JP6455199B2 - 表示機能付き電子デバイス及びカバン物品 - Google Patents

Description

本発明は、空港での手荷物のチェックイン用に、手荷物に内蔵させて手荷物を識別できるようにする、表示手段を有する表示機能付き電子デバイス、及び、その表示機能付き電子デバイスを内蔵したカバン物品に関する。

従来、預けられる乗客手荷物のカバン物品を最終目的地まで送るために、カバン物品に荷札として取り付ける紙製バッグタグが、航空会社その他の輸送会社に使用されてきた。

従来、バーコードを印刷した紙製のバッグタグが、空港などでのチェックイン時に手荷物のカバンに取り付けられている。このバッグタグにより、バッグを自動仕分けし、適切な届け先に配送する。主要な空港では、バーコード付きのバッグタグを光学的に読み取る自動タグリーダを使用して手荷物を自動仕分けしている。

また、一部の航空会社では、既存のバッグタグに無線自動識別（ＲＦＩＤ）チップを埋め込んだ無線タグを使用している。

特許文献１では、バッグタグ機能として、表示機能付き電子デバイスをカバンに内蔵させて、その表示手段に手荷物の旅程または旅行に関する情報を表示するようにしたカバン物品を提案している。その電子デバイスの表示手段は、従来のバーコードを印刷した紙製のバッグタグと同様にバーコードスキャナで読取れる表示を、表示手段に表示している。更に、そのカバン物品の表示機能付き電子デバイスが備える通信モジュールで外部の通信機器、例えばスマートフォン等、と通信する。

特表２０１４−５１６１７５号公報

しかし、特許文献１では、電子デバイスの表示手段の表示を切り替える際に、大きな電力を要するので、電子デバイスがその表示の切り替えのために電池の電力を大きく消耗した。そのため、カバンに内蔵させた電子デバイスの電池を頻繁に交換する手間を要する問題があった。特に、物流管理システムで確認するスーツケース等のカバン物品の電子デバイスの電池を交換する必要が生じた場合には、カバン物品の物流の流れを妨げるので、物流管理を妨げる問題があった。

更に、表示手段を有する表示機能付き電子デバイスの電源が１次電池であるシステムでは、その表示を正しく表示する電池の電力が十分残っているか、もしくは表示維持に電力が不要な電子ペーパー等においては表示書換えを行ったかの有無判別が難しいので、その表示手段の表示内容が疑われ、情報表示の信頼性が損なわれる問題があった。

また、カバンの外側から、電力が無くなった電池を交換できるようにする特別な構成を設ける必要もあり、その構成の電子デバイスをカバン物品に収納するコストが高くなる問題があった。

本発明の課題は、上記の問題を解決し、従来外付けでしかＲＦＩＤやバーコード読み取
り管理が実現できなかった鞄を、ＲＦＩＤを鞄に内蔵して一体化することでペーパーレスにて通信できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、物品に組込まれることを前提とし、ディスプレイと表示ドライバ機能と制御素子を有する表示機能付き電子デバイスであって、アンテナと接続する外部インターフェースを備え制御部と記憶部を備える無線通信機能を有する電子回路を有し、前記無線通信機能を有する電子回路の少なくとも１つが、２つ以上の外部インターフェースを有する無線通信機能を有する電子回路であり、該無線通信機能を有する電子回路の前記外部インターフェースの少なくとも１つが外部のアンテナと電気接続可能であり、振動発電装置から電力が給電される端子を有することを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

本発明は、振動発電装置が発電した電力を受け取り各回路を動作させることで、各回路を動作させるために維持する内蔵電源の電力が少なくて済み、各回路が電力を必要とする際に振動発電装置に電力を発電させて必要な電力の一部、もしくは全てを得ることができる効果がある。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置の内部共振周波数が５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数であることを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが１３．５６ＭＨｚ周波数帯近傍のＨＦ帯電磁界を用い、該アンテナに接続して電力を受け取る機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが１３．５６ＭＨｚ周波数帯近傍のＨＦ帯電磁界を用い、該アンテナに接続してデータ送受信を行う前記無線通信機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが８６０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数帯近傍のＵＨＦ帯電波を用い、該アンテナに接続してデータ送受信を行う前記無線通信機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが２．４ＧＨｚ周波数帯近傍のマイクロ波を用い、該アンテナに接続してデータ送受信を行う前記無線通信機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記ディスプレイが電子ペーパーであることを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、カバン物品に組込まれることを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部も
しくは全てをキャパシタに一時蓄電し、前記ディスプレイの表示を書き換える駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てを二次電池に一時蓄電し、前記ディスプレイの表示を書き換える駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てをキャパシタに一時蓄電し、少なくとも１つの前記無線通信機能を有する電子回路の駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てを二次電池に一時蓄電し、少なくとも１つの前記無線通信機能を有する電子回路の駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスであって、前記無線通信機能を有する電子回路の前記２つ以上の外部インターフェースのうち、前記アンテナと接続する外部インターフェースとは異なる外部インターフェースが前記制御素子に接続されていることを特徴とする表示機能付き電子デバイスである。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスと振動発電装置を埋設したカバン物品であって、前記振動発電装置の錘の振動方向の軸がカバン物品を置く水平面に対して傾けて設置されることを特徴とするカバン物品である。

また、本発明は、上記の表示機能付き電子デバイスと振動発電装置を埋設したカバン物品であって、カバン物品に２つ以上のキャスター車輪が付属し、床をカバン物品が走行する際に発生する振動により前記振動発電装置が発電することを特徴とするカバン物品である。

本発明は、無線で表示機能付き電子デバイスのデータを読む設備が無い空港でも、従来の設備を用いて、紙製のバッグタグを添付したカバン物品と同様に扱えるので、このカバン物品の表示機能付き電子デバイスが紙製のバッグタグと同様に広く利用できる効果がある。

また、本発明は、電子ペーパー等で構成したディスプレイの表示を切り替えるために必要な電力は、その表示の切り替えが必要な場合に、振動発電装置を用いて電力を給電できるので、内蔵電源に少ない電力を蓄積するだけで、ディスプレイに有効な表示を長時間維持できる効果がある。

これにより本発明は、従来外付けでしかＲＦＩＤやバーコード読み取り管理が実現できなかった鞄を、ＲＦＩＤを鞄に内蔵し一体化してペーパーレスにて通信できるようにできる効果がある。

本発明の実施形態のカバン物品の外殻内に埋め込んだ表示機能付き電子デバイスと外部装置との間の無線通信システムを説明する図である。 本発明の実施形態のカバン物品の外殻と表示機能付き電子デバイスのディスプレイの関係を説明する概略図である。 本発明の実施形態の表示機能付き電子デバイスの回路構成を示すブロック図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態（以下、「本実施形態」と記載する）について、図１から図３を参照して説明する。

図１は、カバン物品の外殻１に埋め込んだ表示機能付き電子デバイス１００と外部装置との間の無線通信システムを説明する図である。表示機能付き電子デバイス１００と通信する外部装置は、スマートフォン等の携帯端末装置２００や手荷物検出システム３００等がある。

（携帯端末装置）
携帯端末装置２００は、図１のように、カバン物品の表示機能付き電子デバイス１００との間で、例えば、１３．５６ＭＨｚのＨＦ周波数帯域を用いて数ｍ以内の短距離の通信が可能な近接通信インターフェース２０１を有し、近接通信用アンテナ２０２を備えている。

近接通信インターフェース２０１と近接通信用アンテナ２０２は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３ＴｙｐｅＡ／Ｂ、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２，ＦｅｌｉＣａ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）等の通信規格で近接通信を行うリーダ／ライタであり、このリーダ／ライタで表示機能付き電子デバイス１００と通信して、表示機能付き電子デバイス１００に必要なデータを書き込む。

すなわち、表示機能付き電子デバイス１００を外殻１に内蔵したカバン物品の持ち主は、自宅で携帯端末装置２００の、近接通信用アンテナ２０２を含むリーダ／ライタを用いて、カバン物品の表示機能付き電子デバイス１００に無線で電力を供給する。そして、このリーダ／ライタで表示機能付き電子デバイス１００と通信して、必要なデータを表示機能付き電子デバイス１００に書き込む。

携帯端末装置２００として、スマートフォンやその他の携帯電話を用いることができる。また、近接通信インターフェース２０１と近接通信用アンテナ２０２を含むリーダ／ライタを備えたパーソナルコンピュータや、リーダ／ライタを備えた固定電話装置も携帯端末装置２００として用いることができる。

（変形例１）
変形例１として、携帯端末装置２００の近接通信インターフェース２０１と近接通信用アンテナ２０２が、１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯の周波数帯域を用いて、カバン物品の表示機能付き電子デバイス１００に無線でデータ書き込みに必要な電力を供給する一方で、携帯端末装置２００は、２．４ＧＨｚのマイクロ波周波数帯域で表示機能付き電子デバイス１００とデータ通信を行うようにシステムを構成しても良い。

すなわち、携帯端末装置２００が、２．４ＧＨｚのマイクロ波周波数帯域で、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ規格の通信、又は、無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉを含む）の通信で、表示機能付き電子デバイス１００とデータ通信
を行い、表示機能付き電子デバイス１００に必要なデータを書き込むようにすることもできる。

また、携帯端末装置２００は、通常用いる通信回線を通じて空港等のカバン物品を扱う手荷物検出システム３００と通信して、カバン物品の表示機能付き電子デバイス１００に書き込むべきデータを受信することができる。

（手荷物検出システム）
手荷物検出システム３００は、図１のように、無線タグを検出する通信用アンテナ３０１を有し、通信用アンテナ３０１と接続した無線タグ検出手段３０３と、コントローラ部３０４と表示手段３０５を備える。

手荷物検出システム３００はサーバと接続させ、手荷物検出システム３００がカバン物品の表示機能付き電子デバイス１００の、無線通信ＩＣ等の無線通信機能を有する電子回路１０から読取ったタグＩＤ（ＴＩＤやＵＩＤ）やＥＰＣコード、ユーザーメモリ領域に書き込んだ情報を、サーバの記憶するリストと照合することで、カバン物品の表示機能付き電子デバイス１００の、無線通信機能を有する電子回路１０用の無線通信ＩＣが付け替えられる等の改ざんの有無を検知するように構成することも可能である。

手荷物検出システム３００の通信用アンテナ３０１は、８６０ＭＨｚから９６０ＭＨｚのＵＨＦ帯域の周波数のＲＦＩＤ探索電波Ｗを送受信してスーツケース等のカバン物品の表示機能付き電子デバイス１００に応答させることでカバン物品を検出する。電波方式にすることで、通信用アンテナ３０１と表示機能付き電子デバイス１００との間の距離を数メートル隔てても検出できる効果がある。

（変形例２）
変形例２として、手荷物検出システム３００の通信用アンテナ１は、１３．５６ＭＨｚ等のＨＦ帯域の電磁界を用いて表示機能付き電子デバイス１００との間で無線通信を行うように構成することもできる。

（変形例３）
変形例３として、手荷物検出システム３００の通信用アンテナ３０１は、２．４ＧＨｚのマイクロ波周波数帯域のアンテナにすることもできる。そして、その周波数帯域で、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ規格の通信で通信し、又は、無線ＬＡＮ（Ｗｉ−Ｆｉを含む）で表示機能付き電子デバイス１００とデータ通信を行うようにすることもできる。

図１に示すように、手荷物検出システム３００は、コントローラ部３０４が無線タグ検出手段３０３を制御して、通信用アンテナ３０１からＲＦＩＤ探索電波Ｗをカバン物品の外殻１に埋設した通信用アンテナ２に向けて送信する。

カバン物品の外殻１の通信用アンテナ２がそのＲＦＩＤ探索電波Ｗを受信し、その通信用アンテナ２に接続した表示機能付き電子デバイス１００に信号を伝達する。そして、表示機能付き電子デバイス１００が、それに応答して、通信用アンテナ２から応答電波を返信する。

その応答電波を、手荷物検出システム３００が、通信用アンテナ３０１で受信する。そして、手荷物検出システム３００の無線タグ検出手段３０３が、応答電波の信号から表示機能付き電子デバイス１００を識別する情報を読取り、その情報をコントローラ部３０４へ伝送する。コントローラ部３０４は、その情報によりカバン物品を管理する。

（カバン物品）
図１のように、スーツケース又は手さげバッグ等のカバン物品の外殻１に、側面１ａ、上面１ｂ及び前面１ｃがある。カバン物品の外殻１は、例えば金属やプラスチック製の硬い外殻であってもよく、例えば織布製の柔らかい外殻１であってもよい。また、カバン物品の寸法は小型バッグであっても良い。カバン物品は、キャスターが無いカバン物品であっても良いが、振動源となるキャスター等を備えたスーツケース等のカバン物品が望ましい。

特に、カバン物品に２つ以上のキャスター車輪を付属させる事が望ましい。カバン物品に２つ以上のキャスター車輪を付属させることで、床をカバン物品が走行する際に、カバン物品に内蔵させた振動発電装置９に振動エネルギーが十分に供給される。そのため、その振動エネルギーにより振動発電装置９が十分に電力を発電できる効果がある。

また、カバン物品は、振動する台車や搬送ラインで運ぶ箱状のもので、振動するトラックに積んで輸送される箱状のものであっても良い。例えば、ある患者向けに分類した薬一式が入った箱を、病院の薬局から、患者の病室あてに配送する箱であっても良い。その箱状のカバン物品の外殻１に埋め込んだ表示機能付き電子デバイス１００のディスプレイ５に宛先の患者名や投薬名を表示させて判別させるカバン物品も用いることができる。

図２のように、カバン物品の外殻１内に、表示機能付き電子デバイス１００及び振動発電装置９を埋設させる。また、カバン物品の外殻１に、通信用アンテナ２と近接通信用アンテナ３を埋設する。これらのアンテナは、取っ手を含むカバン物品の樹脂の外殻１を射出成形で形成する際にアンテナ用の金属導体を樹脂内に埋め込んで形成することができる。また、アンテナとして、外殻１に導電性インクで印刷したアンテナを用いることもできる。

これにより、従来外付けでしかＲＦＩＤやバーコード読み取り管理が実現できなかった鞄を、内蔵鞄で一体化することでペーパーレスにて通信できるようにできる効果がある。

（振動発電装置）
カバン物品の外殻１に、一軸方向に振動する錘と周囲にコイルを持つ振動発電装置９を埋設し、その発電の出力端子を内蔵電源８の端子に接続する。カバン物品に設置する振動発電装置９として最適な錘の振動の内部共振周波数は、鋭意研究の結果、５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数の錘の内部共振周波数を持つ振動発電装置９を用いることが最適である知見を得た。

この、錘の振動の内部共振周波数が５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数の振動発電装置９として、例えば、外形寸法が３５ｍｍ×３５ｍｍ×１０ｍｍの寸法の振動発電装置９を用いることができる。

（変形例４）
なお、変形例４として、振動発電装置９は、膜状の圧電素子に錘を取り付けて、その錘の振動による膜状の圧電素子の歪みによって圧電素子に発電させる方式を用いることができる。その場合も、内部共振周波数が５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の共振周波数を持つ振動発電装置９を用いることが望ましい。

（変形例５）
また、変形例５として、振動発電装置９は、その振動素子を、錘の直線運動方式の振動素子でなく、捩りバネを用いて、捩り運動方式の振動素子を用い、その捩り振動によって
膜状の圧電素子に発電させる方式を用いることができる。その場合も、内部共振周波数が５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の共振周波数を持つ振動発電装置９を用いることが望ましい。

カバン物品に２つ以上の取っ手があるなど、カバン物品を縦向きや横向きに向きを変えて移動することがある場合において、カバン物品の外殻１に設置する振動発電装置９の向きを、図１のように、振動発電装置９の錘の振動方向の軸をカバン物品を縦向きに置く水平面に対して例えば斜め４５度方向に傾けて設置することが望ましい。

そうすることで、カバン物品を横向きに置く水平面に対しても、振動発電装置９の錘の振動方向の軸が、カバン物品を横向きに置く水平面に対して、同様に斜め４５度方向に傾いているので、振動発電装置９が、カバン物品を置く向きが変わっても変わらない有効な電力を発電できる効果がある。

そのように振動発電装置９の錘の振動方向の軸をカバン物品を置く水平面に対して傾けて設置することで、振動発電装置９が、カバン物品を移動させた移動方向の前後のカバンの振動、及び、移動方向に垂直な上下方向のカバンの振動から、ともに、振動エネルギーを吸収して発電できる効果があり、結果として振動素子を２つではなく１つに絞れることでコスト低減にも寄与できる。

（変形例６）
変形例６として、振動発電装置９を２台設置し、１つの振動発電装置９の錘の振動方向の軸を、カバン物品を置く水平面の方向に向けて配置し、もう１つの振動発電装置９の錘の振動方向の軸を、その水平面に垂直な上下方向に向けて配置することもできる。そうすることで、２台振動発電装置９の何れかが、カバン物品の前後の振動、又は、上下の振動から振動エネルギーを吸収するので、何れの方向に振動しても発電できる効果がある。

なお、振動発電装置９には、その発電部分と内蔵電源８に接続する端子との間に、発電部分の出力電圧を一定の電圧に変換する出力平準化回路を設けて出力電圧を一定に制御する回路を持たせることができる。

このように振動発電装置９を備えたカバン物品の表示機能付き電子デバイス１００のディスプレイ５の表示や無線通信機能を有する電子回路１０は、そのカバン物品の振動エネルギーによって電力一部もしくは全てを供給することができる。

そのため、移動に伴う振動発電で駆動したカバン物品内のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ無線モジュールと空港内に設置したｉＢｅａｃｏｎ（商標登録）端末を連動させることで、特に空港内でスーツケースを引きながら移動している人の位置情報取得ができる効果がある。

また、表示書換や無線駆動のために必要な電力を事前に何らかの方法で充電しておき、もしくは一次電池を保有しておき、振動行為自体をトリガにして表示書換や無線駆動を行ってもよい。

（アンテナ）
図３のように、表示機能付き電子デバイス１００の無線通信機能を有する電子回路１０の通信インターフェース回路１１のアンテナ端子に通信用アンテナ２を接続する。通信用アンテナ２は、手荷物検出システム３００と無線で通信を行うアンテナであり、手荷物検出システム３００からのＲＦＩＤ探索電波Ｗを受信する。通信用アンテナ２は、例えば銅線巻き線アンテナやエッチングアンテナ、導電印刷アンテナで構成し、取っ手を含むカバン物品の外殻１に固定する。

表示機能付き電子デバイス１００の整流回路４を、近接通信用アンテナ３に接続する。近接通信用アンテナ３は、携帯端末装置２００の近接通信用アンテナ２０２や、その他の外部装置のリーダライタが発生する電磁界を受信し、その電磁界が近接通信用アンテナ３に誘導した高周波電流を整流回路４が整流して内蔵電源８を充電させる。これにより、内蔵電源８が、制御素子７やディスプレイ５、無線通信機能を有する電子回路１０に電力を供給する。

近接通信用アンテナ３は、コイル状に形成しカバン物品の外殻１に固定する。ここで電力供給するための近接通信用アンテナは、給電用アンテナとデータ通信用アンテナが一体共有化していても良いし、別々にそれぞれ独立した形状をしていても良い。

図２のように、アンテナを表示機能付き電子デバイス１００の外に出して取っ手を含むカバン物品の外殻１に埋設することで、十分な大きさのアンテナをカバン物品の外殻１に固定することができる効果がある。これにより、十分な大きさのアンテナによって、送受信効率を良くできる効果がある。

すなわち、２分の１波長より少し短いアンテナエレメントの中心から離れた左右対称の２点に、Ｔロッド（マッチング・ロッド）と呼ばれるエレメントに平行な導体棒を通して給電するＴマッチ方式のアンテナを用いることができる等、調整が容易で電波の受信効率の良いアンテナを用いることができる効果がある。

また、カバン物品の外殻１に埋設したアンテナに表示機能付き電子デバイス１００のアンテナ用端子を電気接続させて用いることで、アンテナが表示機能付き電子デバイス１００の外に出されるので、表示機能付き電子デバイス１００の寸法を例えば５４．０ｍｍ×８５．６ｍｍのカード平面サイズ以下のサイズに小型化することができる効果がある。

一方、それらのアンテナを表示機能付き電子デバイス１００内に組み込んで表示機能付き電子デバイス１００を構成することも可能である。例えば、コイル状に形成した近接通信用アンテナ３を表示機能付き電子デバイス１００内に組み込んで通信用アンテナ２をカバン物品の外殻１の埋設した構成を用いる事ができる。

（表示機能付き電子デバイス）
図３のブロック図に、表示機能付き電子デバイス１００の構成を示す。図３のように、表示機能付き電子デバイス１００は、通信用アンテナ２と接続する端子、及び、近接通信用アンテナ３と接続する端子を持ち、近接通信用アンテナ３の電流の整流回路４と、電子ペーパー等のディスプレイ５とその表示ドライバ手段６と、制御マイクロコンピュータ等の制御素子７と内蔵電源８を有する。

そして、通信用アンテナ２の通信インターフェース回路１１を含む無線通信機能を有する電子回路１０を備えている。無線通信機能を有する電子回路１０は、例えば、無線タグ用ＩＣチップ（無線通信ＩＣ）等で構成する。

その無線通信機能を有する電子回路１０は、外部インターフェース端子を持つ無線タグ用ＩＣチップ（無線通信ＩＣ）等で構成され、通信用アンテナ２の通信インターフェース回路１１を含み、タグＩＤ（ＴＩＤやＵＩＤ）を記憶する記憶部１４を有する。

表示機能付き電子デバイス１００は、タグＩＤ（ＴＩＤやＵＩＤ）を記憶した無線通信機能を有する電子回路１０を半田付け実装で電子基板に組み込んでいるため、短時間に無線通信機能を有する電子回路１０を交換して改ざんする作業が困難である効果がある。そ
のため、カバン物品が空港等に滞在している短時間の間に改ざんする行為に対して大きなけん制効果を持ち、カバン物品のタグＩＤのセキュリティを高くできる効果がある。

（整流回路）
図３のように、カバン物品の外殻１に設置した近接通信用アンテナ３が、携帯端末装置２００の近接通信用アンテナ２０２や、その他の外部装置のリーダライタが発生する１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯域以下の周波数の電磁界を受信し、その電磁界が近接通信用アンテナ３に誘導した電流を整流回路４が整流して内蔵電源８を充電させる。内蔵電源８は、制御素子７やディスプレイ５、無線通信機能を有する電子回路１０に電力を供給する。

携帯端末装置２００等の外部装置が表示機能付き電子デバイス１００にデータを書き込む際に、又は、表示機能付き電子デバイス１００が有する電子ペーパー等のディスプレイ５の画面表示の切り替えが必要な場合に、携帯端末装置２００等の外部装置のリーダライタからの電磁界が近接通信用アンテナ３に誘導した電流を整流回路４が整流することで必要な電力を受け取り、その電力で電子ペーパー等のディスプレイ５の画面表示を切り替えることができる

（振動発電装置から給電される電極端子）
また、表示機能付き電子デバイス１００に振動発電装置９から給電される電極端子を設け、その電極端子に振動発電装置９を接続する。そして、ディスプレイ５の画面表示の切り替えが必要な場合に、その表示の切り替えに要する電力を、カバン物品の外殻１に与えられた振動から振動発電装置９が発電して表示機能付き電子デバイス１００に給電するようにする。

例えば、手荷物検出システム３００等の外部装置が表示機能付き電子デバイス１００にデータを書き込む際にそのデータを記憶するために必要な電力を、カバン物品の外殻１に与えられた振動から振動発電装置９が発電して、表示機能付き電子デバイス１００に給電する。

また、手荷物検出システム３００等の外部装置が表示機能付き電子デバイス１００の電子ペーパー等のディスプレイ５の画面表示を書き換える際に、カバン物品の外殻１に振動を与えることで、振動発電装置９が発電して必要な電力を表示機能付き電子デバイス１００に給電することで表示を書き換えて運用することができる効果がある。

これにより、表示機能付き電子デバイス１００が、１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯域以下の周波数の電磁界を発生するリーダライタを持たない手荷物検出システム３００等の外部装置とデータ通信を行いディスプレイ５の画面表示を切り替える必要を生じる場合も、振動発電装置９が発電して必要な電力を表示機能付き電子デバイス１００に給電することができる。

そのため、表示機能付き電子デバイス１００が少ない電力でディスプレイ５の画面表示を維持させて長時間ディスプレイに有効な表示を維持させることができる効果がある。

（内蔵電源）
内蔵電源８は、表示機能付き電子デバイス１００全体に電力を供給する。内蔵電源８には、充電可能な内蔵電源８を用い、振動発電装置９が発電して給電された電力を内蔵電源８に充電し、また、携帯端末装置２００の近接通信用アンテナ２０２や、その他の外部装置のリーダライタから給電された電力を内蔵電源８に充電し、その電力で表示機能付き電子デバイス１００を動作させる。

内蔵電源８は、コンデンサや、高速充放電が可能な電気二重層キャパシタ（スーパーキャパシタ蓄電素子）や、その他、一次電池やリチウムイオン電池などの充電可能な各種二次電池を用いることができる。

また、周囲環境に存在する微弱電磁波や光や熱や振動を利用して電力を発電する環境発電装置を設置し、その環境発電装置が内蔵電源８に電力を蓄積させることもできる。例えば、太陽電池を内蔵電源８に接続して内蔵電源８に電力を蓄積させるようにすることもできる。

また、内蔵電源８を電気二重層キャパシタ（スーパーキャパシタ蓄電素子）等のコンデンサで構成することもできる。そして、カバン物品の外殻１に振動を与えた短時間の間に振動発電装置９が発電して給電された電力や、携帯端末装置２００等の外部装置のリーダライタが発生する電磁界が近接通信用アンテナ３に誘導した高周波電流を整流回路４で整流して短時間の間だけ給電された電力を内蔵電源８で保持させる。

そうすることで、表示機能付き電子デバイス１００が電力を必要な間だけ、振動発電装置９等が発電した電力や、外部装置のリーダライタの電磁界から給電された電力を表示機能付き電子デバイス１００の各回路に供給して動作させるようにすることもできる。

この内蔵電源８には、その出力電圧を監視する監視回路を設けて、その出力電圧が所定のしきい値以上であるときに、監視回路から制御素子７へ、処理モードを変更するための信号を入力するようにしてもよい。

この構成によって、振動発電装置９の発電量が所定量以上あり内蔵電源８の出力電圧が所定のしきい値以上になったときに制御素子７が起動する。すなわち、振動発電装置９に与えられる振動エネルギーが所定の大きさ以上であり内蔵電源８に蓄積された電力が所定値以上に達した時に、表示機能付き電子デバイス１００を作動させたり、ディスプレイ５が表示する画像を書き換えるために電力を使用することができる。

（無線通信機能を有する電子回路）
表示機能付き電子デバイス１００の無線通信機能を有する電子回路１０は、図３のように、無線タグ制御部１３及び記憶部１４を有している。また、無線通信機能を有する電子回路１０には、２つの外部インターフェース、すなわち、通信用アンテナ２と電気接続する通信インターフェース回路１１と制御素子７と接続する有線インターフェース回路１２を設ける。

表示機能付き電子デバイス１００は、ＵＨＦ帯域の周波数の通信用アンテナ２と接続する無線通信機能を有する電子回路１０と、２．４ＧＨｚ近くの周波数帯域のマイクロ波の通信用アンテナ２と接続する無線通信機能を有する電子回路１０等の、複数の周波数帯域の無線通信機能を有する電子回路１０を組み込んで構成することもできる。

２．４ＧＨｚ近くの周波数帯域のマイクロ波で通信を行う無線通信機能を有する電子回路１０には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ規格の通信、又は、種々の無線ＬＡＮの規格（Ｗｉ−Ｆｉ規格）や、カナダのＤｙｎａｓｔｒｅａｍ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ社が開発したＡＮＴ通信規格（登録商標）等の通信を行わせることができる。

また、無線通信機能を有する電子回路１０として、ＥｎＯｃｅａｎ社のバッテリーレスで通信を行う規格の無線通信機能を有する電子回路１０を用いて、１ＧＨｚ以下の周波数（例えば、８６８ＮＨｚや３１５ＭＨｚ）で通信を行わせるようにすることもできる。

また、センサーネットワーク用の消費電力の小さい通信のＺｉｇＢｅｅの通信規格の無線通信機能を有する電子回路１０を用いて、２．４ＧＨｚの周波数や９００ＭＨｚ近くの周波数帯域や、８７０ＭＨｚ近くの周波数帯域で通信を行わせるようにすることもできる。

ここで、無線通信機能を有する電子回路１０に、２．４ＧＨｚ近くの周波数帯域のマイクロ波で低消費電力のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ規格の通信でデータ通信を行う無線通信機能を有する電子回路１０を用いる事が望ましい。

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ規格の通信は、省電力の間欠動作が可能であるため、振動発電装置９の発電で給電して内蔵電源８を例えば１０秒に１回駆動させ、その他の時間は振動発電装置９が発電した電力を内蔵電源８に給電するようにすることで、十分に通信を行うことができる効果がある。

無線通信機能を有する電子回路１０は、有線インターフェース回路１２を介して、例えば、有線Ｉ^２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）インターフェースや、シリアルインターフェースＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｓｍｉｔｔｅｒ）等で制御素子７に電気接続する無線通信機能を有する電子回路１０を用いる。

ここで、有線インターフェース回路１２を介して制御素子７から電力を受け取る無線通信機能を有する電子回路１０を用いることができる。有線インターフェース回路１２は、無線タグ制御部１３が、記憶部１４に記憶したデータを、ディスプレイ５に表示するために制御素子７に出力するので、無線通信機能を有する電子回路１０の表示データ出力用インターフェースとも言える。

無線通信機能を有する電子回路１０は、記憶部１４が記憶したタグＩＤ（ＴＩＤやＵＩＤ）等のデータを読み出して、通信インターフェース回路１１が、通信用アンテナ２から電波を送信する。

また、無線通信機能を有する電子回路１０は、記憶部１４が記憶したデータを、有線インターフェース回路１２を通じて制御素子７に送信し、制御素子７が、ディスプレイ５に、手荷物受取バーコード、フライトナンバー、目的地情報、空港情報などの旅程関連情報を表示するようにさせる。画像そのものをデータとして受け取っても良いし、制御素子７が受信データに応じて任意の出力内容を演算生成するアルゴリズムを持つファームウェアを格納していても良い。

ディスプレイ５に表示させる情報は、表示機能付き電子デバイス１００の現在位置に依存して変化させてもよい。そのため、表示機能付き電子デバイス１００の現在位置を測定するＧＰＳユニットを表示機能付き電子デバイス１００に備えさせてもよい。

無線通信機能を有する電子回路１０の通信インターフェース回路１１の通信周波数は、８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ帯域の通信周波数で通信させることができる。あるいは、２．４ＧＨｚ等のマイクロ波帯域で通信を行わせることもできる。

（変形例７）
また、変形例７として、無線通信機能を有する電子回路１０の通信インターフェース回
路１１の通信周波数を１３．５６ＭＨｚ等のＨＦ帯の通信周波数にして、そのアンテナ端子を近接通信用アンテナ３に接続させる構成にすることもできる。

また、タグＩＤを記憶部１４に記憶した無線通信機能を有する電子回路１０を制御素子７の回路に電気接続して用いるので、タグＩＤを記憶した無線通信機能を有する電子回路１０は容易には表示機能付き電子デバイス１００から取り外せない。そのため、無線通信機能を有する電子回路１０のタグＩＤのセキュリティが高い効果がある。

また、制御素子を介して、１３．５６ＭＨｚ等のＨＦ帯無線通信機能を有する電子回路１０と８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ帯無線通信機能を有する電子回路１０の記憶部１４を電子基板上で内部接続させても良い。これによって、ＵＨＦ帯の無線機能ラベルカバン物品外部に貼り付けるよりも、対改ざん性を向上させることができる。

（表示機能付き電子デバイスのディスプレイ）
図２のように、カバン物品の外殻１に埋設した表示機能付き電子デバイス１００のディスプレイ５を、カバン物品の外殻１の表面と面一に、外殻１の面との間に段差を生じないように嵌め込んで設置する。これによりカバン物品の外殻１の外側からディスプレイ５の表示画面を観察することができる。

表示機能付き電子デバイス１００のディスプレイ５は、無線タグを備えたカバン物品の外殻１の前面１ｃ、上面１ｂ、側面１ａの何れの位置にも設置でき、あるいは、カバン物品の取っ手部にディスプレイ５を設置することもできる。

ディスプレイ５を取っ手部に設置する場合は、表示機能付き電子デバイス１００から分離したディスプレイ５を用い、ディスプレイ５の電源配線や信号配線を表示機能付き電子デバイス１００の電気端子に接続するように構成することが望ましい。

ディスプレイ５は、不揮発性の表示装置で構成する事が望ましく、あるいは、電子ペーパー等の、画像を保持する期間中の消費電力の少ないディスプレイ５を用いる事が望ましい。それにより電力の供給が停止されても表示内容を保持することができる。

例えば、ディスプレイ５は、電気泳動方式や強誘電液晶、コレステリック液晶、エレクトロクロミック液晶等の電子ペーパーで構成する。一方、ディスプレイ５を、表示を求められた場合のみ表示するようにして、電子ペーパー以外の液晶、有機ＥＬなどをディスプレイ５に用いることもできる。

ディスプレイ５に表示させる画像は、紙製のバッグタグと同様にハンドスキャナ、バーコードスキャナまたは自動荷物スキャナなどの従来のインフラ品及び装置を用いて読取れる表示をする。すなわち、バーコードやＱＲコード（登録商標）を表示し、また、平文、リファレンス番号等を表示する。

これにより、無線で表示機能付き電子デバイス１００のデータを読む設備が無い空港でも、従来の設備を用いて、紙製のバッグタグを添付したカバン物品と同様に扱えるので、このカバン物品の表示機能付き電子デバイス１００が紙製のバッグタグと同様に広く利用できる効果がある。

また、電子ペーパー等で構成したディスプレイ５の表示を切り替えるために必要な電力は、その表示の切り替えが必要な場合に、振動発電装置９や外部装置から電力を給電できるので、内蔵電源８に少ない電力を蓄積するだけで、ディスプレイ５に有効な表示を長時間維持できる効果がある。

（制御素子）
制御マイクロコンピュータ等で構成する制御素子７は、表示機能付き電子デバイス１００全体の動作を制御する。制御素子７は、無線通信機能を有する電子回路１０と、有線インターフェース回路１２を介してデータをやり取りする。

制御素子７は、無線通信機能を有する電子回路１０の記憶部１４に記憶されているデータを用いて表示ドライバ手段６を制御してディスプレイ５に表示する。すなわち、ディスプレイ５に表示機能付き電子デバイス１００の識別情報や、また、表示機能付き電子デバイス１００が記憶している旅程や旅行、空港構内情報に関する情報等の、各種情報を表示する。

制御素子７には、無線通信機能を有する電子回路１０の記憶部１４に記憶したタグＩＤ（ＴＩＤやＵＩＤ）を指定、又は確認してから、無線通信機能を有する電子回路１０とのデータのやり取りや、その他の演算を行わせるようにすることもできる。

なお、表示機能付き電子デバイス１００を、制御素子７内に表示ドライバ手段６を組み込んで構成しても良い。更に、制御素子７から無線通信機能を有する電子回路１０までを１つの集積回路チップに一体に機能を組み込んで構成しても良い。

また、表示機能付き電子デバイス１００の制御素子７に、振動発電装置９の発電した電力の強弱を検出して、カバン物品の輸送中のイレギュラーな振動を検知し記録する機能を持たせることもできる。

更に、表示機能付き電子デバイス１００にセンサ素子を組み込んで特定物理量のセンシング機能も持たせる事も可能である。

１・・・カバン物品の外殻
１ａ・・・側面
１ｂ・・・上面
１ｃ・・・前面
２・・・通信用アンテナ
３・・・近接通信用アンテナ
４・・・整流回路
５・・・ディスプレイ
６・・・表示ドライバ手段
７・・・制御素子
８・・・内蔵電源
９・・・振動発電装置
１０・・・無線通信機能を有する電子回路
１１・・・通信インターフェース回路
１２・・・有線インターフェース回路
１３・・・無線タグ制御部
１４・・・記憶部
１００・・・表示機能付き電子デバイス
２００・・・携帯端末装置
２０１・・・近接通信インターフェース
２０２・・・近接通信用アンテナ
３００・・・手荷物検出システム
３０１・・・通信用アンテナ
３０３・・・無線タグ検出手段
３０４・・・コントローラ部
３０５・・・表示手段
Ｗ・・・ＲＦＩＤ探索電波

Claims (15)

1. 物品に組込まれることを前提とし、ディスプレイと表示ドライバ機能と制御素子を有する表示機能付き電子デバイスであって、アンテナと接続する外部インターフェースを備え制御部と記憶部を備える無線通信機能を有する電子回路を有し、前記無線通信機能を有する電子回路の少なくとも１つが、２つ以上の外部インターフェースを有する無線通信機能を有する電子回路であり、該無線通信機能を有する電子回路の前記外部インターフェースの少なくとも１つが外部のアンテナと電気接続可能であり、振動発電装置から電力が給電される端子を有することを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
2. 請求項１記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置の内部共振周波数が５Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数であることを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
3. 請求項１又は２に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが１３．５６ＭＨｚ周波数帯近傍のＨＦ帯電磁界を用い、該アンテナに接続して電力を受け取る機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが１３．５６ＭＨｚ周波数帯近傍のＨＦ帯電磁界を用い、該アンテナに接続してデータ送受信を行う前記無線通信機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが８６０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数帯近傍のＵＨＦ帯電波を用い、該アンテナに接続してデータ送受信を行う前記無線通信機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記アンテナのうちの１つが２．４ＧＨｚ周波数帯近傍のマイクロ波を用い、該アンテナに接続してデータ送受信を行う前記無線通信機能を有する電子回路を備えたことを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記ディスプレイが電子ペーパーであることを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、カバン物品に組込まれることを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てをキャパシタに一時蓄電し、前記ディスプレイの表示を書き換える駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てを二次電池に一時蓄電し、前記ディスプレイの表示を書き換える駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てをキャパシタに一時蓄電し、少なくとも１つの前記無線通信機能を有する電子回路の駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
12. 請求項１乃至１１の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記振動発電装置が発電した電力を受け取る機能を有する電子回路を備え、該電子回路が受け取った電力の一部もしくは全てを二次電池に一時蓄電し、少なくとも１つの前記無線通信機能を有する電子回路の駆動電力の一部もしくは全てを補助することを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスであって、前記無線通信機能を有する電子回路の前記２つ以上の外部インターフェースのうち、前記アンテナと接続する外部インターフェースとは異なる外部インターフェースが制御素子に接続されていることを特徴とする表示機能付き電子デバイス。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスと振動発電装置を埋設したカバン物品であって、前記振動発電装置の錘の振動方向の軸がカバン物品を置く水平面に対して傾けて設置されることを特徴とするカバン物品。
15. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の表示機能付き電子デバイスと振動発電装置を埋設したカバン物品であって、カバン物品に２つ以上のキャスター車輪が付属し、床をカバン物品が走行する際に発生する振動により前記振動発電装置が発電することを特徴とするカバン物品。
    

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