JP2004078731A

JP2004078731A - カード型携帯機器及び記憶内容表示方法

Info

Publication number: JP2004078731A
Application number: JP2002240355A
Authority: JP
Inventors: Mineharu Tsukada; 塚田　峰春; Kenji Maruyama; 丸山　研二
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】本発明は、カード内部に記憶保持される内容をＩＣカード自体に表示可能としたＩＣカード或いはカード状の携帯機器を提供することを目的とする。
【解決手段】カード型携帯機器は、カード型の基板と、基板に設けられる不揮発性メモリと、基板に設けられ不揮発性メモリの内容を表示する表示部と、基板に設けられ基板の厚み方向に圧力が印加されると電力を生成し不揮発性メモリと表示部とに電力を供給する圧電素子部を含むことを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣカード或いはＩＣカード状の携帯機器に係り、機器情報を表示する表示部を備えたＩＣカード或いはＩＣカード状の携帯機器に関する。
【従来の技術】
ＩＣカードは、カード内部に集積回路（ＩＣチップ）を搭載することにより、ＩＤ情報や使用状況に関する情報等を格納すると共に、カードの使用に伴い必要となるデータ処理を実行することが出来る。現在クレジットカード等として一般に用いられている磁気カードと比較して、大量の情報を格納可能であり、高度なセキュリティーを確保し、柔軟性のある使用形態を提供することが出来る。
【０００２】
ＩＣカードは、クレジットカードと同等のサイズのプラスチックカードとして提供され、例えば、キャッシュカード、クレジットカード、プレイペイドカード等として金融・決済分野においての使用、住民基本台帳、健康保険、運転免許証、パスポート等として政府等の公共分野においての使用、テレホンカード、ユーザ識別モジュール、衛星放送カード等として通信・放送分野における使用、ハイウェイカード、ＥＴＣカード、鉄道・地下鉄カード、バスカード等として運輸・交通分野における使用、デパートカード、コンビニカード、ショッピングカード、自動販売機カード、ガソリンステーションカード、カーメンテナンスカード等として流通・小売サービス業分野における使用、社員証、ドアキー、学生証等としてＩＤ分野における使用、更にはゲームカード、アミューズメントカード、会員カード等としての使用が見込まれる。これらのＩＣカードには、リーダライタ等の端末装置と電気的接触を介してデータを送受信し更に電力の供給を受ける接触式ＩＣカードと、電磁波を用いることによりリーダライタ等の端末装置と電気的接触を介在せずにデータを送受信し電力の供給を受ける非接触式ＩＣカードとがある。
【０００３】
接触型或いは非接触型に関わらず、ＩＣカードが外部の端末装置と信号のやり取りを行うと、ＩＣチップに記憶された情報が更新される場合がある。例えば、ＩＣカードを電車運賃のプリペイドカードとして使用したり、入退室の管理に使用したりする場合である。このような場合、電車に乗車する度或いは入退室する度に、残金の情報や入退室管理に関する情報が書き換えられることになる。
【発明が解決しようとする課題】
ＩＣカードの使用に応じてＩＣチップに記憶した情報が更新されるような場合、記憶保持される内容の一部をＩＣカード自体に表示可能であることが望ましい。記憶保持内容の一部をカード自体に表示可能とすれば、例えば使用開始以前のカードであるか使用開始以後のカードであるかを直ちに知ることが出来るし、また使用度数や残額などの情報を随時確認することが出来る。
【０００４】
従来の接触型テレホンカードやプリペイドカードなどにおいては、この種の情報は、穿孔や感熱記録材料を用いた表示などにより行われていた。これらの方式では、端末装置に穿孔機能や加熱機能などの特別な付加装置を必要とすると共に、情報の記録のためにカードと端末装置とを物理的に接触させる必要がある。しかし穿孔や感熱記録材料を用いた表示は、使い捨てではなく情報の書き換えによる再使用を基本とするＩＣカードには適しておらず、また非接触のＩＣカードには適用すること自体が不可能である。
【０００５】
以上を鑑みて、本発明は、カード内部に記憶保持される内容をＩＣカード自体に表示可能としたＩＣカード或いはカード状の携帯機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明によるカード型携帯機器は、カード型の基板と、該基板に設けられる不揮発性メモリと、該基板に設けられ該不揮発性メモリの内容を表示する表示部と、該基板に設けられ該基板の厚み方向に圧力が印加されると電力を生成し該不揮発性メモリと該表示部とに該電力を供給する圧電素子部を含むことを特徴とする。
【０００６】
上記発明では、圧電素子をカードに内蔵し、カード両面から指で挟んで押すといった簡単な動作によりＩＣカード表面の指定部位に圧力を加えることで、外部機器を必要とすることなくＩＣカード単独で、内部記録情報を読み出して表示することが可能となる。従って、プリペイド機能において残高を確認する必要がある場合等に、ＩＣカードの利便性を高めることが出来る。
【０００７】
また本発明は、カード型携帯機器の記憶内容表示方法を含み、カード型携帯機器に内蔵される圧電素子にカード型携帯機器の厚み方向に圧力を印加することで電力を生成し、該電力により不揮発性メモリと表示部とを駆動することで該不揮発性メモリの内容を該表示部に表示させる各段階を含むことを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明によるＩＣカードの構成を示す図である。なお以下の実施例ではＩＣカードを例にとり説明するが、本発明はＩＣカードに限定されるものではなく、ＩＣカードも含めカード状の形態を備える任意の携帯機器に適用することが可能である。
【０００９】
図１のＩＣカード１０は、カード基板１、ＩＣチップ２、表示部３、圧電素子部４、配線５、及びアンテナ６を含む。
【００１０】
カード基板１は、例えば塩化ビニール或いはポリエステル材料で構成され、ＩＣチップ２、表示部３、圧電素子部４、配線５、及びアンテナ６を搭載すると共に、表示部３の一部以外を密封する基板及びケースとしての役目を果たす。ＩＣチップ２は、メモリ、ＣＰＵ、インターフェース等をシステムとして１つのチップに搭載したものであり、ＩＤデータや使用データ等の必要な情報の記録、カード使用に伴うデータ処理、表示部３やアンテナ６等の機器との信号のやり取りを行う。
【００１１】
表示部３は、全固体化エレクトロクロミック素子で形成され、圧電素子部４から供給される電力により駆動されＩＣチップ２から供給される情報を表示する。圧電素子部４は、カード両面から押される方向（カード厚み方向）に圧力が印加されると電力を生成し、表示部３及びＩＣチップ２に生成された電力を供給する。この圧電素子部４はカード基板１と一体化して構成され、圧電層とその上下両面に設けられる電極層とを含む構成となっている。
【００１２】
配線５は、ＩＣチップ２、表示部３、及び圧電素子部４を接続する配線であり、圧電素子部４からＩＣチップ２及び表示部３に電力を供給すると共に、表示情報に対応する信号をＩＣチップ２から表示部３に供給する。またアンテナ６は、外部の端末装置と信号を送受信するためのアンテナ線であり、ＩＣチップ２のインターフェース部に接続される。配線５及びアンテナ６は、カード基板１中に埋め込まれる形で配設される。
【００１３】
図２は、本発明によるＩＣカード１０の外観を示す図である。
【００１４】
図２に示されるように、本発明によるＩＣカード１０の一方の面には、カードに埋め込まれる表示部３の表示面３ａが外部から見えるように配置されており、また圧電素子部４に対応する位置には指で押す場所を示すためにＰＵＳＨマーク１１が印刷されている。
【００１５】
例えば、ＩＣカード１０を片手に持ち親指と他の指とでＰＵＳＨマーク１１の部位を両面から挟むようにし、カードの両面から押し潰すようにして圧力を加えることで、圧電素子部４から起電力を発生させる。この電力により表示部３及びＩＣチップ２を駆動し、ＩＣチップ２内部に記憶される内容の一部を表示部３に表示することが出来る。これにより例えば、ＩＣカード１０を電車運賃のプリペイドカードとして使用する場合には、指で押圧するだけの容易な動作により、外部端末装置を必要とすることなく必要な時に随時、残金を表示させて確認することが出来る。
【００１６】
図３は。ＩＣカード１０の断面を示す図である。
【００１７】
図３に示されるように、カード基板１と一体化して圧電素子部４を構成し、更にＩＣチップ２、表示部３、配線５、及びアンテナ６をカード基板１内に埋め込むように配置する。表示部３はカード基板１の表面近くに設けられ、表示面３ａがカード基板１の表面から露出しており、表示内容を見ることが出来るように構成されている。表示面３ａは透明シートによりカバーされていても良い。また圧電素子部４の位置に対応するカード基板１の表面には、ＰＵＳＨマーク１１が設けられており、使用者に圧電素子部４の位置を示している。
【００１８】
図４は、圧電素子部４の断面図である。
【００１９】
図４（ａ）には、単層構造の圧電素子部４を示す。単層構造の圧電素子部４は、圧電層２１と、その上下面に設けられる電極２２及び２３とを含む。矢印で示される方向（カードの厚み方向でありカード両面から押し潰す方向）に圧力が印加されると、圧電層２１が電力を生成し、生成された電力が電極２２及び２３を介してＩＣチップ２及び表示部３に供給される。圧電層２１の圧電素子材料としては圧電性樹脂を用い、積層により形成するＩＣカード基板１の中間部層の一部として圧電層２１を形成する。圧電層２１の形成には印刷法を用いることが出来る。圧電材料のベースとなる樹脂（有機）圧電素子材料をペースト化し、これをスクリーン印刷などの方法でカード基板１上にパターン形成する。電極２２及び２３はメッキ或いは印刷法等で形成することができる。
【００２０】
このように圧電素子部４を樹脂材料で構成することにより、印刷法やシート積層法などの通常のＩＣカード製造プロセスを使用してＩＣカード１０を製造することが出来る。
【００２１】
圧電性樹脂としては、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）（フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体）、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｅｔｒａＦＥ）（フッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体）を主体とする有機材料を用いることが出来る。
【００２２】
また圧電素子の圧電効率を向上させるために、圧電層２１の圧電性樹脂に圧電セラミックス粉末を分散させてよい。圧電セラミックス粉末としては例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン・鉛）、ＰＭＮ−ＰＺＴ（マグネシウム・ニオブ酸鉛−チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＮＮ−ＰＺＴ（ニッケル・ニオブ酸鉛−チタン酸ジルコン酸鉛）を主体とする無機材料を用いることが出来る。
【００２３】
図４（ｂ）は、多層構造の圧電素子部４を示す。多層構造の圧電素子部４は、複数の圧電層３１と、その上下面に設けられる電極３２及び３３とを含む。垂直方向に圧電層３１と電極３２及び３３とを積層することで、各電力源を直列接続することになり、より大きな電圧を生成することが出来る。矢印で示される方向に圧力が印加されると、複数の圧電層３１が電力を生成し、生成された電力が最下層の電極３２及び最上層の電極３３を介してＩＣチップ２及び表示部３に供給される。圧電層２１の圧電素子材料としては図４（ａ）の場合と同様に圧電性樹脂を用い、積層により形成するＩＣカード基板１の中間部層の一部として圧電層２１を形成する。
【００２４】
図５は、複数個に平面分割された圧電素子部４の構成を示す図である。
【００２５】
図５に示される圧電素子部４は、複数個の小さな圧電素子３７に分割され、各圧電素子３７を配線３８で並列に接続した構成となっている。複数個の小さな圧電素子３７に分割することにより、１つの大きな圧電素子を使用する場合に比較して信頼性が高くなる。
【００２６】
図６は、ＩＣチップ２の構成の一例を示すブロック図である。
【００２７】
図６のＩＣチップ２は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ／ＲＡＭ４２、ＦＲＡＭ４３、ＡＳＩＣ４４、ＲＦ給電＆通信ユニット４５、及びインターフェース４６を含む。ＣＰＵ４１は、ＩＣチップ２の各部を制御する処理を実行すると共に、ＲＦ給電＆通信ユニット４５によるインターフェース４６及びアンテナ６を介しての外部端末装置とのデータ通信時等において、カード使用に伴う種々のデータ処理を実行する。
【００２８】
ＲＯＭ／ＲＡＭ４２のＲＯＭは、ＣＰＵ４１がＩＣチップ２の各部を制御するために必要な基本制御プログラムを格納し、ＲＯＭ／ＲＡＭ４２のＲＡＭはＣＰＵ４１が動作する際にデータ等を一時的に格納する作業領域を提供する。
【００２９】
ＦＲＡＭ４３は、強誘電体半導体記憶装置（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）であり、メモリセルとして強誘電体を使用し、強誘電体の結晶構造中での電子の位置の違いとして情報を記録する不揮発メモリである。ＩＣカード１０には定常的な電源が存在しないので、ＦＲＡＭ等の不揮発性メモリに各種データを保持しておく必要が有る。例えばＩＣカード１０を電車運賃のプリペイドカードとして使用する場合には、残金に関する情報はこのＦＲＡＭ４３に格納されることになる。
【００３０】
ＡＳＩＣ４４は、ＩＣカード１０が使用されるアプリケーションに応じて特定の処理を実行するロジックである。ＲＦ給電＆通信ユニット４５の給電機能は、非接触型ＩＣカードの場合に外部より供給される電磁波から電力を得て、ＩＣチップ２の各部に電力を宮殿する。ＲＦ給電＆通信ユニット４５の通信機能は、インターフェース４６に接続されるアンテナ６を介して、外部の端末装置と電磁波による通信を行う。通信により外部にデータを供給すると共に、外部からデータを受け取ることが出来る。
【００３１】
インターフェース４６は、図１の配線５及びアンテナ６に接続され、データ表示及びデータ通信のためのインターフェースを提供する。データ表示の際に圧電素子部４に圧力が加えられると、ＩＣチップ２に配線５を介して電力が供給され、ＦＲＡＭ４３の所定のアドレスからデータが読み出される。ＦＲＡＭ４３から読み出されたデータは、インターフェース４６及び配線５を介して表示部３に供給され表示される。
【００３２】
以上説明したように本発明によれば、圧電素子をカードに内蔵し、カード両面から指で挟んで押すといった簡単な動作によりＩＣカード表面の指定部位に圧力を加えることで、外部機器を必要とすることなくＩＣカード単独で、内部記録情報を読み出して表示することが可能となる。従って、プリペイド機能において残高を確認する必要がある場合等に、ＩＣカードの利便性を高めることが出来る。また表示部に全固体化エレクトロクロミック素子を用いることによって、製造コストの低減と製品の安全性を高めることができる。
【００３３】
なおＩＣカードとは、例えば、キャッシュカード、クレジットカード、プレイペイドカード等として金融・決済分野においての使用されるカード、住民基本台帳、健康保険、運転免許証、パスポート等として政府等の公共分野において使用されるカード、テレホンカード、ユーザ識別モジュール、衛星放送カード等として通信・放送分野において使用されるカード、ハイウェイカード、ＥＴＣカード、鉄道・地下鉄カード、バスカード等として運輸・交通分野において使用されるカード、デパートカード、コンビニカード、ショッピングカード、自動販売機カード、ガソリンステーションカード、カーメンテナンスカード等として流通・小売サービス業分野において使用されるカード、社員証、ドアキー、学生証等としてＩＤ分野において使用されるカード、更にはゲームカード、アミューズメントカード、会員カード等としての使用されるカード等を含むものである。
【００３４】
また両面から指で圧力を加えることで圧電素子により電力を生成してデータ表示する本発明の構成は、ＩＣカードとして分類される機器にその応用が限定されるものではない。カードのように小型で電源の制限があるような携帯用の機器（ＩＣカードをも含む）であれば、本発明の構成を適用することで利便性を高めることが出来る。
【００３５】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
なお本発明は以下の内容を含むものである。
（付記１）カード型の基板と、
該基板に設けられる不揮発性メモリと、
該基板に設けられ該不揮発性メモリの内容を表示する表示部と、
該基板に設けられ該基板の厚み方向に圧力が印加されると電力を生成し該不揮発性メモリと該表示部とに該電力を供給する圧電素子部
を含むことを特徴とするカード型携帯機器。
（付記２）該圧電素子部は圧電性樹脂を材料とし該カード型基板の中間層として形成されることを特徴とする付記１記載のカード型携帯機器。
（付記３）該圧電素子部は該圧電性樹脂に加えて圧電セラミックス粉末を含むことを特徴とする付記２記載のカード型携帯機器。
（付記４）該圧電性樹脂は、ポリフッ化ビニリデン、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体、及びフッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体からなるグループから選択される一つを主体とする有機材料であることを特徴とする付記２記載のカード型携帯機器。
（付記５）該圧電セラミックス粉末は、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン・鉛、マグネシウム・ニオブ酸鉛−チタン酸ジルコン酸鉛、及びニッケル・ニオブ酸鉛−チタン酸ジルコン酸鉛からなるグループから選択される一つを主体とする無機材料であることを特徴とする付記３記載のカード型携帯機器。
（付記６）該圧電素子部は積層された複数の圧電層を含むことを特徴とする付記１記載のカード型携帯機器。
（付記７）該表示部は全固体化エレクトロクロミック素子を含むことを特徴とする付記１記載のカード型携帯機器。
（付記８）カード型携帯機器に内蔵される圧電素子にカード型携帯機器の厚み方向に圧力を印加することで電力を生成し、
該電力により不揮発性メモリと表示部とを駆動することで該不揮発性メモリの内容を該表示部に表示させる
各段階を含むことを特徴とするカード型携帯機器の記憶内容表示方法。
（付記９）表示部と、
厚み方向に圧力が印加されると電力を生成し該表示部に該電力を供給する圧電素子部
を含むことを特徴とするカード型携帯機器。
（付記１０）不揮発性メモリ更に含み該表示部は該不揮発性メモリの記憶内容を表示することを特徴とする付記９記載のカード型携帯機器。
【発明の効果】
本発明によれば、圧電素子をカードに内蔵し、カード両面から指で挟んで押すといった簡単な動作によりＩＣカード表面の指定部位に圧力を加えることで、外部機器を必要とすることなくＩＣカード単独で、内部記録情報を読み出して表示することが可能となる。
【００３６】
従って、プリペイド機能において残高を確認する必要がある場合等に、ＩＣカードの利便性を高めることが出来る。
【００３７】
また表示部に全固体化エレクトロクロミック素子を用いることによって、製造コストの低減と製品の安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＩＣカードの構成を示す図である。
【図２】本発明によるＩＣカードの外観を示す図である。
【図３】ＩＣカードの断面を示す図である。
【図４】圧電素子部の断面図である。
【図５】複数個に平面分割された圧電素子部の構成を示す図である。
【図６】ＩＣチップの構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　カード基板
２　ＩＣチップ
３　表示部
４　圧電素子部
５　配線
６　アンテナ

Claims

カード型の基板と、
該基板に設けられる不揮発性メモリと、
該基板に設けられ該不揮発性メモリの内容を表示する表示部と、
該基板に設けられ該基板の厚み方向に圧力が印加されると電力を生成し該不揮発性メモリと該表示部とに該電力を供給する圧電素子部
を含むことを特徴とするカード型携帯機器。
該圧電素子部は圧電性樹脂を材料とし該カード型基板の中間層として形成されることを特徴とする請求項１記載のカード型携帯機器。
該圧電性樹脂は、ポリフッ化ビニリデン、ポリ３フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、フッ化ビニリデンと３フッ化エチレンとの共重合体、及びフッ化ビニリデンと４フッ化エチレンとの共重合体からなるグループから選択される一つを主体とする有機材料であることを特徴とする請求項２記載のカード型携帯機器。
カード型携帯機器に内蔵される圧電素子にカード型携帯機器の厚み方向に圧力を印加することで電力を生成し、
該電力により不揮発性メモリと表示部とを駆動することで該不揮発性メモリの内容を該表示部に表示させる
各段階を含むことを特徴とするカード型携帯機器の記憶内容表示方法。
表示部と、
厚み方向に圧力が印加されると電力を生成し該表示部に該電力を供給する圧電素子部
を含むことを特徴とするカード型携帯機器。