JP4861595B2 - １つ以上の無接触式携帯周辺装置を有する無接触式携帯物体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明は、スマートカードなどの携帯式無接触物体用周辺物体、詳細には無接触周辺表示装置に関わる。
【０００２】
【背景技術】
スマートカードなどの携帯物体は、接触型又は無接触型で、現在多数の用途に広範に用いられている。これは普通、リーダと組み合わされ、そのリーダから遠隔的に即ち磁場の形でエネルギを受け取り、且つそのリーダと交信するＩＳＯフォーマットカードに限られる。運輸分野においては、リモート料金カードと呼ばれるこのようなシステムを、使用者が加入出来るようにして、料金ゲート支払い作業を簡略化するため、すべての自動車道路運営者が開発した。このようなシステムの使用者は、料金支払いゲートに設置されたリーダの前でカードをかざす。こうしてカードとリーダとの間に交信が生じる。この交信により、料金支払いゲートにおいて使用者を確認し相当額を顧客勘定から引き落とすことが出来る。
【０００３】
公衆運輸の分野では、同等の手段がまたＩＳＯカード即ち切符などの小型フォーマットの形で実現されている。使用者は、加入者カードをリーダの前にかざして公衆輸送手段に乗車する。カードとリーダとの間に設定される交信により、使用者及び顧客の勘定から引き落とすべき運賃を認識することが出来る。
【０００４】
これら手段はまた、支払い手段としても発達した。これは、例えば、電子財布の場合などである。電子財布は、店頭での少額買い物の支払いのため使用することが出来る。これは、スマートカードを含む。このカードには、専門流通業者にお金を払って貸方金額を記入して貰う。それにより使用者は、カードをリーダの前にかざして購買代金を支払うため使用する。カードとリーダとの間に設定された交信により、購買代金相当額がカードから引き落とされる。
【０００５】
多数の会社もまた、自社職員用に無接触スマートカードを使用する識別手段を開発した。カードをリーダの前で通すことにより、カード保持者を識別し、その者の管理区域内への入場を許容又は拒絶することが出来る。同一カードを、被雇用者が「出退勤」に使うことも出来る。
【０００６】
これら各種の用途により、電子財布の場合は引き落とし後の利用可能残額、乗車カードの場合は利用可能乗車回数、さらには勤務時間数、会社使用人専用領域への入場許可又は拒否などチップに含まれる情報を、使用者が再生することの出来る周辺表示装置の必要性が、カードに対して生じた。当該周辺装置は、カード操作に関するさらに多くの技術的情報を使用者に与えるためにもまた使用することが出来る。
【０００７】
通常使用される解決策は、液晶表示装置をリーダに組み込んで、交信が正しく設定されたことを使用者に通知し、交信に関する情報を表示することである。しかし、リーダに表示装置を組み込むことの欠点は、使用者がカードをリーダの前にかざすことにより、情報を入手することが出来ることである。識別カードの場合、これは問題でないが、電子財布又は乗車カードの場合は遙かに面倒である。使用者はカードを読むだけのためには、支払い端末を探す必要がなく、定期的に残額を調べることが出来れば良いと考える。
【０００８】
現在も解決策は存在するが、それはカードリーダと表示装置と双方の役割を果たす追加バッジの使用に限られる。これは事実上、カードを挿入するケースの１種である。リーダは、直接接触によりカードに電力を与え、それにより、カードとケースとの間に交信が起こさせる。このとき情報がケースのスクリーン上に表示される。後者は特に電子財布カード用に使用され、カード上の残額を常に調べることが出来る。これらバッジの使用の大きい欠点は、そのサイズである。ケースの寸法はＩＳＯスマートカードを収容する大きさになっている。したがって、スマートカードと異なり札入れの中に入れることが出来ず、ポケット又は大型がま口で持ち歩かなければならない。
【０００９】
別の欠点は、内部電源を必要とすることである。この電源は一般的に、カードに記憶された情報をケースが読み取って表示することの出来る電池である。したがって、電源は劣化したとき交換しなければならない。
【００１０】
【発明の開示】
本発明の目的は、スマートカードなどの無接触式携帯物体用に、携帯物体リーダ又は携帯物体自体が送る情報を、携帯物体がリーダの近くにない場合であっても、使用者が常に調べることが出来るのに十分な時間だけ表示する能力を有する無接触周辺表示装置を供給して、これら欠点を緩和することにある。この表示装置を作動させるには、ほんの少量のエネルギを必要とするか、又は全くエネルギを必要としない。
【００１１】
本発明は、スマートカードなどの無接触式携帯物体のため、これら携帯物体の使用に関連する情報を表示することの出来る周辺表示装置に関わる。この周辺装置は、少なくとも１つのチップ、表示手段及び携帯物体に電気抵抗的接続をしないでエネルギと情報を受信する手段を含む。この受信手段は、変圧器の２次側の役割をするフラットコイルであり、その１次側は、携帯物体のアンテナがエネルギと情報を携帯物体リーダから電磁結合を経由して受信するときの、携帯物体のアンテナが形成する。
【００１２】
本発明の特殊実施例にしたがうと、この周辺表示装置は、無接触物体から分離することが出来、双安定液晶表示スクリーンを備えている。
【００１３】
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の目的、対象及び特徴は、添付図面との関連で取り上げたとき以下の記述から明らかになるであろう。
【００１４】
本発明にしたがう周辺表示装置は、スマートカードなどの無接触式携帯物体上に設置することができる。図１は、埋込周辺表示装置を備えたＩＳＯフォーマット無接触スマートカードを示す。このカード１０は、チップ１２を含む。カードをリーダの電磁場内に置いたとき、このチップはカードのアンテナ１４を用いてリーダとの交信に入る。このアンテナは、次第に周囲が大きくなる巻線を含む。このアンテナの両端は、チップ１２に接続されている。周辺表示装置２０は、チップ（図では見えない）と、スクリーン１６と、周辺表示装置のチップに接続され次第に周囲が大きくなる巻線から形成されたフラットコイル１８と、を含む。このフラットコイルのサイズは、周辺表示装置を作動させるカードの特性によって変動する。周辺表示装置は、カードと磁気的に結合されたときにのみ、カードのチップの作動周波数で作動する。
【００１５】
図２にしたがって、周辺表示装置は、コイル１８及びスクリーン１６に接続されたチップ２２を含むのが好適である。チップ２２は、アナログブロック２４と、メッセージ解読ブロック２６と、表示ブロック２８と、の３ブロックから構成される。
【００１６】
アナログブロック２４の役割は、コイル１８のターミナル上で得られる交流信号を整流し調整することである。この信号は、無接触スマートカードとリーダとの結合周波数である１３．５６メガヘルツ（ＭＨｚ）の搬送波信号を用いて作られ、周辺表示装置の作動に必要な連続電源電圧を発生する。これは、この搬送波周波数１３．５６ＭＨｚから供給される主クロック信号を形づくり、これにより周辺表示装置の逐次作動が可能になる。これは、リーダが無接触スマートカード及び周辺表示装置に対して送信する搬送波周波数１３．５６ＭＨｚにおける振幅変調にしたがって重畳されたデータを抽出し変形する。これは、副搬送波周波数（アンテナとの結合の正反対の変調）を変調するデータを用いて周辺表示装置からリーダに対するデータ送信が出来るようにするため、抵抗を切り換えて、これがコイル１８に与えるインピーダンスを、主クロックから供給される逆変調副搬送波周波数に修正することが出来る。特定例にしたがうと、逆変調副搬送波周波数の値は、８４７キロヘルツ（ｋＨｚ）（現在使用中の標準）に等しい。これはまた、カードのチップが逆変調副搬送波周波数の上で送信するデータを受信するよう構成することも出来る。
【００１７】
周辺装置はまた、メッセージ解読ブロック２６も装備している。このブロックは、多かれ少なかれ複雑である。これは、マイクロコントローラ、単純デコーダまたは配線による論理回路とすることが出来る。このブロックは、カプラと無接触カードとの間の交信中に搬送波及び副搬送波を経由して送信されるものの中で送られるメッセージを分離し処理する設計となっている。
【００１８】
表示コントロールブロック２８は、周辺表示装置が受信したデータを、相当ピクセルまたはセグメントを駆動するため、スクリーン１６を含む使用表示技術と齟齬しない信号に、転換することの出来るインターフェイス回路である。
【００１９】
周辺装置のコイル１８に関する限り、その寸法は可変で、周辺装置に与えるのに必要な消費量及び電圧に左右される。
【００２０】
カードのチップより遙かにエネルギ消費の少ない周辺表示装置の場合には、周辺表示装置のコイル１８は、無接触カードのアンテナのサイズ（図１参照）より遙かに小さくなる。無接触カードのチップより少しだけエネルギ消費の少ない周辺表示装置の場合には、結合を良くする利点を生かすため、コイル１８を、無接触カードのアンテナと絡み合わせるかまたは重ね合わせる。
【００２１】
スクリーン１６は、液晶表示スクリーンとするのが好適である。
図３は、無接触スマートカード３０の電気回路図を示す。これは、コンデンサ３３少なくとも１つにより、カードが周波数１３．５６ＭＨｚにおけるリーダとの結合に介入する同調コンデンサを有することが出来るようになっている、結合アンテナ３２を特徴とする。これはまた、スマートカードとリーダとの間に逆変調周波数を発生するためスイッチ３５を用いて切り換えることの出来る抵抗器３４少なくとも１つを含み、幾つかの抵抗器を含む。
【００２２】
図４は、周辺表示装置３６の電気回路図を示す。周辺表示装置は、そのフラットコイル３７を特徴とする。周辺装置を作動させるためリーダからエネルギを引き出すための原理は、カード３０の主共振回路を、変圧器の１次コイルとして使用することである。このとき周辺表示装置のフラットコイル３７がこの変圧器の２次コイルとなり、電磁結合を通じてエネルギ及び情報を受信する。周辺表示装置３６もまた、抵抗器３８を含み、これがスイッチ４０を用いて切り換えられ、逆変調副搬送波周波数を発生するためインピーダンスを変更する。実際は、特定作動モードにしたがって、逆変調を用いてリーダに対し応答を送信するため、周辺表示装置のインピーダンスを変更することが出来る。この応答は、無接触スマートカードの主共振回路を用いて作られる。周辺表示装置はまた、逆変調フォーマット及びそれに組み込まれた逆変調器の型にしたがって、無接触スマートカードのチップと直接交信することが出来る。
【００２３】
図４に示すように、周辺表示装置３６の回路には同調コンデンサが示されていない。したがって、これは独立装置としては機能しない。これは、主アンテナ回路との結合を通じて、無接触スマートカードとリーダとの同調に伴う過電圧を利用しなければならない。
【００２４】
すべての変圧器と同様に、周辺表示装置の電子回路に存在するインピーダンスは、無接触カードの主アンテナ上のチップから与えられるインピーダンスに対し、主アンテナとフラットコイルとの間の結合相互サージインピーダンスｍ及び、ｎ１を無接触カードのアンテナの巻数とし、ｎ２を周辺表示装置のアンテナの巻数とするときｎ１／ｎ２を基にして比較することが出来る。
【００２５】
周辺表示装置が、整流器の前で強いインピーダンスと極めて弱い寄生容量を有するときは、無接触カードがリーダの磁場内にあるとき、リーダの作動を著しく劣化させることなく、周辺表示装置に電源が供給される。
【００２６】
周辺表示装置の作動モードにしたがうと、周辺表示装置は、無接触カードのチップがカードの主アンテナから放射される特定命令の形で発生するデータを探索する。この命令は、無接触カードとリーダとの間の処理が達成されたとき発生する。
【００２７】
前記周辺表示装置の別の作動モードにしたがうと、周辺表示装置は、それに提供されるエネルギ転送の時期にリーダから受信したデータを探索する。このデータは無接触カードに対し振幅変調で転送され、次いでカードの主アンテナが放射する。
【００２８】
別の特定モードにしたがうと、周辺表示装置のスクリーンは、永続像を維持する。情報は転送後も、使用者が次の転送まで情報を見られるように、スクリーンに表示されたままである。この長期永続像スクリーンは、双安定液晶スクリーンを含む。この最新開発技術は、エネルギを消費することなく特定の状態に止まる能力を有する液晶の使用を含む。これら液晶は、その状態を変更するためにのみエネルギを使用する。
【００２９】
双安定液晶スクリーンを使用する代案は、少なくとも１つの蓄積コンデンサを有する周辺表示装置を使用することである。液晶表示装置上に永続像を得るには、液晶をその状態に保つためスクリーンのターミナル上に十分な電圧を与えなければならない。１つの可能性は、周辺表示装置に、カードがリーダの磁場内にあるとき充電するコンデンサを挿入することである。エネルギは、情報とエネルギを受信する周辺表示装置のフラットコイルにより、整流の後コンデンサに転送される。コンデンサに蓄積された電荷は、スクリーンに供給するため使用され、それにより液晶を、無接触カードがリーダの磁場内を２度通過する平均時間の間、現状に維持する。
【００３０】
永続像を得るための別の代案は、電池の使用である。表示を維持するため使用する電池を周辺装置に設けることは全く可能である。極めて薄い「ペーパーバッテリ」を使用するのが好適である。
【００３１】
永続像を得るため使用する手段に関わりなく、無接触カードをリーダの磁場に置いて情報がリーダと無接触カードとの間で情報が渡されたときにのみ、表示が消去更新される。
【００３２】
本発明にしたがう無接触周辺表示装置は、その製造中に無接触カードに挿入することが出来る。この場合、それをカードから分離することは出来ない。特に接着剤を用いて、既存の無接触カードに付着することも出来る。この場合は、無接触カードから分離することが出来る。
【００３３】
無接触周辺表示装置が無接触カードから分離出来る場合は、リーダの磁場内に置かれたとき無接触カードに近い場合にのみ消去更新することが出来る。本発明にしたがう装置はカードの直上または極めて近い位置に置かなければならない。
【００３４】
本発明にしたがう周辺表示装置は、無接触カードのチップとは独立で電気的には接続されていない無接触表示装置を含む。周辺表示装置の独立性の利点は、無接触カードの機能にもカードのリーダとの間で行われる処理にも影響がないことである。このようにして、周辺表示装置が物理的に無接触カードと分離されている場合は、２つの装置いずれかの不具合が互いに影響し合うことがない。不具合装置を単に交換するだけで済む。
【００３５】
当該装置は、結局無接触になるテレフォンカードに応用することが出来る。これはまた、そのメモリの中に与信額メモリ又は料金ゲート通過回数を記憶することが出来れば、将来有料道路支払いカードに採用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 埋込周辺表示装置を備えたＩＳＯフォーマット無接触スマートカードを示す。
【図２】 周辺表示装置及びその各種構成部品のブロック図を示す。
【図３】 無接触スマートカードの電気的構成図を示す。
【図４】 周辺表示装置の電気接続図を示す。

Claims (11)

1. スマートカード（１０）などの無接触式携帯物体の使用に関連する情報を表示することの出来る無接触式携帯物体用周辺表示装置であって、少なくとも１つのチップと、表示手段（１６）と、携帯物体に電気抵抗的接触により接続されていないエネルギと情報とを受信するための手段（１８）とを含み、前記チップがエネルギと情報とを前記携帯物体のリーダから電磁結合により受信するとき、前記受信手段が、前記携帯物体のアンテナ（１４）を１次側とする変圧器の、２次側の役割をするフラットコイルであり、前記表示手段が、２つの処理間の平均時間より大きい時間間隔だけ情報が表示されたままになる永続表示を特色とする周辺表示装置。
2. 前記携帯物体が前記携帯物体のリーダに結合されたとき、前記フラットコイルが、前記エネルギと前記情報とを受信する、請求項１に記載の周辺表示装置。
3. 前記携帯物体のアンテナが送信するエネルギと前記情報とを、前記携帯物体のリーダが発生する、請求項２に記載の周辺表示装置。
4. 前記携帯物体のアンテナが送信する前記情報を、前記携帯物体のチップが発生する、請求項２に記載の周辺表示装置。
5. 永続表示手段が双安定液晶スクリーンである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の周辺表示装置。
6. 少なくとも１つのエネルギ貯蔵手段を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の周辺表示装置。
7. 前記エネルギ貯蔵手段がコンデンサである、請求項６に記載の周辺表示装置。
8. 表示手段が、前記エネルギ貯蔵手段に貯蔵されたエネルギによる永続スクリーン特性を備えている、請求項６又は７に記載の周辺表示装置。
9. 前記携帯物体に統合されており、前記フラットコイルが前記携帯物体の前記アンテナと同一の平面内にあることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の周辺表示装置。
10. 前記携帯物体から分離することが出来ることを特徴とする、請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の周辺表示装置。
11. 前記携帯物体のアンテナに結合された前記フラットコイルを通じて、逆変調により前記携帯物体に対し、応答を送ることが出来ることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の周辺表示装置。

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