ＩＣカード
【課題】アンテナコイルで誘起される電圧の振幅に応じた大きさにスイッチ回路の電源電圧を設定することが可能なＩＣカードを提供する。
【解決手段】ＩＣカードは、アンテナコイルと、接触・非接触兼用ＩＣチップと、制御回路と、スイッチ回路と、整流回路と、を備える。接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信用端子及び接触通信用端子を有している。アンテナコイルは非接触通信用端子と接続されている。制御回路は接触通信用端子と接続されている。スイッチ回路は、アンテナコイルと非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うことが可能に構成されている。整流回路は、アンテナコイルに対しスイッチ回路と並列に接続されており、スイッチ回路に電源電圧を供給する。これにより、アンテナコイルで誘起される電圧の振幅に応じた大きさにスイッチ回路の電源電圧を設定することが可能となる。
【解決手段】ＩＣカードは、アンテナコイルと、接触・非接触兼用ＩＣチップと、制御回路と、スイッチ回路と、整流回路と、を備える。接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信用端子及び接触通信用端子を有している。アンテナコイルは非接触通信用端子と接続されている。制御回路は接触通信用端子と接続されている。スイッチ回路は、アンテナコイルと非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うことが可能に構成されている。整流回路は、アンテナコイルに対しスイッチ回路と並列に接続されており、スイッチ回路に電源電圧を供給する。これにより、アンテナコイルで誘起される電圧の振幅に応じた大きさにスイッチ回路の電源電圧を設定することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、札入れサイズ等のいわゆるＩＣカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードは、簡易迅速に読み取りできる特性と、リーダライタのメンテナンスの容易性から極めて広範囲に使用されるようになってきている。例えば、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パスとしての用途である。この非接触ＩＣカードに蓄えられた「残高」や「残期間」などの可変情報を、当該非接触ＩＣカード上に設けられた例えば電子ペーパーなどの表示部に表示できれば利便性が格段に向上することは明白である。
【０００３】
しかしながら、非接触ＩＣカードに装着された一般的な非接触用ＩＣチップは、非接触通信用の端子を有するものの、接触通信用の端子を有していない。そのため、一般的な非接触用ＩＣチップは、リーダライタからの電波による通信機能はあるものの、ＩＣチップ内部の情報をＩＣカードの表示部に出力することができない。
【０００４】
なお、特許文献１〜３には、非接触通信用端子と接触通信用端子の両方を有する接触・非接触兼用ＩＣチップが装着されたＩＣカードの例が示されている。以下の特許文献１〜３に記載されたＩＣカードの例では、接触・非接触兼用ＩＣチップを用いて、外部のリーダライタと接触通信及び非接触通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０５７３６号公報
【特許文献２】特開２００４−７８８３４号公報
【特許文献３】特開２００７−３４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＣチップ内部の情報をＩＣカードの表示部に出力するために、ＩＣカードのＩＣチップとして上記の接触・非接触兼用ＩＣチップを用いることが考えられる。このようなＩＣカードの構成の例としては、接触・非接触兼用ＩＣチップにおける非接触通信用端子にアンテナコイルを接続し、接触通信用端子に制御回路を介して表示部を接続する構成が挙げられる。
【０００７】
ここで、接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信用端子と接触通信用端子とを同時に用いて通信を行うことはできない。従って、接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信用端子を用いて通信を行うモードとなっているときに、外部の非接触式リーダライタからのデータをアンテナコイルより受信する。そして、接触・非接触兼用ＩＣチップは、接触通信用端子を用いて通信を行うモードとなっているときに、非接触式リーダライタより受信したデータを表示部に送信する。これにより、アンテナコイルより受信したデータはＩＣカードの表示部に表示される。
【０００８】
非接触式リーダライタからの電波をアンテナコイルが受信すると、アンテナコイルに誘起電圧が発生し、アンテナコイルと接続された非接触通信用端子に電力が供給される。接触・非接触兼用ＩＣチップでは、その受電電力により、非接触通信用端子を用いて通信を行うモードに優先的に設定される。この場合には、接触通信用端子を用いて通信を行うことができない。接触通信用端子を用いて通信を行うモードに設定するには、非接触通信用端子への電力供給を絶つ必要がある。一方、非接触式リーダライタからの電波が届かない場所では、非接触通信用端子への電力供給が絶たれるため、接触・非接触兼用ＩＣチップは、接触通信用端子を用いて通信を行うモードに設定される。しかしながら、ＩＣカード内の回路は、非接触式リーダライタからの電波を電力供給源としても用いているため、非接触式リーダライタからの電波が届かない場所では、ＩＣカード内の回路の動作が停止してしまい、ＩＣチップ内の情報を取り出すことが出来ない。
【０００９】
そこで、非接触式リーダライタからの電波が届く場所においても、接触通信用端子を用いて通信を行うモードに設定することが可能なように、アンテナコイルの一端と非接触通信用端子との間にスイッチ回路を設けることが考えられる。これにより、アンテナコイルと非接触通信用端子との間の接続をスイッチ回路により遮断することで、非接触通信用端子に電力が供給されないようにすることができ、接触通信用端子を用いて通信を行うことが可能になる。
【００１０】
ここで、スイッチ回路は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのトランジスタより構成されるアナログスイッチ回路である。スイッチ回路では、電源電圧が供給されており、非接触通信用端子を用いて通信が行われる場合において、電源電圧以上の大きさの入力電圧を通過させることができない。そのため、アンテナコイルに誘起された電圧に対し、スイッチ回路に供給される電源電圧が不足する場合には、スイッチ回路より出力される電圧の波形にひずみが生じる。接触・非接触兼用ＩＣチップでは、波形にひずみが生じた電圧が入力されることは想定されていないため、このような場合に、動作に不具合が生じる恐れがある。そのため、スイッチ回路より出力される出力電圧の波形にひずみが発生するのを抑える必要がある。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、スイッチ回路より出力される出力電圧の波形のひずみを抑えることが可能なＩＣカードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの観点では、ＩＣカードは、アンテナコイルと、非接触通信に用いる端子である非接触通信用端子、及び、接触通信に用いる端子である接触通信用端子を有し、前記アンテナコイルが前記非接触通信用端子に接続された接触・非接触兼用ＩＣチップと、前記接触通信用端子に接続された制御回路と、前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間に設けられ、前記制御回路からの制御信号により、前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うアナログスイッチ回路と、前記アンテナコイルに対し、前記アナログスイッチ回路と並列に接続された整流回路と、を備え、前記アナログスイッチ回路の電源電圧は、前記整流回路より供給される。
【００１３】
上記のＩＣカードは、アンテナコイルと、接触・非接触兼用ＩＣチップと、制御回路と、アナログスイッチ回路と、整流回路と、を備える。アンテナコイルは、外部非接触リーダライタよりデータを受信するためのアンテナコイルである。接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信に用いる端子である非接触通信用端子、及び、接触通信に用いる端子である接触通信用端子を有している。アンテナコイルは、非接触通信用端子に接続されている。制御回路は接触通信用端子と接続されている。アナログスイッチ回路は、アンテナコイルと非接触通信用端子との間に設けられ、前記制御回路からの制御信号により、アンテナコイルと非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うことが可能に構成されている。整流回路は、アンテナコイルに対し、アナログスイッチ回路と並列に接続されており、アナログスイッチ回路に電源電圧を供給する。これにより、アナログスイッチ回路の電源電圧として、アンテナコイルで誘起される電圧の振幅に応じた大きさの電圧を設定することが可能となり、アナログスイッチ回路より出力される電圧の波形にひずみが生じるのを抑えることができる。
【００１４】
上記のＩＣカードの他の一態様は、前記制御回路の電源電圧は、前記整流回路より供給される。これにより、回路規模の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るＩＣカードの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るＩＣカードの使用状態を示す模式図である。
【図３】スイッチ回路におけるスイッチの基本構成を示す模式図である。
【図４】変形例に係るＩＣカードの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のＩＣカードについて図面を参照して説明する。
【００１７】
［ＩＣカードの構成］
まず、本実施形態に係るＩＣカードの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＩＣカード１の概略ブロック構成を示す図である。
【００１８】
図１のように、本実施形態に係るＩＣカード１は、表示機能付きのＩＣカードであり、カード表面に電子ペーパーなどの表示部５を有している。カード基体１０内には、制御回路２と、接触・非接触兼用ＩＣチップ３と、第１のアンテナコイル４と、第２のアンテナコイル６と、スイッチ回路７と、整流回路９、１９と、ロジック電源安定化回路８とが埋設されている。
【００１９】
第１のアンテナコイル４は、外部の非接触式リーダライタよりデータ（表示データ）を受信するためのアンテナコイルである。第１のアンテナコイル４は、スイッチ回路７を介して接触・非接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子３ａ、３ｂに接続されている。第１のアンテナコイル４は、非接触式リーダライタから電波を受信することで誘起電圧を発生させ、それにより、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、外部の非接触式リーダライタより表示データを取得する。制御回路２は、例えば１チップマイコンより構成され、接触・非接触兼用ＩＣチップ３のＩ／Ｏ端子（接触通信用端子）３ｃに接続されている。また、制御回路２は、表示部５のドライバＩＣに接続されており、接触・非接触兼用ＩＣチップ３内の表示データは、制御回路２によって表示部５に供給される。なお、表示部５のドライバＩＣとして、縦横の双方ドライブ用の２個を図示しているが、この代わりに、双方のドライブを兼ねる１個のみを設けてもよいのは言うまでもない。
【００２０】
第２のアンテナコイル６は、ＩＣカード１内における制御回路２などの各回路に電源電圧を供給するためのアンテナコイルであり、整流回路９に接続されている。第２のアンテナコイル６は、外部の非接触式リーダライタから電波を受信することで発生した誘起電圧を整流回路９に供給する。整流回路９に供給された電圧は、ロジック電源安定化回路８を介して、制御回路２及び表示部５のドライバＩＣに供給される。ロジック電源安定化回路８は、例えば昇圧／分圧回路である。
【００２１】
なお、ここで、双方のアンテナコイル４、６は短絡を防止するため場所を分けて設置するか、アンテナコイルおよび配線を形成したシートの表裏に分離して設けることが好ましい。
【００２２】
スイッチ回路７は、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間に設けられている。スイッチ回路７は、アナログスイッチ回路であり、スイッチ７ａ、７ｂより構成される。スイッチ７ａは、第１のアンテナコイル４の一端と非接触通信用端子３ａとの間に設けられ、スイッチ７ｂは、第１のアンテナコイル４の他端と非接触通信用端子３ｂとの間に設けられている。制御回路２は、表示データの取得を完了するとスイッチ回路７に制御信号を送信し、スイッチ回路７は、制御回路２より送信された制御信号により作動して、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続及び遮断を行う。
【００２３】
スイッチ回路７は、整流回路１９より電源電圧が供給される。具体的には、整流回路１９は、第１のアンテナコイルに対し、スイッチ回路７と並列に接続され、第１のアンテナコイル４に発生した誘起電圧を整流してスイッチ回路７に供給する。
【００２４】
ここで、通常の接触型と非接触型の２つのインターフェースをもつＩＣカード（デュアルＩＣカード）では、接触・非接触兼用ＩＣチップは、Ｉ／Ｏ端子と接続された、カード表面に露出する接触端子板を有するＩＣモジュールとして用いられ、カード内のアンテナコイルは、接触端子板の背面側の非接触通信用端子に接続される。これは、当該接触端子板を介して外部の接触式リーダライタから、供給電圧やリセット信号、クロック信号を得る使い方を行いうるからである。
【００２５】
それに対し、本実施形態に係るＩＣカードでは、接触・非接触兼用ＩＣチップは、通常のデュアルＩＣカードと同様の使用態様では用いられない。具体的には、本実施形態に係るＩＣカードでは、接触・非接触兼用ＩＣチップは、接触端子板を持たないベアチップの状態か、微小な接触端子板を有するモジュール形態でＩＣカード基体内に埋設される。このように使用しても、接触・非接触兼用ＩＣチップは、アンテナコイルが非接触通信用端子に接続されている限り、非接触通信機能を有し、外部の非接触式リーダライタからの電波をアンテナコイルで受信することにより動作し、表示データを取得することができる。
【００２６】
図２は、ＩＣカード１の使用状態を示す模式図であって、図２（ａ）は、ＩＣカード１が非接触式リーダライタ２０から表示データを取得するときの模式図であり、図２（ｂ）は、ＩＣカード１が表示データを表示するときの模式図である。
【００２７】
図２（ａ）のようにＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０と通信して表示データを取得している状態では、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、非接触通信用端子３ａ、３ｂを用いて通信を行うモードになっている。この状態では、制御回路２との間のデータのやり取りは行われない。矢印が破線であるのは通信が途絶していることを示す。
【００２８】
接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、接触通信／非接触通信の双方の機能を有しているが、双方の機能を同時に動作させることはできないので、いずれかの動作モードを選択して働かせることになる。ただし、マイコンやＥＥＰＲＯＭ等のメモリは双方のモードが共有して使用するので、非接触通信用端子３ａ、３ｂを用いて通信を行うモード（非接触通信モード）で取得した表示データを、Ｉ／Ｏ端子３ｃを用いて通信を行うモード（接触通信モード）時に読み出して表示部に供給することはできる。
【００２９】
通常の接触・非接触兼用ＩＣチップ３の使用方法では、ＩＣカードの該ＩＣチップ３が非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内にあるときは、自動的に非接触通信モードになり、通信可能範囲外になったときに、非接触通信モードがシャットダウンして、接触通信モードが起動するようにされている。しかしながら、そのような使い方では、表示書き換え電力を十分に得られなくなる問題がある。
【００３０】
表示データの取得自体は、チケット用ＩＣカードのように、１秒以下の短時間でも可能であるが、ＩＣカード１では、ＩＣチップより表示データを読み出す制御回路２を駆動させる電力を、第２のアンテナコイル６が、非接触式リーダライタ２０から継続して得る必要があるため、表示データの取得後、直ちにＩＣカード１を通信可能範囲外に取り出すことはできない。一方、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内に存在する場合は、非接触式リーダライタ２０の呼びかけに非接触通信モードが起動してしまい、接触通信モードが起動しないので、電子ペーパー表示部５に取得した表示データを表示させることができない。
【００３１】
このため、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内に存在する場合でも、接触通信モードを起動させる制御が必要となる。そこで、本発明では、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間にスイッチ回路７を設けることとしている。スイッチ回路７は、第１のアンテナコイル４の両端と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続及び遮断を行うことが可能に構成されている。具体的には、スイッチ回路７は、第１のアンテナコイル４の両端にそれぞれ設けられたスイッチ７ａ、７ｂより構成され、第１のアンテナコイル４の一端は、スイッチ７ａを介して非接触通信用端子３ａに接続され、第１のアンテナコイル４の他端は、スイッチ７ｂを介して非接触通信用端子３ｂに接続されている。
【００３２】
非接触通信が行われている状態では、図２（ａ）に示すように、スイッチ回路７におけるスイッチ７ａ、７ｂはそれぞれ閉じた状態となっており、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、外部の非接触式リーダライタより表示データを取得できる。制御回路２は、非接触通信が行われてから所定時間経過した後に、スイッチ回路７を制御して、スイッチ７ａ、７ｂの両方を開いて、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続を遮断する。このようにすることで、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内に存在する場合でも、接触通信モードを起動させることが可能となる。
【００３３】
所定時間とは、前記の１秒未満では不足の場合もあるが、最大１秒程度と考えることができる。従って、制御回路２はタイマー機能を有する必要がある。非接触通信開始後、制御回路２がパワーオンし、タイマーカウントを行う。
【００３４】
所定時間経過後、スイッチ回路７により、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続が遮断されるので、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、接触通信モードとなる。一方、第２のアンテナコイル６はスイッチ回路７とは無関係であるから、継続して誘起電圧を得ることができる。そして、整流回路９からの電圧により制御回路２が言わばカード内リーダライタとして働く。具体的には、制御回路２は、接触・非接触兼用ＩＣチップ３のメモリから表示データを読み取り、読み取った表示データを表示部５に表示する。
【００３５】
図２（ｂ）は、表示データを表示している状態であり、スイッチ回路７におけるスイッチ７ａ、７ｂが開いて、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続が遮断されている。この状態では、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０面上にあっても、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は接触通信モードになる。そして、制御回路２は、メモリに蓄積された表示データ信号を、Ｉ／Ｏ端子３ｃから表示部５に送信する。これにより、表示部５にテキストや静止画像が表示されることになる。なお、第２のアンテナコイル６は、非接触式リーダライタ２０面上または近接した位置にあるかぎり、誘起電圧を得ることができるので、制御回路２や表示部５のドライバＩＣを駆動できる。
【００３６】
このように、非接触通信が終了した後は、制御回路２は、第２のアンテナ６からの給電を受けて、クロック供給など通常の接触式リーダライタが行っている作業を行う。これに関わる作業に数秒（１〜１０秒）が必要となる。時間は表示書き換え時間が支配的であるが、画面サイズ、表示方式によって可変する。
【００３７】
制御回路２は、非接触式リーダライタ２０から離れてシャットダウンする前に、スイッチ回路７のスイッチ７ａ、７ｂを閉じることにより、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間を接続して、非接触通信モードが直ちに機能するようにする。これは、接触通信モードのままでは表示の終了を非接触式リーダライタ側が認識できないためである。
【００３８】
「直ちに」とは、カードの用い方によってその時間が異なるものとなる。チケットの発行等の場合は、表示後直ちに非接触式リーダライタ２０から離れる使い方になるので、表示直後にスイッチ回路７のスイッチ７ａ、７ｂを閉じる必要がある。しかし、ＩＣカード１を非接触式リーダライタ２０面上で使用する限り、１秒〜１０秒程度の間隔で異なる画像を間欠的に順次表示できるので、一定の時間間隔を設けてもよい。このような使用方法は、非接触式リーダライタ２０を使用して、カードゲーム遊びをする場合等に用いられ得る。
【００３９】
ここで、スイッチ回路７の構造について図３を用いて説明する。図３は、スイッチ回路７におけるスイッチ７ａ、７ｂそれぞれについての基本構成例を示す模式図である。
【００４０】
スイッチ回路７は、一般的なアナログスイッチ回路であり、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのトランジスタＴＲより構成されている。トランジスタＴＲのドレイン端子には、キャパシタＣ１を介してスイッチ入力端子ＩＮが接続され、トランジスタＴＲのソース端子には、キャパシタＣ２を介してスイッチ出力端子ＯＵＴが接続されている。なお、ここで、ＦＥＴは対称型素子なので、トランジスタＴＲのソース端子にスイッチ入力端子ＩＮがキャパシタを介して接続され、ドレイン端子にキャパシタを介してスイッチ出力端子ＯＵＴが接続されているとしてもよいのは言うまでもない。
【００４１】
キャパシタＣ１、Ｃ２は、スイッチ入力端子ＩＮに入力される電圧の直流電圧成分をカットするためのものである。スイッチ入力端子ＩＮには、第１のアンテナコイル４の一端が接続され、スイッチ出力端子ＯＵＴには、接触・非接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子が接続されている。また、トランジスタＴＲのソース端子とスイッチ出力端子ＯＵＴとの間には、電源電圧Ｖｄｄが抵抗Ｒを介して入力される。従って、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧は、電源電圧Ｖｄｄを超えることがない。
【００４２】
トランジスタＴＲのゲート端子には、制御信号入力端子ＣＩＮが接続されている。制御信号入力端子ＣＩＮには、制御回路２が接続されている。制御回路２からの制御信号は、入力端子ＣＩＮを介してトランジスタＴＲのゲート端子に入力される。ゲート端子に入力された当該制御信号により、トランジスタＴＲにおけるソース端子−ドレイン端子間の導通及び非導通が制御される。つまり、スイッチ７ａ、７ｂが閉じたときとは、ソース端子−ドレイン端子間が導通状態となったときを示し、スイッチ７ａ、７ｂが開いたときとは、ソース端子−ドレイン端子間が非導通状態となったときを示す。従って、ソース端子−ドレイン端子間が導通状態となったときに、第１のアンテナコイル４に発生した誘起電圧が、トランジスタＴＲのソース−ドレイン端子間を介して、接触・非接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子に入力される。
【００４３】
ここで、先にも述べたように、トランジスタＴＲのソース端子とスイッチ出力端子ＯＵＴとの間には、電源電圧Ｖｄｄが抵抗Ｒを介して入力されているので、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧は、電源電圧Ｖｄｄを超えることがない。従って、第１のアンテナコイルに発生した誘起電圧の波形の振幅が電源電圧Ｖｄｄを超える場合には、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧の波形は、誘起電圧の波形に対して電圧Ｖｄｄを超える部分がカットされたひずみが生じた波形となる。非接触・接触兼用ＩＣチップ３では、ひずみが生じた電圧が入力されることは想定されていない。そのため、非接触通信を行う場合において、非接触・接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子３ａに対し、このようなひずみが生じた電圧が入力されると動作に不具合が生じる恐れがある。
【００４４】
しかしながら、非接触式リーダライタ２０と第１のアンテナコイル４との間の結合の程度を予測することが出来ないため、第１のアンテナコイル４の誘起電圧の振幅の大きさを予測することは困難である。そこで、新たに別途、電源電圧供給回路を設けることが考えられるが、その場合には、想定される最大の振幅電圧を供給することが可能な電源電圧供給回路を設ける必要があるため得策ではない。また、第２のアンテナコイル６と接続された整流回路９より電源電圧Ｖｄｄを供給することも考えられるが、この場合であっても、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧の波形には、ひずみが生じる可能性がある。なぜならば、第１のアンテナコイル４に発生する誘起電圧の振幅よりも、第２のアンテナコイル６に発生する誘起電圧の振幅の方が小さくなる可能性があるからである。
【００４５】
そこで、本実施形態に係るＩＣカード１では、電源電圧Ｖｄｄは、第２のアンテナコイル６と接続された整流回路９より供給されるのではなく、代わりに、第１のアンテナコイル４と接続された整流回路１９より供給されるとしている。このようにすることで、第１のアンテナコイル４の誘起電圧が、スイッチ回路７の電源電圧Ｖｄｄとして供給されることになるので、電源電圧Ｖｄｄの波形の振幅の大きさと、スイッチ入力端子ＩＮに入力される電圧の波形の振幅の大きさとを略一致させることができる。即ち、スイッチ回路７の電源電圧として、第１のアンテナコイル４で誘起される電圧の振幅に応じた大きさの電圧を設定することが可能となる。
【００４６】
このことから分かるように、本実施形態に係るＩＣカード１によれば、スイッチ回路７の電源電圧として、第１のアンテナコイル４で誘起される電圧の振幅に応じた大きさの電圧を設定することが可能となるので、スイッチ回路７より出力される出力電圧の波形のひずみを抑えることができる。これにより、非接触・接触兼用ＩＣチップ３の動作に不具合が生じるのを防ぐことができ、円滑に非接触通信を行うことができる。
【００４７】
［変形例］
次に、本実施形態に係るＩＣカード１の変形例について説明する。図４は、変形例に係るＩＣカードの使用状態を示す模式図である。
【００４８】
先に述べたＩＣカード１では、それぞれ整流回路が接続された第１のアンテナコイル４及び第２のアンテナコイル６が設けられ、第１のアンテナコイル４に接続された整流回路１９からは、スイッチ回路７の電源電圧が供給され、第２のアンテナコイル６に接続された整流回路９からは、表示部５のドライバＩＣや制御回路２の電源電圧が供給されるとしていた。
【００４９】
それに対し、図４に示すように、変形例に係るＩＣカードでは、アンテナコイルとして第１のアンテナコイル４のみが設けられるとし、第１のアンテナコイル４に接続された整流回路１９から、スイッチ回路７の電源電圧だけでなく、制御回路２や表示部５のドライバＩＣの電源電圧が供給されるとしている。
【００５０】
変形例に係るＩＣカードによっても、先に述べた実施形態と同様の効果を得ることができる、即ち、スイッチ回路７より出力される出力電圧の波形のひずみを抑えることができる。また、変形例に係るＩＣカードでは、整流回路１９は、第１のアンテナコイル４に対し、スイッチ回路７と並列に接続されているので、スイッチ７ａ、７ｂの両方が開いて、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続が遮断された場合であっても、制御回路２などに対し電源電圧を供給することができる。
【００５１】
特に、変形例に係るＩＣカードでは、先に述べた実施形態に係るＩＣカード１と比較して、アンテナコイル、整流回路、ロジック電源安定化回路の数を減らすことができるので、回路規模の削減を図ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ ＩＣカード、 ２ 制御回路、 ３ 接触・非接触兼用ＩＣチップ、 ４ 第１のアンテナコイル、 ５ 表示部、 ６ 第２のアンテナコイル、 ７ スイッチ回路、 ９，１９ 整流回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、札入れサイズ等のいわゆるＩＣカードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードは、簡易迅速に読み取りできる特性と、リーダライタのメンテナンスの容易性から極めて広範囲に使用されるようになってきている。例えば、交通機関のゲートパスや特定施設への入場パスとしての用途である。この非接触ＩＣカードに蓄えられた「残高」や「残期間」などの可変情報を、当該非接触ＩＣカード上に設けられた例えば電子ペーパーなどの表示部に表示できれば利便性が格段に向上することは明白である。
【０００３】
しかしながら、非接触ＩＣカードに装着された一般的な非接触用ＩＣチップは、非接触通信用の端子を有するものの、接触通信用の端子を有していない。そのため、一般的な非接触用ＩＣチップは、リーダライタからの電波による通信機能はあるものの、ＩＣチップ内部の情報をＩＣカードの表示部に出力することができない。
【０００４】
なお、特許文献１〜３には、非接触通信用端子と接触通信用端子の両方を有する接触・非接触兼用ＩＣチップが装着されたＩＣカードの例が示されている。以下の特許文献１〜３に記載されたＩＣカードの例では、接触・非接触兼用ＩＣチップを用いて、外部のリーダライタと接触通信及び非接触通信を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０５７３６号公報
【特許文献２】特開２００４−７８８３４号公報
【特許文献３】特開２００７−３４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＣチップ内部の情報をＩＣカードの表示部に出力するために、ＩＣカードのＩＣチップとして上記の接触・非接触兼用ＩＣチップを用いることが考えられる。このようなＩＣカードの構成の例としては、接触・非接触兼用ＩＣチップにおける非接触通信用端子にアンテナコイルを接続し、接触通信用端子に制御回路を介して表示部を接続する構成が挙げられる。
【０００７】
ここで、接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信用端子と接触通信用端子とを同時に用いて通信を行うことはできない。従って、接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信用端子を用いて通信を行うモードとなっているときに、外部の非接触式リーダライタからのデータをアンテナコイルより受信する。そして、接触・非接触兼用ＩＣチップは、接触通信用端子を用いて通信を行うモードとなっているときに、非接触式リーダライタより受信したデータを表示部に送信する。これにより、アンテナコイルより受信したデータはＩＣカードの表示部に表示される。
【０００８】
非接触式リーダライタからの電波をアンテナコイルが受信すると、アンテナコイルに誘起電圧が発生し、アンテナコイルと接続された非接触通信用端子に電力が供給される。接触・非接触兼用ＩＣチップでは、その受電電力により、非接触通信用端子を用いて通信を行うモードに優先的に設定される。この場合には、接触通信用端子を用いて通信を行うことができない。接触通信用端子を用いて通信を行うモードに設定するには、非接触通信用端子への電力供給を絶つ必要がある。一方、非接触式リーダライタからの電波が届かない場所では、非接触通信用端子への電力供給が絶たれるため、接触・非接触兼用ＩＣチップは、接触通信用端子を用いて通信を行うモードに設定される。しかしながら、ＩＣカード内の回路は、非接触式リーダライタからの電波を電力供給源としても用いているため、非接触式リーダライタからの電波が届かない場所では、ＩＣカード内の回路の動作が停止してしまい、ＩＣチップ内の情報を取り出すことが出来ない。
【０００９】
そこで、非接触式リーダライタからの電波が届く場所においても、接触通信用端子を用いて通信を行うモードに設定することが可能なように、アンテナコイルの一端と非接触通信用端子との間にスイッチ回路を設けることが考えられる。これにより、アンテナコイルと非接触通信用端子との間の接続をスイッチ回路により遮断することで、非接触通信用端子に電力が供給されないようにすることができ、接触通信用端子を用いて通信を行うことが可能になる。
【００１０】
ここで、スイッチ回路は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのトランジスタより構成されるアナログスイッチ回路である。スイッチ回路では、電源電圧が供給されており、非接触通信用端子を用いて通信が行われる場合において、電源電圧以上の大きさの入力電圧を通過させることができない。そのため、アンテナコイルに誘起された電圧に対し、スイッチ回路に供給される電源電圧が不足する場合には、スイッチ回路より出力される電圧の波形にひずみが生じる。接触・非接触兼用ＩＣチップでは、波形にひずみが生じた電圧が入力されることは想定されていないため、このような場合に、動作に不具合が生じる恐れがある。そのため、スイッチ回路より出力される出力電圧の波形にひずみが発生するのを抑える必要がある。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、スイッチ回路より出力される出力電圧の波形のひずみを抑えることが可能なＩＣカードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの観点では、ＩＣカードは、アンテナコイルと、非接触通信に用いる端子である非接触通信用端子、及び、接触通信に用いる端子である接触通信用端子を有し、前記アンテナコイルが前記非接触通信用端子に接続された接触・非接触兼用ＩＣチップと、前記接触通信用端子に接続された制御回路と、前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間に設けられ、前記制御回路からの制御信号により、前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うアナログスイッチ回路と、前記アンテナコイルに対し、前記アナログスイッチ回路と並列に接続された整流回路と、を備え、前記アナログスイッチ回路の電源電圧は、前記整流回路より供給される。
【００１３】
上記のＩＣカードは、アンテナコイルと、接触・非接触兼用ＩＣチップと、制御回路と、アナログスイッチ回路と、整流回路と、を備える。アンテナコイルは、外部非接触リーダライタよりデータを受信するためのアンテナコイルである。接触・非接触兼用ＩＣチップは、非接触通信に用いる端子である非接触通信用端子、及び、接触通信に用いる端子である接触通信用端子を有している。アンテナコイルは、非接触通信用端子に接続されている。制御回路は接触通信用端子と接続されている。アナログスイッチ回路は、アンテナコイルと非接触通信用端子との間に設けられ、前記制御回路からの制御信号により、アンテナコイルと非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うことが可能に構成されている。整流回路は、アンテナコイルに対し、アナログスイッチ回路と並列に接続されており、アナログスイッチ回路に電源電圧を供給する。これにより、アナログスイッチ回路の電源電圧として、アンテナコイルで誘起される電圧の振幅に応じた大きさの電圧を設定することが可能となり、アナログスイッチ回路より出力される電圧の波形にひずみが生じるのを抑えることができる。
【００１４】
上記のＩＣカードの他の一態様は、前記制御回路の電源電圧は、前記整流回路より供給される。これにより、回路規模の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係るＩＣカードの概略ブロック構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るＩＣカードの使用状態を示す模式図である。
【図３】スイッチ回路におけるスイッチの基本構成を示す模式図である。
【図４】変形例に係るＩＣカードの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のＩＣカードについて図面を参照して説明する。
【００１７】
［ＩＣカードの構成］
まず、本実施形態に係るＩＣカードの構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＩＣカード１の概略ブロック構成を示す図である。
【００１８】
図１のように、本実施形態に係るＩＣカード１は、表示機能付きのＩＣカードであり、カード表面に電子ペーパーなどの表示部５を有している。カード基体１０内には、制御回路２と、接触・非接触兼用ＩＣチップ３と、第１のアンテナコイル４と、第２のアンテナコイル６と、スイッチ回路７と、整流回路９、１９と、ロジック電源安定化回路８とが埋設されている。
【００１９】
第１のアンテナコイル４は、外部の非接触式リーダライタよりデータ（表示データ）を受信するためのアンテナコイルである。第１のアンテナコイル４は、スイッチ回路７を介して接触・非接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子３ａ、３ｂに接続されている。第１のアンテナコイル４は、非接触式リーダライタから電波を受信することで誘起電圧を発生させ、それにより、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、外部の非接触式リーダライタより表示データを取得する。制御回路２は、例えば１チップマイコンより構成され、接触・非接触兼用ＩＣチップ３のＩ／Ｏ端子（接触通信用端子）３ｃに接続されている。また、制御回路２は、表示部５のドライバＩＣに接続されており、接触・非接触兼用ＩＣチップ３内の表示データは、制御回路２によって表示部５に供給される。なお、表示部５のドライバＩＣとして、縦横の双方ドライブ用の２個を図示しているが、この代わりに、双方のドライブを兼ねる１個のみを設けてもよいのは言うまでもない。
【００２０】
第２のアンテナコイル６は、ＩＣカード１内における制御回路２などの各回路に電源電圧を供給するためのアンテナコイルであり、整流回路９に接続されている。第２のアンテナコイル６は、外部の非接触式リーダライタから電波を受信することで発生した誘起電圧を整流回路９に供給する。整流回路９に供給された電圧は、ロジック電源安定化回路８を介して、制御回路２及び表示部５のドライバＩＣに供給される。ロジック電源安定化回路８は、例えば昇圧／分圧回路である。
【００２１】
なお、ここで、双方のアンテナコイル４、６は短絡を防止するため場所を分けて設置するか、アンテナコイルおよび配線を形成したシートの表裏に分離して設けることが好ましい。
【００２２】
スイッチ回路７は、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間に設けられている。スイッチ回路７は、アナログスイッチ回路であり、スイッチ７ａ、７ｂより構成される。スイッチ７ａは、第１のアンテナコイル４の一端と非接触通信用端子３ａとの間に設けられ、スイッチ７ｂは、第１のアンテナコイル４の他端と非接触通信用端子３ｂとの間に設けられている。制御回路２は、表示データの取得を完了するとスイッチ回路７に制御信号を送信し、スイッチ回路７は、制御回路２より送信された制御信号により作動して、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続及び遮断を行う。
【００２３】
スイッチ回路７は、整流回路１９より電源電圧が供給される。具体的には、整流回路１９は、第１のアンテナコイルに対し、スイッチ回路７と並列に接続され、第１のアンテナコイル４に発生した誘起電圧を整流してスイッチ回路７に供給する。
【００２４】
ここで、通常の接触型と非接触型の２つのインターフェースをもつＩＣカード（デュアルＩＣカード）では、接触・非接触兼用ＩＣチップは、Ｉ／Ｏ端子と接続された、カード表面に露出する接触端子板を有するＩＣモジュールとして用いられ、カード内のアンテナコイルは、接触端子板の背面側の非接触通信用端子に接続される。これは、当該接触端子板を介して外部の接触式リーダライタから、供給電圧やリセット信号、クロック信号を得る使い方を行いうるからである。
【００２５】
それに対し、本実施形態に係るＩＣカードでは、接触・非接触兼用ＩＣチップは、通常のデュアルＩＣカードと同様の使用態様では用いられない。具体的には、本実施形態に係るＩＣカードでは、接触・非接触兼用ＩＣチップは、接触端子板を持たないベアチップの状態か、微小な接触端子板を有するモジュール形態でＩＣカード基体内に埋設される。このように使用しても、接触・非接触兼用ＩＣチップは、アンテナコイルが非接触通信用端子に接続されている限り、非接触通信機能を有し、外部の非接触式リーダライタからの電波をアンテナコイルで受信することにより動作し、表示データを取得することができる。
【００２６】
図２は、ＩＣカード１の使用状態を示す模式図であって、図２（ａ）は、ＩＣカード１が非接触式リーダライタ２０から表示データを取得するときの模式図であり、図２（ｂ）は、ＩＣカード１が表示データを表示するときの模式図である。
【００２７】
図２（ａ）のようにＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０と通信して表示データを取得している状態では、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、非接触通信用端子３ａ、３ｂを用いて通信を行うモードになっている。この状態では、制御回路２との間のデータのやり取りは行われない。矢印が破線であるのは通信が途絶していることを示す。
【００２８】
接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、接触通信／非接触通信の双方の機能を有しているが、双方の機能を同時に動作させることはできないので、いずれかの動作モードを選択して働かせることになる。ただし、マイコンやＥＥＰＲＯＭ等のメモリは双方のモードが共有して使用するので、非接触通信用端子３ａ、３ｂを用いて通信を行うモード（非接触通信モード）で取得した表示データを、Ｉ／Ｏ端子３ｃを用いて通信を行うモード（接触通信モード）時に読み出して表示部に供給することはできる。
【００２９】
通常の接触・非接触兼用ＩＣチップ３の使用方法では、ＩＣカードの該ＩＣチップ３が非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内にあるときは、自動的に非接触通信モードになり、通信可能範囲外になったときに、非接触通信モードがシャットダウンして、接触通信モードが起動するようにされている。しかしながら、そのような使い方では、表示書き換え電力を十分に得られなくなる問題がある。
【００３０】
表示データの取得自体は、チケット用ＩＣカードのように、１秒以下の短時間でも可能であるが、ＩＣカード１では、ＩＣチップより表示データを読み出す制御回路２を駆動させる電力を、第２のアンテナコイル６が、非接触式リーダライタ２０から継続して得る必要があるため、表示データの取得後、直ちにＩＣカード１を通信可能範囲外に取り出すことはできない。一方、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内に存在する場合は、非接触式リーダライタ２０の呼びかけに非接触通信モードが起動してしまい、接触通信モードが起動しないので、電子ペーパー表示部５に取得した表示データを表示させることができない。
【００３１】
このため、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内に存在する場合でも、接触通信モードを起動させる制御が必要となる。そこで、本発明では、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間にスイッチ回路７を設けることとしている。スイッチ回路７は、第１のアンテナコイル４の両端と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続及び遮断を行うことが可能に構成されている。具体的には、スイッチ回路７は、第１のアンテナコイル４の両端にそれぞれ設けられたスイッチ７ａ、７ｂより構成され、第１のアンテナコイル４の一端は、スイッチ７ａを介して非接触通信用端子３ａに接続され、第１のアンテナコイル４の他端は、スイッチ７ｂを介して非接触通信用端子３ｂに接続されている。
【００３２】
非接触通信が行われている状態では、図２（ａ）に示すように、スイッチ回路７におけるスイッチ７ａ、７ｂはそれぞれ閉じた状態となっており、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、外部の非接触式リーダライタより表示データを取得できる。制御回路２は、非接触通信が行われてから所定時間経過した後に、スイッチ回路７を制御して、スイッチ７ａ、７ｂの両方を開いて、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続を遮断する。このようにすることで、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０の通信可能範囲内に存在する場合でも、接触通信モードを起動させることが可能となる。
【００３３】
所定時間とは、前記の１秒未満では不足の場合もあるが、最大１秒程度と考えることができる。従って、制御回路２はタイマー機能を有する必要がある。非接触通信開始後、制御回路２がパワーオンし、タイマーカウントを行う。
【００３４】
所定時間経過後、スイッチ回路７により、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続が遮断されるので、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は、接触通信モードとなる。一方、第２のアンテナコイル６はスイッチ回路７とは無関係であるから、継続して誘起電圧を得ることができる。そして、整流回路９からの電圧により制御回路２が言わばカード内リーダライタとして働く。具体的には、制御回路２は、接触・非接触兼用ＩＣチップ３のメモリから表示データを読み取り、読み取った表示データを表示部５に表示する。
【００３５】
図２（ｂ）は、表示データを表示している状態であり、スイッチ回路７におけるスイッチ７ａ、７ｂが開いて、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続が遮断されている。この状態では、ＩＣカード１が、非接触式リーダライタ２０面上にあっても、接触・非接触兼用ＩＣチップ３は接触通信モードになる。そして、制御回路２は、メモリに蓄積された表示データ信号を、Ｉ／Ｏ端子３ｃから表示部５に送信する。これにより、表示部５にテキストや静止画像が表示されることになる。なお、第２のアンテナコイル６は、非接触式リーダライタ２０面上または近接した位置にあるかぎり、誘起電圧を得ることができるので、制御回路２や表示部５のドライバＩＣを駆動できる。
【００３６】
このように、非接触通信が終了した後は、制御回路２は、第２のアンテナ６からの給電を受けて、クロック供給など通常の接触式リーダライタが行っている作業を行う。これに関わる作業に数秒（１〜１０秒）が必要となる。時間は表示書き換え時間が支配的であるが、画面サイズ、表示方式によって可変する。
【００３７】
制御回路２は、非接触式リーダライタ２０から離れてシャットダウンする前に、スイッチ回路７のスイッチ７ａ、７ｂを閉じることにより、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間を接続して、非接触通信モードが直ちに機能するようにする。これは、接触通信モードのままでは表示の終了を非接触式リーダライタ側が認識できないためである。
【００３８】
「直ちに」とは、カードの用い方によってその時間が異なるものとなる。チケットの発行等の場合は、表示後直ちに非接触式リーダライタ２０から離れる使い方になるので、表示直後にスイッチ回路７のスイッチ７ａ、７ｂを閉じる必要がある。しかし、ＩＣカード１を非接触式リーダライタ２０面上で使用する限り、１秒〜１０秒程度の間隔で異なる画像を間欠的に順次表示できるので、一定の時間間隔を設けてもよい。このような使用方法は、非接触式リーダライタ２０を使用して、カードゲーム遊びをする場合等に用いられ得る。
【００３９】
ここで、スイッチ回路７の構造について図３を用いて説明する。図３は、スイッチ回路７におけるスイッチ７ａ、７ｂそれぞれについての基本構成例を示す模式図である。
【００４０】
スイッチ回路７は、一般的なアナログスイッチ回路であり、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのトランジスタＴＲより構成されている。トランジスタＴＲのドレイン端子には、キャパシタＣ１を介してスイッチ入力端子ＩＮが接続され、トランジスタＴＲのソース端子には、キャパシタＣ２を介してスイッチ出力端子ＯＵＴが接続されている。なお、ここで、ＦＥＴは対称型素子なので、トランジスタＴＲのソース端子にスイッチ入力端子ＩＮがキャパシタを介して接続され、ドレイン端子にキャパシタを介してスイッチ出力端子ＯＵＴが接続されているとしてもよいのは言うまでもない。
【００４１】
キャパシタＣ１、Ｃ２は、スイッチ入力端子ＩＮに入力される電圧の直流電圧成分をカットするためのものである。スイッチ入力端子ＩＮには、第１のアンテナコイル４の一端が接続され、スイッチ出力端子ＯＵＴには、接触・非接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子が接続されている。また、トランジスタＴＲのソース端子とスイッチ出力端子ＯＵＴとの間には、電源電圧Ｖｄｄが抵抗Ｒを介して入力される。従って、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧は、電源電圧Ｖｄｄを超えることがない。
【００４２】
トランジスタＴＲのゲート端子には、制御信号入力端子ＣＩＮが接続されている。制御信号入力端子ＣＩＮには、制御回路２が接続されている。制御回路２からの制御信号は、入力端子ＣＩＮを介してトランジスタＴＲのゲート端子に入力される。ゲート端子に入力された当該制御信号により、トランジスタＴＲにおけるソース端子−ドレイン端子間の導通及び非導通が制御される。つまり、スイッチ７ａ、７ｂが閉じたときとは、ソース端子−ドレイン端子間が導通状態となったときを示し、スイッチ７ａ、７ｂが開いたときとは、ソース端子−ドレイン端子間が非導通状態となったときを示す。従って、ソース端子−ドレイン端子間が導通状態となったときに、第１のアンテナコイル４に発生した誘起電圧が、トランジスタＴＲのソース−ドレイン端子間を介して、接触・非接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子に入力される。
【００４３】
ここで、先にも述べたように、トランジスタＴＲのソース端子とスイッチ出力端子ＯＵＴとの間には、電源電圧Ｖｄｄが抵抗Ｒを介して入力されているので、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧は、電源電圧Ｖｄｄを超えることがない。従って、第１のアンテナコイルに発生した誘起電圧の波形の振幅が電源電圧Ｖｄｄを超える場合には、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧の波形は、誘起電圧の波形に対して電圧Ｖｄｄを超える部分がカットされたひずみが生じた波形となる。非接触・接触兼用ＩＣチップ３では、ひずみが生じた電圧が入力されることは想定されていない。そのため、非接触通信を行う場合において、非接触・接触兼用ＩＣチップ３の非接触通信用端子３ａに対し、このようなひずみが生じた電圧が入力されると動作に不具合が生じる恐れがある。
【００４４】
しかしながら、非接触式リーダライタ２０と第１のアンテナコイル４との間の結合の程度を予測することが出来ないため、第１のアンテナコイル４の誘起電圧の振幅の大きさを予測することは困難である。そこで、新たに別途、電源電圧供給回路を設けることが考えられるが、その場合には、想定される最大の振幅電圧を供給することが可能な電源電圧供給回路を設ける必要があるため得策ではない。また、第２のアンテナコイル６と接続された整流回路９より電源電圧Ｖｄｄを供給することも考えられるが、この場合であっても、スイッチ出力端子ＯＵＴより出力される電圧の波形には、ひずみが生じる可能性がある。なぜならば、第１のアンテナコイル４に発生する誘起電圧の振幅よりも、第２のアンテナコイル６に発生する誘起電圧の振幅の方が小さくなる可能性があるからである。
【００４５】
そこで、本実施形態に係るＩＣカード１では、電源電圧Ｖｄｄは、第２のアンテナコイル６と接続された整流回路９より供給されるのではなく、代わりに、第１のアンテナコイル４と接続された整流回路１９より供給されるとしている。このようにすることで、第１のアンテナコイル４の誘起電圧が、スイッチ回路７の電源電圧Ｖｄｄとして供給されることになるので、電源電圧Ｖｄｄの波形の振幅の大きさと、スイッチ入力端子ＩＮに入力される電圧の波形の振幅の大きさとを略一致させることができる。即ち、スイッチ回路７の電源電圧として、第１のアンテナコイル４で誘起される電圧の振幅に応じた大きさの電圧を設定することが可能となる。
【００４６】
このことから分かるように、本実施形態に係るＩＣカード１によれば、スイッチ回路７の電源電圧として、第１のアンテナコイル４で誘起される電圧の振幅に応じた大きさの電圧を設定することが可能となるので、スイッチ回路７より出力される出力電圧の波形のひずみを抑えることができる。これにより、非接触・接触兼用ＩＣチップ３の動作に不具合が生じるのを防ぐことができ、円滑に非接触通信を行うことができる。
【００４７】
［変形例］
次に、本実施形態に係るＩＣカード１の変形例について説明する。図４は、変形例に係るＩＣカードの使用状態を示す模式図である。
【００４８】
先に述べたＩＣカード１では、それぞれ整流回路が接続された第１のアンテナコイル４及び第２のアンテナコイル６が設けられ、第１のアンテナコイル４に接続された整流回路１９からは、スイッチ回路７の電源電圧が供給され、第２のアンテナコイル６に接続された整流回路９からは、表示部５のドライバＩＣや制御回路２の電源電圧が供給されるとしていた。
【００４９】
それに対し、図４に示すように、変形例に係るＩＣカードでは、アンテナコイルとして第１のアンテナコイル４のみが設けられるとし、第１のアンテナコイル４に接続された整流回路１９から、スイッチ回路７の電源電圧だけでなく、制御回路２や表示部５のドライバＩＣの電源電圧が供給されるとしている。
【００５０】
変形例に係るＩＣカードによっても、先に述べた実施形態と同様の効果を得ることができる、即ち、スイッチ回路７より出力される出力電圧の波形のひずみを抑えることができる。また、変形例に係るＩＣカードでは、整流回路１９は、第１のアンテナコイル４に対し、スイッチ回路７と並列に接続されているので、スイッチ７ａ、７ｂの両方が開いて、第１のアンテナコイル４と非接触通信用端子３ａ、３ｂとの間の接続が遮断された場合であっても、制御回路２などに対し電源電圧を供給することができる。
【００５１】
特に、変形例に係るＩＣカードでは、先に述べた実施形態に係るＩＣカード１と比較して、アンテナコイル、整流回路、ロジック電源安定化回路の数を減らすことができるので、回路規模の削減を図ることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１ ＩＣカード、 ２ 制御回路、 ３ 接触・非接触兼用ＩＣチップ、 ４ 第１のアンテナコイル、 ５ 表示部、 ６ 第２のアンテナコイル、 ７ スイッチ回路、 ９，１９ 整流回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナコイルと、
非接触通信に用いる端子である非接触通信用端子、及び、接触通信に用いる端子である接触通信用端子を有し、前記アンテナコイルが前記非接触通信用端子に接続された接触・非接触兼用ＩＣチップと、
前記接触通信用端子に接続された制御回路と、
前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間に設けられ、前記制御回路からの制御信号により、前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うアナログスイッチ回路と、
前記アンテナコイルに対し、前記アナログスイッチ回路と並列に接続された整流回路と、を備え、
前記アナログスイッチ回路の電源電圧は、前記整流回路より供給されることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記制御回路の電源電圧は、前記整流回路より供給されることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【請求項１】
アンテナコイルと、
非接触通信に用いる端子である非接触通信用端子、及び、接触通信に用いる端子である接触通信用端子を有し、前記アンテナコイルが前記非接触通信用端子に接続された接触・非接触兼用ＩＣチップと、
前記接触通信用端子に接続された制御回路と、
前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間に設けられ、前記制御回路からの制御信号により、前記アンテナコイルと前記非接触通信用端子との間の接続及び遮断を行うアナログスイッチ回路と、
前記アンテナコイルに対し、前記アナログスイッチ回路と並列に接続された整流回路と、を備え、
前記アナログスイッチ回路の電源電圧は、前記整流回路より供給されることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】
前記制御回路の電源電圧は、前記整流回路より供給されることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８１８０（Ｐ２０１１−１８１８０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６２０８８（Ｐ２００９−１６２０８８）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【Ｆターム（参考）】
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