JP2005071143A - 書換可能な表示機能付電子タグ - Google Patents

Abstract

【課題】 電子タグの情報を可視化情報としてリアルタイム表示することが可能な電子タグを提供する。
【解決手段】 対象物品に取り付ける電子タグ毎に個別情報が格納されたＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０に電気的に接続されたアンテナコイル２とを備えた電子タグ２１において、ＩＣチップ１０に格納した情報を電子タグ２１表面に表示するための表示器４を有した構造である書換可能な表示機能付き電子タグ１である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification、無線周波数識別）技術に係り、特に、カード型の電子タグに関するものである。

従来、目視或いはバーコード等で個々の情報を確認する荷札やタグがあるが、これらのタグに表示可能な情報は、荷札やタグの大きさの制約からロット番号、数量、価格等の極めて限られた情報量でしかなかった。

このため、背景技術として、荷札やタグに電子的なＩＤ機能を付加したＲＦＩＤ方式の電子タグ、ＩＣタグ等が導入され、広く利用されている。

図６に、背景技術のカード型の電子タグの概略構造を示す。

この電子タグ１５の構成は、タグ情報を処理記憶するためのＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０に接続されたアンテナコイル２とを備えて構成される。

このＲＦＩＤ方式の電子タグ１５は、電子タグ１５に内蔵されたアンテナコイル２の有するインダクタＬとＩＣチップ１０の有するキャパシタＣとによる等価的なＬＣ共振回路を有し、このＬＣ共振回路は固有の共振周波数を持つ。

電子タグ１５が図示しない質問機（リーダ）の近傍に移動すると、リーダの発する交流磁界の周波数に電子タグの１５のＬＣ共振回路が感応する。このリーダの発する交流磁界をエネルギー源として、電子タグ１５内のＬＣ共振回路に誘導起電力が生じる。この起電力により生じた電力がその有する情報と共にＩＣチップ１０に入力されることで、リーダと電子タグ１５の間で情報の授受が可能となる。

図７に、背景技術のカード型の電子タグ１５の内部構成を示す。

電子タグ１５は、ＩＣチップ１０の中に、リーダからの信号を復調するための復調回路１０ａと、リーダと行う通信の制御をするための通信制御回路１０ｂと、情報を記憶するＩＣチップ記憶素子１０ｃと、電磁誘導により生じた電圧を整流するための整流回路１０ｄとを備えて構成される。

電子タグ１５と図示しないリーダとが近づくと、リーダに設けられた図示しないコイルから発せられた磁界が、電子タグ１５のアンテナコイル２を鎖交し、リーダのコイルとアンテナコイル２とが電磁結合する。

この電磁結合により、アンテナコイル２に誘導起電力が発生し、この発生した電力は整流回路１０ｄで整流され、整流された電力はＩＣチップ１０に供給される。

同時にリーダからコイルを介して送信される情報信号は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying、振幅偏移変調）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying、周波数偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying、位相偏移変調）等で変調された信号であり、変調された信号は電子タグ１５に送られる。

電子タグ１５は、この変調信号を受信すると内蔵する復調回路１０ａで復調する。復調された信号は、データ読み込みのための通信制御回路１０ｂを介してＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納、記憶される。このようにして、電子タグ１５は、対象物品に取り付ける電子タグ１５毎に、個別情報を記憶することができる。

一方近年では、電子タグの格納情報を電子タグの表面に可視化表示させ且つ、リライタブル機能を持たせる方法としてロイコ染料を用いたサーマルリライト技術が開発されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

この、サーマルリライト技術は、ロイコ染料を蓄えたロイコ処理部に熱負荷を加えることでロイコ染料の発色・消色をコントロールし、リライト性を実現する技術である。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。

特開平１０−２８７０７２号公報 特開２００２−２９３０６６号公報 特開平８−７０６０号公報 特開平８−１６７３６号公報

しかしながら、近年実用化された電子タグにおけるサーマルリライト技術では、電子タグ内の情報とタグ表面の可視化情報とを一致させるために、一旦電子タグの情報をリーダで読み出した後、サーマルリライト用ライタ（情報書込み装置）へ転送し、電子タグ表面に印刷を行う必要がある。

すなわち、電子タグの情報を可視化情報とするために情報の読み出しと転送および電子タグ表面への印刷という２ステップを要し、リアルタイムの運用に制約が生じるという問題点がある。

また、ハードウェア構成も一般的に情報を読み出すための電子タグリーダと印刷するためのサーマルライタの２台が必要にあるという問題点もある。

そこで、本発明の目的は、電子タグの情報を可視化情報としてリアルタイム表示することが可能な電子タグを提供することにある。

すなわち、電子タグ用ライタでタグの情報を書き換えると同時に可視化情報を表示させることにより、運用上の適用アプリケーションの拡大を図ることにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、第１の発明は、対象物品に取り付ける電子タグ毎に個別情報が格納されたＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルとを備えた電子タグにおいて、上記ＩＣチップに格納した情報を上記電子タグ表面に表示するための表示器を有した構造である書換可能な表示機能付き電子タグである。

第２の発明は、上記表示器が書換可能なものである書換可能な表示機能付電子タグである。

第３の発明は、上記表示器が、電子ペーパーである書換可能な表示機能付電子タグである。

第４の発明は、上記表示器が、液晶表示器である書換可能な表示機能付電子タグである。

第５の発明は、上記表示器のための駆動源として電源を有する書換可能な表示機能付電子タグである。

第６の発明は、上記電源が、上記電子タグの表面に設けられた太陽電池である書換可能な表示機能付電子タグである。

第７の発明は、上記ＩＣチップの格納情報が、書換自在な不揮発性の記憶素子に記憶され、上記記憶素子によりバックアップ機能を有する書換可能な表示機能付電子タグである。

本発明によれば、電子タグの情報を可視化情報としてリアルタイム表示することが可能な電子タグを提供できる。

以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適実施の形態を示す書換可能な表示機能付電子タグの概略構造図である。

図示したように、書換可能な表示機能付電子タグ１は、ベースとなる識別構成である電子タグ２１と、電子タグ２１を収納するケース２２とを備えて構成される。

ケース２２は、例えばＡＢＳ樹脂等で成形され、電子タグ２１の構成部材を保護するためにある。

識別構成である電子タグ２１は、Ｉ／Ｏ端子付きのＩＣチップ１０と、ＩＣチップ１０に接続されたアンテナコイル２と、書換可能な表示器である電子ペーパー４と、後述する電子ペーパードライバ４ａ及びタグ記憶素子１１に電力を供給する電源３とを備えて構成される。

ＩＣチップ１０は、対象物品に取り付ける電子タグ２１毎に個別情報が格納され、Ｉ／Ｏ機能を備えている。ＩＣチップ１０は、ＩＣチップ１０の表面に後述するＩ／Ｏ端子を有している。このＩ／Ｏ端子によりＩＣチップ１０は、ＩＣチップ１０内に格納した個別情報を出力することができる。

アンテナコイル２は、そのインダクタンス値はコイルの形状及び巻き数に依存しており、固有のインダクタンス値を有している。例えば、アンテナコイル２は直径０．０４５ｍｍのエナメル被覆導線を渦巻き状に巻き、空芯のコイルとして形成したものである。

アンテナコイル２のインダクタンス値は、アンテナコイル２の有するインダクタＬとＩＣチップの有するキャパシタＣとでＬＣ共振回路を形成することにより、例えば１２５ｋＨｚ（規格：ＩＳＯ１８０００−２）の共振周波数が得られるように設定されている。

電源３は、電子タグ２１が図示しないリーダから電磁誘導によるエネルギー供給を受けていない状態でも、ＩＣチップ１０に格納された電子タグ２１の情報を電子ペーパー４に可視化表示できるように電子ペーパードライバ４ａ及びタグ記憶素子１１に駆動源としての電力を供給するための電源である。

電源３は、電子タグ２１の表面にケース２２の上に太陽電池を設けることにより形成されている。更に、太陽エネルギーの供給が不充分な環境下においても書換可能な表示機能付電子タグ１が使用可能なように、バックアップ用の電源として例えばボタン電池を内蔵し、併用する。

図２に、図１に示した本発明の好適実施の形態を示す書換可能な表示機能付電子タグ１の内部構成を示す。

書換可能な表示機能付電子タグ１のベースとなる識別構成である電子タグ２１は、書換可能な表示器である電子ペーパー４と、電子ペーパー４の書換を行うために変換・駆動を行う電子ペーパードライバ４ａと、後述するＩＣチップ記憶素子１０ｃの格納情報のバックアップのためのタグ記憶素子１１と、電子ペーパードライバ４ａを駆動するために電力を供給する電源３と、アンテナコイル２と、図１に示したＩＣチップ１０とを備えて構成される。

電子ペーパー４は、ＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納された情報を表示する機能を有し、電子ペーパードライバ４ａは、ＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納されている個別情報を電子ペーパー４に表示できるように変換する機能を有する。

電子ペーパー４の例としては、米国ＭＩＴ及びＥ−Ｉｎｋ社が研究開発したマイクロカプセル電気泳動方式のものや、米国ＸＥＲＯＸ社と３Ｍ社とが研究開発したツイストボール方式のもの、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）透明電極を付けた２枚のガラス板の間に黒トナーと白色粒子を挟む込んで、透明電極に電圧を印加すると黒トナーが電極間を移動して、黒と白とにより表示を行うトナーディスプレイ方式のものなどを使用する。

タグ記憶素子１１は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electorically Erasable Programmable Read Only Memory）などの書換自在な不揮発性の記憶素子を使用する。電子タグ２１は、タグ記憶素子１１を有することで電源供給が途切れた場合でもＩＣチップ１０の格納情報が保持されるバックアップ機能を有する。

タグ記憶素子１１は電源３に接続され、電源３から電力を供給されている。タグ記憶素子１１は、ＩＣチップ１０に設けられたＩ／Ｏ端子１０ｅに接続されている。また、タグ記憶素子１１は、電子ペーパードライバ４ａに接続され、電子ペーパードライバ４ａは電子ペーパー４に接続されている。電子ペーパードライバ４ａは電源３に接続され、電源３から電力が供給されている。

ＩＣチップ１０は、受信した信号を復調する復調回路１０ａと、外部との通信の制御を行うための通信制御回路１０ｂと、復調した情報を格納するＩＣチップ記憶素子１０ｃと、電磁誘導により生じた電圧を整流するための整流回路１０ｄとを備えている。

復調回路１０ａは、アンテナコイル２を介して受信した信号を復調する機能を有し、通信制御回路１０ｂは、復調した信号をＩＣチップ記憶素子１０ｃに記憶するためのデータ読み込み等の通信制御を行う機能を有する。

ＩＣチップ記憶素子１０ｃは、復調回路１０ａで復調された情報を通信制御回路１０ｂを介して受け取り、受け取った個別情報を格納し、記憶する。

タグ記憶素子１１は、ＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納された個別情報を受け取り記憶するバックアップ機能を有する。

アンテナコイル２は、ＩＣチップ１０に内蔵された復調回路１０ａに接続されており、復調回路１０ａは通信制御回路１０ｂに接続されている。

アンテナコイル２と復調回路１０ａ接続部分には、整流回路１０ｄの一端が接続され、復調回路１０ａと通信制御回路１０ｂの接続部分には、整流回路１０ｄの他端が接続されている。

通信制御回路１０ｂは、ＩＣチップ記憶素子１０ｃに接続されている。ＩＣチップ記憶素子１０ｃは、ＩＣチップ１０に設けられているＩ／Ｏ端子１０ｅを介してバックアップのためのタグ記憶素子１１に接続されている。

次に、電子タグ２１の作用を説明する。

電子タグ２１とリーダとが近づくと、リーダの有するコイルから発せられた磁界が、電子タグ２１のアンテナコイル２を鎖交し、リーダのコイルとアンテナコイル２とが電磁結合する。

この電磁結合により、アンテナコイル２に誘導起電力が発生し、この発生した起電力は整流回路１０ｄに流れる。この電力は整流回路１０ｄで整流され、ＩＣチップ１０に供給される。供給される電力は、ＩＣチップ１０内の情報書換などのＩＣチップ１０の起動、処理のみの最少エネルギーである。

リーダから送信された情報信号は微弱であるため、この信号の僅かな電圧変化を電子タグ２１で検出するために有効なＡＳＫ、ＦＳＫ、ＰＳＫ等で変調された信号が用いられる。変調された信号は、リーダのコイルを介して電子タグ２１に送られる。

電子タグ２１は、このリーダからの信号を受信すると、ＩＣチップ１０の復調回路１０ａで復調する。復調された信号は、データ読み込みのための通信制御回路１０ｂを介してＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納される。

ＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納された情報は、バックアップのためのタグ記憶素子１１に送られ、記憶されると共に、格納された情報の全部または一部は、電子ペーパードライバ４ａに送られる。情報を受け取った電子ペーパードライバ４ａは、情報を電子ペーパー４に表示できるフォーマットに変換し、電子ペーパー４に供給する。電子ペーパードライバ４ａから変換情報を受け取った電子ペーパー４は、情報を電子ペーパー４上に表示する。

次に図３に、例としてツイストボール方式の電子ペーパー４の表示動作原理を示す。

電子ペーパー４は、シリコン樹脂（シリコーン）で形成されたペーパーに表示を行うためのツイストボール１４を封入して構成されている。

ツイストボール１４は、球状粒子であり、半球１４ａが或る色に染められ、別の半球１４ｂが半球１４ａとは異なる色で染められている。このため、ツイストボール１４は、球状をした２色粒子である。

また、半球１４ａと、半球１４ｂとは互いに異なる固有の電荷を保持している。このため、ツイストボール１４に電界が掛けられると電界の方向に応じて一定方向に向く性質を有している。

例えば、電子ペーパードライバ４ａにより、電子ペーパー４の表面、裏面に表示パターンに応じた電界が掛けられたとする。図示したように、電子ペーパードライバ４ａにより掛けられた電界のプラス側にはツイストボール１４の半球１４ｂが向き、掛けられた電界のマイナス側にはツイストボール１４の半球１４ａが向き並ぶ。

このツイストボール１４の半球１４ａ、１４ｂの並びは表示パターンに応じているため、電子ペーパー４の表面には半球１４ａと半球１４ｂの各々の染料の色による２色表示がなされる。

このツイストボール１４による２色表示は、電子ペーパードライバ４ａからの情報すなわちＩＣチップ記憶素子１０ｃから供給される情報に依っている。このため、書換可能な表示機能付電子タグ１は、ＩＣチップ記憶素子１０ｃから送られる情報が変化する度に、その情報の全部または一部が電子ペーパードライバ４ａを介して電子ペーパー４に表示され、情報を容易に書き換えることができる。

以上説明したように、電子タグ２１の情報を可視化情報としてリアルタイム表示することが可能な書換可能な表示機能付電子タグ１を得られる。この書換可能な表示機能付電子タグ１の実現により、電子タグ用ライタで電子タグ２１の情報を書き換えると同時に可視化情報を表示させることが常時でき、運用上の適用アプリケーションの拡大を図ることができる優れた効果を得られる。

図４は、本発明の他の実施の形態を示す液晶表示板を用いた電子タグの概略構造図である。

図示した書換可能な表示機能付電子タグ３０のベースとなる識別構成である電子タグ３１は、図１に示した電子タグ２１と同様であるが、電子タグ３１は、表示器として、図１、図２に示した電子ペーパー４の代わりに液晶表示器で構成された液晶表示板５を書換可能な表示機能付電子タグ３０のケース３２表面に配している。

図５に、図４に示した書換可能な表示機能付電子タグ３０の内部構成を示す。

図示した内部構成は、基本的に図２に示した構成と同様であり、書換可能な表示機能付電子タグ２１と同様の機能を有するが、電子タグ３１は、書換可能な表示器として、図１、図２に示した電子ペーパー４及び電子ペーパードライバ４ａの代わりに液晶表示板５と、液晶表示板５を駆動するための液晶ドライバ５ａとを備えて構成される。

アンテナコイル２で受信したリーダからの変調信号は、図２で説明した原理で同様に復調され、ＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納される。

ＩＣチップ記憶素子１０ｃに格納された情報は、バックアップのためのタグ記憶素子１１に供給され、記憶されると共に、情報は液晶ドライバ５ａに供給される。情報を受け取った液晶ドライバ５ａは、情報を液晶表示板５が表示できるフォーマットに変換し、液晶表示板５に供給する。液晶ドライバ５ａから変換された情報を受け取った液晶表示板５は、情報を液晶表示板５上に表示する。

以上説明したように、電子タグ３１の情報を可視化情報としてリアルタイム表示することが可能な書換可能な表示機能付電子タグ３０が得られる。この可能な書換可能な表示機能付電子タグ３０の実現により、図１、図２で説明したものと同様の優れた作用効果が得られる。

本発明に係る書換可能な表示機能付電子タグは、例えば固定資産用銘板などにも利用でき、直近の棚卸日時がその場で目視確認できるなど、ＲＦＩＤシステムへの広い応用展開が可能である。

本発明の実施の形態である書換可能な表示機能付電子タグを示す概略構造図である。 本発明の実施の形態である書換可能な表示機能付電子タグを示す内部構成図である。 ツイストボール方式による電子ペーパーの情報可視化動作原理を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態である書換可能な表示機能付電子タグを示す概略構造図である。 本発明の他の実施の形態である書換可能な表示機能付電子タグを示す内部構成図である。 背景技術のカード型の電子タグを示す概略構造図である。 背景技術のカード型の電子タグを示す内部構成図である。

符号の説明

１ 書換可能な表示機能付電子タグ
２ アンテナコイル
３ 電源
４ 電子ペーパー（表示器）
１０ ＩＣチップ
２１ ベースとなる識別構成である電子タグ
２２ ケース

Claims (7)

1. 対象物品に取り付ける電子タグ毎に個別情報が格納されたＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルとを備えた電子タグにおいて、上記ＩＣチップに格納した情報を上記電子タグ表面に表示するための表示器を有した構造であることを特徴とする書換可能な表示機能付き電子タグ。
2. 上記表示器が書換可能なものである請求項１記載の書換可能な表示機能付電子タグ。
3. 上記表示器が、電子ペーパーである請求項１または２記載の書換可能な表示機能付電子タグ。
4. 上記表示器が、液晶表示器である請求項１または２記載の書換可能な表示機能付電子タグ。
5. 上記表示器のための駆動源として電源を有する請求項１〜４いずれかに記載の書換可能な表示機能付電子タグ。
6. 上記電源が、上記電子タグの表面に設けられた太陽電池である請求項１〜５いずれかに記載の書換可能な表示機能付電子タグ。
7. 上記ＩＣチップの格納情報が、書換自在な不揮発性の記憶素子に記憶され、上記記憶素子によりバックアップ機能を有する請求項１〜６いずれかに記載の書換可能な表示機能付電子タグ。
   

Images