(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコントローラと、
ＩＣカードがＩＣカードリーダへ挿入されるとカード検出信号を前記マイクロコントローラへ送出するカードプレゼンススイッチを備えたＩＣカードリーダと、
前記ＩＣカードが前記ＩＣカードリーダへ挿入されているとき給電電圧を前記ＩＣカードリーダの機械的コンタクト端子を介して前記ＩＣカードへ供給する電源回路と、
前記マイクロコントローラからのカード検出信号が供給される第１の入力側と、前記マイクロコントローラからの給電電圧のオンオフ命令が供給される第２の入力側と、前記カード検出信号がＩＣカードの存在を表す値を有する場合にのみ前記電源回路をスイッチオンする出力側とを有する切り換え手段と、
前記電源回路からの給電電圧および前記カードプレゼンススイッチに接続された過負荷防止回路と
が設けられており、
前記過負荷防止回路により給電電圧の過負荷が検出された場合に前記カード検出信号がＩＣカードの存在を表す値から不存在を表す値へ変更され、前記ＩＣカードの取り出しがトリガされ、前記切り換え手段を介して前記給電電圧がスイッチオフされる
ことを特徴とする家電機器。
【請求項２】
前記過負荷防止回路は前記給電電圧のブレークダウンを検出するためのダイオード、比較器またはスイッチを有する、請求項１記載の家電機器。
【請求項３】
前記切り換え手段は論理ゲートであって、例えば、ＮＡＮＤ回路、ＡＮＤ回路、あるいは、出力イネーブル入力側を備えたバッファドライバ回路またはラインドライバ回路である、請求項１または２記載の家電機器。
【請求項４】
当該の家電機器はディジタルセットトップボックスまたはディジタル衛星受信機である、請求項１から３までのいずれか１項記載の家電機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は家電機器に関する。この種の家電機器は例えば有料ＴＶ放送（ｐａｙＴＶ）、電子支払いまたは電子バンキングサービスなどから知られている。
【０００２】
スマートカードとしても知られるＩＣカードはクレジットカードほどの大きさのポータブルな情報媒体である。これは相応の家電機器とデータを交換するために集積カードコントローラまたは少なくとも１つの集積メモリを有している。この種のポータブル手段は欧州公開第０６３３５４４号明細書から公知である。こうした情報媒体を表す一般的な用語として前掲の明細書でも“ＩＣカード”という表現が用いられている。ＩＣカードには通常ＩＣカードリーダと機械的に接触するコンタクトが設けられており、これにより相応の家電機器とのデータ交換のための電気的接続が形成される。
【０００３】
ＩＣカードリーダを介したＩＣカードと相応の家電機器とのあいだの通信については、例えば、国際公開第９７／２５６８５号明細書および欧州公開第０８１４４２７号明細書に記載されている。コンタクトを備えたＩＣカードおよびその動作プロシージャを規定した国際規格はＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−３：１９９７（Ｅ）である。この規格は特にＩＣカードリーダおよび相応のＩＣカードを備えたセットトップボックスまたはディジタル衛星受信機を使用する有料ＴＶシステムで使用されており、これにより有料ＴＶ放送の受信権限が確認される。相応のＩＣカードは受信した符号化ビデオ信号をセットトップボックスにデスクランブルさせるデータを含んでいる。
【０００４】
ＩＣカードリーダを使用する家電機器では、例えばＩＣカードが損傷を受けていたり、カードに水分が付着していたりすると、ＩＣカードをカードリーダへ挿入する際に回路の短絡が起こる可能性がある。このためＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６またはＥＭＶ２０００などの規格では短絡に対する給電電圧の保護を要求している。広汎に使用されているインタフェース、例えばPhilips Semiconductors社製のＩＣＴＤＡ８００４にも既に回路短絡防止部が設けられている。しかし集積回路にこうした機能を組み込むとかなり高価になってしまう。
【０００５】
ＩＣカードへ電力を供給する電源回路のための過電流防止回路が米国特許第５９７７７５８号明細書に記載されている。この防止回路は誤作動時にＩＣカードへの電力をマイクロコントローラから独立に遮断する電流検出回路を有している。
【０００６】
本発明の課題は、高い信頼性を有するＩＣカードリーダおよび過負荷防止回路を備えた家電機器を提供することである。
【０００７】
この課題は本発明の請求項１記載の特徴を有する家電機器により解決される。本発明の有利な実施形態を以下に示す。
【０００８】
本発明では、家電機器において、過負荷防止回路が設けられており、この過負荷防止回路により給電電圧の過負荷が生じた場合にＩＣカードの取り出しがトリガされる。その場合、電源回路はただちにスイッチオフされ、損傷が回避される。
【０００９】
本発明では、ＩＣカードリーダには家電機器のマイクロコントローラに対してカードリーダにカードが挿入されたことを表すカードプレゼンススイッチが設けられている。このときマイクロコントローラは制御信号を供給し、ＩＣカードを動作させるために電源回路をオンへ切り換える。つまりＩＣカードへの電力はカードプレゼンススイッチによってＩＣカードの挿入が示されたときにしか供給されない。ここで給電電圧の過負荷が生じた場合には、過負荷防止回路がカードプレゼンススイッチのカード検出信号をポジティブからネガティブへ切り換える。こうしてＩＣカードの取り出しがトリガされる。
【００１０】
有利な実施形態では、過負荷防止回路は給電電圧の過負荷を検出するためにカードプレゼンススイッチおよび給電電圧へ結合されている。過負荷防止回路はダイオード、比較器またはスイッチすなわちトランジスタを含んでおり、これらは給電電圧の電圧ブレークダウンを検出するために構成されており、カードプレゼンススイッチの値をリセットしてＩＣカードが存在していないことを表す値へ切り換える。
【００１１】
有利には、スイッチング手段の入力側にカード検出信号および給電電圧のオンオフ命令がマイクロコントローラから結合され、カード検出信号がポジティブである場合にのみ、電源回路がオンへ切り換えられる。また有利には、スイッチング手段は論理回路ゲート、例えばＮＡＮＤ回路またはＡＮＤ回路であるか、または出力イネーブル入力側を有するバッファ／ラインドライバ回路である。有利には、過負荷防止回路は電源回路内に配置されており、相応の給電電圧に過負荷が発生した場合にエラー信号が供給され、このエラー信号によりＩＣカード取り出しのトリガのために論理回路を介してカード検出信号がポジティブからネガティブへ切り換えられる。また有利には、給電電圧はＩＣカードリーダ、例えばＩＣカードコンタクト用の給電電圧である。さらに有利には、相応のＩＣカードリーダを備えたディジタルセットトップボックスまたはディジタル衛星受信機である。回路の短絡が発生した場合には、ＩＣカードへの電力は論理回路を介してマイクロコントローラから独立にただちに遮断される。したがって電力はマイクロコントローラを介して遮断される場合よりもはるかに迅速に遮断され、電源回路が損傷を受けるおそれが低減される。
【００１２】
以下に本発明の有利な実施例を図に即して詳細に説明する。図１には、ＩＣカードリーダおよび過負荷防止回路を備えた家電機器が示されている。図２には、短絡防止回路を有するＩＣカードリーダを備えた家電機器が示されている。
【００１３】
図１の家電機器はＩＣカードリーダ３を有しており、このＩＣカードリーダ３には線路８を介して電源回路４から電力が供給される。ＩＣカードリーダ３は特に相応のＩＣカードの挿入されるケーシングと、ＩＣカードへ給電電圧ＶＣＣを印加するコンタクト端子とを有しており、ＩＣカードと家電機器のマイクロコントローラ５とのあいだでディジタルデータが交換される。ＩＣカードリーダ３はさらにカードプレゼンススイッチ２を有しており、これはＩＣカードが挿入されると信号線路７を介して信号“ＣＡＲＤ−ＤＥＴ”をマイクロコントローラ５へ供給する。カードプレゼンススイッチ２は機械的スイッチであり、ＩＣカードが挿入されると動作する。ＩＣカードが挿入されるとスイッチ２は開放される。相応の回路を介して、図２に即して後述するように、論理“ＨＩＧＨ”信号、すなわち“ＣＡＲＤ−ＤＥＴ”がマイクロコントローラ５へ供給される。
【００１４】
本発明によれば、過負荷防止回路６は給電電圧ＶＣＣの線路８とカード検出信号の線路７とのあいだに結合されており、給電電圧ＶＣＣの過負荷が生じた場合、ＩＣカードの存在を表す信号をＩＣカードが存在しないことを表す値へ変換する。こうして給電電圧ＶＣＣの過負荷により過負荷防止回路６を介してＩＣカードの取り出しがトリガされ、電源回路４がスイッチオフされる。
【００１５】
この実施例の電源回路４は論理回路ＩＣ３によってオンオフ制御される。論理回路の入力側にはカードプレゼンススイッチ２からの信号“ＣＡＲＤ−ＤＥＴ”とマイクロコントローラ５からの電力オンオフ信号“ＣＭＤ−ＶＣＣ”とが印加される。電源回路４はカードプレゼンススイッチ２からのポジティブ信号と、マイクロコントローラ５からの電力オン命令との双方が供給された場合にのみスイッチオンされる。過負荷が生じた場合には、過負荷防止回路６がカードプレゼンススイッチ２からの信号“ＣＡＲＤ−ＤＥＴ”を“ＮＯ−ＣＡＲＤ−ＰＲＥＳＥＮＴ”へ変換し、電源回路４は論理回路ＩＣ３を介してただちにスイッチオフされる。論理回路ＩＣ３は例えばＮＡＮＤ回路またはＡＮＤ回路である。
【００１６】
過負荷防止回路６は過電流防止回路を有しており、これは線路８の電流を例えば測定抵抗を介して測定し、電源回路４から供給された電流が高すぎる場合には相応の過負荷信号を供給する。別の実施例として、過負荷防止回路６が電圧閾値を用いて給電電圧ＶＣＣのブレークダウンを検出する給電電圧ＶＣＣの電圧検出器を有していてもよい。これは例えば比較器、トランジスタまたはダイオードを有する防止回路によって行うこともできるし、また他のスイッチング素子によって行うこともできる。給電電圧のブレークダウンは例えば短絡が生じると発生する。
【００１７】
図２にはＩＣカード動作のためのＩＣカードリーダ３および相応のコンポーネントを備えたディジタルセットトップボックスの詳細が示されている。ＩＣカードリーダ３はコンタクトＣ１〜Ｃ８を備えたＩＣカードコネクタ１を有しており、ここでのコンタクトはＩＥＣ７８１６−３：１９９７（Ｅ）規格に準拠したＩＣカードの動作のために構成されている。コンタクトＣ１〜Ｃ８はＩＣカードへ接続されているが、そのうちＣ１は給電電圧ＶＣＣの供給、Ｃ２はＩＣカードのリセット、Ｃ３はクロック信号ＣＬＫの供給、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ８はアース端子への接続、Ｃ６はプログラミング電圧ＶＰＰ、Ｃ７はＩＣカードとセットトップボックスとのあいだのデータ交換に対するデータ入出力接続のために設けられている。
【００１８】
セットトップボックスはさらに集積回路ＩＣ１、すなわちＩＣカード動作に使用されるディジタル信号のためのバッファ／ラインドライバ回路を有している。集積回路１に結合される相応の信号は、コンタクトＣ２へのリセット信号“ＲＥＳＥＴ−ＣＡＲＤ”、コンタクトＣ３へのクロック信号“ＣＬＫ−ＣＡＲＤ”、およびコンタクトＣ７へのデータ入出力信号“ＤＯＵＴ”，“ＤＩＮ”である。集積回路ＩＣ１の例としてTexas Instruments社製の７４ＨＣＴ２４４が挙げられる。集積回路ＩＣ１、ＩＣカードおよびＩＣカードリーダ３の電子回路に対しては５Ｖの給電電圧が使用される。
【００１９】
ＩＣカードリーダ３はカードプレゼンススイッチ２を有しており、このスイッチはＩＣカードがＩＣカードコネクタ１へ挿入されたときにこれを検出するスイッチコンタクトＳＷを備えている。そのなかの１つのスイッチコンタクトＰＲＥＳに抵抗Ｒ１を介して５Ｖの給電電圧が供給される。ＩＣカードがＩＣカードコネクタ１へ挿入されると、スイッチコンタクトＳＷは開放される。またトランジスタＴ１はそのベース端子を介してスイッチコンタクトＰＲＥＳへ結合されている。トランジスタＴ１はスイッチ２が開放される（つまりＩＣカードが挿入されている）とき出力信号“ＬＯＷ”を供給し、スイッチ２が閉成されるとき出力信号“ＨＩＧＨ”を供給する。
【００２０】
トランジスタＴ１へインバータとして構成されたＮＡＮＤ回路ＩＣ２が結合されており、セットトップボックスのマイクロコントローラに対する信号“ＣＡＲＤ−ＤＥＴ”が供給されるが、そのことは図示されていない。マイクロコントローラは“システムオンチップ”コントローラ、例えばST Microelectronics社製のＳＴＩ５５１６である。したがってＩＣカードが挿入されるとＮＡＮＤ回路ＩＣ２の出力信号は“ＨＩＧＨ”となる。ＮＡＮＤ回路ＩＣ２の出力側はＩＣカードの端子Ｃ１へ給電電圧ＶＣＣを供給するためにＮＡＮＤ回路ＩＣ３の一方の入力側へ結合されている。ＮＡＮＤ回路ＩＣ３の他方の入力側へはマイクロコントローラからの制御信号“ＣＭＤ−ＶＣＣ”が結合される。したがってＩＣカードが挿入され、かつ制御信号“ＣＡＲＤ−ＤＥＴ”が供給されると、マイクロコントローラはＩＣカードに対する給電電圧ＶＣＣをオンにするための信号“ＣＭＤ−ＶＣＣ”を供給する。給電電圧ＶＣＣはＮＡＮＤ回路ＩＣ３の出力側が結合されたベース端子を有するトランジスタＴ２を介して供給される。ＮＡＮＤ回路ＩＣ３の出力側が“ＬＯＷ”へ切り換えられると、トランジスタＴ２は５Ｖの給電電圧ＶＣＣをＩＣカードコネクタ１のコンタクトＣ１へ切り換える。
【００２１】
コンタクトＣ１へ通じる給電電圧ＶＣＣを供給する線路とカードプレゼンススイッチ２のスイッチコンタクトＰＲＥＳからの線路とのあいだにダイオードＤ１が結合されている。このダイオードはスイッチコンタクトからの信号が“ＨＩＧＨ”になり、給電電圧ＶＣＣが“ＬＯＷ”になると導通するように構成されている。したがってＩＣカードが挿入されたものの、例えば相応のＩＣカードのコンタクト間が短絡したことによって給電電圧ＶＣＣがブレークダウンした場合には、ダイオードＤ１は導通してトランジスタＴ１をターンオフする。ＮＡＮＤ回路ＩＣ２の出力側が“ＬＯＷ”へ切り換えられると、トランジスタＴ２はＮＡＮＤ回路ＩＣ３を介してただちにターンオフされる。トランジスタＴ２、すなわちＩＣカード用の電源回路はトランジスタＴ１、ＮＡＮＤ回路ＩＣ２およびＮＡＮＤ回路ＩＣ３によってただちに遮断され、短絡のダメージを受けない。またトランジスタＴ２がマイクロコントローラから遮断される場合と比べて遅延はきわめて小さくなる。このようにダイオードＤ１はきわめて効果的な短絡防止手段となる。
【００２２】
ＮＡＮＤ回路ＩＣ２、ＩＣ３に代えて、制御可能な出力側を有するバッファ／ラインドライバ回路、例えばPhilips Semiconductors社製のＱｕａｄｂｕｆｆｅｒ／ｌｉｎｅｄｒｉｖｅｒ７４ＨＣ１２５または７４ＨＣ１２６を使用することもできる。これらの回路は相応の出力イネーブル入力側を介して制御される出力側を備えた４つの非反転バッファを含む。７４ＨＣ１２５はアクティブＬＯＷイネーブル入力側を有しており、７４ＨＣ１２６はアクティブＨＩＧＨイネーブル入力側を有する。
【００２３】
図１の過負荷防止回路６を電源回路内に配置し、過負荷が発生した場合にエラー信号を送出させてもよい。例えばFairchild Semiconductor Corporation社製のＬＰ２９５１などの可変電圧制御回路を使用し、短絡時に発生する低出力電圧を検出してエラー信号を送出するように構成してもよい。ＬＰ２９５１は図１に示したようなマイクロコントローラ５からの信号ＣＭＤ−ＶＣＣによってオンオフされる。
【００２４】
ＬＰ２９５１からのエラー信号は、例えば７４ＨＣ１２５などのバッファ／ラインドライバ回路の出力イネーブル入力側へ印加される。その入力側には図１のカード検出信号ＣＡＲＤ−ＤＥＴが結合され、その出力側は論理回路ＩＣ３およびマイクロコントローラ５へ結合されている。給電電圧ＶＣＣの過負荷が発生した場合、ＬＰ２９５１からのエラー信号によりバッファ／ラインドライバ回路の出力はポジティブからネガティブへ切り換えられ、ＩＣカードの取り出しがトリガされる。これにより電源回路４は論理回路ＩＣ３を介してスイッチオフされる。
【００２５】
上述のような過負荷防止回路は特にＩＣカードで動作するディジタルセットトップボックスまたは衛星受信機に適しているが、もちろんＩＣカード動作の可能な他の家電機器にも適用可能である。ＩＣカードリーダを備えた家電機器であれば上述のように同様に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＩＣカードリーダおよび過負荷防止回路を備えた家電機器を示す図である。
【図２】短絡防止回路を有するＩＣカードリーダを備えた家電機器を示す図である。
【図１】
0004567451.tif 000002
【図２】
0004567451.tif 000003