(57)【要約】  スマートカード102は、スマートカード102の接触モードにおいてスマートカードに電力を供給するための外部電源への電気接続のための接触パッドと、スマートカード102の非接触モードにおいてスマートカード102に電力を供給するための非接触電力回収システム108、126と、接触パッドまたは非接触電力回収システム108、126から供給される電力を受け取り管理するためのスマートカード102に搭載された主回路と、を備え、主回路は、スマートカードに必要な機能を提供するために電力を必要とする構成要素を含み、主回路は、接触パッドを介して引き出される電流のレベルを制御するための電流制限回路Cを介して接触パッドに接続され、電流制限回路Cは積分器を含む。【選択図】図2
2020509502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スマートカードであって、
前記スマートカードの接触モードにおいて前記スマートカードに電力を供給するための外部電源に電気的に接続するための接触パッドと、
前記スマートカードの非接触モードにおいて前記スマートカードに電力を供給するための非接触電力回収システムと、
前記スマートカードに搭載され、前記接触パッドまたは前記非接触電力回収システムから供給される電力を受け取り、管理する主回路と、を備え、
前記主回路は、前記スマートカードに必要な機能を提供するために電力を必要とする構成要素を含み、
前記主回路は、前記接触パッドを介して引き出される電流のレベルを制御するための電流制限回路を介して前記接触パッドに接続されており、前記電流制限回路は積分器を含む、スマートカード。
【請求項２】
前記積分器は、オペアンプ、ＭＯＳＦＥＴまたはＪＦＥＴを使用して実装される、請求項1に記載のスマートカード。
【請求項３】
前記主回路および前記電流制限回路は、厚さが０．８４ｍｍ未満のスマートカード本体内に収容されるべく、高さが０．８４ｍｍ未満の部品からなる、請求項１または２に記載のスマートカード。
【請求項４】
前記積分器回路は、着実に上昇する出力電圧を生成することにより突入電流を制御して、前記カードが接続されるべき端末またはリーダの最大電流によって定義される許容電流内に電流を制限する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項５】
前記積分器回路は、そのソース端子が前記外部電源の高電圧端子に接続するための前記接触パッドの高電圧端子に接続されるとともに、そのゲートがフィードバック抵抗を介して、前記外部電源の低電圧端子に接続するための前記接触パッドの低電圧端子に接続されるように構成された電界効果トランジスタと、前記ゲートと前記トランジスタのドレイン端子との間に接続されたフィードバックコンデンサと、前記スマートカードに搭載された前記主回路に電圧を供給する前記ドレイン端子と、を使用する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項６】
前記フィードバックコンデンサは、前記トランジスタの内部容量を支配するべく、より大きな容量を有する、請求項５に記載のスマートカード。
【請求項７】
ターンオン時の電流のスパイクを除去するために、前記トランジスタの内部容量を支配するべく、前記トランジスタの前記ソース端子と前記ゲート端子との間に接続されたコンデンサを備えている、請求項５または６に記載のスマートカード。
【請求項８】
前記トランジスタの前記ソース端子と前記ゲート端子との間に接続された前記コンデンサの静電容量と、前記フィードバックコンデンサの静電容量とは、初期ゲートソース電圧がターンオン閾値電圧を超えて上昇しないように選択される、請求項７に記載のスマートカード。
【請求項９】
前記スマートカードに搭載された前記主回路は、非接触電力採取中にエネルギーを蓄積するために、主電圧レール間に静電容量を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１０】
前記スマートカードに搭載された前記主回路は、前記スマートカードのユーザから生体認証データを取得するための生体認証センサと、前記スマートカード上の他の構成要素の動作を制御する制御システムと、および／またはソフトウェアおよび／またはデータを格納するためのメモリデバイスと、を含む、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１１】
前記電子カードの許可ユーザを識別するための前記スマートカード上の生体認証センサを含み、前記スマートカードは、前記生体認証センサが許可ユーザの表示を提供する場合にのみ完全に動作するように構成されている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１２】
前記スマートカードは、アクセスカード、クレジットカード、デビットカード、プリペイドカード、ロイヤルティカード、および／または身分証明書である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１３】
前記スマートカードは、ＡＴＭ機械と相互作用するための金融カードである、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１４】
前記電流制限回路は、前記接触パッドを介して引き出される電流を最大４３ｍＡに制限するように構成されている、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１５】
前記スマートカードは、８５．４７ｍｍ〜８５．７２ｍｍの間の幅、５３．９２ｍｍ〜５４．０３ｍｍの間の高さ、および０．８４ｍｍ未満の厚さを有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のスマートカード。
【請求項１６】
スマートカードの製造方法であって、
スマートカードの接触モードにおいて前記スマートカードに電力を供給するための外部電源への電気接続用の接触パッドを提供することと、
前記スマートカードの非接触モードにおいて前記スマートカードに電力を供給するための非接触電力回収システムを提供することと、
前記接触パッドまたは前記非接触電力回収システムから供給される電力を受け取り、管理するための、前記スマートカードに搭載された主回路を提供することと、を含み、
前記主回路は、前記スマートカードに必要な機能を提供するために電力を必要とする構成要素を含み、
前記主回路は、前記接触パッドを介して引き出される電流のレベルを制御するための電流制限回路を介して前記接触パッドに接続され、前記電流制限回路は積分器を含む、スマートカードの製造方法。
【請求項１７】
請求項２乃至１５のいずれか一項に記載の特徴を前記スマートカードに提供することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記スマートカードが使用される前記外部電源に基づいて、前記電流制限回路の構成要素を選択することを含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートカードおよびスマートカードを製造するための対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートカードは、例えば、RFIDなどの非接触技術を介して、データを保存したり、ユーザや外部デバイスとやり取りしたりできる電子カードである。これらのカードは、センサとやり取りして情報をやり取りし、アクセスを許可したり、トランザクションを許可したりすることができる。スマートカードには、例えば、アクセスカード、クレジットカード、デビットカード、プリペイドカード、ロイヤルティカード、IDカードなどが含まれる。
【０００３】
これらのスマートカードの既知の機能は、通常は端末またはカードリーダデバイスの対応する電気接点に接続できる接触パッドである。接触パッドとの電気接続は、データの通信に使用でき、スマートカードの内部回路への給電にも使用できる。したがって、クレジットカードやデビットカードなどの金融タイプのスマートカードは、ATM端末から電流を引き出して内部ロジックに電力を供給するように設計されている。これにより、スマートカード内の回路がATM端末回路（または同等の代替カードリーダ）と互換性を持ち、内部要件を満たすためにスマートカードが接触パッドを介して電力を引き出しできるようにする必要が生じる。
【０００４】
そのようなスマートカードのさらに知られている特徴は、RFID技術などを介して適切なカードリーダと非接触で通信できることである。このタイプの非接触通信は、近距離無線通信（Near Field Communication：NFC）とも呼ばれる。典型的な構造では、電力供給されたRFIDリーダはアンテナを介して信号を送信する。この信号は、同調コイルとコンデンサを備えたRFIDデバイスのアンテナで受信され、RFIDチップに渡される。受信信号はブリッジ整流器によって整流され、整流器のDC出力は、チップからのメッセージングを制御する制御論理回路に提供される。したがって、リーダからの信号は回路に電力を供給し、データをスマートカードからカードリーダに送信できる後方散乱通信を可能にする。さまざまな標準システムが存在する。NXP Semiconductors製のMIFARE（登録商標）およびDESFire（登録商標）システムの場合、信号は通常13．56 MHzであるが、HID Global Corp．製の低周波数PROX（登録商標）製品の場合は125 kHzになる場合がある。
【０００５】
追加機能を提供するため、および／または機能を増やすために、スマートカード上の構成要素の量を増やす傾向がある。その結果、スマートカードは、より複雑な電力特性を備えているだけでなく、電力レベルを高める必要がある。この一例は、ますます広く使用されるようになっており、典型的には搭載された生体認証センサに電力を必要とする生体認証スマートカードに関連している。カードが接触通信と非接触通信の両方を処理できる場合、状況はさらに複雑になる。スマートカードの回路は、非接触電力採取時と、接触パッドを介したカードの端末への物理的接続時との両方において、より高いレベルの電力を供給できる必要がある。スマートカードと接触パッドに結合された電力源との間の相互作用も管理しながら、電力採取のための十分に高い電力回路を実装することには困難があり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第1の態様から見ると、本発明は、スマートカードの接触モードにおいてスマートカードに電力を供給するための外部電源に電気的に接続するための接触パッドと、スマートカードの非接触モードにおいてスマートカードに電力を供給するための非接触電力回収システムと、接触パッドまたは非接触電力回収システムから供給される電力を受け取り、管理するための、スマートカードに搭載された主回路と、を備え、主回路は、スマートカードに必要な機能を提供するために電力を必要とする構成要素を含み、主回路は、接触パッドを介して引き出される電流のレベルを制御するための電流制限回路を介して接触パッドに接続され、電流制限回路は積分器を含む、スマートカードを提供する。
【０００７】
接触モードと非接触モードの両方の動作モードを組み合わせたスマートカードでは、通常、2つの主電圧レール間に大きな静電容量があり、および／または望ましくない大きな電流引き込みの可能性をもたらす回路の他の機能が存在する可能性がある。接触電力モードにおいて、スマートカードは、ATM端末などのカードリーダ内に通常ある外部電源に物理的に接続される。スマートカードが接触パッドを介して過大に電流を引き込む場合、端末またはリーダは防衛措置を取り、シャットダウンまたはカードスロットからの電源切断など、いくつかのことのいずれかを実行する場合がある。したがって、電流制限回路の使用は、望ましくない高い突入電流を回避することにより、カードが接触スマートカードソケットに差し込まれた場合の潜在的な問題に対処する。
【０００８】
また、積分器を使用して電流制限回路を実装することも重要である。積分器を使用して電流制限回路を実装することは、厚さがISO規格により0．84 mm以下に制限されているバンクカードタイプのスマートカードなど、通常のスマートカードの制限された厚さ内に収容できる構成要素を使用して適切な電流制限回路を実装できるため、スマートカードに大きな利点がある。例えば、適切な積分器は、スマートカード本体に収まるように十分に制限された構成要素の高さで利用可能なMOSFETまたはJFETトランジスタを使用して実装できる。積分器の使用は、カレントミラー回路やバイポーラトランジスタで実装された他の回路など、他の電流制限回路とは対照的である。このような回路は、バイポーラトランジスタとは異なり、十分に正確に一致するターンオン電圧で製造できないため、MOSFETやJFET構成要素などの電界効果トランジスタを使用できない。現時点では、十分に薄いバイポーラトランジスタは利用できないため、これらの代替の電流制限構造は、厚さが制限されたスマートカードに効果的に使用することができない。したがって、第1の態様のスマートカードは、より大きなバイポーラトランジスタの必要性を回避するとともに、より薄いトランジスタまたはバイポーラトランジスタの代わりに使用されるオペアンプなどの代替構成要素を可能にすることにより、電流制限回路がより薄いプロファイルを有することを可能にするために積分器を利用する。
【０００９】
積分器回路は、着実に上昇する出力電圧を生成することにより、突入電流を制御する。外部ソース（ATM端末など）からの電圧が接触パッドに印加されると、積分器の入力電圧ステップとなり、出力電圧が着実に上昇する。入力電圧と同じ電圧に達するまで電圧が上昇し、このプロセス全体で、外部電源の許容電流内に収まるように、つまり、カードが使用中に接続される端末またはリーダの制限に基づいて、電流が制限される。このような積分器回路は、例えば、オペアンプまたは電界効果トランジスタなどのゲイン要素を使用して実装できる。
【００１０】
一例において、積分器回路は、そのソース端子が外部電源からの高電圧端子に接続されるように構成された接触パッドの高電圧端子に接続されるとともに、そのゲートがフィードバック抵抗を介して、外部電源の低電圧端子（例えば、接地）に接続されるように構成された接触パッドの低電圧端子に接続されるように構成された電界効果トランジスタと、ゲートとトランジスタのドレイン端子との間に接続されたフィードバックコンデンサと、スマートカードに搭載された主回路に電圧を供給するドレイン端子と、を使用する。したがって、ドレイン端子は、スマートカードに搭載された主回路の高電圧レールに、ダイオードを介して接続され得る。この積分器は、非常に薄くでき、したがってスマートカードの限られた厚さ内に簡単に収容できるMOSFETまたはJFET構成要素を使用して効果的に実装できる。例示的な実施形態では、フィードバックコンデンサとフィードバック抵抗は、フィードバックコンデンサの電流をフィードバック抵抗の電流と等しく維持し、スマートカードが接続される端末に適したレベルに電流を制限する適切な負のフィードバック機構を生成するために選択される。フィードバックコンデンサは、内部容量の変動の影響を最小限に抑えるために、トランジスタの内部容量よりも大きな容量を持っている。フィードバックコンデンサの存在により、トランジスタでのゲインの変動の影響も最小限に抑えられる。ターンオン時の電流のスパイクを除去するために、トランジスタのソース端子とゲート端子との間にコンデンサが接続されていてもよい。
【００１１】
スマートカードに搭載されている主回路には、上記のように大きな静電容量を含み得る。したがって、スマートカードに搭載された主回路は、非接触電力採取中にエネルギーを保存するために、主電圧レール間にコンデンサを含み得る。これは、普通ならコンデンサが大きな突入電流をもたらすので、上記の電流制限回路の必要性につながり得る特徴であることが理解されよう。一実装例では、接触パッドおよび非接触電源システムからスマートカードに搭載されている主回路への接続は、逆電流から電源を分離するためにダイオードを介して行われる。非接触モード電力の大きな容量は、ダイオードによって接触モード電力から分離されていてもよい。好ましい実施形態では、電源はスイッチングレギュレータ回路を駆動し、スイッチャ効率のために大きなコンデンサを必要とするのはこの回路である。
【００１２】
主回路は、非接触電力回収システム用のアンテナを含んでもよい。アンテナは整流器に接続され得る。非接触電力回収システムは、RFIDリーダから電力を回収するように配置されたRFIDデバイスの形をとってもよい。この場合、RFID装置は、好ましくは、近接集積回路カード（proximity integrated circuit card：PICC）であり、RFIDリーダは、好ましくは、近接結合装置（proximity coupling device：PCD）である。PICCおよびPCDは、国際規格ISO／IEC 14443に規定されている定義に準拠する場合がある。いくつかの例では、国際公開第2016／055663号パンフレットに記載されているように、電力採取を実行してもよい。
【００１３】
スマートカードに搭載された主回路は、スマートカードのユーザから生体認証データを取得するための生体認証センサと、スマートカード上の他の構成要素の動作を制御する制御システムと、および／またはソフトウェアおよび／またはデータを格納するためのメモリデバイスと、のうちの1つ以上を含み得る。生体認証センサは、許可ユーザのみがスマートカードの機能にアクセスできるように、ユーザの身元を確認するためのものである。この場合、制御システムは、スマートカードの少なくともいくつかの機能へのアクセスを制限し、登録された許可ユーザの生体認証データに対応する生体認証データを受信する生体認証センサに応答して、そのような機能へのアクセスを許可するように構成することができる。メモリデバイスは、通常スマートカードに適用される個人化データなど、カードの機能に関連するデータを保存する場合がある。これには口座番号などが含まれる場合がある。メモリデバイスは、許可ユーザを識別する際に使用するための生体認証データを保存してもよい。メモリデバイスは、単一のメモリまたは異なる目的のためのいくつかの別個のメモリを含み得ることに留意されたい。同様に、制御システムは、スマートカードに必要なすべての制御機能を提供する単一の制御システムでも、個別のソフトウェアモジュールや個別のハードウェアを使用してさまざまなサブシステムに分割することもできる。
【００１４】
電子カードの許可ユーザの識別のために、生体認証センサをスマートカード上に提供してもよい。スマートカードは、生体認証センサが許可ユーザの表示を提供する場合にのみ、完全に動作可能になるように構成されてもよい。スマートカードには、許可ユーザのみがアクセスできる安全な機能があり、生体認証センサが許可ユーザを識別する方法を提供する。
【００１５】
生体認証センサは、ユーザから生体認証データを取得するための任意の適切なタイプの生体認証センサであってもよい。一例では、生体認証センサはEKGセンサである。代替的または追加的に、スマートカードは指紋センサの形態の生体認証センサを含んでもよい。これは、例えば、静電容量型指紋エリアセンサである。
【００１６】
本明細書で説明される指紋センサは、指だけでなく親指を含む任意の指のスキャンを行うことができることが理解されよう。この分野では、親指／親指の指紋を容易に置き換えることができると理解されている場合、主に「指」および「指紋」を指すのが一般的である。したがって、ここで指紋センサを参照し、指紋スキャン／データを取得する場合は、指の代わりに親指を使用することも含まれるものと見なされる。
【００１７】
制御システムは、指紋照合アルゴリズムを実行するための指紋プロセッサと、登録された指紋の指紋データを保存するためのメモリを含んでもよい。スマートカードの制御システムは複数のプロセッサを含むことができ、指紋プロセッサは指紋センサに関連付けられた別個のプロセッサであり得る。制御システムの他のプロセッサおよび／またはスマートカード上の他のプロセッサは、他のデバイスとの通信（非接触技術など）、受信機／送信機の起動と制御、金融取引などのセキュリティ要素の起動と制御など、スマートカードの基本機能を制御する制御プロセッサを含み得る。さまざまなプロセッサは、個別のハードウェア要素で具体化されるか、場合によっては個別のソフトウェアモジュールで単一のハードウェア要素に結合される。
【００１８】
スマートカードは、例えば、アクセスカード、クレジットカード、デビットカード、プリペイドカード、ロイヤルティカード、身分証明書などの任意のタイプのスマートカードであり得る。一例では、スマートカードはATM機械とやり取りするための金融カードであり、このため、スマートカードは、ATM機械内の対応する接触パッドの構成に基づいて設定される標準サイズや形状、接触パッドの配置など、そのような金融カードで知られている機能を備えていてもよい。この場合、電流制限回路は、ATM機械の最大許容電流を超えないように設計することができ、例えば、電流制限回路は、接触パッドを介して流れる電流を最大43mAに制限するように構成され得る。ISO規格で規定されているように、ATM端末でのスマートカードの一般的な電流制限は55mAであり、カード／端末の他の側面では12mAが必要である。したがって、回路は、接触パッドを介した電流を43mAに制限する。スマートカードは、指紋認証可能なRFIDカードであってもよい。
【００１９】
スマートカードは、単一目的のスマートカード、すなわち、単一の外部システムまたはネットワークと相互作用するための、または単一タイプの外部システムまたはネットワークと相互作用するためのスマートカードであり得、スマートカードはその他の目的を持たない。
【００２０】
スマートカードは、好ましくは、85．47mm〜85．72mmの幅、および53．92mm〜54．03mmの高さを有する。スマートカードは、0．84mm未満、好ましくは約0．76mm（例えば、±0．08mm）の厚さを有し得る。より一般的には、スマートカードは、スマートカードの仕様であるISO 7816に準拠している。
【００２１】
スマートカードは、RFIDまたはNFC通信を使用してスマートカードと非接触カードリーダとの間でデータを送信するなど、ワイヤレス通信およびワイヤレス電力採取が可能である。通常、無線通信は非接触電力採取と同じシステムを使用するが、最も一般的なのは後方散乱通信によるシステムである。スマートカードは、無線通信と、接触パッドを介した有線通信との両方が可能である。
【００２２】
第2の態様から見ると、本発明はスマートカードの接触モードにおいてスマートカードに電力を供給するための外部装置への電気接続用の接触パッドを提供することと、スマートカードの非接触モードにおいてスマートカードに電力を供給するための非接触電力回収システムを提供することと、接触パッドまたは非接触電力回収システムから供給される電力を受け取り、管理するための、スマートカードに搭載された主回路を提供することと、を含み、主回路は、スマートカードに必要な機能を提供するために電力を必要とする構成要素を含み、主回路は、接触パッドを介して引き出される電流のレベルを制御するための電流制限回路を介して接触パッドに接続され、電流制限回路は積分器を含む、スマートカードの製造方法、を提供する。
【００２３】
この方法は、第1の態様に関連して上述した特徴を提供することを含み得る。この方法は、外部電源の特性に基づいて、すなわち、スマートカードが使用される端末またはカードリーダの電流制限に基づいて、例えば、コンタクトパッドの電流制限に基づいたフィードバックコンデンサおよび／またはフィードバック抵抗を選択することにより、電流制限回路の構成要素を選択することを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
ここで、本発明の特定の好ましい実施形態を、単なる例として、添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
【図１】接触パッドによって提供される電力に適合できるスマートカードの回路を示す。
【図２】スマートカードの接触パッドに接続するための電流制限回路を含むスマートカードの回路の一部を示す。
【図３】外部ハウジングを備えたスマートカードの例を示す。
【図４】積層型スマートカードの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
例として、本発明は、非接触技術を含み、カードリーダから採取された電力を使用する指紋認証スマートカードの文脈で説明される。図2の電流制限回路の利点は、生体認証センサなしのスマートカードにも適用できることが理解されよう。
【００２６】
図1は、例えばAまたはBでの電力線への適切な電気接続を介して接触パッドから電力を供給できる例示的な非接触スマートカード102の構造を示す。電流制限回路を介した接触パッドへの接続の追加により、図1のスマートカード102は、非接触電力回収または接触ベースの電源供給のいずれかによって動作できる。図2は、電流制限回路Cを含むスマートカード102の別のわずかに簡略化された構造を示している。この回路Cは、必要な接触パッド接続を提供するために図1の主回路に結合できる。図2に示される電流制限回路Cおよびスマートカード102は、以下により詳細に説明される。
【００２７】
これから、スマートカード102の非接触電力回収システムおよび他の可能な特徴を、図1を参照して説明する。スマートカード102は、アンテナ106を介して信号を送信する給電式カードリーダ104とともに使用されるように構成される。NXP Semiconductors製のMIFARE（登録商標）およびDESFire（登録商標）システムの場合、信号は通常13．56 MHzであるが、HID Global Corp．製の低周波数PROX（登録商標）製品の場合は125 kHzになる場合がある。この信号は、調整されたコイルとコンデンサとを含むスマートカード102のアンテナ108によって受信され、通信チップ110に渡される。受信信号は、ブリッジ整流器112によって整流され、整流器112のDC出力は、通信チップ110からのメッセージングを制御するプロセッサ114に提供される。
【００２８】
プロセッサ114から出力される制御信号は、アンテナ108に接続された電界効果トランジスタ116を制御する。トランジスタ116をオンおよびオフに切り替えることにより、信号をスマートカード102によって送信し、センサ104内の適切な制御回路118によってデコードすることができる。このタイプの信号伝達は後方散乱変調として知られており、センサ104がリターンメッセージをそれ自体に送るために使用されるという事実によって特徴付けられる。
【００２９】
オプション機能である加速度計16は、適切な方法でプロセッサ114に接続されている。加速度計16は、米国ニューヨーク州イサカのKionix，Inc．により提供される3軸デジタル加速度計とすることができ、この例では、Kionix KXCJB−1041加速度計である。加速度計は、カードの動きを感知し、プロセッサ114に出力信号を提供し、プロセッサ114は、以下で説明するように、カード上の必要な動作モードに関連する動きを検出および識別するように構成される。加速度計16は、電力が給電式カードリーダ104から採取されているとき、または接触パッドを介した電力供給中にのみ使用されてもよい。
【００３０】
スマートカードは、指紋プロセッサ128および指紋センサ130を含む指紋認証エンジン120をさらに含む。これにより、指紋認証による登録と承認とが可能になる。指紋プロセッサ128と、通信チップ110を制御するプロセッサ114とは、共にデバイスの制御システムを形成する。2つのプロセッサは、実際には同じハードウェア上のソフトウェアモジュールとして実装できるが、別個のハードウェアを使用することもできる。加速度計16（存在する場合）の場合と同様に、指紋センサ130は、電力が給電式カードリーダ104から収集されるとき、または接触パッドを介した電力供給中にのみ使用されてもよい。
【００３１】
アンテナ108は、カードリーダ104からRF信号を受信するように同調された誘導コイルとコンデンサとを含む同調回路を含む。センサ104によって生成された励起場にさらされると、アンテナ108の両端に電圧が誘導される。
【００３２】
アンテナ108は、アンテナ108の各端部に1本ずつの第1および第2の端部出力線122、124を有する。アンテナ108の出力線は指紋認証エンジン120に接続され、指紋認証エンジン120に電力を提供する。この構成では、整流器126が、アンテナ108によって受信されたAC電圧を整流するために提供される。整流されたDC電圧は、平滑コンデンサを使用して平滑化され、指紋認証エンジン120に供給される。
【００３３】
図2は、電源および調整システムに焦点を合わせたスマートカード102の広く類似した構造を示し、特に電流制限回路Cを含み、電流制限回路Cは、上記のようにポイントAまたはBで図1の主回路に接続することもできる。図2の主回路は、非接触電力を供給するためのアンテナ108を有しており、非接触電力は、回路の2つのレールの両端のコンデンサ206を使用して既知の方法で採取される。主回路は、スマートカード用の制御システム220を備えている。この制御システムは、図1のスマートカード102と同じ機能を組み込むことができ、したがって、通信チップ110、プロセッサ114、および指紋認証エンジン120と同等の構成要素を含み得る。
【００３４】
図2の電流制限回路Cは、トランジスタ204、フィードバック抵抗202およびフィードバックコンデンサ203を使用して積分器を形成する。ターンオン電流を制限するために、別のコンデンサ201が使用される。接触パッドからの入力電圧は、トランジスタ204のソース端子に接続され、トランジスタ204のゲートは、フィードバック抵抗202を介して低電圧端子に（すなわち、接地に）接続され、フィードバックコンデンサ203は、トランジスタ204のゲートおよびドレイン端子に接続されている。ドレイン端子はまた、スマートカード102の主回路に出力電圧を提供しており、ダイオード205を介して高電圧レールに接続されている。積分器は、着実に上昇する出力電圧を生成し、それによってダイオード205の突入電流を制御し、したがって、端子電圧供給からの突入電流も制御する。回路Cは、MOSFET構成要素で適切に機能する。
【００３５】
電力が最初に印加されると、トランジスタ204はバイアスがオフになり、ごくわずかな電流が端末からスマートカードの主回路に流れるようになる。トランジスタ204のゲートからソースへの電圧バイアスは、印加された端子電圧にコンデンサ201および203によって形成される分圧器を掛けることにより最初に上昇する。
【００３６】
電圧ステップは、トランジスタ204をオフに保つために、閾値電圧未満になるように設計されている。電圧ステップの後、抵抗202に流れる電流がゲートの容量を充電するため、ゲート−ソース電圧は増加し続ける。電圧はすぐにターンオン閾値に達し、トランジスタ204が導通し始める。トランジスタ204のドレインの出力電圧は、フィードバック抵抗202の電流をキャンセルするべく、フィードバックコンデンサ203に十分な電流を流す速度で上昇し始め、それによりゲート電圧を一定に保つ。フィードバックコンデンサ203の電流をフィードバック抵抗202の電流と等しく保つように作用する負帰還機構がある。当業者はそのような機構に精通しているであろう。ゲート電圧は一定のままなので、コンデンサ203とトランジスタの内部ゲートドレイン容量とを除いて、ゲートに取り付けられた他のコンデンサには電流が流れないことに留意されたい。この局面の間、回路の出力電圧は一定の割合で上昇し続ける。しばらくすると、出力電圧は端子電圧に達してから上昇を停止する。この時点で、フィードバックコンデンサ203の電流はゼロまで低下する。次に、抵抗202によってゲート電圧がゼロに引き下げられ、トランジスタ204が完全にオンになる。
【００３７】
回路設計には追加の考慮事項がある。特定の条件下では、ゲイン要素トランジスタ204が過渡的にオンになり、短時間の大きな電流スパイクが発生する場合がある。端子電圧が印加されると、高ゲイン要素入力に小さな電圧ステップが発生する。このステップは、フィードバックコンデンサ203と、端子電圧を掛けたゲイン要素入力容量によって形成される分圧器によるものである。このターンオンスパイクをなくすために、コンデンサ201が図示のようにゲイン要素入力端子に接続されている。このコンデンサ201の静電容量は、電圧ステップがターンオン閾値電圧よりも小さくなるように選択される。
【００３８】
電流制限回路Cは積分器である。端子電圧が印加されると、積分器への入力電圧ステップになる。これにより、積分器の出力電圧が正に増加（ramp）する。このことは、当業者に周知である。出力電圧増加により、スマートカード102の主回路のコンデンサ206に一定電流が流れる。電圧は、端子電圧に達し、トランジスタ204が完全にオンになるまで上昇し続ける。
【００３９】
フィードバックコンデンサ203により、回路はゲイン要素の変動の影響を受けない。フィードバックコンデンサ203は、内部容量変動の影響を最小限に抑えるために、トランジスタ204の内部ゲイン要素容量よりも大きくなるように選択される。高ゲイン要素のゲインの変動は、フィードバックコンデンサ203によるわずかな影響がある。したがって、この回路は、高ゲイン要素の特性の変化に対して比較的堅牢であり、これにより、ゲイン要素のタイプを選択する際の柔軟性が大きくなる。特に、MOSFETまたはJFETトランジスタは、電圧閾値またはゲインマッチングに関して性能が低いにもかかわらず使用できる。高性能のバイポーラトランジスタも使用できるが、現在の例では、サイズが小さい可能性があるため、MOSFETまたはJFETトランジスタが選択され、このことは、スマートカードのサイズと厚さの制限に関して利点がある。あるいは、オペアンプをゲイン要素として使用して、積分器回路を実装することもできる。
【００４０】
例示的なスマートカード102は、上述のように指紋センサ130を使用する。指紋センサ130は、図3に示されるようにカードハウジング134に取り付けられるか、図4に示されるように積層されたカード本体140から露出するように取り付けられるエリア指紋センサ130であってもよい。カードハウジング134または積層本体140は、図1または図2のすべての構成要素を収容し、従来のスマートカードと同様のサイズである。
【００４１】
指紋認証エンジン120は、指紋センサ130に提示された指または親指をスキャンし、プロセッサ128を使用して指または親指のスキャンされた指紋を事前に保存された指紋データと比較するように構成される。次に、スキャンされた指紋が事前に保存された指紋データと一致するかどうかが判断される。好ましい実施形態では、指紋画像をキャプチャし、カード102の所持者を認証するのに必要な時間は1秒未満である。
【００４２】
指紋の一致が判定されると、プロセッサはそのプログラミングに応じて適切なアクションを実行する。一例では、指紋認証プロセスを使用して、非接触カードリーダ104による、または接触パッドを介したスマートカード104の使用を認証する。したがって、通信チップ110は、指紋照合が行われたときに信号をカードリーダ104に送信することを許可され得る。通信チップ110は、従来の通信チップ110と同様に、後方散乱変調により信号を送信する。カードは、LED 136などの適切なインジケータを使用して、認可の成功を示すことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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