接觸/非接觸型混合ic卡、通信方法、程序以及通信系統的製作方法

2023-05-07 14:05:01

專利名稱：接觸/非接觸型混合ic卡、通信方法、程序以及通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及接觸/非接觸型混合IC卡、通信方法、程序以及通
信系統。
背景技術：
使用具有內置線圏天線和IC晶片的非接觸型IC卡的服務在日
常使用中正得到廣泛應用。當在主機裝置的讀寫器的上方簡單地持
有非接觸型IC卡時，即使非接觸型IC卡保持在錢包、IC卡套等內 部，非接觸型IC卡也能夠進行數據通信，因此非常方便。因此， 例如，將4吏用這種非*接觸型IC卡的IC卡系統應用於il"如電子貨幣 系統、運輸檢票口系統以及用於出入或註冊的安全系統的各種月良務。
除上述非接觸型IC卡之外，另一種類型的IC卡為具有接觸端 的4妄觸型IC卡。此外，為了減少用戶攜帶的IC卡的悽t量，正在開 髮結合接觸型IC卡和非接觸型IC卡功能的混合IC卡。例如，在 曰本未審查專利/>開第2000-322544號、日本專利第3838901號和曰本專利第3528899號中^/^開了這種混合IC卡。混合IC卡在一個 晶片上具有接觸接口和非接觸接口並包括用於切換來自其各個接 口的信號和電源的開關電路。
在曰本未審查專利/>開第2000-322544號中^^開的混合IC卡通 常執行非接觸通信，並且一旦檢測到將電源電壓提供給接觸端，就
切換開關電路以僅允許進行接觸通信。反之，在日本專利第3838901 號中公開的混合IC卡在檢測到由非接觸接口生成足夠的射頻(RF ) 電源時，將接觸通信功能立即切換成為非^接觸通信功能。此外，在 日本專利第3528899號中公開的混合IC卡通過結合接觸和非接觸 接口來實現接觸通信功能和非接觸通信功能之間的切換。
如上所述，在日本未審查專利7>開第2000-322544號、日本專 利第3838901號和日本專利第3528899號中/〉開的混合IC卡通過
與否、或者通過進一步包括外部時鐘信號來在接觸通信功能和非接 觸通信功能之間進行切換。

發明內容
最近，當使用IC卡服務功能時，為了提高IC卡的安全性，在 某些情況下需要輸入個人識別號(PIN)信息、生物信息等。在通 常情況下，當使用卡時，用戶將這種個人識別信息輸入至附接於非 接觸型讀寫器的輸入裝置。
然而，不能保證包括輸入裝置的非接觸型讀寫器在安全性方面 為真正可靠的裝置。例如，不能否"i人惡意的人竊取和洩漏輸入至非 接觸型讀寫器的用戶個人識別信息的可能性。具體地，在4吏用生物 認證的安全系統中，用戶將作為不可改變的個人信息的生物信息輸 入至安裝在商店、ATM等中的輸入裝置，但是不能保證輸入裝置是可靠的。如果將生物信息輸入至不可靠的輸入裝置，然後洩漏該信 息，則會出現需要永久否定生物信息的問題。
據此，如果可以利用混合IC卡的4妻觸通信功能將個人識別信 息從安全裝置輸入IC卡，則在確保非接觸通信功能的安全性的同
時，可以保證輸入的個人識別信息的安全性。
然而，在曰本未審查專利7>開第2000-322544號、曰本專利第 3838901號和日本專利第3528899號中^/^開的混合IC卡不論在卡中 的處理器的過去處理狀態如何，在接觸通信功能和非接觸通信功能 之間完全進行切換。例如，在經由接觸通信激活IC卡的內部狀態 之後，不保持激活狀態，而是在隨後的非接觸通信中進行復位，並 且通過新i殳置的狀態來執^f於非，接觸通信。以這種方式，在4艮據相關 技術的混合卡中，接觸通信功能和非接觸通信功能彼此獨立，並且 不保持通過接觸通信功能所獲得的信息並且沒有將該信息用於非 接觸通信功能。因此，例如，不能實現以下4妄觸通信功能和非4妄觸 通信功能的結合通過經由接觸通信將個人識別信息輸入卡來解鎖 在卡內鎖定的服務功能，然後經由非接觸通信使用該服務功能。
根據以上所述，期望提供新的和改進的接觸/非接觸型混合IC 卡、通信方法、程序以及通信系統，其能夠防止使用非接觸通信功 能時輸入的個人識別信息的竊取和洩漏。
根據本發明的實施例，提供了 一種接觸/非接觸型混合IC卡， 包括非接觸接口，通過天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行 通信；接觸接口 ，通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信； 存儲單元，在通過接觸接口進行的接觸通信才莫式期間存儲通過接觸 接口從接觸型讀寫器輸入的個人識別信息；以及控制單元，基於在
接觸通信模式期間存儲在存儲單元中的個人識別信息，解除通過非 接觸接口進行的非接觸通信模式中的指定功能的限制，並且在解除指定功能的限制的狀態下，將通信模式從接觸通信才莫式切換至非接 觸通信模式。
當通過非接觸接口從非接觸型讀寫器以非接觸方式沒有接收 到信號時，可以將與用在非接觸通信中的栽波的頻率基本相同的頻 率用作用於操作控制單元的時鐘頻率，並且當通過非接觸接口從非 接觸型讀寫器以非接觸方式接收到信號時，可以將該信號的載波頻 率用作用於操作控制單元的時鐘頻率。
存儲單元可以為易失性存儲器，並且響應於非接觸通信模式的 結束，可以擦除存儲在易失性存儲器中的個人識別信息。
接觸型讀寫器可以為可附接至接觸/非接觸型混合IC卡以及可 從接觸/非接觸型混合IC卡拆離的可攜式讀寫器。
在解除非接觸通信模式中的指定功能的限制之後，控制單元可 以根據通過接觸接口從接觸型讀寫器輸入的模式切換命令將通信 模式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式。
接觸端可以包括從接觸型讀寫器接收復位信號的復位端和從 接觸型讀寫器接收數據時鐘信號的時鐘端，並且一旦在檢測數據時 鍾信號時檢測到復位信號的變化，控制單元就可以將接觸/非接觸型
混合IC卡的通信模式設置為接觸通信模式。
個人識別信息可以為從》丈置在衝妄觸型讀寫器中的輸入單元所
輸入的PIN信息或生物信息。
根據本發明的另 一實施例，提供了 一種通過接觸/非接觸型混合 IC卡進行的通信方法，其中，該接觸/非接觸型混合IC卡包括通 過天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行通信的非接觸接口和通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信的接觸接口 ，該方
法包括以下步驟在通過接觸接口進行的接觸通信模式期間，將通 過接觸接口從接觸型讀寫器輸入的個人識別信息存儲在存儲單元 中；基於在接觸通信才莫式期間存儲在存儲單元中的個人識別信息， 接觸通過非接觸接口進行的非接觸通信才莫式中的指定功能的限制； 在解除指定功能的限制的狀態下，將通信^t式從接觸通信^f莫式切換 至非接觸通信模式；以及在非接觸通信模式期間通過非接觸接口以 非接觸方式將指定功能的數據與非接觸型讀寫器進行通信。
根據本發明的另一實施例，提供了一種程序，用於使接觸/非接 觸型混合IC卡的處理器實現以下方法，其中，該*接觸/非4妻觸型混 合IC卡包括通過天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行通信 的非接觸接口和通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信 的接觸接口，該方法包括以下步驟在通過接觸4妻口進行的接觸通 信模式期間，將通過接觸接口從接觸型讀寫器輸入的個人識別信息 存儲在存儲單元中；基於在接觸通信模式期間存儲在存儲單元中的 個人識別信息，接觸通過非接觸接口進行的非接觸通信才莫式中的指 定功能的限制；在解除指定功能的限制的狀態下，將通信模式從接 觸通信模式切換至非接觸通信模式；以及在非接觸通信模式期間通 過非接觸接口以非接觸方式將指定功能的數據與非接觸型讀寫器 進行通信
根據本發明的另一實施例，提供了一種通信系統，包括接觸 /非接觸型混合IC卡；非接觸型讀寫器，與接觸/非接觸型混合IC 卡以非4妄觸方式進4亍通信；以及4妻觸型讀寫器，與4妄觸/非接觸型混 合IC卡以接觸方式進行通信，其中，接觸型讀寫器包括輸入個人 識別信息的輸入單元和以接觸方式將個人識別信息傳輸給接觸/非 接觸型混合IC卡的傳輸單元，以及接觸/非接觸型混合IC卡包括 非接觸接口 ，通過天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行通信；接觸接口，通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信；存儲 單元，在通過接觸接口進行的接觸通信模式期間存儲通過接觸接口 乂人接觸型讀寫器輸入的個人識別信息；以及控制單元，基於在4妄觸 通信模式期間存儲在存儲單元中的個人識別信息，接觸通過非接觸
接口進行的非接觸通信模式中的指定功能的限制，並且在解除指定 功能的限制的狀態下，將通信模式從接觸通信模式切換至非接觸通 信模式。
在以上結構中，在4妄觸/非4妄觸型混合IC卡中，在通過4妻觸才妄 口進行的接觸通信模式期間將通過接觸接口從接觸型讀寫器輸入 的個人識別信息存儲在存儲單元中，基於在接觸通信模式期間存儲 在存^f諸單元中的個人識別信息解除通過非^接觸4姿口在非^接觸通信 模式中的指定功能的限制，在解除指定功能的限制的狀態下將通信 模式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式，以及在非接觸通信模 式期間通過非接觸接口將指定功能的數據以非接觸方式與非接觸 型讀寫器進行通信。因此，可以將個人識別信息(需要輸入用於解 除在非接觸通信模式中的指定功能的限制)不是輸入至不可靠的外 部單元而是輸入至與混合IC卡執行接觸通信的接觸型讀寫器。
根據上述本發明的實施例，可以防止當使用非接觸通信功能時 輸入的個人識別信息的竊取和洩露。


圖1A是示出根據本發明第一實施例的通信系統的整體結構的 示意圖1B是示出根據本發明第一實施例的通信系統的整體結構的 可選實例的示意圖；圖2是示出根據實施例的接觸/非接觸型混合IC卡的配置的框
圖3是示出根據實施例的通信系統中的通信方法的序列圖；以
及
圖4是示出通過根據實施例的接觸/非接觸型IC卡所接收的信 號的和通信模式的時序圖。
具體實施例方式
下文將參照附圖詳細描述本發明的優選實施例。注意，在該說 明書和附圖中，用相同的參考數字表示基本具有相同功能和結構的 結構元件，並省略了這些結構元件的重複i兌明。
(第一實施例)
下面描述了根據本發明第 一實施例的接觸/非接觸型混合IC 卡、通信方法、程序和通信系統。按以下順序給出說明
1. 通信系統的整體結構圖1A、圖1B
2. 混合IC卡的配置圖2
3. 通信方法圖3、圖4
4. 優點

下面參照圖1A和圖IB描述根據實施例的通信系統的整體結 構。圖1A和圖1B是示出根據實施例的通信系統的整體結構的示意圖。圖1A示出了可攜式IC卡適配器3A的輸入裝置為PIN鍵盤 (pad) 6的結構的實例，圖1B示出了^[更攜式IC卡適配器3B的輸-入裝置為指紋採集裝置9的結構的實例。下文中，將可攜式IC卡 適配器3A和3B統稱為"1更攜式IC卡適配器3"。
參照圖1,根據本實施例的通信系統包括接觸/非接觸型混合 IC卡1 (對應於根據本發明的接觸/非接觸型混合IC卡)、非接觸型 讀寫器2 (對應於根據本發明的非接觸型讀寫器)以及可攜式IC卡 適配器3 (對應於根據本發明的接觸型讀寫器)。
接觸/非接觸型混合IC卡1 (下文稱為"混合IC卡1")為用戶 便攜卡型IC卡，並且其為能夠以接觸方式和非接觸方式與外部裝 置通信的雙接口 IC卡。混合IC卡1包括在卡的薄外部封裝中的非 接觸接口 (未示出)和4妄觸4妻口 (未示出)。
非接觸接口包括用於與非接觸型讀寫器2進行非接觸通信的天 線和用於處理通信悽t據的RF處理部(兩者均未示出)。非^妄觸4妻口 具有通過天線將數據與非接觸型讀寫器2以非接觸方式進行通信的 功能。另一方面，接觸接口包括用於與接觸型讀寫器(可攜式IC 卡適配器3)的輸出端進行物理連接的接觸端8。接觸接口具有通 過接觸端將數據與接觸型讀寫器(可攜式IC卡適配器3 )以接觸方 式進行通信的功能。
非接觸型讀寫器2為以非接觸方式將數據與混合IC卡1或普 通的非接觸型IC卡進行通信的非接觸型數據讀寫裝置。在提供各 種服務的IC卡系統的主才幾裝置(未示出)上內部或外部地安裝非 接觸型讀寫器2。例如，主機裝置可以是諸如個人計算機(PC)或 可攜式終端的用戶終端、自動檢票口、自動販賣機或商店中的註冊 裝置等等。例如，混合IC卡1和非4妾觸型讀寫器2之間的非接觸通信可 以是使用13.56 MHz載波以212 kbps的傳輸速度執行的、沒有使用 副載波的"對稱傳輸"。此外，幅移4建控(ASK)調製可以^皮用作 調製方法，以及曼，刀^K爭編石馬可以:故用作編石馬方法。
通過這種非，接觸通信，可以簡單地通過在非4妾觸型讀寫器2的 上方持有諸如混合IC卡1的非接觸型IC卡並將非接觸型IC卡定 位在從非接觸型讀寫器2發射的電^茲波的有效範圍內(在非接觸型 讀寫器2的通信範圍內)來在非接觸型IC卡中讀出或寫入數據。 因此，由於不需要將卡插入非接觸型讀寫器2或者從非接觸型讀寫 器2移除，所以非接觸型IC卡具有容易使用並且可以快速傳輸和 接收數據的便利。此外，非接觸型IC卡還具有因為4艮難進行修改 和改變而高度安全以及通過重寫數據而可再度〗吏用的^f更利。
因為這種便利，非接觸型IC卡被廣泛地應用於提供各種服務 的IC卡系統。例如，將非接觸型IC卡應用於電子貨幣系統、運輸 檢票口系統、高速公路收費系統、電子結算系統、用於建築或房間
的入口或者PC機註冊的安全系統等。此外，已經開發了在一張非 接觸型IC卡中結合多種功能的多應用型卡，並且非接觸型IC卡正
變得多樣化。
通常，非*接觸型IC卡不包含諸如電池的電源，而是4吏用通過 天線從非接觸型讀寫器2提供的第一電源(RF電源)進行操作。 RF電源是通過由從非接觸型讀寫器2發射的電磁波在非接觸型IC 卡的線圈天線中產生的感應電動勢所生成的電源。 -使用RF電源消 除了將電池置於非接觸型IC卡內部的需要，因此，能夠使非接觸 型IC卡的尺寸和成本降{氐。
然而，因為在非接觸型IC卡中獲得的RF電源才艮據非4妄觸型IC 卡和非接觸型讀寫器2之間的3巨離而改變，所以電源不穩、定。例如，如果用戶在遠離非^接觸型讀寫器2的位置處持有非，接觸型IC卡， 則非接觸型IC卡不能獲得足夠的RF電源，因此不能執行適當的數 據通信。此外，因為包括在非接觸型IC卡的IC晶片中的處理器的 處理速度和非4妄觸型IC卡的通信可用距離之間存在折中關係，所 以如果獲得的RF電源的電壓較低，則處理器不能以高速進行操作。
如前所述，除上述非接觸型IC卡之外，還存在其他類型的IC 卡具有接觸端的接觸型IC卡。為了減少用戶所攜帶的IC卡的數 量，正在開發結合接觸型IC和非接觸型IC卡功能的混合IC卡。 通過將接觸接口添加至非接觸型IC卡而被設計為雙IF IC卡的IC 卡使根據本實施例的混合IC卡1。
混合IC卡1具有用於非接觸型讀寫器的非接觸通信功能和用 於接觸型讀寫器的接觸通信功能。然而，在根據相關技術的混合IC 卡中，不管卡中的處理器的過去處理狀態如何，4妾觸通信功能和非 接觸通信功能被完全切換，並且這兩種功能彼此獨立，因此，在這 兩種功能之間沒有4妄管信息和內部狀態。因此，例如，在才艮據相關 技術的混合IC卡中，沒有實現接觸通信功能和非接觸通信功能的 結合，其中，通過將個人識別信息經由接觸通信輸入至該卡來解鎖 在卡內鎖定的服務功能，然後經由非接觸通信使用該服務功能。
鑑於以上問題，在如圖1所示的實施例中使用可附接至混合IC 卡1以及可/人混合IC卡1拆離的^f更攜式IC卡適配器3。 <更攜式IC 卡適配器3被配置為具有電池的外部電源裝置。將可攜式IC卡適 配器3附糹妄至混合IC卡1， /人而以*接觸方式從<更攜式IC卡適配器 3向混合IC卡1提供電源。從而，可以從可攜式IC卡適配器3向 混合IC卡1穩定地提供具有高於RF電源(第一電源)電壓的外部 電源(第二電源)，因此，提高了混合IC卡1的性能。此外，將可攜式IC卡適配器3配置為能夠通過接觸端與混合 IC卡1進行接觸通信的接觸型讀寫器。因此，通過將個人識別信息 輸入至附接至混合IC卡1的可攜式IC卡適配器3，可以從可攜式 IC卡適配器3向混合IC卡1以接觸方式安全地輸入個人識別信息。 混合IC卡1基於在接觸通信模式中輸入的個人識別信息解除通過 非接觸通信功能提供的指定服務功能的限制(功能鎖定)，然後， 將通信模式從接觸通信^t式切換至非接觸通信一莫式，並保持解鎖狀 態。從而，混合型IC卡1可以在非接觸通信才莫式中使用解鎖的月艮 務功能。下文將詳細描述可攜式IC卡適配器3。
可攜式IC卡適配器3是可拆離地附接至混合IC卡1的接觸型 讀寫器的實例，並且其是具有可攜式尺寸的可攜式讀寫器。為了更 好攜帶，優選地，可攜式IC卡適配器3儘可能地薄且小，同時可 附*接至混合IC卡1。
參照圖1A和圖1B， 1更攜式IC卡適配器3包括盒狀殼體4; 槽5，用於附接混合IC卡1;電池(未示出)，安裝在殼體4中； 供給端和數據輸入/輸出端(未示出)，置於槽5中；輸入裝置6、 9， 用於用戶輸入個人識別信息；以及顯示裝置7，用於顯示存儲在混 合IC卡1中的數據。槽5對應於用於附接混合IC卡1的附接單元， 電池對應於用於將第二電源提供給混合IC卡1的電源。此外，輸 入裝置6、 9對應於用於用戶輸入個人識別信息的$命入單元。
下文將描述分別在圖1A和圖1B中示出的輸入裝置6和9。圖 1A示出了用於輸入個人識別號(PIN)信息的l更攜式IC卡適配器 3A的結構。如圖1A所示，將PIN鍵盤6放置在可攜式IC卡適配 器3A的頂面上。PIN鍵盤6是用於輸入個人識別號(PIN )信息的 輸入裝置，該個人識別號(PIN)是個人識別信息的實例。PIN信 息是用於認證的個人識別信息(例如，密碼)。混合IC卡1基於PIN 信息衝丸行認證，如果iU正成功，則鎖定或解鎖通過混合IC卡1的非接觸通信所實現的指定服務功能。在可攜式IC卡適配器3的顯 示裝置7上，例如，顯示所附接混合IC卡1中的服務數據(例如， 存儲在混合IC卡1等中的電子貨幣餘額)。
另一方面，圖1B示出了用於輸入用戶手指的紋理信息作為生 物信息的可攜式IC卡適配器3B的結構。如圖1B所示，將指紋採 集裝置9放置在可攜式IC卡適配器3B的頂面上。指紋採集裝置9 是用於輸入指紋(finger vein ，手指靜脈)信息的輸入裝置，該指鄉丈 信息是個人識別信息的實例。指紋採集裝置9利用施加給其的近紅 外光來採集用戶手指的表面圖像，並利用由流經靜脈的血液吸收近 紅外光來獲取指紋信息。指紋信息是用於認證的生物信息的實例。 混合IC卡1基於諸如指紋信息的生物信息來執行認證，如果認證 成功，則其鎖定或解鎖通過混合IC卡1的非接觸通信所實現的指 定服務功能。作為生物信息，除指紋信息之外，例如還可以使用諸 如手掌靜脈或虹膜的人體的〗壬意部分的生物信息。
將混合IC卡1附接至上述可攜式IC卡適配器3的槽5。插入 混合IC卡1直到混合IC卡1的接觸端8連接至槽5中的供給端和 數據輸入/輸出端。例如，如圖1所示，可以僅將混合IC卡1具有 接觸端8的一部分插入可攜式IC卡適配器3的槽5中，而不是將 混合IC卡1完全插入可攜式IC卡適配器3。在這種情況下，在混 合IC卡1附接至可攜式IC卡適配器3的狀態下，混合IC卡的其 他部分露出到可攜式IC卡適配器3的外部。從而，通過露出的混 合IC卡1中的天線來充分接收從非接觸型讀寫器2發射的電磁波 而不被可攜式IC卡適配器3遮蔽，因此，保持了穩定通信。
完全將混合IC卡1插入可攜式IC卡適配器3的附接結構也是 可行的。然而，在這種情況下，以如下這種方式來優選地進行該結 構從非接觸型讀寫器2發射的電》茲波沒有被用於可攜式IC卡適 配器3的殼體4等的金屬等所遮蔽。通過將混合IC卡1附接至具有上述結構的可攜式IC卡適配器 3,物理連接槽5中的供糹合端和混合IC卡1的4妄觸端8。 乂人而，通 過供給端和接觸端8將可攜式IC卡適配器3的電池的電源提供給 混合IC卡1。例如，電池可以為^f壬意的乾電池、充電電池等，並且 乂人電池才是供的電源具有高於由混合IC卡1通過天線從非接觸型讀 寫器2獲得的RF電源的電壓。
通過從可攜式IC卡適配器3向混合IC卡1提供外部電源，可 以穩定地將高電壓電源提供給混合IC卡1的IC晶片。因此，通過 將可攜式IC卡適配器3附接至混合IC卡1,可以提高混合IC卡1 的性能，並且能夠進行與非接觸型讀寫器2的高性能非接觸通信。 例如，可以通過增加包^舌在混合IC卡1中的處理器的處理速度來 降低非接觸通信時間，通過增加混合IC卡1的通信性能擴大通信 可用範圍等。另一方面，當沒有將可攜式IC卡適配器3附接至混 合IC卡1時，混合IC卡1通常可以使用來自非接觸型讀寫器2的 RF電源來執行非接觸通信。
此外，通過將混合IC卡1附接至可攜式IC卡適配器3，物理 連接槽5中的數據輸入/輸出端和混合IC卡1的數據輸入/輸出端。 從而，可以將由用戶輸入至可攜式IC卡適配器3的輸入裝置6、 9 的個人識別信息(例如，PIN信息或生物信息)以接觸方式從i"更攜 式IC卡適配器3傳輸至混合IC卡1。然後，混合IC卡1可基於個 人識別信息執行認證，並解除由非接觸通信功能實現的指定服務功 能的限制(鎖定)。除上述終端之外，例如，^f更攜式IC卡適配器3 包括時鐘端，用於將時鐘信號輸出至混合IC卡1;復位端，用於 輸出復位信息等。
因為具有上述結構的可攜式IC卡適配器3較小並且較便宜， 所以混合IC卡1的用戶可以單獨擁有並攜帶它。由用戶所擁有的 可攜式IC卡適配器3是對用戶來說安全可靠的接觸型讀寫器。因此，通過將自己的可靠可攜式IC卡適配器3附接至自己的非接觸 型IC卡1，用戶可以安全地輸入個人識別信息。儘管存在當根據相 關技術將個人識別信息輸入至不可靠的非接觸型讀寫器2的輸入裝 置時信息竊取或洩露的危險，但是利用根據本實施例的可攜式IC 卡適配器3就不存在這種問題。
下文將描述可攜式IC卡適配器3的實際使用。例如，在圖1A 的實例中，當用戶想要使用混合IC卡1中鎖定的指定服務功能(例 如，電子貨幣服務、電子結算服務等)時，首先，用戶將可攜式IC 卡適配器3A附4妄至混合IC卡1。 4妻下來，用戶^f吏用^更攜式IC卡 適配器3A的PIN鍵盤6輸入用於解鎖指定服務功能的PIN信息。 然後，通過接觸端將PIN信息從可攜式IC卡適配器3A輸入混合 IC卡1。如果用PIN信息認證成功，則混合IC卡1解鎖指定服務 功能。此後，當用戶在非接觸型讀寫器2的上方持有混合IC卡1 時，在非接觸型IC卡1和非接觸型讀寫器2之間傳輸和接收指定 服務功能的數據，從而實現該服務。以這種方式，用戶使用自己的 具有PIN鍵盤6的可攜式IC卡適配器3A將PIN信息輸入混合IC 卡1。這避免了將PIN信息傳輸給不可靠的非接觸型讀寫器2，從 而防止PIN信息的竊取和洩露。
此外，在圖1B的實例中，例如，當用戶想要使用上述混合IC 卡1中鎖定的指定服務功能時，首先，用戶將可攜式IC卡適配器 3B附接至混合IC卡1。接下來，用戶將手指放在可攜式IC卡適配 器3B的指紋採集裝置9上，以允許讀取用於解鎖指定服務功能的 指紋信息。然後，通過接觸端將指紋信息從可攜式IC卡適配器3B 輸入混合IC卡1。如果用指紋信息認證成功，則混合IC卡1解鎖 指定服務功能。此後，當用戶在非接觸型讀寫器2的上方持有混合 IC卡1時，在非接觸型IC卡1和非接觸型讀寫器2之間傳輸和接 收指定服務功能的數據，從而實現該服務。以這種方式，用戶使用自己的具有指紋採集裝置9的可攜式IC卡適配器3B將指紋信息輸 入混合IC卡1。這避免了將指紋信息傳輸至不可靠的非接觸型讀寫 器2，從而，防止指紋信息的竊取和洩露。
下文將描述根據本實施例的切換混合IC卡1的通信模式的操 作概要。在該實施例中，通過接觸通信將個人識別信息從可攜式IC 卡適配器3輸入混合IC卡1,從而，釋放上述的指定服務功能(例 如，電子貨幣功能)的鎖定狀態。然後，在保持通過接觸通信解除 鎖定的狀態的同時，混合IC卡1與非接觸型讀寫器2執4於非接觸 通信。因此，如果當才艮據本實施例的混合IC卡1在接觸通信才莫式 中進行操作時，它經由天線從非接觸型讀寫器2接收非接觸信號 (RF信號)，則其在保持接觸通信模式期間的內部狀態的同時切換 成為非接觸通信模式並以非接觸通信才莫式進行操作。
在根據相關技術的混合IC卡中，接觸通信模式和非接觸通信 模式彼此獨立。因此， 一旦進行模式切換，就對信息和內部狀態進 行復位，並且不保持接觸通信模式期間的信息和內部狀態。
另一方面，在根據本實施例的混合IC卡1中，接觸通信模式 和非接觸通信模式彼此相關，並且當模式從接觸通信模式切換至非 接觸通信模式時，保持在接觸通信模式期間設置的信息和內部狀 態，並且不執行復位操作。然後，如果混合IC卡1在保持信息和 內部狀態的情況下從非接觸型讀寫器2接收RF信號，則其執行有 關根據RF信號的指令的給定服務的非接觸通信，而不再才丸行服務 功能的解鎖操作。
如上所述，根據本實施例的通信系統防止了在使用非接觸型IC 卡功能時輸入的個人識別信息的竊取和洩露，同時利用混合IC卡1 和可攜式IC卡適配器3保持了非接觸型IC卡1的服務功能的安全
性。下文將描述細節。<2.接觸/非接觸型混合IC卡的配置圖2〉
下文，參照圖2描述根據本實施例的混合IC卡1的配置。圖2 是示出根據本實施例的混合IC卡1的配置的框圖。
參照圖2,混合IC卡1包括用於執行與非接觸型讀寫器2的 非接觸通信的天線10和使用天線10執行與非接觸型讀寫器2的非 接觸通信的IC晶片100。 IC晶片100包括整流/平滑電路20、 RF 處理部30、 RF 4企測電路40、 IC卡邏輯部50、外部電源才全測電路 70、數據時鐘才全測電路80、開關電路SW1和SW2、以及接觸端(Vcc 端、GND端、RST端、CLK端、I/O端)。
天線10、整流/平滑電路20、 RF處理部30和RF檢測電路40 構成用於執行與非接觸型讀寫器2的非接觸通信的非接觸接口 110。 另一方面，接觸端(Vcc端、GND端、RST端、CLK端、I/O端)、 外部電源4企測電路70、數據時鐘檢測電路80以及開關電路SW1和 SW2構成用於執行與接觸型讀寫器(可攜式IC卡適配器3)的接 觸通信的接觸接口 120。
整流/平滑電路20對應於根據天線10的接收信號生成RF電源 的電源生成單元。RF處理部30和IC卡邏輯部50對應於操縱非接 觸通信功能的非接觸型IC卡功能單元。RF檢測電路40對應於檢 測來自非接觸型讀寫器2的接收信號的信號檢測單元。外部電源檢 測電路70對應於檢測是否從可攜式IC卡適配器3提供了外部電源 的外部電源^企測單元。開關電路SW1和SW2對應於在RF電源和 外部電源之間進行切換的電源切換單元。Vcc端、GND端、RST
攜式IC卡適配器3 )的通信的接觸端。IC邏輯部50中的CPU 51 對應於本發明的控制單元，RAM 53對應於本發明的存儲單元。如上所述，混合IC卡1是包括非接觸接口 110和接觸接口 120 的雙IF IC卡。混合IC卡1能夠通過非接觸接口 110與非接觸型讀 寫器2進行非接觸通信，並且還能夠通過接觸接口 120與接觸型讀 寫器(可攜式IC卡適配器3 )進行接觸通信。接觸端(Vcc端、GND 端、RST端、CLK端和I/O端)是用於進^f亍與l更攜式IC卡適配器 3進行物理連接的接觸端(對應於圖1中的接觸端8)。下文將描述 混合IC卡1的部件。
例如，天線10是沿著混合IC卡1的外邊緣所安裝的線圏天線。 天線10連接至整流/平滑電路20、RF處理部30和RF檢測電路40。
整流/平滑電路20包括整流電路，對通過天線10接收的信號 進行整流；以及平滑電路，對來自整流電路的輸出電源進行平滑並 生成用在卡1中的RF電源。整流/平滑電路20通過感應電動勢生 成用於4乘作IC晶片100的電源(RF電源)，其中，通過從非接觸 型讀寫器2發射的載波的RF 4喿作萬茲場在天線10中產生感應電動 勢。
天線10的一端連4妄至RF處理部30和RF 4企測電路40。 RF處 理部30用作用於執4亍在混合IC卡1和非4妄觸型讀寫器2之間的非 4妄觸ii/f言的通4言單元。RF處理部30處理通過天線10從非*接觸型 讀寫器2接收的信號和將通過天線10傳輸至非接觸型讀寫器2的 信號。RF處理部30包括調製/解調電路31、數據時鐘分離電路32 和時鐘生成電路33。
調製/解調電路31包括解調電路，通過給定的調製方法(例 如，ASK)對通過天線10從非接觸型讀寫器2接收的信號進行解 調；以及調製電路，通過給定的調製方法對將通過天線10傳輸給 非接觸型讀寫器2的凝:據進行調製。解調電路將通過解調由天線10 接收的信號所獲得的接收數據輸出至IC卡邏輯部50的數據輸入/輸出端55 (D I/O 1)。調製電路對從數據輸入/輸出端55輸入的傳 輸數據進行調製並通過天線10將其傳輸至非接觸型讀寫器2。
數據時鐘分離電路32將數據時鐘與通過天線10從非接觸型讀 寫器2接收的信號進行分離。例如，該信號為曼徹斯特編碼信號， 並包括從非接觸型讀寫器2傳輸的數據和用於提取該數據的數據時 鍾。數據時鐘分離電路32將分離的數據時鐘輸出至IC卡邏輯部50 的數據時鐘端56 ( D CLK )。
時鐘生成電路33由通過天線10從非接觸型讀寫器2接收的信 號生成用於操作IC卡邏輯部50的時鐘。時鐘生成電路33將傳輸 信號的載波的頻率(例如，13.56 MHz)進4於分頻並生成具有指定 頻率的時鐘信號CLK。
RF檢測電路40檢測是否通過天線10從非接觸型讀寫器2接 收到具有指定電壓以上的信號。例如，RF4企測電路404企測通過天 線10接收的信號的載波電平，如果檢測到指定電平以上的信號電 壓，貝'J RF衝企測電路40接通開關電路SW1。另一方面，如果通過 天線10接收的信號電壓低於指定電平，則RF檢測電路40保持開 關電^各SW1斷開。
IC卡邏輯部50包括處理器、存儲器等，並且其具有使用IC卡 1管理所提供的服務的數據的功能。IC卡邏輯部50包括中央處 理單元(CPU) 51、只讀存儲器(ROM) 52、隨4幾存儲器(RAM) 53、非易失性存儲器54和終端55~60。
CPU 51是根據指定程序進行操作的處理器，並且其用作控制 IC晶片100的每個部件的控制單元或處理單元。利用RAM 53， CPU 51根據存儲在ROM 52、非易失性存儲器54等中的程序來執行各 種處理。RAM 53臨時存儲由CPU 51使用的程序、在執行期間適當變化的參數、將被傳輸至非接觸型讀寫器2以及從非接觸型讀寫 器2接收的數據等。通過任意存儲介質或通信介質將由CPU 51執 行的程序提供給非接觸型IC卡。
CPU 51還用作i殳置或切換混合IC卡1的通信才莫式的控制單元。 存在兩種通信模式非接觸通信模式，使用非接觸接口 110以非接 觸方式與非接觸型讀寫器2進行通信；以及接觸通信模式，使用接 觸接口 120以接觸方式與接觸型讀寫器(可攜式IC卡適配器3)進
行通信。
當沒有對混合IC卡1設置通信模式時(當混合IC卡1為OFF 狀態時)，CPU 51將混合IC卡1的通信模式設置為非接觸通信模 式或接觸通信模式。此外，當設置接觸通信模式時，CPU 51將混 合IC卡1的通信模式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式。反 之，當設置非接觸通信模式時，CPU 51將混合IC卡1的通信模式 從非接觸通信模式切換至接觸通信模式。
此外，CPU 51具有在4妄觸通信才莫式期間解除通過非糹妄觸通信 實現的指定服務功能的限制(鎖定)的功能以及在保持解鎖狀態的 同時將通信模式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式的功能。具 體地，CPU 51存儲個人識別信息，其中，在接觸通信才莫式期間將 個人識別信息從可攜式IC卡適配器3輸入RAM53。然後， 一旦從 可攜式IC卡適配器3輸入模式切換命令，CPU 51基於存儲在RAM 53中的個人識別信息解除指定服務功能的限制。此外，CPU 51將 通信模式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式，其中，解除了指 定服務功能的限制。稍後將描述通信;溪式的切換。
RAM 53用作存儲個人識別信息的存儲單元(易失性存儲器)， 其中，在上述4妄觸通信;溪式期間通過4妻觸接口 120由^更攜式IC卡 適配器3輸入該個人識別信息。因為諸如PIN信息和生物信息的個人識別信息是用戶的個人信息，所以優選地，在解鎖指定服務功能
之後，將個人識別信息擦除。RAM 53是臨時存儲數據的易失性存 儲器，並且當電源斷開時4察除所存儲的數據。因此，通過在4妻觸通 信模式期間將個人識別信息存儲在RAM53中， 一旦結束非接觸通 信模式就自動擦除存儲在RAM53中的個人識別信息。從而，在長 於必要時間的時間段內沒有將個人識別信息存儲在混合IC卡1中， 因此，防止了個人識別信息的盜取和洩漏。此夕卜，除RAM53之夕卜， 還可以放置任意的易失性存儲器，並且可以將個人識別信息存儲在 易失性存儲器中。
下文將描述用於操作CPU 51的時鐘頻率。當沒有通過非接觸 接口 110接收到來自非接觸型讀寫器2的RF信號時(例如，在接 觸通信模式期間)，CPU51使用基本與用於非接觸通信的載波相同 的頻率(例如，與載波頻率非常接近的頻率)作為時鐘頻率。另一 方面，當通過非接觸接口 110接收到來自非接觸型讀寫器2的RF 信號時(例如，在非接觸通信模式期間)，CPU 51使用RF信號的 載波頻率鎖定通過時鐘生成電路33生成的時鐘信號的頻率。然後， 其4吏用鎖定頻率作為用於操作CPU 51的時鐘頻率。從而，用於操 作CPU 51的時鐘頻率在接觸通信模式和非接觸通信模式之間基本 是相同的，使得在接觸通信模式和非接觸通信模式之間沒有產生 CPU51的操作的偏差。從而，可以在保持混合IC卡1的內部狀態 的同時適當地切換通信模式。
非易失存儲器54用作存儲各種悽t據的存儲單元，例如，其由 快閃記憶體製成。非易失存儲器54存儲諸如使用非接觸通信的用於各種 服務的服務數據和管理信息的各種數據。
第一數據輸入/輸出端55 (DI/O 1 )接收來自調製/解調電路31 的接收數據。此外，第一悽t據輸入/輸出端(DI/O 1 )將傳輸數據從 CPU 51輸出至調製/解調電路31。數據時鐘端56 ( D CLK )從數據時鐘分離電路32接收數據時鐘。第一數據輸入端57(DI l)從外 部電源檢測電路70接收4企測信號SEL。復位端58 (RST)在RF 檢測電路40進行信號檢測時(在非接觸通信開始時)從RF檢測電 路40接收復位信號。復位端58 ( RST )還從作為接觸端的RST端 接收復位信號。第二數據輸入端59 (DI2)從數據時鐘檢測電路80 接收4全測信號。第二數據輸入/輸出端60 (D I/O 2)從作為接觸端 的CLK端和I/O端接收數據時鐘信號和來自可攜式IC卡適配器3 的接收數據。第二數據輸入/輸出端60 (D I/O 2)還通過I/0端將 傳輸數據從CPU 51輸出至可攜式IC卡適配器3。
外部電源才企測電路70具有檢測是否通過Vcc端從l更攜式IC卡 適配器3 4是供外部電源的功能。外部電源檢測電路70 4企查施加糹會 Vcc端的電壓，如果施加給Vcc端的電壓等於或高於指定電壓，則 判定存在外部電壓供應。在這種情況下，外部電源檢測電路70將 開關電路SW2的電源供應路徑從整流/平滑電路20側切換至Vcc 端側，並將表示外部電源供給的檢測信號SEL輸出至IC卡邏輯部 50和RF處理部30。另一方面，如果施加給Vcc端的電壓低於指定 電壓，則外部電源才企測電路70確定不存在外部電壓供應，並且其 將開關電路SW2的電源供給路徑保持在已經設置的整流/平滑電路 20側，並且不輸出檢測信號SEL。指定電壓是在CPU51中要求的 電壓^直，例力n， 3V。
開關電路SW1置於連接Vcc端和外部電源檢測電路70的線^各 上。基於來自RIM企測電路40的指令接通或斷開開關電路SW1， 從而接通或斷開從Vcc端至外部電源檢測電路70的外部電源供給。 在通過RF檢測電路40檢測信號時，4妄通開關電路SW1，以將外 部電源從Vcc端提供給外部電源檢測電路70。
開關電路SW2具有將提供給IC卡邏輯部50和RF處理部30 (非接觸型IC卡功能單元)的電源選擇性地切換至RF電源(第一電源)或外部電源(第二電源)的功能。開關SW2的一側連4妄至 Vcc端或整流/平滑電路20，另 一側連接至IC卡邏輯部50和RF處 理部30。開關電路SW2 #1配置為以初始狀態將整流/平滑電路20 連接至IC卡邏輯部50和RF處理部30。
開關電路SW2基於來自外部電源電路70的指令切換電源供給 3各徑。如果通過外部電源4企測電路70 4企測到外部電源，則開關電 路S W2將電源供給路徑從作為默認設置的整流/平滑電路20側切換 至Vcc端側。從而，通過開關電路SW2將來自Vcc端的外部電源 才是供給IC卡邏輯部50和RF處理部30的Vp端。另一方面，如果 通過外部電源檢測電路70沒有檢測到外部電源，則開關電路SW2
置的整流/平滑電路20側。從而，將通過整流/平滑電路20生成的 RF電源提供給IC卡邏輯部50和RF處理部30的Vp端。
數據時鐘檢測電路80檢測是否通過CLK端從可攜式IC卡適 配器3輸入數據時鐘信號。如果數據時鐘檢測電路80檢測到數據 時鐘信號，則其將數據時鐘信號輸出至IC卡邏輯部50的數據輸入 /輸出端60並接通開關電路SW1。從而，通過上述的Vcc端和開關 電路SW2將來自可攜式IC卡適配器3的外部電源輸入IC卡邏輯 部50和RF處理部30。
下文將描述具有圖2所示結構的混合IC卡1的操作。
首先描述非接觸通信模式期間的非接觸通信操作。當在非接觸 型讀寫器2的上方持有混合IC卡1時，混合IC卡1的天線10接 收從非接觸型讀寫器2傳輸的信號(電i茲波)。因此，通過來自非 衝妄觸型讀寫器2的電f茲場在天線10中生成感應電動勢，並^)尋與電 動勢相對應的AC信號輸出至整流/平滑電路20、調製/解調電路31、 H據時4中分離電路32、時4中生成電路33和RF才企測電路40。整流/平滑電路20接收天線10的電動勢，隨後對所生成的AC 信號進行整流和平滑，從而生成具有DC電壓的RF電源，並將RF 電源作為IC晶片100的操作電源傳輸至開關電路SW2。
此外，響應於通過天線10對信號的4妻收，如果RF檢測電路 40檢測到指定電平以上的信號電壓，則接通開關電路SW1並連接 Vcc端和外部電源檢測電路70。
如果接通開關電路SW1,則外部電源檢測電路70檢測通過開 關電路SW1從Vcc端輸入的外部電源的電壓電平是否等於或大於 指定電壓。如果其等於或大於指定電壓，則外部電源檢測電路70 將檢測信號SEL傳輸至IC卡邏輯部50的數據輸入端57和RF處 理部30的調製/解調電路31。此外，外部電源檢測電路70操作開 關電路SW2，以將電源供給路徑切換至Vcc端側，以將外部電源從 Vcc端提供給IC卡邏輯部50和RF處理部30的Vp端。因此，IC 晶片100的IC卡邏輯部50和RF處理部30通過高電壓外部電源進 行操作。
另 一方面，在可攜式IC卡適配器3沒有附接至混合IC卡1的 情況下，Vcc端的電壓為零。在這種情況下，即使通過RF檢測電 路40 4姿通開關電路SW1並連接外部電源檢測電路70和Vcc端， 因為Vcc端處的電壓為零，所以外部電源檢測電路70也不才喿作開 關電路SW2，使得電源供給路徑保持在整流/平滑電路20側。因此， 將來自整流/平滑電路20的RF電源提供給IC卡邏輯部50和RF處 理部30,並且它們通過^[氐壓RF電源進4亍才喿作。
如果如上所述將外部電源或RF電源提供給IC晶片100，則IC具體地，當混合IC卡l從非接觸型讀寫器2接收數據時，RF 處理部30的調製/解調電路31對通過天線IO接收的信號進行解調， 才是耳又數據並將該悽t據輸出至悽t據輸入/輸出端55。此外，悽史據時4中 分離電路32分離包括在通過天線10接收的接收數據中的數據時鐘 並將其輸出至數據時鐘端56。此外，時鐘生成電路33通過將由天 線IO接收的接收信號的載波頻率進行分頻來生成時鐘信號CLK並 將其輸出至CPU51。
此外，在IC卡邏輯部50中，CPU 51基於從時鐘生成電路33 輸入的時鐘信號CLK進行操作並執行各種處理。例如，CPU 51在 數據時鐘被輸入至數據時鐘端56的定時處提取從數據輸入/輸出端 55輸入的數據，從而獲取從非接觸型讀寫器2傳輸的原始數據或命 令。然後，CPU51將數據存儲在非易失性存儲器54中，基於命令 執行指定處理等。
另一方面，當混合IC卡l將數據傳輸至非接觸型讀寫器2時， 例如，在數據時鐘定時處，CPU 51通過曼徹斯特編碼對將要進行 傳輸的數字數據進行編碼，並通過數據輸入/輸出端55將編碼數據 輸出至調製/解調電路31。當從CPU51的數據輸入/輸出端55輸入 數據時，優先於從由天線IO接收的接收數據的數據提取，調製/解 調電路31對輸入數據進行調製，並通過天線10將調製信號傳輸至 非接觸型讀寫器2。
如上所述，根據本實施例的混合IC卡1的IC晶片100通過從 天線10提供的RF電源或從Vcc端提供的外部電源進行操作，並執 行非接觸通信。IC晶片IOO根據用於操作IC晶片100的電源為RF 電源還是外部電源來改變CPU 51的處理速度和調製/解調電路31 的調製因悽t。具體地，如果不存在從Vcc端至混合IC卡1的外部電源的供 應，則IC晶片IOO使用作為通過天線IO接收的電磁場的再生電源 的RF電源來作為電源供應。另一方面，如果檢測到通過天線IO插: 收到具有等於或高於指定電平的電壓的信號並存在來自Vcc端的外 部電源的供應，則IC晶片1004吏用來自Vcc端的外部電源作為電 源供應源。以這種方式，如果當執行與非接觸型讀寫器2的非接觸 通信時存在通過可攜式IC卡適配器3的電源支持，則混合IC卡1 充分使用外部電源以保i正穩定通信。
接下來，描述在接觸通信模式期間的接觸通信操作。在將便攜 式IC卡適配器3附接至混合IC卡1的情況下，將混合IC卡1設 置為接觸通信模式，並且其可以執行與可攜式IC卡適配器3的接
觸通信。
具體地，當將可攜式IC卡適配器3附接至混合IC卡1時，利 用提高給混合IC卡1的Vcc端的外部電源，從CLK端提供數據時 鍾信號。然後，通過數據時鐘檢測電路80檢測數據時鐘信號。基 於檢測，數據時鐘檢測電路80接通開關電路SW1。然後，響應於 其，外部電源檢測電路70檢測到來自Vcc端的外部電源等於或高 於指定電壓水平，並操作開關電路SW2以將電源供給路徑切換至 Vcc端側。從而，將通過Vcc端從可攜式IC卡適配器3提供的外 部電源經由Vp端提供給IC卡邏輯部50和RF處理部30。
在這種狀態下，如果通過RST端從可攜式IC卡適配器3輸入 的復位信號在指定的時間周期內保持LOW然後改變至HIGH，則 CPU 51基於IC卡邏輯部50的復位端58的輸入來4企測復位信號的 改變。然後，將CPU 51復位(初始化)至初始狀態。此後，將混 合IC卡1的通信模式設置為接觸通信模式以等待來自I/O端的信然後，混合IC卡1以接觸通信模式通過I/O端執行與可攜式 IC卡適配器3的接觸通信。此後，如果從可攜式IC卡適配器3輸 入具體命令(模式切換命令)，則CPU 51將混合IC卡1的通信模 式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式。在模式切換之後，執行 非接觸通信模式中的非接觸通信，同時保持通過在直到此時的接觸 通信模式期間經由接觸端與可攜式IC卡適配器3的接觸通信所得 到的信息和卡1的內部狀態。
具體地，CPU 51通過設置來自RF處理部30的數據時鐘分離 電路32的數據時鐘信號能夠通過數據時鐘端56 (D CLK)進行通 信的狀態來使其可以繼續執行非接觸模式中的通信。在這種狀態 下，響應於來自非接觸型讀寫器2的非接觸通信的命令，CPU 51 執行指定處理。在非接觸通信^=莫式開始時，沒有將復位信號從RF 檢測電路40傳輸至IC卡邏輯部50的復位端58，因此，沒有CPU 51沒有復位，因此能夠通過接管過去接觸通信才莫式期間的信息和內 部狀態來糹丸行非接觸通信;溪式。
<3. ii/[言方法圖3、圖4〉
現在，參照圖3和圖4，將在下文描述才艮據實施例的通信系統 中的非接觸通信方法。圖3是示出在才艮據本實施例的通信系統中的 非接觸通信方法的序列圖。圖4是示出通過根據本實施例的非接觸 型IC卡1接收的信號的時序圖和通信模式。以下順序基於將便攜 式IC卡適配器3預先附接至混合IC卡1的假設。
參照圖3，當將可攜式IC卡適配器3 (下文稱為"適配器3") 附接至混合IC卡1時，將指定信號從適配器3傳輸至混合IC卡1 並4是供外部電源(SIO)。具體地，如圖4所示，將來自適配器3的 電池的外部電源施加給混合IC卡1的Vcc端，從而Vcc端處的電 壓從^接地電壓改變為指定電壓(例如，3V), CPU51可以通過該指定電壓進行操作。此外，將數據時鐘信號從適配器3輸入至混合IC 卡1的CLK端。然後，通過數據時鐘檢測電路80檢測數據時鐘信 號，開關電路SW1接通，並將來自Vcc端的外部電源提供給上述 IC卡邏輯部50和RF處理部30。
接下來，將混合IC卡1設置為接觸通信才莫式(S12 )。具體地， 如圖4所示，在從Vcc端提供外部電源並且/人CLK端輸入數據時 鍾信號的狀態下，通過RST端,人適配器3輸入的復位信號在指定時 間周期內保持LOW，然後改變至HIGH。之後，CPU51檢測復4立 信號的改變，並在復位信號變成HIGH的定時處，CPU 51對自身 進行復位(初始化)至初始狀態並將混合IC卡1的通信才莫式從OFF 狀態設置為接觸通信模式。因此，混合IC卡1在接觸通信模式中 進入等待通過I/O端^人適配器3輸入信號的狀態。
此後，如果用戶將諸如PIN信息作為個人識別信息輸入適配器 3(S14),則適配器3將PIN信息傳輸至混合IC卡1 (S16)。混合 IC卡1通過I/O端從適配器3接收PIN信息，並將PIN信息存書者在 諸如RAM53的任意存儲器中(S18)。
然後，非*接觸型IC卡1的CPU 51基於存4諸在RAM 53中的 PIN信息解鎖指定服務功能(例如，電子貨幣功能)，該功能在以非 接觸通信模式實現的功能中被限制使用(鎖定)(S20)。具體地， 混合IC卡1的CPU 51通過將安全預存在卡的存儲器中的用戶的 PIN信息與從適配器3獲得的PIN信息進行校驗來執行認證。結果， 如果這兩個信息匹配並且認證成功，則CPU 51解鎖指定服務功能。 這時，混合IC卡1可以將表示認證成功的信息傳輸至適配器3。
然後，例如，響應於混合IC卡1中的RF信號的檢測，適配器 3將模式切換命令傳輸至混合IC卡1 ( S22 )。響應於模式切換命令的接收，混合IC卡1將混合IC卡1的通信才莫式從接觸通信模式切 換至非接觸通信模式(S24)。
具體地，想要執行非接觸通信的用戶在非接觸型讀寫器2的上 方持有附接有適配器3的混合IC卡1。然後，如圖4所示，混合IC 卡1的RF 4企測電^各40檢測通過天線10從非4矣觸型讀寫器2 4妄4欠 的RF信號(圖4中的Ll-L2 )。然後，混合IC卡1向適配器3通 知RF信號的檢測，並且響應於此，適配器3將模式切換命令傳輸 至混合IC卡1。通過混合IC卡1的I/O端輸入衝莫式切換命令。一 旦從適配器3接收到模式切換命令，混合IC卡1的CPU 51將混合 IC卡1的通信模式從與適配器3的接觸通信才莫式切換至與非接觸型 讀寫器2的非接觸通信模式。
此後，非接觸型IC卡1以非接觸通信模式進行操作，並對於 解鎖的指定服務功能，以非接觸方式將數據傳輸至非接觸型讀寫器 2和從非接觸型讀寫器2接收數據(S26 ~ S30 )。
具體地，非接觸型讀寫器2執行發射用於在通信範圍內捕獲混 合IC卡1的輪流檢測信號的輪流檢測(polling),從而在非接觸型 讀寫器2的附近生成》茲場(S26)。如果用戶在非^l妄觸型讀寫器2的 上方持有混合IC卡1，則混合IC卡位於非接觸型讀寫器2的通信 範圍內，並執行與非接觸型讀寫器2的非接觸通信。在非接觸通4言 中，非接觸型讀寫器2將指定命令傳輸至混合IC卡1 (S28)，然後 混合IC卡1根據命令執行指定處理並將處理結果傳輸回至非<接觸 型讀寫器2 (S30)。根據需要多次重複命令和處理結果的傳輸和掮「 收。
此後，當完成與非接觸型讀寫器2的非接觸通信時，混合IC 卡1對CPU 51的內部狀態進4亍復位，鎖定指定月艮務功能，並結束 要關閉的非接觸通信模式(S32 )。具體地，如果完成關於指定服務功能的非接觸通信或者用戶在
非接觸通信期間將非接觸型IC卡l遠離非接觸型讀寫器2，則CPU 51結束非接觸通信模式並進入OFF狀態。這時，非接觸型IC卡1 的CPU 51再次鎖定解鎖的指定服務功能並擦除存儲在RAM 53中 的個人識別信息。通過在完成關於指定服務的3^接觸通信之後再次 鎖定混合IC卡1以使其安全，可以防止混合IC卡1未經授權的4吏 用。此外，通過〗察除存儲在混合IC卡1中的個人識別信息，可以 防止個人識別信息的盜取。
此外，混合IC卡1斷開開關電路SW1並通過開關電路SW2 將電源供給路徑從外部電源3各徑切換至RF電源路徑。從而，切斷 了從可攜式IC卡適配器3至混合IC卡1的電源以防止電池浪費。 即使之後將可攜式IC卡適配器3從混合IC卡1拆離，除鎖定的月良 務功能之外，混合IC卡1還可以正常使用從天線10提供的RF電 源執行與非接觸型讀寫器2的非接觸通信。

在前面描述了根據本實施例的由混合IC卡1、非接觸型讀寫器 2和可攜式IC卡適配器3組成的通信系統和^f吏用其的通信方法。才艮 據該實施例，在結合有接觸通信功能和非接觸通信功能的雙IF混合 IC卡1中，通過與適配器3的接觸通信激活混合IC卡1的接觸通 信功能，然後，在保持激活狀態的同時執行與非*接觸型讀寫器2的 非接觸通信。
因此，當在通過與適配器3的接觸通信從適配器3檢測到數據 時鐘信號的狀態下，4全測到復位信號在一定的時間周期內保持LOW 之後變成HIGH時，將混合IC卡1設置為接觸通信專用模式。然 後，經由接觸將輸入至適配器3的個人識別信息(PIN信息、生物 信息)傳輸至混合IC卡1，並且非接觸型IC卡1使用個人識別4言
35息解鎖指定的非接觸通信功能。此後，如果適配器3將模式切換命 令給予混合IC卡1以切換至非接觸通信模式，則在保持直到這時 由接觸通信設置的內部狀態的同時，混合IC卡1進入非接觸通4言 模式並執行與非接觸型讀寫器2的非接觸通信。
如上所述，當解鎖混合IC卡1中的鎖定服務功能時，將用戶 擁有的可攜式適配器3附接至混合IC卡1，並將PIN信息輸入適配 器3，隨後將其從適配器3傳送至混合IC卡1,從而釋放鎖定狀態。 這避免了將PIN信息輸入不可靠的讀寫器，而這在將PIN信息輸入 非接觸型讀寫器的輸入裝置從而釋放鎖定狀態的根據相關技術的 系統中是必要的。從而，可以防止PIN信息的竊取和洩露以提高混 合IC卡1的安全性。
同樣地，在通過混合IC卡1和生物信息的結合改善安全性的 情況下，也可以防止生物信息的竊取和洩露。在這種情況下，通過 接觸通信將生物信息從適配器3輸入混合IC卡1，在混合IC卡1 中檢查用於認證的信息，並臨時解除混合IC卡1中非接觸服務功 能的鎖定。這允許用戶避免將自己的生物信息輸入不可靠的非4妄觸 型讀寫器。
此外，在沒有接收到RF信號的接觸通信模式期間，根據本實 施例的非接觸型IC卡1使用與用在非接觸通信中的載波頻率非常 接近的頻率作為CPU 51的操作時鐘。另一方面，在接收RF信號 的非接觸通信模式期間，非接觸型IC卡1鎖定至該頻率並將其用 作CPU51的操作時鐘。因此，不存在接觸通信才莫式和非接觸通4言 模式之間的CPU 51的操作偏差，這能夠平滑地執行模式切換。
此外，根據實施例，將可附接至混合IC卡1並且可從混合IC 卡1拆離的適配器3的電池的電源經由接觸端8 ( Vcc端)提供給 混合IC卡1。這能夠向混合IC卡1的IC晶片穩定提供高壓外部電 源。因此，可以提高混合IC卡1的性能，從而簡單地通過將適配器3附接至混合IC卡1來執行與非接觸型讀寫器2的穩定的非接「
觸通信。
此外，如上所述，可攜式IC卡適配器3能夠向混合IC卡1安 全提供個人識別信息並向混合IC卡1穩定提供高壓電源。因此， 簡單地通過將^更攜式IC卡適配器3附接至混合IC卡1，用戶可以 安全地輸入個人識別信息並解鎖期望的非4妻觸力良務功能而不用4旦 心個人識別信息的竊取和洩露。此外，用戶可以通過在非接觸型讀 寫器2的上方持有混合IC卡1來便利地使用該混合IC卡1而不用 4旦心電源不足。
如上所述，因為可攜式IC卡適配器3便於攜帶、使用容易、 並且在安全性方面可靠性高，所以對於使用混合IC卡1的用戶來 說很方便。當用戶想要使用混合IC卡1的常規未被鎖定的功能時， 用戶可以以簡單的常用形式使用混合IC卡1而不用附接可攜式IC 卡適配器3。另一方面，當用戶想要使用混合IC卡1的鎖定功能時， 用戶附接可攜式IC卡適配器3並輕鬆輸入個人識別信息，從而在 保持安全性的同時能夠方便使用。
本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其他因素，可以 有多種修改、組合、子組合和替換，這些均應包含在本發明的權利 要求或等同物的範圍之內。
例如，作為根據實施例的接觸型讀寫器的可攜式IC卡適配器3 具有允許插入單個混合IC卡1的附接結構。然而，本發明不限於 此，接觸型讀寫器可以允許插入多個混合IC卡1，此外，混合IC 卡1附接至接觸型讀寫器的方向、位置或寬度，接觸型讀寫器的形 狀等不限於圖l所示的實例，而是可以將"i殳計改變為^f壬意形式。
此外，個人識別信息不限於PIN信息或生物信息，可以使用4壬 何個人識別信息，只要其可以識別混合IC卡1的有效用戶即可。
權利要求
1.一種接觸/非接觸型混合IC卡，包括非接觸接口，通過天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行通信；接觸接口，通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信；存儲單元，在通過所述接觸接口進行的接觸通信模式期間，存儲通過所述接觸接口從所述接觸型讀寫器輸入的個人識別信息；以及控制單元，基於在所述接觸通信模式期間存儲在所述存儲單元中的所述個人識別信息，解除通過所述非接觸接口進行的非接觸通信模式中的指定功能的限制，並且在解除所述指定功能的限制的狀態下，將通信模式從所述接觸通信模式切換至所述非接觸通信模式。
2. 根據權利要求1所述的接觸/非接觸型混合IC卡，其中，當沒有通過所述非接觸接口從所述非接觸型讀寫器以非 接觸方式接收到信號時，將與用在非接觸通信中的載波頻率基 本相同的頻率用作用於操作所述控制單元的時4中頻率，以及當通過所述非接觸接口從所述非接觸型讀寫器以非接觸 方式接收到信號時，將所述信號的載波頻率用作用於操作所述 4空制單元的時^t頻率。
3. 根據權利要求1或2所述的接觸/非接觸型混合IC卡，其中，所述存儲單元為易失性存儲器，以及響應於所述非接觸通信模式的結束，擦除存儲在所述易 失性存儲器中的所述個人識別信息。
4. 根據權利要求1或2所述的接觸/非接觸型混合IC卡，其中，所述接觸型讀寫器是可附接至所述接觸/非接觸型混合IC 卡以及可從所述接觸/非接觸型混合IC卡拆離的1^更攜式讀寫器。
5. 根據權利要求1或2所述的接觸/非接觸型混合IC卡，其中，在解除所述非接觸通信模式中的所述指定功能的限制之 後，所述控制單元根據通過所述接觸接口從所述接觸型讀寫器 輸入的模式切換命令將通信模式從所述接觸通信模式切換至 所述非接觸通信模式。
6.根據權利要求1或2所述的接觸/非接觸型混合IC卡，其中，所述4妄觸端包4舌復位端，從所述接觸型讀寫器接收復位信號，和 時鐘端，從所述接觸型讀寫器接收數據時鐘信號，以及一旦在4企測到所述悽史據時鐘信號的狀態下檢測到所述復 位信號的改變，所述控制單元將所述接觸/非接觸型混合IC卡 的通信模式設置為所述接觸通信^^式。
7. 根據權利要求1或2所述的接觸/非接觸型混合IC卡，其中，所述個人識別信息是從被放置在所述接觸型讀寫器中的 車命入單元llT入的PIN 4言息或生物4言息。
8. —種通過接觸/非接觸型混合IC卡進行的通信方法，所述接觸 /非接觸型混合IC卡包括非接觸接口，通過天線與非接觸型 讀寫器以非，接觸方式進行通信；以及4妄觸接口，通過4妄觸端與 4妄觸型讀寫器以接觸方式進4於通信，所述方法包4舌以下步驟在通過所述^妾觸接口進^亍的^妄觸通信才莫式期間，將通過 所述接觸接口從所述接觸型讀寫器輸入的個人識別信息存4諸 在存儲單元中；基於在所述接觸通信模式期間存儲在所述存儲單元中的 所述個人識別信息，解除通過所述非接觸接口進行的非接觸通 信模式中的指定功能的限制；在解除所述指定功能的限制的狀態下，將通信模式從所 述接觸通信模式切換至所述非接觸通信模式；以及在所述非接觸通信才莫式期間，通過所述非接觸接口以非 接觸方式將所述指定功能的數據與所述非接觸型讀寫器進行通信。
9. 一種用於使接觸/非接觸型混合IC卡的處理器實現一種方法的 程序，所述接觸/非接觸型混合IC卡包括非接觸接口，通過 天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行通信；以及接觸接 口，通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信，所述方 法包括以下步驟在通過所述接觸接口進行的接觸通信模式期間，將通過 所述接觸接口從所述接觸型讀寫器輸入的個人識別信息存儲 在存4諸單元中；基於在所述接觸通信模式期間存儲在所述存儲單元中的 所述個人識別信息，解除通過所述非4妄觸接口進4於的非接觸通 信模式中的指定功能的限制；在解除所述指定功能的限制的狀態下，將通信模式從所述接觸通信模式切換至所述非接觸通信模式；以及在所述非4妻觸通信才莫式期間，通過所述非接觸4妻口以非 接觸方式將所述指定功能的數據與所述非接觸型讀寫器進行通信。
10.—種通信系統，包括接觸/非接觸型混合IC卡；非接觸型讀寫器，與所述接觸/非接觸型混合IC卡以非接 觸方式進4於ii/f言；以及接觸型讀寫器，與所述4妻觸/非4妾觸型混合IC卡以接觸方 式進行通信，其中，所述接觸型讀寫器包括豐俞入單元，^r入個人識別4言息；和傳輸單元，以接觸方式將所述個人識別信息傳輸至所 述接觸/非接觸型混合IC卡，以及所述接觸/非接觸型混合IC卡包括非接觸接口 ，通過天線與所述非接觸型讀寫器以非接 觸方式進4於通信；^接觸4矣口 ，通過衝妄觸端與所述接觸型讀寫器以4妄觸方 式進行通信；存儲單元，在通過所述接觸接口進行的接觸通信才莫式 期間，存儲通過所述接觸接口從所述接觸型讀寫器輸入的 所述個人識別信息；以及控制單元，基於在所述接觸通信模式期間存儲在所述 存儲單元中的所述個人識別信息，解除通過所述非《接觸4妄口進行的非接觸通信模式中的指定功能的限制，並且在解 除所述指定功能的限制的狀態下，將通信模式從所述接觸 通信模式切換至所述非接觸通信模式。
全文摘要
本發明公開了接觸/非接觸型混合IC卡、通信方法、程序以及通信系統。該接觸/非接觸型混合IC卡包括非接觸接口，通過天線與非接觸型讀寫器以非接觸方式進行通信；接觸接口，通過接觸端與接觸型讀寫器以接觸方式進行通信；存儲單元，在通過接觸接口進行的接觸通信模式期間，存儲通過接觸接口從接觸型讀寫器輸入的個人識別信息；以及控制單元，基於在接觸通信模式期間存儲在存儲單元中的個人識別信息，解除通過非接觸接口進行的非接觸通信模式中的指定功能的限制，並且在解除指定功能的限制的狀態下，將通信模式從接觸通信模式切換至非接觸通信模式。
文檔編號G06K17/00GK101599134SQ20091014645
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月5日 優先權日2008年6月6日
發明者森田直 申請人:索尼株式會社