JPH1098542A - セルラ電話で用いるための非接触型スマートカード - Google Patents

セルラ電話で用いるための非接触型スマートカード

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JPH1098542A
JPH1098542A JP9202177A JP20217797A JPH1098542A JP H1098542 A JPH1098542 A JP H1098542A JP 9202177 A JP9202177 A JP 9202177A JP 20217797 A JP20217797 A JP 20217797A JP H1098542 A JPH1098542 A JP H1098542A
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smart card
cellular telephone
circuit
function
cellular
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JP9202177A
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Thomas Michael Fox
トーマス・マイケル・フォックス
Gerald Vincent Piosenka
ジェラルド・ビンセント・ピオセンカ
Kenneth Henry Schmidt
ケネス・ヘンリー・シュミット
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Motorola Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルラ電話機能４６およびスマートカード機
能４５の両方を実施するための電子部品を内蔵するセル
ラ電話１０を提供する。 【解決手段】 これにより、電子部品はセルラ電話に伴
うハウジングによって破損から保護することができ、ま
たスマートカードが紛失したり、盗難される可能性を低
減する。また、セルラ電話１０は、スマートカードと外
部リーダとの間のワイヤレス通信のためのＲＦインタフ
ェース４０を含む。さらに、セルラ電話機能を利用する
ことにより、スマートカードに関連する情報を既存のセ
ルラ電話インフラを介して更新または修正できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スマートカード電子装
置に関し、さらに詳しくは、スマートカード上に格納さ
れたデータに対する検証，セキュリティおよびアクセス
性の向上のためセルラ電話にスマートカード装置を内蔵
することに関する。
【０００２】
【従来の技術】スマートカード(smartcard) は、銀行業
務，輸送，加入者，医療，ＩＤなどに関する多くの種類
の情報を転送するための媒体として急速に普及しつつあ
る。一般に、スマートカードはプラスチック製のカード
に収容され、例えば、プラスチック製のクレジット・カ
ードの形状および寸法である。このようなスマートカー
ドは、データを格納し処理するためのある種のメモリを
有するマイクロコンピュータを内蔵する。スマートカー
ドの能力内のトランザクションを実行するとき、スマー
トカードは、例えば、自動現金引き出し・預け入れ装置
（ＡＴＭ）や、ＰＯＳシステムなどの外部システムとや
り取りする。このようなトランザクションを実行する
際、一般にスマートカードは外部システムに伴うカード
・リーダに挿入され、この外部システムを介して、カー
ド・リーダとスマートカードとの間で電気接触が行われ
る。しかし、このようなスマートカードが外部システム
と接触することを必要とするシステムでは、スマートカ
ードを外部リーダに物理的に挿入しなければならず、ス
マートカードと外部リーダとの間の接触を正しく信号を
転送するために整合させなければならず、また接触部分
が疲労したり汚れて、信号劣化または信号中断による不
安定性を生じることがあるという欠点がある。
【０００３】さらに、スマートカードをプラスチック・
タイプのクレジット・カード内に内蔵することは、別の
問題を提起する。まず第１に、スマートカードの利用者
は、利用しないときに、スマートカードを財布，札入
れ，ハンドバッグまたはポケットに入れるのが一般的で
ある。その結果、プラスチック・スマートカードはカー
ドが折れることを防ぐために可撓性でなければならな
い。しかし、この可撓性条件は、可撓性スマートカード
に組み込まれる電子部品がスマートカードをたわめたと
きに破損する可能性があるというそれ自体の問題を提起
する。第２に、電子部品を保護するためには、電子部品
をプラスチック・カード内に気密密封することが望まし
い。しかし、これによりカードのコストが大幅に増加す
る。第３に、小さなプラスチック・スマートカードは置
き忘れたり、紛失したり、盗まれやすく、そのため利用
者がスマートカードを無くしたり、第三者が利用者のス
マートカードを不正に入手することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、可撓性プラス
チック・スマートカードに伴う問題点や欠点を克服する
ため、スマートカードに関連する電子部品を別のハウジ
ング構成内に組み込むことが望ましい。
【０００５】さらに、トランザクションを実行するため
に、外部リーダとの接触を必要としないスマートカード
を提供することが望ましい。
【０００６】
【実施例】本発明については、図面と共に以下の詳細な
説明および特許請求の範囲を参照することによって理解
を深めることができよう。ただし、図面において、同様
な参照番号は図面を通じて同様な項目を表すものとす
る。
【０００７】図１を参照して、スマートカードおよびそ
の関連機能をセルラ電話１０内に内蔵する概念を図示す
る図を示す。セルラ電話１０は、セルラ電話機能および
スマートカード機能の両方を実行するため、セルラ電話
回路およびスマートカード回路（図２においてブロック
図を示し、図３および図４において詳細なブロック図を
示す）を含む。スマートカード機能を実行するための回
路は、ＲＦインタフェースおよびスマートカード論理機
能回路を含む。ＲＦインタフェースは、電話１０におけ
るスマートカード論力機能回路と外部リーダ／システム
との間のコンタクトレス・インタフェースを行う。この
ようにコンタクトレス・スマートカードをセルラ電話機
能に組み込むことにより、スマートカードの利用しやす
さ，盗難または紛失に対する高度なセキュリティ，利用
可能なスマートカード機能を表示するセルラ電話ディス
プレイを利用することによってスマートカード内に格納
された情報を読み取りアクセスする能力および外部シス
テムと電子的に通信するセルラ電話機能を利用すること
によってスマートカード内に格納された情報を更新／変
更する能力が得られる。
【０００８】セルラ電話１０は、図２においてさらに詳
しく図説するように、スマートカード機能およびセルラ
電話機能の両方を実施するための電子部品を収容するケ
ース１２を含む。セルラ電話１０は、オン／オフ・スイ
ッチ１４，スピーカ１６およびセルラ電話アンテナ１８
を含む。さらに、セルラ電話１０は、セレクタ・ボタン
２０，音声入力／マイクロフォン２２およびディスプレ
イ２４を含む。
【０００９】ハウジング１２は、セルラ電話の任意のハ
ウジングの形状でもよく、例えば、Microtac（登録商
標）またはStartac （登録商標）などモトローラ製セル
ラ電話のハウジングでもよい。
【００１０】図２を参照して、セルラ電話１０に関連す
る電子部品を図示する詳細なブロック図を示す。前述の
ように、セルラ電話１０はセルラ電話機能およびコンタ
クトレス・スマートカード機能の両方を実行する電子回
路を含み、それによりセルラ電話機能およびスマートカ
ード機能を選択するヒューマン・インタフェースは、図
１に示すように、また図２においてスイッチ群として電
子的に表されるように、セルラ電話ハウジング・ケース
１２の外面に設けられたセレクタ・ボタン２０を介して
アクセスされる。
【００１１】図２のセルラ電話１０は、ＲＦデータの送
受信のためアンテナ２６に結合されたスマートカード無
線周波数（ＲＦ）インタフェース４０を含む。ＲＦデー
タの送受信は、スマートカード・コンタクト・インタフ
ェースに関する前述の問題を被らずに、さまざまなスマ
ートカード機能を実行するために用いられる。
【００１２】インタフェース４０は、スマートカード論
理機能回路４２（または単純にスマートカード回路）に
結合され、それによりスマートカード回路４２は、さま
ざまなスマートカード機能を実施するための、図３にさ
らに詳しく示すような電子部品を含む。
【００１３】また、セルラ電話１０は、セルラ電話を操
作する必要な機能を実行するためのセルラ電話機能回路
４６（または単純にセルラ電話回路）を含む。電話回路
４６は、セルラ電話機能を実行するための任意の電子部
品の形式でもよく、一実施例を図４に詳細に示す。
【００１４】また、セルラ電話１０は、セルラ電話１０
の利用者に情報を表示するため、スマートカード論理機
能回路４２およびセルラ電話機能回路４６の両方に結合
されたディスプレイ２４を含む。ディスプレイ２４は、
既存のセルラ電話に一般に組み込まれる液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）の形式で
もよい。
【００１５】また、セルラ電話１０は、可聴または触覚
フィードバックを利用者に与えるため、スマートカード
機能回路４２およびセルラ電話機能回路４６の両方に結
合されたスピーカ１６およびバイブレータ５０を含む。
例えば、構成要素５０は、可聴フィードバックを与える
ため、既存のセルラ電話で一般にみられる振動コーンの
ような可聴スピーカでもよい。あるいは、構成要素５０
は、振動を介して肌に触覚フィードバックを与える圧電
素子でもよい。従って、スマートカード機能は、スピー
カからの可聴ビープ音またはケース内から発生する振動
のいずれかによってＲＦ交信を利用者に通知するため、
聴覚的にあるいは触覚的にユーザにフィードバックでき
る。
【００１６】ＲＦインタフェース４０，スマートカード
回路４２およびセルラ電話回路４６は、信頼性の向上お
よび全体的なコスト節減のため、一つの半導体集積回路
４５上で作製できる。
【００１７】本発明は、スマートカード回路４２および
セルラ電話回路４６をそれぞれ介して、セルラ電話機能
およびスマートカード機能の両方を実施する電子回路を
内蔵するセルラ電話を提供する。これにより、スマート
カード電子部品は、セルラ電話に伴うハウジングによっ
て破損から保護することができ、またスマートカードが
紛失したり盗難される可能性を低減する。
【００１８】ここで図３を参照して、アンテナ２６，ス
マートカードＲＦインタフェース４０およびスマートカ
ード回路４２の電子回路を図示するより詳細なブロック
図を示す。スマートカード回路４２は、マイクロプロセ
ッサ・ユニット（ＭＰＵ）４１，ランダム・アクセス・
メモリ（ＲＡＭ）４３，読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
４５およびＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable read-
only memory)４７ならびにさまざまなスマートカード機
能を実行するためのコプロセッサ４９を含み、ここでＭ
ＰＵ４１はＲＯＭ４５に格納された命令を実行し、デー
タをＲＡＭ４３上に一時的に格納し、ＥＥＰＲＯＭ４７
はスマートカード４５の独自性を識別するためのデータ
を格納するために利用できる不揮発性メモリである。ま
たコプロセッサ４９は、スマートカードの識別およびス
マートカード・インフラを検証するために用いられるセ
キュリティ・アルゴリズムを実行する。
【００１９】スマートカード・アンテナ２６は、例え
ば、コンデンサ１０３と、インダクタ１０１などのワイ
ヤの形式でもよい。これら２つの構成要素は、スマート
カード内への情報および／または電力伝送の所望の周波
数で共振する同調回路(tuned circuit) を形成する。情
報がスマートカードから送信されるとき、共振は、応答
(answer back) 回路１１８および送信機ドライバ１１４
を介して、論理機能回路４２の制御に基づいて、コンデ
ンサ１０４およびＦＥＴスイッチ１０５によって修正さ
れる。応答回路１１８は、４２からデジタル・メッセー
ジを受信し、ＲＦ送信のためフォーマット化し、符号化
する。
【００２０】動作時に、ＲＦ情報はアンテナ２６によっ
て受信され、信号コンディショナ１１２によってデジタ
ル・データに変換される。クロック抽出，バイト同期お
よびフレーム同期は、分周器および同期制御ブロック１
１６によって行われる。そこで、受信情報は処理のため
ＭＰＵ４１に送られる。
【００２１】電源電圧Ｖｃｃは、全波整流器（ＦＷＲ）
１０７を介して生成され、この全波整流器１０７は半波
整流器の形式でもよい。この整流された電圧はコンデン
サ１０８によって濾波され、電圧レギュレータ１１０に
よって調整される。
【００２２】ここで図４を参照して、図２のセルラ回路
４６およびバッテリおよび電力コンディショナ５４を図
示するより詳細なブロック図を示す。セルラ電話回路４
６は、バッテリ１３０および電力制御１３２によって構
成されるバッテリおよび電力コンディショナ５４を介し
て給電される。
【００２３】セルラ電話回路４６は、アンテナ１８を介
して呼の受信のためＲＦインタフェース５５にエネルギ
を導入し、あるいは電話から送信する際にＲＦインタフ
ェース５５からエネルギを導出するための送信／受信ス
イッチ１３６によって構成されるＲＦインタフェースを
含む。
【００２４】アンテナ１８からエネルギを受信する場
合、信号は高周波数増幅器１３８によって増幅される。
次に、信号は、周波数シンセサイザ１４４から供給され
る局部発振器信号とミキサ１４６において合成され、中
間周波数（ＩＦ）増幅器１４８に送出される。増幅およ
び濾波の後、ダウン・コンバートされた信号は、復調お
よびベースバンド復元のためベースバンド・プロセッサ
１５０に送られる。
【００２５】次に、復元された信号は、モデム１５６を
介してコーデック１５４に送られ、アナログ信号に変換
される。アナログ信号は、スピーチ・プロセッサ１５２
において処理され、スピーカ１６に送られ、発呼者によ
って聞こえる。受信信号がコマンド情報であるとモデム
１５６が判定した場合、コマンドをさらに処理するため
主コントローラ４４に送る。主コントローラ４４は、プ
ログラム制御に基づいてさまざまなセルラ電話機能を実
行するＭＰＵによって構成される。
【００２６】音声信号を送信する場合、発呼者はマイク
ロフォン２２に向かって話し、その結果、アナログ信号
がスピーチ・プロセッサ１５２によって受信され、濾波
される。濾波されたアナログ信号は、デジタル化のため
コーデック１５４に送られる。デジタル化された信号
は、モデム１５６を介してベースバンド・プロセッサ１
５０に送信され、次に変調のため変調器１４２に送られ
る。変調された信号はミキサ１４０に送られ、ここで周
波数シンセサイザ１４４によって供給される局部発振器
信号と合成される。搬送信号および変調情報によって構
成されるアップコンバートされた信号は、電力増幅器１
３４によって増幅される。次に、送信／受信スイッチ１
３６は、増幅された信号を送信のためアンテナ１８に送
る。
【００２７】図５を参照して、セルラ電話機能およびス
マートカード機能の両方を実施するセルラ電話を構成す
べく組み合わされた、図４のセルラ電話回路４６および
図３のスマートカード回路４２の電子回路を図示する詳
細なブロック図を示す。なお、図３および図４に示す構
成要素と同じ図５に示す構成要素は同じ参照番号によっ
て識別されることが理解される。セルラ電話回路４６の
主コントローラ４４をスマートカード回路４２に結合す
る信号ライン５７は、セルラ電話機能およびスマートカ
ード機能の両方を実行するため、ＭＰＵ４１が主コント
ローラ（ＭＰＵ）４４と通信するための手段を提供す
る。あるいは、スマートカード論理機能回路４２の主コ
ントローラ４４およびＭＰＵ４１の機能は、一つのＭＰ
Ｕにまとめてもよい。
【００２８】セルラ電話機能４６の主コントローラ４４
およびスマートカード論理機能回路４２は、セルラ電話
機能およびスマートカード機能をそれぞれ実行するた
め、適切な信号をディスプレイ２４およびスピーカ１６
に与える。例えば、主コントローラ４４は、現在ダイア
ル中の電話番号をディスプレイ２４上で与え、また着呼
の受信時に呼び出し音を発生するために信号をスピーカ
１６に与えることができる。さらに、スマートカード論
理機能回路４２は、現在の残高などスマートカード機能
に関連する情報をディスプレイ２４に表示するために与
えることができ、またスマートカード・トランザクショ
ン中に可聴トーンまたは機械的振動を与えることができ
る。
【００２９】一般に、セルラ電話１０内のスマートカー
ド機能は、一体型のスマートカード・アンテナ２６によ
って受信されるＲＦフィールドを利用して、スマートカ
ード・インフラによって交信または更新され、それによ
りアンテナ２６はセルラ電話機能に関連するアンテナ１
８と同じ物でもあるいは別物でもよい。同様に、スマー
トカードからのデータは、同じアンテナを利用してイン
フラに転送される。例えば、スマートカード・インフラ
は、ＡＴＭトランザクションを実行するため銀行に関連
するＲＦカード・リーダや、販売トランザクションを実
行するため商店に関連するＰＯＳシステムなど、外部シ
ステムでもよい。
【００３０】利用者が対応するＲＦリーダでスマートカ
ード機能を実行したい場合、利用者は、例えば、リーダ
とセルラ電話１０との間の通信ができるように、ＲＦイ
ンタフェース４０に関連するＲＦ電力範囲内にセルラ電
話１０を入れる。この時点で、初期ハンドシェイクが行
われ、リーダは利用者にセレクタ・ボタン２０を介して
ＰＩＮ(Personal Identification Number)すなわち、使
用許可された者であるかを示す番号、を入力するように
促し、適切な人物がセルラ電話１０を所有することを確
認する。その時点から、スマートカード論理機能４２の
能力内の特定のトランザクションを実行でき、例えば、
ＰＯＳトランザクションを、商店のリーダを介して実行
でき、あるいはＡＴＭを介して資金の転送を実行でき
る。
【００３１】また、スマートカード・データは、セレク
タ・ボタン２０を利用して、アクセスして、ディスプレ
イ２４上に表示できる。例えば、スマートカードの残金
をディスプレイ２４上に表示できる。さらに、異なるデ
ータ・タイプ、例えば、医療情報または複数の預金残高
またはトランザクション・リストの表示を可能にするメ
ニュー・システムをディスプレイ２４上に表示でき、セ
レクタ・ボタン２０を介してアクセスできる。
【００３２】さらに、セルラ電話１０はスマートカード
機能およびセルラ電話機能の両方を含むので、電話１０
のスマートカード内に格納された情報は、内蔵されたセ
ルラ電話機能を利用して更新または修正できる。例え
ば、セルラ電話機能４６は、セルラ電話インフラを介し
て、銀行にアクセスでき、一方、主コントローラ４４は
電子キャッシュをスマートカードにダウンロードするた
めＭＰＵ４１と通信する。このように、セルラ電話１０
内のスマートカードは、内部のセルラ電話機能を利用し
て、ワイヤレス通信を介して更新できる。
【００３３】以上、セルラ電話機能およびスマートカー
ド機能の両方を実施するため電子回路を内蔵する新規な
セルラ電話が提供されたことは明らかである。これによ
り、スマートカード電子回路は、セルラ電話に伴うハウ
ジングによって破損から保護でき、スマートカードが紛
失たり、盗難される可能性を低減する。また、セルラ電
話は、スマートカードと外部リーダとの間のワイヤレス
通信のためのＲＦインタフェースを含む。さらに、セル
ラ電話機能を利用することにより、スマートカード機能
に関連する情報は、既存のセルラ電話インフラを介して
更新または修正できる。
【００３４】本発明について特定の実施例とともに説明
したが、多くの代替，修正および変形は、上記の説明に
鑑み当業者に明白である。従って、本発明は、特許請求
の範囲の精神および広い範囲内に入るこのような一切の
代替，修正および変形を網羅するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】スマートカード機能を内蔵するセルラ電話を示
す図である。
【図２】スマートカード機能およびセルラ電話機能の両
方を内蔵する電子部品を示す詳細なブロック図である。
【図３】図２のアンテナ，スマートカードＲＦインタフ
ェースおよびスマートカード回路に関連する電子部品を
示す詳細なブロック図である。
【図４】図２のセルラ電話回路の電子部品を示すさらに
詳細なブロック図である。
【図５】セルラ電話機能およびスマートカード機能の両
方を実施するセルラ電話を構成すべく組み合わされた、
図４のセルラ電話回路および図３のスマートカード回路
の電子回路を示す詳細なブロック図である。
【符号の説明】
１０ セルラ電話 １２ ケース（ハウジング） １４ オン／オフ・スイッチ １６ スピーカ １８ セルラ電話アンテナ ２０ セレクタ・ボタン ２２ 音声入力／マイクロフォン ２４ ディスプレイ ４０ スマートカードＲＦインタフェース ４２ スマートカード論理機能回路 ４４ 主コントローラ ４５ 半導体集積回路 ４６ セルラ電話機能回路 ５０ バイブレータ ５４ バッテリおよび電力コンディショナ ５５ ＲＦインタフェース ５７ 信号ライン ４１ マイクロプロセッサ・ユニット（ＭＰＵ） ４３ ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ） ４５ リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ） ４７ ＥＥＰＲＯＭ ４９ コプロセッサ １０１ インダクタ １０３ コンデンサ １０４ コンデンサ １０５ ＦＥＴスイッチ １０８ コンデンサ １１０ 電圧レギュレータ １１２ 信号コンディショナ １１４ 送信機ドライバ １１６ 分周器および同期制御ブロック １１８ 応答回路 １３０ バッテリ １３２ 電力制御 １３４ 電力増幅器 １３６ 送信／受信スイッチ １３８ 高周波数増幅器 １４０ ミキサ １４２ 変調器 １４４ 周波数シンセサイザ １４６ ミキサ １４８ 中間周波数（ＩＦ）増幅器 １５０ ベースバンド・プロセッサ １５２ スピーチ・プロセッサ １５４ コーデック １５６ モデム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス・ヘンリー・シュミット アメリカ合衆国アリゾナ州メサ、ナンバー 37、ノース・32ンド・ストリート2251

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スマートカード機能を実行する能力を有
    するセルラ電話であって：セルラ電話機能を実行するた
    め、主コントローラを含むセルラ電話回路；スマートカ
    ード機能を実行するため、マイクロプロセッサ・ユニッ
    ト（ＭＰＵ）を含むスマートカード回路であって、前記
    スマートカード回路の前記ＭＰＵは、通信するため前記
    セルラ電話回路の前記主コントローラに結合される、ス
    マートカード回路；前記スマートカード機能に関連する
    情報を送受信するため、前記スマートカード回路に結合
    されたＲＦインタフェース；および前記セルラ電話機能
    および前記スマートカード機能の実行に関連する情報を
    表示するディスプレイ；によって構成されることを特徴
    とするセルラ電話。
  2. 【請求項２】 前記スマートカード回路の前記ＭＰＵお
    よび前記セルラ電話回路の前記主コントローラは、一つ
    のマイクロコントローラに統合されることを特徴とする
    請求項１記載のセルラ電話。
  3. 【請求項３】 前記スマートカード機能および前記セル
    ラ電話機能を実行する際に、可聴フィードバックを利用
    者に与えるため、前記スマートカード回路および前記セ
    ルラ電話回路に結合されたスピーカをさらに含んで構成
    されることを特徴とする請求項１記載のセルラ電話。
  4. 【請求項４】 前記スマートカード機能および前記セル
    ラ電話機能を実行する際に、触覚フィードバックを利用
    者に与えるため、前記スマートカード回路および前記セ
    ルラ電話回路に結合されたバイブレータをさらに含んで
    構成されることを特徴とする請求項１記載のセルラ電
    話。
  5. 【請求項５】 前記スマートカード回路，前記セルラ電
    話回路および前記ＲＦインタフェースは、単一の半導体
    集積回路上で作製されることを特徴とする請求項１記載
    のセルラ電話。
JP9202177A 1996-07-15 1997-07-11 セルラ電話で用いるための非接触型スマートカード Pending JPH1098542A (ja)

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