JP2005157927A - 液晶ディスプレイ付きuimリーダライタ - Google Patents
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Abstract
【課題】 接触と非接触のデュアルインターフェースUIMを装着でき、液晶ディスプレイを備えるUIMリーダライタにおいて、電源2次電池をUSBコネクタを介し、USBバスパワーにより充電できるようにする。
【解決手段】 本発明の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタ1は、USBコネクタを有し、ISO7816−2、ISO7816−3で規定する接触、ISO14443で規定する非接触インターフェースを備えるUIM2を着脱可能に装着し、かつ液晶ディスプレイ4を備えるUIMリーダライタであって、液晶ディスプレイ表示および駆動に使用される2次電池7が、USBバスパワーにより充電可能にされていることを特徴とする。 上記において、2次電池には、リチウムイオン電池を好ましく使用できる。
【選択図】 図1
【解決手段】 本発明の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタ1は、USBコネクタを有し、ISO7816−2、ISO7816−3で規定する接触、ISO14443で規定する非接触インターフェースを備えるUIM2を着脱可能に装着し、かつ液晶ディスプレイ4を備えるUIMリーダライタであって、液晶ディスプレイ表示および駆動に使用される2次電池7が、USBバスパワーにより充電可能にされていることを特徴とする。 上記において、2次電池には、リチウムイオン電池を好ましく使用できる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、接触、非接触両機能を有するUIMを着脱可能に装着し、USBコネクタと液晶ディスプレイを有するUIMリーダライタであるが、特に、液晶ディスプレイ表示および駆動用の二次電池がUSBバスパワーにより充電可能にされているUIMリーダライタに関する。
このようなUIMリーダライタは、第1にパーソナルコンピュータ(PC)等のアクセス権限認証用途に使用でき、第2に施設、交通機関等の非接触ゲート管理や非接触ショッピング等の決済取引に適用でき、第3に液晶ディスプレイに各種情報を表示させることができるので、そのような情報表示が求められる媒体、例えば、各種取引の記録表示、定期券や乗車券、各種施設入場券等に好適に用い得るものである。
このようなUIMリーダライタは、第1にパーソナルコンピュータ(PC)等のアクセス権限認証用途に使用でき、第2に施設、交通機関等の非接触ゲート管理や非接触ショッピング等の決済取引に適用でき、第3に液晶ディスプレイに各種情報を表示させることができるので、そのような情報表示が求められる媒体、例えば、各種取引の記録表示、定期券や乗車券、各種施設入場券等に好適に用い得るものである。
近年、ISO7816−2、ISO7816−3で規定される接触と、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)接触とのデュアルインターフェースのICカードが開発されている(特許文献1)。USBインターフェースを持つICカードは、パソコンなどのUSB対応機器との接続を容易にし、社員証カードなどでネットワークアクセス用IDカードとして注目されはじめている。
他方、携帯電話には小型のUIMやSIM、USIMカードと呼ばれるセキュリティIDモジュールが組み込まれてきている。日本でも最新の携帯電話には組み込まれて既に実用化されている。
UIM(User Identity Module)は、携帯電話会社が発行する契約者情報を記録した小型のICカードであって、携帯電話機に組み込んで利用者の識別に使用する。UIMは、例えば、アメリカのcdma2000携帯電話機に差し込んで国際ローミングサービスを受けるといった使用方法が考えられている。
UIM(User Identity Module)は、携帯電話会社が発行する契約者情報を記録した小型のICカードであって、携帯電話機に組み込んで利用者の識別に使用する。UIMは、例えば、アメリカのcdma2000携帯電話機に差し込んで国際ローミングサービスを受けるといった使用方法が考えられている。
本願出願人は、先に、ISO7816−2、ISO7816−3で規定される接触と、ISO14443非接触のインターフェースを備えるUSBコネクタ付きSIMホルダーについて、特許文献2において提案している。
また、特許文献3、特許文献4においては、液晶ディスプレイ付きSIMリーダライタについて提案している。
また、特許文献3、特許文献4においては、液晶ディスプレイ付きSIMリーダライタについて提案している。
図6は、特許文献4の液晶ディスプレイ付きSIMリーダライタを示す図であって、図6(A)は、斜視図、図6(B)は、図6(A)のA−A線断面図である。
図6(A)のように、液晶ディスプレイ付きSIMリーダライタ1Sは、本体表面に、液晶ディスプレイ4を有し、SIM2が保有する各種の情報表示が可能となっている。左側にUSBコネクタ20を有し、右側にSIM2の挿入口15を有している。SIM2を段部16に沿って挿入口15から差し込みする。キー取り付け穴17に、ストラップ等を通せばSIM2の脱落を防止できる。
SIM2を装着した状態で、USBコネクタ20をPC等に差し込みすれば、アクセス権限認証をすることができ、PCとの間でデータ授受を行う。
なお、LED表示14は電源投入状態であるか否かを示し、スイッチボタン41,42は、電源のオン−オフや表示選択、動作決定等に使用される。
図6(A)のように、液晶ディスプレイ付きSIMリーダライタ1Sは、本体表面に、液晶ディスプレイ4を有し、SIM2が保有する各種の情報表示が可能となっている。左側にUSBコネクタ20を有し、右側にSIM2の挿入口15を有している。SIM2を段部16に沿って挿入口15から差し込みする。キー取り付け穴17に、ストラップ等を通せばSIM2の脱落を防止できる。
SIM2を装着した状態で、USBコネクタ20をPC等に差し込みすれば、アクセス権限認証をすることができ、PCとの間でデータ授受を行う。
なお、LED表示14は電源投入状態であるか否かを示し、スイッチボタン41,42は、電源のオン−オフや表示選択、動作決定等に使用される。
図6(B)のように、リーダライタの右側から挿入したSIM2は、R/W(リーダライタ)端子板12の下側に固定されるようになっている。通常、SIMリーダライタ1Sは、上蓋部18と下側ケース部19とから構成され、図示してないが、その内部に非接触通信用のアンテナコイルやバッテリを有している。アンテナコイルは端子板12を介して、SIMの接触端子板2tのC4,C8端子に接続するようにされている。
本発明の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタも、外観や機能自体は、特許文献4のSIMリーダライタ1Sと同様のものである。
なお、本明細書においては、SIMよりも使用されることが多くなってきているUIMを発明の名称に用いているが、UIMはSIMと同等の機能のものである。従って、本明細書において、UIMとは、SIMやUSIMを含む小型ICカードを総称するものとする。
本発明の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタも、外観や機能自体は、特許文献4のSIMリーダライタ1Sと同様のものである。
なお、本明細書においては、SIMよりも使用されることが多くなってきているUIMを発明の名称に用いているが、UIMはSIMと同等の機能のものである。従って、本明細書において、UIMとは、SIMやUSIMを含む小型ICカードを総称するものとする。
本願発明のUIMリーダライタはバッテリの充電を、USBバスパワーを介して行うことを特徴としている。近年、携帯電話機や情報端末、MOドライバ等に、USBバスパワーを利用する機器が出現しているが、USBバスパワーにより充電する技術も、特許文献5、特許文献6、特許文献7等のように先行技術が存在する。
特許文献3、特許文献4に提案のSIMリーダライタは、液晶ディスプレイを有し、バッテリを内蔵するが、液晶ディスプレイおよび表示させるための信号処理を行う制御用ICチップなどにおける電力消費量が大きい問題がある。
電源には、乾電池等の一次電池を使用するか、二次電池を使用してACアダプタで充電するか、アンテナコイルが受ける誘導起電力により充電するのが通常である。
しかし、一次電池を利用する場合は、頻繁な電池交換が必要になり、使用済み電池を廃棄することによる環境面での問題も生じる。アンテナコイルからの充電は機会が制限される問題がある。また、ACアダプタの場合は、重く嵩ばり持ち運びに不便であるほか、UIMリーダライタに比較して、ACアダプタ自体の価格が高価になる問題がある。
そこで、本願発明者は、ACアダプタを用いずに、バッテリを充電することを研究して本発明の完成に至ったものである。
電源には、乾電池等の一次電池を使用するか、二次電池を使用してACアダプタで充電するか、アンテナコイルが受ける誘導起電力により充電するのが通常である。
しかし、一次電池を利用する場合は、頻繁な電池交換が必要になり、使用済み電池を廃棄することによる環境面での問題も生じる。アンテナコイルからの充電は機会が制限される問題がある。また、ACアダプタの場合は、重く嵩ばり持ち運びに不便であるほか、UIMリーダライタに比較して、ACアダプタ自体の価格が高価になる問題がある。
そこで、本願発明者は、ACアダプタを用いずに、バッテリを充電することを研究して本発明の完成に至ったものである。
上記課題を解決するための本発明の要旨は、USBコネクタを有し、ISO7816−2、ISO7816−3で規定する接触、ISO14443で規定する非接触インターフェースを備えるUIMを着脱可能に装着し、かつ液晶ディスプレイを備えるUIMリーダライタであって、液晶ディスプレイ表示および駆動に使用される2次電池が、USBバスパワーにより充電可能にされていることを特徴とする液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタ、にある。
本発明の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタは、PCアクセス権限認証に使用できるほか、ISO14443非接触通信機能を備えるので、電子チケット、電子マネー決済等の各種非接触取引用途に使用することができる。特に、USBバスパワーによる充電機構を備えているので、パーソナルコンピュータに接続している際に、随時電源の供給を受けて、液晶表示および駆動の消費電力にあてることができる。
バッテリ充電に、ACアダプタを使用しないので携帯に便利であるとともに、ACアダプタを含めた全体的な装置コスト低減に寄与することができる。
バッテリ充電に、ACアダプタを使用しないので携帯に便利であるとともに、ACアダプタを含めた全体的な装置コスト低減に寄与することができる。
本発明の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタ(以下、「UIMリーダライタ」とする。)について図面を参照して説明する。
図1は、本発明のUIMリーダライタのブロック図、図2は、UIMリーダライタ内の構成を示す図、図3は、同平面図、図4は、2次電池充放電部の制御回路例を示す図である。
図1は、本発明のUIMリーダライタのブロック図、図2は、UIMリーダライタ内の構成を示す図、図3は、同平面図、図4は、2次電池充放電部の制御回路例を示す図である。
図1のように、本発明のUIMリーダライタ1は、UIM2を着脱可能に装着し、UIMリーダライタを制御する制御用ICチップ3を有している。制御用ICチップ3は、CPUとメモリを有すると共に、ISO7816ドライバ31と液晶ディスプレイ駆動用の液晶ドライバ32を有している。ただし、これらの全てが一体にICチップ化されているものには限られない。
UIM2の信号は、UIMリーダライタ(R/W)端子板12とリレー8を介して制御用ICチップ3に接続する。USBポート30からの信号は、USB/ISO7816変換IC10とリレー8を介して制御用ICチップ3に伝達される。
UIM2の信号は、UIMリーダライタ(R/W)端子板12とリレー8を介して制御用ICチップ3に接続する。USBポート30からの信号は、USB/ISO7816変換IC10とリレー8を介して制御用ICチップ3に伝達される。
リーダライタ端子板12は、UIM2が備える接触端子板の8端子と接続する構造を有している。接触端子の場合、予備端子となっているC4とC8端子が、UIMリーダライタのケーシング内のアンテナコイル11に接続している。アンテナコイル11は、ISO14443TypeA,Bに準拠した非接触通信を行うためのものである。
UIMリーダライタ1は、液晶ディスプレイ4や制御用ICチップ3等の駆動電源としてバッテリ(2次電池)7を備えている。バッテリ7には、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池を好ましく使用できる。
スイッチボタン41は電源のオン−オフ、スイッチボタン42は、表示選択や動作決定のために用いられる。
UIMリーダライタ1は、液晶ディスプレイ4や制御用ICチップ3等の駆動電源としてバッテリ(2次電池)7を備えている。バッテリ7には、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池を好ましく使用できる。
スイッチボタン41は電源のオン−オフ、スイッチボタン42は、表示選択や動作決定のために用いられる。
USBポート30には、USBコネクタ20が接続される(図2参照。)。USBコネクタは、2本のデータピンと電力ピンおよびアースピンを備えている。2本のデータピン(D+,D−)は、USB7816変換ICに接続し、電力ピンはバッテリ(2次電池)に接続しバスパワーによる充電を可能にしている。アースピンは接地される。
液晶ディスプレイ4は、UIM2のICチップが保持する情報をスイッチボタン42の操作により順次表示するようにされている。
液晶ディスプレイ4には、ドットマトリクスタイプの反射型カラー液晶表示を採用でき、図形表示も可能である。液晶ディスプレイ4の厚みは、1.0mm〜1.5mm程度となる。表示面積は、幅20〜30mmから長さ40〜70mm程度のものにできる。
液晶ディスプレイ4には、ドットマトリクスタイプの反射型カラー液晶表示を採用でき、図形表示も可能である。液晶ディスプレイ4の厚みは、1.0mm〜1.5mm程度となる。表示面積は、幅20〜30mmから長さ40〜70mm程度のものにできる。
図2、図3は、UIMリーダライタ内の構成を示す図であって、液晶ディスプレイの背面において、リーダライタ端子板12とアンテナコイル11の関係を示している。図2は、斜視図、図3は、平面図、である。
図2、図3のように、アンテナコイル11はケーシングの上蓋部18や下側ケース部19の内周等に沿うように配線され、その末端は、リーダライタ端子板12のC4とC8端子に接続するようにされている。UIM2は、リーダライタの右側から挿入してリーダライタ端子板12の下側に入って固定される(図3)。
図2、図3のように、アンテナコイル11はケーシングの上蓋部18や下側ケース部19の内周等に沿うように配線され、その末端は、リーダライタ端子板12のC4とC8端子に接続するようにされている。UIM2は、リーダライタの右側から挿入してリーダライタ端子板12の下側に入って固定される(図3)。
図2、図3において、USBコネクタへの配線は省略されているが、C5(GND)、C1(Vcc)、C2(RST)、C7(I/O)が、USB/ISO7816変換IC10に導かれることになる。2本のデータピン(D+,D−)と電力ピンおよびアースピンが、USBコネクタ20に接続する。
前述した特許文献1には、USB機能を有するICチップが記載され、USB(D+)がC4端子を、USB(D−)がC8端子を利用する例が記載されているが、USB/ISO7816変換IC10を使用する場合は、従来機能のデュアルICモジュールを使用できる。また、アンテナコイル11の端子に、C4とC8端子を利用するので、8端子以上の特設端子板を有する端子をUIM2やリーダライタに使用しない利点がある。
前述した特許文献1には、USB機能を有するICチップが記載され、USB(D+)がC4端子を、USB(D−)がC8端子を利用する例が記載されているが、USB/ISO7816変換IC10を使用する場合は、従来機能のデュアルICモジュールを使用できる。また、アンテナコイル11の端子に、C4とC8端子を利用するので、8端子以上の特設端子板を有する端子をUIM2やリーダライタに使用しない利点がある。
充電は、USBコネクタ20を介して行われる。USB規格では、USBケーブルは、両方向にデータを伝送するほかに、一方向に電力を供給することを規定している。本発明ではケーブルを使用しないが、上流端部、下流端部を規定する相補の形状のコネクタを介して充電がなされる。USBは、通常5VDC±5%、500mAの電源を供給するとされている。USB規格はまた、接続するデバイスは、それ自身の電源を持つことができると規定している。このようなデバイスは、電源内蔵型デバイスと呼ばれる。一方、上流のデバイス、またはハブから供給される電力だけに依存するデバイスは、バス電力供給型デバイスと呼ばれる。従って、本発明のUIMリーダライタは、電源内蔵型デバイスに該当することになる。
図4は、2次電池充放電部の制御回路例を示す図である。
USBコネクタ20は、電力ピン(Vbus)23、アースピン24を備えている。アースピン24は、回路基板等(図示せず)に接地される。電力ピン23からの電力供給線は、バス電力供給時のUSB規格を満足させるためのUSBパワーマネージャー(例えば、リニアテクノロジー社製「LTC4410ES6」など)102と、バッテリ7の充電条件を満足させるためのバッテリチャージャ(例えば、リニアテクノロジー社製「LTC4053EMSE−4.2」など)101に接続されている。
USBコネクタ20は、電力ピン(Vbus)23、アースピン24を備えている。アースピン24は、回路基板等(図示せず)に接地される。電力ピン23からの電力供給線は、バス電力供給時のUSB規格を満足させるためのUSBパワーマネージャー(例えば、リニアテクノロジー社製「LTC4410ES6」など)102と、バッテリ7の充電条件を満足させるためのバッテリチャージャ(例えば、リニアテクノロジー社製「LTC4053EMSE−4.2」など)101に接続されている。
USBコネクタ20をパソコンなどのUSB端子に接続すると、USBパワーマネージャ102は電力ピン23の電位を検知し、P型FET(例えば、株式会社東芝製「TPCS8302」など)104のソース・ドレイン間を電気的に切り離す。これによって、電力ピン23からの電力は、バッテリチャージャ101を経由してバッテリ7を充電し、また一方では、USBパワーマネージャ102からDC/DCコンバータ103を介して制御用ICチップ3、液晶ディスプレイ4、その他システム負荷100へ供給される。
近年の低消費電力化の流れに沿って、部品は低駆動電圧化がされているため、USBの供給電位規格である5Vでは電圧が高いため、DC/DCコンバータ103を介して本実施例ではシステム電源として3.3Vに降圧して使用した。また、バッテリチャージャ101は、最大1C充電ができるように設定してあり、USBパワーマネージャ102による電力供給制限と合わせて、バス電力供給時のUSB規格を満足させている。
一方、USBコネクタ20がパソコンなどのUSB端子に接続していない場合は、バッテリチャージャ101がバッテリ7からの充電時とは逆の流れの電力供給を阻止するとともに、P型FET104のソース・ドレイン間が電気的に接続されるため、バッテリ7からの電力はDC/DCコンバータ103を介して制御用ICチップ3、液晶ディスプレイ4、その他システム負荷100へ供給される。
図5は、液晶ディスプレイの表示例を示す図である。図5の表示は、メニュー選択画面であって、(1)Edy(電子マネー)残高、(2)Safety Passチケット、(3)Safety Pass残高の表示選択ができるようにされている。
バッテリの残量4bは、上部に配置されている。乾電池形状の枠内の矩形の形状で残量が表示されるが、残量が少なくなった場合は、表示点滅させて、充電を促すようにすることもできる。また、充電時に充電の進捗状況を表示するようにもできる。
バッテリの残量4bは、上部に配置されている。乾電池形状の枠内の矩形の形状で残量が表示されるが、残量が少なくなった場合は、表示点滅させて、充電を促すようにすることもできる。また、充電時に充電の進捗状況を表示するようにもできる。
UIMリーダライタ1の液晶ディスプレイ4には、30mm×40mmの大きさで、4行×全角10文字表示(消費電流0.3mA)のもの(日本板硝子株式会社製)を使用し、制御用ICチップ3は、CISCマイコン(ルネサス製;消費電流40mA)を使用した。2次電池として、150mAhのリチウムイオン2次電池(日立マクセル株式会社製;厚み約6mm)を使用し、フル充電の状態から、上記液晶ディスプレイ4を、1時間程度表示させたところバッテリ残量の警告表示が出た。その後、USBコネクタをPCに接続し、30分程度充電すると(5V電力供給)、フル充電の状態となった。
1 UIMリーダライタ
1S SIMリーダライタ
2 UIM、SIM
2t 接触端子板
3 制御用ICチップ
4 液晶ディスプレイ
7 バッテリ(2次電池)
8 リレー
10 USB/ISO7816変換IC
11 アンテナコイル
12 リーダライタ(R/W)端子板
14 LED表示
15 挿入口
16 段部
17 キー取り付け穴
18 上蓋部
19 下側ケース部
20 USBコネクタ
23 電力ピン
24 アースピン
30 USBポート
41,42 スイッチボタン
1S SIMリーダライタ
2 UIM、SIM
2t 接触端子板
3 制御用ICチップ
4 液晶ディスプレイ
7 バッテリ(2次電池)
8 リレー
10 USB/ISO7816変換IC
11 アンテナコイル
12 リーダライタ(R/W)端子板
14 LED表示
15 挿入口
16 段部
17 キー取り付け穴
18 上蓋部
19 下側ケース部
20 USBコネクタ
23 電力ピン
24 アースピン
30 USBポート
41,42 スイッチボタン
Claims (2)
- USBコネクタを有し、ISO7816−2、ISO7816−3で規定する接触、ISO14443で規定する非接触インターフェースを備えるUIMを着脱可能に装着し、かつ液晶ディスプレイを備えるUIMリーダライタであって、液晶ディスプレイ表示および駆動に使用される2次電池が、USBバスパワーにより充電可能にされていることを特徴とする液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタ。
- 2次電池が、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1記載の液晶ディスプレイ付きUIMリーダライタ。
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WO2008105118A1 (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-04 | Rubycon Corporation | レーザポインタ |
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-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003398333A patent/JP2005157927A/ja not_active Withdrawn
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