TWM448742U - 感應式電子標籤 - Google Patents

Description

感應式電子標籤

本創作係關於一種電子標籤，尤指一種感應式電子標籤。

最早期的電子標籤，係僅用來取代紅外線條碼，其結構簡單，僅包含有一天線及一儲存有識別碼的晶片，而其功能也僅能供外部的感應裝置讀取晶片中的識別碼，通常用於貨品、商品管理。

由於電子產業之發展，為因應商品的多樣化，電子標籤的型態及功能也逐漸多樣化，如今已有一種具有顯示功能的電子標籤，可用來取代傳統用來標示商品價格與商品資訊的標示牌，請參閱圖6，上述具有顯示功能的電子標籤60係配合一無線閘道器70使用，該無線閘道器70係透過發射無線訊號而輸出一待顯示資訊，該具有顯示功能的電子標籤係包含有：一顯示器61；一天線單元62，係與該無線閘道器70透過無線訊號連結，以接收該待顯示資訊；一無線連結控制單元63，係與該顯示器及該天線單元連接，且讀取天線單元62接收該無線閘道器70的待顯示資訊後，將待顯示資訊儲存，並輸出予該顯示器60顯示；一電池單元64，係與該顯示器61與該無線連結控制單 元63連接，以提供該顯示器61與無線連結控制單元63所需之電力。

上述具有顯示功能的電子標籤60通常裝設於商品架上，販售商則透過無線閘道器70對電子標籤60發射無線訊號，以修改電子標籤的顯示資訊，改善傳統以人力更換或塗改商品標籤的不便性；然而，由於此種電子標籤必須時時與無線閘道器70保持無線連結(通常採用WiFi或Zeebig)而消耗電力，且其顯示器61亦須持續顯示待顯示資訊而持續消耗電力，故必須採用電池單元64持續供應無線連結控制單元63及顯示器61需要之電力；然而，該電池單元64會佔用較其他元件大很多的體積，故如圖7所示，現有的電子標籤通常用二個鋰電池641作為電池單元64，其所佔據的厚度使得電子標籤60無法薄型化，故現有的電子標籤60無法作為珠寶、精品或名牌服裝飾等小件商品或輕薄商品的掛牌用，故現今的珠寶商、精品商或名牌服裝飾品類的服飾商等，仍只能使用紙板作為商品掛牌，實有需對現有的電子標籤進行改良。

有鑑於上述電子標籤需使用電池，使得體積無法輕薄短小化，而不能用於精緻商品的吊牌之技術缺陷，本創作的主要目的係提出一種感應式電子標籤。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該感應式電子標籤包含有：一非揮發性顯示單元，係具有顯示一顯示畫面並得以 於無電力供應時維持原顯示畫面之功能；一感應天線，係用以感應一外部之感應訊號後形成感應電流，且該感應訊號包含有一待顯示資訊；一感應控制單元，係與該非揮發性顯示單元、該感應天線連接，以擷取該感應天線所感應該外部之感應訊號的待顯示資訊，並輸出待顯示資訊予該非揮發性顯示單元顯示對應的顯示畫面；一電力擷取單元，係與該感應天線連接，並擷取感應天線之感應電流提供的能量，而提供該感應控制單元及該非揮發性顯示單元所需之電力。

本創作採用以電力擷取單元來擷取感應天線的感應電流所提供的能量，並提供非揮發性顯示單元及感應控制單元動作時所需的電力，故不需使用額外電池，再者，該感應式電子標籤中的非揮發性顯示單元(如電泳式顯示器，即電子紙)及感應控制單元僅於接收感應訊號時需消耗電力，且平時不需消耗電力而仍可保留原顯示畫面，因此，本創作的電子標籤不需使用額外的電池供應電力，可長時間顯示商品標示用的待顯示資訊，並得以作成輕薄短小型的具顯示功能的電子標籤，供珠寶、精品、衣服等小型或輕薄商品的掛牌使用。

請參閱圖1，本創作感應式電子標籤9包含有：一非揮發性顯示單元10，係具有顯示一顯示畫面並得以於無電力供應時維持原顯示畫面之功能，可如電子紙， 係包含複數微膠囊，且以電場改變微膠囊中的有色粒子之排列，以改變微膠囊呈現的顏色，使複數不同顏色的微膠囊呈現欲顯示的顯示畫面，而僅於排列有色粒子時需要消耗電力，於無電力供應時，仍可維持有色粒子之排列，保有原顯示畫面；一感應天線20，係用以感應一外部之感應訊號後形成感應電流，且該感應訊號包含有一待顯示資訊；一感應控制單元30，係與該非揮發性顯示單元10、該感應天線20連接，以擷取該感應天線所感應該外部之感應訊號的待顯示資訊，並輸出待顯示資訊予該非揮發性顯示單元10，以顯示對應的顯示畫面；於本實施例中，感應控制單元30可較佳地為RFID或NFC的感應控制單元；一電力擷取單元40，係與該感應天線20連接，並擷取感應天線之感應電流提供的能量，而提供該感應控制單元及該非揮發性顯示單元10所需之電力。

上述非揮發性顯示單元10包含有一非揮發性顯示螢幕11、一顯示螢幕驅動單元12及一資訊控制單元13，該非揮發性顯示螢幕11包含有複數有色粒子，並供調整有色粒子之排列而顯示該顯示畫面，該顯示螢幕驅動單元12係與該非揮發性顯示螢幕11連接，並調整該非揮發性顯示螢幕11有色粒子之排列，以調整該非揮發性顯示螢幕11所顯示的顯示畫面，該資訊控制單元13係與該顯示螢幕驅動單元12連接，並於接收該待顯示資訊後，驅動該顯示螢幕驅動單元12調整該非揮發性顯示螢幕11顯示與該待顯示畫面對應的顯示畫面；其中該非揮發性顯示單元10可較佳地為 電子紙，其僅於更換有色顆粒的排列(即變更顯示畫面)時需要消耗電力，且該顯示螢幕驅動單元12及該資訊控制單元13可整合於一個PT8370等型號的晶片內。

上述感應控制單元30包含有一資訊傳輸協定介面31、一無線訊號傳輸協定介面32、一資訊處理單元33及一記憶體34，該資訊傳輸協定介面31係執行該非揮發性顯示單元10與該感應控制單元30之間資訊協定之轉換，該無線訊號傳輸協定介面32係執行該感應天線20與該感應控制單元30之間訊號的資訊及電源協定之轉換(例如ISO15693、ISO14443A、ISO14443B或ISO18092等協定)，該資訊處理單元33係與該資訊傳輸協定介面31、該無線訊號傳輸協定介面32及該記憶體34連接，以透過該無線訊號傳輸協定介面32擷取該感應天線所感應的感應訊號包含之待顯示資訊，並將待顯示資訊儲存於該記憶體34中，而透過該資訊傳輸協定介面31輸出待顯示資訊予該非揮發性顯示單元10，該記憶體34則可為EEPROM(Electrically erasable programmable read only memory)、FRAM(Ferroelectric random access memory)或OTP(One time program)。

再請進一步參閱圖2，該電力擷取單元40可與該感應控制單元30整合於同一晶片內，該晶片型號可為M24LR系列或M24SR系列之晶片，該電力擷取單元40係透過該無線訊號傳輸協定介面32與感應天線20連接，並由該電力擷取單元40供應整個晶片及該非揮發性顯示單元10所需之電力；除此之外，上述非揮發性顯示單元10中的顯示 螢幕驅動單元12、資訊控制單元13亦可與該感應控制單元30及電力擷取單元40整合為一系統級封裝的晶片(SIP，System in Package)中，亦可整合於一單晶片中；其中，單晶片係將所有電路製作於單一顆晶片中，而系統級封裝晶片則是將多個晶片設置於一個整合性基板上；如此即可將電子標籤整合為一具天線、一顆晶片(系統級封裝晶片或單晶片)及一張電子紙，使元件數量少量化，且誠如上述多種整合方式的實施例，本創作電路的製作實可採用多種製程，得以供製造電子標籤的廠商依據其設計的電子標籤之特性來選擇適合的晶片封裝方式。

再請進一步參閱圖3，由於非揮發性顯示單元10與感應控制單元30所使用的電力規格不一定相同，故可進一步令電力擷取單元40包含一第一電力擷取子單元41及一第二電力擷取子單元42，其中該第一電力擷取子單元41係連接該感應天線20及該非揮發性顯示單元10，以擷取感應天線形成感應電流所提供的能量而供應該非揮發性顯示單元10所需之電力，該第二電力擷取子單元42則與該感應控制單元30整合於同一晶片內，並透過該無線訊號傳輸協定介面32與感應天線20連接，以擷取感應天線形成感應電流所提供的能量而供應該感應控制單元30所需之電力。

由於現有的RFID及NFC協定可用以對電子標籤9讀取及寫入資訊，故以RFID及NFC協定對電子標籤讀寫的外部感應裝置，會發出包含有讀取指令或寫入指令的感應訊號，本創作可進一步令該資訊處理單元33於擷取感應訊號中的讀取指令後，依據讀取指令讀取儲存於記憶體34內 的資訊，並透過該無線訊號傳輸協定介面32令感應天線20以感應訊號輸出予外部感應裝置；如此，可進一步應用於供智慧型手機讀取儲存於感應控制單元30中的資訊，如販售商可將商品使用介紹的相關網頁網址儲存於資訊處理單元33的記憶體中，供消費者以智慧型手機讀取，並上網查看，可提供現有電子標籤更多樣化的應用方式。

誠如上述，本創作的電子標籤既具有讀取及寫入的功能，則必須進一步限制讀取及寫入的權限，例如商品價格及商品名稱應限制為只有商家可讀寫，公開資料則應設定為商家可讀寫、消費者只能讀等等，故請進一步參閱圖4，可設定該記憶體34一部份為NDEF(NFC Data Exchange Format)的檔案格式，其包含有複數記憶區段341，且部份複數記憶區段341設定有讀寫權限及讀寫密碼，而每個設有讀寫權限的複數記憶區段341可設定不同的讀寫密碼，以達到分層管理之目的，如記憶區段1設定為可讀寫，而寫入時有密碼保護，以供商家依據密碼寫入商品價格與商品資訊，而供消費者以智慧型手機自由讀取；記憶區段2則設定為讀取寫入皆有密碼保護，且與記憶區段1的密碼不同，以供儲存產品序號，僅由批發商或製作工廠讀寫，以便利管理商品；記憶區段5則設定為公開，可儲存商品資訊的相關網址，供消費者以智慧型手機讀取後連結網路查閱。

上述資訊處理單元33又可內建一識別碼，且每個電子標籤於製作出廠時，內建的識別碼皆不同，可供販售商以外部感應裝置讀取識別碼，以辨視電子標籤9的產品識別 編號，具有防偽效果。

本創作感應式電子標籤9係配合一感應式讀取裝置50使用，且係以非揮發性顯示單元10來顯示所需的畫面，其中，感應控制單元30僅於接收感應訊號時需消耗電力，而非揮發性顯示單元10也僅於修改顯示畫面時需要消耗電力，因此，本創作感應式電子標籤9於平時並不消耗任何電力，仍可保持原顯示畫面，以作為商品價錢、資訊等標示用，而僅於感應式讀取裝置50欲修改顯示畫面或讀取資訊而進行感應時才消耗電力，此時，電子標籤9所需的電力又由感應式讀取裝置50的感應訊號提供，感應式電子標籤則由電力擷取單元40擷取感應天線所形成感應電流所提供的能量，進而提供整個感應式電子標籤9所需的電力，如此，便省去電池單元之使用；且本創作感應式電子標籤中的非揮發性顯示單元10可使用電子紙；RFID及NFC等感應天線20也易於嵌入薄形卡片中；感應控制單元30及電力擷取單元40也可分別整合為晶片(甚至整合為單一個晶片)，是以，本創作感應式電子標籤省去電池單元後，便可最小化為一具天線、一張電子紙及一至二個晶片，如此，得以如圖5所示，將天線、電子紙及晶片設置於片狀外殼91中，使電子標籤9整體呈片狀，得以作為珠寶或精品等掛牌用。

綜上所述，本創作感應式電子標籤可省去電池單元之使用，而使用易於製作到薄形卡片上的電子元件，如此即可製作成輕薄型的片狀電子標籤，供珠寶商、精品商或名貴服飾等商家作為掛牌使用，解決現有電子標籤無法作成 片狀的技術缺陷。

9‧‧‧電子標籤

91‧‧‧片狀外殼

10‧‧‧非揮發性顯示單元

11‧‧‧非揮發性顯示螢幕

12‧‧‧顯示螢幕驅動單元

13‧‧‧資訊控制單元

20‧‧‧感應天線

30‧‧‧感應控制單元

31‧‧‧資訊傳輸協定介面

32‧‧‧無線訊號傳輸協定介面

33‧‧‧資訊處理單元

34‧‧‧記憶體

341‧‧‧記憶區段

40‧‧‧電力擷取單元

41‧‧‧第一電力擷取子單元

42‧‧‧第二電力擷取子單元

50‧‧‧感應式讀寫裝置

60‧‧‧電子標籤

61‧‧‧顯示器

62‧‧‧天線單元

63‧‧‧無線連結控制單元

64‧‧‧電池單元

641‧‧‧鋰電池

70‧‧‧無線閘道器

圖1：為本創作一較佳實施例的電路方塊圖。

圖2：為本創作另一較佳實施例的電路方塊圖。

圖3：為本創作又一較佳實施例的電路方塊圖。

圖4：為圖1記憶體區分成複數記憶區段之示意圖。

圖5：為本創作製作成片狀電子標籤的使用示意圖。

圖6：為現有具有顯示功能的電子標籤的電路方塊圖。

圖7：為現有電子標籤之使用示意圖。

10‧‧‧非揮發性顯示單元

11‧‧‧非揮發性顯示螢幕

12‧‧‧顯示螢幕驅動單元

13‧‧‧資訊控制單元

20‧‧‧感應天線

30‧‧‧感應控制單元

31‧‧‧資訊傳輸協定介面

32‧‧‧無線訊號傳輸協定介面

33‧‧‧資訊處理單元

34‧‧‧記憶體

40‧‧‧電力擷取單元

50‧‧‧感應式讀寫裝置

Claims (22)

1. 一種感應式電子標籤，係包含有：一非揮發性顯示單元，係具有顯示一顯示畫面並得以於無電力供應時維持原顯示畫面之功能；一感應天線，係用以感應一外部之感應訊號後形成感應電流，且該感應訊號包含有一待顯示資訊；一感應控制單元，係與該非揮發性顯示單元、該感應天線連接，以擷取該感應天線所感應該外部之感應訊號的待顯示資訊，並輸出待顯示資訊予該非揮發性顯示單元顯示對應的顯示畫面；一電力擷取單元，係與該感應天線連接，並擷取感應天線之感應電流提供的能量，而提供該感應控制單元及該非揮發性顯示單元所需之電力。
2. 如請求項1所述之感應式電子標籤，該非揮發性顯示單元包含有：一非揮發性顯示螢幕，係包含有複數有色粒子，並供調整有色粒子之排列而顯示該顯示畫面；一顯示螢幕驅動單元，係與該非揮發性顯示螢幕連接，並調整該非揮發性顯示螢幕有色粒子之排列；及一資訊控制單元，係與該顯示螢幕驅動單元連接，並於接收該待顯示資訊後，驅動該顯示螢幕驅動單元調整該非揮發性顯示螢幕顯示與該待顯示資訊對應的顯示畫面。
3. 如請求項1或2所述之感應式電子標籤，該感應控制單元包含有：一資訊傳輸協定介面，係執行該非揮發性顯示單元與 該感應控制單元之間資訊協定之轉換；一無線訊號傳輸協定介面，係執行該感應天線與該感應控制單元之間訊號的資訊及電源協定之轉換；一記憶體；一資訊處理單元，係與該資訊傳輸協定介面、該無線訊號傳輸協定介面及該記憶體連接，以透過該無線訊號傳輸協定介面擷取該感應訊號中的待顯示資訊，並將待顯示資訊儲存於該記憶體後，透過該資訊傳輸協定介面輸出待顯示資訊予該非揮發性顯示單元。
4. 如請求項3所述之感應式電子標籤，該電力擷取單元可與該感應控制單元整合於同一晶片內，該電力擷取單元係透過該無線訊號傳輸協定介面與感應天線連接，並由該電力擷取單元供應整個晶片及該非揮發性顯示單元所需之電力。
5. 如請求項3所述之感應式電子標籤，該電力擷取單元包含一第一電力擷取子單元及一第二電力擷取子單元，其中該第一電力擷取子單元係連接該感應天線及該非揮發性顯示單元，以擷取感應天線形成感應電流提供的能量而供應該非揮發性顯示單元所需之電力，該第二電力擷取子單元則與該感應控制單元整合於同一晶片內，並透過該無線訊號傳輸協定介面與感應天線連接，以擷取感應天線形成感應電流提供的能量而供應該感應控制單元所需之電力。
6. 如請求項2所述之感應式電子標籤，其中：該非揮發性顯示單元中的顯示螢幕驅動單元、資訊控制單元係與該感應控制單元及電力擷取單元整合為一系統 級封裝的晶片或一單晶片；該感應控制單元包含有：一資訊傳輸協定介面，係執行該非揮發性顯示單元與該感應控制單元之間資訊協定之轉換；一無線訊號傳輸協定介面，係執行該感應天線與該感應控制單元之間訊號的資訊及電源協定之轉換；一記憶體；一資訊處理單元，係與該資訊傳輸協定介面、該無線訊號傳輸協定介面及該記憶體連接，以透過該無線訊號傳輸協定介面擷取該感應訊號中的待顯示資訊，並將待顯示資訊儲存於該記憶體後，透過該資訊傳輸協定介面輸出待顯示資訊予該非揮發性顯示單元。
7. 如請求項3所述之感應式電子標籤，該資訊處理單元於接收包含有讀取指令的一感應訊號後，依據讀取指令讀取儲存於記憶體內的資訊，並透過該無線訊號傳輸協定介面令感應天線以感應訊號輸出外部裝置。
8. 如請求項4所述之感應式電子標籤，該資訊處理單元於接收包含有讀取指令的一感應訊號後，依據讀取指令讀取儲存於記憶體內的資訊，並透過該無線訊號傳輸協定介面令感應天線以感應訊號輸出予外部裝置。
9. 如請求項5所述之感應式電子標籤，該資訊處理單元於接收包含有讀取指令的一感應訊號後，依據讀取指令讀取儲存於記憶體內的資訊，並透過該無線訊號傳輸協定介面令感應天線以感應訊號輸出予外部裝置。
10. 如請求項6所述之感應式電子標籤，該資訊處理單 元於接收包含有讀取指令的一感應訊號後，依據讀取指令讀取儲存於記憶體內的資訊，並透過該無線訊號傳輸協定介面令感應天線以感應訊號輸出予外部裝置。
11. 如請求項7所述之感應式電子標籤，係設定該記憶體一部份為NDEF(NFC Data Exchange Format)的檔案格式，其包含有複數記憶區段，且部份複數記憶區段設定有讀寫權限及讀寫密碼。
12. 如請求項8所述之感應式電子標籤，係設定該記憶體一部份為NDEF(NFC Data Exchange Format)的檔案格式，其包含有複數記憶區段，且部份複數記憶區段設定有讀寫權限及讀寫密碼。
13. 如請求項9所述之感應式電子標籤，係設定該記憶體一部份為NDEF(NFC Data Exchange Format)的檔案格式，其包含有複數記憶區段，且部份複數記憶區段設定有讀寫權限及讀寫密碼。
14. 如請求項10所述之感應式電子標籤，係設定該記憶體一部份為NDEF(NFC Data Exchange Format)的檔案格式，其包含有複數記憶區段，且部份複數記憶區段設定有讀寫權限及讀寫密碼。
15. 如請求項11所述之感應式電子標籤，該非揮發性顯示單元為電子紙。
16. 如請求項12所述之感應式電子標籤，該非揮發性顯示單元為電子紙。
17. 如請求項13所述之感應式電子標籤，該非揮發性顯示單元為電子紙。
18. 如請求項14所述之感應式電子標籤，該非揮發性顯示單元為電子紙。
19. 如請求項15所述之感應式電子標籤，該無線訊號傳輸協定介面係為ISO15693、ISO14443A、ISO14443B或ISO18092之協定介面。
20. 如請求項16所述之感應式電子標籤，該無線訊號傳輸協定介面係為ISO15693、ISO14443A、ISO14443B或ISO18092之協定介面。
21. 如請求項17所述之感應式電子標籤，該無線訊號傳輸協定介面係為ISO15693、ISO14443A、ISO14443B或ISO18092之協定介面。
22. 如請求項18所述之感應式電子標籤，該無線訊號傳輸協定介面係為ISO15693、ISO14443A、ISO14443B或ISO18092之協定介面。