表示機能付きＩＣカード
【課題】 表示機能素子を搭載し、表示機能素子を太陽電池で駆動する表示付きＩＣカードにおいて、太陽電池の微弱な起電力でも安定して表示機能が動作する表示機能を実現することを課題とする。
【解決手段】 太陽電池２４と並列に充電用コンデンサ２３を設け、かつ、表示制御用ＩＣ２１が表示機能素子２０を駆動する際に、ウェイト処理により充電期間を置くなどタイミングを制御することにより、表示回路の動作時においても電源電圧が表示制御用ＩＣ２１の動作電圧以下に降下せず、安定した表示動作が実現できる。
【解決手段】 太陽電池２４と並列に充電用コンデンサ２３を設け、かつ、表示制御用ＩＣ２１が表示機能素子２０を駆動する際に、ウェイト処理により充電期間を置くなどタイミングを制御することにより、表示回路の動作時においても電源電圧が表示制御用ＩＣ２１の動作電圧以下に降下せず、安定した表示動作が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示機能を付加したＩＣカードに関し、特に、太陽電池から得られる電力により表示処理を実行するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードの利用が飛躍的に増えてきており、様々な分野に利用されている。非接触ＩＣカードは、かざすだけで情報の授受が行なわれる利便さから、既に、物品購入や交通機関の入退管理などの用途で広く普及しているが、最近では、情報の授受を行うだけでなく、表示デバイスを搭載し、ＩＣカード用チップに記録されている情報を表示させる表示機能付ＩＣカードも登場している。
【０００３】
このような表示機能を動作させるためには表示駆動用電力が必要となるが、電力供給の方法としては、非接触通信によるもの（特許文献１）、接触端子を介するもの（特許文献２）、太陽電池を搭載するもの（特許文献３）など、種々の提案がなされている。
【特許文献１】特開２００３−１５７４１４号公報
【特許文献２】特開２００７−１３３５６３公報
【特許文献３】特開２００８−２１１７６号公報
【０００４】
特に、太陽電池を搭載する表示付きカードは、外部機器からの電力供給に頼ることなく、カード単体で作動可能であるため、利用者が持ち歩く中でカード内容を随時確認するようなカード用途ではその利便性は一層高いものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、太陽電池は一般に利用されている一次電池や二次電池に比べて供給電力が小さく、特に表示書換え時に瞬間的に必要となる大電流を供給することが困難なため、表示書換えが不安定もしくは作動不能となる。
これに対しては、太陽電池の面積を増やす、あるいは電源制御ＩＣ等から成る制御回路を付与する、などの方法が考えられるが、表面積の大きさや内部のスペースに制約の大きいＩＣカードでは何れも実装が困難となる。
そこで、本発明は、カードサイズに実装可能なサイズの太陽電池を用いながら安定した表示動作を実現しようとするものであり、複雑な制御回路を用いることなく、太陽電池から得られる電力により情報表示処理が可能となる表示機能付きＩＣカードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の表示機能付きＩＣカードは、
表示機能素子、表示制御用ＩＣ、太陽電池および充電用コンデンサを搭載し、前記太陽電池および前記充電用コンデンサが、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣの電力供給端子に対して並列に接続され、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣが前記太陽電池の起電力で動作するよう構成された表示機能付ＩＣカードであって、前記表示制御用ＩＣは、所定時間を待機した後に表示機能素子に対し表示処理を開始することを特徴とする。
【０００７】
また、前記表示機能素子は、表示機能動作を完了後、電力を消費せずに表示内容を継続して保持する機能を有するメモリ性表示機能素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、カード上に搭載可能な面積の太陽電池を用いながら、カード内に実装困難である複雑な電源制御回路を必要とすることなく、表示書換え等の動作を確実に行う表示機能付カードを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の表示機能付きＩＣカードの構成図であり、同図では非接触型ＩＣカードを例に、これに表示機能を搭載した様態を表わしている。
一般的な非接触型のＩＣカードは、通信機能や演算機能などを持ちＩＣカードとしての機能全体を制御するＩＣカード用チップ１１と、同チップに接続され外部との非接触通信を担うアンテナ回路１２で構成され、ＩＣカード用チップ１１は、アンテナ回路１２を介して外部リーダライタと信号の授受を行なうとともに、外部リーダライタから動作のための電力を得る。
【００１０】
図１の表示機能付きＩＣカード１は、上記のような非接触型ＩＣカードとしての機能に表示機能を付加した形態となっており、表示機能のために、表示機能素子２０、表示制御用ＩＣ２１、ドライバＩＣ２２、充電用コンデンサ２３、太陽電池２４などを搭載している。また、これらの部品は、回路基板１５で相互に結ばれ、カード内に封止される。
なお、以上の説明は、非接触型ＩＣカードを例としているが、本発明の表示付きＩＣカードは、上記ＩＣカード用チップ１１の機能を接触型に置き換えれば、接触型ＩＣカードであっても上記と同様の構成を持つ。
【００１１】
図２に、本発明の表示機能付きＩＣカードの機能ブロック図を示す。
太陽電池２４と充電用コンデンサ２３は、表示制御用ＩＣ２１と表示機能素子２０に対して並列に接続され、各々に電力を供給するための電源線が接続されている。また、表示制御用ＩＣ２１と表示機能素子２０は制御線および信号線で接続されており、表示制御用ＩＣ２１から表示機能素子２０へ制御信号および表示のための信号が伝達される。
【００１２】
なお、表示制御用ＩＣ２１は、ＣＰＵ機能を核とし、入出力機能やメモリ機能などを含めてワンチップ化し小型化した機能部品であり、予め設定されたプログラムに従って、本発明のカードの表示にかかわる信号処理を実行する。また、表示機能素子２０には、電力の供給が絶えても表示状態が維持され、かつ、薄く、可撓性に優れた電子ペーパーのようなメモリ性の表示技術を用いたものが好適である。
【００１３】
図３に、本発明の表示付きＩＣカードにおける電力供給と表示制御の動作フローを示す。また、図４は、図３のフローに従って動作した際の、電力供給の電圧変化を表わしたものである。
【００１４】
最初に太陽電池２４に光が照射される（Ｓ１）ことにより太陽電池２４が発電を始め（Ｓ２）、同時にコンデンサ２３は充電を始める（Ｓ３）。以降、図４のＰ１−Ｐ２間のように、電源線の電位が上昇し、電位が表示制御用ＩＣ２１の駆動電圧に達する（Ｓ４）と表示制御用ＩＣ２１が起動し（Ｓ１０）、予め設定されたプログラムに従って動作を開始する。ここで表示制御用ＩＣ２１の次の処理が「ウェイト処理」（Ｓ１１）になっているため、表示制御用ＩＣ２１は具体的な処理は行わず、起動した状態で待機する。この時、表示制御用ＩＣ２１は動作状態にあり電力を消費するが、その消費量は微少であるため、図４のＰ２−Ｐ３間のように電源線の電位は緩やかに上昇を続ける。
【００１５】
表示制御用ＩＣ２１は、所定時間経過後、ウェイト処理を終了し、続いて表示にかかわる信号処理を実行する（Ｓ１２、Ｓ１３）。
すなわち、表示制御用ＩＣ２１は、データ取得処理（Ｓ１２）によりＩＣカード用チップ１１から表示のための情報を取得し（Ｓ２０−Ｓ２２）、続いて表示処理（Ｓ１３）によりドライバＩＣ２２を制御し、ドライバＩＣ２２は表示機能素子２０を駆動する（Ｓ３０−Ｓ３３）。
この間、表示制御用ＩＣ２１、ＩＣカード用チップ１１、ドライバＩＣ２２、表示機能素子２０などが電力を消費するため、図４のＰ３−Ｐ４に示すように電源の電位は降下を始める。特に、表示処理の開始直後は処理が集中するため電位は著しい降下を来たす。
【００１６】
表示処理が終了し、表示制御用ＩＣ２１が停止（Ｓ１４）すると、電源の電位は上昇に転じる。以降、電源の電位が表示制御用ＩＣ２１の駆動電圧より高い状態にあれば、表示制御用ＩＣ２１は、ウェイト処理（Ｓ１１）から繰り返すことにより、太陽電池の発電がある間は表示処理を続けることができる。
【００１７】
このように太陽電池２４に対し並列に接続した充電用コンデンサ２３、および表示制御用ＩＣ２１の初期動作としてウェイト処理を組み合わせることにより太陽電池２４による電力で安定した表示処理を実現することが可能となる。また、表示制御用ＩＣ２１が「省電力モード」等の消費電力を低減する動作モードを備えたものであると、省電力モードに切替えて待機するなど、さらに効果的な使い方ができる。
【００１８】
なお、安定動作に必要な充電用コンデンサの容量、ウェイト処理による待機時間は太陽電池の電力供給能力、表示制御用ＩＣの待機消費電力、表示処理時の表示制御用ＩＣ及び表示機能素子の消費電力に依存する。具体的には、図４の表示処理開始時及び表示処理実行中に、電位が表示制御用ＩＣの動作電圧以下にならなければよい。
【００１９】
本発明の効果を顕著に示すために充電用コンデンサを用いなかった場合を図５に、また、ウェイト処理を実施しなかった場合の電圧変化を図６に示す。
図５に示すように、充電用コンデンサを並列に加えなかった場合、ウェイト処理により動作電圧以上に電位は上昇するが、太陽電池は表示処理に必要な瞬間電力を供給できないため、表示処理を開始しようとした瞬間に急激に電圧は低下して表示制御用ＩＣ動作電圧以下となり、表示制御用ＩＣは停止する。以後表示制御用ＩＣの再起動と電圧降下を繰返す。
【００２０】
また、図６に示すように、表示制御用ＩＣの初期処理としてウェイト処理を行わなかった場合は、表示制御用ＩＣ動作電圧に到達した瞬間に表示処理を実行するため電圧が降下を来たし表示制御用ＩＣは停止に至る。以降、不安定な再起動と停止を繰返すことになり、表示動作は完結しない。
【００２１】
なお、本発明によれば、外部からの電力供給に依らず表示機能を安定的に作動させることができるため、本発明は、上記のようなカード用途に限らず、小型携帯端末など利用者が携行するような電子機器に広く応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】表示機能付きＩＣカードの構成図
【図２】表示機能付きＩＣカードの機能ブロック図
【図３】動作フロー図
【図４】電圧の変化を示す図
【図５】充電用コンデンサなしの場合の電圧の変化を示す図
【図６】ウェイト処理なしの場合の電圧の変化を示す図
【符号の説明】
【００２３】
１ 表示機能付きＩＣカード
１１ ＩＣカード用チップ
１２ アンテナ回路
２０ 表示機能素子
２１ 表示制御用ＩＣ
２２ ドライバＩＣ
２３ 充電用コンデンサ
２４ 太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示機能を付加したＩＣカードに関し、特に、太陽電池から得られる電力により表示処理を実行するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非接触ＩＣカードの利用が飛躍的に増えてきており、様々な分野に利用されている。非接触ＩＣカードは、かざすだけで情報の授受が行なわれる利便さから、既に、物品購入や交通機関の入退管理などの用途で広く普及しているが、最近では、情報の授受を行うだけでなく、表示デバイスを搭載し、ＩＣカード用チップに記録されている情報を表示させる表示機能付ＩＣカードも登場している。
【０００３】
このような表示機能を動作させるためには表示駆動用電力が必要となるが、電力供給の方法としては、非接触通信によるもの（特許文献１）、接触端子を介するもの（特許文献２）、太陽電池を搭載するもの（特許文献３）など、種々の提案がなされている。
【特許文献１】特開２００３−１５７４１４号公報
【特許文献２】特開２００７−１３３５６３公報
【特許文献３】特開２００８−２１１７６号公報
【０００４】
特に、太陽電池を搭載する表示付きカードは、外部機器からの電力供給に頼ることなく、カード単体で作動可能であるため、利用者が持ち歩く中でカード内容を随時確認するようなカード用途ではその利便性は一層高いものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、太陽電池は一般に利用されている一次電池や二次電池に比べて供給電力が小さく、特に表示書換え時に瞬間的に必要となる大電流を供給することが困難なため、表示書換えが不安定もしくは作動不能となる。
これに対しては、太陽電池の面積を増やす、あるいは電源制御ＩＣ等から成る制御回路を付与する、などの方法が考えられるが、表面積の大きさや内部のスペースに制約の大きいＩＣカードでは何れも実装が困難となる。
そこで、本発明は、カードサイズに実装可能なサイズの太陽電池を用いながら安定した表示動作を実現しようとするものであり、複雑な制御回路を用いることなく、太陽電池から得られる電力により情報表示処理が可能となる表示機能付きＩＣカードを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の表示機能付きＩＣカードは、
表示機能素子、表示制御用ＩＣ、太陽電池および充電用コンデンサを搭載し、前記太陽電池および前記充電用コンデンサが、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣの電力供給端子に対して並列に接続され、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣが前記太陽電池の起電力で動作するよう構成された表示機能付ＩＣカードであって、前記表示制御用ＩＣは、所定時間を待機した後に表示機能素子に対し表示処理を開始することを特徴とする。
【０００７】
また、前記表示機能素子は、表示機能動作を完了後、電力を消費せずに表示内容を継続して保持する機能を有するメモリ性表示機能素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、カード上に搭載可能な面積の太陽電池を用いながら、カード内に実装困難である複雑な電源制御回路を必要とすることなく、表示書換え等の動作を確実に行う表示機能付カードを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の表示機能付きＩＣカードの構成図であり、同図では非接触型ＩＣカードを例に、これに表示機能を搭載した様態を表わしている。
一般的な非接触型のＩＣカードは、通信機能や演算機能などを持ちＩＣカードとしての機能全体を制御するＩＣカード用チップ１１と、同チップに接続され外部との非接触通信を担うアンテナ回路１２で構成され、ＩＣカード用チップ１１は、アンテナ回路１２を介して外部リーダライタと信号の授受を行なうとともに、外部リーダライタから動作のための電力を得る。
【００１０】
図１の表示機能付きＩＣカード１は、上記のような非接触型ＩＣカードとしての機能に表示機能を付加した形態となっており、表示機能のために、表示機能素子２０、表示制御用ＩＣ２１、ドライバＩＣ２２、充電用コンデンサ２３、太陽電池２４などを搭載している。また、これらの部品は、回路基板１５で相互に結ばれ、カード内に封止される。
なお、以上の説明は、非接触型ＩＣカードを例としているが、本発明の表示付きＩＣカードは、上記ＩＣカード用チップ１１の機能を接触型に置き換えれば、接触型ＩＣカードであっても上記と同様の構成を持つ。
【００１１】
図２に、本発明の表示機能付きＩＣカードの機能ブロック図を示す。
太陽電池２４と充電用コンデンサ２３は、表示制御用ＩＣ２１と表示機能素子２０に対して並列に接続され、各々に電力を供給するための電源線が接続されている。また、表示制御用ＩＣ２１と表示機能素子２０は制御線および信号線で接続されており、表示制御用ＩＣ２１から表示機能素子２０へ制御信号および表示のための信号が伝達される。
【００１２】
なお、表示制御用ＩＣ２１は、ＣＰＵ機能を核とし、入出力機能やメモリ機能などを含めてワンチップ化し小型化した機能部品であり、予め設定されたプログラムに従って、本発明のカードの表示にかかわる信号処理を実行する。また、表示機能素子２０には、電力の供給が絶えても表示状態が維持され、かつ、薄く、可撓性に優れた電子ペーパーのようなメモリ性の表示技術を用いたものが好適である。
【００１３】
図３に、本発明の表示付きＩＣカードにおける電力供給と表示制御の動作フローを示す。また、図４は、図３のフローに従って動作した際の、電力供給の電圧変化を表わしたものである。
【００１４】
最初に太陽電池２４に光が照射される（Ｓ１）ことにより太陽電池２４が発電を始め（Ｓ２）、同時にコンデンサ２３は充電を始める（Ｓ３）。以降、図４のＰ１−Ｐ２間のように、電源線の電位が上昇し、電位が表示制御用ＩＣ２１の駆動電圧に達する（Ｓ４）と表示制御用ＩＣ２１が起動し（Ｓ１０）、予め設定されたプログラムに従って動作を開始する。ここで表示制御用ＩＣ２１の次の処理が「ウェイト処理」（Ｓ１１）になっているため、表示制御用ＩＣ２１は具体的な処理は行わず、起動した状態で待機する。この時、表示制御用ＩＣ２１は動作状態にあり電力を消費するが、その消費量は微少であるため、図４のＰ２−Ｐ３間のように電源線の電位は緩やかに上昇を続ける。
【００１５】
表示制御用ＩＣ２１は、所定時間経過後、ウェイト処理を終了し、続いて表示にかかわる信号処理を実行する（Ｓ１２、Ｓ１３）。
すなわち、表示制御用ＩＣ２１は、データ取得処理（Ｓ１２）によりＩＣカード用チップ１１から表示のための情報を取得し（Ｓ２０−Ｓ２２）、続いて表示処理（Ｓ１３）によりドライバＩＣ２２を制御し、ドライバＩＣ２２は表示機能素子２０を駆動する（Ｓ３０−Ｓ３３）。
この間、表示制御用ＩＣ２１、ＩＣカード用チップ１１、ドライバＩＣ２２、表示機能素子２０などが電力を消費するため、図４のＰ３−Ｐ４に示すように電源の電位は降下を始める。特に、表示処理の開始直後は処理が集中するため電位は著しい降下を来たす。
【００１６】
表示処理が終了し、表示制御用ＩＣ２１が停止（Ｓ１４）すると、電源の電位は上昇に転じる。以降、電源の電位が表示制御用ＩＣ２１の駆動電圧より高い状態にあれば、表示制御用ＩＣ２１は、ウェイト処理（Ｓ１１）から繰り返すことにより、太陽電池の発電がある間は表示処理を続けることができる。
【００１７】
このように太陽電池２４に対し並列に接続した充電用コンデンサ２３、および表示制御用ＩＣ２１の初期動作としてウェイト処理を組み合わせることにより太陽電池２４による電力で安定した表示処理を実現することが可能となる。また、表示制御用ＩＣ２１が「省電力モード」等の消費電力を低減する動作モードを備えたものであると、省電力モードに切替えて待機するなど、さらに効果的な使い方ができる。
【００１８】
なお、安定動作に必要な充電用コンデンサの容量、ウェイト処理による待機時間は太陽電池の電力供給能力、表示制御用ＩＣの待機消費電力、表示処理時の表示制御用ＩＣ及び表示機能素子の消費電力に依存する。具体的には、図４の表示処理開始時及び表示処理実行中に、電位が表示制御用ＩＣの動作電圧以下にならなければよい。
【００１９】
本発明の効果を顕著に示すために充電用コンデンサを用いなかった場合を図５に、また、ウェイト処理を実施しなかった場合の電圧変化を図６に示す。
図５に示すように、充電用コンデンサを並列に加えなかった場合、ウェイト処理により動作電圧以上に電位は上昇するが、太陽電池は表示処理に必要な瞬間電力を供給できないため、表示処理を開始しようとした瞬間に急激に電圧は低下して表示制御用ＩＣ動作電圧以下となり、表示制御用ＩＣは停止する。以後表示制御用ＩＣの再起動と電圧降下を繰返す。
【００２０】
また、図６に示すように、表示制御用ＩＣの初期処理としてウェイト処理を行わなかった場合は、表示制御用ＩＣ動作電圧に到達した瞬間に表示処理を実行するため電圧が降下を来たし表示制御用ＩＣは停止に至る。以降、不安定な再起動と停止を繰返すことになり、表示動作は完結しない。
【００２１】
なお、本発明によれば、外部からの電力供給に依らず表示機能を安定的に作動させることができるため、本発明は、上記のようなカード用途に限らず、小型携帯端末など利用者が携行するような電子機器に広く応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】表示機能付きＩＣカードの構成図
【図２】表示機能付きＩＣカードの機能ブロック図
【図３】動作フロー図
【図４】電圧の変化を示す図
【図５】充電用コンデンサなしの場合の電圧の変化を示す図
【図６】ウェイト処理なしの場合の電圧の変化を示す図
【符号の説明】
【００２３】
１ 表示機能付きＩＣカード
１１ ＩＣカード用チップ
１２ アンテナ回路
２０ 表示機能素子
２１ 表示制御用ＩＣ
２２ ドライバＩＣ
２３ 充電用コンデンサ
２４ 太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示機能素子、表示制御用ＩＣ、太陽電池および充電用コンデンサを搭載し、
前記太陽電池および前記充電用コンデンサが、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣの電力供給端子に対して並列に接続され、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣが前記太陽電池の起電力で動作するよう構成された表示機能付ＩＣカードであって、
前記表示制御用ＩＣは、所定時間を待機した後に表示機能素子に対し表示処理を開始することを特徴とする表示機能付きＩＣカード。
【請求項２】
前記表示機能素子は、表示機能動作を完了後、電力を消費せずに表示内容を継続して保持する機能を有するメモリ性表示機能素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きＩＣカード。
【請求項１】
表示機能素子、表示制御用ＩＣ、太陽電池および充電用コンデンサを搭載し、
前記太陽電池および前記充電用コンデンサが、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣの電力供給端子に対して並列に接続され、前記表示機能素子および前記表示制御用ＩＣが前記太陽電池の起電力で動作するよう構成された表示機能付ＩＣカードであって、
前記表示制御用ＩＣは、所定時間を待機した後に表示機能素子に対し表示処理を開始することを特徴とする表示機能付きＩＣカード。
【請求項２】
前記表示機能素子は、表示機能動作を完了後、電力を消費せずに表示内容を継続して保持する機能を有するメモリ性表示機能素子であることを特徴とする請求項１に記載の表示機能付きＩＣカード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１１７９６１（Ｐ２０１０−１１７９６１Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１７５５（Ｐ２００８−２９１７５５）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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