JP2001014435A

JP2001014435A - Ｉｃカード

Info

Publication number: JP2001014435A
Application number: JP11187859A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Yoshida; 泰昌吉田; Chie Matsubara; 千恵松原
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】音声チップを組み込むことで、ＩＣカード自
体が単体で音声情報を出力する機能を有するＩＣカード
を提供すること。【解決手段】ＩＣカード１に音声出力機構１０を組み
込むことで、特定の読み書き装置を用いることなくＩＣ
カード１自身が単体で音声情報を出力することができ
る。音声出力機構１０は、圧電振動素子や平面スピーカ
装置などの振動素子からなる音声出力装置８と、そこか
ら出力する音声信号の増幅器、および出力する音声信号
を蓄積している読み出し専用メモリである音声チップ７
により構成されている。また、ＩＣカードにスイッチ機
構９を装備することで、使用者が音声情報の出力を自由
に指示できるＩＣカードが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣカードに関
し、特に、デジタル情報を記録、制御、発信する機能を
有する音声チップ組み込み型のＩＣカードに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、記録された音声情報を再生する機
能を有する音声ＩＣや、その音声情報を出力するための
薄型スピーカ装置が定型の音声情報の再生機能を内蔵し
た電報用の台紙や、グリーティングカードに実用化され
ている。

【０００３】一方、商品名マイフェアカード（MIFARE C
ARD）に代表されるＩＣカードは、近年、電子技術の進
歩で、高機能化、低コスト化が進み、実用化の可能性が
高まった製品である。このＩＣカードは、１枚のカード
の中にプロセッサおよびメモリを内蔵することで、従来
の磁気カードのように、単に特定情報を記録するだけで
はなく、情報の判断や加工の機能を有するカードであ
る。

【０００４】また、このＩＣカードは、料金を追加する
ことで、何回も使用回数を増やしたり、記録情報を暗号
化することで、内容の改竄を困難にするなどの機能を保
持することができるため、その特徴を活用できるプリベ
イドカードや定期券などへの応用が期待されている。

【０００５】次に、従来のＩＣカードを構成する電子デ
バイスの構成を図７に示す。図７において、プロセッサ
２が書換可能メモリ３に蓄積された情報を処理し、外部
装置とは必要に応じ、電気信号入力部５、電気信号出力
部６から電気信号により情報の交換を行う。電源４とし
ては、太陽電池、大容量コンデンサ、１次および２次電
池、もしくは、それらの組み合わせ等が利用できるほ
か、無電源として、外部装置と電気信号により情報の交
換を行う際にのみ外部から供給する方法としてもよい。
なお、電源４から各電子デバイスに対しては、駆動のた
めの電力が供給されているが、図７では、そのための電
力供給線は省略してある。

【０００６】これらのＩＣカードは、特定の読み書き装
置にアクセスすることにより、記録の読み取りや出力を
行っている。そのアクセス方法には、ＩＣカードと読み
書き装置の電子回路が、接点を介して電気的に接続し、
電気信号の形で情報の交換を行う方法や、光信号や電磁
波を用いて、非接触で情報の伝達を行う方法が提案され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合、Ｉ
Ｃカードの使用者との情報の交換は、前記読み書き装置
を介して行っており、ＩＣカードが使用者に直接情報を
知らせたり、使用者がＩＣカードに直接指示を伝達する
ことはできなかった。これは、使用者がＩＣカードと直
接情報の交換を行うためには、そのための入出力機構を
ＩＣカード自身に組み込む必要があるものの、この入出
力機構を低コストで小型化、薄型化することが困難であ
ったことが理由である。

【０００８】従って、本発明は、音声情報を直接出力す
ることができる音声組み込み型のＩＣカードを提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、使用者
がＩＣカードと直接情報の交換を行う機構の１つである
音声出力機構をＩＣカードに組み込むことで、特定の読
み書き装置を用いることなく、ＩＣカード自身が単体で
音声情報を出力するＩＣカードを得ることができる。

【００１０】この場合、音声出力機構は、圧電振動素子
や平面スピーカ装置などの振動素子と、そこから出力す
る音声信号の増幅器、および出力する音声信号を蓄積し
ている読み出し専用メモリにより構成されている。さら
に、それらを駆動するための電源もＩＣカード内に必要
で、電源としては、太陽電池、大容量コンデンサ、１次
および２次電池、もしくはそれらの組み合わせ等が利用
できる。また、ＩＣカードの使用目的によっては、使用
者が音声情報の出力を指示するための入力手段が求めら
れ、その場合には、ＩＣカードにスイッチ機構が組み込
まれている必要がある。

【００１１】即ち、本発明は、プロセッサを内蔵したＩ
Ｃカードにおいて、音声情報が記録される、もしくは、
あらかじめ記録された音声メモリと、再生された音声情
報を出力するスピーカ装置とを有することを特徴とする
ＩＣカードである。

【００１２】また、本発明は、該音声情報を再生する指
示情報を得るためのセンサ装置を有することを特徴とす
るＩＣカードである。

【００１３】また、本発明は、該再生される音声情報を
出力するスピーカ装置が圧電振動素子であることを特徴
とするＩＣカードである。

【００１４】また、本発明は、該再生される音声情報を
出力するスピーカ装置が平面スピーカ装置であることを
特徴とするＩＣカードである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、以下に記す音声
とは、単に人間の発する声のみならず、動物の鳴き声
や、自然界にて広く蒐集される様々な音、人為的に作成
されうる音情報を全て含むものである。

【００１６】また、音声チップは、以下、あらかじめ音
声情報が記録されている読み出し専用メモリとして説明
している。しかしながら、音声情報は、出力の際に記録
されていれば良い。また、書き換え可能なメモリを用い
ることも可能であり、マイクを内蔵させたり、スピーカ
ーをマイクとして利用したりして録音機能を附加するこ
とも可能である。

【００１７】（実施の形態１）まず、実施の形態１のＩ
Ｃカードについて、図１により説明する。

【００１８】図１は、音声チップ組み込み型のＩＣカー
ドの構成例を示した図である。図１において、ＩＣカー
ド１が、その目的とする情報の処理、および音声情報の
再生に関する指示は、プロセッサ２が実行する。

【００１９】音声情報の再生手順は、以下のようにな
る。まず、プロセッサ２からの指示で、あらかじめ音声
情報が記録されている読み出し専用メモリである音声チ
ップ７からプロセッサ２側に音声情報が受け渡される。
次いで、プロセッサ２により処理されて、アナログの音
声信号となり、続いて、ＩＣカード内の音声出力装置８
に音声信号が伝達され、音声として出力される。

【００２０】なお、図１では、プロセッサ２に音声情報
の再生指示を伝える手段は、とくに設けられていない
が、プロセッサ２が時計機能を内蔵して、定期的に、例
えば、毎日、一定時刻に音声情報の再生、終了指示を自
ら発したり、あるいは音声情報の再生を常時行い続ける
などの使用方法に対しては、十分有効である。

【００２１】また、音声出力装置８は、音声信号の増幅
器およびスピーカ装置から構成されている。読み出し専
用メモリである音声チップ７に蓄積されている音声信号
は、プロセッサ２による処理を受けるので、圧縮により
情報量が小さくて済むデジタル情報とすることができ
る。

【００２２】また、音声チップ７、プロセッサ２、音声
出力装置８の全てには、経路を図示してはいないが、電
源４から常時、電力が供給されている。なお、プロセッ
サ２が行う音声情報処理以外の一般の情報処理の具体的
な手順については、説明を省略する。

【００２３】さらに、電気信号入出力部５，６の端子
は、ＩＣカード１が外部に対し情報を交換する際に必要
となるもので、ＩＣカードの音声信号の再生機構には、
直接、関係しない。ただし、音声情報の再生および停止
の指示命令が、この電気信号入出力部５，６の端子を介
してＩＣカードに伝えられる構成としても構わない。

【００２４】また、書換可能メモリ３は、プロセッサ２
が各種の情報処理を行う際に必要となる一時記録領域
で、音声情報の一部または全てをプロセッサ２が一時的
に同領域に記録しても構わない。しかし、一般的には、
主としてＩＣカード１に命じられている一般の情報処理
を、プロセッサ２が実行する際に使用される領域であ
る。

【００２５】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２のＩＣカードについて、図２により説明する。

【００２６】図２は、音声チップ組み込み型のＩＣカー
ド１に、使用者が音声情報の再生や終了に関する指示を
与えるためのスイッチ機構９を付加した場合の構成例を
示した図である。これは、図１の実施の形態１の場合と
同様に、ＩＣカード１がその目的とする情報の処理、お
よび音声情報の再生に関する指示をプロセッサ２が実行
する。音声情報の再生手順は、以下のようになる。

【００２７】まず、使用者が、スイッチ機構９を操作し
て、音声信号再生の指示をプロセッサ２に対し伝える。
それを受けて、プロセッサ２は、読み出し専用メモリで
ある音声チップ７に指示を出し、あらかじめ音声チップ
７に記録されている音声情報の情報を受け取る。なお、
スイッチ機構９としては、使用者の接触を感知する感圧
センサや静電容量変化を読み取るセンサ、明るさの変化
を検知する明かりセンサなどが想定されるが、そのほか
の方式のスイッチおよびセンサでも構わない。

【００２８】この音声情報は、プロセッサ２により処理
されてアナログの音声信号となり、続いて、ＩＣカード
１内の音声出力装置８に音声信号が受け渡されて、音声
として出力される。なお、音声出力装置８は、図１の実
施の形態１の場合と同じく、音声信号の増幅器およびス
ピーカ装置から構成されている。

【００２９】また、読み出し専用メモリである音声チッ
プ７に蓄積されている音声信号は、実施の形態１と同様
に、プロセッサ２による処理を受けるので、圧縮により
情報量が小さくて済むデジタル情報とすることができ
る。

【００３０】また、音声チップ７、プロセッサ２、音声
出力装置８の全てには、経路を図示してはいないが、電
源から常時、電力が供給されている。なお、プロセッサ
２が行う音声情報処理以外の一般の情報処理の具体的な
手順については、説明を省略する。

【００３１】また、電気信号入出力部５，６の端子は、
ＩＣカード１が外部に対し情報を交換する際に必要とな
るもので、ＩＣカード１の音声情報の再生機構には、直
接、関係しない。ただし、音声情報の再生および停止の
指示命令が、この電気信号入出力部５，６の端子を介し
てＩＣカード１に伝えられる構成としても構わない。

【００３２】また、書換可能メモリ３は、プロセッサ２
が各種の情報処理を行う際に必要となる一時記録領域
で、音声情報の一部または全てをプロセッサ２が一時的
に同領域に記録しても構わない。しかし、一般には、Ｉ
Ｃカード１が主目的としている情報処理の内容を、プロ
セッサ２が実行する際に使用される領域である。

【００３３】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３のＩＣカードについて、図３により説明する。

【００３４】図３は、音声チップ組み込み型のＩＣカー
ドで、実施の形態１の図１とは異なる構成例を示した図
である。図３において、ＩＣカード１が、その目的とす
る情報の処理に関する指示は、プロセッサ２が実行す
る。

【００３５】プロセッサ２が音声情報の再生作業とは切
り放されており、音声出力装置８と読み出し専用メモリ
である音声チップ７は、プロセッサ２とは全く独立に音
声を出力する。音声情報の再生の際は、音声チップ７か
ら音声出力装置８に直接、音声信号が受け渡されて、音
声として出力される。

【００３６】また、音声情報の再生指示を伝える手段
は、とくに設けられていないが、音声チップ７もしくは
音声出力装置８自身が時計機能を内蔵して、定期的に、
例えば、毎日、一定時刻に音声情報の再生、終了指示を
発したり、あるいは、常に音声情報の再生を常時行い続
けるなどの使用方法に対しては十分有効である。

【００３７】音声出力装置８は、音声信号の増幅器およ
びスピーカ装置から構成されている。また、音声チップ
７、音声出力装置８には、経路を図示してはいないが、
電源４から常時電力が供給されている。なお、プロセッ
サ２が行う一般の情報処理の具体的な手順や、電気信号
入出力部５，６の端子に関する具体的な説明については
省略する。

【００３８】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４のＩＣカードについて、図４により説明する。

【００３９】図４は、音声チップ組み込み型のＩＣカー
ド１に、使用者が音声情報の再生や終了に関する指示を
与えるためのスイッチ９を付加した場合の構成例で、実
施の形態２の図２とは異なる構成例を示した図である。
これは、実施の形態３の図３に示す場合と同様に、プロ
セッサ２は、音声情報の再生作業とは切り放されてお
り、音声出力装置８と読み出し専用メモリである音声チ
ップ７は、プロセッサ２とは全く独立に音声を出力す
る。

【００４０】図４において、音声情報の再生手順は、以
下のようになる。まず、使用者がスイッチ機構９を操作
して、ＩＣカード１に音声情報の再生指示を伝える。そ
れを受けて、音声チップ７に記録されている音声情報の
情報が音声出力装置８に受け渡されて、音声として出力
される。なお、音声出力装置８は、音声信号の増幅器お
よびスピーカ装置から構成されている。

【００４１】また、スイッチ機構９としては、図２に示
した実施の形態２の場合と同様、使用者の接触を感知す
る感圧センサや静電容量変化を読み取るセンサ、明るさ
の変化を検知する明かりセンサなどが想定されるが、ほ
かの方式のスイッチおよびセンサでも構わない。

【００４２】また、音声チップ７、音声出力装置８の全
てには、経路を図示してはいないが、電源４から常時、
電力が供給されている。なお、プロセッサ２が行う音声
情報処理以外の一般の情報処理の具体的な手順について
は、説明を省略する。

【００４３】次に、本実施の形態で音声出力手段として
用いる圧電振動素子について、図５により、説明する。
図５（ａ）は、平面図であり、図５（ｂ）は、図５
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【００４４】図１、図２、図３、および図４に示した実
施の形態１から４の音声情報の出力機構を有するＩＣカ
ード１において、前記の通り音声出力装置８は、音声信
号の増幅器およびスピーカ装置から構成されるが、この
うちスピーカ装置に関しては、一般的に、面積および厚
さが大きい点が障害となっている。そのため、ＩＣカー
ドへの搭載は、困難と考えられてきた。しかし、近年、
小形で、とくに厚さの薄いスピーカ装置が開発され、Ｉ
Ｃカードに音声出力装置を搭載することも可能となっ
た。

【００４５】図５に示す圧電振動素子５０は、コーン紙
を用いた従来のスピーカとは異なり、金属板５１、電極
５２、５４、圧電セラミック薄板５３、および接着剤５
５からなるもので、電極５２、５４間に電気信号である
音声信号を加えることで、圧電セラミック薄板５３に伸
縮を生じさせ、金属板５１との相対変位の変動により、
圧電振動素子自体を振動させて音声を出力する。

【００４６】この圧電振動素子５０は、従来のスピーカ
に比べ、極めて薄く作製できることが特長であり、ま
た、本体が金属板やセラミクス板から構成されているの
で、耐久性も優れている。

【００４７】なお、圧電振動素子５０を設置する際に
は、取り付け相手との間に空隙を設けて共鳴体とするこ
とで、音量を向上させることができるが、ＩＣカードに
搭載する場合には、ＩＣカード自体を共鳴体とすること
で、この空隙を省略する構成とする場合もある。

【００４８】次に、図６に、本発明の実施の形態で、音
声出力手段として用いる平面スピーカ装置の構成を示
す。図６（ａ）は、平面図でり、図６（ｂ）は、図６
（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【００４９】図６に示した平面スピーカ装置６０は、コ
ーン紙を用いた従来のスピーカとは異なり、振動板６
１、筐体６２、ヨーク６３、平面コイル６４、および磁
性体６５からなり、ヨーク６３、平面コイル６４、およ
び磁性体６５で磁気回路を構成している。

【００５０】このスピーカ装置６０は、平面コイル６４
に電気信号である音声信号を加えることで、振動板６１
を振動させ、音声を出力する。振動板６１には、コーン
紙を用いた従来のスピーカとは異なり、硬いプラスチッ
ク板や非磁性金属板を用いることができる点が特長で、
耐久性の点でも優れている。

【００５１】また、振動板６１および筐体６２の間の空
隙が共鳴体となり、出力音声を強める働きをしている。
なお、ヨーク６３、平面コイル６４、および磁性体６５
からなる磁気回路の構成に関しては、図５に示した構成
のみに限定されるものではない。

【００５２】

【実施例】以下、本発明による音声チップ組み込み型Ｉ
Ｃカードの実施例について説明する。

【００５３】（実施例１）図２を参照して本発明の実施
例１を具体的に説明する。なお、本実施例１は、鉄道Ｉ
Ｃカードに対する応用を念頭においたものである。

【００５４】図２において、鉄道ＩＣカードは、縦５４
ｍｍ、横８６ｍｍ、厚さ０.５ｍｍの長方形であり、内
部にプロセッサ２、コイルからなる電気信号入出力部
５，６、書換可能メモリ３、読み出し専用メモリである
音声チップ７、および圧電振動素子からなる音声出力装
置８、静電容量変化を感知する方式のスイッチ機構９、
および電源４を内蔵する。

【００５５】この鉄道ＩＣカード１は、改札において非
接触にて信号の送受信を行う必要があり、コイルからな
る電気信号入出力部５，６は、送信装置およびアンテナ
の機能を兼ね備えた電子デバイスとなっている。また、
電源４は、太陽電池および大容量コンデンサからなる素
子であり、改札通過時に太陽電池により充電を行う。

【００５６】これらデバイスの中で最も厚さのある素子
は、音声出力装置８であり、その最大厚さは０.４ｍｍ
で、ＩＣカード１を構成する樹脂材料に埋め込まれた形
状である。

【００５７】また、ここでは、音声出力装置８と樹脂材
料との接着部に共鳴用の空隙は設けられていないが、樹
脂材料と空隙なく接着することで、ＩＣカード自体を共
鳴体として利用している。出力する音声情報としては、
企業ＰＲ情報などが想定されるが、その他に簡単な操作
でカードの使用残高や有効期限などの情報を出力しうる
仕様としてもよい。

【００５８】（実施例２）次に、図２及び図６を参照し
て本発明の実施例２を具体的に説明する。なお、本実施
２は、ポイントＩＣカードに対する応用を念頭においた
ものである。

【００５９】図２に示すポイントＩＣカード１は、縦５
４ｍｍ、横８６ｍｍ、厚さ２.０ｍｍの長方形であり、
内部にプロセッサ２、電気信号入出力部５，６、書換可
能メモリ３、読み出し専用メモリである音声チップ７お
よび平面スピーカ装置からなる音声出力装置８、メカニ
カル式のスイッチ機構９、および電源４を内蔵する。

【００６０】このポイントＩＣカード１は、カード使用
時に特定の読み書き装置にて接触式で情報の交換を行う
ので、電気信号入出力部５，６は、金属接点式の端子と
すればよい。電源４は、充電式電池および電池切れ時に
蓄積情報を保護するための小容量コンデンサからなる素
子である。

【００６１】これらデバイスの中で最も厚さのある素子
は、音声出力装置８で、その構成デバイスのうち平面ス
ピーカ装置（図６参照）の最大厚さは２.０ｍｍで、こ
の平面スピーカ装置を構成する筐体６２が、ＩＣカード
１を構成する樹脂材料と一体化している。

【００６２】また、ＩＣカードを構成する樹脂材料と振
動板６１との間の空隙の厚さは約１ｍｍであって、この
空隙は共鳴体としての働きを持つ。出力する音声情報と
しては、企業ＰＲ情報などが想定されるが、その他に簡
単な操作でカードのポイントの残高などの情報を出力し
うる仕様としてもよい。

【００６３】さらに、これ以外のＩＣカードの応用例と
して、テレホンカード、ハイウエイカードなどのプリベ
イドカードや入場カードなどに企業ＰＲ情報、タレント
やキャラクターに関する声や音楽などの情報、動物の鳴
き声などの情報を記録しておき、販売促進の手段とした
りや各種グッズなどとして用いることが想定される。

【００６４】なお、当然ながら、これらのカードには、
同時に写真、イラスト、文字等、上記の関連画像を印刷
することが想定される。漫画・ゲーム等のキャラクター
がおしゃべりする、写真のタレントが話しかける、結婚
式のカップルからの挨拶がなされる等、画像と音声を組
み合せることにより、本発明のＩＣカードの価値は、増
大する。

【００６５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、出力する音声信号を蓄積している読み出し専用メモ
リ、出力する音声信号の増幅器、および圧電振動素子や
平面スピーカ装置などの振動素子により構成される音声
出力装置、およびそれらを駆動するための太陽電池、大
容量コンデンサ、１次および２次電池、もしくは、それ
らの組み合わせ等からなる電源、さらに必要な場合に
は、使用者が音声情報の出力を指示するためのスイッチ
をＩＣカードに組み込むことにより、特定の読み書き装
置を用いることなく、ＩＣカード自身が単体で音声情報
を出力する機構を有する音声チップ組み込み型のＩＣカ
ードを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる音声チップ組み
込み型のＩＣカードの構成図。

【図２】本発明の実施の形態２にかかる音声チップ組み
込み型のＩＣカードの構成図。

【図３】本発明の実施の形態３にかかる音声チップ組み
込み型のＩＣカードの構成図。

【図４】本発明の実施の形態４にかかる音声チップ組み
込み型のＩＣカードの構成図。

【図５】本発明の実施の形態で音声出力手段として用い
る圧電振動素子の説明図。図５（ａ）は平面図、図５
（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図。

【図６】本発明の実施の形態で音声出力手段として用い
る平面スピーカ装置の説明図。図６（ａ）は平面図、図
６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図。

【図７】従来のＩＣカードの構成図。

【符号の説明】

１ＩＣカード２プロセッサ３書換可能メモリ４電源５電気信号入力部６電気信号出力部７音声チップ８音声出力装置９スイッチ機構１０音声出力機構５０圧電振動素子５１金属板５２電極５３圧電セラミック薄板５４電極５５接着剤６０平面スピーカ装置６１振動板６２筐体６３ヨーク６４平面コイル６５磁性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロセッサを内蔵したＩＣカードにおい
て、前記ＩＣカードに音声情報があらかじめ記録された
音声メモリを内蔵する音声チップ及び再生された音声情
報を出力する音声出力装置からなる音声出力機構が埋設
されていることを特徴とするＩＣカード。
【請求項２】プロセッサを内蔵したＩＣカードにおい
て、前記ＩＣカードに音声情報が記録される音声メモリ
を内蔵する音声チップ及び再生される音声情報を出力す
る音声出力装置からなる音声出力機構が埋設されている
ことを特徴とするＩＣカード。
【請求項３】請求項１または２記載のＩＣカードにお
いて、音声情報を再生する指示情報を得るためのスイッ
チ機構を有することを特徴とするＩＣカード。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載のＩＣ
カードにおいて、再生される音声情報を出力するための
前記音声出力装置が圧電振動素子であることを特徴とす
るＩＣカード。
【請求項５】請求項１から３のいずれかに記載のＩＣ
カードにおいて、再生される音声情報を出力するための
前記音声出力装置が平面スピーカ装置であることを特徴
とするＩＣカード。