JP3820862B2 - 携帯型情報処理装置および携帯型情報処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置を有する携帯型情報処理装置および携帯型情報処理装置の制御方法に係る。
【0002】
【従来の技術】
携帯型無線装置の1つとして、たとえば非接触型のIC(Integrated Circuit)カード(以下、単に非接触ICカードと記述する)がある。
この非接触ICカードは、例えば電車の改札口に設置される専用のリード/ライト装置との間で無線データ通信を行うことができ、電車運賃の精算等を行うことができる。たとえば定期券に非接触ICカードを適用した場合は、定期入れから定期券を取り出して改札口に挿入するといった煩雑な手続が不要になる。また、リード/ライト装置と通信するデータは暗号化することもできるので、データのセキュリティも高く、偽造等の不正使用の心配もない点でも注目されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、非接触ICカードは電源や表示手段を有していないため、ユーザは自分のカードをリード/ライト装置に近づけない限り、カードの内容を認知できなかった。
このため、ユーザが改札口を通る段階になって、残高不足で自分のカードが使用できないことが判明する状況も起こり得た。
本発明は、以上の点を考慮し、たとえば非接触ICカードのような携帯型無線装置において、ユーザが装置(カード)に記録される内容をいつでも認知できるよう配慮した使い勝手のよい携帯型情報処理装置および携帯型情報処理装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項1に記載の構成は、外部装置との間で無線通信を行うに際し、前記外部装置から供給される無線電力により動作する無線通信部と、前記無線通信に伴う各種データを記憶する記憶部と、表示用電源の供給を受け、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて各種表示を行うとともに、電源非供給状態で表示状態を所定保持期間の間、保持可能な表示部と、前記表示部に対して前記表示用電源を供給する電源部と、前記表示部に対し、前記所定保持期間未満の所定周期で間欠的に前記表示用電源の供給を許可する電源供給制御部と、を備えたことを特徴とする。
【0005】
請求項2に記載の構成は、請求項1記載の構成において、前記電源部は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、前記電気エネルギーを蓄え、前期表示用電源として供給する蓄電部と、を備えたことを特徴とする。
【0006】
請求項3に記載の構成は、請求項1記載の構成において、前記表示部における表示指示を行うための操作部を備え、前記電源供給制御部は、前記表示指示がなされてから、前記記憶部に記憶されたデータに基づいた表示を行うべく、所定時間の間のみ前記表示用電源の供給を許可することを特徴とする。
【0007】
請求項4に記載の構成は、請求項1ないし3のいずれかに記載の構成において、前記表示部は、電気泳動ディスプレイであることを特徴とする。請求項5に記載の構成は、請求項1ないし4のいずれかに記載の構成において、前記電源供給制御部は、前記所定周期をカウントするためのカウント部を備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項6に記載の構成は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の構成において、前記記憶部は、不揮発性のメモリであることを特徴とする。
【0012】
請求項7に記載の構成は、外部装置との間で無線通信を行うに際し、前記外部装置から供給される無線電力により動作する無線通信部と、前記無線通信に伴う各種データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて各種表示を行うとともに、非電源供給状態で表示状態を所定保持期間の間、保持可能な表示部と、表示用電源を供給する電源部と、を備えた携帯型情報処理装置の制御方法において、前記所定保持期間未満の所定周期で間欠的に前記表示用電源の供給を許可することを特徴とする。
【0013】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の構成において、前記無線通信部は、前記外部装置の近傍に配置された無線通信圏内に前記無線通信部が位置する場合に、前記外部装置から供給される無線電力により動作するものであることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【0016】
A:第1実施形態
A1:第1実施形態の構成
図1は、本発明の一実施形態である非接触ICカード100の構成を示すブロック図である。
非接触ICカード100は、専用のリード/ライト装置80との間において無線データ通信を行うためのループアンテナ1、具体的なデータ処理やデータ処理結果を記憶する機能を有する集積回路20、データ処理結果を表示するための表示装置30、表示装置30に表示を行うことを促す外部操作部40、表示装置30に表示を行う時の電源となる電池50から構成される。
【0017】
ループアンテナ1はリード/ライト装置80との間で無線通信を実行するためのコイル1Lと、信号を同調させるためのコンデンサ1Cから構成される。コンデンサ1Cの容量は、リード/ライト装置80からの信号が同調するように予め調整されている。
【0018】
集積回路20は、ループアンテナ1からのアナログ受信信号に対して種々の処理を行う回路である。具体的には、アナログ受信信号から電源を生成する整流回路3、アナログ受信信号から信号処理のタイミングを図る基準信号を生成する基準信号作成回路7、アナログ受信信号を復調する復調回路4、外部に送信する信号を変調する変調回路5を有している。また、集積回路20は、シリアル/パラレル変換およびパラレル/シリアル変換を行うための変換回路6、集積回路20の全体を制御する制御回路8、アナログ受信信号を所定のプログラムで処理する暗号処理回路10、アナログ受信信号を記憶するためのメモリ9を有している。そして、メモリ9に記録された内容を表示装置30に表示するための表示駆動回路11を有している。
【0019】
表示装置30は、例えば液晶のように、所定の電気信号を供給することにより具体的な表示動作を行うことができるものをいう。なお、本実施形態においては、非接触ICカード100の薄形状を考慮すると、表示装置30の基板としては、ガラスよりもプラスチックのほうが屈曲性を有するため望ましいといえる。
【0020】
電池50は、薄円型のリチウム電池である。この電池50は、表示装置30に表示を行うために設けられたものであり、具体的には表示駆動回路11を駆動させる電源として使用される。
ここで、表示駆動回路11を駆動するために、本来電池としては大容量のものを具備させるべきであるが、大容量の電池は形状も大きくなるため、ICカード100の携帯性、軽量化が損なわれる。そこで、本実施形態においてはICカード100の携帯性を確保するために、小容量の薄円型のリチウム電池を設けることとしている。
【0021】
よって、常に表示駆動回路11を駆動させたとすると、電池50の電荷容量はすぐになくなってしまうことになり、頻繁に電池交換をしなければならない不具合を生じる。
このような不具合を生じないようにするため、本実施形態においては、ユーザが後述する外部操作部40において所定の操作を行ってから一定期間に限り、表示駆動回路11を駆動させるようにしている。
【0022】
外部操作部40は、非接触ICカード100のユーザにより操作されるべきスイッチを複数有している。そして、ユーザによって所定のスイッチが操作されると、メモリ9の内容を表示装置30に表示する旨の信号を集積回路20に出力する機能を有している。
【0023】
図2は外部操作部40の構成図である。外部操作部40は、スイッチ41、起動回路42、トランジスタP1を備えている。
スイッチ41は、2接点式のスイッチであり、ユーザによって所定の操作(たとえば押操作)が行われるとスイッチ41の2端点は導通状態となる。
トランジスタP1は、Pチャネル型のトランジスタであり、ゲート端子がハイレベルのときオフ状態、ゲート端子がローレベルのときオン状態となるものである。
起動回路42は、スイッチ41の状態に応じて、トランジスタP1のゲート端子のレベルを出力する回路である。
【0024】
図3は、起動回路42についての構成を示したものである。起動回路42は、コンデンサC1、抵抗R1およびトランジスタN1を備えている。
トランジスタN1は、Nチャネル型のトランジスタであり、ゲート端子がハイレベルのときオン状態、ゲート端子がローレベルのときオフ状態となるものである。
起動回路42の具体的動作については後述する。
【0025】
A2:実施形態の動作
本発明の内容を分かりやすくするために、図面を使用して本実施形態に係る非接触ICカードの動作を述べる。以下、リード/ライト装置80との間で行われるデータ通信時の動作と、ユーザによってスイッチ41が操作されたときにメモリ9の内容を表示する動作に分けて説明をする。
【0026】
(1)リード/ライト装置80との間で行われるデータ通信時の動作。
リード/ライト装置80からは変調された電磁波が出力され、非接触ICカード100のループアンテナ1に供給される。
ループアンテナ1のコイル1Lおよび同調用コンデンサ1Cを介してアナログ受信信号が入力されると、その後、整流回路3は、アナログ受信信号の整流を行い、直流電源として復調回路4等に供給する。このようにして非接触ICカード100は、整流回路3により供給される直流電流により駆動される。
【0027】
そして、非接触ICカード100が駆動状態になった後、リード/ライト装置80から供給された信号は、制御回路8の制御の下で、復調回路4により復調される。そして、復調された信号は、暗号処理回路10を介してメモリ9に格納される。
例えば、リード/ライト装置80から「電車の運賃として500円分の清算を実行する」旨の信号が送信された場合、かかる内容が暗号処理回路10を介してメモリ9に格納される。この結果、メモリ9に格納されていた金銭的価値データから500円に相当する値が差し引かれたものがメモリ9に新たに格納されることになる。
【0028】
一方、非接触ICカード100は、リード/ライト装置80からの信号を受信した旨を通知するための信号をリード/ライト装置80に出力する。具体的には、制御回路8は、信号を受信した旨を通知する旨の信号を生成し変調回路5に出力する。かかる信号は変調回路5によって変調された後、ループアンテナ1を介してリード/ライト装置80に送信される。
リード/ライト装置80は、非接触ICカード100からの通知信号を受け取ると、無線通信が正常に行われたことを認識する。
なお、この通知信号を受信できない場合、リード/ライト装置80は、無線通信が正常に行われなかったと認識する。例えばリード/ライト装置が電車の改札口に適用されているときは、改札口のゲートを閉める制御を行い、非接触ICカード100との無線通信が正常に行われなかった旨をユーザ等に明示する。
【0029】
このようにして、非接触ICカード100は、リード/ライト装置80との間で無線データ通信を実行する。以上の動作は、リード/ライト装置80から出力された信号によって整流回路3を動作され、整流回路3の動作により生じる電源により行なわれる。すなわち、非接触ICカード100内部の電池50を使用することはないため、電池50の容量を浪費することにはならない。
図1の領域D1は、上記動作において、整流回路3によって発生した電源が供給される領域を示している。
【0030】
(2)非接触ICカード100の表示動作について
次に、非接触ICカード100のメモリ9に記憶された内容を表示装置30に表示する動作の説明を行う。
ユーザは、表示装置30に非接触ICカード100の内容を表示することを所望するときは、外部操作部40のスイッチ41を操作する。
【0031】
図2において、ユーザによりスイッチ41が操作されスイッチ41が導通状態になると、起動回路42が動作する。
図3を使って、起動回路42の動作を詳細に説明する。スイッチ41が導通状態になると、トランジスタN1のゲート端子がハイレベルになるため、トランジスタN1はオン状態になる。このとき、トランジスタN1のドレイン端子の電位Vbとソース端子の電位VSSは等しくなるので、Vbの電位はVss(ローレベル)に下がる。
このため、トランジスタP1のゲート端子がローレベルになるため、トランジスタP1はオン状態になる。よって、トランジスタP1のソース端子の電圧Vddとドレイン端子の電圧Vaとが等しくなるため、結果として集積回路20に電池50から電源が供給されることになる。
【0032】
集積回路20に電源が供給されると、制御回路8や表示駆動回路11に電源が供給されることとなり、メモリ9に記憶されている内容が表示装置30に表示されることとなる。
図1における領域D2は、このときに電池50から電源が供給される領域を示したものである。
【0033】
なお、一度、ユーザによりスイッチ41が操作されると、コンデンサC1には電荷がチャージされる。このため、その後、ユーザがスイッチ41の操作を止め、スイッチ41が絶縁状態となった後も、しばらくの間は、トランジスタN1のソース端子の電圧Vbはハイレベル状態となっている。この場合、トランジスタP1はオン状態を維持し、集積回路20に電池50から電源が供給され続けることになる。
よって、ユーザがスイッチ41を一回操作すれば、しばらくは表示装置30への表示動作が維持されることとなり、ユーザに対する便宜が図られている。
【0034】
以上のように、本実施形態に係る非接触ICカード100のユーザは、非接触ICカード100に記憶されている内容をいつでも表示装置30に表示させることができる。よって、非接触ICカード100を使って電車に利用するような場合も、予めカードの内容を確かめてから使用することができ、改札口を通る段階になってはじめて残高が足りないことが判明するといった不便な状況も起こり得ない、使い勝手のよい非接触ICカード100を提供できる。
また、非接触カード100に表示装置30を駆動するための表示駆動回路11を具備させているが、かかる表示駆動回路11に電池50から常に電源を供給させる必要もないため、電池50が小容量であっても頻繁に電池交換を行わなければならない煩わしい状況にもならない。
【0035】
B:第2実施形態
図4は本実施形態に係る非接触ICカード200の構成を示すブロック図である。非接触ICカード200は、上記第1実施形態に係る非接触ICカード100に比較し、表示装置230の物理的な特徴と、制御回路208にカウンタ回路81を設けた点が異なっているため、以下の説明においては、上述した第1実施形態と異なる部分についてのみの説明を行う。
【0036】
本実施形態に係る表示装置230は、電気泳動の物理的な性質を利用して表示を行う点に特徴を有している。
通常の表示装置、たとえば表示素子として液晶を利用した表示装置では、表示駆動回路を駆動して所定の駆動電圧を印加して液晶分子の配列を変化させることにより表示動作を行う。そして、表示駆動回路の駆動を止めた場合は、液晶に所定の駆動電圧を印加されなくなるので、液晶分子の配列も元に戻り表示装置の表示動作も終了することになる。
一方、本実施形態に係る表示装置230は、表示素子に対し所定の電場を形成させ、表示素子を構成する粒子を物理的に移動(泳動)させることにより表示動作を行っている。このため、表示駆動回路の駆動を止めた場合であっても、移動(泳動)した粒子は一定期間その状態を保持できるため、結果として表示内容が一定期間保持される特質を有している。
この表示内容を保持する期間(以下、表示保持期間と記述する)は、表示素子を構成する粒子の大きさや種類によるが、例えば数日〜数十日の表示保持期間を確保することも可能である。一方、一度表示を行うために表示駆動回路を駆動する時間は数十μsec程度である。
【0037】
図5は表示装置230の表示動作を説明するための図である。
図5において、twは、表示装置230に一画面分のデータを表示させるのに必要な表示駆動回路211の駆動時間である。そして、tpは、一画面分のデータが表示された場合に、かかる表示内容が表示装置230に表示され続ける時間(表示保持期間)を示している。上述したように、twは数十μsecであるのに対して、tpは数日〜数十日という長い時間とることが可能である。
よって、表示駆動回路211を駆動し続けるために多くの電源を供給することなく、表示装置230の表示を維持させることが可能である。
【0038】
次にカウンタ回路81についての説明をする。
カウンタ回路81は、所定周期ごとにタイミング信号を出力する回路である。この周期の長さはカウンタ回路81の回路構成を調整することにより任意に変更することができる。
本実施形態においては、カウンタ回路81からタイミング信号が出力されるごとに、制御回路208は表示駆動回路211をtp(数十μsec)だけ動作するように制御している。すなわち、カウンタ回路81から出力されるタイミング信号によって、表示駆動回路211は表示装置230に一画面分の表示を行うために必要なだけ駆動されることになる。
そして、カウンタ回路81の周期は、表示保持期間twよりも若干短い時間tp2に設定している。
【0039】
図6は、本実施形態の動作を説明するための図である。図6に示すように、いったん表示装置230に一画面分の表示が行われると、かかる表示が保持される期間(表示保持期間tw)が経過する前に、表示駆動回路211が動作し、新しい一画面分の表示が行われるため、表示装置230には常に表示動作が行われることとなる。
また、このために表示駆動回路211は短い時間だけ駆動させればいいので消費電力も微小に抑えることが可能であり、電池250が小容量であったとしても、頻繁に電池交換をしなければいけないといった煩わしい事態も起こり得ない。
【0040】
なお、本実施形態において、表示装置230に表示を行うタイミングは、カウンタ回路81からタイミング信号が出力されたときだけでなく、リード/ライト装置80との間でデータ通信が実行された場合も行うこととしてもよい。このような制御をすることにより、非接触ICカード200の記憶内容が変化した場合であっても、常に表示装置230には新しい内容が表示されることになる。
【0041】
C:第3実施形態
図7は本実施形態に係る非接触ICカード300の構成を示すブロック図である。非接触ICカード300は、上掲した非接触ICカード100に比較し、電池50の代わりに太陽電池350を使用している点、および、制御回路308に電圧検出回路318を設けた点が異なっている。よって、以下の説明においては、上述した実施形態と異なる部分についてのみの説明を行う。
【0042】
図8はこの太陽電池350回りの回路構成を示したものである。また、図9は、本実施形態に係る非接触ICカード300の外観図である。
図8に示す回路構成において、太陽電池350に一定光量以上の光量が入射された場合、太陽電池350は光エネルギーを電気エネルギーに変換させる。そして、かかる電気エネルギーが、集積回路320に供給されると、表示駆動回路311が動作し、結果、表示装置330に表示がされることになる。
【0043】
トランジスタLTは、太陽電池350に高照度の光が照射された場合に、電源が集積回路320の絶対最大電圧を超えてしまうのを考慮して設けたものである。
制御回路308の電圧検出回路318は、所定の電圧より高い電圧が供給された場合、トランジスタLTのゲート端子の電圧をハイレベルにする。すると、トランジスタLTはオン状態となるため、太陽電池350により発電した電圧は迂回されることになる。このようにして、集積回路320が破壊される恐れは回避される。
【0044】
コンデンサC2は、トランジスタLTがオン状態になった場合に、集積回路320に対する電源の供給がなくなる状態を防止するために設けたものである。すなわち、コンデンサC2は、太陽電池350に一定光量以上の光量が入射された場合、蓄電されるので、トランジスタLTがオン状態になった場合に集積回路320に対する電源供給源となる。
また、ダイオードD1はトランジスタLTがオン状態になった場合に電流が逆流するのを防止するために設けたものである。
【0045】
以上、太陽電池350に所定以上の光量が照射されると、表示駆動回路311が動作し、表示装置330に表示が行われる。よって、ユーザは太陽電池350に光を照射すれば、所望するときに非接触ICカード300の内容を表示させ、認知することができる。
なお、コンデンサC2に対する蓄電は、ICカード300が外部装置(リード/ライト装置80)と無線通信している際にも行ってもよい。この場合、外部装置から供給される無線電力が、集積回路320内の整流回路を介してコンデンサC2に蓄電される。そして、表示駆動回路311に対する電源供給源として働くことになる。
【0046】
D:変形例
以上、本発明の実施形態の説明を行ったが、上記実施形態はあくまでも本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲内で任意に変形を加えることができる。例えば以下のようなものが考えられる。
【0047】
(1)変形例1
上述した各実施形態においては、それぞれ独立した実施形態としての説明を行ったが、これらの内容を組み合わせてもよい。
例えば、第1実施形態に係るスイッチ41、第2実施形態に係るカウンタ回路81、第3実施形態に係る太陽電池350を任意に組み合わせたものであってもよい。
例えば、第1実施形態に係るスイッチ41がユーザによって操作されると、第2実施形態に係るカウンタ回路81が駆動し、カウンタ回路81から所定のタイミングで出力される信号に従って、表示装置の駆動回路を動作させるようにしてもよい。
また、スイッチ41が操作され、その際に太陽電池350に一定の光量が供給されている場合に限って、表示駆動回路を動作させる制御を行ってもよい。
【0048】
(2)変形例2
また、本発明は、表示装置を有する携帯型の装置であって、かかる表示装置に表示を行うための電源の消費が制限される装置であれば適用することが可能である。
例えば、腕時計型の電子機器に非接触型のICカードの機能を搭載したものに適用することができ、この場合は上述したのと同様の効果を得ることができる。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば非接触ICカードといった電子機器、装置のユーザが、いつでもその内容表示を促すことができるため、ユーザにとって使い勝手の良い非接触ICカード等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る非接触ICカードの構造を示す図である。
【図2】 同ICカードの外部操作部の回路構成を示す図である。
【図3】 同ICカードの起動回路の回路構成を示す図である。
【図4】 本発明の第2実施形態に係る非接触ICカードの構造を示す図である。
【図5】 同ICカードの表示部の動作を説明するための図である。
【図6】 同ICカードの動作を説明するための図である。
【図7】 本発明の第3実施形態に係る非接触ICカードの構造を示す図である。
【図8】 同ICカードの電源部分を説明するための図である。
【図9】 同ICカードの外観を示す図である。
【符号の説明】
1……ループアンテナ、1L……コイル、1C……コンデンサ、
3……整流回路、4……復調回路、5……変調回路、6……変換回路、7……基準信号生成回路、8……制御回路、9……メモリ、10……暗号処理回路、11……表示駆動回路、
20……集積回路、30……表示装置、40……外部操作部、50……電池、80……リード/ライト装置、100……非接触ICカード。
Claims (8)
- 外部装置との間で無線通信を行うに際し、前記外部装置から供給される無線電力により動作する無線通信部と、
前記無線通信に伴う各種データを記憶する記憶部と、
表示用電源の供給を受け、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて各種表示を行うとともに、電源非供給状態で表示状態を所定保持期間の間、保持可能な表示部と、
前記表示部に対して前記表示用電源を供給する電源部と、
前記表示部に対し、前記所定保持期間未満の所定周期で間欠的に前記表示用電源の供給を許可する電源供給制御部と、を備えた
ことを特徴とする携帯型情報処理装置。 - 前記電源部は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池と、
前記電気エネルギーを蓄え、前記表示用電源として供給する蓄電部と、を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯型情報処理装置。 - 前記表示部における表示指示を行うための操作部を備え、
前記電源供給制御部は、前記表示指示がなされてから、前記記憶部に記憶されたデータに基づいた表示を行うべく、所定時間の間のみ前記表示用電源の供給を許可する
ことを特徴とする請求項1に記載の携帯型情報処理装置。 - 前記表示部は、電気泳動ディスプレイである
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の携帯型情報処理装置。 - 前記電源供給制御部は、前記所定周期をカウントするためのカウント部を備えた
ことを特徴とする請求項1または4のいずれかに記載の携帯型情報処理装置。 - 前記記憶部は、不揮発性のメモリであることを特徴とする
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の携帯型情報処理装置。 - 外部装置との間で無線通信を行うに際し、前記外部装置から供給される無線電力により動作する無線通信部と、前記無線通信に伴う各種データを記憶する記憶部と、表示用電源の供給を受け、前記記憶部に記憶されたデータに基づいて各種表示を行うとともに、非電源供給状態で表示状態を所定保持期間の間、保持可能な表示部と、前記表示部に対して前記表示用電源を供給する電源部と、を備えた携帯型情報処理装置の制御方法において、前記所定保持期間未満の所定周期で間欠的に前記表示用電源の供給を許可する
ことを特徴とする携帯型情報処理装置の制御方法。 - 前記無線通信部は、前記外部装置の近傍に配置された無線通信圏内に前記無線通信部が位置する場合に、前記外部装置から供給される無線電力により動作するものである
ことを特徴とする請求項7に記載の携帯型情報処理装置の制御方法。
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