JP2019016123A

JP2019016123A - IC card

Info

Publication number: JP2019016123A
Application number: JP2017132390A
Authority: JP
Inventors: 勝己谷口; Katsumi Taniguchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-01-31

Abstract

To provide an IC card enabling a remaining level of a built-in electricity storage element to be easily recognized.SOLUTION: An IC card 101 includes a battery, a coil antenna, a display element 3, an RFIC and a battery remaining level detecting circuit. The battery remaining level detecting circuit detects the remaining level of the battery upon a communication via the coil antenna as a trigger, and displays a detection result of the battery remaining level on the display element 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、少なくともＲＦＩＣおよび電池を内蔵するＩＣカードに関する。 The present invention relates to an IC card including at least an RFIC and a battery.

コイルアンテナを介して通信するＲＦＩＣを内蔵する非接触型のＩＣカードは金融・決済系、交通系、サービス・流通系、企業セキュリティ系、公共系等、多様な分野で利用されている。また、このようなカード内に、電池およびその電池で動作する回路を内蔵することで、入力操作部および表示部を備える非接触型のＩＣカードも利用されている。 Non-contact type IC cards with built-in RFICs that communicate via coil antennas are used in various fields such as financial / settlement systems, transportation systems, service / distribution systems, corporate security systems, and public systems. In addition, a non-contact type IC card including an input operation unit and a display unit is also used by incorporating a battery and a circuit that operates with the battery in such a card.

例えば、特許文献１には、携帯機器から発信される電磁波を充電用コイルで受けて、このコイルに誘導される電力で電池を充電するようにしたＩＣカードが示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an IC card in which an electromagnetic wave transmitted from a mobile device is received by a charging coil, and a battery is charged with electric power induced in the coil.

特開２００３−６５９２号公報JP 2003-6592 A

特許文献１に示されるような電池内蔵のＩＣカードにおいては、ＩＣカード内のすべてのカードが電池で動作する訳ではなく、リーダ／ライタのコイルアンテナと磁界結合して非接触型で通信する使用形態では電池は消費されない。但し、電池から極微弱な電流が回路に流れることによって、および自己放電によって、電池の残量は徐々に減少する。そのため、電池を消費しない使用方法でそのＩＣカードを使用していると、使用者はＩＣカード内の電池残量の減少に気づきにくい。 In an IC card with a built-in battery as disclosed in Patent Document 1, not all cards in the IC card operate with a battery, but use a non-contact type communication by magnetic coupling with a coil antenna of a reader / writer. In form, no battery is consumed. However, the remaining amount of the battery gradually decreases due to a very weak current flowing from the battery to the circuit and by self-discharge. Therefore, if the IC card is used in a usage method that does not consume the battery, the user is less likely to notice a decrease in the remaining battery level in the IC card.

その結果、いざ、電池を電源として動作させる使用形態で使用しようとしても、所定の使用ができなかったり、長時間の使用ができなかったりする、といった解決すべき課題があった。 As a result, there has been a problem to be solved that even if an attempt is made to use the battery as a power source, the battery cannot be used for a predetermined time or cannot be used for a long time.

そこで、本発明の目的は、上述の課題を解消して、内蔵電池の残量状態を容易に気づけるようにしたＩＣカードを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an IC card that solves the above-described problems and easily recognizes the remaining state of the built-in battery.

（１）本発明のＩＣカードは、蓄電素子、コイルアンテナ、表示素子、およびＲＦＩＣを備え、前記コイルアンテナを介する通信がトリガーとなって、前記蓄電素子の蓄電残量を検知して、当該残量の検知結果を前記表示素子に表示させる蓄電残量検知回路を設けたことを特徴とする。 (1) The IC card of the present invention includes a power storage element, a coil antenna, a display element, and an RFIC, and communication via the coil antenna is used as a trigger to detect a remaining power storage capacity of the power storage element and An amount of remaining power detection circuit for displaying the amount detection result on the display element is provided.

上記構成により、コイルアンテナを介する通信時に、蓄電素子を電源として動作しないときでも、その通信時に蓄電素子の残量が検知され、その結果が表示素子に表示されるので、使用者はＩＣカードの使用者は蓄電素子の残量状態を容易に気づける。例えば、蓄電素子残量の少なさに容易に気づける。 With the above configuration, even when the power storage element is not operated as a power source during communication via the coil antenna, the remaining amount of the power storage element is detected during the communication, and the result is displayed on the display element. The user easily notices the remaining state of the storage element. For example, it is easily noticed that there is little remaining power storage element.

（２）前記コイルアンテナを介する受電電力で前記蓄電素子を充電する充電回路を更に備える、ことが好ましい。この構成により、蓄電素子を電源として動作しない使用形態でも、その蓄電素子が充電されるので、蓄電残量の低下を抑制できる。 (2) It is preferable to further include a charging circuit that charges the power storage element with received power via the coil antenna. With this configuration, even in a usage mode in which the power storage element does not operate as a power source, the power storage element is charged, so that a decrease in the remaining power storage can be suppressed.

（３）前記蓄電残量検知回路は、蓄電素子の残量が有ると検知されたとき、前記通信時に前記表示素子を点灯させることが好ましい。この構成により、蓄電素子の残量が少ない状態で、表示素子が点灯されることによる蓄電素子の消耗が促進される、といった事態が回避される。 (3) It is preferable that the power storage remaining amount detection circuit turns on the display element during the communication when it is detected that the remaining amount of the power storage element is present. With this configuration, it is possible to avoid a situation where consumption of the power storage element due to lighting of the display element is promoted while the remaining capacity of the power storage element is low.

本発明によれば、ＩＣカードの使用時に、内蔵の蓄電素子の残量状態を使用者が容易に気づけるようにしたＩＣカードが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an IC card in which the user can easily notice the remaining state of the built-in power storage element when the IC card is used.

図１は本発明の実施形態に係るＩＣカード１０１の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an IC card 101 according to an embodiment of the present invention. 図２はＩＣカード１０１の内部の概略構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure inside the IC card 101. 図３はＩＣカード１０１の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of the IC card 101. 図４はＭＣＵ５の処理内容を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the MCU 5.

図１は本発明の実施形態に係るＩＣカード１０１の平面図である。このＩＣカード１０１はＲＦＩＣを内蔵するＩＣカードである。また、電池と、この電池を電源として動作するＭＣＵ（Micro Controller Unit）と入出力部を備えている。図１には、入力部８Ｓおよび表示部８Ｄが表れている。 FIG. 1 is a plan view of an IC card 101 according to an embodiment of the present invention. The IC card 101 is an IC card with a built-in RFIC. Moreover, it has a battery, an MCU (Micro Controller Unit) that operates using the battery as a power source, and an input / output unit. FIG. 1 shows an input unit 8S and a display unit 8D.

図２はＩＣカード１０１の内部の概略構造を示す図である。特に、主要部品、主要素子の位置関係を示している。ＩＣカード１０１の内部には、電池１、コイルアンテナ２、表示素子３、ＲＦＩＣ４およびＭＣＵ５等が設けられている。電池１は本発明に係る「蓄電素子」に相当する。 FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure inside the IC card 101. In particular, the positional relationship between main parts and main elements is shown. Inside the IC card 101, a battery 1, a coil antenna 2, a display element 3, an RFIC 4, an MCU 5, and the like are provided. The battery 1 corresponds to a “storage element” according to the present invention.

図３はＩＣカード１０１の回路図である。コイルアンテナ２には、キャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２、インダクタＬ１１，Ｌ１２を介してＲＦＩＣ４が接続されている。また、コイルアンテナ２には、キャパシタＣ３１，Ｃ３２を介してダイオードブリッジＤＢが接続されている。このダイオードブリッジＤＢの出力部には、インダクタＬ４およびキャパシタＣ４による平滑回路を介してＤＣ−ＤＣコンバータ６が接続されている。このＤＣ−ＤＣコンバータ６の出力部には、充放電制御回路７を介して電池１が接続されている。電池１はリチウムイオン電池等の二次電池であり、充放電制御回路７はＤＣ−ＤＣコンバータ６から出力される電力で電池１を充電し、また、電池１の放電制御を行う。さらに、充放電制御回路７は、電池１の電圧に応じた信号、または電池１の電圧と所定の閾値との比較結果の信号である電池電圧検出信号ＳｄをＭＣＵ５へ出力する。 FIG. 3 is a circuit diagram of the IC card 101. The RFIC 4 is connected to the coil antenna 2 via capacitors C11, C12, C21, C22 and inductors L11, L12. The coil antenna 2 is connected to a diode bridge DB via capacitors C31 and C32. A DC-DC converter 6 is connected to an output portion of the diode bridge DB via a smoothing circuit including an inductor L4 and a capacitor C4. The battery 1 is connected to the output portion of the DC-DC converter 6 via a charge / discharge control circuit 7. The battery 1 is a secondary battery such as a lithium ion battery, and the charge / discharge control circuit 7 charges the battery 1 with electric power output from the DC-DC converter 6 and controls the discharge of the battery 1. Further, the charge / discharge control circuit 7 outputs to the MCU 5 a battery voltage detection signal Sd which is a signal corresponding to the voltage of the battery 1 or a result of comparison between the voltage of the battery 1 and a predetermined threshold value.

図３に表れているように、ＭＣＵ５には抵抗Ｒ１を介して表示素子３が接続されている。この例では表示素子３はＬＥＤである。また、ＭＣＵ５には充放電制御回路７および入出力部８が接続されている。入出力部８は、図１に示した入力部８Ｓおよび表示部８Ｄ等である。ＭＣＵ５はＤＣ−ＤＣコンバータ６の出力または充放電制御回路７の出力を電源として動作する。ＭＣＵ５は上記電池電圧検出信号Ｓｄに基づいて、後述する所定のタイミングで表示素子３を点灯制御する。 As shown in FIG. 3, the display element 3 is connected to the MCU 5 via a resistor R1. In this example, the display element 3 is an LED. Further, a charge / discharge control circuit 7 and an input / output unit 8 are connected to the MCU 5. The input / output unit 8 is the input unit 8S and the display unit 8D shown in FIG. The MCU 5 operates using the output of the DC-DC converter 6 or the output of the charge / discharge control circuit 7 as a power source. The MCU 5 controls the lighting of the display element 3 at a predetermined timing described later based on the battery voltage detection signal Sd.

ＤＣ−ＤＣコンバータ６は、出力電流が流れるとき、その状態を表す信号ＳｏをＭＣＵ５へ出力する。コイルアンテナ２を介してＲＦＩＣ４が通信している状態、すなわちコイルアンテナ２を介して電力受電している状態で、ＤＣ−ＤＣコンバータ６には出力電流が流れるので、コイルアンテナ２を介してＲＦＩＣ４が通信しているとき、信号Ｓｏが有効（アサート）状態となる。 When the output current flows, the DC-DC converter 6 outputs a signal So indicating the state to the MCU 5. In a state where the RFIC 4 is communicating via the coil antenna 2, that is, in a state where power is being received via the coil antenna 2, an output current flows through the DC-DC converter 6, so that the RFIC 4 is connected via the coil antenna 2. When communicating, the signal So becomes valid (asserted).

図４は上記ＭＣＵ５の処理内容を示すフローチャートである。ＭＣＵ５は、上記信号Ｓｏが有効であるとき、すなわち、ＤＣ−ＤＣコンバータ６から出力電流が出力されるとき、上記電池電圧検出信号Ｓｄに基づいて電池残量を検知し、充電が必要な程度に残量が多い状態であれば表示素子３を点灯させる（Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４）。その後、通常の処理を実行する（Ｓ５）。電池の残量が少ない状態であれば表示素子３を点灯しない（Ｓ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ５）。 FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the MCU 5. When the signal So is valid, that is, when an output current is output from the DC-DC converter 6, the MCU 5 detects the remaining battery level based on the battery voltage detection signal Sd and needs to be charged. If the remaining amount is large, the display element 3 is turned on (S1-> S2-> S3-> S4). Thereafter, normal processing is executed (S5). If the remaining battery level is low, the display element 3 is not turned on (S1-> S2-> S3-> S5).

コイルアンテナ２を介してＲＦＩＣが通信されていない状態では上記信号Ｓｏは無効である。このとき、ＭＣＵ５は電池１および充放電制御回路７を電源として動作する。 The signal So is invalid when the RFIC is not communicating via the coil antenna 2. At this time, the MCU 5 operates using the battery 1 and the charge / discharge control circuit 7 as a power source.

上記ＤＣ−ＤＣコンバータ６、充放電制御回路７およびＭＣＵ５は本発明に係る「電池残量検知回路」に相当する。 The DC-DC converter 6, the charge / discharge control circuit 7 and the MCU 5 correspond to a “battery remaining amount detection circuit” according to the present invention.

上述のように、ＭＣＵ５はコイルアンテナ２を介してＲＦＩＣが通信を開始したとき、電池残量の検知結果に応じて表示素子３が点灯される。使用者は、コイルアンテナを介する通信を開始したとき、それがトリガーとなって、電池残量検知結果に応じた表示がなされるので、内蔵電池の残量状態を容易に気づける。つまり、使用者がＩＣカード１０１をリーダ・ライタにかざしたとき、通信が開始されるが、この通信開始時に表示素子３が点灯しないことで、内蔵電池の残量が少ないことに気づく。このように、使用者が意図して例えばスイッチを切り替える等しなくても、使用者は電池残量状態を知ることができるので、電池交換や充電をしておかなかったことによる機能不全が起こりにくい。 As described above, when the RFIC starts communication with the MCU 5 via the coil antenna 2, the display element 3 is turned on according to the detection result of the remaining battery level. When the user starts communication via the coil antenna, the trigger becomes a trigger and a display corresponding to the battery remaining amount detection result is made, so that the user can easily notice the remaining state of the built-in battery. That is, when the user holds the IC card 101 over the reader / writer, the communication is started, but when the communication is started, the display element 3 is not turned on, so that the remaining capacity of the internal battery is noticed. In this way, even if the user does not intentionally change the switch, for example, the user can know the remaining battery level, so malfunctions due to not having replaced or charged the battery occur. Hateful.

例えば、通信開始時に電池残量が少ないことを使用者が認識できた際には、そのまま通信状態をしばらく保持すれば、そのことで電池を充電することもできる。 For example, when the user can recognize that the remaining battery level is low at the start of communication, the battery can be charged by maintaining the communication state for a while.

本実施形態のように、通信開始時に電池残量があることで表示素子３が点灯するモードでは、電池１の残量が少ない状態で、表示素子３が点灯されることによる電池１の消耗が促進される、といった事態が回避される。なお。このように、通信開始時に電池残量があることで表示素子３が点灯するモードでは、表示素子３の表示色は青や緑等、赤、橙、黄以外の色であることが好ましい。 As in this embodiment, in the mode in which the display element 3 is lit when there is a remaining battery level at the start of communication, the battery 1 is consumed due to the display element 3 being lit while the remaining battery level is low. The situation of being promoted is avoided. Note that. Thus, in the mode in which the display element 3 is turned on when there is a remaining battery level at the start of communication, the display color of the display element 3 is preferably a color other than red, orange, or yellow, such as blue or green.

図３、図４では、コイルアンテナ２を介してＲＦＩＣが通信されていない状態でも、ＭＣＵ５は電池１および充放電制御回路７を電源として動作する例を示したが、本発明は、ＲＦＩＣ４の通信時にのみＭＣＵが動作する場合にも適用できる。その場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ６から出力電圧が供給されたときＭＣＵ５が動作を開始するように構成すればよい。すなわち、通信時の受電がトリガーとなって、電池残量に応じて表示素子３を点灯制御するようにしてもよい。 3 and 4 show an example in which the MCU 5 operates using the battery 1 and the charge / discharge control circuit 7 as a power source even when the RFIC is not communicated via the coil antenna 2. It can also be applied when the MCU operates only occasionally. In that case, the MCU 5 may be configured to start the operation when the output voltage is supplied from the DC-DC converter 6. That is, the display element 3 may be controlled to be turned on according to the remaining battery level using power reception during communication as a trigger.

また、以上に示した例では、ＲＦＩＣ４はＭＣＵ５とは独立して動作するものであったが、ＲＦＩＣ４による通信／非通信の状態信号をＭＣＵ５がＲＦＩＣ４から読み取れるようにしてもよい。この場合、その状態信号をトリガーとして、電池電圧検出信号Ｓｄに基づいて表示素子３を点灯制御するように構成してもよい。 In the example described above, the RFIC 4 operates independently of the MCU 5. However, the MCU 5 may read the communication / non-communication status signal from the RFIC 4. In this case, the display element 3 may be controlled to be turned on based on the battery voltage detection signal Sd using the state signal as a trigger.

さらに、図４に示した例では、電池残量が有ると検知されたとき、通信開始時に表示素子３を点灯させるようにしたが、電池残量が残り少ないと検知されたとき、通信開始時に表示素子３を点灯させるようにしてもよい。この場合、使用者がＩＣカード１０１をリーダ・ライタにかざしたとき、通信が開始されるが、この通信開始時に表示素子３が点灯することで、内蔵電池の残量が少ないことに気づく。このように、通信開始時に電池残量が無いことで表示素子３が点灯するモードでは、表示素子３は赤色、橙色、黄色等、警告色であることが好ましい。 Further, in the example shown in FIG. 4, when it is detected that the remaining battery level is present, the display element 3 is turned on at the start of communication. However, when it is detected that the remaining battery level is low, the display element 3 is displayed at the start of communication. The element 3 may be turned on. In this case, when the user holds the IC card 101 over the reader / writer, the communication is started. At the start of the communication, the display element 3 is turned on, so that the user notices that the remaining amount of the internal battery is low. Thus, in the mode in which the display element 3 is lit when there is no remaining battery power at the start of communication, the display element 3 is preferably a warning color such as red, orange, yellow, or the like.

以上に示した例では、蓄電素子の例として二次電池を示したが、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等の大容量キャパシタであってもよい。また、一次電池であってもよい。また、表示素子３はＬＥＤ以外にＬＣＤや電子ペーパー等であってもよい。 In the example described above, the secondary battery is shown as an example of the power storage element, but a large capacity capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor may be used. Moreover, a primary battery may be sufficient. Further, the display element 3 may be an LCD, electronic paper or the like in addition to the LED.

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。 Finally, the description of the above embodiment is illustrative in all respects and not restrictive. Modifications and changes can be made as appropriate by those skilled in the art. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention includes modifications from the embodiments within the scope equivalent to the claims.

Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ４…キャパシタ
ＤＢ…ダイオードブリッジ
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ４…インダクタ
Ｒ１…抵抗
１…電池
２…コイルアンテナ
３…表示素子
４…ＲＦＩＣ
５…ＭＣＵ
６…ＤＣ−ＤＣコンバータ
７…充放電制御回路
８…入出力部
８Ｄ…表示部
８Ｓ…入力部
１０１…ＩＣカード C11, C12, C21, C22, C31, C32, C4 ... Capacitor DB ... Diode bridge L11, L12, L4 ... Inductor R1 ... Resistance 1 ... Battery 2 ... Coil antenna 3 ... Display element 4 ... RFIC
5 ... MCU
6 ... DC-DC converter 7 ... charge / discharge control circuit 8 ... input / output unit 8D ... display unit 8S ... input unit 101 ... IC card

Claims

A storage element, a coil antenna, a display element, and an RFIC;
A power storage remaining amount detection circuit is provided that detects the remaining amount of power stored in the power storage element using communication via the coil antenna as a trigger and displays the detection result of the remaining amount on the display element. IC card.

The IC card according to claim 1, further comprising a charging circuit that charges the power storage element with received power via the coil antenna.

3. The IC card according to claim 1, wherein the remaining power storage detection circuit turns on the display element during the communication when it is detected that there is a remaining power storage of the power storage element.