JP2013016181A - 表示機能付きフレキシブル公共交通カード - Google Patents

Abstract

【解決手段】表示機能付きフレキシブル公共交通カードは、第１のカードボディと、第２のカードボディと、フレキシブル電子システムとを備える。フレキシブル電子システムは、第１および第２のカードボディの間に配置され、フレキシブルディスプレイと、表示回路と、通信インターフェースと、電力生成部と、キャパシタとを備える。表示回路はフレキシブルディスプレイに電気的に接続される。通信インターフェースは無線信号を受信する。電力生成部は、表示回路と、通信インターフェースとに電気的に接続され、無線信号に従って電気を生成する。キャパシタは電力生成部によって生成された電気を蓄積し、蓄積された電気を表示回路に供給する。これによって、フレキシブルディスプレイはフレームを表示する。キャパシタの容量は０．１から２０マイクロファラッドの範囲内の値である。
【選択図】図２

Description

本発明は、包括的には表示機能付きフレキシブルカードに関し、より詳細には表示機能付きフレキシブル公共交通カードに関する。

技術の進歩にともなって、多くの取引き及び支払いが徐々に従来の集積回路（ＩＣ）カードによって処理されるようになってきている。ＩＣカードは、クレジットカード、金融カード、テレホンカード等である。通信インターフェースにおける違いによって、ＩＣカードには３つのタイプ、すなわち、接触型、非接触型、及びデュアルインターフェース型が存在しうる。

ＩＣカードは、２つのカテゴリー、すなわち、スマートカード及びメモリカードに更に分けられる。スマートカードは、ＤＥＳ、ＲＳＡ等の暗号化処理を付加した８ビット、１６ビット又は３２ビットマイクロプロセッサを含む制御機構を有する。メモリカードは、メモリと、簡易な論理回路とを含む。メモリは、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）又は不揮発性メモリ等であり、４Ｋバイト、８Ｋバイト、１６Ｋバイト...１Ｍバイト等の容量を有する。

非接触型のＩＣカード及びデュアルインターフェース型のＩＣカードは、通信プロトコルの違いによって３つのカテゴリー、すなわちタイプＡ、タイプＢ及びフェリカ型に更に分類することができる。タイプＡ及びタイプＢは、近接ＩＳＯ１４４４３規格に準拠しており、フェリカ型はソニー社の規格に準拠している。また、タイプＡ、タイプＢ及びフェリカ型は全て、約０ｃｍ〜１０ｃｍの通信距離を有している。デュアルインターフェース式は接触式及び非接触式の組み合わせであり、２つのカテゴリー、すなわち、シングルチップ型及びマルチチップ型に更に分類することができる。

表示機能付きの従来のスマートカードは、ディスプレイと、アンテナと、通信インターフェースと、マイクロプロセッサと、表示駆動回路と、昇圧回路と、整流・電圧安定化回路と、不揮発性メモリと、非接触ＲＦスマートカード集積回路と、接触スマートカードとを備える。ＩＣ通信インターフェースは、非接触無線周波数（ＲＦ）インターフェース、又は接触通信インターフェースとすることができる。

非接触通信インターフェースの場合、アンテナは非接触ＲＦスマートカード集積回路内に配置される。アンテナは外部のカードリーダーからＲＦ信号を受信する。通信インターフェースは、結合された信号に対してＲＦ復調を実行する。一方、整流・電圧安定化回路は結合された信号からＤＣ電力を生成し、さらに内部の構成要素に対して必要な電圧を供給する。

マイクロプロセッサが通信インターフェースから信号を受信した後、データはメモリに格納され、また表示駆動回路は、そのデータをユーザーがチェックできるように、そのデータを表示駆動信号に変換することができる。また、マイクロプロセッサは、通信インターフェースを介して応答信号をアンテナに送信することができ、またアンテナは該信号を外部のカードリーダーに送信する。昇圧回路は、整流・電圧安定化回路によって生成されたＤＣ電力をより高い電圧に変換し、また表示駆動回路はそのより高い電圧を、表示駆動信号に更に変換する。

しかしながら、表示機能付きスマートカードの通信開始から表示フレームの終了までの全体の動作は少なくとも１秒を要する。時間に余裕のない通信の分野では、外部のカードリーダーによる電磁誘導からの電気の生成には、０．２秒〜０．６秒しか使用できない。そのような短い電力供給時間内では、表示機能付きスマートカードはシステム動作及びフレーム表示を完了することができない。

台湾特許第Ｉ２５５４２５号において、電池を有さない表示ＩＣカードはディスプレイと、電圧レギュレーター及び整流回路と、電圧昇圧回路とを備えている。電圧昇圧回路は電圧レギュレーター及び整流回路によって生成されたＤＣを高電圧に変換して、ディスプレイを駆動する。しかしながら、そのような回路構成は複雑である。一方、表示ＩＣカードは、商取引を完了するのに多くの時間リーダーにとどまることを必要とする。

本発明は表示機能付きフレキシブル公共交通カードを対象とする。キャパシタの設計を通じて、表示機能付きフレキシブル公共交通カードはシステム動作及びフレーム表示を完了するのに必要とされる電気を生成するように、限られた時間（短時間）内に素早く充電される。

本発明の一実施の形態によれば、表示機能付きフレキシブル公共交通カードが開示される。表示機能付きフレキシブル公共交通カードは、第１のカードボディと、第２のカードボディと、フレキシブル電子システムとを備える。フレキシブル電子システムは、第１のカードボディと第２のカードボディとの間に配置される。フレキシブル電子システムは、フレキシブルディスプレイと、表示回路と、通信インターフェースと、電力生成部と、キャパシタとを備える。表示回路はフレキシブルディスプレイに電気的に接続される。通信インターフェースは無線信号を受信する。電力生成部は、表示回路と、通信インターフェースとに電気的に接続され、無線信号に従って電気を生成する。キャパシタは電力生成部によって生成された電気を蓄積し、蓄積された電気を表示回路に供給する。これによって、フレキシブルディスプレイはフレームを表示する。キャパシタの容量は０．１から２０マイクロファラッドの範囲内の値である。

本開示の上記の態様及び他の態様は、好ましいが非限定的な実施形態（複数の場合もあり）の以下の詳細な説明により良好に理解されるようになる。以下の説明は、添付の図面を参照して行われる。

本開示の一実施形態による、表示機能付きフレキシブル公共交通カードの３次元図である。 図１のフレキシブル電子システムの機能ブロック図である。

図１を参照すると、本開示の一実施形態による、表示機能付きフレキシブル公共交通カードの３次元図が示されている。表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００は、第１のカードボディ１１０と、第２のカードボディ１２０と、第１のカードボディ１１０と第２のカードボディ１２０との間に配置されているフレキシブル電子システム１３０とを備えている。

表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００は、集積回路（ＩＣ）カード等である。加えて、表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００は他の機能を組み込むことができる。例として、表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００は、ストアドバリューカード、パスワード生成カード、会員カード、ＶＩＰカード、アクセスカード、電子キー、パスポート、ＩＤカード、ラベル、金融カード、クレジットカード、広告カード、エンターテインメントカード、名刺（name card）、カード型コンピューター、カード型計算機、カード型電子ブック、カード型ゲーム機、又は生理信号検出カードにおいて使用することができる。ストアドバリューカードは、e-purse、ポイントカード、交通機関ストアドバリューカード、テレホンカード、又はキャッシュカード等である。交通機関カードは、例えば交通機関ストアドバリューカード、交通機関チケット情報カード、又はチケットカード等である。ラベルは、価格ラベル又はセキュリティラベル等である。

図２を参照すると、図１のフレキシブル電子システムの機能ブロック図が示されている。フレキシブル薄型電子システム等のフレキシブル電子システム１３０は、通信インターフェース１３３と、電力生成部１３４と、キャパシタ１３５と、フレキシブルディスプレイ１３１と、表示回路１３２と、スマートカード集積回路１３６とを備えることができる。

通信インターフェース１３３は、スマートカード集積回路１３６を介して表示回路１３２に接続され、無線信号ＷＬを受信する。通信インターフェース１３３はスマートカード集積回路１３６を介して表示回路１３２に接続され、アンテナを備える。スマートカード集積回路１３６には、例えば、３つのタイプ、すなわち、接触型、非接触型、及び複合型がある。さらに、スマートカード集積回路１３６は、例えば、ＩＳＯ７８１６規格、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格、ＩＳＯ１５６９３規格、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００規格、ＩＳＯ１８１８５規格、ＥＭＶ規格、ＥＭＶ非接触規格、ＭＩＦＡＲＥ規格、又は、ＦＥＬＩＣＡ規格等に準拠する。

電力生成部１３４は、表示回路１３２、通信インターフェース１３３、及びスマートカード集積回路１３６に接続する。電力生成部１３４は、通信インターフェース１３３を介して無線信号ＷＬを受信し、無線信号ＷＬに従って（電磁誘導等によって）電気（図示せず）を生成する。無線信号ＷＬは、無線周波数（ＲＦ）信号等である。

電力生成部１３４は、ＤＣ／ＤＣコンバーター（図示せず）を更に備える。ＤＣ／ＤＣコンバーターは、ＤＣ電圧を表示回路１３２に要求される動作電圧に変換する。

キャパシタ１３５は、電力生成部１３４によって生成される電気を蓄積する。キャパシタ１３５は十分な容量を有している。フレキシブル交通機関カード１００と外部のカードリーダー２００との間の通信の遷移時間内に、キャパシタ１３５は十分な電気を蓄積し、蓄積した電気を表示回路１３２が正常動作を維持するための電力として与える。一実施形態において、キャパシタ１３５の容量は、０．１〜２０マイクロファラッド（ｍＦ）の範囲をとる。表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００が外部のカードリーダー２００の電磁誘導の範囲外にあって、そのために電力生成部１３４が電気を生成できなくなる場合であっても、キャパシタ１３５内に蓄積された電気は、依然として、表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００を確実に正常動作させるのに十分である。キャパシタ１３５の容量が０．１ｍＦ〜２０ｍＦ（好ましくは、限定ではないが、０．１ｍＦ〜５ｍＦ）の範囲をとる場合、フレキシブル交通機関カード１００と外部カードリーダー２００との間の通信の遷移時間内に、キャパシタ１３５は電気を満杯に充電し、十分な電圧を累積することができる。

加えて、キャパシタ１３５は別個に製造し、その後電力生成部１３４に統合することができる。キャパシタ１３５の厚さは、０．５ｍｍ（ｍｍ）以下とすることができる。そのような状況では、表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００は、依然として標準的なカードの厚さの仕様に準拠する。さらに、本開示の実施形態のキャパシタ１３５の容量が２０ｍＦもの大きさであるにもかかわらず、キャパシタ１３５の厚さが表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００の厚さに影響を与えることなく、該カードの厚さは、標準的なカードの厚さの仕様に準拠することとなる。

さらに、表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００と外部のカードリーダー２００との間の接続処理の間に、電力生成部１３４によって生成された幾らかの電気が供給され、表示回路１３２の正常動作が維持される。一方、電力生成部１３４によって生成された他の幾らかの電気は、キャパシタ１３５内に蓄積される。表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００が外部カードリーダー２００の電磁誘導の範囲外にあって、そのために電力生成部１３４が電気を生成できない場合、キャパシタ１３５内に蓄積された電気が供給されて、表示回路１３２の正常動作が維持される。

フレキシブルディスプレイ１３１は可撓性を有し、フレキシブルディスプレイ１３１が第１のカードボディ１１０と第２のカードボディ１２０とに沿って曲げられた場合でも、フレキシブルディスプレイ１３１の通常機能は影響を受けない。

フレキシブルディスプレイ１３１は双安定特性又は多安定特性を有していて、電力供給がないにもかかわらず、永久的に又は一時的に表示内容を維持することができる。例えば、フレキシブルディスプレイ１３１は、電気泳動ディスプレイ、コレステロール液晶（cholesterol liquid crystal）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、双安定ディスプレイ、又は多安定ディスプレイ等である。また、フレキシブルディスプレイ１３１は、更にフレキシブル有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、又はフレキシブル液晶ディスプレイとすることができる。加えて、フレキシブルディスプレイ１３１は、更にセグメント型ディスプレイ、ドットマトリクス型ディスプレイ、又はパターン型ディスプレイとすることができる。

また、フレキシブルディスプレイ１３１のバックプレーンは、フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）等である。フレキシブルプリント回路は、ＦＲ４、ＦＲ５、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＶＣ、又はポリエチレンナフタレートグリコール（ＰＥＮ）等から作製される。加えて、フレキシブルディスプレイ１３１のバックプレーンは、さらに有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）等によって形成することができる。また、フレキシブルディスプレイ１３１のバックプレーンは、印刷、銀コロイド、カーボンインク印刷、又は回路エッチングによって更に形成することができる。

表示回路１３２は、フレキシブルディスプレイ１３１に電気的に接続される。表示回路１３２、及びスマートカード集積回路１３６は、集積回路の全て若しくは一部を共有するか、又は単一の集積回路上に配置される。

表示回路１３２は、フレキシブルディスプレイ１３１に接続し、表示ドライバー１３２１と表示コントローラー１３２２を備える。表示ドライバー１３２１はフレキシブルディスプレイ１３１に接続され、フレキシブルディスプレイ１３１を駆動するのに用いられる。表示コントローラー１３２２は、表示ドライバー１３２１及びスマートカード集積回路１３６に接続され、表示ドライバー１３２１を制御するのに使用される。表示コントローラー１３２２に必要とされる電気は、キャパシタ１３５に蓄積された電気から供給され、フレキシブルディスプレイ１３１がフレームを表示するのに十分である。

スマートカード集積回路１３６はセキュリティ照合を実行し、セキュリティ照合に成功した場合のみ、通信インターフェース１３３が、スマートカード集積回路１３６を介して表示回路１３２と通信することを許可される。スマートカード集積回路１３６はセキュリティモジュール１３６１と、ストレージユニット１３６２とを備える。セキュリティモジュール１３６１はセキュリティ照合を実行してハッカーの浸入を防止する。ストレージユニット１３６２のデータは、セキュリティ照合に成功した場合のみアクセスされる。

第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０の双方は、ＰＶＣ等から作製され、可撓性を有する。

第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０は、接着材料等により接着される。第１のカードボディ１１０と第２のカードボディ１２０とフレキシブル電子システム１３０との間のギャップは接着材料で満たされる。接着材料は、熱硬化性接着剤、又は幾つかの硬化接着剤の混合物等である。第１のカードボディ１１０、及び第２のカードボディ１２０上に、窓及び溝が事前に形成されてよい。第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０は、例えば単層構造又は多層構造である。また、第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０は事前に結合されていてもよく、そうならば、事前結合されたボディが射出成形により形成される。代替的に、第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０は互いに直接結合される。第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０は、例えば、それぞれ上側及び下側に配置される。表示機能を有する側に配置されるカードボディは、全体的な透明のカードボディ、又は部分的な透明のカードボディ等の透明なカードボディであり、フレキシブル電子システム１３０のフレキシブルディスプレイの光が透過できるようにしている。

パターンは、第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０の表面又は内層上に、印刷又は熱転写によって形成されてよい。それぞれの保護層は、第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０の表面上に塗布され、カードボディ又はその印刷されたパターンを保護してよい。限定的ではないが、好ましくは、第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０は、熱硬化性接着剤、電磁波硬化性接着剤、又は２つ以上の硬化性接着剤の混合物等を使用した常温圧縮技法を用いて互いに結合される。動作温度は１０５℃未満であり、フレキシブル電子システム１３０の部品が過熱し、損傷するのを避ける。

表示機能付きフレキシブル公共交通カード１００は、第１のカードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０のうちの少なくとも一方の外側の面上に位置するか、又は第１カードボディ１１０及び第２のカードボディ１２０のうちの少なくとも一方の内側の面上に位置するような印刷層を更に備えることができる。加えて、保護層は、第１のカードボディ１１０又は第２のカードボディ１２０の外側の側面上に塗布することができる。保護層の硬度は、例えば２Ｈ〜８Ｈの範囲をとる。

本開示の上述の実施形態において開示された、表示機能付きフレキシブル公共交通カードは、キャパシタの回路構成により、限られた時間内（０．２秒〜０．６秒又はそれ未満等）に素早く充電され、システム動作及びフレーム表示を完了するのに必要とされる電気を生成する。

本発明について例や好ましい実施形態（複数の場合もあり）により説明したが、本発明はそれに限定されないことを理解されたい。反対に、様々な変更並びに同様の配置及び手順を包含することが意図されており、したがって、添付の特許請求の範囲の範囲は全てのこのような変更並びに同様の配置及び手順を網羅するように最も広く解釈されるべきである。

Claims (10)

1. 表示機能付きフレキシブル公共交通カードであって、
   第１のカードボディと、
   第２のカードボディと、
   前記第１のカードボディと前記第２のカードボディとの間に配置されるフレキシブル電子システムでと、を含み、
   前記フレキシブル電子システムは、
   フレキシブルディスプレイと、
   前記フレキシブルディスプレイに接続する表示回路と、
   無線信号を受信する通信インターフェースと、
   前記表示回路と前記通信インターフェースとに接続し、前記無線信号に従って電気を生成する電力生成部と、
   前記電力生成部によって生成された前記電気を蓄積し、前記フレキシブルディスプレイがフレームを表示するように該蓄積された電気を用いて前記表示回路に電力を供給するキャパシタと、
   を備え、
   前記キャパシタの容量は０．１〜２０マイクロファラッド（ｍＦ）の範囲をとる、
   ことを特徴とする表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
2. 前記電力生成部は、前記通信インターフェースを通じて無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、前記フレキシブル電子システムに、前記ＲＦ信号に基づく要求される動作電気を供給する、請求項１に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
3. 前記通信インターフェースと前記表示回路とが接続される経路にあるスマートカード集積回路をさらに備え、
   前記スマートカード集積回路はセキュリティ照合を実行し、該セキュリティ照合に成功した場合のみ前記通信インターフェースは前記スマートカード集積回路を介して前記表示回路と通信することが許可される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
4. 前記スマートカード集積回路は、
   前記セキュリティ照合を実行するセキュリティモジュールと、
   ストレージユニットと、を備え、
   前記セキュリティ照合に成功した場合のみ前記ストレージユニットのデータへのアクセスが許可される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
5. 前記表示回路は、
   前記フレキシブルディスプレイに接続し、該フレキシブルディスプレイを駆動する表示ドライバーと、
   前記スマートカード集積回路のための前記表示ドライバーに接続し、該表示ドライバーを制御する表示コントローラーと、
   を備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
6. 前記表示回路及び前記スマートカード集積回路は、集積回路の全て若しくは一部を共有するか、又は単一の集積回路上に配置される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
7. 前記フレキシブルディスプレイは、双安定特性又は多安定特性を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
8. 前記フレキシブルディスプレイは、電気泳動ディスプレイ、コレステロール液晶ディスプレイ、液晶ディスプレイ、双安定液晶ディスプレイ、又は多安定液晶ディスプレイである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
9. 前記フレキシブルディスプレイは、フレキシブル有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、フレキシブル発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、又はフレキシブル液晶ディスプレイである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。
10. 前記キャパシタの前記厚さは、０．５ｍｍ以下である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きフレキシブル公共交通カード。

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