JP5991153B2 - Icカード - Google Patents
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Description
また、特許文献2では、一般的な回路構成としてFET(Field Effect Transistor)を用いたアナログスイッチ回路が示されており、FETのドレイン−ソース端子間を各々アンテナコイルの一端と非接触通信用端子との間に配置して、FETのゲート端子に入力された制御信号によりFETのドレイン−ソース端子間の導通及び非導通を直接に制御する。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、制御構成が簡単でかつ波形ひずみを抑えることが可能なスイッチ回路を有するICカードを提供することを目的とする。
上記一対の導体に対してそれぞれ直列に介装された一対の整流素子と、
一端を上記アンテナコイルの中間部に電気的に接続し他端が接地された第2の導体と、
上記第2の導体に設けられ該第2の導体の導通と非導通との切替を行うスイッチ回路と、を備えることを特徴とする。
また、上記スイッチ回路は、半導体アナログスイッチ回路であっても良い。
また、上記ICチップは、非接触通信機能および接触通信機能の両方を有するICチップであっても良い。
上記スイッチ回路は、上記制御部が上記ICチップから表示データを取得するときに非導通状態となる構成でも良い。
また、FETを用いたアナログスイッチなどの半導体スイッチの場合は固定電圧の接地を基準に制御できるようになる。
また、スイッチ回路として、FETを用いたアナログスイッチなどでソース端子が固定電圧の接地に接続されていると、上記Vth以上であればゲート電圧も固定にすることが出来、波形ひずみを生じさせることなくアナログスイッチを通過させることができる。
図1は、本実施形態のICカード1の機能の概要構成を説明するための図である。
本実施形態では、ICカード1として、表示機能付きICカードであって、カード表面に電子ペーパーなどの表示部を有するICカードを例に挙げて説明する。
すなわち本実施形態のICカード1は、図1に示すように、回路基板に対して、電子ペーパーなどの表示部を含む表示回路10と、接触通信機能及び非接触通信機能を有するICチップ4と、第1のアンテナコイル2と、第2のアンテナコイル3と、制御回路7と、整流回路9と、電源回路8と、一対の整流素子5a、整流素子5bと、スイッチ回路6とが実装されている。
上記第2のアンテナコイル3の中間部に位置する中央点11には、第2の導体51の一端が接続され、該第2の導体51の他端部は固定電圧の接地12に接続される。その第2の導体の途中にスイッチ回路6が直列に介装されている。そして、外部読み書き装置が発する交流磁界を第2のアンテナコイル3を用いて受信し、第2のアンテナコイル3が受信したデータは、上記導体50a、50b、51を通過する回路によって、ICチップ4に供給されることで、該ICチップ4は、外部読み書き装置から演算のためにデータを取得し、演算後のデータで表示データを更新する。表示データはメモリに記憶されている。
設定時間は、予め制御回路7のメモリ回路に蓄積されたデータを用いる他、外部読み書き装置から演算のためにデータを取得する前にデータ取得に必要な設定時間に関するデータを外部読み書き装置から取得し、その設定時間を用いる処理を加えても良い。また、設定された時間経過で正しく受信できなかった場合は、再試行時の為に自動的に設定時間を増加する処理を制御回路7に加えても良い。
次に、図2を参照して、スイッチ回路6が導通状態の場合と非導通状態の場合(第2の導体51の接続状態の場合と切断状態の場合)について説明する。
図2は、本実施形態に係わるICカード1の概略ブロックの構成を示す図のうち、ICチップ4と整流素子5a、5bとアンテナコイル3とスイッチ回路6との回路構成を示す図である。図2では、整流素子5a、5bの例として、アンテナ側からICチップ側を順方向とした半導体ダイオードの場合を図示している。そして、図2(a)が、スイッチ回路6が導通状態を示し、図2(b)が、スイッチ回路6が非導通状態を示す。
図3は、スイッチ回路6の具体的な回路例である。
この図3に示す回路例では、図2のスイッチ回路6に適用した場合、スイッチ回路6を通過する電流の方向から、PチャネルMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)が使用できる。図3に示すソース端子6bとゲート端子6cが同電位の場合には、ドレイン端子6aとソース端子6bとの間が非導通状態となる。ソース端子6bを基準に、ゲート端子6cがゲー卜閾値電圧を越える負電圧の場合には、ドレイン端子6aとソース端子6bとの間が導通状態となる。これによって、上記スイッチ回路が構成される。
内部に電源を持たず、外部読み書き装置が発する交流磁界のみを電力として動作するICカードの内、接触通信/非接触通信兼用のICチップ(いわゆるデュアルインタフェースICチップ)を利用し、特に非接触通信機能で得たデータを接触通信機能で外部に出力しようとした場合、外部読み書き装置が発する交流磁界内にICカードが存在する必要があるために非接触通信機能が動作中となり接触通信機能が動作出来ないという不都合が生じる。そのため、従来ではアンテナコイルの両端と、ICチップの非接触端子間をFETアナログスイッチ回路で遮断する方法が一般的に用いられていた。しかし、FETアナログスイッチの特性から扱う電圧以上の回路電圧を必要と、し、そのための昇圧電源回路が必要で、また、アンテナコイル間の電圧に応じた制御電圧が必要になるなど回路が複雑になる。
これにより、上記アンテナコイル3と上記ICチップ4とを導通及び非導通するためのスイッチ回路は1つのスイッチ回路6で構成可能となる。このため、コストを低減できる。
また、FETを用いたアナログスイッチでソース端子が固定電圧の接地に接続されているので、Vth以上であればゲー卜電圧も固定で良く、波形ひずみを生じさせることなくアナログスイッチを通過させることができる。
図4は、本実施例の表示機能付きICカード21を示す表面側の概観図(図4(a))と、表示機能付きICカード21の構成例を示した分解図(図4(b))である。
この表示機能付きICカード21は、図4のように、ポリイミド基材をベースとした回路基板31を、表示部が透明な表外装基材32と裏外装基材33とで挟み込み、接着剤ラミネート方式でカード化、つまり基材32,33で回路基板31を封止して構成されている。
1チップマイクロコントローラ27、セグメント表示タイプ電子ペーパーモジュール30、1チップデュアルインタフェースICチップ24には、外部読み書き装置の発する交流磁界を概ね13.56MHzに共振する共振用コンデンサ34を有する第1のアンテナコイル22により交流電力として受信し、ショットキーダイオードを用いたブリッジ型整流回路及び図示しない整流用コンデンサにより直流電力に変換され、降圧型の安定化電源回路28を介して、3Vの直流電力が供給されようになっている。
1チップマイクロコントローラ27のCNT端子からの制御信号43は負電圧発生回路44を介してPチャネルMOSFET26のゲート端子に接続されており、1チップマイクロコントローラ27は第2のアンテナコイル23と、1チップデュアルインタフェースICチップ24の非接触通信用端子RFA及びRFBを電気的に接続させるため、CNT端子から約100KHz〜1MHzの約3Vの矩形波が出力される。このとき、負電圧発生回路44によりPチャネルMOSFET26のゲート端子には約2Vの負電圧が印加される。PチャネルMOSFET26のゲート端子がソース端子に対して閾値電圧を超える負電圧が供給され、ドレイン−ソース間が導通状態となり、1チップデュアルインタフェースICチップ24は図示しない外部読み書き装置より表示するためのデータを受信する。本実施例のPチャネルMOSFET26の閾値電圧は約−0.9Vである。
次に、1チップマイクロコントローラ27は、セグメント表示タイプ電子ペーパーモジュール30を制御し、セグメント表示タイプ電子ペーパーモジュール30に内蔵された図示しないドライバICにより電子ペーパー素子を駆動し表示を更新する。
2 アンテナコイル
3 非接触通信用のアンテナコイル
4 ICチップ
4a、4b 非接触通信用端子
4c 接触通信用端子
4d グランド端子
5a、5b 整流素子
6 スイッチ回路
6a ドレイン端子
6b ソース端子
6c ゲート端子
7 制御回路
8 電源回路
9 整流回路
10 表示回路
11 中間点
12 接地
Claims (5)
- 非接触通信用アンテナコイルと、そのアンテナコイルの両端部に一対の導体を介して電気的に接続するICチップと、を備えるICカードであって、
上記一対の導体に対してそれぞれ直列に介装された一対の整流素子と、
一端を上記アンテナコイルの中間部に電気的に接続し他端が接地された第2の導体と、
上記第2の導体に設けられ該第2の導体の導通と非導通との切替を行うスイッチ回路と、を備えることを特徴とするICカード。 - 上記整流素子は、アンテナコイル側からICチップ側の方向を順方向としたダイオードからなることを特徴とする請求項1に記載したICカード。
- 上記スイッチ回路は、半導体アナログスイッチ回路であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載したICカード。
- 上記ICチップは、非接触通信機能および接触通信機能の両方を有するICチップであることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載したICカード。
- 表示部と、上記ICチップから表示データを取得し該取得した表示データに応じた表示を上記表示部に表示する表示制御を行う制御部と、を備え、
上記スイッチ回路は、上記制御部がICチップから表示データを取得するときに非導通状態となることを特徴とする請求項4に記載したICカード。
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