(57)【要約】【課題】主チップ（１２）及びチップと無接触式携帯物体に伴うリーダとの間の交信用主アンテナ（１４）を含む無接触式携帯物体（１０）を提供する。【解決手段】無接触式携帯物体に、主チップのそれと異なる機能を有し、それに電気抵抗的接触では接続されておらず作動に少量の電力しか要しない少なくとも１つの無接触周辺装置（１６）をさらに設ける。
2004502247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主チップと、前記チップと無接触式携帯物体に関連するリーダとの間の交信を可能にする主アンテナとを具えた無接触式携帯物体であって、
主チップとは異なる機能を有し、後者と電気抵抗的接触により接続されておらず、作動のため少量のエネルギのみを要する、無接触周辺装置の少なくとも１つをもまた備えることを特徴とする無接触式携帯物体。
【請求項２】
前記周辺装置が、エネルギとデータとを受信するための手段を含む、請求項１に記載の無接触式携帯物体。
【請求項３】
前記エネルギとデータとを受信するための手段が、フラットコイルである、請求項２に記載の無接触式携帯物体。
【請求項４】
前記主アンテナがエネルギとデータとを前記携帯物体のリーダから電磁結合を通じて受信するとき、前記主アンテナが１次側を形成する変圧器の２次側の役割を前記フラットコイルが果たす、請求項３に記載の無接触式携帯物体。
【請求項５】
前記主アンテナが送信するエネルギと前記データとを、前記携帯物体のリーダが発生する、請求項４に記載の無接触式携帯物体。
【請求項６】
前記主アンテナが送信する前記データを、前記携帯物体の主チップが発生する、請求項４に記載の無接触式携帯物体。
【請求項７】
前記周辺装置が、前記装置をリーダに結合することの出来る同調コンデンサを含む、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【請求項８】
装置の結合が、前記装置の同調コンデンサと主チップのそれとを組み合わせることによって得られる、先行請求項に記載の無接触式携帯物体。
【請求項９】
前記無接触周辺装置が表示装置であることを特徴とする、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【請求項１０】
前記無接触周辺装置が２次チップであることを特徴とする、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【請求項１１】
前記無接触周辺装置がキイボードであることを特徴とする、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【請求項１２】
前記周辺装置が、逆変調を用い、前記携帯物体の主アンテナに結合されたフラットコイルを通じて、前記携帯物体リーダに対し応答を送ることの出来る、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【請求項１３】
前記周辺装置が、前記フラットコイルを前記携帯物体の主アンテナと同一平面にして、前記携帯物体に組み込まれた、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【請求項１４】
前記周辺装置が、前記携帯物体から取り外すことの出来る、先行請求項のうち何れか１つに記載の無接触式携帯物体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、携帯物体に関わり、詳細には主チップと電気抵抗的接触をしない少なくとも１つの周辺装置を備えた無接触式携帯物体に関わる。
【０００２】
【背景技術】
無接触スマートカードなどの携帯物体は、現在多数の用途に広範に用いられている。これは普通、リーダと組み合わされ、そのリーダから遠隔的に即ち磁場の形でエネルギを受け取り、且つそのリーダと交信するＩＳＯフォーマットカードに限られる。公衆運輸の分野においては、このような手段がまたＩＳＯカード即ち切符などの小型フォーマットの形で実現されている。使用者は、加入者カードをリーダの前にかざして公衆輸送手段に乗車する。カードとリーダとの間に設定される交信により、使用者及び使用者勘定から引き落とすべき運賃を認識することが出来る。
【０００３】
これら手段はまた、支払い手段としても発達した。これは、例えば、電子財布の場合などである。電子財布は、店頭での少額買い物の支払いのため使用することが出来る。これは、スマートカードを含む。このカードには、専門流通業者にお金を払って貸方金額を記入して貰う。それにより使用者は、カードをリーダの前にかざして購買代金を支払うため使用する。カードとリーダとの間に設定された交信により、購買代金相当額がカードから引き落とされる。
【０００４】
多数の会社もまた、自社職員用に無接触スマートカードを使用する識別手段を開発した。カードをリーダの前で通すことにより、カード保持者を識別し、その者の管理区域内への入場を許容又は拒絶することが出来る。同一カードを、被雇用者が「出退勤」に使うことも出来る。
【０００５】
スマートカード技術の使用が増えるにつれ、新たなニーズが生じた。
【０００６】
これらニーズの第１のものは、無接触式携帯物体上で情報を直接読み取ることが出来るようにすることである。使用者は、カードをリーダの電磁場にかざして、リーダの表示スクリーン上で直接情報を読み取るのでなく、スマートカードに含まれた情報を調べることが出来たら良いと考える。この問題に出会うのは、例えば、電子財布を使用するときなどである。使用者が残額を調べることが出来るのは、カードにお金を入れるとき又は取引を行うとき、つまりリーダが放射する磁場内にカードを置いてカードに電力が供給されるときだけである。
【０００７】
これら欠点を除くための手段は、市場で入手することが出来る。この手段は、電子財布用に設計されたケースで、表示スクリーンを備えており使用者は常に残額を調べることが出来るようになっている。カードをケースに入れると、カードのチップとケースのチップとが接触する。この接触により設定された交信の結果、残額がケースの表示スクリーン上に表示される。しかし、この技術には幾つかの欠点がある。これら不便の第１は、ケース及びケースとカードとの間の交信を働かせるには、ケースに内部電源が必要であることである。この電源は一般的に電池である。この電池は、劣化したとき定期的に交換しなければならない。第２の欠点は、ケースに収容出来るカードは、それと一緒に働くよう特別に構成されたカードだけであるとの事実に存在する。したがって、幾つかのカードはこれと共に使用することが出来ない。
【０００８】
第２のニーズは、同一カードを幾つかの用途に用いることが出来るようにすることである。１枚だけで各種のリーダと交信出来るカードを思い浮かべることが出来る。そうであれば、カードは各種のシステムを用いて働く設計となる。実際、自動支払機で働くクレジットカードを、電子財布として使用することもある。同じ観点で無接触乗車カードを少額の購買に使用することができる。こうして同じカードが、幾つかの異なる用途で日常的に使用することの出来るアクセサリになる。
【０００９】
第３のニーズは、小型キイボードを無接触スマートカードに組み込んで、カードとターミナルとの間の処理中にデータを入力することが出来るようにすることであろう。このようなキイボードは、スマートカード本体上に置かれるであろう。
【００１０】
市場で現在入手出来るカードは、主チップを１つだけ備えていて、それらがシステムの１つの型だけと交信することが出来るようになっている。
【００１１】
さらに、これらの副次的機能は、交信相手のリーダが放射する磁場内にカードがあるとき働かせるため、エネルギ源を必要とする。
【００１２】
最後に、周辺装置を使用してこれらの機能を実現することは、主チップの作動、特にチップとその関連リーダとの間の交信中に、妨害を生じることがある。
【００１３】
【発明の開示】
本発明の目的は、１つ以上の独立周辺装置のお陰で、幾つかの異なるシステムと交信することの出来る幾つかの独立機能を有する携帯物体を供給することによりこれら欠点を緩和することにある。これらの周辺装置は、作動用にエネルギをほんの少量必要とするのみで、主チップの作動にはほんの少しの影響を及ぼすだけである。
【００１４】
本発明は、主チップ及び、チップと携帯式無接触物体に関連するリーダとの間の交信を可能にする主アンテナを備えた無接触式携帯物体に関わる。この携帯式無接触物体はまた、主チップのそれとは異なる機能を有し、主チップに電気抵抗的接触により接続されておらず、作動に少量のエネルギのみを要する無接触周辺装置少なくとも１つを備える。
【００１５】
特殊実施例にしたがうと、本発明は、主チップと無関係で主チップとは異なるリーダと交信する２次チップを備えた無接触スマートカードに関する。
【００１６】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の目的、対象及び特徴は、添付図面との関連で取り上げたとき以下の記述から明らかになるであろう。
【００１７】
図１は、ＩＳＯフォーマット無接触スマートカードを示す。カード１０は、チップ１２を含む。このチップは主アンテナ１４を通じてリーダと対話する。カードをリーダの発生する電磁場内に置いたとき、チップ１２とリーダとの間に電磁結合が起こる。次いで、それぞれのアンテナを用いてデータ及びエネルギがチップとリーダとの間で転送される。主アンテナ１４は、周囲が次第に増加する螺線から構成される。このアンテナの両端はチップ１２に接続されている。スマートカード１０はまた、２つの周辺装置１６及び１８を含む。これらの周辺装置は同じ型でも違う型でもよい。これらは電気的に主チップに接続されており互いに無関係である。別の実施例にしたがうと、カードは、必要に応じ単一又は２つ以上の周辺装置を含む。
【００１８】
図２は、異なる性質の２つの周辺装置を備えたＩＳＯフォーマットスマートカードを示す。スマートカード２０は、主アンテナ２４に接続された主チップ２２を含む。このカードはまた、フラットコイル２８に接続された２次チップ２６をも含む。これはまた、周辺表示装置をも備えており、チップ（見えない）と、スクリーン３０と、リーダ又は主チップの送るデータ及びエネルギを周辺表示装置が受け取ることが出来るようにするフラットコイル３２と、を含む。
【００１９】
フラットコイルのサイズは、それが接続される周辺装置の特性により変動する。こうしてフラットコイル２８は、サイズがフラットコイル３２より小さいことが分かる。さらに、このサイズはまた、周辺装置とともに働くカードの特性にも左右される。周辺装置に関わりなく、主チップ２２ともそのアンテナ２４とも何れとの間にも、直接の電気配線接続はないことを、認めることが出来る。
【００２０】
図３は、無接触スマートカード３４の電気回路図をあらわす。カードの電気回路には、主アンテナ３６又は結合アンテナと、少なくとも１つのコンデンサ３８と、抵抗器４０少なくとも１つと電子スイッチ４２とを含む幾つかの抵抗器と、が含まれる。コンデンサ４０の役割は、無接触スマートカードがリーダの発生する磁場内におかれたとき、リーダと共振することが出来るようにするための同調コンデンサを供給することにある。共振のおこる周波数、即ちスマートカードの回路とリーダが同調する周波数は、現行の標準に従うと１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）に等しい。抵抗器４０は、スマートカードとリーダとの間に逆変調副搬送波周波数を発生するため、チップ内の電子スイッチ４２を用いて切り換えられる。現行標準に対応する特定例にしたがうと、逆変調副搬送波周波数は８４７キロヘルツ（ｋＨｚ）である。この逆変調副搬送波周波数により、スマートカードはリーダに情報を送ることが出来る。
【００２１】
図４は、周辺装置４４の電気回路図を示す。周辺装置はフラットコイル４６、抵抗器４８と電子スイッチ５０とを含む負荷を模する幾つかの抵抗器を備えている。周辺装置４４の回路には同調コンデンサがない。したがって、必要なエネルギ量をリーダから送信されるエネルギから得る独立装置としては、作動することが出来ない。これは無接触スマートカードとそのリーダとの間の同調に伴う過電圧を、主アンテナ回路との結合を通じて、利用しなければならない。そのときの原理は、同調した無接触スマートカードの主回路を、変圧器１次側として利用することである。このとき周辺装置のフラットコイル４６は、この変圧器の２次側を形作り電磁結合を通じてエネルギ及びデータを受信する。抵抗器４８は、５０により切り換えられて、逆変調副搬送波周波数を発生するため、回路のインピーダンスを変更することが出来る。実際には、特定作動モードにしたがって、逆変調によりリーダに応答を送信するため、周辺装置のインピーダンスを変更することが出来る。
【００２２】
すべての変圧器と同様に、周辺装置の電子回路に存在するインピーダンスは、無接触カードの主アンテナ上のチップから与えられるインピーダンスに対し、主アンテナとフラットコイルとの間の結合相互サージインピーダンスｍ及び、ｎ１を無接触カードのアンテナの巻数とし、ｎ２を周辺表示装置のアンテナの巻数とするときｎ１／ｎ２を基にして、比較することが出来る。
【００２３】
周辺装置が、整流器の上流側で強いインピーダンスと極めて弱い寄生容量を有するなら、無接触カードがリーダの磁場内にあるとき、リーダの作動を著しく劣化させることなく、周辺装置にエネルギが与えられる。
【００２４】
周辺装置の作動モードにしたがうと、周辺装置は、無接触カードのチップがカードの主アンテナから放射される特定命令の形で発生するデータを探索する。この命令は、無接触カードとリーダとの間の処理が達成されたときに１度発生する。
【００２５】
前記周辺装置の別の作動モードにしたがうと、周辺装置は、リーダがエネルギと同時に放射して無接触カードに振幅変調で送信し、次いでカードの主アンテナが放射するデータを探索することが出来る。
【００２６】
特定実施例にしたがうと、周辺装置の回路は、全体同調に役立つコンデンサを備えている。このコンデンサは、主チップの同調コンデンサと共に累積して全体結合容量を作り、主チップ、周辺装置及びリーダが、リーダの作動周波数に同調することが出来るようにする。無接触カード上に幾つかの周辺装置が置かれているときは、周辺装置及び主チップの容量が累積されて、全体同調容量を与える。周辺装置の同調コンデンサは、一般的に主チップのそれより弱く、全体容量の７５％が主チップのコンデンサに、２５％が周辺装置のコンデンサに配分されるなどである。全体同調容量はまた、結合相互インピーダンスにも左右され、主アンテナ及び周辺装置のアンテナの巻数にも関連する。
【００２７】
周辺装置は、主チップと同じリーダを用い、主チップと同様の周波数で作動させることが出来る。
【００２８】
周辺装置は、主チップと同一のリーダ特有周波数を用いて作動させることが出来る。
【００２９】
１３．５ＭＨｚの全体結合周波数を得るには、カード上に存在する各種回路の自然共振周波数は、必然的に作動周波数より高くなければならない。
【００３０】
別の実施例にしたがうと、周辺装置を特定リーダに直接結合することの出来る同調コンデンサが周辺装置に存在する。この場合、結合周波数は、主チップのそれと異なり且つそれより大きい。
【００３１】
周辺装置は、異なる型のものとしてもよい。最初の実施例にしたがうと、この装置は、それ自体の命令を有する２次チップである。このチップは、主チップと同じリーダまたは特定のリーダと対話することが出来る。
【００３２】
第２の実施例にしたがうと、周辺装置は、図２に示すような表示装置とすることが出来る。この装置は、主チップとリーダとの間の対話から生じる情報を表示する。この表示装置は、無接触スマートカードが電子財布であるとき、カード上の残額を示す。これはまた、カード操作に関する情報を表示することが出来る。特定実施例にしたがうと、表示は２つの処理の間で永続像を保持し、使用者は常に情報を見ることが出来る。
【００３３】
第３の実施例にしたがうと、周辺装置はキイボードである。この機能は、無接触スマートカードを電子財布として利用するとき、特に興味がある。このような装置は、使用者が電子財布に対して流通業者から移したい金額を入力するため使用することが出来る。このようなキイボードはまた、アクセスコードの入力にも使用される。このような周辺装置の作動には、無接触物体が入力作業中リーダの磁場内に止まることのみが必要である。
【００３４】
電気抵抗的接触なしに作動する周辺装置は、無接触式携帯物体の製造中にその中に組み込むことが出来る。こうすると、周辺装置のフラットコイルは主アンテナと同一平面内に入る。
【００３５】
別の実施例にしたがうと、周辺装置は、携帯物体が製造された後、取付けされる。この場合は、周辺装置を携帯物体から取り外すことが出来る。
【００３６】
周辺装置を取り外すことの出来る場合は、それらによるデータとエネルギの受信は、携帯物体の近傍で且つリーダの放射する磁場内にあるときにのみ起こる。さらに、逆変調を通じて応答を送るには、周辺装置を無接触式携帯物体の近傍に置かなければならない。
【００３７】
要約すると、構成周辺装置の各々は互いに無関係で、且つ無接触式携帯物体の主チップに接続されていないので、主チップの作動にも携帯物体の他の周辺装置の作動にも影響を与えず、主チップ及び他の周辺装置とそれらのリーダとの間で起こる処理にも影響を与えない。このようにして、周辺装置が無接触式携帯物体から物理的に分離されている場合は、その不具合は、主チップであろうと他の周辺装置であろうと、無接触式携帯物体の他の要素の機能性に何の影響をも与えない。使用者はこうして、主チップ及びカード上に置かれた他の周辺装置の機能を常に使用することが出来る。不具合装置に関する限り、それが無接触式携帯物体に付加されていれば、新規周辺装置と交換することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の周辺装置を備えた無接触式携帯物体を示す。
【図２】２次チップ及び表示装置を備えた無接触式携帯物体を示す。
【図３】無接触スマートカードの電気的構成図を示す。
【図４】周辺装置の回路図を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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