JPH1185940A

JPH1185940A - 無線通信端末及びそのセキュリティ方法

Info

Publication number: JPH1185940A
Application number: JP9238607A
Authority: JP
Inventors: Shinji Furukawa; 伸治古川; Nobuyoshi Yano; 暢芳矢野
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】偽造や変造が困難で、高い安全性を有する低
コストの無線通信端末を提供することである。【解決手段】ＩＣカード１１は、集積回路からなる回
路素子１２と通信用のアンテナ素子１３とを備え、これ
ら回路素子１２とアンテナ素子１３とは支持基材１４の
上に配置されている。ＩＣカード１１は、磁気素子１５
を内蔵しており、該磁気素子１５には外部から交番磁界
が印加されると急峻な磁化反転を示す軟磁性材料を含
む。無線通信端末１１に対して外部から所定の大きさの
交番磁界が問いかけ信号として入力されたときに、磁気
素子１５に含まれる軟磁性体は、外部磁界強度が予め設
定されたレベルに達すると急峻な磁化反転を示して外部
に磁気パルスを放射する。この磁気パルスがセキュリテ
ィ信号として捉えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信端末及び
そのセキュリティ方法に関し、特に、データを蓄積する
とともにそのデータを演算処理する集積回路とアンテナ
を備え、外部端末との間でデータを送受する非接触ＩＣ
カード等の無線通信端末及びそのセキュリティ方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ストライプを用いたカードに
置き換わるものとして、マイクロコンピュータ、メモリ
ー等の集積回路を内蔵した、いわゆるＩＣカードが様々
な分野で利用されつつある。その応用範囲は、交通、金
融、医療、サービスなど多岐にわたり、例えば、クレジ
ットカード、定期券、保険証、社員証などに利用されて
いる。

【０００３】特に、データ処理端末装置とのデータの送
受を遠隔で可能にした非接触ＩＣカードが近年開発さ
れ、極めて利便性の高いものとして期待されている。こ
れらの非接触ＩＣカードは、ＩＣカードにさらにデータ
通信用のアンテナを内蔵したものであり、リモートセン
シングが可能なものである。

【０００４】従来のこの種のＩＣカードの一例を図８に
示す。このＩＣカード１は、集積回路からなる回路素子
２と通信用のアンテナ素子３とを備え、これら回路素子
２とアンテナ素子３とは支持基材４の上に配置されてい
る。該支持基材４とその下側に配置されたいま一つの支
持基材との間には、上記回路素子２を機能させるのに必
要な回路が収容されている。アンテナ素子３は１０ター
ンのスパイラルループアンテナが用いられている。この
ような構造を有するＩＣカード１では、接触型カードと
異なり、電気的に接続するための接触端子電極を必要と
しないためにカードの信頼性が高く、またカードの搬送
機構などの駆動部分がないためリーダ／ライタ装置がメ
ンテナンスフリーであるという長所も有している。

【０００５】上記のような非接触ＩＣカードに使用され
るアンテナは、無線通信端末に使用される通信方式及び
無線通信端末に給電する方式によって適宜選択されてい
る。現在、非接触式ＩＣカードにおいて用いられている
方式は、外部データ処理端末との交信可能距離に応じ
て、約２ｍｍまでの密着型、約１ｍまでの近接・近傍
型、数ｍの交信が可能なマイクロ波型に大別される。密
着型はさらに静電結合方式と電磁結合方式に分けられ
る。

【０００６】外部データ処理端末とのデータ通信には、
スパイラルコイルのようなループコイルが通常使われる
が、使用周波数に応じてその大きさやターン数が異な
り、一般に低周波数ほどターン数が多いものが使用され
ている。例えば、現在１３５ｋＨｚ（中波）、４.９１
ＭＨｚ、１３.５６ＭＨｚ、２.４５ＧＨｚ（マイクロ
波）のシステムがすでに開発されている。そして最も周
波数の低い中波のもので約１００ターンのスパイラルコ
イルが使われており、マイクロ波ではストリップアンテ
ナが使用されている。

【０００７】これらの非接触ＩＣカードに給電する方法
は、データ送受用のアンテナを兼用するものが多い。こ
の給電方法としては、静電結合方式のように金属板から
なる静電プレートが使用される場合もある。

【０００８】ＩＣカードのような形状を有するものでは
ないが同様の機能を有するものとしては、スキー場のリ
フト券やスポーツクラブの管理タグなどがある。例え
ば、リフト券では、リストバンドに内蔵された無線通信
端末装置によって、利用履歴や残高などがリモートセン
シングされるものが利用されている。

【０００９】以上の例のように金銭がやり取りされる場
合は、高度の演算処理を行うマイクロコンピュータを備
え、メモリー容量も大きなものが要求される。しかし、
メモリ容量が小さく、比較的構造の簡単なものも近年利
用が広まっている。これらは、ＩＤタグやトランスポン
ダと呼ばれ、主に識別処理に利用されている。例えば、
選手につけられたタグを無線で自動認識し記録するシス
テムがオリンピックのマラソン大会などで利用されてい
る。このようなシステムも利用価値が高いため、人の入
出管理、家畜の管理、製造や販売における仕分けなど、
近年急速に利用が拡大している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらのシ
ステムが広く利用されるようになったため、不正使用を
防止するために如何にしてセキュリティを確保するかが
大きな問題となりつつある。従来、接触型のＩＣカード
や非接触型のＩＣカードではともに、信号の暗号化処理
による、いわゆるソフト的な方法によってセキュリティ
対策が施されていた。また、識別処理のためのタグやト
ランスポンダでも、ＩＣカードと同様の暗号化技術が採
用されていた。

【００１１】従来のＩＣカードを使用したシステムで
は、暗号化処理などのプログラムの内容が暴かれてＩＣ
カードが不正使用されるという問題があった。また、こ
のような不正使用が発生したときに、ＩＣカードを含む
上記のようなシステムの運用者側でこのような不正使用
に対抗する新しいプログラムを開発しても、不正使用者
はさらにその内容を解読してしまう、というようにシス
テムの運用者側と不正使用者との間にプログラムの解読
を巡る攻防が繰り返されることになり、システムのセキ
ュリティを確保するためのコストが高くなるという問題
があった。

【００１２】本発明の目的は、偽造や変造が困難で高い
安全性を有する低コストの無線通信端末を提供すること
である。

【００１３】本発明のいま一つの目的は、低コストでし
かも高い信頼性を有して偽造や変造を検出することがで
きる無線通信端末のセキュリティ方法を提供することで
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、請求項１にかかる発明は、データを蓄積し、
演算処理する集積回路と、外部端末との間でデータを送
受するためのアンテナを内蔵する無線通信端末におい
て、外部から交番磁界が印加されると急峻な磁化反転を
起こす軟磁性材料を含み、上記磁化反転により発生する
磁気パルスをセキュリティ信号として出力する磁気素子
を備えたことを特徴とする。

【００１５】上記無線通信端末とは、ＣＰＵやメモリー
からなる集積回路とアンテナを内蔵した小型携帯端末で
あり、いわゆる非接触ＩＣカードやＲＦトランスポン
ダ、ＩＤタグなどがこれに相当する。ＩＣの性能やメモ
リー容量などは、応用目的に応じて適宜選択される。金
銭処理のような高度で複雑なシステムの場合は、高度な
演算処理能力を有するＣＰＵと比較的大容量のメモリを
有する集積回路が用いられる。一方、識別目的などでは
より簡単なＣＰＵと容量が少ないメモリを有する集積回
路を用いることができる。

【００１６】上記アンテナは、データを送受する周波数
に応じて適宜選択され、一般的には、周波数が低いほ
ど、またより遠隔で送受されるほど、巻き数の多いルー
プアンテナが適している。また、後述するようにデータ
送受とセキュリティの両方を兼用する場合も、上記アン
テナは巻き数の多いものが用いられる。アンテナの形態
としては、銅線を巻回したコイル、銅やアルミニウムを
エッチング処理したコイル、銀系の導電塗料の印刷体に
よるコイルなど用いられる。

【００１７】上記磁気素子は、外部から交番磁界が印加
されると急峻な磁化反転を示す軟磁性材料を含んでい
る。このような軟磁性材料としては、例えば特公平３−
２７９５８号公報や特開平４−２１８９０５号公報に開
示されているような、いわゆる大バルクハウゼン反転材
料を用いることができる。これらの材料は、Ｆｅ基やＣ
ｏ基の非晶質あるいは結晶質の合金であり、細線、薄
帯、あるいは薄膜の形態を使用している。このような材
料では、特定の正と負の方向で磁化が極めて安定になる
ような磁区構造を有しており、印加磁界強度がある臨界
値に達すると材料の全体あるいは一部で一斉に磁化が反
転する。磁区構造の安定の度合いにより厳密に大バルク
ハウゼン反転というべきかどうかの判定をすることがで
きるが、本発明では、厳密には大バルクハウゼン反転と
言い得なくとも、類似した磁気特性を備え、急峻な磁化
の反転を示す材料であれば使用することができる。ま
た、上記磁気素子として、特公平３−５５８７３号公報
や特公平３−５８０７２号公報に開示された物品監視マ
ーカに用いられる材料もまた、使用することができる。
これらの材料は、Ｃｏ基あるいはＮｉ基の非晶質合金、
パーマロイやセンダスト、ｂｃｃ−Ｆｅやｆｃｃ−Ｃｏ
の微細な結晶からなる合金などの低磁歪軟磁性金属から
なり、保磁力が低いため非常に小さな磁界で急激な磁化
変化を示す。

【００１８】上記のような磁気素子を具備した無線通信
端末に、外部から交番磁界を印加すると、磁気素子の含
む軟磁性材料が、予め設定された磁界強度で急峻な磁化
反転を示し、周囲に磁界を放射する。軟磁性材料の磁化
変化は急激なために、放射される磁界はパルス的なもの
であり、この磁気パルスを信号として検知することによ
り、セキュリティ機能を得ている。

【００１９】偽造防止などの目的で、上記磁気素子は、
それが発生する磁気パルス信号の発生の有無を調べてセ
キュリティ信号とする場合には、磁気素子の数は１つで
もよい。一方、例えば無線通信端末の種類や状態などを
識別したい場合には、複数の種類の信号が要求される。
このような識別は、上記磁気素子の数を複数にすること
で実現できる。

【００２０】磁気素子が含む軟磁性材料が急峻な磁化反
転を示す磁界強度は、例えば特公平３−２７９５８号公
報に開示されたＦｅ系非晶質金属細線では大バルクハウ
ゼン反転臨界磁界に相当し、特公平３−５５８７３号公
報に開示されたパーマロイ薄帯ではほぼ保磁力に相当す
る。従って、大バルクハウゼン反転臨界磁界あるいは保
磁力の異なる軟磁性材料を含む磁気素子を複数個無線通
信端末に内蔵すれば、外部から周期的な交番磁界を印加
した時、外部磁界がそれぞれの大バルクハウゼン反転臨
界磁界あるいは保磁力に達する度に、それぞれの磁気素
子が磁気パルスを発生するので、内蔵した磁気素子の個
数や種類に応じた情報を送信することができる。

【００２１】また、請求項２にかかる発明は、請求項１
に記載の無線通信端末において、上記磁気素子は電流、
電圧、磁界、応力、切断のいずれかの印加により磁気特
性が変化することを特徴とする。

【００２２】外部から交番磁界が印加されると急峻な磁
化反転を示す上記磁気素子が含む軟磁性材料としては、
例えば前述した大バルクハウゼン反転特性を示すＦｅ基
あるいはＣｏ基の非晶質金属細線を用いることができ
る。このような非晶質金属細線は加熱により磁気特性が
変化することが知られており、熱処理によって大バルク
ハウゼン反転特性を消失させたり、あるいは発現させた
りすることができる。特に、磁界あるいは応力を重畳さ
せると上記効果がさらに強調される。上記磁気素子に電
流を通電すると、上記磁気素子をジュール熱によって加
熱することができるばかりでなく、電流によって磁界が
発生する。従って、磁気素子は磁界中で加熱されること
になり、大バルクハウゼン反転特性を消失させることが
可能となる。

【００２３】一方、軟磁性材料は一般に、応力に対して
敏感であり、特に、磁歪の大きな材料にその傾向が強い
が、零磁歪材料においても応力の影響は無視し得ない。
従って、上記磁気素子に、応力を印加あるいは除去する
ことによって、その磁気特性を変化させることができ
る。応力の印加方法としては、軟磁性材料の保持部材と
して弾性体を用いる、磁気素子の上からエンボスを入れ
て応力を与える、軟磁性材料に熱、電気あるいは光学的
に変形する樹脂や金属を密着配置するなどの方法があ
る。また、軟磁性材料を切断すると、その磁気特性は当
然変化する。従って、磁気素子の部分にパンチ穴を開け
るなどによって、磁気素子の特性を変えることができ
る。

【００２４】さらに、請求項３にかかる発明は、請求項
２に記載の無線通信端末において、上記磁気素子の軟磁
性材料は金属系磁性材料であって、コンデンサの電極の
一部を構成しており、通電もしくは電波照射により上記
コンデンサが絶縁破壊されるとともに上記金属系軟磁性
材料の特性が変化することを特徴とする。

【００２５】磁気素子が含む軟磁性材料として金属系磁
性材料を使用し、この材料を電極の一部あるいは全部に
使用してコンデンサを構成する。このコンデンサは耐電
圧の低い構造となるように作られており、直接通電する
か、あるいは強い電波を照射すると絶縁破壊されてショ
ートし、上記コンデンサが破壊される。このとき、コン
デンサの電極でもある軟磁性材料は、絶縁破壊時に発生
したアークによって、変質したり、物理的に破壊され、
磁気特性が変化する。従って、このような処理を行った
無線通信端末からは、処理前とは異なる信号が発生され
るため、情報は変更されたことになる。このようにすれ
ば、一度変更された情報は２度と元には戻らないが、セ
キュリティ信号の不正な改変を防ぐことに役立つ。

【００２６】さらにまた、請求項４にかかる発明は、請
求項２に記載の無線通信端末において、上記磁気素子の
近傍に配置され、その上記軟磁性材料よりも大きい保磁
力を有する硬磁性材料を含み、該硬磁性材料を着磁する
ことにより上記軟磁性材料にバイアス磁界を印加してそ
の磁気特性を変化させる磁気バイアス素子を備えたこと
を特徴とする。

【００２７】上記硬磁性材料は着磁されると、残留磁化
によって磁気素子の軟磁性材料にバイアス磁界を印加
し、その軟磁性材料の磁気特性を変化させる。バイアス
磁界によって磁気特性を変化させるには、例えば軟磁性
材料の長さ方向に硬磁性材料を含む磁気バイアス素子を
多数個配置し、多数の磁極からバイアス磁界を印加すれ
ばよい。このようにすれば、軟磁性材料の急峻な磁化反
転が抑制される。従って、硬磁性材料が着磁処理された
磁気バイアス素子により、磁気素子は磁気パルスの発生
が抑止される。軟磁性材料の全体に硬磁性材料が配置さ
れていたり、軟磁性材料を含む磁気素子の長手方向の両
端部に磁気バイアス素子が配置されていると、磁気素子
には比較的均一な磁界が印加される。この場合、磁気素
子の軟磁性材料は急峻な磁化反転を発生させるが、その
磁界強度は磁気バイアス素子からのバイアス磁界の分シ
フトされる。従って、磁気パルスの発生タイミングが変
化する。また、特願平７−３４０２９１号公報に開示さ
れているように、軟磁性材料の両端部に硬磁性材料を配
置し、これら硬磁性材料を着磁したときのみ急峻な磁化
反転を起こさせることもできる。この場合、硬磁性材料
の着磁処理によって、磁気パルス信号の急峻さと発生タ
イミングの両方が変化する。磁界印加によって軟磁性材
料の磁気特性を変化させるようにすると、非接触で着磁
処理が行え、記録する情報を再び書き換えることができ
る。

【００２８】さらにまた、請求項５にかかる発明は、集
積回路とアンテナと磁気素子を内蔵する無線通信端末
に、外部から交番磁界を印加し、上記磁気素子に急峻な
磁化反転を行なわせて磁気パルスを放射させ、放射され
た磁気パルスを検出して処理することによりセキュリテ
ィを得ることを特徴とする。

【００２９】上記無線通信端末には外部から交番磁界が
印加される。この磁界は問いかけ信号の機能を有する。
その周波数は、用いる磁性体に応じて適宜選択すればよ
いが、一般的には数Ｈｚから数１００ｋＨｚである。無
線通信端末のデータ送受用の周波数をそのまま用いても
よく、異なる周波数を使用して重畳してもよい。このと
き、データ送受用の周波数と磁気素子の問いかけ用の周
波数は帯域が互いに離れるようにしている。このように
して交番磁界によって問いかけられたときに、磁気素子
が急峻に磁化反転できる状態であれば、反転磁界強度に
応じて磁気パルスが発生される。この磁気パルスは、ル
ープ形状などの検知用アンテナで検知され、アンテナに
生じた電圧の強度、波形、位相、周波数分布などが適宜
解析されて、セキュリティ信号が読みとられる。最も簡
単な場合、磁気パルスの発生の有無だけが調べられる。
磁気パルスを検知するアンテナは、問いかけする磁界発
生用のアンテナと接近して配置されていても、全く分離
して置かれていてもよいが、問いかけ磁界との位相関係
を解析するときは、一体的に配置される。

【００３０】さらにまた、請求項６にかかる発明は、請
求項５記載の無線通信端末のセキュリティ方法におい
て、磁気素子が放射する磁気パルスを、無線通信端末自
身が具備する上記アンテナによって検知し、それに対応
したセキュリティ信号を上記アンテナから外部に放射す
ることを特徴とする。

【００３１】磁気素子の発生した磁気パルスは、無線通
信端末に内蔵したコイルによって検知することができ
る。しかし非常に小型の磁気素子では、発生する磁気パ
ルスの強度が小さいため、距離の離れた場所ではその信
号を検知することが困難になる。従って、無線通信端末
自身で検知すれば、最も高感度で検知できる。この検知
用のアンテナには、ＭＨｚ帯以下の周波数で送受する無
線通信端末の場合は、データ送受用のアンテナコイルを
そのまま利用することも可能であるが、データ送受用ア
ンテナとは別に磁気パルス検知のための専用のアンテナ
コイルを備えていてもよい。そして無線通信端末のアン
テナで検知された磁気パルスの信号は、データ送受用の
アンテナから外部端末に向けて送信される。この場合、
検知された磁気パルス信号をそのまま送ってもよく、あ
る程度無線通信端末によってパルス信号が解析され、そ
れに応じた信号に変換したうえで送信するようにするこ
ともできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、添付の図面を参照して本
発明の実施形態を説明する。

【００３３】（第１実施形態）本発明にかかる無線通信
端末の第１実施形態を図１に示す。該無線通信端末はＩ
Ｃカードであり、該ＩＣカード１１は、集積回路からな
る回路素子１２と通信用のアンテナ素子１３とを備え、
これら回路素子１２とアンテナ素子１３とは支持基材１
４の上に配置されている。該支持基材１４とその下側に
配置された図示しないいま一つの支持基材との間に、上
記回路素子１２を機能させるのに必要な回路が収容され
ている。上記アンテナ素子３は１０ターンのスパイラル
ループアンテナである。

【００３４】上記無線通信端末１１は、磁気素子１５を
内蔵しており、該磁気素子１５には外部から交番磁界が
印加されると急峻な磁化反転を示す軟磁性材料が含まれ
ている。ＩＣカード１１に対して外部から所定の大きさ
の交番磁界が問いかけ信号として入力されると、磁気素
子１５に含まれる軟磁性体は、外部磁界強度が予め設定
されたレベルに達すると急峻な磁化反転を示して外部に
磁気パルスを放射する。この磁気パルスがセキュリティ
信号として捉えられる。図１では、磁気素子１５はアン
テナ素子１３の上に配置されているが、その場所は無線
通信端末１１のどこであってもよい。

【００３５】（第２実施形態）本発明にかかる無線通信
端末の第２実施形態を図２に示す。このＩＣカード１１
Ａは図１のＩＣカード１１において、磁気素子１５に代
えて、３つの磁気素子１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを用いた
ものである。これらの磁気素子１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ
は、それぞれ異なる磁界強度レベルで磁気パルス信号が
放射するものであり、具体的にはそれぞれの磁気素子１
５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、磁化反転磁界が異なる軟磁性
体を含んでいる。このように、複数の磁気素子１５Ａ，
１５Ｂ，１５Ｃを使用することで、各無線通信端末に識
別性を付与することが可能となる。図２では３つの磁気
素子１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃを利用した例を示したが、
その数は特に限定するものではなく、またその設置場所
も必ずしも図２のように同じ場所に配置しなくてもよ
い。

【００３６】なお、磁気素子１５や磁気素子１５Ａ，１
５Ｂ，１５Ｃの発する磁気パルス信号を無線通信端末１
１や無線通信端末１１Ａのアンテナ素子１３で検知する
場合は、アンテナ素子１３のできるだけ近傍、望ましく
はアンテナ素子１３の上に配置されていることが望まし
い。したがって、図１及び図２の構造は、ＩＣカード１
１やＩＣカード１１Ａのアンテナ１３によってセキュリ
ティ信号を検知でき、高感度な検知性能を有する無線通
信端末として好適な実施形態を示したものである。

【００３７】（第３実施形態）本発明にかかる無線通信
端末の第３実施形態を図３に示す。ＩＣカード１１Ｂは
第２のアンテナ素子１６を有しており、磁気素子１５は
このアンテナ素子１６の上に配されている。第２のアン
テナ素子１６は、磁気素子１５の磁気パルス信号を検知
するために専用にＩＣカード１１Ｂに配され、そのため
に特に調整されているため、図１または図２のように通
信用のアンテナ１３を併用するのに比べてより高感度で
ある。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例によって具
体的に説明する。本発明にかかる無線通信端末はセキュ
リティ機能を司る磁気素子１５や磁気素子１５Ａ，１５
Ｂ，１５Ｃを内蔵したものであり、カード状、チップ
状、あるいはその他の形態が可能であり、またその作製
方法もそれに伴って多数考えられるため、後述の例に限
定されるものではない。以下に示す実施例は、あくまで
本発明の理解を深めるために示したものであり、本発明
の無線通信端末の実施形態の１つである非接触ＩＣカー
ドを想定している。すなわち、プラスティック基体の中
に磁気素子が内蔵された実施例について以下に説明す
る。

【００３９】（実施例１）線径３０μｍφで長さ５０ｍ
ｍのＣｏ₃₉Ｆｅ₃₉Ｓｉ₇Ｂ₁₅（原子％）非晶質金属細線
を、粘着材の塗布された厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム
２枚の間に挟んで固定し、さらに厚さ１００μｍのＰＥ
Ｔフィルム２枚で挟んでパウチ処理して、カード状の試
料を得た。この試料を、長さ３００ｍｍ、巻数５６０タ
ーンの励磁コイル、及び長さ１００ｍｍ、巻数６４０タ
ーンの検出コイル（補償コイル付き）の中央に挿入し
た。励磁コイルには、ヒューレットパッカード社製ＨＰ
−３３２４Ａシンセサイズド・ファンクション・スウィ
ープ・ジェネレータから交流電流を供給し、６０Ｈｚ、
１エルステッド（Ｏｅ）の正弦波磁界を発生させた。検
出コイルには、ヒューレットパッカード社製ＨＰ−５４
１１０デジタイジング・オシロスコープを接続し、試料
の磁化反転により検出コイルに誘導された電圧波形を測
定した。

【００４０】図４は、検知コイルに発生した電圧パルス
の波形を示している。非晶質金属細線の磁化反転は極め
て急峻であるため、半値幅の小さな鋭いパルス波形が観
測され、この波形の有無によってカードの正当性の確認
などのセキュリティ機能を得ることができた。この磁気
パルス信号の同定は、波形の照合の他、周波数分布の解
析、特定の高調波成分の測定などによっても行うことが
できた。

【００４１】（実施例２）実施例１の構成に加えて、上
記金属細線よりも保磁力の大きな半硬質磁性材料からな
る切片、（アーノルド社製アーノクロム」）を金属細線
の上に３個配置したカード状試料を作製した。この試料
に、約１００エルステッドの直流磁界を印加し、これら
の磁性切片を着磁した。このようにして得られた試料の
特性を実施例１と同様にして測定した。図５は検知コイ
ルに発生した電圧の波形を示している。図４と比較して
明らかに波形が変化し、磁気パルス信号がもはや放射さ
れてはいないことがわかる。このように、非晶質金属細
線からなる軟磁性材料に半硬質磁性切片からバイアス磁
界を印加することで、磁気パルス信号をコントロールす
ることができた。

【００４２】（実施例３）Ｃｏ₃₉Ｆｅ₃₉Ｓｉ₇Ｂ₁₅（原
子％）非晶質金属細線の熱処理条件を変えることで磁化
の反転する磁界の異なる５種類の細線を作製した。反転
磁界は小さい順に、０．７，１．１，１．７，２．２及
び３．４エルステッドであった。これらの細線を長さ１
５ｍｍにして、平行に５本並べてカード状試料を作製し
た。この試料を、コイルの長手方向と細線の長手方向が
一致するようにして、長さ３００ｍｍ、巻数５６０ター
ンの励磁コイル、及び長さ１５ｍｍ、巻数５２７ターン
の検出コイル（補償コイル付き）の中央に挿入した。実
施例１と同様に、６０Ｈｚ、４エルステッドの三角波磁
界を励磁コイルに発生させ、試料の磁化反転により検出
コイルに誘導された電圧波形を測定した。

【００４３】図６の（ａ）はこの試料の電圧波形を表し
ている。なお、各電圧パルスとそれを発生させた細線と
は、励磁界の信号（６０Ｈｚ）をクロックする時間位置
によって照合することができた。さらに図６の（ｂ）〜
（ｅ）は異なる細線を１本ずつ分断したときの電圧波形
を示している。分断処理によって図中で×印を付した箇
所で信号が放射されなくなっていることがわかる。すな
わち、電圧波形をモニタすることで、どの細線が処理さ
れたかを識別することが可能であった。

【００４４】このように種類の違う細線を複数用いる
と、その組み合わせによって複数の種類の信号を扱うこ
とができ、また信号を変化させる方法を併用するとさら
に多くの信号を利用できることが明らかになった。

【００４５】（実施例４）はじめに、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム（厚み１２５μｍ）上
に、顔料として球状酸化珪素と炭酸カルシウムを含んだ
水溶性インク（大阪印刷インキ社製）を厚みが１７μｍ
となるように、スクリーン印刷した。この際、短辺１０
ｍｍ、長辺６０ｍｍの中に、短辺１ｍｍ、長辺５０ｍｍ
の開口部分が4本並んだような、格子枠状のパターンで
インクが塗られた。次に、特開平４−２１８９０５号公
報に開示しているＤＣマグネトロンスパッタリング装置
により、膜厚０．５μｍのＣｏ₅₁Ｆｅ₂₆Ｓｉ₁₀Ｂ₁₃（数
字は原子％を表す）組成の非晶質薄膜を、スクリーン印
刷されたＰＥＴフィルムの上に作製した。フィルムは水
洗により水溶性インクとその上に堆積した薄膜が除去さ
れ、短辺１ｍｍ、長辺５０ｍｍの細長い短冊状の薄膜が
４本並んだ試料が得られた。

【００４６】このようにして得た細長い薄膜を含むカー
ド状試料を、交流Ｂ−Ｈトレーサ（ＡＣ，ＢＨ−１００
Ｋ、検出コイル幅１０ｍｍ、理研電子社製）にセットし
て三角波励磁し、検出コイルに誘起された電圧波形をＸ
Ｙプロッターに記録した。励磁は、２０Ｈｚ、０.５Ｏ
ｅで行った。

【００４７】図７の（ａ）はこのようにして得られた検
出コイルの電圧波形であり、実施例１〜３で金属細線で
得られる信号と同様の磁気パルス信号が薄膜材料でも得
られ、セキュリティに利用できることが明らかになっ
た。さらに、図７（ｂ）〜（ｅ）は１本ずつ短冊状の薄
膜を分断したときの電圧波形を示している。実施例３の
細線の場合と同じように、薄膜でも分断処理によって磁
気パルス信号の放射が抑制された。このように、電圧波
形のモニターによって、セキュリティ信号の識別が可能
であった。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、外部から交番磁界を印
加すると、磁気素子の軟磁性材料が予め設定された磁界
強度で急峻な磁化反転を示して周囲に磁気パルスを放射
するので、この磁気パルスをセキュリティ信号として検
知することにより、無線通信端末の偽造や変造を検知す
ることができ、偽造や変造が困難で高い安全性を有する
低コストの無線通信端末を得ることができる。

【００４９】また、電流、電圧、磁界、応力、切断のい
ずれかを印加すると磁気素子の磁気特性が変化するの
で、これら物理量を印加することにより大バルクハウゼ
ン反転特性を消失させたり発現させたり、磁気素子の特
性を変化させることができ、それにより、多様なセキュ
リティ信号を発生させることができ、偽造や変造がより
困難で信頼性の高い無線通信端末を得ることができる。

【００５０】さらに、磁気素子がコンデンサの電極の一
部を構成するようにすれば、磁気素子の軟磁性材料が通
電もしくは電波照射により絶縁破壊し、そのときに発生
したアークによって、磁気素子の軟磁性材料が変質した
り物理的に破壊されて磁気特性が変化し、このような処
理をされた無線通信端末からは処理前とは異なる信号が
発生され、磁気素子が以前有していた情報が変更され、
セキュリティ信号の不正な改変を防することができる。

【００５１】さらにまた、磁気バイアス素子を着磁する
ことにより磁気素子の軟磁性材料にバイアス磁界を印加
してその磁気特性を変化させるようにすれば、磁気パル
ス信号の急峻さと発生タイミングの両方が変化するの
で、非接触で処理が行えるばかりでなく記録するセキュ
リティ情報を再び書き換えることができる。

【００５２】さらにまた、交番磁界によって問いかけら
れたときに、磁気素子が急峻に磁化反転し、反転磁界強
度に応じて磁気パルスが発生され、この磁気パルスがル
ープ形状などの検知用アンテナで検知され、アンテナに
生じた電圧の強度、波形、位相、周波数分布などに基づ
いて、簡単かつ高い信頼性を有してセキュリティ信号を
読み取ることができる。

【００５３】さらにまた、磁気素子が放射する磁気パル
スを、無線通信端末自身が具備するアンテナコイルによ
って検知し、それに対応したセキュリティ信号を上記ア
ンテナから外部に放射するようにすれば、非常に小型の
磁気素子で、発生する磁気パルスの強度が小さい場合で
も、距離の離れた場所でもその信号を検知することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる無線通信端末の第１実施形態
の構成を示す説明図である。

【図２】本発明にかかる無線通信端末の第２実施形態
の構成を示す説明図である。

【図３】本発明にかかる無線通信端末の第３実施形態
の構成を示す説明図である。

【図４】実施例１において検知コイルにより検知され
た磁気パルスの測定波形図である。

【図５】実施例２において検知コイルに発生した電圧
の測定波形図である。

【図６】実施例３において検知コイルにより検知され
た磁気パルスの測定波形図である。

【図７】実施例４において検知コイルにより検知され
た磁気パルスの測定波形図である。

【図８】従来の無線通信端末の構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１１ＩＣカード（無線通信端末）１１ＡＩＣカード（無線通信端末）１１ＢＩＣカード（無線通信端末）１２集積回路１３アンテナ素子１４支持基材１５磁気素子１５Ａ磁気素子１５Ｂ磁気素子１５Ｃ磁気素子１６アンテナ素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データを蓄積し、演算処理する集積回路
と、外部端末との間でデータを送受するためのアンテナ
を内蔵する無線通信端末において、外部から交番磁界が印加されると急峻な磁化反転を起こ
す軟磁性材料を含み、上記磁化反転により発生する磁気
パルスをセキュリティ信号として出力する磁気素子を備
えたことを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】請求項１に記載の無線通信端末におい
て、上記磁気素子は電流、電圧、磁界、応力、切断のい
ずれかの印加により磁気特性が変化することを特徴とす
る無線通信端末。
【請求項３】請求項２に記載の無線通信端末におい
て、上記磁気素子の軟磁性材料は金属系磁性材料であっ
て、コンデンサの電極の一部を構成しており、通電もし
くは電波照射により上記コンデンサが絶縁破壊されると
ともに上記金属系軟磁性材料の特性が変化することを特
徴とする無線通信端末。
【請求項４】請求項２に記載の無線通信端末におい
て、上記磁気素子の近傍に配置され、その上記軟磁性材
料よりも大きい保磁力を有する硬磁性材料を含み、該硬
磁性材料を着磁することにより上記軟磁性材料にバイア
ス磁界を印加してその磁気特性を変化させる磁気バイア
ス素子を備えたことを特徴とする無線通信端末。
【請求項５】集積回路とアンテナと磁気素子を内蔵す
る無線通信端末に、外部から交番磁界を印加し、上記磁
気素子に急峻な磁化反転を行なわせて磁気パルスを放射
させ、放射された磁気パルスを検出して処理することに
よりセキュリティを得ることを特徴とする無線通信端末
のセキュリティ方法。
【請求項６】請求項５記載の無線通信端末のセキュリ
ティ方法において、磁気素子が放射する磁気パルスを、
無線通信端末自身が具備する上記アンテナによって検知
し、それに対応したセキュリティ信号を上記アンテナか
ら外部に放射することを特徴とする無線通信端末のセキ
ュリティ方法。