DE60115676T2 - Kontaktloses elektronisches etikett für produkte mit elektrisch leitender oberfläche - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft kontaktfreie elektronische Etiketts, die auf Produkten zwecks ihrer Identifikation angebracht werden, und insbesondere solche, die auf Produkten mit leitender Oberfläche angebracht werden sollen.
  • Es ist bekannt, Produkte mit „Strichcodes" zu identifizieren, die direkt auf die Produkte oder auf Etiketts gedruckt sind, die dann auf letztere aufgeklebt werden.
  • Diese Strichcodes werden bei ihrer Passage an der Kasse von einer optischen Vorrichtung gelesen, und ihre Dekodierung ermöglicht die Adressierung eines Informatiksystems, um ihren Preis zu erfahren, ihn auf einem Display anzuzeigen und ihn der Summe von anderen, vor der optischen Vorrichtung vorbei geführten Produkten hinzuzufügen.
  • Einer der Hauptnachteile der Strichcodes besteht darin, dass sie zum Zeitpunkt ihres Druckens festgelegt sind und demnach keine Verfolgung des Produkts im Laufe der Zeit, von der Herstellung bis zum Verkauf, geschweige denn während der gesamten Garantiezeit ermöglichen.
  • So wurde vorgeschlagen, die Strichcodes durch so genannte elektronische Etiketts mit einer elektronischen Schaltung zu ersetzen, die hauptsächlich einen elektronischen Speicher umfasst, um nicht nur die Informationen eines Strichcodes sondern ebenfalls andere, das „Leben" des Produkts betreffende Informationen aufzuzeichnen, wobei bestimmte dieser zusätzlichen Informationen in Laufe dieses Lebens abgeändert oder aktualisiert werden können.
  • Bei einfachen Anwendungen dienen die elektronischen Etiketts als Diebstahlsicherung, indem ein Alarm ausgelöst wird, wenn das Produkt Tore durchläuft, ohne vorher an der Kasse zur Zahlung vorgelegt worden zu sein, wobei die Passage an der Kasse mit Zahlung die Deaktivierung des Alarms bewirkt.
  • Wie die in Betracht gezogene Anwendung auch beschaffen sein mag, umfasst ein kontaktfreies elektronisches Etikett 10 (1) eine Antenne 13, die einer elektronischen Schaltung 14 in Form einer integrierten Schaltung, dem so genannten elektronischen Chip, zugeordnet ist. Die Antenne 12 ist ein abgestimmter Kreis bestehend aus einer Spule 16 und einem Kondensator 18, wobei der Kondensator Bestandteil der elektronischen Schaltung 14 ist.
  • Die Spule 16 besteht aus einigen auf einer Isolierfolie 22 angeordneten Windungen 20 (2), wobei die Enden 24 und 26 der Wicklung der Windungen an die Klemmen des innerhalb der elektronischen Schaltung angeordneten Kondensators 18 angeschlossen sind. Der elektronische Chip 14 ist auf die Folie 22 geklebt.
  • Ein derartiges elektronisches Etikett wird bei seiner Passage vor einer Lesevorrichtung gelesen, die eine von der Antenne 12 erfasste elektromagnetische Strahlung abgibt.
  • Das von der Lesevorrichtung abgegebene Signal umfasst ein Hochfrequenzsignal, das moduliert wird, beispielsweise hinsichtlich der Amplitude, durch ein Niedrigfrequenzsignal, das die zu übertragenden Informationen transportiert, beispielsweise eine Ausleseanweisung des elektronischen Speichers.
  • Das von der Antenne 12 erfasste Hochfrequenzsignal, beispielsweise mit einer Frequenz von 13,56 MHz, dient nach Gleichrichtung und Filterung zur Versorgung der elektronischen Schaltung 14 mit elektrischer Energie, während das Niedrigfrequenzsignal nach Demodulation et Decodierung dazu dient, die Anweisung zu erkennen.
  • Die Anweisung kann darin bestehen, den elektronischen Speicher auszulesen, um seinen gesamten Inhalt oder einen Teil davon an die Lesevorrichtung zu übertragen, und zwar über die Antenne 12, die weiterhin ein Hochfrequenzsignal empfängt, das zwar nicht moduliert ist, dessen Last jedoch entsprechend einem modulierten, den Inhalt des ausgelesenen Speichers darstellenden Signal veränderlich ist.
  • Daraus ergibt sich eine Modulation der magnetischen Kopplung zwischen der Antenne 12 und der Antenne der Lesevorrichtung, die von dieser erfasst und decodiert wird.
  • Das elektronische Etikett 10 ist beispielsweise durch Kleben mit dem zu identifizierenden Produkt fest verbunden, oder über die Isolierfolie 22 mit seiner Verpackung.
  • Dieser Typ eines elektronischen Etiketts, das als passiv bezeichnet wird, weil es mit der Energie des Hochfrequenzsignals versorgt wird, funktioniert ausgezeichnet, wenn der Träger des elektronischen Etiketts nicht elektrisch leitend ist, aber seine Funktion verschlechtert sich bzw. ist sogar unmöglich, wenn der Träger aus einem elektrisch leitenden Material besteht, da die elektromagnetische Strahlung von dem leitenden Material in Form von Foucaultschen Strömen absorbiert wird, so dass die Antenne des elektronischen Etiketts kein Signal mehr erfasst und demzufolge nicht von dem Hochfrequenzsignal mit Energie versorgt wird.
  • Im Fall eines leitenden Trägers wurde vorgeschlagen, so genannte aktive elektronische Etiketts zu verwenden, die über eine Batterie mit elektronischer Energie versorgt werden und dann wie Funkfrequenzsender funktionieren. Derartige elektronische Etiketts, die beispielsweise an Kraftfahrzeug-Montagestrassen zum Einsatz gelangen, sind voluminös und teuer und können demnach nicht an kleineren und/oder preiswerteren Produkten befestigt werden.
  • Eine Zwischenlösung besteht darin, das elektronische Etikett von seinem leitenden Träger zu entfernen und es beispielsweise auf der Verpackung des Produkts anzubringen, was den Nachteil aufweist, das elektronische Etikett vom Produkt selbst zu trennen. Das ist beispielsweise der Fall bei Produkten wie den so genannten „Laser-Disketten", d.h. die mit einem Laserstrahl beschrieben und ausgelesen werden können, da diese Disketten auf einer Seite eine leitende Oberfläche aufweisen.
  • Die Unterlage DE 195 42 900 A1 beschreibt einen Datenträger mit integrierter Schaltung und schleifenförmiger Antenne für den elektromagnetischen Daten- und Energieaustausch. Dieser Träger umfasst ebenfalls mindestens eine zusätzliche leitende Wicklung, um die Reichweite der Kommunikation für eine Verwendung auf einer Metallfläche zu verbessern.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, ein elektronisches Etikett herzustellen, das fest mit einem leitenden Träger verbunden werden kann. Bei dem leitenden Träger kann es sich zum Beispiel um die leitende Oberfläche einer Laser-Diskette, die äußere Metallwand einer Gasflasche oder auch ein Ersatzteil aus Metall handeln.
  • Die Erfindung betrifft demnach ein kontaktfreies elektronisches Etikett, das über eine dielektrische Isolierschicht fest mit einer leitenden Fläche verbunden werden soll, wobei das besagte Etikett einerseits einen elektrisch isolierenden Träger mit einer integrierten Schaltung aufweist, die mit einer ersten leitenden Antennenwicklung verbunden ist, um einen ersten abgestimmten Kreis zu bilden, und andererseits einen Kreis mit einer zweiten leitenden Windungswicklung mit zwei Enden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung zwei großflächige, an den Enden der zweiten Wicklung angeordnete Beläge umfasst, die sich über den Träger erstrecken, ohne sich gegenüber zu liegen, und die weitaus breiter sind als ein Wicklungsende, so dass jeder Belag mit der besagten leitenden Fläche zusammenwirken kann, um einen Kondensator zu bilden, der den Kreis auf eine Abstimmfrequenz abstimmt.
  • Der Isolierträger kann aus zwei Isolierträgern bestehen, deren sich gegenüberliegende Seiten fest miteinander verbunden sind, beispielsweise anhand einer isolierenden Klebschicht.
  • Die mit der leitenden Fläche in Kontakt stehende dielektrische Isolierschicht ist eine Klebschicht. Diese Klebschicht ist mit einer abziehbaren Schutzfolie bedeckt.
  • Der abgestimmte Kreis mit der ersten leitenden Antennenwicklung und der abgestimmte Kreis mit der zweiten leitenden Wicklung haben sehr benachbarte Abstimmfrequenzen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels, wobei die besagte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erfolgt, in denen:
  • 1 ein Funktionsschema eines kontaktfreien elektronischen Etiketts gemäß dem Stand der Technik ist,
  • 2 eine Draufsicht auf ein kontaktfreies Etikett gemäß dem Stand der Technik ist,
  • 3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes kontaktfreies Etikett ist,
  • 4 eine Schnittansicht nach Linie IV–IV von 3 ist, und
  • 5 ein Schema ist, das die elektrische Herstellung des abgestimmten Kreises darstellt, indem die Metallfläche des Produkts als einer der Beläge des Abstimmkondensators verwendet wird.
  • 1 und 2 wurden bereits im Oberbegriff beschrieben, um ein kontaktfreies Etikett gemäß dem Stand der Technik zu definieren, das fest mit einem Produkt verbunden werden soll, dessen Außenwand nicht leitend ist.
  • Um fest mit einer Wand aus leitendem Material verbunden zu werden, muss das Etikett gemäß dem Stand der Technik erfindungsgemäß abgeändert werden, um dort eine Wicklung und zwei leitende Stifte einzubauen, die jeweils an ein Ende der Wicklung angeschlossen werden, wobei die Wicklung und die leitenden Stifte an der Seite des isolierenden Trägers angeordnet werden, die derjenigen gegenüberliegt, die die Antennenwicklung und den elektronischen Chip 14 trägt. Diese gegenüberliegende Seite soll fest mit der Wand aus leitendem Material des zu etikettierenden Produkts, beispielsweise über eine isolierende Klebschicht, verbunden werden.
  • Genauer gesagt wie die Darstellungen der 3 und 4 zeigen, bei denen ein Isolierträger 22, beispielsweise aus Polyethylen, auf einer Seite 30 als Träger für eine flächige Wicklung 16 aus leitenden Windungen 20 dient.
  • Die Enden 24 und 26 der Wicklung 16 sind an die Eingangsklemmen des elektronischen Chips 14 angeschlossen. Das Ende 26 ist das äußere Ende der Wicklung, während das Ende 24 an das innere Ende 32 mittels den Träger 22 durchquerenden leitenden Stiften 34 und 36 und einer die Stifte 34 und 36 verbindenden leitenden Brücke 38 angeschlossen ist.
  • Die der Seite 30 gegenüberliegende Seite 40 des Trägers 22 dient als Träger für eine aus einigen leitenden Windungen 44 bestehende flächige Wicklung 42. Die Windungen 44 umgeben diejenigen 20 der Wicklung 16, wobei diese Anordnung jedoch nicht erforderlich ist.
  • Jedes Ende der Wicklung 42 ist an einen großflächigen leitenden Stift 46 oder 48 angeschlossen, wovon sich einer 46 innerhalb der Windungen 44 und der andere 48 außerhalb der Windungen 44 befindet.
  • Das in Verbindung mit 3 und 4 beschriebene Produkt bildet ein erfindungsgemäßes kontaktfreies elektronisches Etikett 50. Ein derartiges Etikett 50 wird dann anhand einer isolierenden Klebschicht 52 fest mit der leitenden Außenwand des zu etikettierenden Produkts verbunden.
  • Vorzugsweise befindet sich diese isolierende Klebschicht 52 an der Seite 40 des Trägers 22 und ist mit einer Silikonpapierfolie 54 geschützt.
  • Diese Silikonpapierfolie 54 wird von dem Etikett 50 abgezogen, bevor die mit der isolierenden Klebschicht 52 versehene Seite 40 gegen die leitende Außenwand des zu etikettierenden Produkts gedrückt wird.
  • Aufgrund dieser Verklebung über eine isolierende Klebschicht 52 sind jeweils zwischen den leitenden Stiften 46 und 48 und der leitenden Wand 60 zwei Kondensatoren 56 und 58 entstanden. Gemeinsam mit der Wicklung 42 bilden diese Kondensatoren 56 und 58 einen abgestimmten Kreis 66, dessen Abstimmfrequenz benachbart derjenigen des abgestimmten Kreises 12 der Antenne des elektronischen Chips 14 ist, der ebenfalls die Wicklung 16 enthält.
  • Beispielsweise beträgt die Abstimmfrequenz des die Wicklung 16 umfassenden abgestimmten Kreises etwa 14 MHz, während diejenige des die Wicklung 42 umfassenden abgestimmten Kreises 66 etwa 16 MHz beträgt.
  • Das erfindungsgemäße Etikett 50 verwendet den gleichen Isolierträger 22, um auf der einen Seite 30 den Chip 14 und die Antenne 16 und auf der anderen Seite 40 eine Wicklung 42 und leitende Stifte 46 und 48 zu tragen. Dennoch besteht die Möglichkeit, einerseits das konventionelle kontaktfreie elektronische Etikett auf dem Isolierträger 22 und andererseits die Wicklung 42 sowie die Stifte 46 und 48 auf dem anderen Isolierträger herzustellen. Für die Realisierung des erfindungsgemäßen elektronischen Etiketts braucht man dann nur die beiden isolierenden Folien mit ihrer wicklungsfreien Seite über eine Klebschicht miteinander zu verbinden.
  • Gemäß der Darstellung von 4 besteht dies darin, die Folie 22 in zwei Teile 22a und 22b der Dicke entsprechend zu trennen und zwischen diesen beiden getrennten Teilen eine isolierende Klebschicht 62 einzufügen.
  • Die Windungen 20, 44 haben beispielsweise eine Dicke von 10 bis 20 μm, der Isolierträger 22 eine Dicke von etwa 25 μm und die Klebschicht 52 eine Dicke von 75 μm.

Claims (6)

  1. Kontaktfreies elektronisches Etikett (50), das über eine dielektrische Isolierschicht (52) fest mit einer leitenden Fläche (60) verbunden werden soll, wobei das besagte Etikett einerseits einen elektrisch isolierenden Träger (22) mit einer integrierten Schaltung (14) aufweist, die mit einer ersten leitenden Antennenwicklung (16) verbunden ist, um einen ersten abgestimmten Kreis zu bilden, und andererseits einen Kreis (66) mit einer zweiten leitenden Windungswicklung (42) mit zwei Enden, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (66) zwei großflächige, an den Enden der zweiten Wicklung angeordnete Beläge (46, 48) umfasst, die sich über den Träger erstrecken, ohne sich gegenüber zu liegen, und die weitaus breiter sind als ein Wicklungsende, so dass jeder Belag mit der besagten leitenden Fläche (60) zusammenwirken kann, um einen Kondensator zu bilden, der den Kreis (66) auf eine Abstimmfrequenz abstimmt.
  2. Kontaktfreies elektronisches Etikett gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Isolierträger (22) aus zwei Isolierträgern (22a, 22b) besteht, die jeweils eine der besagten ersten oder zweiten Wicklungen aufweist, wobei die gegenüberliegenden Seiten der Isolierträger fest miteinander verbunden sind.
  3. Kontaktfreies elektronisches Etikett gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüber liegenden Seiten der beiden Isolierträger (22a, 22b) anhand einer isolierenden Klebschicht (62) fest miteinander verbunden sind.
  4. Kontaktfreies elektronisches Etikett gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Isolierschicht (52) eine Klebschicht ist.
  5. Kontaktfreies elektronisches Etikett gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Klebschicht (52) mit einer abziehbaren Schutzfolie (54) bedeckt ist.
  6. Kontaktfreies elektronisches Etikett gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abgestimmte Kreis (12) mit der ersten leitenden Antennenwicklung (16) und der abgestimmte Kreis (66) mit der zweiten leitenden Wicklung (42) benachbarte Abstimmfrequenzen haben.
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