PL199887B1 - Etykieta elektroniczna - Google Patents

Abstract

Etykieta elektroniczna, zawieraj aca co najmniej jeden element elektroniczny i anten e w kszta lcie p laskiej cewki, zamocowana na p laskim pod lo zu i przeznaczona do odczytywania przez czytnik, który emituje pole elektromagnetyczne w kierunku co najmniej jednej powierzchni etykiety, zawiera co najmniej jeden refleksyjny magnetycznie element, utworzony, w jednym wariancie wykonania, przez arkusz przewodz acy elektromagnetyczny (3), a w drugim wariancie wykonania, przez element przewodz acy elektromagnetyczny (3), które odizolo- wane s a od elementu elektronicznego (2) i cewki (1). Arkusz przewodz acy elektromagnetyczny (3) umieszczony pod cewk a (1), na stronie przeciwleg lej do nadawczej powierzchni czytnika, lub element przewodz acy elektromagnetyczny (3') umieszczony na ca lym lub czesci obrze za cewki (1), odbijaj a pole elektromagnetyczne wysy lane przez czytnik przeciw- dzia laj ac rozproszeniu tego pola w pod lo zu, na któ- rym etykieta jest umieszczona. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest etykieta elektroniczna.

Wynalazek odnosi się do obszaru etykiet elektronicznych, a zwłaszcza do etykiet przeznaczonych do umieszczania na przedmiocie metalicznym.

Przez etykietę elektroniczną rozumie się zestaw posiadający przynajmniej jeden nośnik, antenę i elektroniczny układ scalony (chip). Zestaw ten może zawierać kilka anten lub kilka układów scalonych, zależnie od potrzeb. Każdy może je spotkać w postaci kostki, w kartach chipowych, a nawet w etykietach bagażowych. Dzięki swoim antenom, mogą one komunikować się z bezprzewodowym czytnikiem. Antena służy nie tylko jako środek łączności, lecz także służy do wytworzenia energii, niezbędnej do zasilania elektronicznego układu scalonego.

Niektóre z tych etykiet nie zawierają elektronicznych układów scalonych, lecz zawierają części składowe pasywne, takie jak rezystory lub bezpieczniki. Są one wykorzystywane do identyfikowania przedmiotów, na przykład w zastosowaniach antywłamaniowych.

Według przykładów zastosowań, antena jest przymocowana do elastycznego nośnika lub bezpośrednio wytrawiona lub nacięta na samym nośniku.

Jest wiele układów scalonych, które różnią się ze względu na swoją funkcjonalność, na przykład pewne z nich pozwalają tylko na odczytywanie informacji, podczas gdy inne pozwalają na zapamiętywanie i modyfikowanie swojej pamięci. Te ostatnie używane są, między innymi, dla zastosowania w elektronicznych kartach płatniczych, które oczywiście wymagają, możliwości odczytywania/zapisywania w celu zmodyfikowania zawartości, zgodnie z zapotrzebowaniem użytkownika.

Innym ważnym obszarem zastosowań jest identyfikacja przedmiotów. Właściwie, w automatycznym cyklu wytwarzania, jest on nieodzowny do tego, ażeby automat wiedział dokładnie, jaka część składowa znajduje się przed nim. Tendencją, jaka występuje w tego rodzaju zastosowaniach jest zastępowanie etykiet z „bar-kodem” przez etykiety wyposażone w elektroniczny układ scalony. Pozwala to, nie tylko na identyfikację przedmiotu, lecz również odwrotnie, pozwala przedmiotowi na zapamiętywanie kroków technologicznych, które przeszedł.

Niemniej jednak, problem tego rodzaju wykorzystania pochodzi z samej natury przedmiotu. Właściwie, etykiety te działają zgodnie z zasadą połączenia za pomocą pola magnetycznego, które zakłócają przez bliskość masy metalicznej pochłaniającej fale, które zaś pozwalają na zrealizowanie łączności.

W celu wyeliminowania tej wady, konieczne jest zbliżenie czytnika etykiet na odległość mniejszą niż kilka milimetrów, by nawiązać łączność.

W pewnych zastosowaniach, łatwo można sobie wyobrazić, że ograniczenie tej odległości może stanowić główną wadę dla przedmiotów posiadających, na przykład kanciasty obrys.

Są rozwiązania, w których taka etykieta zawiera warstwę elektrycznie przewodzącą. Na przykład, w dokumencie US 5 920 290 przedstawiony jest przypadek, gdzie jeden z przykładów wykonania opisuje zestaw anteny i arkusza przewodzącego dla utworzenia obwodu rezonansowego. Zadanie, które spełnia taki arkusz, którego struktura może być uzyskana zarówno przez powlekanie metalem jak i przez nawęglanie wskazuje, że sam cel, jak i sposób do jego osiągnięcia, są dalekie od przedmiotu niniejszego zgłoszenia.

Inne dokumenty opisują wykorzystanie warstwy przewodzącej wewnątrz etykiety elektronicznej, która tworzy niezbędne ścieżki dla wyboru drogi sygnałów elektrycznych. To jest przypadek zawarty w dokumencie WO00/03354, który mówi o wytwarzaniu etykiety przez złożenie różnych warstw. Nic nie wspomina o istnieniu funkcji reflektora magnetycznego, w stosunku do tych warstw przewodzących.

Dokument WO00/25263 opisuje sposób zabezpieczenia przekaźnika przed rozładowaniem elektrostatycznym. Takie zabezpieczenie jest osiągnięte dzięki arkuszowi materiału półprzewodnikowego, umieszczonego na części cewki. Dzięki swojej strukturze, tworzy on ogranicznik diodowy pomiędzy obrotami cewki. Innymi słowy arkusz ten tworzy filtr służący wyeliminowaniu sygnałów zakłóceniowych wywołanych przez rozładowanie statyczne lub zakłócenia elektromagnetyczne, które mogą zakłócić prawidłową pracę przekaźnika. Dlatego, taki arkusz półprzewodnikowy nie może w żadnym przypadku być refleksyjny magnetycznie, ponieważ jego rola jest wtedy ograniczona, a wręcz przeciwnie, powinien redukować lub pochłaniać niepożądane sygnały elektromagnetyczne. Nawiasem mówiąc, dokument ten nie wspomina o odbiciu pola elektromagnetycznego przez część składową przekaźnikową lub o możliwych problemach spowodowanych przez nośnik, tam gdzie przekaźnik ten mógłby być zastosowany.

Dokument US 5 587 578 opisuje etykietę elektroniczną przeznaczoną do stosowania na butlach gazowych. Antena jest wykonana z cylindrycznie ukształtowanej cewki z uzwojeniem drutowym wokół pręta

PL 199 887 B1 z ferrytu. Etykieta zawiera folię przewodzącą magnetycznie, której zadaniem jest odprowadzenie pola magnetycznego w kierunku osi pręta cewki w celu skoncentrowania pola magnetycznego w otoczeniu anteny.

Ta etykieta nie może być czytana z jednej strony, z powodu jej specjalnej struktury z cewką cylindryczną, która jest najbardziej czuła na pole magnetyczne obecne w osi rdzenia cewki. Taka cewka nie może dlatego być zastosowana w cienkich płaskich etykietach przeznaczonych do przylepiania na powierzchni obiektu, które to etykiety są odczytywane przez zbliżanie aktywnej strony do czytnika.

Celem tego wynalazku jest zaproponowanie etykiety elektronicznej, której odległość odczytywania jest wyraźnie udoskonalona, w celu pozwolenia na mniej dokładne ustawienie głowicy odczytującej.

Cel ten jest osiągnięty przez etykietę elektroniczną, posiadającą co najmniej jeden element elektroniczny i cewkę, charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jeden refleksyjny magnetycznie element, utworzony przez arkusz przewodzący elektromagnetyczny odizolowany od elektronicznego elementu i cewki, przy czym arkusz przewodzący elektromagnetyczny umieszczony pod cewką, na stronie przeciwległej do nadawczej powierzchni czytnika, odbija pole elektromagnetyczne wysyłane przez czytnik przeciwdziałając rozproszeniu tego pola w podłożu, na którym etykieta jest umieszczona.

Korzystnie, arkusz przewodzący elektromagnetyczny pokrywa całą lub część powierzchni cewki. Ponadto, arkusz przewodzący elektromagnetyczny jest większy od powierzchni cewki.

Korzystnie, arkusz przewodzący elektromagnetyczny posiada trójwymiarowe kształty oraz arkusz przewodzący elektromagnetyczny zawiera jeden lub kilka otworów na swojej powierzchni.

W innym wariancie wykonania, etykieta charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jeden element refleksyjny magnetycznie, utworzony przez element przewodzący elektromagnetyczny odizolowany od elementu elektronicznego i cewki, przy czym element przewodzący elektromagnetyczny umieszczony na całym lub części obrzeża cewki, odbija pole elektromagnetyczne wysyłane przez czytnik przeciwdziałając rozproszeniu tego pola w podłożu, na którym etykieta jest umieszczona.

Korzystnie, element przewodzący elektromagnetyczny tworzy pierścień w materiale z ferrytu otaczającym cewkę. Ponadto, element przewodzący elektromagnetyczny jest wytłoczony z arkusza przewodzącego elektromagnetycznego, przy czym cewka jest umieszczona w centralnym polu elementu przewodzącego elektromagnetycznego. Element refleksyjny magnetycznie zawiera dodatkowo arkusz przewodzący elektromagnetyczny, który przykrywa całą lub część powierzchni cewki, przy czym ten arkusz przewodzący elektromagnetyczny jest umieszczony pod cewką, na stronie przeciwległej do nadawczej powierzchni czytnika.

Korzystnie, arkusz przewodzący elektromagnetyczny jest większy od powierzchni cewki. Ponadto, arkusz przewodzący elektromagnetyczny posiada trójwymiarowe kształty.

Etykieta, w korzystnym wariancie wykonania, posiada arkusz przewodzący elektromagnetyczny zawierający jeden lub kilka otworów na swojej powierzchni.

Element przewodzący elektromagnetyczny, umieszczony na całym lub na części obrzeża cewki, oraz arkusz przewodzący elektromagnetyczny umieszczony pod cewką na stronie przeciwległej do nadawczej powierzchni czytnika, tworzą razem jedną całość.

Przez element elektroniczny, rozumie się zarówno elektroniczny układ scalony, jak część składową pasywną taką jak bezpiecznik lub rezystor.

Taki element jest umieszczony po przeciwnej stronie w stosunku do strony transmisyjnej czytnika. W obecności tego elementu, pole magnetyczne jest, powiedzmy „odbite” od czytnika zamiast zostać rozproszonym w przedmiocie metalicznym.

Położenie i kształt elementu odgrywają ważną rolę.

W wariancie wynalazku, element refleksyjny magnetycznie jest użyty w postaci arkusza, świadomie o tym samym rozmiarze co cewka. Odległość pomiędzy cewką i arkuszem jest zdeterminowana uzyskaniem optymalnej poszukiwanej charakterystyki.

Według innego przykładu wykonania, arkusz niewiele przekracza powierzchnię cewki, tworząc efekt brzegowy, który pozwala żeby pole magnetyczne zostało wychwycone i dlatego zwiększa akceptowalną odległość odczytywania.

Próby wykazały, że kształt i odległość arkusza są określone w funkcji charakterystyk etykiety, a w szczególności w funkcji częstotliwości przesyłania. Dzięki temu arkuszowi magnetycznemu, możliwe jest odczytanie etykiety umieszczonej na części metalicznej w akceptowalnej odległości dla tego rodzaju zastosowań.

Taki arkusz może posiadać kształty przestrzenne, na przykład może on przechodzić ponad zwojem cewki. Zależnie od potrzeb, taki arkusz może zawierać otwory, których kształt jest określony przez poszukiwane charakterystyki magnetyczne.

PL 199 887 B1

Taki arkusz może być bezpośrednio umieszczony pod cewką lub we wstępnie określonej odległości, na przykład za pomocą warstwy izolacyjnej.

Wynalazek zostanie lepiej zrozumiany dzięki następującemu, szczegółowemu opisowi odnoszącemu się do załączonych rysunków.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia etykietę elektroniczną z arkuszem zabezpieczającym, według wynalazku, fig. 2 przedstawia etykietę elektroniczną z zabezpieczającym pierścieniem magnetycznym.

Na fig. 1, przedstawiającej przekrój poprzeczny etykiety elektronicznej, można dostrzec schematycznie pokazaną cewkę 1, jak również element elektroniczny 2 w postaci układu scalonego. Należy zwrócić uwagę na to, że chociaż ten element elektroniczny 2 w postaci układu scalonego jest umieszczony wewnątrz cewki 1, to także może on być umieszczony poza powierzchnią określoną przez cewkę 1.

Pod cewką 1, jest umieszczony refleksyjny magnetycznie arkusz 3, oddzielony za pomocą warstwy izolacyjnej 4 i określającej odległość pomiędzy cewką 1 a magnetycznym arkuszem 3. Obecność tej warstwy izolacyjnej nie jest konieczna by uzyskać pożądany efekt, gdyż refleksyjny magnetycznie arkusz może być bezpośrednio zastosowany na cewkę.

Ten arkusz 3 jest umieszczony po przeciwnej stronie czytnika (pokazanej schematycznie za pomocą linii pola F), to jest po stronie zastosowania etykiety na przedmiocie posiadającym charakterystykę metaliczną.

Ten zestaw może być osadzony w żywicy lub zamknięty pomiędzy dwoma arkuszami zabezpieczającymi. Etykieta ta może przyjmować dowolny kształt jak np. kształt karty czy kostki, lub też może być zamocowana na nośniku elastycznym.

Według wariantu wynalazku, pokazanego na fig. 2, element refleksyjny magnetycznie może mieć inne kształty, w celu umieszczenia tylko na obrzeżu cewki. Taki element przewodzący elektromagnetyczny 3' może być wykonany, na przykład w postaci ferrytowego pierścienia lub wykonany jako magnetycznie przewodzący mechanicznie tłoczony arkusz, którego środek może zawierać cewkę.

Efekt koncentratora strumienia indukcji magnetycznej, działa także, jeśli element magnetyczny nie jest umieszczony pod cewką, lecz na jej obrzeżu. W tym celu, użytecznym jest zwrócenie uwagi na to, że nie jest konieczne to, żeby element magnetyczny otaczał całe obrzeże cewki. Zaobserwowano pozytywne wyniki użycia takiego elementu, tylko na jednej sekcji obrzeża cewki.

Ten przykład wykonania nie wyklucza wykorzystania magnetycznego arkusza, takiego jak ten wcześniej opisany i umieszczonego pod cewką oprócz elementu umieszczonego na obrzeżu cewki. Ponadto możliwe jest wykonanie jednej części z tych dwóch części.

Claims (13)

1. Etykieta elektroniczna, zawierająca co najmniej jeden element elektroniczny i antenę w kształcie płaskiej cewki, zamocowana na płaskim podłożu i przeznaczona do odczytywania przez czytnik, który emituje pole elektromagnetyczne w kierunku co najmniej jednej powierzchni etykiety, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden refleksyjny magnetycznie element, utworzony przez arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3) odizolowany od elementu elektronicznego (2) i cewki (1), przy czym arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3) umieszczony pod cewką (1), na stronie przeciwległej do nadawczej powierzchni czytnika, odbija pole elektromagnetyczne wysyłane przez czytnik przeciwdziałając rozproszeniu tego pola w podłożu, na którym etykieta jest umieszczona.

2. Etykieta według zastrz. 1, znamienna tym, że arkusz przewodzący elektromagneeyczny (3) pokrywa całą lub część powierzchni cewki (1).

3. Etykiet:a według zastrz. 1, znamienna tym, że arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3) jest większy od powierzchni cewki (1).

4. Etykieta według zastrz. 2 albo 3, znamienna tym, że arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3) posiada trójwymiarowe kształty.

5. Etykieta według zastrz. 4, znamienna tym, że arkusz przewodzący (3) zawiera jeden lub kilka otworów na swojej powierzchni.

6. Etykieta elektroniczna, zawierająca co najmniej jeden element elektroniczny i antenę w kształcie płaskiej cewki, zamontowana na płaskim podłożu i przeznaczona do odczytywania przez czytnik, który emituje pole elektromagnetyczne w kierunku co najmniej jednej powierzchni etykiety, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden element refleksyjny magnetycznie, utworzony przez

PL 199 887 B1 element przewodzący elektromagnetyczny (3') odizolowany od elementu elektronicznego (2) i cewki (1), przy czym element przewodzący elektromagnetyczny (3') umieszczony na całym lub części obrzeża cewki (1), odbija pole elektromagnetyczne wysyłane przez czytnik przeciwdziałając rozproszeniu tego pola w podłożu, na którym etykieta jest umieszczona.

7. Etykieta wedługzastrz. 6, znamienna tym, że element przewodzący elektromagnetyczny (3') tworzy pierścień w materiale z ferrytu otaczającym cewkę (1).

8. Etykieta wedługzastrz. 6, znamienna tym, że ppzewodzący elektromagnetyczny (3') jest wytłoczony z arkusza przewodzącego elektromagnetycznego, przy czym cewka (1) jest umieszczona w centralnym polu elementu przewodzącego elektromagnetycznego (3').

9. Etyket^ według zastrz. 6, znamienna tym, że elemert refleksyjny magnetycznie zawiera dodatkowo arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3), który przykrywa całą lub część powierzchni cewki (1), przy czym ten arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3) jest umieszczony pod cewką (1), na stronie przeciwległej do nadawczej powierzchni czytnika.

10. Ety^a według zas^z. 9, znamienna tym, że arkusz ppzewodzący elektromagnetyczny (3) jest większy od powierzchni cewki (1).

11. Etykieea według zas^z. 9 albo 10, znamienna tym, że arkusz ppzewodzący eie/Tcmagnetyczny (3) posiada trójwymiarowe kształty.

12. Etykieta według zassc^. 11, znamienna tym, że arkusz elektromagnetyczny (3) zawiera jeden lub kilka otworów na swojej powierzchni.

13. Etykieta według zassi^. 9, znnmienna tym, że elemenn ppzewodzącc elektromaanetyccny (3'), umieszczony na całym lub na części obrzeża cewki (1), oraz arkusz przewodzący elektromagnetyczny (3) umieszczony pod cewką (1) na stronie przeciwległej do nadawczej powierzchni czytnika, tworzą razem jedną całość.