Электронная этикетка
Изобретение относится к электронным этикеткам, в особенности предназначенным для прикрепления к металлическим объектам. Одна из характеристик электронных этикеток состоит в том, что считывание и запись при их использовании могут производиться без механического контакта с коммуникационной рамкой (антенной). В этом случае считывающая головка устанавливается на некотором расстоянии от этикетки и взаимодействует с ней посредством магнитных волн. Когда подобные этикетки помещают на металлические объекты, считывание становится затруднительным и даже невозможным по причине рассеяния волн в объекте. Технический результат состоит в том, что изобретение позволяет устранить этот недостаток за счет того, что антенна снабжается электромагнитным компонентом, предназначенным для того, чтобы изолировать антенну и повысить качество приема. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электронным этикеткам, в особенности к электронным этикеткам, предназначенным для прикрепления к металлическим объектам.
Уровень техники
Под электронной этикеткой в данном описании понимается устройство (узел), которое содержит, по меньшей мере, одно основание, антенну и электронный чип. В случае необходимости подобное устройство может содержать несколько антенн или несколько чипов. Указанные устройства существуют в форме кнопок, интеллектуальных карт ("смарт-карт") и даже багажных ярлыков. Благодаря наличию антенн они могут общаться с дистанционным считывающим устройством. При этом антенна (например, в виде рамки) не только служит средством связи, но и может быть использована для получения энергии, которой необходимо питать электронный чип.
Некоторые из этикеток указанного типа не содержат электронных чипов, но имеют пассивные элементы, такие как резисторы или плавкие предохранители. Такие этикетки применяются, например, в устройствах предотвращения краж.
В зависимости от варианта выполнения антенна может прикрепляться к гибкому основанию или непосредственно гравироваться или вырезаться на нем.
Существуют многочисленные варианты чипов, различающиеся своими функциями. Например, некоторые из них обеспечивают только считывание информации, тогда как другие позволяют запоминать данные и вносить изменения в память. Чипы последнего типа используются, помимо прочего, в качестве электронных бумажников, содержимое которых по понятным причинам должно уменьшаться в зависимости от потребления пользователя.
Еще одна важная область применения - это идентификация объектов. Действительно, в цикле автоматического производства необходимо, чтобы соответствующий автомат точно знал, какой именно компонент находится перед ним. Существующая для подобных применений тенденция состоит в замене штрих-кодовых этикеток на этикетки, снабженные электронным чипом. Такая этикетка не только обеспечивает идентификацию объекта, но также решает обратную задачу, т.е. позволяет объекту запомнить произведенные над ним операции.
Однако в применениях описанного типа остается проблема, обусловленная характером объекта. Она связана с тем, что упомянутые этикетки действуют по принципу замыкания магнитного поля, т.е. наличие вблизи металлической массы, поглощающей волны, осуществляющие коммуникацию, создает помехи для их работы.
Для того чтобы устранить данный недостаток, необходимо с целью восстановления коммуникации приблизить устройство считывания до расстояния нескольких миллиметров.
Нетрудно представить, что для некоторых применений, например, связанных с изделиями, имеющими сложный контур, подобное ограничение на расстояние может представлять серьезный недостаток.
Известны решения, согласно которым этикетка содержит электропроводный слой. Такой слой описан, например, в патентном документе US 5920290, где один из представленных вариантов устройства содержит антенну и лист проводящего материала для создания резонансного контура. Данное назначение подобного листа, который может быть образован как металлическим, так и углеродным покрытием, свидетельствует о том, что как по назначению, так и по выполнению, он существенно отличается от объекта настоящего изобретения.
Другие документы описывают использование проводящего слоя внутри электронной этикетки для образования токопроводящих дорожек, обеспечивающих маршрутизацию электрических сигналов. Примером является документ WO 00/03354, относящийся к изготовлению электронных бирок путем сборки различных слоев. Какие-либо упоминания функции магнитного отражателя применительно к этим проводящим слоям отсутствуют.
В документе WO 00/25263 описывается способ защиты транспондера от статических электрических разрядов. Эта защита обеспечивается с помощью листа полупроводникового материала, наложенного на секцию коммуникационной рамки (т.е. рамочной антенны). В результате между витками рамки образуется диодный ограничитель. Другими словами, данный лист образует фильтр, предназначенный для устранения паразитных сигналов, создаваемых статическими разрядами или электромагнитными помехами, которые могут ухудшить качество работы транспондера. Следовательно, подобный лист полупроводника ни в каком случае не может быть магнитным отражателем, поскольку его роль, напротив, ограничена ослаблением или поглощением нежелательных электромагнитных сигналов. При этом указанный документ вообще не упоминает отражение электромагнитного поля каким-либо компонентом транспондера или возможные проблемы, связанные с наличием основания в зоне расположения транспондера.
Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в создании электронной этикетки, у которой расстояние считывания существенно увеличено для того, чтобы сделать возможным менее точную установку считывающей головки.
Названная задача решена путем создания электронной этикетки, содержащей, по меньшей мере, один электронный элемент и рамку и характеризующейся наличием на одной из ее сторон магнитоотражающего компонента. Под электронным компонентом в контексте заявки понимается электронный чип или пассивный элемент, такой как плавкий предохранитель или резистор.
Указанный магнитоотражающий компонент установлен со стороны, противоположной стороне, пропускающей излучение от считывающего устройства. Благодаря наличию данного компонента магнитное поле отражается в направлении считывающего устройства вместо того, чтобы рассеиваться в металлическом объекте.
При этом существенную роль играют положение и форма указанного компонента.
В соответствии с одним из вариантов изобретения магнитоотражающий компонент выполнен в форме листа, размер поверхности которого, по существу, такой же, как и у рамки. Расстояние между рамкой и листом выбирается таким, чтобы обеспечить достижение оптимальных характеристик.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения размер листа слегка превышает размер поверхности рамки. Тем самым создается краевой эффект, который способствует захвату магнитного поля и, следовательно, увеличению допустимого расстояния считывания.
Испытания показали, что форма и размеры указанного листа должны выбираться в зависимости от характеристик этикетки, особенно от ее частотных характеристик. Благодаря наличию указанного магнитоотражающего листа становится возможным производить считывание с этикетки, установленной на металлическую деталь, с расстояния, приемлемого для соответствующих применений.
Указанный лист может иметь неплоскую (трехмерную) форму. Например, он может заходить за кромку рамки. При этом в соответствии с предъявляемыми требованиями в данном листе могут быть выполнены отверстия, форма которых выбирается с учетом требуемых магнитных характеристик.
Перечень чертежей
Изобретение станет более понятным из нижеследующего подробного описания, в котором даются ссылки на прилагаемые чертежи, приводимые в качестве неограничивающих примеров.
На фиг.1 представлена электронная этикетка по изобретению, снабженная магнитоотражающим листом;
на фиг.2 представлена электронная этикетка по изобретению с отражающим магнитным кольцом.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг.1, где электронная этикетка представлена в сечении, можно видеть схематично изображенную рамку 1, а также электронный чип 2. Следует отметить, что хотя данный чип расположен внутри рамки, он может быть установлен и вне поверхности, ограниченной рамкой.
Под рамкой 1 расположен магнитоотражающий лист 3, отделенный от рамки изолирующим листом 4, который задает расстояние между рамкой и магнитоотражающим листом. Для получения желаемого эффекта присутствие данного изолирующего слоя не является обязательным: магнитоотражающий лист может быть связан непосредственно с рамкой.
Данный лист расположен со стороны, противоположной по отношению к считывающему устройству (условно изображенному силовыми линиями F поля). Другими словами, данный лист расположен со стороны, которой этикетка наложена на объект, имеющий свойства металла.
Этикетка может быть залита слоем эпоксидной смолы или инкапсулирована между двумя защитными листами. При этом этикетка может иметь любую форму: карты, кнопки и т.д.; кроме того, она может быть выполнена на гибком основании.
В соответствии с вариантом выполнения изобретения, представленным на фиг.2, магнитоотражающий лист может иметь различные формы, позволяющие расположить его только по периферии рамки. В частности, данному компоненту может быть придана форма ферритового кольца 3'. Альтернативно он может представлять собой магнитопроводящий лист, сформованный механической штамповкой, в центре которого будет находиться рамка. Положительные результаты наблюдались и в случае, когда подобный компонент был расположен только в одной секции на периферии рамки.
Последний из описанных вариантов не исключает использования, в дополнение к периферийному компоненту, магнитоотражающего листа, описанного применительно к предыдущему варианту и расположенного под рамкой. Кроме того, может быть использован единый компонент, включающий в себя обе описанные части.
1. Электронная этикетка, содержащая, по меньшей мере, один электронный элемент (2) и антенну в виде рамки (1), причем этикетка выполнена с возможностью считывания посредством считывающего устройства, отличающаяся тем, что этикетка включает в себя, по меньшей мере, один магнитопроводящий компонент, образованный магнитопроводящим листом (3), выполненным независимым от совокупности электронного элемента (2) и рамки (1), причем указанный лист (3) расположен под рамкой (1) со стороны, противоположной стороне, пропускающей излучение от считывающего устройства.
2. Электронная этикетка по п.1, отличающаяся тем, что магнитопроводящий лист (3) покрывает полностью или частично поверхность рамки (1).
3. Электронная этикетка по п.1, отличающаяся тем, что размеры поверхности магнитопроводящего листа (3) выбраны слегка превышающим соответствующие размеры поверхности рамки (1).
4. Электронная этикетка по п.1, отличающаяся тем, что магнитопроводяющий лист (3) имеет неплоскую форму.
5. Электронная этикетка по п.1, отличающаяся тем, что в поверхности магнитопроводящего листа (3) выполнено одно или несколько отверстий.
6. Электронная этикетка, содержащая, по меньшей мере, один электронный элемент (2) и антенну в виде рамки (1), причем этикетка выполнена с возможностью считывания посредством считывающего устройства, отличающаяся тем, что этикетка включает в себя, по меньшей мере, один магнитопроводящий компонент (3'), выполненный независимым от совокупности электронного элемента (2) и рамки (1), причем указанный компонент расположен на всей периферии рамки (1) или на ее части.
7. Электронная этикетка по п.6, отличающаяся тем, что магнитопроводящий компонент (3') выполнен в виде ферритового кольца, расположенного по периферии рамки (1).
8. Электронная этикетка по п.6, отличающаяся тем, что магнитопроводящий компонент (3') дополнительно содержит часть, образованную магнитопроводящим листом (3) и покрывающую полностью или частично поверхность рамки (1), причем указанная часть расположена под рамкой (1) со стороны, противоположной стороне, пропускающей излучение от считывающего устройства.
9. Электронная этикетка по п.8, отличающаяся тем, что размеры поверхности указанной части выбраны слегка превышающими соответствующие размеры поверхности рамки (1).
10. Электронная этикетка по п.8, отличающаяся тем, что указанная часть имеет неплоскую форму.
11. Электронная этикетка по п.8, отличающаяся тем, что в поверхности указанной части выполнено одно или несколько отверстий.
12. Электронная этикетка по любому из пп.8-11, отличающаяся тем, что магнитопроводящий компонент (3'), расположенный на всей периферии рамки (1) или на ее части, и лист (3), расположенный под рамкой (1), выполнены в виде единой детали.
Приоритет по пунктам:
18.04.2000 - пп.1-5;
03.11.2000 - пп.6-12.
