JP2000276566A - 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】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を提供する。 【解決手段】非接触端子部に誘起された交流電圧を直流
電圧に変換する直流電圧発生部と、非接触端子部からの
信号の復調および／または非接触端子部への信号の変調
を行う信号変換部と、信号変換部と信号開閉部とを電気
的に接続する第１の信号線列と、接触端子部と信号開閉
部とを電気的に接続する第２の信号線列と、直流電圧発
生部の直流電圧が規定電圧以上の時に第１の信号線列と
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
的に切り離す信号開閉部とを有す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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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３−２０９５９
２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 processorunit：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、データ交換およびエネ
ルギー受給のための接触端子部と、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非接触端子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非接触
端子部からの信号の復調および／または非接触端子部へ
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
切り離す、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非
接触端子部に誘起された交流電圧が直流電圧に変換さ
れ、信号変換部により非接触端子部からの信号の復調お
よび／または非接触端子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、非接触端子部に規定の交
流電圧が誘起された場合に限り信号開閉部が非接触端子
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、これにより非接触端子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Ｇ
ＮＤ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、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。

【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
非接触端子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。

【００１４】本発明の請求項７に係る複合データキャリ
ア、請求項６に係る複合データキャリアにおいて、前記
前記接触端子部はマイクロプロセッサユニットと電気的
に接続されており、非接触端子部から前記マイクロプロ
セッサユニットに電力供給する構成を有するようにした
ものである。本発明によれば、非接触端子部は自動接続
によりマイクロプロセッサユニットと電気的に接続され
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（in
tegrated 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Ｉ
Ｃ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。また本発明の請求項７に係る複合データキャ
リアによれば、非接触端子部は自動接続によりマイクロ
プロセッサユニットと電気的に接続される。

【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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】データ交換およびエネルギー受給のための
   接触端子部と、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非接触端子部に誘起された交
   流電圧を直流電圧に変換し、 前記信号変換部は前記非接触端子部からの信号の復調お
   よび／または非接触端子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
   および非接触端子部とを具備することを特徴とする複合
   データキャリア。
7. 【請求項７】請求項６記載の複合データキャリアにおい
   て、前記前記接触端子部はマイクロプロセッサユニット
   と電気的に接続されており、非接触端子部から前記マイ
   クロプロセッサユニットに電力供給する構成を有するこ
   とを特徴とする複合データキャリア。