JP4139514B2 - 複合データキャリア用集積回路およびそれを用いた複合データキャリア - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触タイプおよび非接触タイプ両方の機能を具備した複合データキャリアの技術分野に属する。特に、本発明は、接触タイプと非接触タイプとの切替えを自動的に行う機能を有する複合データキャリアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
データキャリアとは、カード形状からなる携帯型記憶媒体で代表されるものである。クレジットカード、キャッシュカード、ＩＤカード（身分証明書）、等に用いられる、いわゆるＩＣカード、またはメモリカードと呼ばれるものはデータキャリアの一種である。カード以外では、腕時計のような形状のものに組み込んで腕にはめて用いる形態のものがある。この形態のデータキャリアはゲート管理、等に用いられる。また、通帳のような冊子形状のものの一部に組み込んで機械的にリード・ライトするような用途、その他、カプセル状の形態とし動物に取り付けて動物の行動の監視を行うような用途、等が知られている。
【０００３】
一般的にデータキャリアは、電気的情報記録を行うためのメモリ部を搭載しており、特にセキュリティ性が要求される場合には、さらにマイクロプロセッサユニットが搭載されている。そして、データキャリアが外部機器との間で情報の入出力を行うための外部入力手段が具備されている。外部入力手段として接触端子を有するものが接触タイプのデータキャリアであり、アンテナコイル等の非接触端子の場合が非接触タイプのデータキャリアである。
【０００４】
最近は、接触タイプと非接触タイプの両タイプの外部入力手段を具備した複合化されたデータキャリアも知られている。さらに、特開平３−２０９５９２号公報に見られるように、複合化されたデータキャリアにおいて、接触タイプと非接触タイプとをデータキャリア自体が自動的に判別して切り替える機能を有するものも知られている。同公報には、コイル（非接触端子部）に誘起されるエネルギーをダイオードコンデンサネットワーク（整流回路）で直流電圧に変換して得られる電圧と、他方、接点フィールド（接触端子部）の直流電源供給端子に発生する電圧とを比較素子で比較し、比較素子の出力に応じてマルチプレクサー素子（切り替え回路）で非接触端子側からの信号線と、接触端子側からの信号線を切り替えるようにすることが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平３−２０９５９２号公報の方法で信号線を切り替える場合には、切り替え回路（同公報の実施例ではマルチプレクサーを用いている）の一方の入力側に接触端子部からの信号線を接続し、他方の入力側に非接触端子部からの信号線を接続することになる。そして切り替え回路の出力側にＭＰＵ（micro processor unit：マイクロプロセッサユニット）やメモリ等に繋がる信号線を接続することになる。すなわち、従来の接触タイプの回路構成における接触端子からＭＰＵやメモリ等に繋がる信号線を途中で完全に切り離し、両者の間に切り替え回路を挿入しなければならない。これは従来の回路パターンの大幅な変更を必要とするという課題がある。また、比較素子等から成る切り替え回路を制御する手段を必要とし、回路構成が複雑になるとともに、必要な部品点数も増加するという課題がある。
【０００６】
本発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリア用集積回路およびそれを用いた複合データキャリアの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】
上記の課題は下記の本発明によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に係る複合データキャリア用集積回路は、マイクロプロセッサユニットと電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給を行う接触端子部と、前記マイクロプロセッサユニットとダイオードを介して接続され、データ交換およびエネルギー受給を行うアンテナコイル部と、の双方に接続して利用される複合データキャリア用集積回路であって、直流電圧発生部と、信号変換部と、第１の信号線列と、第２の信号線列と、信号開閉部とを具備し、利用状態において、前記直流電圧発生部は前記アンテナコイル部に誘起された交流電圧を直流電圧に変換し、前記信号変換部は前記アンテナコイル部からの信号の復調および／またはアンテナコイル部への信号の変調を行い、前記第１の信号線列は前記信号変換部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、前記第２の信号線列は前記接触端子部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、前記信号開閉部は前記直流電圧発生部の直流電圧が規定電圧の時に前記第１の信号線列と前記第２の信号線列とを電気的に接続し、それ以外の時は電気的に切断する、ようにしたものである。
【０００８】
本発明によれば、直流電圧発生部によりアンテナコイル部に誘起された交流電圧が直流電圧に変換され、信号変換部によりアンテナコイル部からの信号の復調および／またはアンテナコイル部への信号の変調が行われ、第１の信号線列により信号変換部と信号開閉部とが電気的に接続され、第２の信号線列により接触端子部と信号開閉部とが電気的に接続され、信号開閉部により直流電圧発生部の直流電圧が規定電圧の時に第１の信号線列と第２の信号線列とが電気的に接続され、それ以外の時は電気的に切断される。すなわち、アンテナコイル部に規定の交流電圧が誘起された場合に限り信号開閉部がアンテナコイル部と接触端子部とを自動接続する。この接続は接触端子部の側の信号線列に単純に分岐する形態で行うことができ、これによりアンテナコイル部は接触端子部の役割を果たすことが可能となる。したがって、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリア用集積回路が提供される。
【０００９】
本発明の請求項２に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項１に係る複合データキャリア用集積回路において、前記第１の信号線列は、前記信号変換部から前記信号開閉部へ出力される復調信号および／または前記信号開閉部から該信号変換部へ出力される被変調信号を電送するようにしたものである。本発明によれば、第１の信号線列によって復調信号と被変調信号のいずれか一方または両方を電送することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項１または２に係る複合データキャリア用集積回路において、前記第２の信号線列は、前記接触端子部のＩ／Ｏ制御端子と、Ｒ／Ｗ制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続するための信号線列であるようにしたものである。本発明によれば、第２の信号線列により接触端子部のＩ／Ｏ制御端子と、Ｒ／Ｗ制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続することができる。
【００１１】
本発明の請求項４に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項１〜３のいずれかに係る複合データキャリア用集積回路において、前記接触端子部のＧＮＤ端子と前記直流電圧発生部のＧＮＤ端子とを電気的に接続するＧＮＤ接続線を具備するようにしたものである。本発明によれば、ＧＮＤ接続線により接触端子部と直流電圧発生部のＧＮＤを共通化することができる。
【００１２】
本発明の請求項５に係る複合データキャリア用集積回路は、請求項１〜４のいずれかに係る複合データキャリア用集積回路において、前記信号開閉部と前記信号変換部は、前記直流電圧発生部が交流電圧を変換して得た前記直流電圧を電力供給源とし動作するようにしたものである。本発明によれば、接触端子部からの電力供給の有無に関係なく、アンテナコイル部から電力供給を受けることによりアンテナコイル部の構成部分が動作を行うことができる。
【００１３】
本発明の請求項６に係る複合データキャリアは、請求項１〜５のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路と、該回路に接続される接触端子部およびアンテナコイル部とを具備するようにしたものである。本発明によれば、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリアが提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について実施の形態により説明する。本発明の複合データキャリアの基本的な構成を図１に示す。図１において、１はＩＣカード、２は接点端子部、３はアンテナコイル部、４はＩＣ（integrated circuit）部である。
ＩＣカード１は、すでに説明したように、複合データキャリアの主要な一例である。図１に示すように、ＩＣカード１は接点端子部２、アンテナコイル部３、ＩＣ部４によって構成される。接点端子部２はデータ交換およびエネルギー受給のための接触端子部である。また、アンテナコイル部３はデータ交換およびエネルギー受給のための非接触端子部である。ＩＣ部４はデータの記憶や処理を行う部分であり、本発明の複合データキャリア用集積回路（後述する）を含んでいる。図１においては、ＩＣ部４は１つのブロックで示してあるが、複数のＩＣチップ、または複数のモジュールによって構成されてもよい。
【００１６】
ＩＣカードの基材にＩＣチップ等を直接組付けてＩＣカード１を製造することは一般的ではない。ＩＣカードの基材部分とＩＣモジュール部分とは別々の工程で製造され、別々に品質検査や動作試験が行われる。そして、ＩＣカードの基材部分にＩＣモジュール部分を埋め込む方法で一体化されＩＣカード１が製造される。一般的な製造方法においては、ＩＣモジュール部分にはすべての電子装置、すなわち図１における接点端子部２、アンテナコイル部３、ＩＣ部４が含まれている。
【００１７】
ＩＣ部４は、データの制御や記憶、さらに必要に応じてデータのセキュリティ管理等の高度の管理を行う機能を有するものである。そのため、データを記憶するためのメモリ装置とそれを制御する制御装置から構成される。さらに、高度な管理を行うためにはＭＰＵのような処理装置が構成に含まれる。図１に本発明の一例を示すＩＣカード１において特徴的な構成は、ＩＣ部４が複合データキャリア用集積回路を構成に含むことにある。
【００１８】
次に、本発明の複合データキャリア用集積回路について説明する。本発明の複合データキャリア用集積回路とその周辺部の構成を図２に示す。図２において、２は接点端子部、３はアンテナコイル、５は直流電圧発生部、６は信号変換部、７は信号開閉部、８は第１の信号線列、９は第２の信号線列、１０は第３の信号線列である。
図２に示すように、接点端子部２は、Ｉ／Ｏコントロール端子と、Ｒ／Ｗコントロール端子と、データ（シリアル）端子と、ライトイネーブル端子と、Ｖ＋（電源）端子と、ＧＮＤ（グランド）端子の６つの端子を有する。接点端子部２のこれらの端子は第３の信号線列１０によってＩＣ部４を構成するＭＰＵ等と接続している。
【００１９】
接点端子部２はデータ交換およびエネルギー受給のための接触端子部である。エネルギー受給のための接触端子の内のＧＮＤ端子は、複合データキャリア用集積回路におけるＧＮＤ端子と、ＧＮＤ接続線によって電気的に接続されている。複合データキャリア用集積回路は、直流電圧発生部５、信号変換部６、信号開閉部７によって構成される。
【００２０】
アンテナコイル部３の２本のリード線は直流電圧発生部５と信号変換部６とに並列に接続している。アンテナコイル部３はデータ交換およびエネルギー受給のための非接触端子部である。アンテナコイル部３はデータ交換とエネルギー受給とに共用されるのであるが、それらは周波数領域および／または時間領域において分離される。周波数領域において分離する場合には、たとえばハイパスフィルター（図示せず）を介してデータ交換を行い、ローパスフィルター（図示せず）を介してエネルギー受給を行う。時間領域において分離する場合には、たとえばスイッチング回路（図示せず）により接続の切り替えを行う。
【００２１】
直流電圧発生部５はアンテナコイル部３に誘起された交流電圧を直流電圧に変換する。この変換により得られる直流電圧は信号開閉部７の開閉制御に用いられる。信号開閉部７のＳＥ（select enable ）端子に直流電圧（Ｖ’＋）が出力される。
【００２２】
また、この変換により得られる直流電圧はエネルギー受給のための電源である。直流電圧発生部５で発生する直流電圧（Ｖ’＋）は信号開閉部７および信号変換部６、等に供給される。すなわち、複合データキャリア用集積回路に電力を供給する。また、接点端子部２を用いずアンテナコイル部３を用い非接触でＩＣカード１を動作させる場合には、ＩＣカード１のＭＰＵ、等に対しても、ダイオードＤを介して電力を供給する。アンテナコイル部３には充分な電力が供給され、通常のＩＣカード１の利用において、直流電圧発生部５は直流電圧を所定の電圧値に安定化する機能を有する。
【００２３】
信号変換部６はＭＰＵ等からの信号の復調および／またはＭＰＵ等への信号の変調を行う。信号変換部６のＳＧ（signal）端子にはアンテナコイル部３の２本のリード線が接続されている。信号変換部６が復調した信号は第１の信号線列８に出力される。また、信号変換部６が変調する信号は第１の信号線列８から入力される。
【００２４】
信号開閉部７は直流電圧発生部５の直流電圧が規定電圧の時に第１の信号線列８と第２の信号線列９とを電気的に接続し、それ以外の時は電気的に切断する。信号開閉部７はＳＥ端子に入力される直流電圧によって、電気的に接続するか切断するかの動作を行う。図２に示す一例においては、直流電圧がＳＥ端子に直接入力されるように構成されている。しかし、電源としての直流電圧とＳＥ端子に入力される直流電圧とは、本質的に異なる性質のものである。したがって、電源としての直流電圧とは独立した別系統の信号として直流電圧発生部５から信号開閉部７に出力するように構成することができる。この構成により、たとえば、電源としての直流電圧（Ｖ’＋）が確定した後、時間遅れでＳＥ端子に規定電圧の信号を出力し、確実な動作が行われるようにすることができる。
【００２５】
第１の信号線列８は、信号変換部６から信号開閉部７へ出力される復調信号および／または信号開閉部７から該信号変換部８へ出力される被変調信号を電送する。
第２の信号線列９はＭＰＵ等と信号開閉部７とを電気的に接続する。図３に示すように、第２の信号線列９は、接触端子部２のＩ／Ｏ制御端子と、Ｒ／Ｗ制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続する。
【００２６】
第３の信号線列１０は実質的に第２の信号線列９と同じであるが、第３の信号線列１０は接触端子部２だけを有する接触タイプのＩＣカードにおいて通常設けられている信号線列である。この接触タイプのＩＣカードを構成する第３の信号線列１０に第２の信号線列９を接続することにより、接触端子部２とアンテナコイル３とを有するＩＣカードを構成することができる。すなわち、本発明の複合データキャリア用集積回路を用いるとＩＣカード（データキャリア）の接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリアが得られる。
【００２７】
以上の構成において、次に動作を説明する。ＩＣカード１は、ＩＣカード１を利用するシステムの端末装置であるＩＣカードリーダ・ライタとデータ交換およびエネルギー受給とを行う。ＩＣカード１は複合データキャリアである。このＩＣカードリーダ・ライタが接触端子部を有する場合にはＩＣカード１は接触タイプデータキャリアとして動作し、非触端子部を有する場合には非接触タイプデータキャリアとして動作する。通常は、ＩＣカードリーダ・ライタは接触端子部と非触端子部のいずれか一方を有する。しかし、ＩＣカードリーダ・ライタが接触端子部と非触端子部の両方を有し、場合に応じていずれか一方を使用するように構成することもできる。ただし、ＩＣカード１について同時にＩＣカードリーダ・ライタが接触端子部と非触端子部の両方を使用することは技術的に可能であるとしても、実益はなく無意味であるからここでは説明を省略する。
【００２８】
まず、接触端子部において動作するＩＣカードリーダ・ライタの場合には、ＩＣカード１をＩＣカードリーダ・ライタの接触端子部に装着する。これにより、ＩＣカード１の接点端子部２によってＩＣカード１とＩＣカードリーダ・ライタが電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給とを行う。このとき、ＩＣカード１のアンテナコイル３には交流電圧が誘起されないため、直流電圧発生部５は直流電圧（Ｖ’＋）および信号（ＳＥ）を発生させない。これにより、信号開閉部７は第１の信号線列８と第２の信号線列９を電気的に切断する。したがって、ＩＣカード１における非接触タイプデータキャリアとしての構成部分は機能しない。
【００２９】
次に、非接触端子部において動作するＩＣカードリーダ・ライタの場合には、ＩＣカード１をＩＣカードリーダ・ライタの非接触端子部の動作領域内に移動する。このとき、ＩＣカード１のアンテナコイル３には交流電圧が誘起され、直流電圧発生部５は直流電圧（Ｖ’＋）および信号（ＳＥ）を発生させる。これにより、ＩＣカード１における非接触タイプデータキャリアとしての構成部分が機能し、信号開閉部７は第１の信号線列８と第２の信号線列９を電気的に接続する。また、ダイオードＤを介して直流電圧（Ｖ’＋）はＩＣカード１のＭＰＵ等に供給される。したがって、ＩＣカード１のアンテナコイル部３によってＩＣカード１とＩＣカードリーダ・ライタが電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給とを行う。このとき、ＩＣカード１の接点端子部２は電気的に切断されており、ＩＣカード１における接触タイプデータキャリアとしての構成部分は機能しない。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る複合データキャリア用集積回路によれば、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリア用集積回路が提供される。
また本発明の請求項２に係る複合データキャリア用集積回路によれば、第１の信号線列によって復調信号と被変調信号のいずれか一方または両方を電送することができる。
また本発明の請求項３に係る複合データキャリア用集積回路によれば、第２の信号線列により接触端子部のＩ／Ｏ制御端子と、Ｒ／Ｗ制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続することができる。
また本発明の請求項４に係る複合データキャリア用集積回路によれば、ＧＮＤ接続線により接触端子部と直流電圧発生部のＧＮＤを共通化することができる。
また本発明の請求項５に係る複合データキャリア用集積回路によれば、接触端子部からの電力供給の有無に関係なく、非接触端子部から電力供給を受けることにより非接触端子部の構成部分が動作を行うことができる。
【００３１】
また本発明の請求項６に係る複合データキャリアによれば、データキャリアの接触タイプ構成部分には全く変更を加えることなく接触タイプと非接触タイプとを切り替えることができる複合データキャリアが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合データキャリアの基本的な構成を示す図である。
【図２】本発明の複合データキャリア用集積回路とその周辺部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ＩＣカード
２ 接点端子部
３ アンテナコイル部
４ ＩＣ部
５ 直流電圧発生部
６ 信号変換部
７ 信号開閉部
８ 第１の信号線列
９ 第２の信号線列
１０ 第３の信号線列

Claims (6)

1. マイクロプロセッサユニットと電気的に接続され、データ交換およびエネルギー受給を行う接触端子部と、前記マイクロプロセッサユニットとダイオードを介して接続され、データ交換およびエネルギー受給を行うアンテナコイル部と、の双方に接続して利用される複合データキャリア用集積回路であって、直流電圧発生部と、信号変換部と、第１の信号線列と、第２の信号線列と、信号開閉部とを具備し、利用状態において、
   前記直流電圧発生部は前記アンテナコイル部に誘起された交流電圧を直流電圧に変換し、前記信号変換部は前記アンテナコイル部からの信号の復調および／またはアンテナコイル部への信号の変調を行い、
   前記第１の信号線列は前記信号変換部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、
   前記第２の信号線列は前記接触端子部と前記信号開閉部とを電気的に接続し、
   前記信号開閉部は前記直流電圧発生部の直流電圧が規定電圧の時に前記第１の信号線列と前記第２の信号線列とを電気的に接続し、それ以外の時は電気的に切断する、
   ことを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
2. 請求項１記載の複合データキャリア用集積回路において、前記第１の信号線列は、前記信号変換部から前記信号開閉部へ出力される復調信号および／または前記信号開閉部から該信号変換部へ出力される被変調信号を電送することを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
3. 請求項１または２記載の複合データキャリア用集積回路において、前記第２の信号線列は、前記接触端子部のＩ／Ｏ制御端子と、Ｒ／Ｗ制御端子と、データ入出力端子と、ライトイネーブル端子とに接続するための信号線列であることを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
4. 請求項１〜３のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路において、前記接触端子部のＧＮＤ端子と前記直流電圧発生部のＧＮＤ端子とを電気的に接続するＧＮＤ接続線を具備することを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
5. 請求項１〜４のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路において、前記信号開閉部と前記信号変換部は、前記直流電圧発生部が交流電圧を変換して得た前記直流電圧を電力供給源とし動作することを特徴とする複合データキャリア用集積回路。
6. 請求項１〜５のいずれか記載の複合データキャリア用集積回路と、該回路に接続される接触端子部およびアンテナコイル部とを具備することを特徴とする複合データキャリア。

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