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JPH0816922B2 - Identification card with integrated circuit for electrical signal processing - Google Patents

Identification card with integrated circuit for electrical signal processing

Info

Publication number
JPH0816922B2
JPH0816922B2 JP3265833A JP26583391A JPH0816922B2 JP H0816922 B2 JPH0816922 B2 JP H0816922B2 JP 3265833 A JP3265833 A JP 3265833A JP 26583391 A JP26583391 A JP 26583391A JP H0816922 B2 JPH0816922 B2 JP H0816922B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
identification card
integrated circuit
circuit unit
light
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3265833A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05189628A (en
Inventor
グレトルプ,ヘルムト
マウラー,トーマス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Original Assignee
GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH filed Critical GAO Gesellschaft fuer Automation und Organisation mbH
Priority to JP3265833A priority Critical patent/JPH0816922B2/en
Publication of JPH05189628A publication Critical patent/JPH05189628A/en
Publication of JPH0816922B2 publication Critical patent/JPH0816922B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は基板上に集積された集積
回路を具備し、特定情報記憶用の回路ユニットを作動さ
せるためにエネルギ伝達、データ出力、若し要求される
ならばデータ入力を行うための変換素子を制御する特定
情報記憶用の回路ユニットを有する識別カードに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention comprises an integrated circuit integrated on a substrate, which provides energy transfer, data output and, if required, data input to operate a circuit unit for storing specific information. The present invention relates to an identification card having a circuit unit for storing specific information for controlling a conversion element for performing.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、集積回路の形態をなす多数の回路
ユニットは、各個が1つの半導体チップ(基板)上に形
成されている。これらの半導体チップはそれらの縁に金
属端子を有しており、適切な溶接又はろう付け法により
半導体チップはリード線を通して半導体チップを包囲す
るハウジングの端子と接続される、又は、直接周辺回路
と接続されている。
2. Description of the Related Art Today, a large number of circuit units in the form of integrated circuits are each formed on one semiconductor chip (substrate). These semiconductor chips have metal terminals on their edges, and by suitable welding or brazing methods the semiconductor chips are connected through leads to the terminals of the housing that surrounds the semiconductor chip, or directly to the peripheral circuit. It is connected.

【0003】種々の適用例が存在するが、それらの適用
例においては、半導体チップとその周辺回路間の電気的
接続が要求された条件を満たされていない。例えば半導
体チップに識別カードを設け、模倣に対する保護を向上
させ、それと同時に識別カードに多量の情報を記憶さ
せ、さらに可能であれば制御装置においてこの情報を送
信器及び受信器と協働させて変更することが提案されて
いる(西独公開公報第2659573号)。
Although there are various application examples, in those application examples, the electrical connection between the semiconductor chip and its peripheral circuits does not satisfy the required conditions. For example, by providing an identification card on the semiconductor chip to improve protection against imitation, at the same time storing a large amount of information in the identification card and possibly changing this information in the control device in cooperation with the transmitter and receiver It has been proposed to do so (West German Laid-Open Publication No. 2659573).

【0004】識別カードに回路ユニットを収容すること
は、使用中カードが機械的な応力を受けるので、特にカ
ードに設けられた回路ユニットと端子との間の電気的接
続が損なわれる場合があるという問題点がある。また識
別カードに回路ユニットを収容することは、機械的応力
によって鋭敏に影響を受ける端子線によって複雑とな
る。
It is said that housing the circuit unit in the identification card may damage the electrical connection between the circuit unit and the terminals provided on the card in particular because the card is mechanically stressed during use. There is a problem. Also, housing the circuit unit in the identification card is complicated by the terminal wires which are sensitively affected by mechanical stress.

【0005】それゆえ、リード線を用いずに半導体チッ
プと直接データ入出力する連結素子を設けることが提案
されており(西独特許出願公開公報第1945777
号)、連結素子は例えば人間を識別するためのいわゆる
「識別物体」に設けられている。データは光ファイバの
束を通して伝送され、該光ファイバの束は変換素子と調
和させて回路ユニットに配置させねばならない。エネル
ギは識別物体の外部に適用された対応する金属表面を通
して静電容量変化として伝送される。表面はリード線に
より半導体チップに接続されているので上記と同様の問
題点が生じている。
Therefore, it has been proposed to provide a connecting element for directly inputting / outputting data to / from a semiconductor chip without using a lead wire (West German Patent Application Publication No. 1945777).
No.), the connecting element is provided, for example, in a so-called “identification object” for identifying a person. The data is transmitted through a bundle of optical fibers which must be arranged in the circuit unit in coordination with the conversion elements. Energy is transmitted as a capacitance change through the corresponding metal surface applied to the outside of the identification object. Since the surface is connected to the semiconductor chip by the lead wire, the same problem as described above occurs.

【0006】また、従来の識別カードにおいては(参
照:特開昭51−15946号公報(Fig.1)、特
開昭51−159467号公報(Fig.1))、デー
タ入力及びデータ出力は光/電気(または電気/光)変
換素子によって行われており、さらに、エネルギー供給
は送受信装置側の1次コイル(151)及び識別カード
の2次コイル(105)によって行われ、直流電流が供
給される(フィルタ107)。さらに、他の従来の送受
信装置においては(参照:特開昭55−4199号公報
(Fig.1))、2成分を有する光信号を送信する光
送信線(200)、電気エネルギに変換後の直流電流を
電気部分に供給する直流電流部品、送信すべき情報を有
する情報部品、光信号を電気信号に変換する検出器(3
02)、情報とエネルギとを分離するフィルタ(30
3)が設けられている。
In the conventional identification card (see Japanese Patent Laid-Open No. 51-15946 (Fig. 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 51-159467 (Fig. 1)), data input and data output are optical. / Electric (or electric / optical) conversion element, and further, energy supply is performed by the primary coil (151) on the transmitter / receiver side and the secondary coil (105) of the identification card, and direct current is supplied. (Filter 107). Further, in another conventional transmitter / receiver (see Japanese Patent Laid-Open No. 55-4199 (FIG. 1)), an optical transmission line (200) for transmitting an optical signal having two components, is converted into electric energy. Direct current component for supplying direct current to electric part, information component having information to be transmitted, detector for converting optical signal into electric signal (3
02), a filter (30) for separating information and energy
3) is provided.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
識別カード(特開昭51−15946号公報及び特開昭
51−15947号公報)及び送受信装置(特開昭55
−4199号公報)の組合せた場合の問題の解決がされ
ていない。つまり、光/変換素子が大型かつ製造困難で
あること、識別カードはエネルギ供給用の直流成分光と
情報送信用の交流成分光とが混在していること、等に対
する問題が解決されていない。
However, the above-mentioned identification card (JP-A-51-15946 and JP-A-51-15947) and a transmitter / receiver (JP-A-55).
No. 4199 gazette) has not been solved. In other words, problems such as that the light / converting element is large and difficult to manufacture, and that the identification card contains a mixture of DC component light for energy supply and AC component light for information transmission have not been solved.

【0008】従って、本発明の目的は、小型かつ製造容
易であり、また、直流成分光及び交流成分光の分離を可
能とする識別カードを提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an identification card which is small in size and easy to manufacture, and which is capable of separating DC component light and AC component light.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明においては、半導
体基板上にモノリシックに集積された電気信号処理用の
集積回路、データ入力用光/電気変換素子、データ出力
用電気/光変換素子、前記集積回路への電力供給用光/
電気変換素子を有する識別カードであって、前記データ
入力用光/電気変換素子及び前記電力供給用光/電気変
換素子を共通の素子として前記半導体基板上にモノリシ
ックに集積化し、前記集積回路は受信光情報としても処
理可能な交流成分と電力供給用の直流成分とに分離する
ことができる電気的フィルタを具備する識別カードが提
供される。
According to the present invention, an integrated circuit for electrical signal processing monolithically integrated on a semiconductor substrate, an optical / electrical conversion element for data input, an electrical / optical conversion element for data output, Light for power supply to integrated circuits /
An identification card having an electrical conversion element, wherein the data input optical / electrical conversion element and the power supply optical / electrical conversion element are monolithically integrated on the semiconductor substrate as a common element, and the integrated circuit receives the data. An identification card provided with an electric filter capable of separating an AC component that can be processed as optical information and a DC component for power supply.

【0010】[0010]

【作用】従って、基板は、集積回路として作動するばか
りでなく、基板に直接接続されたデータ変換及びエネル
ギ供給素子としても作動する。回路ユニットは簡単な方
法で識別カード、コイン、リングなどの任意の識別要素
に挿入できる小形のユニットであり、リード線が存在し
ないので故障が殆ど発生せず操作が確実に行なえるよう
になる。最後に、小形設計はそのような回路ユニットを
さらに小形化する可能性を提供するので今まで適用でき
ないものとして今まで知られている回路ユニットを種々
の場合に適用できるようにする。
Therefore, the substrate not only operates as an integrated circuit, but also as a data conversion and energy supply element directly connected to the substrate. The circuit unit is a small unit that can be inserted into an arbitrary identification element such as an identification card, a coin, or a ring by a simple method. Since there is no lead wire, the circuit unit can be operated reliably without causing a failure. Finally, the compact design offers the possibility of further miniaturizing such circuit units, thus making it possible to adapt the circuit units heretofore known as previously inapplicable in various cases.

【0011】本発明の技術思想に従う変換手段の実現方
法は種々のものがある。例えばフォトセルなどの光変換
器は基板上に集積されたエネルギ伝達用として設けるこ
とができ、それは光が照射された場合回路に必要な電気
を供給する。またデータの入出力は光学的に行われ、そ
れにより例えばデータ出力として液晶素子、その出力に
対応する光感応素子としてフォトダイオードなどがデー
タ入力用に用いられる。
There are various methods for realizing the conversion means according to the technical idea of the present invention. A light converter, such as a photocell, can be provided for energy transfer integrated on the substrate, which provides the necessary electricity to the circuit when illuminated by light. Further, data input / output is performed optically, whereby a liquid crystal element is used as a data output, and a photodiode or the like is used as a light sensitive element corresponding to the output for data input.

【0012】全ての実施例において、変換素子がリード
線なしに基板と直接接触しているということが極めて重
要である。
In all embodiments, it is extremely important that the conversion element is in direct contact with the substrate without leads.

【0013】[0013]

【実施例】図1(A)及び図1(B)は、概略的かつ拡
大して示した簡単な実施例としての本発明による回路ユ
ニット15を図示している。該回路ユニットは、例え
ば、光電式トランスデューサによりエネルギが供給さ
れ、また動作中或る情報を読み出し得る素子を有する回
路ユニットであり得る。この回路ユニットが識別カード
に組み込まれると、この回路ユニットは例えばコードワ
ード(暗証)を記憶するのに用いることができ、それに
より該識別カードは或る場所への入場許可を制御する電
子式キイ等に用いることができる。
1 (A) and 1 (B) show a circuit unit 15 according to the invention as a schematic and enlarged, simple embodiment. The circuit unit can be, for example, a circuit unit which is energized by a photoelectric transducer and which has elements from which certain information can be read during operation. When this circuit unit is incorporated in an identification card, this circuit unit can be used, for example, to store a codeword (password), whereby the identification card controls an electronic key which controls the admission to a place. Etc. can be used.

【0014】図1(B)に図示の如く、在来の方法にお
いて形成された集積回路2は、シリコンウエハ(シリコ
ン基板)1の上に設けられている。集積回路2はウエハ
1の一部分のみに設けられている。ウエハ表面の残部に
は光感応形半導体、例えばフォトセル3が集積されてお
り、フォトセルは集積回路の動作に必要とされるエネル
ギを供給するが、該エネルギは従来知られている方法で
入射光の放射電力に依存して発生される。上述の素子
は、導電性隆起条体により、素子相互間及び集積回路と
接続され、導電性の隆起した線状体(配線)は集積回路
製造の通常の過程によりウエハ1上に蒸着される。
As shown in FIG. 1B, an integrated circuit 2 formed by a conventional method is provided on a silicon wafer (silicon substrate) 1. The integrated circuit 2 is provided only on a part of the wafer 1. A photo-sensitive semiconductor, for example, a photo cell 3 is integrated on the remainder of the wafer surface, and the photo cell supplies energy required for the operation of the integrated circuit, which energy is incident by a method known in the related art. It is generated depending on the radiated power of light. The above-mentioned elements are connected to each other and to the integrated circuit by the conductive raised strips, and the conductive raised linear bodies (wirings) are vapor-deposited on the wafer 1 by the usual process of manufacturing integrated circuits.

【0015】データはいわゆる液晶素子4により読み出
され、液晶素子は今日表示素子としてしばしば用いられ
ている。液晶素子は液晶膜5を具備しており、この液晶
膜5はフレーム8において2つの透明電極6及び7の間
に設けられたフレーム8に封止込められている。フレー
ム8はシリコンウエハ1の寸法に適合されている。知ら
れているように、液晶膜は、該膜の両側にある導電性被
覆6及び7に電界が印加されると極度に少ないエネルギ
を消費するだけで透明な状態に変化するという特性を有
している。従って、照明を受けた液晶膜は時々観察者か
ら乳白色に見え、一方励起状態において透明であり、背
景が何であっても(図1(B)においては暗色系の膜1
0)、その背景は視認可能になる。回路ユニットを完成
させるため、液晶を有するフレーム8は例えば適切な接
着剤によりシリコンウエハ1と固着的に接続され、電極
6及び7はスルーコンタクト法により集積回路2の対応
する端子に接続される。フレーム8はフォトセル3に関
するスペクトル範囲内において透明であり、従って、フ
レーム8でフォトセル3を覆うことはフォトセル3の機
能と干渉しない。特に液晶素子がデータ表示に用いられ
た場合には、データ表示素子4とエネルギ供給素子3の
回路構成は、回路素子が広い表面にわたって照明を受け
るとき、フォトセルが能動化され、また、液晶表示が点
灯されるという利益がある。それゆえ回路ユニットの作
動は、いかなる精巧な位置決めの問題を生じることなく
また多大の労力を必要とすることなく(1つの照明ユニ
ットのみ)、可能である。
The data is read by the so-called liquid crystal element 4, which is often used today as a display element. The liquid crystal element is provided with a liquid crystal film 5, and the liquid crystal film 5 is encapsulated in a frame 8 provided between two transparent electrodes 6 and 7 in the frame 8. The frame 8 is adapted to the dimensions of the silicon wafer 1. As is known, a liquid crystal film has the property that when an electric field is applied to the conductive coatings 6 and 7 on both sides of the film, it changes to a transparent state by consuming very little energy. ing. Therefore, the illuminated liquid crystal film sometimes looks milky white to the observer, while it is transparent in the excited state, and whatever the background is (dark film 1 in FIG. 1B).
0), the background becomes visible. To complete the circuit unit, the frame 8 containing the liquid crystal is fixedly connected to the silicon wafer 1, for example by means of a suitable adhesive, and the electrodes 6 and 7 are connected to the corresponding terminals of the integrated circuit 2 by the through-contact method. Frame 8 is transparent in the spectral range for photocell 3, so that covering photocell 3 with frame 8 does not interfere with the function of photocell 3. Especially when the liquid crystal element is used for data display, the circuit configuration of the data display element 4 and the energy supply element 3 is such that the photocell is activated when the circuit element is illuminated over a large surface, and the liquid crystal display Has the benefit of being lit. The operation of the circuit unit is therefore possible without any elaborate positioning problems and without great effort (only one lighting unit).

【0016】エネルギ供給用及びデータ表示用素子はシ
リコンウエハの片側のみに設けられるべきであることを
必要としない。図2(A)は識別カード16に組み込ま
れた回路ユニット15を図示している。すでに上述した
ように、最も簡単な例示としての上記の実施例における
回路ユニットは、一制御過程において、規定された1つ
の情報のみ、例えばID数学の形態としての表示に応答
している。その数字は、従来知られている方法による回
路ユニットの製造過程において、回路ユニット内のその
数字に対応して永久的に記憶するメモリに記憶される。
図2(B)に図示の如く、特に回路ユニット15を照明
する光源18を具備する装置17のもとで識別番号の試
験を行う間、識別カードは指向される。この照射により
フォトセル3は回路ユニットの動作に必要なエネルギを
供給する。回路が動作可能になると、図1(B)に図示
の液晶素子4により記憶された情報が明・暗の変化とし
て表示され、液晶素子4はまた光源により照らされる。
明・暗変調形式で、ダイアフラム20及び2つのレンズ
21及び22を具備する光学系により液晶素子はフォト
ダイオード23上に検出される。制御装置内の識別カー
ドの調節は、適切な機械式位置決め工具(図示せず)に
より実行できる。
The energy supply and data display elements need not be provided on only one side of the silicon wafer. FIG. 2A shows the circuit unit 15 incorporated in the identification card 16. As already mentioned above, the circuit unit in the above exemplary embodiment, in its simplest form, responds to only one defined information in one control process, for example in the form of ID mathematics. The number is stored in the memory that permanently stores the number in the circuit unit during the manufacturing process of the circuit unit according to the conventionally known method.
As shown in FIG. 2B, the identification card is oriented during the identification number test, in particular under the device 17 with the light source 18 illuminating the circuit unit 15. By this irradiation, the photocell 3 supplies the energy necessary for the operation of the circuit unit. When the circuit becomes operational, the information stored by the liquid crystal element 4 shown in FIG. 1B is displayed as a light / dark change, and the liquid crystal element 4 is also illuminated by the light source.
The liquid crystal element is detected on the photodiode 23 by an optical system comprising a diaphragm 20 and two lenses 21 and 22 in a light / dark modulation format. Adjustment of the identification card within the controller can be performed by a suitable mechanical positioning tool (not shown).

【0017】図1(A)及び図1(B)に図示の回路ユ
ニットは、制御過程における個々の識別カードに対して
予め定められており、変更できない情報を表示するよう
に予め正確に位置している。しかしながら多くの場合に
おいて、回路ユニットに外部データを供給すること、さ
らに集積回路内に記憶されたデータを組み合わせて集積
回路内における情報として出力処理すること、又は集積
回路内の記憶状態を将来変更できるようにすることが望
まれている。このような目的に適した実施例としては、
例えば、回路ユニットに電気を供給するために用いられ
るフォトセルを通して外部から供給されるデータを提供
するものである。この回路ユニットは図1(A)、図1
(B)に図示の如き外部構造を有することができる。こ
の実施例においては、フォトセルを照らすのに用いられ
る光は直流成分と情報を包含する交流成分から成り、そ
れによりこのような印加電気信号により変調された光に
より照射されたフォトセルは変調を受ける。集積回路の
内部において、交流成分は従来知られている電気式フィ
ルタを通して出力され、そして、必要な場合には適切に
増幅された情報として後段の電子回路に印加される。
The circuit units shown in FIGS. 1A and 1B are predetermined for each identification card in the control process and are precisely positioned in advance to display information that cannot be changed. ing. However, in many cases, external data can be supplied to the circuit unit, data stored in the integrated circuit can be combined and output as information in the integrated circuit, or the storage state in the integrated circuit can be changed in the future. Is desired. Examples suitable for such a purpose include:
For example, it provides data supplied externally through a photocell used to supply electricity to the circuit unit. This circuit unit is shown in FIG.
It may have an external structure as shown in FIG. In this embodiment, the light used to illuminate the photocell consists of a DC component and an AC component that carries the information so that the photocell illuminated by the light modulated by such an applied electrical signal is not modulated. receive. Inside the integrated circuit, the AC component is output through a conventionally known electric filter and, if necessary, applied as appropriate amplified information to the subsequent electronic circuit.

【0018】外部データを提供する回路ユニットの他の
可能性が図3に図示されている。この場合、回路ユニッ
トの表面には区域26が示されており、該区域は周囲か
ら絶縁されており、交叉ハッチングであらわされてお
り、該区域内においては付加的なフォトダイオードがシ
リコン基板内に集積されている。フォトダイオードは入
力されるべき情報に従って変調された光を電気信号に変
換する。図3において4は集積回路チップを表わす。
Another possibility of a circuit unit providing external data is illustrated in FIG. In this case, an area 26 is shown on the surface of the circuit unit, which area is isolated from the surroundings and is represented by cross-hatching, in which additional photodiodes are placed in the silicon substrate. It is accumulated. The photodiode converts light modulated according to the information to be input into an electric signal. In FIG. 3, reference numeral 4 represents an integrated circuit chip.

【0019】集積回路の製造を簡単にするために、最後
に述べた実施例においては、エネルギ供給用の光の流れ
と入力データの分離が有益である。このことは例えば、
区域3及び26を分離して照明する光学式映像システム
によって実現することができる。技術的に容易に実現し
得る可能性のあるものとしては、周波数にもとづいて光
の流れを分離することがある。下記に多くの可能性のな
かの一つのものとして周波数に従って光の流れを分離す
る場合を述べる。区域26は赤外線部(IR部)が不足
しているスペクトルを有する読み込みデータにより照明
を受け、一方エネルギを供給する区域3は単独にIR光
により照明を受ける。IR光をエネルギ区域に印加する
と、特にこの範囲において感応するシリコンフォトセル
の特性が向上し、それによりフォトセルの寸法が小さい
場合であっても良好な性能を得ることができる。勿論原
理的には、データ入力区域は逆にIR光又は他のスペク
トル範囲の光により照明を受けることができる。レシー
バ側における光の流れの分離は特定範囲の光に感応する
複数の適切な検出装置により行われる。物理的に等価な
複数の検出装置が用いられた場合、区域3及び26は、
各個が対応する光に対してのみ透明である光学式フィル
タによりマスクされる。これらの事柄についての状態が
図4(A)〜図4(D)に概略的に図示されている。図
4(A)及び図4(B)は区域3(エネルギ供給)及び
区域26(データ入力)を照射するスペクトルを示して
いる。図4(C)及び図4(D)は区域3及び区域26
に用いられるべきフィルタの減衰特性曲線を示してい
る。
In order to simplify the production of integrated circuits, in the last-mentioned embodiment it is advantageous to separate the light flow for energy supply and the input data. This is, for example,
It can be realized by an optical imaging system in which areas 3 and 26 are illuminated separately. A technically feasible possibility is to separate the light streams based on frequency. The case of separating the light flow according to frequency is described below as one of many possibilities. Area 26 is illuminated by read-in data having a spectrum that is lacking in the infrared (IR) part, while area 3 supplying energy is illuminated solely by IR light. The application of IR light to the energy area improves the properties of the silicon photocell, which is sensitive especially in this range, which allows good performance to be obtained even in small photocell dimensions. In principle, of course, the data input area can, in turn, be illuminated by IR light or light in other spectral ranges. Separation of the light stream at the receiver side is accomplished by a plurality of suitable detectors sensitive to a particular range of light. If multiple physically equivalent detectors were used, areas 3 and 26 would
Each piece is masked by an optical filter that is transparent only to the corresponding light. The situation for these matters is schematically illustrated in FIGS. 4 (A) -4 (D). 4 (A) and 4 (B) show the spectra illuminating zone 3 (energy supply) and zone 26 (data input). 4C and 4D show the area 3 and the area 26.
3 shows the attenuation characteristic curve of a filter that should be used for.

【0020】周波数に従って光の流れを分離することは
光学系によって光の流れを分離する場合に比して、識別
カードが回路ユニットの寸法に対し回路ユニットの区域
内の大きな表面にわたって照明を受けることができると
いう利益がある。従って円錐状に光を調節する必要がな
い。上記実施例において、エネルギ必要量が非常に少な
いことを利益として適用されることができる液晶素子に
よりデータ出力が行われた。しかしながらこれらの実施
例は、相異なる技術の組合わせによるハイブリッド構造
の回路ユニットを要求している。またデータ出力に必要
な素子がシリコンウエハに集積された場合、モノリシッ
ク構造の回路ユニットが実現される。このことは原理的
には、データ表示用として基板に直接集積されることが
可能な発光ダイオード素子を用いることにより得ること
ができるが、発光ダイオード素子が相当エネルギを消費
するということが特定の分野における用途としては好ま
しからざる場合がある。
Separating the flow of light according to frequency means that the identification card is illuminated over a large surface within the area of the circuit unit relative to the size of the circuit unit, as compared to separating the flow of light by an optical system. There is a benefit of being able to Therefore, it is not necessary to adjust the light in a conical shape. In the above example, the data output was done by a liquid crystal element which can be applied with the benefit of very low energy requirements. However, these embodiments require a hybrid-structured circuit unit with a combination of different technologies. When the elements required for data output are integrated on a silicon wafer, a monolithic structure circuit unit is realized. This can, in principle, be obtained by using light emitting diode elements that can be integrated directly on the substrate for data display, but in particular areas where the light emitting diode elements consume considerable energy. There are cases where it is not desirable for use in.

【0021】図5に参考例を図示する。この回路ユニッ
トの場合においては、データは静電容量によって入力又
は出力される。このため蒸着された導電性被覆30及び
31がシリコンウエハ1上に設けられ、該2つの被覆は
蒸着された導電性の隆起した線状体(配線)(図示せ
ず)により集積回路2に接続されている。前述のように
フォトセル3はエネルギ供給用として設けられ、該フォ
トセルは集積回路2に沿ってシリコンウエハに直接集積
されている。
FIG. 5 illustrates a reference example. In the case of this circuit unit, data is input or output by capacitance. For this reason, vapor-deposited conductive coatings 30 and 31 are provided on the silicon wafer 1, the two coatings being connected to the integrated circuit 2 by vapor-deposited conductive raised linear bodies (wiring) (not shown). Has been done. As described above, the photocell 3 is provided for supplying energy, and the photocell is directly integrated on the silicon wafer along the integrated circuit 2.

【0022】図6は制御装置における最後に述べた回路
に設けられた識別カードの動作に関し図示している。デ
ータを入力又は出力するため対向電極33が回路ユニッ
トの区域内にある識別カード上に置かれており、該対向
電極は回路よりも相当大きいものであり得る。また識別
カードに比し大きな表面を有し得る対向電極の1つのみ
を用いることにより、制御装置内におけるカードの調節
に関する問題は存在しない。透明な材料で作られている
電極は透明かつ導電性の被覆34に設けられており、そ
れにより光源35からの光が支障を受けることなく回路
のフォトセルに到達することができる。
FIG. 6 illustrates the operation of the identification card provided in the last-mentioned circuit in the control unit. A counter electrode 33 for inputting or outputting data is placed on the identification card in the area of the circuit unit, which counter electrode can be considerably larger than the circuit. Also, by using only one of the counter electrodes, which may have a larger surface than the identification card, there are no problems with adjusting the card in the control device. Electrodes made of a transparent material are provided on the transparent and electrically conductive coating 34, so that the light from the light source 35 can reach the photocells of the circuit unimpeded.

【0023】いわゆる「マルチプレックス」法に従って
制御装置は識別カードの回路ユニットと情報伝達を行
う。データ入力及びデータ出力は規定された時間間隔内
において連続的に行われる。回路を始動させた後、換言
すればフォトセルを照射後規定時間間隔経過後、データ
入力用の信号通過時間的窓(ウインドー)がまず形成さ
れ、それから対応する受光電極(図5の例えば電極30
を参照)が作動可能状態になる。制御装置の電極33は
この形態においては送信器として作動する。集積回路
は、入力ウインドー内において等間隔で連続する「スキ
ャニングポイント」を発生させる。もしデータ送出かつ
受容ユニット36により発生され適用された電極に導か
れる電圧パルスが、2つのスキャニングポイント間に現
れると、集積回路の論理回路はそれを解釈する。例え
ば、パルスが存在すれば論理「1」とし、2つのスキャ
ニングポイント間にパルスが存在しなければ論理「0」
とする。導電性被覆30に印加されたパルス電圧の電位
は、シリコンウエハの下側に蒸着された被覆31に対し
て規定され、制御装置の接地されたベース板40により
静電容量的に基準電位に維持されている。
According to the so-called "multiplex" method, the control unit communicates with the circuit units of the identification card. Data input and data output are continuously performed within a defined time interval. After starting the circuit, in other words, after a defined time interval after irradiation of the photocell, a signal transit time window for data entry is first formed and then the corresponding light receiving electrode (eg electrode 30 in FIG. 5).
(See) becomes ready for operation. The electrode 33 of the control device acts as a transmitter in this configuration. The integrated circuit produces consecutive "scanning points" in the input window at even intervals. If a voltage pulse generated by the data sending and receiving unit 36 and directed to the applied electrode appears between two scanning points, the logic of the integrated circuit interprets it. For example, if a pulse exists, a logic "1" is set, and if a pulse does not exist between two scanning points, a logic "0" is set.
And The potential of the pulse voltage applied to the conductive coating 30 is defined with respect to the coating 31 deposited on the underside of the silicon wafer and is capacitively maintained at the reference potential by the grounded base plate 40 of the controller. Has been done.

【0024】データの出力は、規定時間経過後「データ
出力」ウインドーが形成されるとすぐに、上記のデータ
入力において述べた原理に従って行われる。この期間導
電性被覆30に結合され、電圧が印加されている電極3
3は受信器として作動する。データ入力及びデータ出力
の期間は、制御装置が回路ユニットに送出する制御情報
に対応させることによる従来知られている方法にもとづ
き規定され得る。
The output of data is carried out according to the principle described above for data input, as soon as the "data output" window is formed after the lapse of a defined time. An electrode 3 which is coupled to the conductive coating 30 during this period and to which a voltage is applied
3 acts as a receiver. The periods of data input and data output can be defined according to methods known in the art by corresponding to the control information that the control device sends to the circuit unit.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
/電気変換素子をモノリシック上に集積回路上に集積化
したので、識別カードを小型化かつ製造容易にでき、ま
た、識別カード上の直流成分光及び交流成分光の分離も
できる。
As described above, according to the present invention, the optical / electrical conversion element is monolithically integrated on the integrated circuit. Therefore, the identification card can be miniaturized and easily manufactured. The DC component light and the AC component light can be separated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】光学的作動回路ユニットの平面図(A)及び断
面図(B)である。
FIG. 1 is a plan view (A) and a sectional view (B) of an optical operating circuit unit.

【図2】識別カードに組込まれた図1に図示の回路ユニ
ットの平面図(A)及び制御装置内に識別カードが設け
られた場合の断面図である。
FIG. 2 is a plan view (A) of the circuit unit shown in FIG. 1 incorporated in an identification card and a sectional view when the identification card is provided in the control device.

【図3】データ入力が行い得る光学的作動回路ユニット
の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of an optical actuation circuit unit capable of data input.

【図4】図3に図示の回路ユニットにエネルギ供給及び
データ入力をする光源の光学スペクトル特性図((A)
(B))、及びデータ入力区域及びエネルギ供給区域を
マスクするフィルタの減衰特性図((C),(D))で
ある。
FIG. 4 is an optical spectrum characteristic diagram of a light source for supplying energy and inputting data to the circuit unit shown in FIG. 3 ((A)).
(B)), and an attenuation characteristic diagram ((C), (D)) of the filter that masks the data input area and the energy supply area.

【図5】静電容量式作動回路ユニットの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a capacitance type operating circuit unit.

【図6】制御装置内に図5の回路ユニットを設けた断面
図である。
6 is a cross-sectional view in which the circuit unit of FIG. 5 is provided in the control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ウエハ 2…集積回路 3…フォトセル 4…液晶 5…液晶膜 6,7…透明電極 8…フレーム 15…回路ユニット 16…IDカード 36…送受信装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wafer 2 ... Integrated circuit 3 ... Photocell 4 ... Liquid crystal 5 ... Liquid crystal film 6, 7 ... Transparent electrode 8 ... Frame 15 ... Circuit unit 16 ... ID card 36 ... Transceiver

フロントページの続き (72)発明者 マウラー,トーマス ドイツ連邦共和国,8000 ミュンヘン 60,アポロベグ 12 (56)参考文献 特開 昭49−60835(JP,A) 実開 昭56−109166(JP,U) 米国特許3906460(US,A) 米国特許4007355(US,A)Front Page Continuation (72) Inventor Maurer, Thomas Germany, 8000 Munich 60, Apolloveg 12 (56) References JP 49-60835 (JP, A) Actual development S56-109166 (JP, U) USA Patent 3906460 (US, A) US Patent 4007355 (US, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気信号を処理するための集積回路を半
導体基板上に有する識別カードであり、データ入力およ
びデータ出力のための光電子素子と前記集積回路に電力
を供給する光電子素子とを有する識別カードであって、 前記半導体基板上にモノリシックに集積化されたデータ
入力および電力供給のための共通の1つの光電子素子と
を具備し、 前記集積回路が情報として処理されるべき受伝光の交流
成分と電力供給のために使用されるべき受伝光の直流成
分とを分離するための電子フィルタを備え、 前記データ出力のための光電子素子が前記基板上にモノ
リシックに集積された発光ダイオードである識別カー
ド。
1. An identification card having an integrated circuit for processing an electric signal on a semiconductor substrate, the identification card having an optoelectronic element for inputting and outputting data and an optoelectronic element for supplying power to the integrated circuit. A card, comprising a common optoelectronic element for data input and power supply, monolithically integrated on the semiconductor substrate, wherein the integrated circuit receives and transmits alternating current to be processed as information. A light emitting diode monolithically integrated with an electronic filter for separating a component and a direct current component of received light to be used for power supply, wherein the optoelectronic device for data output is monolithically integrated on the substrate. Identification card.
【請求項2】 集積回路が前記基板の一方に配置し基板
の残りの部分は光電子結合素子のために使用される請求
項1に記載の識別カード。
2. The identification card according to claim 1, wherein an integrated circuit is arranged on one of the substrates and the remaining part of the substrate is used for optoelectronic coupling devices.
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US3906460A (en) 1973-01-11 1975-09-16 Halpern John Wolfgang Proximity data transfer system with tamper proof portable data token
US4007355A (en) 1974-03-25 1977-02-08 Societe Anonyme Dite: Societe Internationale Pour L'innovation Data-transfer system

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DE2926867C2 (en) * 1979-07-03 1986-01-02 GAO Gesellschaft für Automation und Organisation mbH, 8000 München Circuit unit

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