JP5745040B2 - 電子棚ラベルにおける干渉低減装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子棚ラベル（ESL）に関する。より詳細には、本発明は、電子棚ラベルにおける干渉を減らすための装置に関する。

背景

電子制御可能でコンパクトな表示器は、新しくてより広い応用を絶えず求めている。周知で着実に成長する応用分野を店舗および倉庫で見つけることができ、これらの場所では、棚の上の従来の紙の価格ラベルに代わって、電子棚ラベルを使用して価格および他の製品関連情報が表示される。

電子棚ラベルシステムは頭字語ESLによっても公知であるが、小売業者によって使用され、製品価格設定を棚に表示するシステムである。通常、電子棚ラベルは、小売棚の前縁に取り付けられる電子表示モジュールとして実現される。これらのモジュールは、いろいろな技術を使用して現在の製品価格、さらには他の情報も顧客に示す。通信網を使えば、製品価格変更の都度、価格表示を自動的に更新することができる。この自動化システムは、価格設定管理の人件費を削減して、価格設定の精度を向上させる。

ESLは、価格を頻繁にかつ正しく更新する必要がある数千ないし数万の製品品目を販売するような大規模店またはスーパーマーケットでの使用にとくに適している。

電子表示モジュールは、有線または無線通信によって集中管理システムから更新できる。有線のみのシステムは、個々のESL表示装置が多い場合にケーブル布線が複雑になるため、レイアウトの制約という明白な問題がある。無線システムは、各ESL表示器ごとに個別電源が必要であり、また電源寿命が長いこと、すなわち電池の動作寿命の条件が主要な技術的ボトルネックとなっている。加えて無線システムは、電池寿命延伸のために最小送信電力レベル動作を必要とする大量の個別送受信器を有する環境では、信頼できる通信路を提供可能なことが必要である。

ESL用途に適した表示技術は、紙のような高コントラスト外観、超低電力消費、および薄くて軽い形を備えた、いわゆる電子ペーパーディスプレイ（EPD）である。EPDは見る者に紙を読むような感覚を与えることを目的とし、その一方で、表示情報を電子的に更新する機能も提供する。EPDは、１つの可能性として、電子インクによって可能になる技術である。この種のインクは、電子回路による更新が可能な電荷を帯びている。電子インクは、フロントライトまたはバックライトを必要とせず、直射日光を含む広範な照明状況下で見ることができて、画像を保持する電力を必要としない反射性技術であるので、EPDに十分適している。表示されたデータを変更するときに電力を消費するだけである。いろいろなタイプの応用に広く適用するようになるには、無線ESLまたは同様の電子制御無線表示装置は、一部が製造プロセスによって、また一部は最終用途により決まる多くの条件、例えば、店員による店内での使用、環境および扱い易さに直面する。

国際公開第0067110(A1)号公報（イーリンク コーポレーション）は、電子インクおよびEPD技術を利用する電子棚価格ラベルシステム用の表示器を開示している。国際公開第0067110号公報の電子表示器は、カプセル型電気泳動表示媒体を含む印刷可能な電子表示装置を特徴とする。出来あがった電子表示装置は可撓性であり、大部分が印刷表示装置を応用したものである。さらに、本発明で使用するカプセル型電気泳動表示媒体は印刷することができるので、表示装置自体、安価に製造できる。カプセル型電気泳動表示媒体は、少なくとも２つの相、すなわち電気泳動造影剤相およびコーティング／結合相を含む光電子的に活性化する材料である。電気泳動表示媒体は、例えば、フルカラー、マルチカラー、または２色（例えば白黒）表示装置を形成できる。電気泳動相は、少なくとも１種類のカプセル封入された電気泳動粒子を含み、各粒子は、異なった物理的および電気的特性を有し、透明または着色懸濁流体に分散されている。コーティング／結合相は、電気泳動相を囲むポリママトリックスを含む。この実施例では、ポリマ結合剤中のポリマは、乾燥させるか、架橋させるか、または従来のインクのように硬化させることができ、したがって、カプセル型電気泳動表示媒体を基板上へ付着させる印刷プロセスを用いることができる。

製造の観点からESLは、かなり低価格ESLを達成するには、ロール・トウ・ロールまたはウェブベースの製造プロセスが好ましい。それによれば、このような製造方法に適合させるにはESLのカプセル化に厳しい制限が課されるが、それは、例えば構造部分に可撓性がある程度必要なためである。通常、ESLに必要であって許容レベルのコストおよび技術的性能を有するすべての構成要素が機械的可撓性構体として今日利用可能なわけではなく、この制限は製造方法でなんとか対処することが必要であろう。

ESLが製造プロセス中および以降の物流段階で容易に管理可能なためには、ESLのカプセル封止体は、いかなる突出縁部もしくは意図的な縁部または順序構造もなく、損傷を防ぐためのいくらか可撓性のある構造と、好ましくはカプセル封止体またはケーシングが均一な厚さになる必要がある。このような条件の理由は以下の通りである。例えば、製造業者からエンドユーザへ製品を簡単で容易なパッケージングで供給すること、ESLを棚で使用するには自動または手作業の何らかの準備（しばしば、従来の印刷情報をESLに加えることも含む）が必要なこと、および棚またはそのホルダにESLを設置し／取り付けることである。ESLは、準備段階で多くの処理を行なってから、棚にあるそれらの実質的に永続的な最終位置に設置される。これによって、これらの表示モジュールの要件は、例えば、ポケットなどに入れて個人で携行する小型電子装置のそれとは明らかに異なってくる。これはまた、材料の選択に多くの可能性を開き、そのうえ多くの場合、装置のサイズ／寸法の要件を軽減する。さらに、ESLの構造およびカプセル封止体は、カプセル封止体自体による最小のもしくは無視可能な干渉によって、または店内のESLが取り付けられた金属棚などの周囲の構造物によって制御システムとの無線通信を行なえるようにする必要がある。

加えて、いくつかの応用におけるカプセル封止された装置の好ましい形状は、真直ぐなカードタイプ形状ではなく、外観および読み易さを改良するためには、ESL表示装置もわずかに湾曲した形状を持たせて、外方に湾曲した面上で表示情報が見えるようにすることができる。また、多くの応用では、極端に薄い製品は好ましくないことがあり、これは、ESLの取扱いが難しくなるためである。

国際公開第2009103857(A1)号公報（マリセンス オイ）はESL用の薄い層状表示器を開示し、これは、表示材料を有する可撓性表示層、好ましくは電子ペーパ、電極構体を有し表示材料を駆動する可撓性バックプレーン層、剛性構成要素、および弾性層を含むものである。この表示器は、バックプレーン層に配置されたアンテナを含む無線通信手段を備えている。この薄い層状構造によって、ロール・トウ・ロールまたはウェブベースの製造プロセスが可能になる。

国際公開第2009103857号公報による表示モジュールの主な利点は、実質的に薄くて可撓性のある表示モジュール積層体が機械的衝撃に対する機械的耐性があること、ならびに完全に滑らかな外面および均一な厚さによって全体が扱いやすくなっていることである。さらに、カプセル封止技術によれば、内部アンテナ使用の無線通信が良好な性能を呈するケーシングが出来る。さらなる利点は、ESLの外観が顧客に馴染みのある紙シートまたは紙ラベルに類似し、従来の紙ラベルと同じタイプのホルダ、ポケットまたはスペースに配置できることである。これによってさらに、より新型の電池技術にありがちな高価格ではなく、長作動寿命が得られるエネルギー源、例えば電池方式を使用することが可能になる。

ESLは、国際公開第2009103857号公報におけるように、変調された後方散乱波で通信する入射RFから給電可能なセミアクティブRFタグとして実現できる。後方散乱技術は、比較的、隣接する金属物からの干渉の影響を受ける。ESLを、しばしば導電材からなる棚、一般には金属性の棚に取り付けると、これらの金属棚は、そこに取り付けられたESLに対してRF干渉を引き起こす。

本発明

本発明の目的は、従来技術のESLの問題を回避して、従来技術のESLよりも隣接する棚からの干渉が少ないESLを達成することである。

本発明は、棚とアンテナとの間のアンテナ回路基板に、すなわち棚に最も近いアンテナ回路基板の側部に、アンテナから電気的に絶縁された複数の小さなリング共振器を設けることによって、ESLのアンテナを金属棚から電気的に絶縁するという考えに基づいている。このようにして、棚からの干渉を著しく減らすことができ、ESLのRF動作が改善される。

隣接する棚からの干渉を減らす装置に関連する本発明は、請求項１および他の請求項の好ましい実施形態において詳細に定められる。また本発明は、棚からの干渉がより少ない請求項１による装置を備えているESLに関する。

前述した、またその他の本発明の目的、特徴および利点は、添付図面と併せて以下の本発明の好ましい実施例の詳細な説明からより明らかに理解される。
製品価格を棚に表示する電子棚ラベルシステムを示す図である。 本発明によるESLモジュールをプラスチックホルダとともに示す図である。 本発明によるアンテナ回路基板の上面図、および リング共振器の詳細を示す図である。

好ましい実施例の詳細な説明

図１は、スーパーマーケットまたは同様の販売環境でセミアクティブタグとして実現されるESL（電子棚ラベル）100を用いるESLシステムを示す。棚101はESL表示装置を備え、これは通常、プラスチックESLホルダ102を担持した棚レールに取り付けられている。ESL表示装置は、棚上の製品に対応して顧客が容易に知覚できる位置に置かれる。

ESL表示装置は基地局103と無線方式で通信する。この無線通信方式は受動的な後方散乱無線通信に基づくものでよい。この方式によれば、基地局は無線信号を能動的に送出し、ESLモジュールは、このアクティブな無線通信では応答せずに、無線送信器を使わないで基地局信号の反射電力を変調することによって、応答する。この変調は通常、ESLモジュールにおいて、ESLアンテナの負荷状況を変えることによって、例えば、アンテナを接地電位と非接地電位の間で断続することにより行なわれる。後方散乱信号のこの変調によって、ESLモジュールは基地局に、さらには店舗レベルサーバ104に応答することができる。

各ESLモジュールは、基地局からの送信を聴取して、当該ESLモジュールが知っている自己の識別コードによりこれを識別することができる。新しい情報、命令またはコマンドを基地局経由で店舗サーバから受信した後、ESLモジュールは、反射した後方散乱変調波を適切かつ適時に用いてこれらの命令の受信確認をすることができ、店舗レベルサーバは、その応答が当該ESLモジュールから到来したことを認識する。これを容易に行なうために、店舗サーバは、特定のESLモジュールに向けて送信した後、ある聴取期間を設けてそのモジュールにこの期間中に応答する機会を与える。

基地局は通常、有線方式、例えばイーサネット接続を経由して、またはWLANもしくは相応の無線通信接続を経由して基地局制御装置105へ接続される。この基地局制御装置はさらに、価格および他の製品情報を含む店舗レベルサーバで動作する制御装置ソフトウェアに接続されている。一部の小売チェーンでは、本社にだけサーバを有することがある。

店舗レベルサーバに予めプログラムされた命令に従って、もしくは小売店経営者によって手動にて店舗レベルサーバで局所的に、または店舗チェーンレベルサーバ108から受信した命令により遠隔で価格情報が変更されると、この情報は基地局を通して個々のESL表示装置に送られる。この同じ価格情報は、店舗レベルサーバと通信するよう配置された精算カウンタ106でも利用可能になっている。この他に、個々のESL表示装置に送られる情報内容を変更可能なものは、携帯端末107の使用である。携帯端末は、店舗スタッフの一員が用いることができて、店員は、店内を自由に歩き回って、店舗レベルサーバおよびPOSシステムと無線方式で通信する。この通信は、固有の無線通信機能を有する携帯情報端末（PDA）型の計算装置が使用可能な無線通信ネットワークにより行なうことができる。携帯端末は限られた機能だけを含むことができるか、または、装置の処理能力に応じてこれを使用し、店舗レベルサーバで動作するアプリケーションの全機能を制御することができる。ESL表示装置数の少ない小店舗のいくつかのアプリケーションでは、別個の店舗レベルサーバに代わって携帯端末装置を用いてもよい。携帯電話は、POSに対して、さらには価格設定システムに対しても連絡手段として用いることもできる。

さらに店舗レベルサーバは、同じ店舗チェーンに属するいくつかの店に同一の価格および製品情報を提供できるチェーンレベルサーバに接続できる。

図２は、ESL表示モジュール100をプラスチック製クリップホルダ200とともに示し、表示モジュールがクリップホルダ200に取り付けられている。ホルダ200は通常、棚の前方レールに取り付けることができ、ESL表示装置の簡単な取付けが容易になる。ESLモジュールは、棚に、または別体ホルダのない棚縁の他の構体に直接取り付けることもできる。

図１に例示の実施例において、ESLモジュールの寸法は、約90ｍｍ（幅）×45ｍｍ（高さ）×２ｍｍ（厚さ）である。これによって表示モジュールまたはラベルは、手で扱いやすい便利なサイズになり、棚において適切なサイズのスペースを占め、さらには顧客にとって十分に見やすい大きな文字および数字となる。

上記の寸法は、モジュールのサイズの程度を思い浮かべるほんの例示である。本発明によるモジュールの寸法は、応用例に応じてこれらから変更できる。

図２に示すESL表示モジュール100は層状構造を有する。これは基本的に、電子ペーパ表示材料を含む可撓性電子ペーパ表示層201と、表示を制御する電極構造（図示せず）を有する可撓性回路基板としてのバックプレーン層と、実質的に剛性のバッテリーと、上記剛性バッテリーのカットアウト空間を有する弾性層とから成り、上記剛性バッテリーの厚さは、上記可撓性表示層の厚さおよび上記可撓性バックプレーン層の厚さより大きく、また、上記弾性層は、本装置の全厚が実質的に均一になるように構成されている。

本モジュールはさらに、変調された後方散乱波で通信する入射RFから給電されるセミアクティブRFタグとしてESLが実現されているので、表示制御装置と同じ可撓性回路基板203上にある２つの三角形アンテナパターンから成るアンテナ202（図3a）と、別の可撓性回路基板とによる無線通信機能を備えている。

剛性蓄電池は、上記表示装置、バックプレーン、制御回路基板および弾性層を一緒に積層することによってカットアウト空間内に封入されている。さらに、表示層、バックプレーン層、弾性層および剛性蓄電池は、２つの保護層の間に位置されている。剛性構成要素は、バックプレーンおよびアンテナの下のサブモジュールとして機能する別の可撓性印刷回路基板に取り付けられている。

ESLの製造は、基本的にウェブタイプのロール・トウ・ロール製造方法で実現されるが、これは本発明にとって重要でないのでここでは詳細に述べない。連続ウェブ形状の製品は、個々のラベル100にダイカットすることができる。

バックプレーン・アンテナ回路基板203およびESL制御回路基板は、パターン状導電性銅層でパターン化されたプラスチックフィルム（PETまたはPCまたはPVCまたはポリイミド）である。導体の形成およびパターン化は、それ自体当業者に知られた何らかの方法を使用して、例えば、導電性インクを直接印刷することによって、または薄い金属層をエッチングすることにより、行なうことができる。バックプレーンの下面は、同様にパターン化された表示セグメント給電線を有する。各表示セグメントは、好ましくは、例えばレーザ処理したビアを通して対応の表示セグメント給電線に電気的に接続されている。また、当業者に明白なように、給電スルービアを施す他の方法も可能である。バックプレーンセグメントから、この例では可撓性電子表示ウェブの前面にある表示前部電極までの電気的接触を行なうために、導電テープをバックプレーン領域に積層し、これは前部電極給電線として作用する。あるいは、導電テープの代わりに、導電ペーストまたは接着性のある同様の材料をバックプレーンウェブに施し、前部平面電極と接続してもよい。

さらに、本発明によれば、ESLは、棚とアンテナとの間のアンテナ回路基板上に、すなわち棚に最も近いアンテナ回路基板の側部に、アンテナから電気的に絶縁された複数の小さいリング共振器204を設けることによって、金属棚から電気的に絶縁されている。リング共振器はリング210およびリング内に開口部211を備えることによって、リングがインダクタとして機能し、開口部がコンデンサとして機能する。全てのリング共振器が共通の中心線205上に配置され、この線は、棚に最も近い回路基板の縁206と平行である。リング共振器は全て同じ直径を有し、基本的には、直径はESLの幅より小さく、通常は５〜１０ｍｍである。このようにして、棚からの干渉を著しく減らして、ESLのRF動作を改善する。リング共振器を基板の他の側部に、例えば、回路基板上のアンテナ信号接続点207の近くのアンテナ連結端部に、さらに配置してもよい。

さらなる利点として、本発明による製造プロセスでは、形状が湾曲可能な表示ラベルを製造することができる。これは、適切な材料を選択するとともに、異なる積層間の張力を調整することにより行なうことができる。表示ラベル100の上面は、例えば凸面または凹面でよい。

本発明は、かなりの厚さ、少なくとも１ｍｍを超えて通常は２ｍｍの範囲内であるにも拘わらず、ある程度の可撓性を有し、しかも良好に原形を維持する表示モジュール構造を製造することができる。さらに、カプセル封止した表示モジュール100は、そのサイズと比べて非常に軽く作ることができ、手動および自動による扱いが便利で容易である。従来の製品およびカプセル封止方法では、厚さを増せば通常、可撓性が低下するが、本発明による製品では、装置ESLの一部として従来の剛性構成要素を用いていても、その可撓性および利点が良好に維持される。

Claims (8)

1. 層状構造を有する無線電子棚ラベル（ESL）での干渉低減装置であり、前記ESLは、
   表示材料、バックプレーン材料構体とアンテナとを有するアンテナ回路基板、ならびに前記表示および無線通信などの前記ラベルの動作を制御する制御電子回路を有する制御回路基板装置を含む表示層と、
   電池などの剛性構成要素用の空間を有し、前記ラベルの実質的に均一な全厚を形成するように配設された弾性層とを有し、
   前記制御回路基板装置はさらに、変調された後方散乱波による無線周波通信手段を含む干渉低減装置において、
   該干渉低減装置は、前記アンテナ回路基板上に配設されたリング共振器装置であり、該リング共振器装置は、前記ESLが取り付けられる電導性棚から該ESLを絶縁し、
   前記リング共振器装置は複数のリング共振器を含み、該リング共振器は、前記アンテナから電気的に絶縁され、前記ESLが前記導電性棚に取り付けられたとき少なくとも該導電性棚に最も近くなる側部に配設されていることを特徴とする干渉低減装置。
2. 請求項１に記載の干渉低減装置において、前記リング共振器は、少なくとも共通中心線上に配設され、該中心線は、前記導電性棚に最も近い前記回路基板の縁と平行であることを特徴とする干渉低減装置。
3. 請求項１に記載の干渉低減装置において、前記リング共振器は、すべて同じ直径を有し、該直径は、前記ESLの幅より実質的に小さく、通常は、前記アンテナ回路基板の幅または長さの２０％未満であることを特徴とする干渉低減装置。
4. 請求項１に記載の干渉低減装置において、前記リング共振器は、前記アンテナ回路基板の他の側部、例えば、該基板のアンテナ端部にも配設できることを特徴とする干渉低減装置。
5. 請求項１に記載の干渉低減装置において、前記リング共振器は、リングと該リングの開口部とを含み、該リングがインダクタとして機能し、前記開口部がコンデンサとして機能することを特徴とする干渉低減装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の干渉低減装置を有する無線電子棚ラベル。
7. 請求項６に記載の無線電子棚ラベルにおいて、前記アンテナおよび前記リング共振器は、１つのアンテナ回路基板上の異なる側部に、または互いに重なり合う個々の回路基板上に配置されている無線電子棚ラベル。
8. 請求項６または７に記載の無線電子棚ラベルにおいて、前記アンテナおよび制御電子回路用の前記回路基板は可撓性である無線電子棚ラベル。

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