JP2014041417A - 非接触情報表示媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触通信が可能であるとともに情報を表示する非接触情報表示媒体において、電波干渉を生じさせることなく、かつ、必要となる面積を大幅に増大させることなく、非接触通信と情報表示とで電力が不足することを回避する。
【解決手段】送受信部１０にて取得された交流電流から、表示制御部４０を駆動させるための電力を生成する電源生成部３０と、送受信部１０に対して電源生成部３０と並列に接続され、送受信部１０にて取得された交流電流から、送受信部１０にて非接触通信によって受信された情報について処理を行うための電力を生成し、該電力を用いてその処理を行う通信情報処理部２０とを有し、表示部５０に情報を表示させる表示制御部４０は、電源生成部３０にて生成された電力によって駆動し、通信情報処理部２０にて処理が行われた情報を表示部５０に表示する。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触通信が可能であるとともに情報を表示する非接触情報表示媒体に関し、特に、情報を表示するために必要となる電力による弊害を回避する技術に関する。

近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。このような情報管理や決済等に用いられるカードは、ＩＣチップが内蔵されたＩＣカードや、磁気により情報が書き込まれた磁気カード等があり、専用の装置を用いて情報の書き込みや読み出しが行われる。

さらに、ＩＣカードにおいては、情報の書き込みや読み出しを専用の装置に接触させることにより行う接触型ＩＣカードと、専用の装置に近接させるだけで情報の書き込みや読み出しを行うことができる非接触型ＩＣカードとがある。これらのＩＣカードは、磁気カードと比較してセキュリティ性が高いとともに書き込み可能な情報量が多く、また、１枚のカードを多目的に使用できるため、市場における普及度は増加の一途を辿っている。また、その中でも、非接触型ＩＣカードにおいては、情報の書き込みや読み出しを行う際、カードを取り出して専用の装置に挿入する必要がなく取り扱いに便利なため、そのカード及び該カードに書き込まれた情報を読み取るための装置の急速な普及が進みつつある。

非接触型ＩＣカードとしては、例えば、電磁誘導方式によってリーダ／ライタから電力を取得して非接触通信を行うものがあり、交通系カード等に用いられている。非接触型ＩＣカードは、リーダ／ライタから送信された搬送波に乗せられた電力によって起動し、搬送波に乗せられた情報を受信して処理を行う。この際、搬送波に乗せられた電力を、整流回路及び定電圧制御回路等を介して安定した直流電源に変換し、この直流電源によって処理を行う。

近年、このような非接触型ＩＣカードに情報表示機能を付加した非接触情報表示媒体が考えられており、例えば交通系カードにおいては、残額や取引履歴を表示させることが可能となる。非接触型ＩＣカードに情報表示機能を付加した非接触情報表示媒体は、情報を受信して処理するための電力の他に、情報を表示するための電力が必要となる。そのため、リーダ／ライタから送信された搬送波に乗せられた電力を、上述したように整流回路及び定電圧制御回路等を介して安定した直流電源に変換した後、この直流電源を用いて、情報を処理するとともに情報を表示する構成が考えられている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、そのような構成のものにおいては、情報を受信して処理するための電力と、情報を表示するための電力とのどちらか一方が多大なものである場合、多大な電力を必要とする方に全ての電力がとられてしまい、なおかつ、その全ての電力が、多大な電力を必要とする方にて必要となる電力に満たないと、情報を受信して処理することも情報を表示することもできなくなってしまうことになる。一般的には、情報を受信して処理するための電力よりも情報を表示するための電力の方が多大であるため、搬送波に乗せられた電力の全てが、情報を表示するための電力として用いられてしまい、情報を受信して処理することができなくなってしまう場合がある。

また、表示機能付きのＩＣカードにおいて、電源を内蔵し、情報を表示するための電力をこの電源から得るものが考えられている（例えば、特許文献２参照）。このＩＣカードでは、アンテナを介して受信した搬送波から通信用の電力を取り出す一方、表示用の電力を、内蔵した電源から得ることにより、上記のような弊害を回避することができる。ところが、このような構成のものにおいては、電源の寿命を考慮する必要が生じてしまう。

また、情報を受信して処理するための電力を得るためのアンテナと、情報を表示するための電力を得るためのアンテナとの２つのアンテナを設け、情報を受信して処理するための電力と、情報を表示するための電力とを、搬送波から別個に得るものが考えられている（例えば、特許文献３参照）。この技術を用いれば、上述したような電力の不足による弊害を回避することができるとともに、電源の寿命を考慮する必要がない。

特開２０１２−７３２９４号公報 特開２０１２−１１８８３１号公報 特許第４８５４９１４号公報

しかしながら、情報を受信して処理するための電力を得るためのアンテナと、情報を表示するための電力を得るためのアンテナとの２つのアンテナを設ける構成においては、２つのアンテナ間にて電波干渉が生じ、通信距離が低下してしまう虞れがある。また、アンテナの大きさは通信距離に関係してくるが、通信距離を確保するための大きさのアンテナを２つ設けることにより、必要となる面積が大きくなり、カード自体が大きくなったり、カードの大きさが決められている場合は実現できないことにもなる。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、非接触通信が可能であるとともに情報を表示する非接触情報表示媒体において、電波干渉を生じさせることなく、かつ、必要となる面積を大幅に増大させることなく、非接触通信と情報表示とで電力が不足することを回避することができる非接触情報表示媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
非接触状態にて交流電流を取得して非接触通信を行うための１つの通信手段と、
前記非接触通信によって受信された情報を表示する表示手段と、
前記通信手段にて取得された交流電流から、前記表示手段を駆動させるための電力を生成する電源生成手段と、
前記通信手段に対して前記電源生成手段と並列に接続され、前記通信手段にて取得された交流電流から、前記非接触通信によって受信された情報について処理を行うための電力を生成し、該電力を用いて前記処理を行う通信情報処理手段とを有し、
前記表示手段は、前記電源生成手段にて生成された電力によって駆動し、前記通信情報処理手段にて処理が行われた情報を表示する。

上記のように構成された本発明においては、外部のリーダ／ライタから送信された交流からなる搬送波には、非接触情報表示媒体が起動するための電力と非接触通信のための情報とが乗せられている。１つの通信手段において、この搬送波が受信されることにより、非接触状態にて交流電流が取得されて非接触通信が行われる。通信手段にて交流電流が取得されると、電源生成手段において、通信手段にて取得された交流電流から表示手段を駆動させるための電力が生成され、また、通信手段に対して電源生成手段と並列に接続された通信情報処理手段において、通信手段にて取得された交流電流から非接触通信によって受信された情報について処理を行うための電力が生成される。そして、通信情報処理手段において、非接触通信によって受信された情報について、生成した電力を用いて処理が行われる。表示手段においては、電源生成手段にて生成された電力によって駆動し、通信情報処理手段にて処理が行われた情報が表示される。

このように、１つの通信手段にて取得された交流電流から、表示手段を駆動させるために必要となる電力と、非接触通信によって受信された情報について処理を行うために必要となる電力とが、通信手段に対して互いに並列に接続された電源生成手段と通信情報処理手段とにおいて個別に生成されるので、通信手段にて取得された交流電流に乗せられた電力の全てが非接触通信と情報表示との一方にとられてしまうことがなく、それぞれにおいて電力が不足することが回避され、また、通信手段が１つであることにより、電波干渉が生じることがなく、かつ、必要となる面積が大幅に増大することもない。

本発明によれば、１つの通信手段にて取得された交流電流から、表示手段を駆動させるために必要となる電力と、非接触通信によって受信された情報について処理を行うために必要となる電力とが個別に生成されるため、電波干渉を生じさせることなく、かつ、必要となる面積を大幅に増大させることなく、非接触通信と情報表示とで電力が不足することを回避することができる。

本発明の非接触情報表示媒体の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は表面図、（ｂ）は内部構造を示す図である。 図１に示したＩＣカードの機能ブロック図である。 図１及び図２に示したＩＣカードが非接触通信を行う状態を示す図である。 図１及び図２に示したＩＣカードの動作を説明するためのフローチャートである。 図１及び図２に示したＩＣカードにて表示部に表示される情報の更新時の動作を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の非接触情報表示媒体の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は表面図、（ｂ）は内部構造を示す図である。

本形態は図１に示すように、情報が表示される情報表示領域２を有するＩＣカード１である。ＩＣカード１は、ベース基材上にアンテナ３が形成されるとともにＩＣチップ４がアンテナ３に接続されて搭載されている。また、アンテナ３には、ＩＣチップ４と並列に表示電源部６も接続されており、表示電源部６にはＣＰＵ８を介して表示ドライバ７が接続され、情報表示領域２にて情報を表示するための情報表示部５を駆動する。

アンテナ３は、ベース基材上にコイル状に形成されており、外部に設けられたリーダ／ライタから送信された１３．５６ＭＨｚ帯の交流からなる搬送波を受信することによって交流電流を取得し、この搬送波に乗せられた電力によって電流が流れ、この電流がＩＣチップ４及び表示電源部６に供給される。なお、アンテナ３としては、このようなコイル状のものではなく、マイクロ波や極超短波帯（ＵＨＦ）等のものであってもよい。

ＩＣチップ４は、アンテナ３を介してリーダ／ライタとの間にて非接触通信が可能なものであって、非接触通信によって情報の書き込みや読み出しが行われる。

情報表示部５は、情報表示領域２における表示パターン“００”〜“１９９”に応じたセグメント形状の表示電極と透明導電膜基板との間に、これら表示電極と透明導電膜基板との電位差によって表示色が変化する情報表示層が挟み込まれて構成されている。透明導電膜基板としては、例えば、ガラスや透明フィルム等からなる透明基板の一方の面にＩＴＯが形成されたものが考えられる。また、情報表示層としては、例えば、電気泳動タイプや電子粉粒タイプ、エレクトロクロミック等が挙げられる。

表示電源部６は、アンテナ３から供給された電流を用いて表示ドライバ７及び情報表示部５を駆動するための電力を生成する。

ＣＰＵ８は、表示電源部６にて生成された電力によって駆動し、ＩＣチップ４にて処理された情報を情報表示部５に表示させるために表示ドライバ７を制御する。

表示ドライバ７は、表示電源部６にて生成された電力によって駆動し、ＣＰＵ８の制御によって、情報表示部５に電圧を供給する。

図２は、図１に示したＩＣカード１の機能ブロック図である。

図１に示したＩＣカード１は、その機能として、通信手段となる送受信部１０と、通信情報処理部２０と、電源生成部３０と、表示手段となる表示制御部４０及び表示部５０とを有している。

送受信部１０は、図１に示したアンテナ３を構成するものである。送受信部１０は、リーダ／ライタから送信された交流からなる搬送波を受信することにより、非接触状態にて交流電流を取得し、搬送波に乗せられた情報を受信したり、情報を搬送波に乗せて送信したりして非接触通信を行う。

通信情報処理部２０は、図１に示したＩＣチップ４を構成するものであって、送受信部１０に対して電源生成部３０と並列に接続され、変復調回路２１と、整流回路２２と、定電圧制御回路２３と、処理部２４と、記憶部２５とを有している。

変復調回路２１は、送受信部１０にて受信された搬送波に情報が乗っている場合は、その情報を取り出し、処理部２４にて処理可能なデジタル値に復調する。また、処理部２４にて処理されたデジタル値による情報を、送受信部１０において搬送波に乗せて送信可能なアナログ値に変調する。

整流回路２２は、送受信部１０にて取得された交流電流から、処理部２４にて処理を行うために必要となる電力に応じた電流を取り出し、この電流を直流電流に変換する。

定電圧制御回路２３は、整流回路２２にて直流に変換された電流から安定した電圧を有する電源を生成し、それにより、処理部２４にて処理を行うために必要となる電力を生成する。

処理部２４は、定電圧制御回路２３にて生成された電力によって、変復調回路２１にて復調された情報について処理を行う。例えば、変復調回路２１にて復調された情報を記憶部２５に記憶したり、記憶部２５に記憶された情報を表示制御部４０とやりとりしたりするための処理を行う。また、記憶部２５に記憶された情報を変復調回路２１に出力し、リーダ／ライタに対して送信するための処理を行う。これらの処理は、処理部２４に記憶されたプログラムに従って行われたり、リーダ／ライタからのコマンドに従って行われたりする。

記憶部２５は、処理部２４にて処理された情報を記憶する。

電源生成部３０は、図１に示した表示電源部６を構成するものであって、送受信部１０に対して通信情報処理部２０と並列に接続され、整流回路３１と、定電圧制御回路３２とを有している。

整流回路３１は、送受信部１０にて取得された交流電流から、表示制御部４０を駆動させるために必要となる電力に応じた電流を取り出し、この電力を直流電流に変換する。

定電圧制御回路３２は、整流回路３１にて直流に変換された電流から安定した電圧を有する電源を生成し、それにより、表示制御部４０を駆動させるために必要となる電力を生成する。

表示制御部４０は、図１に示した表示ドライバ７及びＣＰＵ８を構成するものであって、電源生成部３０にて生成された電力によって駆動し、処理部２４にて処理された情報を表示部５０に表示させる。

表示部５０は、図１に示した情報表示部５を構成するものであって、表示制御部４０の制御によって情報を表示する。

以下に、上記のように構成されたＩＣカード１の動作について説明する。

図３は、図１及び図２に示したＩＣカード１が非接触通信を行う状態を示す図である。図４は、図１及び図２に示したＩＣカード１の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明においては、図１及び図２のうち図２に示した構成要素を用いてＩＣカード１の動作を説明する。

図１及び図２に示したＩＣカード１は、図３に示すように、外部に設けられたリーダ／ライタ７０との間にて非接触通信を行う。

リーダ／ライタ７０は、制御部７１と送受信部７２とを有している。

ＩＣカード１をリーダ／ライタ７０に近接させ、リーダ／ライタ７０の送受信部７２から送信された搬送波が送受信部１０にて受信されると（ステップ１）、送受信部１０において、受信した搬送波による交流電流が取得される。リーダ／ライタ７０から送信された搬送波には、ＩＣカード１が動作するための電力が乗せられており、リーダ／ライタ７０の制御部７１は、搬送波に乗せる電力や情報を制御している。また、制御部７１は、情報の送信タイミングやＩＣカード１から受信した情報に応じた処理を行う。

すると、電源生成部３０の整流回路３１において、送受信部１０にて取得された交流電流から、表示制御部４０を駆動させるために必要となる電力に応じた電流が取り出され、この電流が整流されて直流電流に変換される。そして、定電圧制御回路３２において、整流回路３１にて直流に変換された電流から安定した電圧を有する電源が生成される（ステップ２）。

また、通信情報処理部２０の整流回路２２において、送受信部１０にて取得された交流電流から、処理部２４にて処理を行うために必要となる電力に応じた電流が取り出され、この電流が整流されて直流電流に変換される。そして、定電圧制御回路２３において、整流回路２２にて直流に変換された電流から安定した電圧を有する電源が生成される（ステップ３）。ここで、処理部２４にて処理を行うために必要となる電力は、表示制御部４０を駆動させるために必要となる電力よりも少ないため、リーダ／ライタ７０から送信された搬送波に乗せられた電力が、表示制御部４０を駆動させるために必要となる電力よりも少ない場合であっても、処理部２４にて処理を行うために必要となる電力のみを確保することができる。

また、送受信部１０にて受信された搬送波に情報が乗せられている場合は、変復調回路２１において、送受信部１０にて受信された搬送波から情報が取り出され、処理部２４にて処理可能なデジタル値に復調される（ステップ４）。デジタル値に復調された情報は処理部２４に送られる。

処理部２４は、定電圧制御回路２３にて生成された電源によって駆動しており、変復調回路２１にて復調された情報について処理が行われる（ステップ５）。本形態においては、復調された情報を表示部５０に表示するための処理を行うものとする。

復調された情報を表示部５０に表示する場合は、変復調回路２１にて復調された情報は、記憶部２５に一旦記憶される（ステップ６）。

その後、表示制御部４０において、記憶部２５に記憶された情報が読み出され（ステップ７）、読み出された情報が、表示制御部４０の制御によって表示部５０に表示される（ステップ８）。この際、表示制御部４０は、定電圧制御回路３２にて生成された電源によって駆動する。

このように、１つの送受信部１０にて取得された交流電流から、表示制御部４０を駆動させるために必要となる電力と、非接触通信によって受信された情報について通信情報処理部２０にて処理を行うために必要となる電力とが、送受信部１０に対して互いに並列に接続された電源生成部３０と通信情報処理部２０とにおいて個別に生成されるため、送受信部１０にて取得された交流電流に乗せられた電力の全てが非接触通信と情報表示との一方にとられてしまうことがなくなり、電波干渉を生じさせることなく、かつ、必要となる面積を大幅に増大させることなく、非接触通信と情報表示とで電力が不足することを回避することができる。

ここで、表示部５０に表示される情報の更新時の動作について詳細に説明する。

図５は、図１及び図２に示したＩＣカード１にて表示部５０に表示される情報の更新時の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明においては、図１及び図２のうち図２に示した構成要素を用いてＩＣカード１の動作を説明する。

リーダ／ライタ７０（図３参照）から、表示部５０に表示すべき情報を搬送波に乗せて送信する場合は、まず、記憶部２５に記憶された表示用情報をリセットするためのコマンドがリーダ／ライタ７０から送信される。

このコマンドが送受信部１０にて受信されると、処理部２４において、記憶部２５に記憶された表示用情報に付与されたフラグが“０”に設定され、表示用情報がリセットされる（ステップ１１）。記憶部２５においては、表示用情報が記憶された番地とは別の番地に、その表示用情報が既に表示されたかどうかを示すフラグが設定可能となっている。

そして、上述した処理によって、リーダ／ライタ７０から送信された搬送波に乗せられた表示用情報が受信され（ステップ１２）、受信された表示用情報が処理部２４によって記憶部２５に記憶される（ステップ１３）。

その際、処理部２４の制御によって、記憶部２５に記憶された表示用情報がまだ表示されていないことを示すために、記憶部２５に記憶された情報に対応するフラグが“１”に設定される（ステップ１４）。

フラグが“１”に設定されると、処理部２４から割り込み信号が表示制御部４０に送信される。

表示制御部４０においては、処理部２４から送信された割り込み信号が受信されると（ステップ１５）、フラグが“１”に設定された表示情報が取り出され、表示制御部４０の制御によってその表示情報が表示部５０に表示される（ステップ１６）。

その後、表示制御部４０において、表示部５０に表示した表示情報に対応するフラグが“０”にリセットされる（ステップ１７）。このフラグをリーダ／ライタ７０にて読み取ることにより、ＩＣカード１に送信した情報が表示されたことを確認することができる。

なお、表示部５０としては、有機ＥＬ素子を用いたものやＬＥＤを用いたもの等も考えられるが、上述したように、電気泳動タイプや電子粉粒タイプ、エレクトロクロミック等のものを用いることで、表示部５０にて情報を更新する際には電源が必要となるものの、情報を更新せずに表示し続ける場合に電源を不要とすることができる。

１ ＩＣカード
２ 情報表示領域
３ アンテナ
４ ＩＣチップ
５ 情報表示部
６ 表示電源部
７ 表示ドライバ
８ ＣＰＵ
１０，７２ 送受信部
２０ 通信情報処理部
２１ 変復調回路
２２，３１ 整流回路
２３，３２ 定電圧制御回路
２４ 処理部
２５ 記憶部
３０ 電源生成部
４０ 表示制御部
５０ 表示部
７０ リーダ／ライタ
７１ 制御部

Claims (1)

1. 非接触状態にて交流電流を取得して非接触通信を行うための１つの通信手段と、
   前記非接触通信によって受信された情報を表示する表示手段と、
   前記通信手段にて取得された交流電流から、前記表示手段を駆動させるための電力を生成する電源生成手段と、
   前記通信手段に対して前記電源生成手段と並列に接続され、前記通信手段にて取得された交流電流から、前記非接触通信によって受信された情報について処理を行うための電力を生成し、該電力を用いて前記処理を行う通信情報処理手段とを有し、
   前記表示手段は、前記電源生成手段にて生成された電力によって駆動し、前記通信情報処理手段にて処理が行われた情報を表示する非接触情報表示媒体。

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