JPH10124640A - ビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・カード - Google Patents

ビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・カード

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JPH10124640A
JPH10124640A JP9251407A JP25140797A JPH10124640A JP H10124640 A JPH10124640 A JP H10124640A JP 9251407 A JP9251407 A JP 9251407A JP 25140797 A JP25140797 A JP 25140797A JP H10124640 A JPH10124640 A JP H10124640A
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JP
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smart card
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microchip
display
image
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JP9251407A
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English (en)
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Karen E Jachimowicz
カレン・イー・ジャチモワイズ
Scott R Novis
スコット・アール・ノビス
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Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・
カードを提供する。 【解決手段】 スマート・カード１２は、その上に情報
が記憶されたマイクロチップ１４，バーチャル画像ディ
スプレイ１６，およびバーチャル画像ディスプレイ１６
とさらに接続されて、そこに画像データを供給する電子
部２２を含む。バーチャル画像ディスプレイ１６は、ス
マート・カード１２上に記憶された情報を、ビューイン
グ・アパーチャ１８において見るために、スマート・カ
ード（１２）内に収納された小型ディスプレイ光学素子
２５を含むか、或いは少なくとも一部分が付属部品１７
の中に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スマート・カード、お
よびスマート・カードに入れられた情報を読み出す装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スマート・カードは、世界で広く普及し
てきている。一般に、スマート・カードは、ある種の電
子部品を持つ半導体チップと、情報を記憶するためのメ
モリとを含んでいる（通常のクレジット・カードと同様
の寸法の）カードとして定義される。スマート・カード
は、医療情報から財務データに及ぶ個人情報を記憶する
のに用いられる。スマート・カードに記憶された膨大な
量の情報またはデータは、一般にはアクセスできず、所
有者ですらできない。また、各種の電圧で動作するもの
を含め、現在、各種のスマート・カードが使用されてい
る。そのため、所有者が、カードに記憶された情報を見
て、その状況を判断できる手段を提供することが望まし
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スマ
ート・カード上に記憶された情報を見るための新規の改
良されたディスプレイ装置であって、内部に完全に収容
されるか、またはその一部が付属部品として作成される
表示装置を提供することである。
【０００４】本発明のもう１つの目的は、スマート・カ
ード上に記憶された情報を見るための新規の改良装置で
あって、一部分が付属部品として作成される場合には、
複数種類のスマート・カードのほとんどと互換性がある
ように標準化できる装置を提供することである。
【０００５】本発明のさらに別の目的は、スマート・カ
ード上に記憶された情報を見るための新規の改良装置で
あって、情報が不正に見られるのを防ぐための安全機能
を有する装置を提供することである。
【０００６】本発明のさらなる目的は、スマート・カー
ド上に記憶された情報を見るための新規の改良装置であ
って、操作が容易な装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の問題
点は、スマート・カード上に情報を記憶させるためのマ
イクロチップなどの半導体チップと、バーチャル画像デ
ィスプレイなどのビジュアル画像ディスプレイとを含む
スマート・カードにおいて、少なくとも部分的に解決さ
れ、上記およびその他の目的はこのスマート・カードに
おいて実現される。ビジュアル画像ディスプレイは、ス
マート・カードに記憶された情報の画像を提供するため
に、スマート・カード内に配置された画像源を含む。デ
ィスプレイ光学素子は、スマート・カードの内側に配置
されるか、またはその一部分が付属部品として作成され
ることにより、スマート・カードの外側に配置されて、
ビューイング・アパーチャにおいて、スマート・カード
に記憶された情報の画像を表示させる。このビジュアル
画像ディスプレイは、画像データを受け取るように設計
されたデータ入力端子を含む。電子部は、スマート・カ
ード内に装着されて、マイクロチップの出力端子と接続
されて、スマート・カードに記憶された情報を受け取
り、さらに、ビジュアル画像ディスプレイの入力端子と
接続されて、情報に応答して画像データを供給する。
【０００８】
【実施例】図面を参照して、図１および図２は、本発明
によるビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・カー
ド１０の具体的実施例を示す。ビジュアル画像ディスプ
レイ付きスマート・カード１０は、スマート・カード１
２を含み、これは情報を記憶できる半導体マイクロチッ
プ１４と、マイクロチップ１４により記憶または処理さ
れる情報の画像をアパーチャ１８において提供するため
のバーチャル画像ディスプレイなどのビジュアル画像デ
ィスプレイ１６と、マイクロチップ１４およびバーチャ
ル画像ディスプレイ１６とインタフェースする電子部２
２とを内部に含む。
【０００９】スマート・カード１２は、寸法上、薄くて
携帯可能なように作成されるため、所有者は、財布やシ
ャツのポケットなどに入れて容易に持ち運べることを理
解されたい。この具体的実施例では、スマート・カード
１２は、一部分が内部に埋め込まれた形でマイクロチッ
プ１４を有するハウジング２１を含む。ビジュアル画像
ディスプレイ１６は、ハウジング２１内に装着されて、
マイクロチップ１４により記憶または処理される情報の
ビジュアル画像を、一部分が埋め込まれたアパーチャ
（レンズ素子）１８において生成する。電子部２２は、
マイクロチップ１４のデータ出力端子およびビジュアル
画像ディスプレイ１６と電気的に通信する形で、ハウジ
ング２１の中に装着され、この具体的実施例では、電子
部２２を含み、これと相互接続する回路板の上に直接装
着される形で図示される。電子部２２を含む回路板はま
た、上に電子部２２と画像生成装置２０とが装着され、
これらと電気的に接続される形で配置され、画像生成装
置２０は、完全な画像を生成するために接続された発光
素子の２次元アレイを、ビジュアル画像ディスプレイ１
６の一部として含む。一般に、電子部２２は、中央処理
装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵおよびビジュアル・ディスプ
レイ１６と協働することのできるメモリ（ＲＡＭまたは
ＲＯＭ）とを含む。
【００１０】好適な実施例では、マイクロチップ１４
は、電子部２２内で、ＣＰＵと直接接続される。ＣＰＵ
は、マイクロチップ１４上でメモリおよび回路構成とイ
ンタフェースするようにプログラミングされており、マ
イクロチップ１４、すなわちスマート・カード１２によ
り記憶または処理された情報を、画像データの形態で、
ビジュアル・ディスプレイ１６に送る。ビジュアル・デ
ィスプレイ１６はついで、マイクロチップ１４により記
憶または処理された情報の画像を生成する。ビジュアル
画像ディスプレイ１６は一般に、画像生成装置２０，少
なくとも１つのドライバ回路２４（以下に説明）および
コンパクト・ディスプレイ光学素子２５（以下に説明）
を含む。
【００１１】一部の具体的な例では、スマート・カード
上の電子部との間で一定量の通信が望ましい、または必
要であり、これらの例では、ユーザ・インタフェース２
６は、ＣＰＵからマイクロチップ１４に情報を伝達する
と同時に、マイクロチップ１４からＣＰＵに情報を伝達
するように構築される。ユーザ・インタフェース２６
は、ユーザが、ＣＰＵ、究極的にはマイクロチップ１４
およびビジュアル画像ディスプレイ１６と通信できるよ
うに設けられる。ユーザ・インタフェース２６は、ビジ
ュアル・ディスプレイ１６を動作させる各種のボタンお
よび制御部を含む。一般に、ユーザ・インタフェース２
６は、ビジュアル・ディスプレイ１６により生成される
ビューを制御するため、少なくともＯＦＦ／ＯＮコント
ロールと、プルダウン・メニュー用カーソル、画像の送
り／戻し、前方および後方スクロールなどの手段を含
む。ユーザ・インタフェース２６と連携しているのが、
セキュリティ回路で、これは一般に、スマート・カード
所有者のみが知っている何らかの機密情報（例：ＰＩＮ
ナンバー、生体計測入力値など）にのみ応答して、ビジ
ュアル画像ディスプレイ付きスマート・カード１０を動
作させることができる。このため、ユーザ・インタフェ
ース２６は、１つまたは複数のボタン，小型のトラック
ボールまたはポインタ素子，小型のジョイスティック，
容量性薄型タッチ・パッド（capacitive thin touch pa
d ）などを含み、ビジュアル画像ディスプレイ付きスマ
ート・カード１０を起動するには、ユーザがこれらを適
正に動作させる必要がある。加えて、ディスプレイ光学
素子２５は、高解像度のタッチ・センサー・パネルとし
て作られる場合には、データを表示できるのみならず、
機密性の高い用途の場合には、生体計測入力装置の働き
をすることができる。
【００１２】図３および図４を参照して、本発明による
ビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・カード１
０’の第２実施例が示される。図１および図２に示す素
子と同様のすべての素子には、同じ番号が付され、異な
る実施例であることを示すために、プライム記号を付加
している。ビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・
カード１０’は、スマート・カード１２’を挿入するた
めに、内部に形成されたスロット１９を有する付属ビジ
ュアル・ディスプレイ部品１７を含む。スマート・カー
ド１２’は、内部に入れられた、または少なくとも一部
分が埋め込まれて、公的／私的マスターキー（pass ke
y）暗号用の１２８ビット・キーなどの暗号化アルゴリ
ズムを記憶、処理できるマイクロチップ１４’と、ビジ
ュアル画像ディスプレイ１６’の少なくとも一部分、よ
り具体的には画像生成装置２０’と、視野平坦化光学素
子（以下に説明）とを含み、アパーチャ１８’におい
て、マイクロチップ１４’に記憶された情報の画像を生
成する。また、マイクロチップ１４’およびビジュアル
画像ディスプレイ１６’とインタフェースをとる電子部
２２’が含まれる。
【００１３】スマート・カード１２’は、前述の実施例
のように、一般には付属部品１７を付けて、所有者が財
布、シャツのポケットなどに入れて持ち運ぶものと理解
されたい。ディスプレイ素子２５’の一部が付属部品１
７に配置される点で、スマート・カード１２’は、図１
および図２に開示されたように、すべてのディスプレイ
素子が、スマート・カード内に入れられている場合より
も、スマート・カード１２’は格段に薄く製造できるこ
とが期待される。付属部品１７は、スマート・カード１
２’内に入れられた画像生成装置２０’と共に動作する
のに必要不可欠な形で、独立した装置として作られ、こ
れにより、マイクロチップ１４’に記憶された情報を読
み出す。この具体的実施例では、スマート・カード１
２’は、一部分が内部に埋め込まれたマイクロチップ１
４’を含む。ビジュアル画像ディスプレイ１６’は、ス
マート・カード１２’を成型することによって、より具
体的には、画像生成装置２０’とその内部に含まれるデ
ィスプレイ光学素子２５’の周囲にあるスマート・カー
ド１２’を構成する材料を成型することによって、完全
に封止される。電子部２２’も、マイクロチップ１４’
およびビジュアル画像ディスプレイ１６’と電気的に通
信する形で、スマート・カード１２’を構成する材料に
よって封止され、この具体的実施例では、電子部２２’
を含み、これを相互接続する回路板に直接装着される形
で図示される。電子部２２’を含む回路板はまた、画像
生成装置２０’が上に装着されて電子部２２’と電気的
に結合される形で画像生成装置２０’を有しており、こ
れは、図１および図２の画像生成装置２０と同様のもの
であり、付属部品１７内に完全な画像を生成するために
接続される発光素子の２次元アレイを含む。この具体的
実施例は、各種部材の成型封止を示しているが、図１お
よび図２について説明したのと同様のハウジングを含め
ることも、或いは各種素子が、スマート・カード１２’
を構成する材料から成る２つの平板な部材との間に実際
に「サンドイッチ」することもできることも予期され
る。同様に、図１および図２のスマート・カード１２
も、図３および図４に関して説明したように、成型され
て封止されることも、または平板な部材の間に同じよう
に「サンドイッチ」されることもできる。
【００１４】第１の実施例のように、マイクロチップ１
４’は、電子部２２’内でＣＰＵと直接接続される。Ｃ
ＰＵは、マイクロチップ１４’上のメモリと回路構成に
インタフェースして、マイクロチップ１４’即ちスマー
ト・カ−ド１２に記憶された情報を、ビジュアル・ディ
にスプレイ１６’に、画像データ形態で与えるようにプ
ログラミングされる。動作中、ユーザは、スマート・カ
ード１２’をスロット１９’に挿入して、ビジュアル・
ディスプレイ１６’をアクティブにして、マイクロチッ
プ１４’により記憶および／または処理される情報の画
像を生成する。図１および図２を参照して説明したよう
に、一部の具体例では、スマート・カード上で電子部と
の間に一定量の通信が行われるのが望ましい。或いは必
要ならば、それに応じて、ユーザ・インタフェース２
６’が構築されて、ＣＰＵからマイクロチップ１４’に
情報を伝達すると同時に、マイクロチップ１４’からＣ
ＰＵに情報を伝達する。ユーザ・インタフェース２６’
は概ね、図１および図２に関して述べたユーザ・インタ
フェース２６と同様のものである。
【００１５】図５を参照して、図１および図２のビジュ
アル・ディスプレイ１６の一例が、簡略な概略図の形で
示される。ディスプレイ１６は、表面２８の上に画像を
生成する画像生成装置２０を含む。レンズ２９によって
表される光学系は、装置２０の表面２８から間隔をおい
て配置され、レンズ２９によって確定されるアパーチャ
３０から間隔を離して目で見ることのできるバーチャル
画像を生成する。
【００１６】装置２０をより詳しく図示したのが図６で
あり、例えば、データ処理回路３２によって駆動される
発光素子（ＬＥＤ）アレイ３１などの半導体電子部を含
む。データ処理回路３２は、例えば、ＬＥＤアレイ３１
内で各ＬＥＤを制御する論理切換回路アレイを含む。デ
ータ処理回路３２は、論理切換アレイに加え、またはこ
の代わりに、マイクロプロセッサ、またはＬＥＤアレイ
３１などの装置に所望の画像を生成するソフトウェア命
令の入力信号を処理する同様の回路構成を含む。データ
処理回路３２とＬＥＤアレイ３１は、図に示す目的上、
別個に示されているが、用途によっては、同じ半導体チ
ップの上に形成する可能性もあることを理解されたい。
【００１７】この具体的実施例では、ＬＥＤアレイ３１
は、極めて小さい寸法が実現できることと、構造および
動作が単純であるために利用される発光ダイオードを含
む。無論、他の画像生成装置も利用でき、その中には、
レーザ（垂直空洞面発光レーザなど），液晶素子，有機
発光ダイオード，電界放出ディスプレイなどを含むが、
これらに限定されないことを理解されたい。図７を参照
して、ＬＥＤアレイ３１の平面図が示され、ここでＬＥ
Ｄは、１つの基板３３の上に行と列の規則的なパターン
で形成され、この実施例では、半導体チップである。図
面をわかりやすくするために、基板３３の一部が欠き取
られているが、他の多くの回路、特にドライバを同一基
板上に含めることができることを理解されたい。周知の
方法で行と列によって個々のＬＥＤのアドレスを指定す
ることによって、特定のＬＥＤが励起されて画像または
画像群を生成する。デジタルまたはアナログ・データ
が、入力端子３４において受け取られ、データ処理回路
３２によって、選択されたＬＥＤを励起できる信号に変
換されて、予め定められた画像または画像群を生成す
る。
【００１８】当業者は、ＬＥＤアレイ３１および基板３
３が、図では高倍率で拡大されていることを理解しよ
う。基板３３の実際の寸法は、各辺が数ミリメートルの
オーダーであり、発光部またはアレイは一般に２から５
０ミリメートルの範囲内にあって（５から１０ミリメー
トルが望ましい）、各ＬＥＤは、各辺が２０ミクロン未
満とし、１つの辺が１ミクロンほどの小さいオーダーで
あることが望ましい。実際の発光素子アレイは、ボンデ
ィング・パッドなどによって、各辺上で数ミリメートル
の領域が加えられるので、はるかに小さくなると理解さ
れたい。一般に、基板またはチップの寸法が大きくなる
ことは単に、アレイ内で、より多くの発光素子が使用さ
れて、精細度が高くなり、色が高められることを意味す
る。 レンズ２９によって概略的に表されるレンズ系
は、装置２０の表面２８に対して間隔をおいて取り付け
られ、表面２８から画像を受け取り、これを予め決めら
れた量だけ拡大して、バーチャル画像が見られるアパー
チャを作る。この実施例では、レンズ２９は画像を１５
倍（１５ｘ）に拡大して、ＬＥＤアレイ３１からの画像
が、元の角寸法の１５倍に拡大されるようにする。一般
に、画像が、人の目に充分感知されるように拡大するに
は、少なくとも１０倍の倍率が必要とされる。レンズ系
は、焦点および必要ならばさらに拡大するための調節が
できるようにすることも、または単純化するために、図
１および図２のハウジング２１内に固定できることも無
論理解されたい。
【００１９】図８を参照して、ビジュアル画像ディスプ
レイ４０，より具体的には、小型導波路バーチャル画像
ディスプレイが示され、これは、図１および図２に関し
て説明した本発明の第１実施例内では、ビジュアル画像
ディスプレイ１６として使用できる。小型導波路バーチ
ャル画像ディスプレイ４０は、簡略な概略図に示され
る。小型導波路バーチャル画像ディスプレイ４０では、
画像生成装置４１は、前述した画像生成装置２０と同様
のものであり、２次元完全画像を生成するために、光導
波路４２の入り口に固定される。画像生成装置４１の完
全画像からの光線は、第１辺４３上の予め定められた領
域に向けて角度をつけて向けられ、ここで光線は第２辺
４４に向かって反射され、最終的に第３辺４９に向か
い、概ね辺４３，４４によって確定される光路に沿って
いる。２つの回析，屈折または反射光学素子４５，４６
は、辺４３，４４にそれぞれ付着され、反射された光線
はこれらの素子に向けられる。光学素子４５，４６は、
必要な量の拡大，収差修正，反射，および／またはフィ
ルタリングを提供して、所望の寸法のバーチャル画像
が、光導波路４２の出口によって確定されるアパーチャ
４８において見られるようにする。ビジュアル画像ディ
スプレイ４０は、本発明の読み出し装置付きのスマート
・カード内に配置され、スマート・カード内に埋め込ま
れたマイクロチップ上に記憶された情報を見ることがで
きるようにする。
【００２０】図９，１０，１１はそれぞれ、小型バーチ
ャル画像ディスプレイ５０の上面図，正面図，および側
面図が示され、好適な実施例では、このディスプレイ
は、本発明の読み出し装置付きスマート・カードの第２
実施例で、ビジュアル・ディスプレイ１６’として利用
される。小型バーチャル画像ディスプレイ５０は、一重
光学拡大鏡５２を組み込む。図９，１０，１１は、小型
バーチャル画像ディスプレイ５０をほぼ実寸で示して、
装置が実現する小型化の程度に関して一定の指標を与え
る。ディスプレイ５０は、画像生成装置５５を含んでお
り、この画像生成装置は概ね図３および図４の画像生成
装置２０’と同様のものであり、スマート・カード構造
によって封止されていて、光学系の全部または一部が、
上述した付属部品１７と概ね同様の付属部品５４として
製造されることを理解されたい。より具体的には、また
図１０に最も良く示されるように、ディスプレイ５０
は、スマート・カード１２’内に装着された画像生成装
置５５を含む。画像生成装置５５は、有機または無機発
光ダイオード，電界放出素子，垂直空洞面発光レーザ，
液晶素子などの発光素子のアレイを含む。この具体的実
施例では、画像生成装置５５は、発光素子のアレイ、よ
り具体的には発光素子の２４０の列と１４４の行を含む
アレイを備える。各発光素子は、隣接する素子間の中心
間距離が２０ミクロン未満で１辺が約２０ミクロンとし
て製造される。各発光素子は、約１．８ボルトでオンに
なり、オンになると、約５０μＡの電流を利用する。装
置５５は、約１５ｆＬ未満の輝度を生じる。
【００２１】装置５５は、ガラス基板５６の下面に装着
され、ドライバ板５８は、基板５６にバンプ接合され
る。ドライバ板および基板とドライバ板との接合に関す
る追加情報は、１９９５年７月１１日に特許され、本件
と同一の譲受人に譲渡された米国特許第５，４３２，３
５８号「INTEGRATED ELECTRO-OPTICAL PACKAGE」に開示
され、この情報は、本明細書で言及することにより包含
される。
【００２２】一重光学拡大鏡５２は、付属部品５４とし
て製造された場合、複数の光学素子を含み、これらの光
学素子は、スマート・カード１２’がスロット（概ね図
３，４のスロット１９と同様）内に配置されたときに、
画像生成装置５５と実質的に同じ広がりで形成されるス
マート・カード１２’内の光学的に透明なポート５７を
通り、装置５５から、図９に最も良く示されるビューイ
ング・アパーチャ５９までの光路を確定する。複数の光
学素子は、装置５５によって生成される画像を、第１光
学素子の入光口において、角度をつけて１０倍超拡大す
るように構築される。光路の長さおよび装置５５（画像
源）の寸法のために、光学系の水平視野は、１０倍の拡
大におけるほぼ１１度から、２０倍の拡大における２２
度までの範囲に及んでおり、この実施例は、約１６度の
水平視野と倍率１５倍を有する。図１２を参照して、わ
かりやすくするために、図９から１１のディスプレイ５
０の一部分の側面図において、４倍に拡大された図が示
される。この図から、複数の光学素子が、視野平坦化入
光口６２と、出光口６３として機能し、視野平坦化入光
口６２に対して角度をつけて向けられる球面と、視野平
坦化入光口６２と出光口６３との間に光学的に配置され
て、視野平坦化入光口６２から出光口６３へと光を向け
る反射面６５とを有する第１光学素子６０を含むことが
分かる。この具体的実施例では、素子６０はプリズムと
して形成され、光学的特性を備えたプラスチックから成
型される。一般に、光学的特性を備えたプラスチック
は、約１．５から１．６倍の間の高い屈折率を有する材
料であると理解される。反射面６５は、第１光学素子６
０に単純に成型された別個の銀鏡か、或いは、第１光学
素子６０の形成後に銀被覆されたものか、或いは被覆さ
れずに内部全反射モードで使用されることもできる。
【００２３】この実施例において、視野平坦化入光口６
２は、第１光学素子６０に直接成型され、その一体部品
としてで形成される非球面の視野平坦化凹面の形態をと
る。しかしながら、視野平坦化入光口６２は、別個のレ
ンズとして形成され、その後、第１光学素子６０の下面
と光学的に整合する形で配置できることが理解されよ
う。別の実施例では、視野平坦化入光口６２などの光学
系の一部は、スマート・カード１２’内に配置されて、
封止できることも理解されたい。
【００２４】反射面６５は、視野平坦化入光口６２およ
び出光口６３に関して、約８０度から１００度の間の角
度において、第１光学素子６０を通過する光を曲げるま
たは屈折させるように配置される。より具体的には、図
示される実施例において、光は約９５度の角度で反射さ
れる。例えば、９５度の角度は、一重光学拡大鏡５２の
出口において、画像の下部分での蹴られ（画像周辺部の
減光）を回避するとされている。
【００２５】小型バーチャル画像ディスプレイ５０の設
計における重要部分は、凸出口面を有する固体の一重プ
リズムを使用して、単純な回転鏡を使用する場合に比べ
て、同じ空間量内で角倍率を大きくする（有効焦点距離
を縮める）ことができる。
【００２６】複数の光学素子はさらに、第１光学素子６
０の出光口６３に隣接して配置される入光口６８と、出
光口６９とを有する光学レンズ６７を含む。ここに示す
具体的実施例では、光学レンズ６７は、入光口６８を確
定する非球面と、出光口６９を確定する非球面とを有す
る二非球面光学レンズである。光学レンズ６７は、外側
ハウジング７０，装着フレームまたは他の任意の有効な
構造物を含む任意の便利な手段によって、第１光学素子
６０に対して固定的に装着される。光学レンズ６７の出
光口６９および入光口６８と、第１光学素子６０の出光
口６３および視野平坦化入光口６２とを含む非球面は、
光学レンズ６７の視野平坦化入光口６２から出光口６９
へと進む際の波面での光学収差を逓減および／または排
除するように設計される。
【００２７】第１光学素子６０および光学レンズ６７を
含む複数の光学素子は、第１光学素子６０の視野平坦化
入光口６２から、光学レンズ６７の出光口６９への光路
を確定する。スマート・カード装置において有用な一重
光学拡大鏡を作成するには、光路の総平均光路長は、約
１５から３５ミリメートルの範囲内とするべきである。
この実施例では、視野平坦化入光口６２から、光学レン
ズ６７の出光口６９を確定する非球面までの光路長は、
約２０ミリメートルである。
【００２８】また、第１光学素子６０および光学レンズ
６７を含む複数の光学素子は、光路内に配置された少な
くとも１つの回析光学素子を備えて、さらなる収差修
正、（本実施例では）主に色収差の修正を行うように構
築される。図示される実施例では、回析光学素子７２
は、光学レンズ６７の入光口６８を確定する非球面内に
組み込まれる。無論、回析光学素子７２に代わる、また
はこれに追加して回析光学素子を、小型バーチャル画像
ディスプレイ５０内の複数の素子の他の表面内に含める
ことができることを理解されたい。光が角度をつけて表
面にぶつかる場合とは対照的に、回析光学素子が、光路
に対して実質的に垂直な表面内に含められる場合には、
回析光学素子は、回転対称性のために若干構築し易くな
るが、これに対して、光が角度をつけてぶつかる表面は
非回転対称性を有する。非球面と回析光学素子７２とに
よって、光学レンズ６７が相対的に複雑になるので、光
学レンズ６７の作成は、射出成型で行うのが最良である
とされている。
【００２９】第１光学素子６０と光学レンズ６７は、完
全な拡大鏡を形成するように構築できるが、この具体的
実施例では、拡大鏡の可能な延長の一例として、低倍率
光学レンズ７３が含められる。低倍率光学レンズ７３
は、入光口７４を確定する球面と、出光口７５を確定す
る球面とを含む。回析光学素子７６が、低倍率光学レン
ズ７３の入光口面内に形成されて、さらなる収差修正を
行う。低倍率光学レンズ７３は、光学レンズ６７に隣接
して装着され、角度をつけて拡大された画像を見ること
ができるビューイング・アパーチャ５９を確定する出光
口光学素子を形成する。低倍率光学レンズ７３を追加す
ると、小型バーチャル画像ディスプレイ５０の寸法が多
少大きくなり、複雑性も多少増す可能性があるが、角倍
率と収差修正とが加わるので、他の各種素子の複雑性が
低減され、これにより多くの用途において、ディスプレ
イ５０の全体的コストを低減できる。低倍率光学レンズ
７３はまた、低倍率なので、パッケージ・ウィンドウま
たはビューイング・アパーチャとしても使用できる。第
１光学素子６０と光学レンズ６７のみが利用される用途
では、透明なガラスまたはプラスチックのウィンドウ，
光フィルタなどでビューイング・アパーチャを確定する
と便利である。
【００３０】多くの用途では、最終的な画像の焦点を合
わせるための装置を含むことが望ましい。この目的のた
めに、第１光学素子６０（所望であれば、他の素子６
７，７３）は、つまみネジやネジ回しなどで回転させる
ことのできるネジ式調整部品７７によって、外側ハウジ
ング７０に装着され、素子６０，６７，７３の固定され
たアセンブリを、外側ハウジング７０と装置５５に対し
て垂直方向に動かす。焦点合わせは、単に視野平坦化入
光口６２と、装置５５によって生成された画像との間の
距離を変更することによって達成される。
【００３１】図１３は、直接網膜走査ディスプレイ８０
のブロック図であり、このディスプレイも、図１から図
４のビジュアル・ディスプレイ１６として利用できる。
レーザ８２は、垂直空洞面発光レーザ，ダイオード・レ
ーザ，ダイオード・ポンプ・レーザなどの固体レーザを
含む周知のレーザのいずれでもよいが、変調器８４に対
してコヒーレント光線を与える。変調器８４は、例え
ば、レーザ８２の電力レベルを変化させて、光線の強度
を一般的に変調させることにより、光線上にビデオ情報
を刻印する。用途によっては、この変調は、レーザ８２
をオン／オフにするだけの簡単なものでもよく、これに
よって本質的にデジタル・システムに変換する。音響光
学変調器は、ほとんどの用途にとって好適な変調器の１
つであるが、電気光学変調器および機械的変調器など他
の技術でも完全に実施可能である。変調器８４から変調
された光線は、偏向系８６に向けられる。レンズ系８８
は、偏向系８６からの光線の焦点を目の中に結ぶのに使
用される。レンズ系８８の焦点距離は、走査系の焦点が
瞳孔内にあり、コヒーレント光の焦点が網膜にあるよう
に選択される。
【００３２】変調器８４および偏向系８６のタイミング
と制御は、電子部８９によって与えられる。電子部８９
は、基本発振器またはタイマを含み、これが、適切な時
刻に掃引と変調を起こさせるためのタイミング信号を送
る。また、電子部８９は、ビデオ信号を変調器８４に与
えて、必要な時に光線を適切な強度に変調する。さら
に、電子部８９は、水平および垂直（直交）偏向信号を
与えて、偏向系８６が、ラスタ内の光線を周期的に走査
するようにする。用途および所要の画像解像度に応じ
て、水平偏向周波数は、１５から３０ｋＨｚのオーダー
をとり、垂直偏向周波数は６０Ｈｚ以上、変調周波数は
１２ＭＨｚのオーダーをとることができる。偏向系８６
の目的は、網膜上で変調された光線を走査する、すなわ
ち網膜上に画像を「書き込む」ことである。ディスプレ
イの用途、および目の中でどのように画像を形成したい
かに応じて、偏向系８６およびレンズ系８８に関して多
くの構造が考えられる。この種のディスプレイに関する
追加情報は、１９９４年８月１８日に出願され、本件と
同一の譲受人に譲渡された米国同時係属出願「DIRECTRE
TINAL SCAN DISPLAY 」（出願番号０８／２９２，１９
３号）に示され、これは、１９９２年３月２４日に出願
された米国特許出願「DIRECT RETINAL SCAN DISPAY」
（出願番号０７／８５７，１９３号）の包袋継続分であ
る。直接網膜走査ディスプレイ８０は、技術的にはバー
チャル画像を生成しないが、直接網膜走査ディスレプイ
８０は、その類似性のために、本発明の目的上、バーチ
ャル・ディスプレイ装置の定義に含められる。
【００３３】図１４を参照して、読み出し装置付きスマ
ート・カード１０の透視図が、図８のビジュアル画像デ
ィスプレイ４０が内部に装着されて、ビューイング・ア
パーチャ４８のみが見える形で示される。図１４はま
た、取引情報と、スマート・カード１２（より具体的に
はマイクロチップ１４）上に記憶された情報との代表的
ビュー９０、すなわちバーチャル画像を、操作者が、読
み出し装置付きスマート・カード１０のビューイング・
アパーチャ４８から覗き込む時に見える形で示され、ビ
ュー９０（バーチャル画像）は、スマート・カード１０
の背後にあるように見える。ビュー９０は、８．５×１
１以上の用紙大ほどの範囲を見ることができ、例えば、
前回の口座取引の会計報告書を完全な形で含めること
も、或いは該当する勘定に関する情報データのみを含め
ることもできる。
【００３４】次に図１５を参照して、読み出し装置付き
のスマート・カード１０の簡略ブロック図が示される。
読み出し装置付きスマート・カード１０のこの具体的実
施例では、中央処理装置（ＣＰＵ）９５は、ランダム・
アクセス・メモリ（ＲＡＭ）９６と読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）９７を使用する電子部２２の一部として示さ
れる。この好適な実施例では、モトローラ社から販売さ
れているＭＣ６８ＨＣ０５ＳＣ２１がＣＰＵ９５として
利用される。無論、ＲＡＭ９６とＲＯＭ９７は、ＣＰＵ
９５の内部にあってもよく、さらに／或いは外部メモリ
を設けて追加機能もしくは特殊機能を行うことができる
と理解されたい。ＣＰＵ９５は、マイクロチップ１０１
とインタフェースをとっており、図１から図４のマイク
ロチップ１４と概ね同様に、スマート・カード１２の情
報を記憶することができる。
【００３５】ユーザー・インタフェース９８は、ユーザ
が、ＣＰＵ９５と、最終的にはスマート・カードと通信
できるようにするために設けられる。ユーザー・インタ
フェース９８は、ビジュアル・ディスプレイを動作させ
るために、種々のボタンと制御部を含む。一般に、ユー
ザー・インタフェース９８は、少なくとも１つのＯＦＦ
／ＯＮ制御部と、プルダウン・メニュー、画像の送り／
戻しなどのためのカーソルなどの手段とを含んで、ビジ
ュアル・ディスプレイ１６によって生成されるビューを
制御する。ユーザー・インタフェース９８と連携してい
るのがセキュリティ回路９９で、これは一般に、読み出
し装置付きスマート・カードを、スマート・カード所有
者のみが知っているなんらかの機密秘情報（例：ＰＩＮ
番号、生体計測入力値など）にのみ応答して、動作を許
可するようにする。このため、ユーザー・インタフェー
ス９８は、１つまたは複数のボタン（図１から図４のユ
ーザ・インタフェース２６と概ね同様）を含むことがで
き、読み出し装置付きスマート・カード１０を起動させ
るには、ユーザはこれらを適正に操作しなければならな
い。
【００３６】ビジュアル・ディスプレイ１００は、ドラ
イバ回路１０２と結合された発光素子のアレイ，ＣＰＵ
９５によって供給された画像データを記憶および／また
は正しく送るためのＲＡＭ１０３を含む。一般に、ビジ
ュアル・ディスプレイ１００は、上述したディスプレイ
の内任意のものが可能である。上述のように、ビジュア
ル・ディスプレイ１００は、１９９６年１月２３日に特
許され、本件と同一の譲受人に譲渡された米国特許番号
第５，４８６，９４６号「INTEGRATED ELECTRO-OPTIC P
ACKAGE FOR REFLECTIVE SPATIAL LIGHT MODULATOR 」に
開示されるようなＬＣＤアレイを含むことができる。ま
た、発光素子のアレイ上に画像を生成するための典型的
な電子部は、１９９５年７月１１日に特許され、本件と
同一の譲受人に譲渡された米国特許第５，４３２，３５
８号「INTEGRATED ELECTRO-OPTICAL PACKAGE 」と開示
される。
【００３７】よって、スマート・カード上に記憶された
情報を見るための新規の改良装置が開示される。この新
規の改良装置は、スマート・カード自体の中にディスプ
レイ機構を配置するように作成される。先進の画像源パ
ッケージングと小型ディスプレイ光学素子が組み込ま
れ、これにより、ディスプレイの容積を最小限に抑え
る。スマート・カードは、付属部品の中にディスプレイ
光学素子の少なくとも一部を収納するように作成された
場合には、複数種類のスマート・カードのほとんどを受
け入れられるように標準化できる。スマート・カードは
また、情報が不正に見られるのを防止するための安全機
能を備える。また、スマート・カード上に記憶された情
報を見るためのこの新規の改良装置は、スマート・カー
ドの各所有者が、スマート・カード上に記憶された情報
に対して瞬時の評価が容易にできるように、操作しやす
くなっている。
【００３８】本発明の具体的実施例を示し説明してきた
が、当業者には、さらなる変形および改良が可能であろ
う。従って、本発明は、図示された特定の形態に限定さ
れるものではなく、添付請求の範囲では、本発明の意図
および範囲から逸脱しないすべての変形を包含すること
を意図していることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
本発明について新規の特徴と考えられる特性は、請求の
範囲に記載される。しかしながら、本発明そのもの、他
の機能および利点は、添付図面と合わせて、以下の詳細
な説明を参照することにより最も良く理解されよう。
【図１】 本発明による読み出し装置付きスマート・カ
ードの第１実施例の等角投影図である。
【図２】図１を線２ー ２で切断した簡略断面図である。
【図３】本発明による外部に配置された光学素子付きス
マート・カードの第２実施例の等角投影図である。
【図４】図３を線４ー ４で切断した簡略断面図である。
【図５】図１のスマート・カードの一部分の簡略な概略
図である。
【図６】本発明の読み出し装置付きスマート・カード用
のビジュアル・ディスプレイの簡略なブロック図であ
る。
【図７】図６の装置の一部分の上面図である。
【図８】図１の読み出し装置付きスマート・カード用ビ
ジュアル・ディスプレイの簡略な概略図である。
【図９】図３の読み出し装置付きスマート・カードの一
部分の正面図である。
【図１０】図３の読み出し装置付きスマート・カードの
一部分の側面図である。
【図１１】図３の読み出し装置付きスマート・カードの
一部分の上面図である。
【図１２】図９の装置の拡大側面図である。
【図１３】本発明の読み出し装置付きスマート・カード
用の別のビジュアル・ディスプレイのブロック図であ
る。
【図１４】図１の読み出し装置付きスマート・カードの
動作を示す等角投影図である。
【図１５】本発明の読み出し装置付きスマート・カード
のブロック図である。
【符号の説明】
１０，１０’ ビジュアル画像ディスプレイ付きスマー
ト・カード １２，１２’ スマート・カード １４，１４’ マイクロチップ １６，１６’ ビジュアル画像ディスプレイ １７ 付属ビジュアル・ディスプレイ部品 １８，１８’ アパーチャ １９ スロット ２０，２０’ 画像生成装置 ２１ ハウジング ２２，２２’ 電子部 ２４ ドライバ回路 ２５，２５’ コンパクト・ディスプレイ光学素子 ２６，２６’ ユーザ・インタフェース ２８ 表面 ２９ レンズ ３０ アパーチャ ３１ ＬＥＤアレイ ３２ データ処理回路 ３３ 基板 ４０ ビジュアル画像ディスプレイ ４１ 画像生成装置 ４２ 光導波路 ４３ 第１辺 ４４ 第２辺 ４５，４６ 光学素子 ４８ アパーチャ ４９ 第３辺 ５０ 小型バーチャル画像ディスプレイ ５２ 拡大鏡 ５４ 付属部品 ５５ 画像生成装置 ５６ 基板 ５７ ポート ５８ ドライバ板 ５９ ビューイング・アパーチャ ６０ 第１光学素子 ６２ 視野平坦化入光口 ６３，６９，７５ 出光口 ６５ 反射面 ６７ 光学レンズ ６８，７４ 入光口 ７０ 外側ハウジング ７２，７６ 回析光学素子 ７３ 低倍率光学レンズ ７７ ネジ式調整部品 ８０ 直接網膜走査ディスプレイ ８２ レーザ ８４ 変調器 ８６ 偏向系 ８８ レンズ系 ８９ 電子部 ９０ ビュー ９５ ＣＰＵ ９６，１０３ ＲＡＭ ９７ ＲＯＭ ９８ ユーザー・インタフェース ９９ セキュリティ回路 １００ ビジュアル・ディスプレイ １０１ マイクロチップ １０２ ドライバ回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スマート・カード（１２）であって、前
    記スマート・カード（１２）上に情報を記憶するマイク
    ロチップ（１４），前記スマート・カード（１２）上に
    記憶された前記情報を読み出す電子部（２２），および
    前記電子部（２２）と接続されて、前記スマート・カー
    ド（１２）上に記憶された前記情報のビジュアル画像を
    提供するビジュアル画像ディスプレイ（１６）を含むこ
    とを特徴とするスマート・カード（１２）。
  2. 【請求項２】 スマート・カードであって：前記スマー
    ト・カード（１２）内に埋め込まれたマイクロチップ
    （１４）であって、データ入力端子とデータ出力端子と
    を有し、その上にデータ電子（dataelectronic）情報を
    記憶できるマイクロチップ（１４）；ビューイング・ア
    パーチャ（１８）において見るための画像を提供するよ
    うに配置されるバーチャル画像ディスプレイ（１６）で
    あって、そこに画像データを受け取るように設計された
    データ入力端子を含むバーチャル画像ディスプレイ（１
    ６）；および、 前記スマート・カード（１２）内に装着され、前記マイ
    クロチップ（１４）の前記データ出力端子に接続され
    て、その上に記憶されたデータ電子情報を受け取り、さ
    らに、前記バーチャル画像ディスプレイ（１６）の前記
    データ入力端子に接続されて、前記マイクロチップ（１
    ４）上に記憶された前記データ電子情報に応答して、そ
    こに画像データを供給する電子部（２２）；によって構
    成されることを特徴とするスマート・カード。
  3. 【請求項３】 読み出し装置付きスマート・カードであ
    って：少なくとも一部分が、前記スマート・カード（１
    ２）内に埋め込まれ、データ入力端子とデータ出力端子
    とを有して、データ電子情報をその上に記憶できるマイ
    クロチップ（１４）；ビューイング・アパーチャ（１
    ８）において見るための画像を提供するように配置され
    るバーチャル画像ディスプレイ（１６）であって、そこ
    に画像データを受け取るように設計されたデータ入力端
    子を含み、前記バーチャル画像ディスプレイ（１６）は
    さらに画像源（２０）とディスプレイ光学素子（２５）
    とを含み、前記ディスプレイ光学素子（２５）は、入光
    口（６２）と前記入光口（６２）に対してある角度をつ
    けて向けられた出光口（６３）とを有する少なくとも１
    つの光学素子（６０）によって構成され、屈折，回析お
    よび反射面（６５）の１つは、前記入光口（６２）と前
    記出光口（６３）との間に光学的に配置されて、前記入
    光口（６２）からの光を前記出光口（６３）へと向ける
    ようにするバーチャル画像ディスプレイ（１６）；およ
    び、 前記スマート・カード（１２）内に装着され、前記マイ
    クロチップ（１４）の前記データ出力端子と接続され
    て、データ電子情報を受け取って処理する電子部（２
    ２）であって、前記電子部（２２）はさらに、前記バー
    チャル画像ディスプレイ（１６）の前記データ入力端子
    と接続されて、そこに画像データを供給する電子部（２
    ２）；によって構成されることを特徴とするスマート・
    カード。
  4. 【請求項４】 読み出し装置付きスマート・カードであ
    って：少なくとも一部分が、前記スマート・カード（１
    ２）内に埋め込まれ、データ入力端子とデータ出力端子
    とを有して、データ電子情報を上に記憶できるマイクロ
    チップ（１４）；ビューイング・アパーチャ（１８）に
    おいて見るための画像を提供するように配置されるバー
    チャル画像ディスプレイ（１６）であって、そこに画像
    データを受け取るように設計されたデータ入力端子を含
    み、前記バーチャル画像ディスプレイ（１６）はさら
    に、完全な画像を生成するように接続された発光素子の
    ２次元アレイ（３１）を含み、前記２次元アレイ（３
    １）は、前記バーチャル画像ディスプレイ（３１）の前
    記データ入力端子と結合されて、前記画像データを受け
    取って、それに応答して前記画像を生成するバーチャル
    画像ディスプレイ（１６）；および、 前記スマート・カード（１２）内に装着され、前記マイ
    クロチップ（１４）の前記データ出力端子に接続され
    て、前記マイクロチップ（１４）上に記憶された前記デ
    ータ電子情報を受け取って処理し、さらに前記バーチャ
    ル画像ディスプレイ（１６）の前記データ入力端子に接
    続されて、そこに画像データを供給する電子部（２
    ２）；によって構成されることを特徴とするスマート・
    カード。
JP9251407A 1996-09-03 1997-09-02 ビジュアル画像ディスプレイ付きスマート・カード Pending JPH10124640A (ja)

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