JP3811172B2 - 電子機器及びこれを利用した情報処理システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子手帳などのように外部情報記憶媒体を着脱可能に備えた電子機器及びこれを利用した情報処理システムに関するものである。

メモリカードやＩＣカードを利用した電子機器で、携帯性を実現するために小型の手動式カード排出機構を用いている場合、カードへの給電中にカードが排出される恐れがある。その場合、信号線に電圧がかかった状態でカードへの電源線が切断されるなどして電源断のシーケンスが正しく行われず、カードの物理的破壊につながる恐れがある。

従来、例えばメモリカードを備えた電子手帳では、このようなカード破壊を防止するためにカード排出のロック機構を設け、カード給電中にロック機構が解除されると、直ちに電源断のシーケンスを実行するようになっていた。

この電源断のシーケンスに関しては、例えば特許文献１および特許文献２などが挙げられる。
特開平１−２３３６８０号公報（第２−３頁） 実開平５−０２５５５０号公報（第５−７頁）

しかしこの従来方式では、カードの物理的な破壊は防止されるものの、誤ってロックを解除した場合再びロックをかけようとしてもカード端末はすでに電源断のシーケンスが実行し終わっているため、再開するには一旦カードを排出し、その後再びカード端末に挿入しなければならず、操作性に問題が有った。

また、カード内のメモリにファイルやデータの書替え中に誤ってロックを解除しカードを排出するとファイルやデータが異常となり、以後の操作に支障が出るという問題がある。

さらに、簡単なカード端末では通常、カードのロック機構を有さず、この場合には前述のようにカードの給電中にカードが排出される恐れがあり、カード内部のＩＣチップの破壊をもたらすという問題が有った。

本発明は、このような従来技術が有していた問題点を解決し、もって信頼性に優れた電子機器及びこれを利用した情報処理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の本発明は、電子機器を制御する制御手段と、その制御手段の制御下で電子機器に着脱可能に装着される情報記憶媒体の端子との間で各種信号の通信を行う端子と、前記情報記憶媒体の挿入完了ならびに排出開始を検知する検知手段とを有し、その検知手段が情報記憶媒体の挿入完了を検知した状態で前記制御手段が情報記憶媒体に対して電源オンシーケンスを実行し、前記情報記憶媒体への電源印加中に、前記検知手段が情報記憶媒体の排出開始を検知した後、情報記憶媒体の端子と電子機器の端子との間で通信不能状態となるまでに、前記制御手段が情報記憶媒体に対して、リセット信号の出力、クロック信号の供給停止、電圧の供給停止の順で実行する電源オフシーケンスを実行することを特徴とするものである。

上記目的を達成するため第２の発明は、電子機器に着脱可能に装着されて電子機器と通信を行うための端子を有する情報記憶媒体と、前記電子機器を制御する制御手段と、前記情報記憶媒体に電源を供給しかつ前記制御手段の制御の下で信号のやり取りを行う端子と、前記情報記憶媒体の挿入完了ならびに排出開始を検知する検知手段とを有する電子機器を含む情報処理システムであって、前記検知手段が情報記憶媒体の挿入完了を検知した状態で前記制御手段が情報記憶媒体に対して電源オンシーケンスを実行し、前記情報記憶媒体への電源印加中に、前記検知手段が情報記憶媒体の排出開始を検知した後、情報記憶媒体の端子と電子機器の端子との間で通信不能状態となるまでに、前記制御手段が情報記憶媒体に対して、リセット信号の出力、クロック信号の供給停止、電圧の供給停止の順で実行する電源オフシーケンスを実行することを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、検知手段により情報記憶媒体の実際の排出開始を直接検出してから電源オフシーケンスを実行するので、信頼性に優れた電子機器及びこれを利用した情報処理システムを提供することができる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１ならびに図２は本発明の実施例に係る携帯型ＩＣカード端末の外観図を示す図で、図１はカード端末にＩＣカードを挿入する途中の状態を示す図、図２はカード端末にＩＣカードを装着した状態を示す図である。図３はカード端末の内部の状態を示す一部平面図、図４はカード端末とＩＣカードの接続状態を示す一部拡大側面図である。

図１ならびに図２に示すように例えば電子手帳などからなるカード端末１の手前側の側面にカード挿入口２が形成され、右側の側面には排出レバー４とロック解除ボタン５とが近接して設けられている。またカード端末１の上面には液晶表示部６と多数の操作キー７が列設されている。図示していないが、カード端末１の内側にはブザー（アラーム）が設置されている。

図９は、カード端末１の回路構成を示すブロック図である。カード端末１はＩＣカード３上のクロック端子６１、リセット端子６２、データの入出力を行うＩ／Ｏ端子６３、カード端末１から電源を受け取るための電源端子６４、アース端子６５などを介して接続されている。

カード端末１は、それの動作を制御するプログラムを格納しているＲＯＭ６６、各種データやファイルを格納しているＲＡＭ６７、前記制御プログラムに基づいてカード端末１の動作を制御するＭＰＵ６８、ＩＣカード３と電気的に接続するためのＩＣカードインターフェース６９、液晶表示部６を制御するＬＣＤ制御部７０、操作キー７を制御するキーボード制御部７１、電源スイッチ７２を接続し各部に供給する電源を制御する電源制御部７３、ＩＣカード３の装着完了ならびに排出開始を検出するカード検出スイッチ２７、ＩＣカード３のロック解除を検出するロック解除検出スイッチ２８などを有しており、各部はバスライン７４を介して接続されている。またこのカード端末１は、排出レバー４ならびにロック解除ボタン５を有している。

図３に示すようにカード端末１の側壁８に対して、ＩＣカード３の幅寸法だけ間隔をおいてガイド壁９が平行に延びており、前記側壁８とガイド壁９がＩＣカード３の挿入、排出時のガイドとして機能する。

ＩＣカード３の装着完了位置付近には、前記排出レバー４とロック解除ボタン５とが、排出レバー４が端末操作者から見て手前側になるように設けられている。

排出レバー４はＩＣカード３の挿入、排出方向に相当すＸ方向に往復動可能で、ロック解除ボタン５は排出レバー４の移動方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に往復動可能になっている。

排出レバー４の側壁８から少し外側へ突出した指当て部１０の側面には図１など例えば図８に示すように係合凹部１１が形成されている。例えば図５に示すようにこの係合凹部１１の先端側角部には傾斜面１２が設けられ、排出レバー４の一部にはバネ掛け突起１３が形成され、カード端末１内のピン１４とバネ掛け突起１３との間に張架されたバネ１５により排出レバー４は待機位置に設けられたストッパー１６側に弾性付勢されている。

排出レバー４の前記側壁８と対応する位置にはスライド案内片１７が一体に設けられ、側壁８の一部に形成されたガイド溝１８内にスライド可能に挿入されている。

前記ロック解除ボタン５はストッパー１６を介して排出レバー４の隣に配置され、ストッパー１６に沿ってＹ方向にスライドする。ロック解除ボタン５の側壁８から少し外側へ突出した押圧部１９は、例えば図６に示すように前記排出レバー４の指当て部１０と側壁８に設けられた押圧防止用突部２０の間に形成された幅の狭い凹部２１内に配置され、かつ指当て部１０ならびに押圧防止用突部２０よりも突出量が少ないように設計されている。

このようにすることにより、例えばカード端末１を持ったときに指で不意にロック解除ボタン５を押して、排出レバー４のロックを解除するようなことが未然に防止できる。

ロック解除ボタン５には前記排出レバー４の係合凹部１１と係合する爪部２２が設けられ、その爪部２２の手前側には傾斜面２３が形成されている。

前記押圧部１９とは反対側にバー２４が突設され、そのバー２４にコイルバネ２５が遊嵌されて、さらにこのコイルバネ２５は平面形状がコ字形をしたバネ受部２６内に収容されている。バネ受部２６はカード端末１内に固定されているから、前記コイルバネ２５によってロック解除ボタン５は押圧部１９が突出する方向に弾性付勢されている。

図３に示すように、ＩＣカード３の挿入完了位置付近にはカード検出スイッチ２７が、またロック解除ボタン５の付近にはロック解除検出スイッチ２８が、それぞれ設置されている。これら検出スイッチ２７、２８は例えばマイクロスイッチあるいはフォトセンサなどから構成されている。

次にカード端末１の接点バネ群２９とＩＣカード３の端子部３２の接触構造について、図４を用いて説明する。

弾性を有する接点バネ群２９は、接点バネフレーム４０に支持されている。この接点バネフレーム４０は、ピン４１を中心にして回転可能にアーム４２に支持されている。アーム４２は底板４３に固定され、ＩＣカード３のストッパの役割も果たす。前記接点バネ群２９はフレキシブルプリント板で配線が引き出されているが、ここでは図示していない。

図４（ａ）に示すようにＩＣカード３が挿入される前の状態では、ピン４１に取り付けられた捩じりバネ（図示せず）により接点バネフレーム４０の端部４４が底板４３と弾接し、前記接点バネ群２９が底板４３から離れた位置にある。

次にＩＣカード３の挿入ならびに排出の動作について説明する。◎
ＩＣカード３を挿入する前の状態は図５に示すように、排出レバー４はバネ１５によってストッパー１６と当接する位置まで後退しており、ロック解除ボタン５はコイルバネ２５によって排出レバー４と係合する位置に保持され、排出レバー４のＸ方向の移動を停止している。

ＩＣカード３を図１に示すように矢印Ｚ方向に挿入すると、図４（ａ）の状態から同図（ｂ）に示すようにＩＣカード３の先端部によって接点バネフレーム４０の端部４４が押し上げられ、接点バネ群２９がＩＣカード３の端子部３２と接触し、カード端末１とＩＣカード３は通信可能状態となる。

さらにＩＣカード３を挿入すると図４（ｃ）に示すように前記端部４４がＩＣカード３の表面に乗り上げた状態になる。この状態で接点バネ群２９は設計された適正荷重（この実施例では５０ｇ）でＩＣカード３の端子部３２へ押しつけられる。

またＩＣカード３が所定位置まで挿入されるとそれの先端がカード検出スイッチ２７を押して、ＩＣカード３が挿入完了位置まで到達したことを検出し、その検出信号は前記バスライン７４を介してＭＰＵ６８に供給される。

ＩＣカード３が挿入完了位置まで到達したときには、例えば図６に示すようにＩＣカード３の先端部が排出レバー４と接触するかあるいは近傍にある。

前述のように端子部３２が接点バネ群２９と接触してＩＣカード３がカード端末１と接続されることにより、カード端末１からＩＣカード３への給電と、カード端末１とＩＣカード３との間での信号の授受が接点バネ群２９と端子部３２の間を通して行われる。

このような信号の授受中に誤って排出レバー４を排出方向に移動する力が作用しても、排出レバー４はロック解除ボタン５によってその移動が阻止されているから、排出レバー４の不意の移動はない。

ＩＣカード３を排出するときには、図６に示すように操作者の指先３０でロック解除ボタン５の押圧部１９をコイルバネ２５の弾性に抗してカード端末１の内側に押す。前述のように排出レバー４の指当て部１０と押圧防止用突部２０の間（凹部２１）は狭いから、ロック解除ボタン５を移動させるためには指先３０などの先端が細いもので操作しなければならない。

図７に示すように、押圧部１９を押し込むことによりロック解除ボタン５が図面に向かって左方向に移動し、ロック解除ボタン５の爪部２２が排出レバー４の係合凹部１１から外れ、ロック解除ボタン５で排出レバー４のロックが解除される。

またこのロック解除ボタン５の移動はロック解除検出スイッチ２８で検出され、そのロック解除検出信号が制御部（図示せず）に送信される。

図７に示すように押圧部１９を押し込んだとき指腹３１が排出レバー４の指当て部１０の近くにあるから、そのままバネ１５の弾性に抗して指腹３１を手前側に引けば図８に示すように排出レバー４が矢印方向に移動し、その移動に伴ってＩＣカード３が排出方向に移動する。このＩＣカード３の移動はカード検出スイッチ２７によって検出されて、そのカード排出検出信号が制御部（図示せず）に送信される。

この排出レバー４によるＩＣカード３の移動で、ＩＣカード３の後端が指で摘まれる程度にカード端末１から突出するから、後はＩＣカード３の後端を指で摘まんでカード端末１から引き抜けばよい。

前述のように指腹３１で排出レバー４の移動することにより指先３０が押圧部１９から離れるため、ロック解除ボタン５はコイルバネ２５の復元力により図８に示すようにストッパー１６に当接する位置まで戻っており、排出レバー４の傾斜面１２とロック解除ボタン５の傾斜面２３とが対向する。

この状態で指腹３１を排出レバー４から離せば、バネ１５の復元力によって排出レバー４が待機位置側に移動するとともに、前述の傾斜面１２、２３の働きによりロック解除ボタン５を一時的に押し退けて、最終的には図５に示すように排出レバー４とロック解除ボタン５が係合する仕組みになっている。

前述の排出開始から排出完了までのカード端末の接点とＩＣカードの端子部との導通状態の変化は、図４を用いて説明したカード挿入時の場合と丁度逆になる。即ち、図４（ｃ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態までは導通状態にあり、図４（ｂ）から図４（ａ）に示す状態になると非導通状態になる。

図１０は、ＩＣカード３への電源印加中に操作者が誤ってＩＣカード３を排出したときの、カード検出スイッチ２７とロック解除検出スイッチ２８と出力とＩＣカード３への電源オン／オフのシーケンスを表すタイミングチャートである。

同図はカード電源オンシーケンスの実行からカード電源オフシーケンス（電源断シーケンス）の実行までの間のロック解除検出スイッチ２８の出力、カード検出スイッチ２７の出力、電源Ｖｃｃ端子、クロック端子、リセット端子、Ｉ／Ｏ端子の動作タイミングをそれぞれ示している。

ロック解除検出スイッチ２８の出力は、ロック解除ボタン５が押されていない状態ではハイレベルであり、ロック解除ボタン５が押されるとローレベルになる。また、カード検出スイッチ２７の出力は、カード挿入状態ではハイレベルであり、カード排出状態ではローレベルとなる。なお、これらの両検出スイッチ２７、２８の出力は、ハイレベルとローレベルとを逆に設定しても構わない。

同図に示すようにすでに両検出スイッチ２７、２８の出力がハイレベル状態、すなわち、ＩＣカード３がカード端末１の挿入完了位置にセットされた状態になっている。この状態でＩＣカード３の電源オンシーケンスが行われる。即ち、カード端末１からＩＣカード３へ所定の電圧Ｖｃｃが印加され、諸種の制御動作のためのクロック信号が供給され、リセットが解除されて、Ｉ／Ｏ端子でコマンドデータ、レスポンスデータのやり取りが行われる。

正常な場合には、ＩＣカード３への給電中にそれの排出操作がされることはなく、すなわち、前記カード検出スイッチ２７ならびにロック解除検出スイッチ２８の出力はハイレベルのまま、ＩＣカード３の電源オンシーケンスから電源オフシーケンスまでの間にＩＣカード３のアクセス動作が通常の状態で成される。

ところがＩＣカード３への給電の途中何らかの原因で不意にロック解除ボタン５が押されると、同図に示すようにロック解除検出スイッチ２８の出力はローレベルに変化する。

制御部ではＩＣカード３のアクセス動作中にロック解除検出スイッチ２８の出力がローレベルに変化すると警告信号を出力し、カード端末１に内蔵しているブザー（図示せず）で警告音を発するとともに、表示部６（図２参照）に「ＩＣカード使用中 カード排出禁止！」と警告表示が成される。但しこの状態でも、ＩＣカード３への給電は継続される。

なお、この警告表示は、ＩＣカードが処理中の場合にのみ行うようにしてもよい。この場合は、ＩＣカードにコマンド投入後、ＩＣカード３から所定のレスポンスが返ってきていない状態でロック解除を検出した場合にのみ警告表示するように、制御プログラムを構成すればよい。

このようにブザーで警告音を発するとともに表示部６で警告表示が成されるため、通常であれば操作者は誤操作に気付き、排出レバー４の操作を取り止める。そしてロック解除ボタン５から指が離れると、ロック解除検出スイッチ２８の出力はハイレベルに戻るから、ブザーならびに表示部６による警告が停止するシステムになっている。

しかし、何らかの間違いなどでロック解除ボタン５を押したのに続き、排出レバー４が手前側にスライドされると、同図に示すようにカード検出スイッチ２７の出力がハイレベルからローレベルへ変化する。このレベルの変化をトリガとして電源オフシーケンスが実行される。

すなわち、カード端末の制御回路がＩＣカードにリセット信号を出力し、その後にリセットがかかり、Ｉ／Ｏ端子をハイインピーダンスの状態とし、クロック信号の供給を停止し、最後に電圧Ｖｃｃの供給を停止する。このような電源オフシーケンスは、カード検出スイッチ２７の出力がローレベルに変化してから、本実施例では３００μｓ以内に完了するようなプログラムシーケンスになっている。このようにカード排出の前に電源オフシーケンスを実行することにより、カード内部のメモリの破壊あるいはマイコンの破壊が防止できる。

図１１はカード検出スイッチ２７がローレベルになってから、カード端末１の接点バネ群２９がＩＣカード３の端子部３２から離れるまでの時間を１５０回測定した時の度数分布図である。

この図から明らかなように、接点バネ群２９がＩＣカード３の端子部３２から離れるまで１ｍｓ以上かかっており、電源オフシーケンス（本実施例では３００μｓ以内に設定）が完了した後で接点バネ群２９がＩＣカード３の端子部３２から離れることが確認されている。なお、排出開始を検知した状態から導通不能状態となるまでのＩＣカードの移動距離は、０．７５ｍｍである。

図１２は、本発明の第１の変形例を説明するための図である。なおこの図では、図面の複雑化を避けるためロック解除ボタン５ならびにロック解除検出スイッチ２８は省略している。

同図に示されているようにこの例では、排出レバー４の近傍にそれの移動を検出する例えばマイクロスイッチなどからなるレバー検出スイッチ３３が設けられている。そして所定の位置に装着されたＩＣカード３の先端と排出レバー４の間には隙間３４が設けられ、この隙間３４の分が排出レバー４の遊びのストローク３５となっており、それに続いて排出ストローク３６が設けられている。

従って、排出レバー４を排出方向に移動する際、最初、前記レバー検出スイッチ３３は排出レバー４の遊びの段階で排出レバー４の動きを検出し、この検出信号に基づいて電源断のシーケンスが実行されるように構成されている。排出レバー４が隙間３４の部分を通過してＩＣカード３の先端と接触することによって排出ストローク３６に入り、ＩＣカード３を排出するとともに、その排出動作がカード検出スイッチ２７で検出される。よってこのカード検出スイッチ２７はＩＣカード３の有無のみ検出し、電源断のシーケンスを実行するトリガーには使用しない。

カードの排出機構には多数の部品が使用されているため、前述のように遊びのストローク３５を設けることにより、排出レバー４の動きを確実に検出することがてきる。

図１３は、本発明の第２の変形例を説明するための図である。この例では接点端子３７のＩＣカード排出方向上流側に所定の間隔をおいてカード検出用端子３８が設けられている。

同図（ａ）はＩＣカード３が所定の位置に装着された状態を示しており、前記接点端子３７とカード検出用端子３８はＩＣカード３上の同じ端子部３２と接触している。そのためカード検出用端子３８と接点端子３７の通電状態の検出でＩＣカード３が装着されていることを検出することができる。

同図（ｂ）はＩＣカード３を排出する途中の状態を示しており、ＩＣカード３を矢印方向に排出すると、接点端子３７はカード上の端子部３２との電気的接触を保ちつつ、その端子部３２上を滑り始める。そしてまず、カード検出用端子３８が端子部３２から外れ、その段階でカード検出用端子３８と接点端子３７の導通がなくなる。この変化を検知することによりＩＣカード３の排出開始を検出することができ、接点端子３７が端子部３２から外れるまでの間に電源オフシーケンスを実行する。

以上の説明では、ＩＣカードを使った電子機器の実施例を述べたが、メモリカードを使った電子機器やモデムカードを挿入可能な電子機器にも同様に適用可能である。

また上記実施例では接触式の情報記録媒体を中心に説明したが、端子部に電磁コイルを使用した電磁結合方式で給電ならびに信号の授受を行う場合にも本発明は適用可能である。

本発明の一実施形態による携帯型ＩＣカード端末にＩＣカードを挿入する途中の状態を示す斜視図である。 ＩＣカードの挿入が完了した状態を示す携帯型ＩＣカード端末の斜視図である。 そのカード端末の一部平面図である。 接点バネ群と端子部との接触状態を示す一部側面図である。 ＩＣカードを挿入する途中の状態を示すカード端末の一部拡大平面図である。 ＩＣカードを排出する途中の状態を示すカード端末の一部拡大平面図である。 ＩＣカードを排出する途中の状態を示すカード端末の一部拡大平面図である。 ＩＣカードを排出する途中の状態を示すカード端末の一部拡大平面図である。 カード端末の回路構成を示すブロック図である。 各部のタイミングチャートである。 カード排出を検知してから接点バネ群がＩＣカードの端子部から離れるまでの時間を測定した度数分布図である。 本発明の第１の変形例を説明するための概略図である。 本発明の第２の変形例を説明するための概略図である。

符号の説明

１：携帯型ＩＣカード端末、３：ＩＣカード、４：排出レバー、５：ロック解除ボタン、８：側壁、１０：指当て部、１１：係合凹部、１７：スライド案内片、１８：ガイド溝、１９：押圧部、２０：押圧防止用突部、２１：凹部、２２：爪部、２７：カード検出スイッチ、２８：ロック解除検出スイッチ、２９：接点バネ群、３０：指先、３１：指腹、３２：端子部、３３：レバー検出スイッチ、３７：接点端子、３８：カード検出用端子、６６：ＲＯＭ、６７：ＲＡＭ、６８：ＭＰＵ、７０：ＬＣＤ制御部、７３：電源制御部。

Claims (2)

1. 電子機器を制御する制御手段と、
   その制御手段の制御下で電子機器に着脱可能に装着される情報記憶媒体の端子との間で
   各種信号の通信を行う端子と、
   前記情報記憶媒体の挿入完了ならびに排出開始を検知する検知手段とを有し、
   その検知手段が情報記憶媒体の挿入完了を検知した状態で前記制御手段が情報記憶媒体
   に対して電源オンシーケンスを実行し、
   前記情報記憶媒体への電源印加中に、前記検知手段が情報記憶媒体の排出開始を検知し
   た後、情報記憶媒体の端子と電子機器の端子との間で通信不能状態となるまでに、前記制
   御手段が情報記憶媒体に対して、リセット信号の出力、クロック信号の供給停止、電圧の供給停止の順で実行する電源オフシーケンスを実行することを特徴とする電子機器。
2. 電子機器に着脱可能に装着されて電子機器と通信を行うための端子を有する情報記憶媒体と、
   前記電子機器を制御する制御手段と、前記情報記憶媒体に電源を供給しかつ前記制御手
   段の制御の下で信号のやり取りを行う端子と、前記情報記憶媒体の挿入完了ならびに排出
   開始を検知する検知手段とを有する電子機器を含む情報処理システムであって、
   前記検知手段が情報記憶媒体の挿入完了を検知した状態で前記制御手段が情報記憶媒体
   に対して電源オンシーケンスを実行し、
   前記情報記憶媒体への電源印加中に、前記検知手段が情報記憶媒体の排出開始を検知し
   た後、情報記憶媒体の端子と電子機器の端子との間で通信不能状態となるまでに、前記制
   御手段が情報記憶媒体に対して、リセット信号の出力、クロック信号の供給停止、電圧の供給停止の順で実行する電源オフシーケンスを実行することを特徴とする情報処理システム。
   

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