JPH11296629A - 書換え型非接触icカード - Google Patents
書換え型非接触icカードInfo
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- JPH11296629A JPH11296629A JP10096412A JP9641298A JPH11296629A JP H11296629 A JPH11296629 A JP H11296629A JP 10096412 A JP10096412 A JP 10096412A JP 9641298 A JP9641298 A JP 9641298A JP H11296629 A JPH11296629 A JP H11296629A
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Abstract
ICカードにおいて、一枚の非接触ICカードをシステ
ム利用者が所持するだけで複数の非接触ICカードシス
テムに対応できる非接触ICカード形態を提供すること
を目的とする。 【解決手段】非接触ICカードにプログラム可能な集積
回路で形成された機能回路を備え、外部装置から非接触
に伝送される回路プログラム情報に従って前記機能回路
をプログラムすることで機能変更を行うことを特徴とす
る。
Description
データや信号等の情報伝達を非接触で行いえるICカー
ドいわゆる非接触ICカードであって、特には多目的な
用途に対応可能な非接触ICカードシステムに好適に利
用可能な書換え型非接触ICカードに関する。
Cカードにおいて、外部装置との間でデータや電力の授
受を非接触におこなう非接触ICカードがある。この非
接触ICカードは、従来の磁気記録を使用したに過ぎな
いカードと比べると、ICカードであること自体には変
わりなく、電極端子付きICカードが既に備えていたよ
うに、勿論、多大なメモリ容量を有し、またデータの解
読や偽造がしにくいという高い安全性も備えるという特
徴を持つ。しかし、非接触ICカードはそれだけではな
く、さらに、外部装置とデータや電力の授受のための電
極端子をひつようとせず、電磁結合,電磁誘導,あるい
は電波等を用いて、外部装置との間でのデータや電力の
授受を「非接触」で行っていることから、塵や静電気等
の影響を受けることが少なく、耐環境性にも優れるとい
う特徴を有する。
電力の授受のための電極端子に接触する必要のある電極
端子付きICカードと比べて、外部装置であるカード読
み書き装置へICカードを挿入する手間が省け、非接触
ICカード専用のカード読み書き装置に非接触ICカー
ドをかざすだけで非接触ICカードが動作するので、操
作性が向上する。
構成例を図2に示す。ここで、21は非接触ICカー
ド、22は外部装置からのデータとメモリの内容を照合
したり、メモリの内容を書き換えたりするCPUまたは
データ処理制御回路、23はデータを蓄積するメモリ、
24は外部装置からの信号を整流し直流電力に変換する
電源回路、25は外部装置との授受のための変復調回
路、26は非接触ICカード内の回路を動作させるため
のクロックを生成するクロック生成回路、そして7は外
部装置との信号の授受を行うアンテナである。
て、非接触ICカードの種類と通信距離との関係を示
す。近接型の非接触ICカードの場合の通信距離は、電
磁結合型においては約1mm以下である。また、遠隔型
の非接触ICカードの場合に関しては、短波帯電磁誘導
型では約10cm以下、中波帯電磁誘導型では約1m以
下、そしてマイクロ波帯無線型では約5〜6m以下であ
る。このように現状では、電波等の規制の関係により、
通信距離に応じて搬送波は上記に示す周波数帯が使用さ
れている。
通信距離特性を生かしたカードとして、例えば特開平8
−44831号公報には前記の遠隔型の非接触ICカー
ドと近接型の非接触ICカードとの両方の機能を有する
非接触ICカード(以下では、単に複合カードと称す
る。)も提案されている。
カードの構成として、近接型である電磁結合型と遠隔型
であるマイクロ波無線型との両方の機能を備えた例を示
す。ここで、31は複合カード、32は近接通信用コイ
ル、33は近接用のインターフェイス回路、34は遠隔
通信用アンテナ、35は遠隔通信用の変復調回路、36
はCPU・メモリなどからなる回路部、そして37はコ
イン型リチウム電池である。これによると、外部装置と
の間でおよそ数mの距離での遠隔通信と、それのみなら
ず、距離にしておよそ数mmの接近した距離での近接通
信とが、ただ1枚の非接触ICカードで実現可能とな
る。その結果、このような複合カードを用いれば、比較
的遠隔な距離での通信と、近接した距離での通信との両
方の機能による双方向な確認の行為を、ただ一つカード
で行うことが出来ることから、実用上でより確実性・利
用性の高い非接触ICカードシステムを構築することが
できるといえる。
通信距離以外に、通信方式、変調/復調方式、データ伝
送速度、データの構成を使用環境、あるいは用途、等と
関連する各種各様のシステム構成のそれぞれに応じて、
好ましい種々の回路構成や設定値に設計しまた製造され
たものを使用したい場面も多々ある。
テムのひとつにゲートシステムがある。これは、非接触
ICカードの携帯者が出入り口付近に近づくだけで、自
動的に非接触ICカードからそこに記録されてある情報
を読み取り、出入り口に設けてあるゲートの開閉等を自
動的に行うというものである。この場合、当該カード携
帯者が不具合なくゲートを通過できるようにするために
は、その非接触ICカード中の情報を、正確に且つ高速
で読み出すことが望まれる。それを考慮すると、前記デ
ータ伝送速度は高速である方が望ましいといえる。とこ
ろが、その一方でもし非接触ICカードの搬送波周波数
の近傍に多くの妨害波が存在するような環境で使用され
る場合には、データ伝送速度は低速とし、そのデータで
変調された被変調搬送波の占有周波数帯域幅は狭くし、
そして外部読取装置側で狭帯域の帯域通過フィルターを
用いて近接妨害波を排除して受信することの方が望まし
いといえる。
い選択は、けっして万能な最適値が一概に存在するわけ
ではなく、それぞれの用途や使用環境などに応じて異な
り、普通は各非接触ICカードシステム構成の仕様の中
の一つとして設定されるべきものである。
のクロックについて言うと、非接触ICカードに内蔵さ
れた自励発振器から作り出せる場合と、外部装置である
読取り器から届く搬送波から作り出す場合とで、それぞ
れ外部装置である読取り器から出力される搬送波を変調
する適切な変調方式も異なる。
ためのクロックを、非接触ICカードに内蔵された自励
発振器から作り出せる場合であれば、読取り器から出力
される搬送波の変調は、非接触ICカード側での復調の
ための読取り器からの搬送波と同期した復調用基準信号
を必要としない周波数変調方式が望ましい。また、非接
触ICカードの内部回路のためのクロックを外部装置で
ある読取り器からの搬送波から作り出す場合であれば、
読取り器から出力される搬送波の変調は周波数が一定で
あり内部回路のためのクロックを生成しやすいという理
由と、当然ではあるが、非接触ICカード側での復調の
ための読取り器からの搬送波と同期した復調用基準信号
を簡単に生成できるという理由から、位相変調方式が望
ましいといえる。但し、外部装置である読取り器からの
変調搬送波を作り出す上記の2方式は、その優劣を一概
に論じることは困難であり、その変調方式は多くの関連
する要素を考慮しつつ決定され、やはり非接触ICカー
ドシステムの構成の仕様の一つとなる。
は用途や周囲環境および多くの関連する要素によって、
その通信方式、変調/復調方式、データ伝送速度、そし
てデータの構成などが決定される。したがって、そのシ
ステムで使用される非接触ICカードも、そのシステム
仕様に対応して設計されるため、従来それぞれ専用の集
積回路を設計したうえで使用することが現実的な最善策
としての通例になってしまっている。
記のような遠隔型と近接型との両方の機能を有する非接
触ICカードである複合カードを用意し、そこに専用の
集積回路を2個配置して対応しているが、これは通信距
離の問題についてのみの対応であって、用途や周囲環境
の問題について対応するためには、システム毎に専用の
集積回路を一枚のカード上にさらに配置しなければなら
ない。そのような状況の下、もしシステムをさらに多様
化しようものなら、カードサイズ等の形状や外観によっ
ても制限される専用集積回路の配置スペース等の問題に
ついては、もはや対応出来ないか又は極めて解決困難な
状況にもなってしまいかねないという問題がある。
したシステムが普及したとしても、ひとつやふたつ程度
のシステムに一枚のカードが対応している従来の形態で
は、結局カードを何枚も所持するしか対策がなくなって
しまう。これらのことから、異なる用途や形態を備えた
複数の非接触ICカードシステムに渡っていずれでも簡
便に且つ良好に使用することが出来る非接触ICカード
のことが強く望まれてきている。
術の問題点に鑑みそれを解決すべく発明されたものであ
り、たった一枚の非接触ICカードでありながら、その
システムを利用する利用者が単に携帯しておくだけで、
用途や形態が互いに異なる複数の非接触ICカードシス
テムに良好に対応することできる非接触ICカードを提
供することを目的とする。
に本発明が提供する手段とは、まず請求項1に示すよう
に、外部装置との間のデータの授受を非接触で行う非接
触ICカードであって、プログラム可能な集積回路で形
成された機能回路を備えており、前記外部装置から非接
触で伝送される回路プログラム情報に従って、前記機能
回路をプログラムすることにより該機能回路の機能変更
が可能であることを特徴とする書換え型非接触ICカー
ドである。ここで、プログラム可能な集積回路とは、論
理回路素子がアレー状に配置され、その論理回路素子の
入力端または出力端を他の論理回路素子とデータに応じ
て電気的にスイッチ接続することにより論理回路を形成
することが可能な集積回路である。
え型非接触ICカードを基本構成として、特に、機能回
路は、変復調回路又はクロック生成回路を具備する回路
であることを特徴とする。つまり、変復調回路とクロッ
ク生成回路との両方ともを備えた機能回路を有してお
り、その機能回路がその時々のプログラムに応じてプロ
グラミング書換えされる。
のいずれかの書換え型非接触ICカードを基本構成とし
て、特に、前記機能回路は、暗号化又は復号化回路を具
備する回路であることを特徴とする。ここで、暗号化又
は復号化回路とは、そこにインプットされるデータを所
定のルールに従って暗号のデータに変換してアウトプッ
トする処理(暗号化)と、そこにインプットされるデー
タを暗号であるとして所定のルールに従って暗号を解き
元のデータに変換してアウトプットする処理(復号化)
可能な回路のことを指す。尚、本発明においては、暗号
化又は復号化回路の実際の回路の構成や配置の点で、暗
号化と復号化との各部分は、一ケ所に集めて設けられて
いても、あるいはそれぞれ個別に設けられていても、い
ずれでも良い。
1に示すように外部装置と情報の授受を行ったり情報信
号に重畳されたエネルギー信号を検出するアンテナ(7
a、7b)と、各回路に電力を供給するためのエネルギ
ー信号を直流電力に変換する電源回路(4)又は電池
(13)と、プログラム可能な集積回路(9)で形成さ
れた変復調回路(5)やクロック生成回路(6)や暗号
化又は復号化回路(8)等と、前記外部装置と情報の授
受を行うための情報信号を処理・制御するデータ処理制
御回路またはCPU(2)と、前記データ処理制御回路
またはCPUからのデータを蓄積するメモリ(3)と、
外部装置から非接触に伝送される回路プログラム情報を
受信する受信回路(10)と、前記プログラム情報を蓄
積する回路プログラム用メモリ(12)と、前記プログ
ラム情報に基づきプログラム可能な集積回路を前記変復
調回路やクロック生成回路や暗号化又は復号化回路等に
プログラムするプログラム制御回路(11)とから形成
される。
ル状に形成されたコイルやパッチアンテナやダイポール
アンテナ等であり、目的の機能を有すれば大きさ、形
状、材質等を特に規定するものではない。さらに、図1
では前記アンテナ(7a、7b)は外部装置と情報の授
受を行うための情報信号用(7a)と外部装置から非接
触に伝送される回路プログラム情報用(7b)とに各々
単独に形成されているが、目的が達成されれば共有され
ていてもよい。また、各回路への電力の供給において、
外部装置からのエネルギー信号を直流電力に変換する電
源回路(4)と電池(13)を併設してもよく、さら
に、外部装置からのエネルギー信号を直流電力に変換す
る電源回路(4)の出力から電池(13)を充電する様
な充電回路(14)を形成してもよい。
あげた変復調回路(5)やクロック生成回路(6)や暗
号化又は復号化回路(8)のみに適用することを特に限
定するものではなく、単独で適用したり組み合わせて適
用してもよく、他の回路にも適用してもよい。外部装置
から非接触に伝送される回路プログラム情報を受信する
前記受信回路(10)は目的が達成されれば前記変復調
回路(5)の内の復調回路と共用してもよい。また、プ
ログラム情報に基づきプログラム可能な集積回路をプロ
グラムするプログラム制御回路(11)の機能はデータ
処理制御装置またはCPU(2)に同様な機能として形
成されていてもよい。プログラム情報を蓄積する前記回
路プログラム用メモリは(12)データ処理制御回路ま
たはCPU(2)のいずれかからのデータを蓄積する前
記メモリ(3)の中に形成されていてもよい。
一実施例について、図面を参照しながら説明する。図5
(a)は本発明を用いた非接触ICカードのブロック図
であり、近接型である電磁結合型と遠隔型である短波帯
電磁誘導型の機能を同一のカード上に配置したものであ
る。100は非接触ICカード、101は短波帯電磁誘
導型用のアンテナコイル、102、103は電磁結合型
用のアンテナコイル、104は整流回路、105は負荷
変調器、106、115は定電圧回路、107はプログ
ラム可能な集積回路、107a、107b、107cは
前記プログラム可能な集積回路内に構築された変調器、
復調器、クロック生成回路を表している。107dは回
路プログラムデータに従って前記プログラム可能な集積
回路をプログラムするためのプログラム制御回路であ
る。108はメモリ109に蓄積された情報の入出力や
加工を行うための短波帯電磁誘導型用の制御回路、11
0は回路プログラム用メモリ、112は位相変調器、1
13はクロック生成回路、114は復調器、111はメ
モリ109に蓄積された情報の入出力や加工を行うため
の電磁結合型用の制御回路であるCPU(中央演算装
置)である。
配置図である。201はポリイミド系の基材であり、こ
のポリイミド系の基材上に各アンテナコイルを形成する
とともに上記電子回路部分をワンチップ化した半導体集
積回路200を導電性接着剤を用いて各アンテナコイル
パターンに結合し、図5(c)、図5(d)に示すよう
に基材201を両側よりプラスチック基材202、20
3で挟み込む形で接着剤204を用いて張り合わせ形成
した。
36に規定された非接触インターフェイスであり、搬送
波周波数4.9152MHzを用いて、102、103
のアンテナコイルに90度位相のずれた磁界を発生さ
せ、その磁界を送信データに応じて位相変調を施し、外
部装置から非接触ICカードに情報を伝送する。一方非
接触ICカードからは搬送波周波数の1/16の副搬送
波を送信データに応じて位相変調を施し、その信号によ
り非接触ICカード側の負荷を変動させ、その変動を外
部装置で検出させ情報を伝送するというものである。
3.56MHzを使用するように想定し、変調回路、復
調回路、クロック生成回路にプログラム可能な集積回路
を配置した。当周波数を選択したのは、当周波数は遠隔
型の非接触ICカードの使用周波数として注目されてお
り、現在も当周波数を用いた実施例が数多く報告されて
いるが、ほとんどの実施例では図5(a)の105のよ
うな負荷変調器が用いられているものの図5(a)の1
07aの変調器つまり変調方法およびデータ伝送速度は
多種多様である、という理由からである。なお、10
2、103の電磁結合用のアンテナコイルは外形17m
m×11mm、ターン数20、銅箔厚さ35μmのパタ
ーン幅100μmで形成され約5.5μHのインダクタ
ンスを有する。また、101の短波帯電磁誘導型用のア
ンテナコイルはアンテナコイルは外形70mm×50m
m、ターン数7、銅箔厚さ35μmのパターン幅500
μmで形成され約4.7μHのインダクタンスを有す
る。
する。カード携帯者は、まず外部装置1を用いるシステ
ムを利用するためにそのシステムを利用するための回路
プログラム用データを外部装置2より受信する。受信情
報は回路プログラム用メモリに蓄積され、その蓄積され
たデータに従って、プログラム可能な集積回路107は
必要な機能回路(変調器107a、復調器107b、ク
ロック生成回路107c)に構成される。また、他のシ
ステムを利用する場合は同様の手順により他のシステム
を利用することが可能となる。このような構成にすれば
システムごとに必要な回路プログラム用データを伝送す
る外部装置2を設置すれば、外部装置1側のシステムを
一切変更せずに一枚のカードで複数の非接触ICカード
システムを利用することが可能となる。
導型と複合された非接触ICカードの実施例を示した
が、特に組み合わせを限定するものではなく、中波帯電
磁誘導型やマイクロ波無線型などと組み合わせてもよ
く、電磁結合型、短波帯電磁誘導型、中波帯電磁誘導
型、マイクロ波無線型単独の非接触ICカードに本発明
を適用してもよい。すなわち、現在の機能回路を他の機
能回路に変更したい場合、本発明の方法を用いる事が出
来る。
は復号化回路等がある。現在では鍵の秘匿性のみに依存
し、その構造やアルゴリズムに依存しないというものも
あるが、その回路規模や演算量は莫大であり、回路規模
が比較的小さいシフトレジスタを用いた暗号化を用いる
場合もある。このシフトレジスタK段を用いた暗号化は
2Kビットの暗号文と平文の対が得られるとそれ以降の
ビット系列を知ることができ暗号解読される危険性があ
ることが知られている。このような場合に少しでも危険
性を低くするためにシフトレジスタK段に非線型な変更
を加える等の工夫をするものも知られている。そこで、
プログラム可能な集積回路に暗号化又は復号化回路を構
成し、決められた期間毎にこのシフトレジスタK段の構
造を変更し、少しでも暗号解読の危険性を回避するよう
に工夫することも可能である。
置と非接触にデータの授受を行う非接触ICカードにお
いて、前記非接触ICカードにプログラム可能な集積回
路で形成された機能回路を備え、前記外部装置から非接
触に伝送される回路プログラム情報に従って前記機能回
路をプログラムすることで他の変復調回路やクロック生
成回路や暗号化又は復号化回路等に機能変更を行うこと
により各種の非接触ICカードシステムに対応すること
が可能となる。
接触ICカードを用いることにより、本来のシステムを
一切変更せず、複数の非接触ICカードシステムを利用
することのできるシステムを構築可能となる利点もあ
る。また、プログラム可能な集積回路を暗号化又は復号
化回路に用いれば、小規模で簡単な回路構成でも暗号解
読の危険性を少しでも回避するように工夫することも可
能となる利点もある。総じて、本発明によると、たった
一枚の非接触ICカードでありながら、そのシステムを
利用する利用者が単に携帯しておくだけで、用途や形態
が互いに異なる複数の非接触ICカードシステムに良好
に対応することできる書換え型非接触ICカードを提供
することができた。
を示す回路ブロック図
ロック図
図
実施例について、その概要を示す説明図である。〔回路
ブロック図〕
実施例についてその概要を示す説明図である。〔配置
図〕
実施例についてその概要を示す説明図である。〔分解斜
視図〕
実施例についてその概要を示す説明図である。〔カード
を形成した状態での断面図〕
置 3、23、109・・・・・メモリ 4、24・・・・・電源回路 5、25・・・・・変復調回路 6、26、107c、113・・・・・クロック生成回
路 7a、27・・・・情報信号用アンテナ 7b・・・・回路プログラム情報用アンテナ 8・・・・・暗号化又は復号化回路 9・・・・・プログラム可能な集積回路 10・・・・受信回路 11・・・・プログラム制御回路 12、110・・・・回路プログラム用メモリ 13・・・・電池 14・・・・充電回路 15・・・・プログラム制御信号 31・・・・複合カード 32・・・・近接通信用アンテナコイル 33・・・・近接通信用のインターフェイス回路 34・・・・遠隔通信用のアンテナ 35・・・・遠隔通信用の変復調回路 36・・・・CPU・メモリなどからなる回路部 37・・・・コイン型リチウム電池 101・・・短波帯電磁誘導型用のアンテナコイル 102、103・・・電磁結合型用のアンテナコイル 104・・・整流回路 105・・・負荷変調器 106、115・・・定電圧回路 107・・・プログラム可能な集積回路 107a・・変調器 107b・・復調器 107d・・プログラム制御回路 108・・・短波帯電磁誘導型用の制御回路 112・・・位相変調器 114・・・復調回路 116・・・回路プログラム用制御線 200・・・半導体集積回路 201・・・ポリイミド系の基材 202、203・・・プラスチック基材 204・・・接着剤
Claims (3)
- 【請求項1】外部装置との間のデータの授受を非接触で
行う非接触ICカードであって、プログラム可能な集積
回路で形成された機能回路を備えており、前記外部装置
から非接触で伝送される回路プログラム情報に従って、
前記機能回路をプログラムすることにより該機能回路の
機能変更が可能であることを特徴とする書換え型非接触
ICカード。 - 【請求項2】前記機能回路は、変復調回路又はクロック
生成回路を具備する回路であることを特徴とする請求項
1に記載の書換え型非接触ICカード。 - 【請求項3】前記機能回路は、暗号化又は復号化回路を
具備する回路であることを特徴とする請求項1又は2の
いずれかに記載の書換え型非接触ICカード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10096412A JPH11296629A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 書換え型非接触icカード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10096412A JPH11296629A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 書換え型非接触icカード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11296629A true JPH11296629A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14164265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10096412A Pending JPH11296629A (ja) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | 書換え型非接触icカード |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11296629A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006172359A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Ricoh Co Ltd | 通信装置 |
WO2013037301A1 (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | 中国银联股份有限公司 | 用于非接触式安全性信息交互的装置、系统及方法 |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP10096412A patent/JPH11296629A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102999768A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-03-27 | 中国银联股份有限公司 | 用于非接触式安全性信息交互的装置、系统及方法 |
US9373206B2 (en) | 2011-09-15 | 2016-06-21 | China Unionpay Co., Ltd. | Device, system and method for non-contact security information interaction |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
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