(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から第１の入力端を介して供給される交流電流を基に生成した直流電流でなる電源電圧又は第２の入力端を介して供給される直流電流でなる電源電圧を使用条件に応じて後段の電子回路に供給する電源装置において、
上記第１の入力端の一方に対して順方向接続されたダイオードでなり、上記第１の入力端を介して供給される上記交流電流を直流電流に変換するとともに、上記第２の入力端を介して供給される上記直流電流の上記第１の入力端への逆流を防止する整流手段と、
上記整流手段の出力側と上記第２の入力端との間に接続された第１のスイッチ素子と、
上記第２の入力端及びグランド間に接続される第２のスイッチ素子と、
上記第１のスイッチ素子の入力側の電圧が出力側の電圧よりも大きい場合、上記第１のスイッチ素子を開動作させるとともに、上記第２のスイッチ素子を閉動作させ、上記第１のスイッチ素子の出力側の電圧が入力側の電圧よりも大きい場合、上記第１のスイッチ素子及び上記第２のスイッチ素子を反転動作させるように、上記第１及び第２のスイッチ素子の開閉動作を制御する制御手段と
を具えることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
外部から第１の入力端を介して供給される交流電流を基に生成した直流電流でなる電源電圧又は上記外部から第２の入力端を介して供給される直流電流でなる電源電圧を用いて動作し、外部機器とのデータ交換を行うカード状記憶媒体において、
上記第１の入力端の一方に対して順方向接続されたダイオードでなり、上記第１の入力端を介して供給される上記交流電流を直流電流に変換するとともに、上記第２の入力端を介して供給される上記直流電流の上記第１の入力端への逆流を防止する整流手段と、
上記整流手段の出力側と上記第２の入力端との間に接続された第１のスイッチ素子と、
上記第２の入力端及びグランド間に接続される第２のスイッチ素子と、
上記第１のスイッチ素子の入力側の電圧が出力側の電圧よりも大きい場合、上記第１のスイッチ素子を開動作させるとともに、上記第２のスイッチ素子を閉動作させ、上記第１のスイッチ素子の出力側の電圧が入力側の電圧よりも大きい場合、上記第１のスイッチ素子及び上記第２のスイッチ素子を反転動作させるように、上記第１及び第２のスイッチ素子の開閉動作を制御する制御手段と
を具えることを特徴とするカード状記憶媒体。
【請求項３】
外部から上記第１の入力端を介して上記交流電流が供給されている場合には、当該交流電流を基に生成される第１のクロック信号と所定の論理レベルに固定された第２のクロック信号とを合成する一方、外部から第２の入力端を介して直流電流が供給されている場合には、所定の論理レベルに固定された第１のクロック信号と外部から供給される第２のクロック信号とを合成することにより、後段の電子回路を動作させるための第３のクロック信号を生成するクロック発生手段
をさらに具えることを特徴とする請求項２に記載のカード状記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置及びカード状記憶媒体に関し、例えばセキュリティシステムにおいて用いられるＩＣ（Integrated Circuit）カードに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ユーザにＩＣカードを付与し、当該ＩＣカードを使って個人の認証を行うセキュリティシステムがある。このようなセキュリティシステムでは、ＩＣカードとの間でデータの交換を行うリーダ／ライタを有しており、当該リーダ／ライタがＩＣカードに対してデータの読み書きを行うことによりユーザを識別するようになされている。
【０００３】
セキュリティシステムにおいては、ＩＣカード及びリーダ／ライタ間を電気的に接続させることによってデータの交換を行う接触式のシステムと、ＩＣカード及びリーダ／ライタ間におけるデータの交換を電磁波を介して行う非接触式のシステムとが提案及び導入されている。
【０００４】
このうち非接触式のセキュリティシステムにおいては、まずリーダ／ライタが送信すべきデータを所定の方式で変調し、その結果得られる送信データに応じた電磁波（磁界）をＩＣカードに向けて放射する。ＩＣカードは、リーダ／ライタから放射された電磁波を受信し、これを所定の方式で復調することにより元のデータに復元する。そしてＩＣカードは、復元されたデータに対して所定のデータ処理を施すことにより応答信号を生成する。
【０００５】
ＩＣカードは、この応答信号を所定の方式で変調し、その結果得られる送信データに応じた電磁波をリーダ／ライタに送信する。リーダ／ライタは、ＩＣカードから送られてきた電磁波を受信し、当該電磁波を復調することにより元の応答信号を復元し、当該応答信号に応じた動作を行うようになされている。因みに、近年のＩＣカードは、電池を搭載しておらず、受信した電磁波の磁界エネルギーを利用して内部の回路を動作させるようになされている。
【０００６】
一方、接触式のセキュリティシステムにおいては、まずリーダ／ライタが、当該リーダ／ライタとＩＣカードの接続点を介してＩＣカードにトリガをかけ、当該トリガによってＩＣカードとリーダ／ライタ間でデータの送受信を行うようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところでセキュリティシステムにおいては、現在、接触式のシステムから非接触式のシステムに移行している過渡期であることから、非接触式と接触式の両機能を有するシステムの需要が高まってきており、これによりＩＣカードにおいても、非接触式及び接触式の両機能を併せ持つ複合ＩＣカードが提案されている。以下、この複合ＩＣカードの構成について図１２を用いて説明する。
【０００８】
ここで複合ＩＣカード１では、非接触式のＩＣカードとして動作するモードをリモートモード、接触式のＩＣカードとして動作するモードをコンタクトモードと呼ぶこととする。複合ＩＣカード１は、リモートモード時、図示しないリーダ／ライタから送られてきた電磁波をアンテナコイル２によって受信し、その電磁波エネルギーをアンテナコイル接続端子ＣＰ及びＣＭを介して電源回路３、リモート側データ入出力部４、電圧検出回路５及びキャリア抽出回路６に送出する。一方、複合ＩＣカード１は、コンタクトモード時、図示しないリーダ／ライタからコンタクト側電源端子ＶＤＤ及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳを介して送られてくる電源電圧を電源回路３に供給する。
【０００９】
電源回路３は、リモートモード時、アンテナ接続端子ＣＰ及びＣＭを介して供給された電磁波エネルギーを整流器１０によって直流電圧に変換し、当該直流電圧を逆流防止用の第１のダイオード素子Ｄ１を介して供給電圧Ｖsup としてレギュレータ１１及び電圧検出回路５に供給する。一方、電源回路３は、コンタクトモード時、コンタクト側電源端子ＶＤＤを介して送られてくる電源電圧を逆流防止用の第２のダイオード素子Ｄ２を介して供給電圧Ｖsup としてレギュレータ１１及び電圧検出回路５に供給する。
【００１０】
レギュレータ１１は、供給電圧Ｖsup の電圧レベルを一定にして電圧検出回路５及びロジック回路１２に送出することにより、当該電圧検出回路５及びロジック回路１２に安定した電源を供給するようになされている。電圧検出回路５は、ロジック回路１２を動作させるための各種フラグを生成するようになされている。
【００１１】
具体的には電圧検出回路５は、供給される供給電圧Ｖsup の電圧レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた電圧レベルに変換し、この変換された電源電圧ＶＣＣの電圧レベルがロジック回路１２を動作させるのに必要な電圧よりも小さい場合には、論理レベル「Ｈ」のリセット信号ＶＲＳＴをロジック回路１２に送出して当該ロジック回路１２の動作を停止させる。一方、電圧検出回路５は、電源電圧ＶＣＣがロジック回路１２を動作させるのに必要な電圧よりも大きい場合には、論理レベル「Ｈ」の電源電圧モニタフラグ信号ＶＦ１をロジック回路１２に送出して当該ロジック回路１２を動作させる。また電圧検出回路５は、供給電圧Ｖsup の電圧レベルが所定の閾値よりも大きい場合には、論理レベル「Ｈ」の入力電圧検出フラグＶＺをロジック回路１２に送出する。
【００１２】
さらに電圧検出回路５は、アンテナ接続端子ＣＭを介して電源電圧が供給されたことを検出すると、論理レベル「Ｈ」のリモート側電源電圧フラグＶＲを生成してロジック回路１２及び動作モード決定回路１５に送出すると共に、コンタクト側電源端子ＶＤＤを介して電源電圧が供給されたことを検出すると、論理レベル「Ｈ」のコンタクト側電源電圧フラグＶＣを生成してロジック回路１２及び動作モード決定回路１５に送出する。
【００１３】
リモート側データ入出力部４は、アンテナコイルによって受信された電磁波を復調することによりリモート側入力データＲＲX を生成し、これをロジック回路１２に送出する。ロジック回路１２は、リモート側入力データＲＲX に所定のデータ処理を施してリモート側出力データＲＴX を生成し、これをリモート側データ入出力部４によって変調処理を施した後、アンテナコイル２からリモート側出力データＲＴX に応じた電磁波を放射する。
【００１４】
キャリア抽出回路６は、アンテナコイル２によって受信した電磁波を基に、搬送波と同一の周波数を有するリモート側クロック信号ＲＣＬＫを抽出し、これを動作モード決定回路１５及びクロック発生器１６に送出する。また複合ＩＣカード１は、コンタクトモード時、コンタクト側クロック入力端子ＣＬＫから入力されるクロック信号をレベルシフト回路１７に入力する。レベルシフト回路１７は、入力されたクロック信号の信号レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた信号レベルに変換し、その結果得たコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫを動作モード決定回路１５及びクロック発生器１６に送出する。
【００１５】
動作モード決定回路１５は、電圧検出回路５から供給されるリモート側電源電圧フラグＶＲ及びコンタクト側電源電圧フラグＶＣ並びにリモート側クロック信号ＲＣＬＫ及びコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫに基づいて、当該複合ＩＣカード１の動作モードを決定し、決定した動作モードがリモートモードの場合には論理レベル「Ｈ」の動作モード信号Ｍｏｄｅを生成してクロック発生器１６に送出すると共に、決定した動作モードがコンタクトモードの場合には論理レベル「Ｌ」の動作モード信号Ｍｏｄｅを生成してクロック発生器１６に送出する。
【００１６】
クロック発生器１６は、供給される動作モード信号Ｍｏｄｅに基づいて、リモート側クロック信号ＲＣＬＫ及びコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫのうち、いずれか一方を選択し、当該選択されたクロック信号をマスタークロック信号ＭＣＬＫとしてロジック回路１２に送出する。
【００１７】
また複合ＩＣカード１は、コンタクトモード時、リーダ／ライタからコンタクト側データ入出力端子Ｉ／Ｏを介して送られてくるデータをコンタクト側データ入出力部２０に入力する。コンタクト側データ入出力部２０は、供給されたデータに対して所定のデータ処理を施し、その結果得たコンタクト側入力データＣＲX をロジック回路１２に送出する。ロジック回路１２は、このコンタクト側入力データＣＲX から応答信号としてのコンタクト側出力データＣＴX を生成し、これをコンタクト側データ入出力部２０に送出する。
【００１８】
コンタクト側データ入出力部２０は、このコンタクト側出力データＣＴX に対して所定のデータ処理を施した後、コンタクト側データ入出力端子Ｉ／Ｏを介してリーダ／ライタに出力する。さらに複合ＩＣカード１は、リーダ／ライタから送られてくるリセット信号をコンタクト側リセット端子ＲＳＴを介してレベルシフト回路２１に入力する。レベルシフト回路２１は、リセット信号の信号レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた信号レベルに変換することによりコンタクト側リセット信号ＣＲＳＴを生成し、これをロジック回路１２に供給する。
【００１９】
ところで上述のように電源回路３においては、ダイオード素子Ｄ１の入力側が整流器１０の出力側に接続されると共に、ダイオード素子Ｄ２の入力側がコンタクト側電源端子ＶＤＤに接続され、さらにこれらダイオード素子Ｄ１及びＤ２の出力側が接続されて、供給電圧Ｖsup を後段の回路に供給するようになされている。このような電源回路３を構成する際、ハードウェア上の無駄をなくすために高集積度かつ低価格が実現可能なＣＭＯＳのプロセスを使ってＩＣ化することが必要不可欠となっている。このようにＣＯＭＳのプロセスを使ってＩＣ化を行うことによって、小型化及び低価格化を実現するようになされているが、このような電源回路３では、ＣＭＯＳ（Complementory Metal Oxide Semiconductor ）のプロセスを使ってＩＣ化を行うとリーク電流が発生して消費電力が増大することを避け得ない。
【００２０】
以下、ＣＭＯＳのプロセスによるリーク電流発生の原理について説明する。まず図１３は、逆流防止用のダイオード素子Ｄ１をいわゆるフローティング型ダイオード素子Ｄ１Ａによって構成した場合について示す。因みに、ダイオード素子Ｄ２はダイオード素子Ｄ１と同一の構成であるので、ここでは説明を省略する。フローティング型ダイオード素子Ｄ１Ａとは、グランドとしてのＰ形基板上にＮウエルを接合し、当該Ｎウエル上にさらに高濃度層でなるＮ＋層及びＰ＋層を接合することによって、これらＮ＋層及びＰ＋層をグランドから電位を浮かせた構造を形成したダイオード素子のことである。
【００２１】
図１４に示すように、このフローティング型ダイオード素子Ｄ１Ａは、Ｐ＋層とＮウエルでなるＰＮジャンクションを利用することにより、図中矢印ａ方向に電流を流すようになされているが、寄生トランジスタの発生によってサブストレートトランジスタ（ＰＮＰ形トランジスタ）として動作してしまい、図中矢印ｂ方向にリーク電流が流れることになる。
【００２２】
図１５に示すように、これらフローティング型ダイオード素子Ｄ１Ａを逆流防止用のダイオード素子Ｄ１として使用した電源回路３では、図中矢印ｃ方向に大量のリーク電流が流れ、リモートモード時にはリーダ／ライタ及び複合ＩＣカード１間の通信距離の劣化、コンタクトモード時にはリーダ／ライタの電池の寿命を損なうといった問題が生じる。
【００２３】
続いて図１６に示すように、逆流防止用の回路としては、上述のフローティング型ダイオード素子Ｄ１Ａに、ダイオード特性（すなわち２乗特性）を有するＭＯＳトランジスタＴＲ１を用いたものが考えられる。図１７は、このダイオード特性を有するＭＯＳトランジスタＴＲ１の構造を示す。ＭＯＳトランジスタＴＲ１とは、グランドとしてのＰ形基板上にＮウエルを接合して、当該Ｎウエル上にバックゲート電極ＢＧとしてのＮ＋層、ソース電極ＳとしてのＰ＋層及びドレイン電極ＤとしてのＰ＋層を接合し、さらにバックゲート電極ＢＧ及びソース電極Ｓを接続すると共に、ゲート電極Ｇ及びドレイン電極Ｄを接続することによって形成されている。
【００２４】
このＭＯＳトランジスタＴＲ１では、バックゲート電極ＢＧの電位Ｖs がドレイン電極Ｄの電位Ｖd よりも高い場合には、ダイオード特性が得られ、図中矢印ｈ方向に電流が流れるが、バックゲート電極ＢＧの電位Ｖs がドレイン電極Ｄの電位Ｖd よりも低くなると、寄生ダイオードが発生して図中矢印ｉ方向にリーク電流が流れてしまう。
【００２５】
従って図１８に示すように、逆流防止用回路としてＭＯＳトランジスタＴＲ１Ａ及びＴＲ１Ｂを適用した電源回路３では、リモートモード時、整流回路１０の出力側には直流電圧が発生して、ＭＯＳトランジスタＴＲ１Ｂのドレイン電極Ｄにバックゲート電極ＢＧよりも高い電圧が印加することから、寄生ダイオードが発生する。これによりＭＯＳトランジスタＴＲ１Ｂでは、Ｐ＋層、Ｎウエル、コンタクト側電源端子ＶＤＤという経路でリーク電流が流れることになり、逆流防止用回路としての機能を果たすことができない。
【００２６】
ところで上述の複合ＩＣカード１では、クロック信号の生成方法として、動作モード決定回路１５によって決定された動作モードＭｏｄｅに基づいて、リモートモード時におけるリモート側クロック信号ＲＣＬＫ及びコンタクトモード時におけるコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫのうちいずれか一方を選択してマスタークロック信号ＭＣＬＫを生成している。
【００２７】
このような方法を用いた複合ＩＣカード１では、例えばコンタクトモード時にリモート側クロック信号ＲＣＬＫを選択するようにクロック発生器１６を切り換えていた場合、コンタクト側クロック信号ＣＣＬＫがロジック回路１２に供給されないことから、当該ロジック回路１２を動作させることができない。この場合、複合ＩＣカード１では、ロジック回路１２を使ったソフトウェア演算処理によって動作モードを決定することができないことから、動作モード決定回路１５及びクロック発生器１６のようなハードウェアが必要になり、回路規模が増大するという問題があった。
【００２８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、消費電力の増大を抑えながら装置の小型化を図ることができる電源装置及びカード状記憶媒体を提案しようとするものである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明は、外部から第１の入力端を介して供給される交流電流を基に生成した直流電流でなる電源電圧又は第２の入力端を介して供給される直流電流でなる電源電圧を使用条件に応じて後段の電子回路に供給する電源装置であって、第１の入力端の一方に対して順方向接続され、第１の入力端を介して供給される交流電流を直流電流に変換するとともに、第２の入力端を介して供給される直流電流の第１の入力端への逆流を防止するダイオードと、そのダイオードの出力側と第２の入力端との間に接続された第１のスイッチ素子と、第２の入力端及びグランド間に接続される第２のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子の入力側の電圧が出力側の電圧よりも大きい場合、第１のスイッチ素子を開動作させるとともに、第２のスイッチ素子を閉動作させ、第１のスイッチ素子の出力側の電圧が入力側の電圧よりも大きい場合、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子を反転動作させるように、第１及び第２のスイッチ素子の開閉動作を制御する制御手段とを設けるようにした。
【００３０】
整流手段の特性を利用して第２の入力端を介して供給される直流電流の第１の入力端への逆流を防止することにより、従来のように第２の入力端を介して供給される直流電流の第１の入力端への逆流を防止する手段を別途設ける必要がない分、構成を簡易化することがきると共に、無駄な消費電流を低減することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００３２】
（１）複合ＩＣカードの全体構成
図１において、１０１は全体としてカード状記憶媒体としての複合ＩＣカードを示す。複合ＩＣカード１０１は、リモートモード時、図示しないリーダ／ライタから送られてきた電磁波をアンテナコイル１０２によって受信し、その電磁波エネルギー（交流電流）を第１の入力端としてのアンテナコイル接続端子ＣＰ及びＣＭを介して電源回路１０３、復調回路１０４、電圧検出回路１０５及びクロック発生回路１０６に送出する。一方、複合ＩＣカード１０１は、コンタクトモード時、図示しないリーダ／ライタから第２の入力端としてのコンタクト側電源端子ＶＤＤ及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳを介して送られてくる電源電圧（直流電流）を電源回路１０３に供給する。
【００３３】
電源回路１０３は、リモートモード時、アンテナ接続端子ＣＰ及びＣＭを介して供給された電磁波エネルギーを直流電圧に変換し、当該直流電圧を供給電圧Ｖsup としてレギュレータ１１１及び電圧検出回路１０５に供給する一方、コンタクトモード時、コンタクト側電源端子ＶＤＤ及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳを介して送られてくる電圧を供給電圧Ｖsup としてレギュレータ１１１及び電圧検出回路１０５に供給する。
【００３４】
レギュレータ１１１は、供給電圧Ｖsup の電圧レベルを一定にして電圧検出回路１０５及びロジック回路１１２に送出することにより、当該電圧検出回路１０５及びロジック回路１１２に安定した電源を供給するようになされている。電圧検出回路１０５は、ロジック回路１１２を動作させるための各種フラグを生成するようになされている。
【００３５】
ロジック回路１１２は、図２に示すように、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１２０、信号処理部１２１、インターフェイス部１２２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２４、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable  ＲＯＭ）１２５、暗号処理部１２６及び乱数発生部１２７をそれぞれデータバス１２８及びアドレスバス１２９を介して接続することによって構成されている。
【００３６】
電圧検出回路１０５は、供給される供給電圧Ｖsup の電圧レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた電圧レベルに変換し、この変換された電源電圧ＶＣＣの電圧レベルがロジック回路１１２を動作させるのに必要な電圧よりも小さい場合には、論理レベル「Ｈ」のリセット信号ＶＲＳＴをロジック回路１１２に送出する。ロジック回路１１２は、この論理レベル「Ｈ」のリセット信号ＶＲＳＴをＣＰＵ１２０（図２）に入力し、当該ＣＰＵ１２０によって各回路ブロックの動作を停止させる。
【００３７】
また電圧検出回路１０５は、電源電圧ＶＣＣがロジック回路１１２を動作させるのに必要な電圧よりも大きい場合には、論理レベル「Ｈ」の電源電圧モニタフラグ信号ＶＦ１をロジック回路１１２のインターフェイス部１２２（図２）に送出する。その際、ＣＰＵ１２０は、インターフェイス部１２２に供給された論理レベル「Ｈ」の電源電圧モニタフラグ信号ＶＦ１を検出して各回路ブロックを動作させる。
【００３８】
さらに電圧検出回路１０５は、供給電圧Ｖsup の電圧レベルが所定の閾値よりも大きい場合には、論理レベル「Ｈ」の入力電圧検出フラグＶＺをロジック回路１１２のインターフェイス部１２２に送出する。その際、ＣＰＵ１２０は、インターフェイス１２２に供給された論理レベル「Ｈ」の入力電圧検出フラグＶＺを検出して各回路ブロックの動作を制御する。
【００３９】
さらに電圧検出回路１０５は、アンテナ接続端子ＣＭを介して電源電圧が供給されたことを検出すると、論理レベル「Ｈ」のリモート側電源電圧フラグＶＲを生成してロジック回路１１２のインターフェイス部１２２に送出すると共に、コンタクト側電源端子ＶＤＤを介して電源電圧が供給されたことを検出すると、論理レベル「Ｈ」のコンタクト側電源電圧フラグＶＣを生成してロジック回路１１２のインターフェイス部１２２に送出する。その際、ＣＰＵ１２０は、インターフェイス部１２２に供給されたリモート側電源電圧フラグＶＲ及びコンタクト側電源電圧フラグＶＣを検出して、動作モードを決定するようになされている。
【００４０】
復調回路１０４は、アンテナコイル１０２によって受信された電磁波を増幅し、さらに２値化することによりリモート側入力データＲＲX を生成し、これをロジック回路１１２の信号処理部１２１（図２）に送出する。信号処理部１２１は、リモート側入力データＲＲX に対して所定のデータ処理を施すことによりリモート側出力データＲＴX を生成する。信号処理部１２１は、リモート側出力データＲＴX をＭＯＳトランジスタＴＲ１０に与えて当該ＭＯＳトランジスタＴＲ１０を駆動させ、そのとき発生する電流を抵抗Ｒ１及びアンテナ接続端子ＣＰを介してアンテナコイル１０２に送出し、当該アンテナコイル１０２からリーダ／ライタに向けて電磁波を放射する。
【００４１】
ところで複合ＩＣカード１０１は、コンタクトモード時、コンタクト側クロック入力端子ＣＬＫから入力されるクロック信号をレベルシフト回路１４０に入力する。レベルシフト回路１４０は、外部から供給される電源電圧ＶＤＤが内部の電源電圧ＶＣＣにより大きいことから、内部のバッフアを用いて、入力されたクロック信号の信号レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた信号レベルに変換し、その結果得られるコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫをクロック発生回路１０６に送出する。
【００４２】
クロック発生回路１０６は、アンテナコイル１０２によって受信した電磁波を基にリモート側クロック信号ＲＣＬＫを生成した後、当該リモート側クロック信号ＲＣＬＫ及びコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫを基にマスタークロック信号ＭＣＬＫを生成し、これをロジック回路１１２のＣＰＵ１２０及び信号処理部１２１に送出すると共に、当該マスタークロック信号ＭＣＬＫにエラーがあるか否かを示すマスターリセット信号ＭＲＳＴを生成してロジック回路１１２のＣＰＵ１２０に送出する。ＣＰＵ１２０は、マスターリセット信号ＭＲＳＴを基にマスタークロック信号ＭＣＬＫが正当であるか否か判断し、その結果に応じてマスタークロック信号ＭＣＬＫに基づく動作を実行する。
【００４３】
また複合ＩＣカード１０１は、コンタクトモード時、リーダ／ライタからコンタクト側データ入出力端子Ｉ／Ｏを介して送られてくるデータをレベルシフト回路１４１に入力する。レベルシフト回路１４１は、供給されたデータの信号レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた信号レベルに変換し、その結果得たコンタクト側入力データＣＲX をロジック回路１１２のインターフェイス部１２２に送出する。
【００４４】
ＣＰＵ１２０は、インターフェイス部１２２に供給されたコンタクト側入力データＣＲX を検出し、当該コンタクト側入力データＣＲX に対して所定のデータ処理を施すことにより、応答信号としてのコンタクト側出力データＣＴX を生成し、これをＭＯＳトランジスタＴＲ１１に送出する。ところでコンタクト側データ入出力端子Ｉ／Ｏとレベルシフト回路１４１の接続中点は、ＭＯＳトランジスタＴＲ１１を介してグランドに接続されると共に、抵抗Ｒ２を介して電源電圧ＶＤＤに接続されている。そこでＭＯＳトランジスタＴＲ１１は、コンタクト側出力データＣＴX を所定の信号レベルに増幅した後、コンタクト側データ入出力端子Ｉ／Ｏを介してリーダ／ライタに出力する。
【００４５】
さらに複合ＩＣカード１０１は、リーダ／ライタから送られてくるリセット信号をコンタクト側リセット端子ＲＳＴを介してレベルシフト回路１４２に入力する。レベルシフト回路１４２は、リセット信号の信号レベルを内部の電源電圧ＶＣＣに応じた信号レベルに変換することによりコンタクト側リセット信号ＣＲＳＴを生成し、これをロジック回路１１２のＣＰＵ１２０に供給する。ＣＰＵ１２０は、このコンタクト側リセット信号ＣＲＳＴによって割り込みがかかり、コンタクトモードに移行させる。
【００４６】
さらに不正検出回路１４３は、外部からの不正を防止するための回路であり、外部から供給される電圧や周波数を常に監視しており、これら電圧や周波数が所定の閾値よりも大きいことを検出した場合にはタンパリセット信号ＴＲＳＴを生成し、これをロジック回路１１２のＣＰＵ１２０に送出する。ＣＰＵ１２０は、このタンパリセット信号ＴＲＳＴに基づいてロジック回路１１２の動作を停止するようになされている。
【００４７】
因みに、ＣＰＵ１２０及び信号処理部１２１は、ＲＯＭ１２３に格納されているプログラムデータを必要に応じて読み出し、当該読み出したプログラムデータに基づいて動作するようになされている。またＣＰＵ１２０及び信号処理部１２１は、必要に応じてＲＡＭ１２４にアクセスしてデータをＲＡＭ１２４に一時的に記憶させるようになされている。さらにＣＰＵ１２０及び信号処理部１２１は、必要に応じてＥＥＰＲＯＭ１２５にアクセスしてデータを当該ＥＥＰＲＯＭ１２５に書き込んだり、又は書き込んだデータをＥＥＰＲＯＭ１２５から読み出して、当該読み出したデータに応じた動作を実行するようになされている。暗号処理部１２６は、受信したデータを解読したり、又は送信するデータに暗号化処理を施したりするためのものである。乱数発生部１２７は、暗号化処理の際に用いられる乱数を発生させるためのものである。
【００４８】
（２）電源回路の構成
ここでは逆流防止用の回路を、コンタクト側電源端子と整流器の出力側との間に挿入した場合の電源回路と、グランドとコンタクト側グランド端子との間に挿入した場合の電源回路の構成について２通り説明する。
【００４９】
（２−１）逆流防止用の回路をコンタクト側電源端子に接続した電源回路の構成まず図３を用いて逆流防止用の回路をコンタクト側電源端子ＶＤＤと整流器２０１の出力側との間に挿入した電源回路２００Ａの基本構成について説明する。この電源回路２００Ａでは、コンタクト側電源端子ＶＤＤがスイッチＳＷ１を介して整流器２０１の出力側に接続され、後段の回路に供給電圧Ｖsup を供給するようになされている。これと共にコンタクト側電源端子ＶＤＤは、スイッチＳＷ２を介してグランドに接続されたコンタクト側グランド端子ＶＳＳに接続されている。整流器２０１の入力側は、アンテナコイル接続端子ＣＰ及びＣＭに接続されると共に、出力側は、後段の回路に供給電圧Ｖsup を供給するようになされている。
【００５０】
制御回路２０２は、スイッチＳＷ１における入力端子側及び出力端子側のそれぞれの電位に基づいて、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の開閉動作を制御するものである。すなわち制御回路２０２は、スイッチＳＷ１の入力端子側の電圧が出力端子側の電圧よりも高い場合には、スイッチＳＷ１を導通状態にすると共にスイッチＳＷ２を非導通状態にする一方、スイッチＳＷ１の入力端子側の電圧が出力端子側の電圧よりも低い場合には、スイッチＳＷ１を非導通状態にすると共にスイッチＳＷ２を導通状態にする。
【００５１】
従って電源回路２００Ａでは、コンタクトモード時、スイッチＳＷ１の入力端子側に電圧が印加された場合には、当該電圧をスイッチＳＷ１を介して後段の回路に供給する一方、リモートモード時、整流器２０１からの電圧がスイッチＳＷ１の出力端子側に印加された場合には、当該電圧がコンタクト側電源端子ＶＤＤに漏れ出すことを回避すると共に、コンタクト側電源端子ＶＤＤに例えばノイズ電圧が一時的に印加された場合であっても当該ノイズ電圧をグランドに流れ込ませる。
【００５２】
このように電源回路２００Ａでは、リモートモード時、ノイズ電圧がコンタクト側電源端子ＶＤＤに印加された場合に、ノイズ電圧に応じた電流がグランドに流れ込んで、スイッチＳＷ１の入力端子側の電圧が出力端子側の電圧よりも高くなることを回避する。従って制御回路２０２は、スイッチＳＷ１の入力端子側の電圧を正確に検出して、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を誤動作させることを防止することができる。
【００５３】
ところで、一般に整流器は、入力側に供給される電圧の実効値が出力側の電圧よりも大きい場合にのみ、供給された電圧の実効値に応じた直流電圧を出力側に出力するのに対して、入力側に供給される電圧の実効値が出力側の電圧よりも小さい場合には、絶縁状態となる性質を有している。従って、電源回路２００Ａでは、コンタクトモード時、整流器２０１の入力側に電圧が印加されいない場合であって、かつ出力側に電圧が印加されている場合には、入力側の電圧が出力側の電圧よりも低いために整流器２０１が絶縁状態となる。この場合、電源回路２００Ａでは、リーク電流がコンタクト側電源端子ＶＤＤからアンテナコイル１０２（図１）に流れ出すことを回避することから、整流器２０１の出力側に逆流防止用の回路を設ける必要がない。
【００５４】
続いて図４は、実際に複合ＩＣカード１０１（図１）に実装された場合の電源回路１０３Ａの構成を示す。まずコンタクト側電源端子ＶＤＤは、抵抗Ｒ１０及びＭＯＳトランジスタＴＲ１０でなるスイッチＳＷ２の直列回路を介してグランドに接続されると共に、ＭＯＳトランジスタＴＲ１１でなるスイッチＳＷ１を介して出力電圧端子ＶＴsup に接続されている。
【００５５】
スイッチＳＷ１及び出力電圧端子ＶＴsup の接続中点は、ＭＯＳトランジスタＴＲ１２及びＴＲ１３の直列回路を介してグランドに接続されている。またＭＯＳトランジスタＴＲ１１のドレインは、制御回路２０２を構成するＭＯＳトランジスタＴＲ１２及びＴＲ１３のゲートにそれぞれ接続されている。さらにＭＯＳトランジスタＴＲ１０及びＴＲ１１のゲートは、ＭＯＳトランジスタＴＲ１２及びＴＲ１３の接続中点に接続されている。これに対して、コンタクト側グランド端子ＶＳＳはグランドに接続されている。
【００５６】
一方、アンテナコイル接続端子ＣＭは、整流器２０１を構成するダイオード素子Ｄ１０を介してグランドに接続されている。これに対して、アンテナコイル接続端子ＣＰは、抵抗Ｒ１１を介して過電圧防止用のリミッタ２０２及び出力電圧端子ＶＴsup に接続されている。
【００５７】
かくして電源回路１０３Ａでは、コンタクトモード時、コンタクト側電源端子ＶＤＤに電圧が印加された場合には、スイッチＳＷ１をオンさせると共にスイッチＳＷ２をオフにする一方、リモートモード時、アンテナコイル接続端子ＣＭ及びＣＰに電圧が印加された場合には、スイッチＳＷ１をオフにすると共にスイッチＳＷ２をオンさせる。
【００５８】
（２−２）逆流防止用の回路をコンタクト側グランド端子に接続した電源回路の構成
図３との対応部分に同一符号を付して示す図５は、ダイオード素子Ｄ１１をグランドとコンタクト側グランド端子ＶＳＳとの間に挿入した電源回路２００Ｂの構成を示す。この場合、コンタクト側電源端子ＶＤＤは、整流器２０１の出力側に直接接続されている。
【００５９】
この電源回路２００Ｂでは、コンタクトモード時、リーダ／ライタによってコンタクト側電源端子ＶＤＤ及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳ間に電圧が印加されると、コンタクト側電源端子ＶＤＤ、後段の電子回路、当該電子回路のグランド、ダイオード素子Ｄ１１、コンタクト側グランド端子ＶＳＳの経路で電流が流れることから、複合ＩＣカード１０１の内部は正しく動作する。
【００６０】
一方、電源回路２００Ｂでは、リモートモード時、整流器２０１から出力される直流電圧がコンタクト側電源端子ＶＤＤに直接印加されるが、その際、コンタクト側電源端子ＶＤＤ及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳは非導通状態であるため、複合ＩＣカード１０１の動作に影響を与えることはない。またコンタクト側グランド端子ＶＳＳは、コンタクト側電源端子ＶＤＤと短絡しても、ダイオード素子Ｄ１１によって電流が流れることを防止することになる。
【００６１】
続いて図６は、上述の電源回路２００Ｂを基本構成として、実際に複合ＩＣカード１０１（図１）に実装された場合の電源回路１０３Ｂの構成を示す。まずコンタクト側電源端子ＶＤＤは、出力電圧端子ＶＴsup に直接接続されると共に、コンタクト側グランド端子ＶＳＳは、ダイオード素子Ｄ１１を介してグランドに接続されている。
【００６２】
一方、アンテナコイル接続端子ＣＭは、整流器２０１を構成するダイオード素子Ｄ１０を介してグランドに接続されている。これに対して、アンテナコイル接続端子ＣＰは、抵抗Ｒ１１を、リミッタ２０２を介してグランドに接続すると共に出力電圧端子ＶＴsup に接続するようになされている。
【００６３】
かくして電源回路１０３Ｂでは、コンタクトモード時、コンタクト側電源端子ＶＤＤに電圧が印加されると、当該印加された電圧がアンテナコイル１０２（図１）に漏れ込むことを整流器２０１によって防止しながら、当該電圧を出力電圧端子ＶＴsup を介して後段の回路に供給する。一方、電源回路１０３Ｂでは、リモートモード時、アンテナコイル接続端子ＣＭ及びＣＰに電圧が印加されると、当該電圧がコンタクト側電源端子ＶＤＤに印加されることになるが、その際、コンタクト側グランド端子ＶＳＳは非導通状態であるため、複合ＩＣカード１０１の動作に影響を与えることはなく、また仮にコンタクト側電源端子ＶＤＤと短絡しても、ダイオード素子Ｄ１１によって逆流を防止する。
【００６４】
（３）クロック発生回路の構成
クロック発生回路１０６は、アンテナコイル１０２（図１）によって受信した電磁波をキャリア抽出回路２１０に入力すると共に、レベルシフト回路１４０から供給されるコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫをモニタ２１１Ａ及び排他的論理和回路２１２に入力する。キャリア抽出回路２１０は、この電磁波に基づいてリモート側クロック信号ＲＣＬＫ１を生成し、これを分周器２１３に送出する。分周器２１３は、リモート側クロック信号ＲＣＬＫ１を２分周し、その結果得られるリモート側クロック信号ＲＣＬＫ２を排他的論理和回路２１２及びモニタ２１１Ｂに送出する。
【００６５】
排他的論理和回路２１２は、リモート側クロック信号ＲＣＬＫ２とコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫとの排他的論理和をとってこれらを合成し、その結果得られるマスタークロック信号ＭＣＬＫを後段の回路に出力すると共に、モニタ２１１Ｃに送出する。
【００６６】
このときリモート側クロック信号ＲＣＬＫ１は、複合ＩＣカード１０１がアンテナコイル１０２によって電磁波を受信していない場合には、論理レベル「Ｈ」又は「Ｌ」のいずれかに固定されるようになされている。同様にコンタクト側クロック信号ＣＣＬＫは、コンタクト側クロック端子ＣＬＫからクロック信号が入力されていない場合には、論理レベル「Ｈ」又は「Ｌ」のいずれかに固定されるようになされている。
【００６７】
かくして排他的論理和回路２１２は、リモートモード時には、リモート側クロック信号ＲＣＬＫ２をそのままマスタークロック信号ＭＣＬＫとして出力するのに対して、コンタクトモード時には、コンタクト側クロック信号ＣＣＬＫをそのままマスタークロック信号ＭＣＬＫとして外部に出力するようになされている。これにより複合ＩＣカード１０１では、図１２に示す複合ＩＣカード１のように、クロック発生器１６のような切換スイッチを設ける必要がないことから、ハードウェア構成を簡易化することができる。
【００６８】
さらにクロック発生回路１０６では、コンタクト側クロック信号ＣＣＬＫをモニタ２１１Ａによって監視すると共に、リモート側クロック信号ＲＣＬＫ２をモニタ２１１Ｂによって監視すると共に、マスタークロック信号ＭＣＬＫをモニタ２１１Ｃによって監視し、それぞれの監視結果をクロック異常検出回路２１４に送出する。
【００６９】
クロック異常検出回路２１４は、これらの監視結果に基づいて、コンタクト側クロック信号ＣＣＬＫとリモート側クロック信号ＲＣＬＫ２とのいずれか一方が、時間遅れを除いてマスタークロック信号ＭＣＬＫと同一であるか否かを判断する。その結果、クロック異常検出回路２１４は、いずれか一方のクロック信号と同一でないと判断した場合には論理レベル「Ｈ」のマスタークロックリセット信号ＭＲＳＴを生成し、これをロジック回路１１２のＣＰＵ１２０に送出してＣＰＵ１２０の動作を停止させる一方、同一であると判断した場合には論理レベル「Ｌ」のマスタークロックリセット信号ＭＲＳＴを生成し、これをロジック回路１１２のＣＰＵ１２０に送出してＣＰＵ１２０を動作させ、誤動作を防止する。
【００７０】
（４）動作及び効果
以上の構成において、電源回路１０３は、コンタクト側電源端子ＶＤＤを介して供給される直流電流のアンテナコイル接続端子ＣＰへの逆流を整流器２０１の特性を利用して防止することにより、従来の電源回路３のようにコンタクト側電源端子ＶＤＤを介して供給される直流電流のアンテナコイル接続端子ＣＰへの逆流を防止する回路を別途設ける必要がない分、構成を簡易化し得ると共にリーク電流を低減する。このように複合ＩＣカード１０１は、電源回路１０３において発生するリーク電流を低減することにより、高集積度を可能にするＣＭＯＳのプロセスを用いてＩＣ化することができ、これにより装置の大きさを小型化し得る。
【００７１】
ところで電源回路１０３Ａでは、整流器２０１の出力側とコンタクト側電源端子ＶＤＤとの間にスイッチＳＷ１を接続すると共に、コンタクト側電源端子ＶＤＤとグランドとの間にスイッチＳＷ２を接続し、制御回路２０２を用いてスイッチＳＷ１の入力側及び出力側の電圧をそれぞれ検出し、当該検出結果に基づいてスイッチＳＷ１及びＳＷ２の開閉動作を制御することにより、リモートモード時にはスイッチＳＷ１を非導通状態にすると共にスイッチＳＷ２を導通状態にすることから、コンタクト側電源端子ＶＤＤにノイズ電圧が印加されても、当該ノイズ電圧がグランドに流れ込む。従って制御回路２０２は、スイッチＳＷ１の入力側及び出力側の電圧を正確に検出することができ、スイッチＳＷ１及びＳＷ２を誤動作させることを防止することができる。
【００７２】
以上の構成によれば、コンタクト側電源端子ＶＤＤを介して供給される直流電流のアンテナコイル接続端子ＣＰへの逆流を整流器２０１を用いて防止することにより、従来の電源回路３のように逆流を防止する回路を別途設ける必要がない分、構成を簡易化することができると共にリーク電流を低減することができ、かくして消費電力の増大を抑えながら複合ＩＣカード１０１の小型化を図ることができる。
【００７３】
（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、図３に示すように、スイッチＳＷ１をコンタクト側電源端子ＶＤＤ及び整流器２０１間に挿入した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図３との対応部分に同一符号を付して示す図８に示すように、ダイオード素子Ｄ２０をコンタクト側電源端子ＶＤＤ及び整流器２０１間に挿入することによって電源回路２２０を構成しても良い。
【００７４】
また上述の実施の形態においては、図５に示すように、ダイオード素子Ｄ１１をグランドとコンタクト側グランド端子ＶＳＳとの間に挿入した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５との対応部分に同一符号を付して示す図９に示すように、スイッチＳＷ１０をグランドとコンタクト側グランド端子ＶＳＳとの間に挿入することによって電源回路２２１を構成しても良い。
【００７５】
さらに上述の実施の形態においては、コンタクト側電源端子ＶＤＤ及び整流器２０１間、又はグランド及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳ間に逆流防止用の回路を挿入した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図３及び図５の対応部分に同一符号を付して示す図１０に示すように、コンタクト側電源端子ＶＤＤ及び整流器２０１間並びにグランド及びコンタクト側グランド端子ＶＳＳ間を直接接続することによって電源回路２２２を構成しても良い。この場合にも、コンタクトモード時、コンタクト側電源端子ＶＤＤからアンテナコイル接続端子ＣＰに向けて電流が逆流することを整流器２０１によって防止し得る。
【００７６】
さらに上述の実施の形態においては、整流器２０１としてダイオード素子Ｄ１０を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図１１（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、単数又は複数のダイオード素子とコンデンサを組み合わせることによって整流器を構成しても良い。
【００７７】
さらに上述の実施の形態においては、本発明をセキュリティシステムの複合ＩＣカード１０１に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば駅の改札機や電子マネーシステムで用いられる複合ＩＣカードのように、この他種々のシステムで用いられる複合ＩＣカードに本発明を広く適用し得る。
【００７８】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、整流手段を用いて第２の入力端を介して供給される直流電流の第１の入力端への逆流を防止することにより、従来のように第２の入力端を介して供給される直流電流の第１の入力端への逆流を防止する手段を別途設ける必要がない分、構成を簡易化することができると共に無駄な消費電流を低減することができ、かくして消費電力の増大を抑えながら装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複合ＩＣカードの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】ロジック回路の構成を示すブロック図である。
【図３】電源回路の基本構成を示す接続図である。
【図４】複合ＩＣカードに実装される電源回路の構成を示す接続図である。
【図５】電源回路の基本構成を示す接続図である。
【図６】複合ＩＣカードに実装される電源回路の構成を示す接続図である。
【図７】クロック発生回路の構成を示すブロック図である。
【図８】他の実施の形態の電源回路の構成を示す接続図である。
【図９】他の実施の形態の電源回路の構成を示す接続図である。
【図１０】他の実施の形態の電源回路の構成を示す接続図である。
【図１１】他の実施の形態の整流器の構成を示す接続図である。
【図１２】従来の複合ＩＣカードの構成を示すブロック図である。
【図１３】フローティング型ダイオード素子の構造を示す略線図である。
【図１４】フローティング型ダイオード素子を用いた逆流防止回路を示す接続図である。
【図１５】従来の電源回路の構成を示す接続図である。
【図１６】ＭＯＳトランジスタを用いた逆流防止回路を示す接続図である。
【図１７】リーク電流発生の原理を示す略線図である。
【図１８】従来の電源回路の構成を示す接続図である。
【符号の説明】
１、１０１……複合ＩＣカード、３、１０３……電源回路、１０６……クロック発生回路、１１２……ロジック回路、２０１……整流器、２０２……制御回路、ＳＷ……スイッチ、Ｄ……ダイオード素子。
【図１】
0003922501.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003922501.tif 000004
【図４】
0003922501.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003922501.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003922501.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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