JPWO2012035816A1 - 無電源データ表示装置 - Google Patents

Abstract

現在、ＲＦＩＤカードは各種あり、広く普及しているが、使用ＲＦ周波数は同じでも通信プロトコルが異なるため共通に使用できるＲＦＩＤカードや関連機器がほとんどないことに鑑み、このように広く普及しているＲＦＩＤカードとカード読み取り機のような各種装置を共通に利用できる無電源データ表示装置の提供を課題とする。ＲＦＩＤカード読み取り機からの信号を検波整流して電源とし、内蔵のデータメモリからデータを読み出して表示することにより電池等の電源を必要とせずデータを表示することができる無電源データ表示装置とする。

Description

本発明は、ＲＦＩＤカード読み取り機からの読み取り信号エネルギーを電源として、内蔵するデータを表示するデータ表示装置に関するものである。

近年、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ 「電波による個体識別」の略称）と呼ばれるＩＤデータを埋め込んだＲＦＩＤカードから、電磁界や電波などを用いた近距離の無線通信によって情報をやりとりするもの、およびこうした技術を適用したものが広く利用されるようになった。こうしたＲＦＩＤカードの例としては、特に鉄道やバス等の交通機関における乗車カード（Ｓｕｉｃａ（登録商標）、ＰＡＳＭＯ（登録商標））、及び電子マネー（Ｅｄｙ（登録商標）、ｉＤ（登録商標）、ＴＡＳＰＯ（登録商標））等の非接触カードがある。

このようなＲＦＩＤカードは、非接触でデータを送受できることを特徴とし、カードに内蔵されたアンテナがカード読み取り機からの電波を受信し、検波整流して電源とし、カードに内蔵されたデータを送受信するものである。

ところで、上記ＲＦＩＤカード読み取り装置からは、常時ＲＦＩＤカードのデータを読み取るための読み取り信号が送信されている。この読み取り信号Ａは、例えば図４に示すように、通常プリアンブル信号Ｂに続きビット列で変調されたコマンド信号Ｃ、パラメータ信号Ｄ、および無変調のキャリアで構成されている。ＲＦＩＤカードは、プリアンブル信号Ｂの部分でＲＦＩＤの初期動作に必要なエネルギーを蓄えることができ、このエネルギーを用いてコマンドビット列を復調して、必要な情報を送り返すことができる。

上記読み取り電波の伝達方式は大きく分けて電磁誘導方式と電波方式とがある。現在多く採用されているのは電磁誘導方式であり、電磁誘導方式は、ＲＦＩＤカードのアンテナコイルとカード読み取り器のアンテナコイルを磁束結合させることで、エネルギーおよび信号を伝達することができる。電磁誘導方式は、電波方式に比べてエネルギーを効率的に伝達できるので、乗車カードや電子マネーのＲＦＩＤカードとして利用されている。

このＲＦＩＤカードの規格はＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３（ＴｙｐｅＡ、ＴｙｐｅＢ）および１８０９２で標準化されており、３つのタイプがある。１４４４３のＴｙｐｅＡはオランダのフィリップス社が開発した規格で、ＭＩＦＡＲＥ（登録商標）と呼ばれ世界で最も普及しており、日本ではタバコの購入カードＴＡＳＰＯ（登録商標）に使用されている。同ＴｙｐｅＢは米国モトローラ社が開発した規格で、日本では住民基本台帳カードに使われている。

規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２によるＲＦＩＤカードはソニーが開発し、Ｆｅｌｉｃａと呼ばれ日本国内では交通カード（Ｓｕｉｃａ（登録商標）、Ｓｕｉｃａ（登録商標）定期、ＰＡＳＭＯ（登録商標）等）や電子マネーカード（Ｅｄｙ（登録商標）、ｉＤ（登録商標）等）として最も普及している。上記３つの規格によるＲＦＩＤカードはいずれも通信周波数は１３．５６ＭＨｚであるが、互いに通信プロトコルが異なるので相互通信はできない。現在、通信はできないまでも、全タイプに共通で使用できる機器は存在していない。

実用新案登録第３１１６０９１号公報

前述のように、ＲＦＩＤカードとその読み取り機には数種類があり、これら全てを共通に活用できる機器の開発が課題である。また、該読み取り機からは常時読み取り信号が送信されており、この信号エネルギーを有効に活用することも課題である。

上記課題を解決するために、本発明に係る無電源データ表示装置は、ＲＦＩＤカード読み取り機からの読み取り信号を受信する受信手段と、受信手段が受信した読み取り信号から電源を得るための検波整流手段と、情報を表示するための表示手段と、データメモリとを有し、読み取り信号を受信するとデータメモリからデータを読み出して表示手段に表示することができるように構成されている。

表示手段は発光ダイオードを有してデータを表示することとしてもよい。

表示手段は表示器やＬＥＤの代わりに高感度スピーカーを備えて、音声を発してデータを音として表示することとしてもよい（本発明は、スピーカー等による音声等の発生も情報の表示とするものである。）。

該無電源データ表示装置は、データメモリから読み出したデータを目視的に表示する表示手段、読み取り信号を受信するすると発光素子を点滅される点滅手段、およびデータメモリから読み出したデータを音声的に表示する表示手段のうち、少なくとも２つを有することとしてもよい。そうすればデータメモリから読み出したデータを目視的に（点滅の場合には視覚的に注意を喚起するように）、または音声的に、さらには目視的および音声的に表示することができるから、表示される情報量を豊富にできることはもとより、視覚障害者および聴覚障害者に情報を提示することも可能となる。

該無電源データ表示装置が、検波整流手段で得た直流エネルギーを電源として蓄積するためのコンデンサー（電源エネルギー蓄積素子）を有していれば、読み取り信号が途絶えた後も、蓄積されたエネルギーによって表示器の表示時間を延長させることができる。

該無電源データ表示装置が、ＲＦＩＤカード収納装置と一体化されていれば、例えば乗車カードを改札口のＲＦＩＤ読み取り機に近づけたときに、該無電源データ表示装置も改札口のＲＦＩＤ読み取り機に近づけられて、該無電源データ表示装置に格納されているデータを表示することができる。

該無電源データ表示装置において、データメモリが、格納するデータを該無電源データ表示装置の外部から書き替える可能なものであれば、該無電源データ表示装置に接続コネクターを設けることで、データメモリ中のデータを、パソコンのような外部機器から書き替えることもできる。

該無電源データ表示装置において、データメモリが一端側端子を有して、該無電源データ表示装置が有する他端側端子に着脱可能に実装されていれば、データメモリによって表示すべきデータを、データメモリの交換によって交換することができる。

本発明に係る無電源データ表示装置は、内蔵データメモリのデータとして、例えばおみくじのような吉凶の簡単な運勢情報を格納した場合には、例えばサラリーマンが朝の出社時に改札口で、ＲＦＩＤカード定期券と共に本発明の無電源データ表示装置を定期券読み取り機に近づけたときに、運勢情報の任意のデータが呼び出され、「大吉：今日は何事もかなう」等の運勢が表示器に表示され、味気ない出社時の一服の清涼剤とすることができる。また、データとしてアニメのキャラクターの顔を格納した場合には、改札口やタバコ自動販売機ＲＦＩＤカード読み取り機に近づけると、そのたびに色々なキャラクターを表示されるなどして、楽しむことができる等の種々の応用が可能である。

また、液晶表示器のような表示器に替えて、あるいはこれら表示器とともに、ＬＥＤ点滅点灯用ＩＣに複数個の発光ダイオードを接続した場合には、本願の無電源データ表示装置を、例えばＲＦＩＤカード定期券の収納装置と一体化して自動改札機のＲＦＩＤカード読み取り機に近づけると定期券のデータ送受を行う一方、読み取り信号を電源エネルギーとして本無電源データ表示装置の発光ダイオードがキラキラ点滅させること等ができて、単調な自動改札通行をちょっとした楽しみとすることができる。

さらに、液晶表示器のような表示器に替えて、薄型スピーカーと音声発生回路を内蔵した場合には、本無電源データ表示装置を自動改札機やタバコ自動販売機のようなＲＦＩＤカード読み取り機に近づけると、警報音のような音声を聞くことができることも「癒し」になる。

上記説明では、液晶表示器、発光ダイオード、スピーカーをデータの表示に用いる例を説明したがこれら要素の複数を備えることにより、さらなる楽しみや癒しの効果を得ることができる。

上記効果に加えて、本発明に係る無電源データ表示装置は、ＲＦＩＤカード読み取り機からの信号を電源としており、電池等の内蔵電源を必要としないため、そのケースは電池交換のための可動部等が不要となって耐久性が向上するという効果がある。

本発明に係る無電源データ表示装置の一実施例における正面図である。 図１に示す無電源データ表示装置の背面図である。 図１に示す無電源データ表示装置の側面図である。 図１に示す無電源データ表示装置の概略構造図である。 図１に示す無電源データ表示装置のブロックダイヤグラムである。 ＲＦＩＤカード読み取り機の信号の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

図１ａは本発明の一実施形態に係る無電源データ表示装置の平面図であり、図１ｂはその側面図であり、図１ｃはその側面図である。

本発明の一実施形態に係る無電源データ表示装置１は、ＲＦＩＤカード読み取り機（図示せず）からのＲＦ信号を受信するためのアンテナコイル４１（後述）を内蔵し、その信号を内蔵回路（後述）により整流して電源とするものであり、液晶表示器２にデータメモリ５４からのデータを表示し、同様にＬＥＤ表示器３を点灯させ、あるいはスピーカー４（スピーカー4は例えば薄型スピーカーである。）から音声を発生することができる。

図１ｂは、無電源データ表示装置１をＲＦＩＤカード収納装置と一体化したときにおける裏面（背面）を示す図である。無電源データ表示装置１の裏面には、例えば袋状のＲＦＩＤカードカバー５を配設し、カード挿入部６を除いた周辺部が無電源データ表示装置１の裏面に一体化されてＲＦＩＤカードカバー５が脱落しないように構成されている。また、ＲＦＩＤカードカバー５にはカードを取り出しやすいよう切り欠き７が形成されている。

上記のＲＦＩＤカード収納装置と一体型の無電源データ表示装置１の裏面にＲＦＩＤカードを挿入し、例えば自動改札機（すなわちＲＦＩＤカード読み取り機）に近づけることで、ＲＦＩＤカードの情報送受が行なわれるとともに、無電源データ表示装置１にデータが表示（音声発生、ＬＥＤ点灯）される。

図３は、無電源データ表示装置１のブロックダイヤグラムを示すものであり、このブロックダイヤグラムは、データ表示として液晶表示器２による文字・画像表示、スピーカー４による音声発生、およびＬＥＤ３による点灯の全ての表示を行う場合のものである。

ＲＦＩＤ読み取り機の使用周波数に同調されているアンテナコイル４１に受信されたＲＦＩＤカード読み取り機からのＲＦ信号は、検波整流部５１により直流に変換され、その直流エネルギーは、スーパーキャパシターや充電電池等の電源エネルギー蓄積素子５８に充電されるとともに、シーケンサー５３、データメモリ５４、液晶表示器駆動部５５、音声発生部５６、ＬＥＤ点灯部５７に供給される。

上記構成は３つの機能を一体化した場合のものである、これらの３つの機能を１つ、または複数有するように構成することも可能であり、そうした場合には、上記のそれぞれの機能を実現するための構成要素を適宜選択して構成すればよい。

液晶表示器２が表示されるまでを例に説明すると、まず無電源データ表示装置１がＲＦＩＤカード読み取り機に近づけられると、そのＲＦ信号がアンテナコイル４１で受信され、検波整流部５１で整流された直流電源５２が例えばカウンターで構成されたようなシーケンサー５３に供給されると、そのカウンター出力に相当するアドレスのデータメモリ５４のアドレスに相当するデータが、表示器駆動部５５に送られ液晶表示器２に表示され、ＲＦＩＤカード読み取り機からの信号を受信できなくなるか、あるいはエネルギー蓄積素子の電源エネルギーがなくなるまでその表示が続行される。

次に、また無電源データ表示装置１がＲＦＩＤ読み取り機に近づけられるとシーケンサー５３のカウントが進み、データメモリ５４からは上記とは異なるデータが読み出されて表示される。

例えば、表示データとして各種占い結果をランダムに格納しておけば、今日は大吉が出でたから何事もうまくいくとか、凶がでたので注意しようというように占いをすることができる。もちろんデータは、占いに限らず、アニメのキャラクター画像データ、またはじゃんけん遊びのデータ等を好みに合わせて格納することができる。

次に、音声発生とＬＥＤ点灯について説明する。警報音発生ＩＣを有する音声発生部５６に電源が供給されたときのみスピーカー４から音声を発生し、同様にＬＥＤ 間欠点灯ＩＣを有するＬＥＤ点灯部５７に電源が供給されたときのみＬＥＤ３を点灯することも可能である。

図２は無電源データ表示装置１の概略構造図であり、ここで、ＲＦＩＤ読み取り機からの信号を受信するアンテナコイル４１、検波整流部５１、シーケンサー５３、データメモリ５４、表示駆動回部５５、音声発生部５６、およびＬＥＤ点灯部５７を実装した実装基板４２は、薄型スピーカー４、液晶表示器２およびＬＥＤ（複数）３とともに、基板４０（例えばいわゆるフレキシブル印刷基板）に実装されている。

この基板４０は基板表カバー３０によって上面をカバーされている。カバー３０液晶表示器２（ＬＥＤ表示器３）の表示文字等の目視部分は、表示器用切り欠き２ａ（ＬＥＤ用切り欠き３ａ）として切り欠き又は透明構造となっており、無電源データ表示装置１の正面からＬＥＤ３、液晶表示器２を目視することができる。また、スピーカー４の前面側には例えばメッシュ状のスピーカーグリル４ａが設けられている。

基板４０の裏には裏カバー６０があり、更にその下にはＲＦＩＤカードカバー５がある。基板表カバー３０、基板４０、裏カバー６０、ＲＦＩＤカードカバー５は、点線で示す封止外周部７０によって一緒に封止されている。

かかる無電源データ表示装置１をＲＦＩＤカード読み取り機に近づけると、そのＲＦ信号がアンテナコイル４１で受信され、検波整流部５１を経て直流電源５２が該当箇所（たとえばシーケンサー５３）に供給される結果、当該箇所の機能が発揮されることになり（たとえば表示器駆動部５５を介して液晶表示器２が駆動され、音声発生部５６を介してスピーカー４から音声が発生され、あるいはＬＥＤ点灯部５７を介してＬＥＤ３が点灯される等）、ＲＦＩＤカード読み取り機からの信号を受信できなくなる、あるいは電源エネルギー蓄積素子５８の電源エネルギーがなくなるまでこの動作を続けることができる。

上述のように、本願による発明によれば、プロトコルが異なる種類のＲＦＩＤカード読み取り機でも、使用ＲＦ周波数が同じであれば本発明の無電源データ表示装置を使用することができる。

また、ＲＦＩＤカードをカード読み取り機に近づけるという単純な行為を、本発明に係る無電源データ表示装置と共に使用することで、ちょっとした楽しみや癒しを与えること等ができることはもとより、ＲＦＩＤカード読み取り機動作のチェックや試験に用いること等もできる。

更には、本願発明に係る音声発生を含む無電源データ表示装置を、ＲＦＩＤカード収納装置と一体化した場合には、たとえば視覚障害者が音声発生を確認することによりＲＦＩＤカードが正しく読み取られたことを確認するための一助とすることができる。

同様に、本願発明に係るＬＥＤ点灯を含む無電源データ表示装置を、ＲＦＩＤカード収納装置と一体化した場合には、たとえば聴覚障害者がＬＥＤ点灯を確認することによりＲＦＩＤカードが正しく読み取られたことを確認するための一助とすることができる。

また、本発明に係る無電源データ表示装置は、玩具としての活用や宣伝媒体としても用いることができ、各種産業に対して大きな有益性をもたらすことができる。

Ａ…読み取り信号、Ｂ…プリアンブル信号、Ｃ…コマンド信号、Ｄ…パラメータ信号、１…本願無電源データ表示装置、２…液晶表示器（表示手段）、２ａ…表示器用切り欠き、３…ＬＥＤ表示器（表示手段）、３ａ…ＬＥＤ用切り欠き、４…スピーカー（表示手段）、４ａ…スピーカーグリル、５…ＲＦＩＤカードカバー、６…カード挿入部、７…切り欠き、３０…基板表カバー、４０…基板、４１…アンテナコイル（受信手段）、４２…実装基板、５１…検波整流部、５２…直流電源、５３…シーケンサー、５４…データメモリ、５５…液晶表示器駆動部、５６…音声発生部、５７…ＬＥＤ点灯部、５８…電源エネルギー蓄積素子、６０…裏カバー、７０…封止外周部

Claims (8)

1. ＲＦＩＤカード読み取り機からの読み取り信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記読み取り信号から電源を得るための検波整流手段と、
   情報を表示するための表示手段と、
   データメモリとを有し、
   前記読み取り信号を受信すると前記データメモリからデータを読み出して前記表示手段に表示することを特徴とする無電源データ表示装置。
2. 請求項１に記載の無電源データ表示装置において、該無電源データ表示装置がＲＦＩＤカード収納装置と一体化されたことを特徴とする無電源データ表示装置。
3. 前記前記表示手段は発光ダイオードを有して前記データを表示することを特徴とする請求項１または２に記載の無電源データ表示装置。
4. 前記前記表示手段は音声を発して前記データを音として表示することを特徴とする請求項１または２に記載の無電源データ表示装置。
5. 請求項１に記載の無電源データ表示装置において、
   前記データメモリから読み出したデータを目視的に表示する前記表示手段、前記読み取り信号を受信するすると発光素子を点滅される点滅手段、および前記データメモリから読み出したデータを音声的に表示する前記表示手段のうち、少なくとも２つを有することを特徴とする無電源データ表示装置。
6. 請求項１または２に記載の無電源データ表示装置において、
   前記検波整流手段で得た直流エネルギーを、該無電源データ表示装置の電源として蓄積するための電源エネルギー蓄積素子を、さらに有することを特徴とする無電源データ表示装置。
7. 前記データメモリは、格納するデータを該無電源データ表示装置の外部から書き替えることができるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の無電源データ表示装置。
8. 前記データメモリが一端側端子を有して、該無電源データ表示装置が有する他端側端子に着脱可能に実装されることを特徴とする請求項１または２に記載の無電源データ表示装置。