサと、カード基材と、を備える。基板は、ICモジュール及びアンテナを含む。指紋センサは、基板に実装されるとともに、ICモジュールに接続される。カード基材は、基板と、指紋センサと、を収容し、変形可能である。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、ICカードに係る。
昨今、基板に実装されたICチップ、指紋センサ等の実装品を内蔵する高機能のICカードが知られている。従来の指紋センサを備えたICカードは、用いられる場所によっては、使用者が検出面に指を当てにくい場合があった。(特許文献1)
本発明が解決しようとする課題は、容易に指紋の読み取りが可能なICカードを提供することである。
上記課題を解決するために、本実施形態のICカードは、基板と、指紋センサと、カード基材と、を備える。基板は、ICモジュール及びアンテナを含む。指紋センサは、基板に実装されるとともに、ICモジュールに接続される。カード基材は、基板と、指紋センサと、を収容し、変形可能である。
以下、図面を参照して発明を実施するための実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係るICカードAを、図1及び図2を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係るICカードAの構成の一例を示す平面図である。図2は、第1の実施形態に係るICカードの図1のI-I線断面の一例を示す断面図である。ICカードAは、カード基材101と、基板102と、指紋センサ103と、を備える。基板102は、ICモジュール104(ICチップ)と、アンテナコイル105(アンテナ)と、を備える。カード基材101は、長手と短手とを有する矩形状であり、センサ収容部106と、モジュール収容部107と、変形部108と、を備える。なお、図1及び図2において、説明の便宜上、各構成の形状を簡略化し、又は、寸法を拡大若しくは縮小して示す。また、図1において、破線で示される構成は、ICカードAの内部、又は裏面に配置されている構成を示す。
第1の実施形態に係るICカードAを、図1及び図2を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係るICカードAの構成の一例を示す平面図である。図2は、第1の実施形態に係るICカードの図1のI-I線断面の一例を示す断面図である。ICカードAは、カード基材101と、基板102と、指紋センサ103と、を備える。基板102は、ICモジュール104(ICチップ)と、アンテナコイル105(アンテナ)と、を備える。カード基材101は、長手と短手とを有する矩形状であり、センサ収容部106と、モジュール収容部107と、変形部108と、を備える。なお、図1及び図2において、説明の便宜上、各構成の形状を簡略化し、又は、寸法を拡大若しくは縮小して示す。また、図1において、破線で示される構成は、ICカードAの内部、又は裏面に配置されている構成を示す。
図1及び図2において、ICカードAの長手方向をX軸方向とし、短手方向をY軸方向とし、厚み方向をZ軸方向としてXYZ座標系を定めて説明する。なお、長手方向とは、ICカードAの長辺と略平行な方向のことであり、短手方向とは、ICカードAの短辺と略平行な方向のことである。また、厚み方向とは、長手方向、及び短手方向と互いに略直交する方向のことである。
ICカードAは、アンテナコイル105を介して図3に示す外部の端末装置109(外部装置)と通信可能である。例えば、ICカードAは、端末装置109により送信されたコマンド(処理要求)を、アンテナコイル105を介して受信し、受信したコマンドに応じた処理(コマンド処理)を実行する。そして、ICカードAは、コマンド処理の実行結果であるレスポンス(処理応答)を端末装置109にアンテナコイル105を介して送信する。端末装置109は、ICカードAと通信する装置であり、例えば、リーダ/ライタ装置を含む装置である。
基板102には、図示しない導電パターンが印刷されており、この導電パターンが指紋認証に必要な電子回路を介してICモジュール104と指紋センサ103とを電気的に接続している。例えば、基板102は、フィルム状のフレキシブル基板であり、プラスチックフィルムを用いた湾曲及び屈曲して変形することが可能な基板である。基板102は、カード基材101内に収容して設けられ、センサ収容部106と、モジュール収容部107と、変形部108とに跨って収容される。これにより、変形部108が外部からの力によって変形した場合でも、基板102が湾曲及び屈曲することで、基板102が破損することを回避できる。なお、基板102のY軸方向及びZ軸方向の大きさは、カード基材101に収容可能な範囲、かつ基板としての機能が十分に実現可能な範囲で変形してもよい。
ICモジュール104は、端末装置109から認証コマンドを受信したとき、指紋センサ103により取得された利用者の指紋情報を、ICモジュール104内に記憶された指紋情報と比較することで、利用者が本人であるか否かの認証を行い、アンテナコイル105を介して認証結果をレスポンスとして端末装置109に出力する。
アンテナコイル105は、ループアンテナで構成され、端末装置109からの電磁波(磁束)により、ICカードAの起電力(動作電力)の供給を受けるとともに、端末装置109との間のデータ通信に用いられる。アンテナコイル105は、カード基材101のうち、モジュール収容部107に収容される。
指紋センサ103は、指紋を読み取るためのセンサである。指紋センサ103は、基板102に実装されるとともに、ICモジュール104に接続される。また、指紋センサ103は、カード基材101の内、アンテナコイル105のループの外部に収容される。例えば、指紋センサ103は、使用者がセンサ収容部106から一部露出した検出面に指を押し当てることで、押し当てられた指から指紋を読み取る。指紋センサ103は、押し当てられた指の指紋の凹凸を検出して電気信号に変換し、指紋情報を読み取る。指紋センサ103の方式としては、静電容量型が一般的だが、これに限らず電界式、感圧式、周波数解析方式、光学式、感熱式、または超音波式などでもよい。
モジュール収容部107は、ICモジュール104及びアンテナコイル105を収容する。センサ収容部106は、指紋センサ103を一部露出して収容する。例えば、モジュール収容部107及びセンサ収容部106は、ポリ塩化ビニル(PVC)を成型したプラスチックである。なお、モジュール収容部107及びセンサ収容部106は、材料として、ポリカーネード(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリウレタン(PU)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ABS樹脂など、本願出願時に一般的に用いられるプラスチックも用いることができる。モジュール収容部107及びセンサ収容部106は、Y方向に長い矩形状の第1シートと、指紋センサ103を露出させる開口が構成された第2シートと、を一体に貼り合わせることで構成されてもよい。
変形部108は、モジュール収容部107と、センサ収容部106と、を物理的に連結させる。また、変形部108は、基板102の表面と裏面とに変形可能な可撓性部材を充填して構成される。例えば、変形部108は、シリコーンゴムを成型したゴムであり、外部からの力によって変形する。カード基材101は、変形部108が屈曲または湾曲することで、変形可能である。なお、変形部108に使用される材料は、ウレタンフォームなど、上記モジュール収容部107の面とセンサ収容部106の面とで構成される角度が変形可能な可撓性部材であればどのような材料であってもよい。
図3は、第1の実施形態に係るICカードAが変形した際の概観の一例を示す側面図である。使用者は、変形部108及び基板102を湾曲又は屈曲させることでICカードAを変形させ、指紋センサ103に指を押し当てる。使用者は、アンテナコイル105が収容されたモジュール収容部107を端末装置109に押し当てることで、ICカードAと端末装置109とを通信させる。端末装置109のモジュール収容部107を翳す位置には端末装置109側のアンテナコイル110が埋め込まれている。
例えば、図3に示すように、使用者は、センサ収容部106の下部を親指(不図示)で支え、指紋センサ103に人差し指(不図示)を押し当てるように持ち上げてICカードAを変形させる。これにより、使用者は、ICカードAの下に指を入れ、ICカードAを支えることができる。また、ICカードAの下部を支える親指を支点として指紋センサ103に人差し指を押し当てることで、指紋センサ103の検出面に対する指の接地面が広がり、指紋の読み取りが容易になる。
また、使用者がセンサ収容部106を持ち、モジュール収容部107を端末装置109に押し当てることで、変形部108が変形前の状態に戻ろうとする力によってモジュール収容部107の全面が端末装置109のアンテナコイル110の埋め込み部分に強く押し当てられる。これにより、アンテナコイル105と端末装置109との距離が近くなり、ICモジュール104と端末装置109との通信が容易になる。しかも、ICカードAの変形部108が変形してモジュール収容部107のアンテナコイル105の面が端末装置109のアンテナコイル110の面とが平行になり、アンテナコイル105の磁気結合が密になる。その結果、端末装置109からICカードAに供給される磁気エネルギーも最大になり、ICカードAでの誘導起電力も最大になることから、端末装置109とICカードAとの通信が極めて良好になるものである。
ICカードAは、少なくとも角度θ方向に変形する。角度θは、変形部108が変形する前の指紋センサ103の検出面に略平行な面の中心線Cと、変形部108が変形した後の指紋センサ103の検出面に略平行な面の中心線C´と、がなす角度である。
変形する方向は、図1に示されているICカードAの上面と、指紋センサ103が露出している面と、が平行でなくなる方向、またはY軸を中心に回転する方向、と言い換えることができる。これにより、使用者が指紋センサ103に指を押し当てた際に、変形部108を変形させることで、指紋センサ103と人差し指との接触圧力が高まり、指紋の読み取りが容易になる。
カード基材101は、少なくともアンテナコイル105と、指紋センサ103と、の間が変形可能であればよい。例えば、ICカードAは、モジュール収容部107と、センサ収容部106の間にある変形部108が外部からの力によって湾曲、屈曲、または回動すればよい。これにより、ICカードAは、使用者が指紋センサ103に指を押し当てた状態で変形部108が変形し、アンテナコイル105を端末装置109に押し当てることで、ICモジュール104と端末装置109との通信が良好に行われる。
なお、ICカードAは、モジュール収容部107、センサ収容部106、及び変形部108が弾性部材であって、ICカードA全体が外部からの力によって変形可能であってもよい。つまり、ICカードAがどのような素材及び構成であっても、アンテナコイル105と、指紋センサ103と、の間が、少なくとも指紋センサ103が露出している面に対して交差する方向に変形可能であればよい。
第1の実施形態に係るICカードAによれば、可撓性部材である変形部108及び基板102が外部からの力によって湾曲又は屈曲することで、変形可能である。変形部108は、アンテナコイル105と、指紋センサ103と、の間にあり、少なくとも指紋センサ103が露出している面に対して交差する方向に変形可能である。これにより、ICカードAは、指紋を読み取る際に、外部からの力によって変形することで、容易に指紋を読み取ることが可能である。また、変形部108が変形した状態で端末装置109に押し当てられることで、変形部108が変形前の状態に戻る力によってアンテナコイル105が強く端末装置109に押し当てられ、ICモジュール104と端末装置109との通信が良好になる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態は、変形部201に屈曲部材を有し、指紋センサ103(第1の指紋センサ)に加えて第2の指紋センサ205を有する点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態は、変形部201に屈曲部材を有し、指紋センサ103(第1の指紋センサ)に加えて第2の指紋センサ205を有する点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態に係るICカードBを、図4乃至図7を用いて説明する。図4は、第2の実施形態に係るICカードBの構成の一例を示す平面図である。図5は、第2の実施形態に係るICカードBの図4のII-II線断面の一例を示す断面図である。また、図6は、第2の実施形態に係るICカードBの変形部201を分解した一例を示す斜視図である。さらに、図7は、ICカードが変形した際の概観の一例を示す側面図である。
ICカードBは、変形部201を備える。変形部201は、羽板202と、回転軸203と、を備える。羽板202は、軸筒204を備える。また、ICカードBは、指紋センサを複数有し、第1の指紋センサ103と、第2の指紋センサ205とを備える。なお、図4乃至図6において、説明の便宜上、各構成の形状を簡略化し、又は、寸法を拡大若しくは縮小して示す。また、図4において、破線で示される構成は、ICカードBの内部、又は裏面に配置されている構成を示す。図4及び図7において、ICカードBの長手方向をX軸方向とし、短手方向をY軸方向とし、表裏方向をZ軸方向としてXYZ座標系を定めて説明する。なお、長手方向とは、ICカードBの長辺と略平行な方向のことであり、短手方向とは、ICカードBの短辺と略平行な方向のことである。また、表裏方向とは、長手方向、及び短手方向と互いに略直交する方向であって、ICカードBの厚み方向のことである。
変形部201は、変形可能な屈曲部材で構成されている。例えば、変形部201は蝶番機構であり、2枚の羽板202が1本の金属製の回転軸203で繋がれる平蝶番である。なお、変形部201は、任意の位置で変形した状態が維持可能であるトルクヒンジを用いて、常にセンサ収容部106とモジュール収容部107とが略水平な状態を維持できるようにしてもよい。また、羽板202及び回転軸203の材料に関しては、上記センサ収容部106及びモジュール収容部107と同様に様々な材料を用いることができる。
モジュール収容部107と、センサ収容部106とは、カード基材101の内部に収容される羽板202及び軸筒204と回転軸203とによって連結される。第2の実施形態では、モジュール収容部107と、センサ収容部106と、の間は、羽板202に備えられる軸筒204が一部露出する。なお、カード基材101は、弾性部材などによって軸筒204を収容してもよい。
羽板202aは、ABS樹脂で成形されたプラスチックであり、モジュール収容部107に収容され、図示しないビスによってカード基材101に固定される。羽板202bは、センサ収容部106に収容され、図示しないビスによってカード基材101に固定される。羽板202a及び202bは、軸筒204に回転軸203が挿入されることで回動自在に繋がる。なお、羽板202は、Z軸方向における基板102より上部のカード基材101に固定されてもよいし、基板102より下部のカード基材101に固定されていてもよい。
また、軸筒204bは、Y軸方向に穿孔されており、基板102の一部が穿孔された穴を通る。これにより、変形部201が変形した際に基板102が合わせて湾曲及び屈曲し、基板102が破損することを避けることができる。
回転軸203は、軸筒204に挿入される芯棒である。回転軸203は、二つの半円柱が組み合わさった芯棒であり、二つの半円柱の間を軸筒204bの穿孔された穴を通った基板102が通る。変形部201は、羽板202が外部からの力によって回転軸203を支点に回動することによって変形する。
なお、羽板202aに備えられる軸筒204aに穿孔され、軸筒204aの穿孔された穴から基板102を通してもよい。また、変形に伴う基板102が湾曲及び屈曲するためのバッファとして、基板102は、回転軸203に巻回されてもよい。また、回転軸203は、2つの軸筒204a及び204bの芯棒であって、一方の軸筒204aから挿入されて、軸筒204bを通り、他方の軸筒204aに挿入されるようになっている。また、回転軸203を2本に分割し、軸筒204aの両側からそれぞれ挿入し、回転軸203の先端部が軸筒204bに挿入される構成であってもよい。
第2の指紋センサ205は、指紋を読み取るためのセンサである。第1の指紋センサ103は基板102の表側に実装されるとともに、第2の指紋センサ205は、基板102の裏面に実装される。そして、第1の指紋センサ103及び第2の指紋センサ205はともに、ICモジュール104に接続される。また、第2の指紋センサ205も、カード基材101の内、アンテナコイル105のループの外部に収容される。例えば、第2の指紋センサ205は、使用者がセンサ収容部106から一部露出した検出面に指を押し当てることで、押し当てられた指から指紋を読み取る。第2の指紋センサ205は、押し当てられた指の指紋の凹凸を検出して電気信号に変換し、指紋情報を読み取る。指紋センサの方式としては、静電容量型が一般的だが、これに限らず電界式、感圧式、周波数解析方式、光学式、感熱式、または超音波式などでもよい。
図7は、第2の実施形態に係るICカードBが変形した際の概観の一例を示す側面図である。図4に示すように、第1の指紋センサ103と第2の指紋センサ205は、カード基材101の表裏にカード基材101の面と直交する方向に重なって備えられる。例えば、図7に示すように、使用者は、センサ収容部106の下部にある第2の指紋センサ205に親指(不図示)を押し当て、第1の指紋センサ103に人差し指(不図示)を押し当てるように、指で挟んで持ち上げてICカードBを変形させる。この際、第2の指紋センサ205は、押し当てられた親指から指紋を取得する。また、第1の指紋センサ103は、押し当てられた人差し指から指紋を取得する。これにより、ICカードBは、一方の指紋センサから指紋を取得できなかった場合でも、もう一方の指紋センサから指紋を取得することが出来る。したがって、複数の指紋センサを用いて認証を行うことで、良好な指紋の認証が可能である。
第2の実施形態に係るICカードBによれば、蝶番機構である変形部201及び基板102が外部からの力によって湾曲、屈曲及び回動することで変形可能である。これにより、ICカードBは、指紋を読み取る際に、使用者が指で挟持する力によって第1の指紋センサ103および第2の指紋センサ205に指を押圧することができる。また、回転軸203を支点として変形部201が回動することで、モジュール収容部107が端末装置109のアンテナコイル110に密に近接させることができるので、確実に指紋を読み取ることができる。さらに、蝶番機構を採用することによって、耐久性に富んだ曲げ機構を実現できるので、長年の使用にも好適なICカードBを構築可能である。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
101 カード基材
102 基板
103 指紋センサ(第1の指紋センサ)
104 ICモジュール
105 アンテナコイル
106 センサ収容部
107 モジュール収容部
108 変形部
109 端末装置
110 アンテナコイル
201 変形部
202 羽板
203 回転軸
204 軸筒
205 第2の指紋センサ
A ICカード
B ICカード
102 基板
103 指紋センサ(第1の指紋センサ)
104 ICモジュール
105 アンテナコイル
106 センサ収容部
107 モジュール収容部
108 変形部
109 端末装置
110 アンテナコイル
201 変形部
202 羽板
203 回転軸
204 軸筒
205 第2の指紋センサ
A ICカード
B ICカード
Claims (6)
- ICモジュール及びアンテナを含む基板と、
前記基板に実装されるとともに、前記ICモジュールに接続される指紋センサと、
前記基板と、前記指紋センサと、を収容し、変形可能であるカード基材と、
を有するICカード。 - 前記カード基材は、前記ICモジュールを収容するモジュール収容部と、前記指紋センサを収容するセンサ収容部と、変形可能である変形部と、を有する請求項1に記載のICカード。
- 前記変形部は、可撓性部材で構成される、請求項2に記載のICカード。
- 前記変形部は、屈曲部材で構成される、請求項2に記載のICカード。
- 前記アンテナはループアンテナで構成され、前記指紋センサは、前記カード基材の内、前記ループアンテナの外部に収容される、請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のICカード。
- 前記指紋センサは複数有し、
前記指紋センサは、前記カード基材の表裏に前記カード基材の面と直交する方向に重なって備えられる、請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のICカード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021057054A JP2022154155A (ja) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Icカード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021057054A JP2022154155A (ja) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Icカード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022154155A true JP2022154155A (ja) | 2022-10-13 |
Family
ID=83556753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021057054A Pending JP2022154155A (ja) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | Icカード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022154155A (ja) |
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2021
- 2021-03-30 JP JP2021057054A patent/JP2022154155A/ja active Pending
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