DE60102577T2 - Elektronisches etikett - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet elektronischer Etiketts und insbesondere auf Etiketts, die dafür bestimmt sind, auf einen metallischen Gegenstand aufgebracht zu werden.
• Unter einem elektronischen Etikett versteht man eine Baugruppe, die aus zumindest einem Träger, einer Antenne und einem elektronischen Chip besteht. Diese Baugruppe kann je nach den Bedürfnissen mehrere Antennen oder mehrere Chips umfassen. Sie finden sich in Gestalt von Knöpfen, in Chipkarten und auch in Gepäckaufklebern oder -anhängern. Durch ihre Antennen sind sie in der Lage, mit einem Leser in Verbindung zu treten, der sich in einiger Entfernung befindet. Die Antenne dient nicht nur der Kommunikation, sondern auch dazu, die für die Speisung des elektronischen Chips erforderliche Energie zu erzeugen.
• Manche dieser Etiketts enthalten keine elektronischen Chips, sondern passive Komponenten wie Widerstände oder Sicherungen. Sie werden eingesetzt, um in einer Anwendung bei der Diebstahlsicherung zum Beispiel Gegenstände zu identifizieren.
• Je nach den Ausführungsformen ist die Antenne auf den weichen Träger aufgesetzt oder direkt in diesen Träger eingraviert oder eingeschnitten.
• Es gibt zahlreiche Chips, die sich funktionell unterscheiden, zum Beispiel lassen bestimmte Chips nur das Auslesen der Daten zu, während andere eine Speicherung sowie eine Abänderung ihres Speichers erlauben. Letztere werden unter anderem für Anwendungen als elektronische Geldbörse eingesetzt, die natürlich ein Auslesen bzw. Schreiben erfordert, um je nach den Ausgaben des Benutzers den Inhalt abzuändern.
• Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist die Identifizierung von Gegenständen. So ist es in einem automatischen Fabrikationszyklus unumgänglich, dass der Automat genau erkennt, welchem Werkstück er sich gegenüber befindet. In Anwendungen dieses Typs besteht der Trend, die Strichkodeetiketts durch Etiketts zu ersetzen, die mit einem elektronischen Chip versehen sind. Dadurch kann nicht nur der Gegenstand identifiziert werden, sondern umgekehrt wird es dem Gegenstand ermöglicht, sich der Fabrikationsschritte zu erinnern, die er durchlaufen hat.
• Das Problem, dem man in diesen Anwendungen begegnet, ergibt sich jedoch aus der Natur des Gegenstandes. Da nämlich diese Etiketts nach dem Prinzip einer Magnetfeldverbindung funktionieren, werden sie durch die Nähe einer Masse von Metall gestört, die die Wellen absorbiert, die die Kommunikation ermöglichen.
• Um diesem Mangel abzuhelfen, musste der Leser dem Etikett auf eine Entfernung von einigen Millimetern genähert werden, um die Kommunikation wiederherzustellen.
• Es ist leicht einzusehen, dass diese Beschränkung bezüglich der Entfernung in bestimmten Anwendungen, zum Beispiel bei Gegenständen mit kantiger Peripherie, Nachteile haben kann.
• Lösungen liegen vor, bei denen ein solches elektronisches Etikett eine elektrisch leitende Schicht umfasst. Dies ist zum Beispiel in der Patentschrift US 5 920 290 der Fall, wo in einer der Ausführungsformen eine Baugruppe aus Antenne und leitender Folie zur Schaffung eines Resonanzkreises beschrieben wird. Der Zweck einer solchen Folie, deren Struktur ebensogut durch eine Metallisierung wie durch Kohlenstoffauftrag erreicht werden kann, zeigt, dass der Zweck wie auch die dazu führenden Mittel vom Gegenstand der vorliegenden Anmeldung weit entfernt sind.
• In anderen Dokumenten wird der Einsatz einer leitenden Schicht im Inneren eines elektronischen Etiketts beschrieben, um die für die Weiterleitung der elektrischen Signale erforderlichen Bahnen zu realisieren. Dies ist in der Patentschrift WO 00/03354 der Fall, die von der Herstellung eines Kennungsschildes durch Zusammenfügen verschiedener Schichten handelt. Eine Erwähnung der Funktion eines magnetischen Reflektors findet sich bezüglich dieser leitenden Schichten nicht.
• Die Patentschrift WO 00/25263 beschreibt ein Verfahren, einen Transponder vor statischen elektrischen Entladungen zu schützen. Dieser Schutz wird durch eine Folie aus halbleitendem Material erreicht, die über einen Teil der Spule gelegt wird. Auf Grund ihrer Struktur bildet sie einen Diodenbegrenzer zwischen den Windungen der Spule. In anderen Worten stellt diese Folie ein Filter dar, das die Aufgabe hat, Störsignale, die durch statische Entladungen hervorgerufen werden, bzw. elektromagnetische Störungen zu beseitigen, die die Funktion des Transponders beeinträchtigen könnten. Eine solche halbleitende Folie kann also keinesfalls magnetisch reflektierend sein, da ihre Aufgabe im Gegenteil darauf beschränkt ist, unerwünschte elektromagnetische Signale abzuschwächen oder zu absorbieren. Übrigens werden in diesem Dokument weder eine Reflexion eines elektromagnetischen Feldes durch eine Komponente des Transponders noch die eventuellen Probleme erwähnt, die durch den Träger hervorgerufen werden, auf den der Transponder aufgebracht wäre.
• Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, ein elektronisches Etikett vorzuschlagen, dessen Ablesedistanz deutlich verbessert ist, damit eine weniger genaue Platzierung des Lesekopfes ermöglicht wird.
• Dieses Ziel wird durch ein elektronisches Etikett nach Anspruch 1 erreicht, dessen Oberbegriff aus den Merkmalen besteht, die im Dokument WO 00/25263 beschrieben werden.
• Unter einem elektronischen Element wird sowohl ein elektronischer Chip als auch eine passive Komponente wie eine Sicherung oder ein Widerstand verstanden.
• Dieses magnetisch reflektierende Element wird auf die der sendenden Seite des Lesers entgegengesetzte Seite aufgebracht. Durch die Gegenwart dieses Elements wird das Magnetfeld gewissermassen zum Leser zurückgeworfen, statt sich im metallischen Gegenstand zu zerstreuen.
• Die Lage und Gestalt des Elements spielen eine wichtige Rolle.
• In einer Abwandlung der Erfindung wird das magnetisch reflektierende Element in Gestalt einer Folie ausgelegt, deren Abmessungen im Wesentlichen denen der Spule gleichen. Der Abstand zwischen der Spule und der Folie wird so festgelegt, dass die gesuchten optimalen Eigenschaften erreicht werden.
• Einer anderen Ausführungsform zufolge geht die Folie geringfügig über die Spulenfläche hinaus und schafft dadurch eine Randwirkung, die es ermöglicht, das Magnetfeld einzufangen und die annehmbare Ablesedistanz zu erhöhen.
• Versuche haben gezeigt, dass die Gestalt und der Abstand der Folie in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Etiketts festgelegt werden müssen, insbesondere von der Sendefrequenz. Dank dieser magnetischen Folie ist es somit möglich, ein auf einem Metallteil angeordnetes Etikett über eine Entfernung abzulesen, die für diese Anwendungsart annehmbar ist.
• Diese Folie braucht keine ebene geometrische Form zu haben, sie kann zum Beispiel der Spulenperipherie folgen. Je nach den Erfordernissen kann diese Folie Öffnungen haben, deren Gestalt durch die gesuchten magnetischen Eigenschaften bestimmt wird.
• Diese Folie kann direkt unter die Spule gelegt werden oder zum Beispiel mittels einer isolierenden Schicht in einem bestimmten Abstand davon angeordnet werden.
• Die Erfindung wird sich besser durch die folgende, eingehende Beschreibung verstehen lassen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, die als keineswegs eingrenzendes Beispiel angeführt werden, nämlich
• 1, die ein elektronisches Etikett mit einer erfindungsgemässen Schutzfolie darstellt, und
• 2, die ein elektronisches Etikett mit einem magnetischen Schutzring darstellt.
• In 1, die einen Schnitt durch ein elektronisches Etikett darstellt, erkennt man schematisiert die Spule 1 sowie den elektronischen Chip 2. Es sei bemerkt, dass dieser Chip, der hier im Inneren der Spule angeordnet ist, sich gleichermassen ausserhalb der durch die Spule definierten Oberfläche befinden kann.
• Unter die Spule 1 ist eine magnetisch reflektierende Folie 3 gelegt, die durch eine isolierende, den Abstand zwischen der Spule und der magnetischen Folie definierende Schicht 4 davon getrennt ist. Diese isolierende Schicht ist nicht erforderlich, um die erwünschte Wirkung zu erreichen, indem die magnetisch reflektierende Folie direkt auf die Spule aufgelegt werden kann.
• Diese Folie 3 ist auf der der Ablesung (schematisch durch Feldlinien F angedeutet) entgegengesetzten Seite aufgebracht, das heisst, auf der Seite, mit der das Etikett auf den Gegenstand aufgebracht wird, der metallische Eigenschaften hat.
• Dieser Satz von Komponenten kann mit Harz vergossen oder zwischen zwei Schutzfolien verkapselt werden. Dieses Etikett kann eine beliebige Gestalt haben, zum Beispiel die einer Karte oder eines Knopfes, oder auf einem weichen Träger angebracht sein.
• Einer Abwandlung der Erfindung gemäss, die in 2 veranschaulicht ist, kann die magnetisch reflektierende Folie andere Formen annehmen, um nur auf der Peripherie der Spule angeordnet zu werden. Dieses Element kann zum Beispiel in Gestalt eines Ringes 3' aus Ferrit oder als eine ausgestanzte, magnetisch leitende Folie realisiert werden, in deren Mitte die Spule enthalten wäre.
• Die Wirkung eines Magnetflusskonzentrators ergibt sich ebenfalls, wenn das magnetische Element nicht unter der Spule, sondern auf ihrer nahen Peripherie angebracht wird. Diesbezüglich ist es nützlich hervorzuheben, dass das magnetische Element nicht um die ganze Peripherie der Spule herumführen muss. Positive Ergebnisse sind beobachtet worden, wenn ein solches Element nur über einen Abschnitt der Peripherie der Spule eingesetzt wurde.
• In dieser Ausführungsform wird nicht ausgeschlossen, dass eine magnetische Folie, wie sie weiter oben beschrieben wurde und die zusätzlich zum peripheren Element unter die Spule gelegt wird, eingesetzt wird. Darüber hinaus ist es möglich, diese beiden Teilelemente als ein einziges Teil zu realisieren.

Claims (11)

1. Elektronisches Etikett mit zumindest einem elektronischen Element (2) und einer Spule (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) zumindest ein magnetisch reflektierendes Element umfasst, das aus einem elektromagnetisch leitenden Element (3, 3') besteht, das von der aus der elektronischen Komponente (2) und der Spule (1) gebildeten Baugruppe unabhängig ist.
2. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses magnetisch reflektierende Element (3, 3') die Oberfläche der Spule (1) ganz oder teilweise überdeckt.
3. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieses magnetisch reflektierende Element (3, 3') geringfügig grösser als die Oberfläche der Spule (1) ist.
4. Etikett nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch reflektierende Element (3, 3') dreidimensionale Formen hat.
5. Etikett nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch reflektierende Element (3, 3') eine Öffnung bzw. Öffnungen in seiner Oberfläche hat.
6. Etikett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes magnetisch reflektierendes Element (3, 3') die Peripherie der Spule (1) ganz oder teilweise umgibt.
7. Etikett nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch reflektierende Element (3, 3') ein zweites Teilelement hat, das die Oberfläche der Spule (1) ganz oder teilweise überdeckt.
8. Etikett nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement des magnetisch reflektierenden Elements (3, 3') geringfügig grösser als die Oberfläche der Spule (1) ist.
9. Etikett nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement des magnetisch reflektierenden Elements (3, 3') dreidimensionale Formen hat.
10. Etikett nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement des magnetisch reflektierenden Elements (3, 3') eine Öffnung bzw. Öffnungen in seiner Oberfläche hat.
11. Etikett nach Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Teilelement des magnetisch reflektierenden Elements (3, 3') als ein einziges Teil realisiert werden.