DE3880856T2 - Biegsame erfassungsmarke. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine flexible Erkennungsmarke für ein elektronisches Erkennungssystem, mit einem dünnen, plattenartigen, flexiblen Träger, der auf beiden Seiten Elemente aus flexiblem Material aufweist, die gemeinsam wenigstens eine Resonanzschaltung bilden, wobei die Resonanzschaltung wenigstens zwei als Spulen ausgebildete Leiterbahnen aufweist, die gegeneinander isoliert und auf entgegengesetzten Oberflächen des Trägers angeordnet sind, wobei jede Bahn zwei mit einem eine Kondensatorelektrode bildenden leitenden Bereich verbundene Enden aufweist, wobei die beiden Kondensatorelektroden auf einer Seite des Trägers gegenüber entsprechenden Kondensatorelektroden auf der anderen Seite des Trägers angeordnet sind.
• Solche Marken können zum Beispiel in einem Ladendiebstahl-Erkennungssystem verwendet werden, wie es zum Beispiel im US-Patent 4 686 517 (Nedap) beschrieben ist. Die Resonanzschaltung weist wenigstens eine Spule und wenigstens ein kapazitives Element auf, die gemeinsam die Betriebsfrequenz der Marke bilden.
• Die Resonanzschaltung kann zum Beispiel aus einer flexiblen Spule aus Metallfolie auf einem Papierblatt oder auf einer Kunststoffmaterialfolie bestehen, die als Träger dient. Die Spule kann, z.B., durch Ätzen aus Alwniniumfolie, durch Druckverfahren oder ein beliebiges der anderen bekannten verfahren hierfür hergestellt werden. Die Spule ist mit einem Kondensator verbunden, dessen eine Elektrode auf derselben Fläche des Trägers angeordnet ist wie die Spule und mit einem Ende der Spule verbunden ist. Die andere Elektrode des Kondensators ist auf der anderen Fläche des Trägers vorgesehen und ist mit dem anderen Ende der Spule mittels einer Verbindung durch den Träger oder um den Rand des Trägers verbunden.
• W.O.-A-83/01697 (Reeb) offenbart eine flexible Erkennungsmarke, die aus einer Leiterkonfiguration besteht, welche auf einer der Flächen eines Trägers aus Papier, Kunststoff oder Pappe aufgebracht ist, wobei sich die Konfiguration auf beiden Seiten wenigstens einer Faltlinie erstreckt und eine Leiterbahn die Faltlinie überbrückt. Durch Zusammenlegen des die Leiterkonfiguration aufweisenden Trägers entlang der Faltlinie entsteht eine Anordnung aus zwei einander gegenüberliegenden Subkonfigurationen, die jeweils eine Spule mit einer Kondensatorseite an wenigstens einem Ende aufweisen. Im zusammengelegten Zustand bilden die Kondensatorseiten der beiden Subkonfigurationen einen Kondensator. Die beiden Subkonfigurationen sind mittels der die Faltlinie überbrückenden Leiterbahn elektrisch miteinander verbunden.
• Ein Nachteil dieser bekannten Marke ist, daß die elektrischen Eigenschaften einer solchen gefalteten Marke in hohem Maße von der genauen Anordnung der Faltlinie abhängen. Daher sollte die Faltlinie so genau wie möglich definiert sein, was durch Perforationen oder Stege erreicht wird. Dies birgt jedoch das Risiko, daß die die Faltlinie überbrückende Leiterbahn vollständig oder teilweise unterbrochen wird. Ferner ist eine Leiterbahn, die eine Außenkante überbrückt, während der weiteren Handhabung einer solchen Marke sehr anfällig.
• WO-A-86/03052 (MMM) beschreibt verschiedene Verfahren zum möglichst genauen Definieren der Faltlinie der Faltmarke. Jedoch gelten die zuvor genannten Nachteile gleichermaßen für die in dieser Anmeldung beschriebenen Marken.
• Es sei angemerkt, daß sowohl WO-A-83/01697 als auch WO- A-86/03052 Ausführungsbeispiel beschreiben, bei denen die Subkonfigurationen auf gegenüberliegenden Seiten der Faltlinie nicht durch eine die Faltlinie überbrückende Leiterbahn verbunden sind. Im zusammengefalteten Zustand sind die beiden Subkonfigurationen sodann ausschließlich kapazitiv gekoppelt. Bei den bekannten Konfigurationen jedoch, ist diese kapazitive Kopplung im wesentlichen durch die die Spulen bildenden Leiterbahnen gebildet. In manchen Fällen wird sogar nur die parasitäre kapazitive Kopplung der die Spulen bildenden Leiterbahnen verwendet. Es ist selbstverständlich, daß in diesem Fall selbst sehr geringe Abweichung während des Faltens zu einer erheblichen Variation der Resonanzfrequenz der Marke führen kann. Ferner können die Spule und das kapazitive Element, in Anbetracht der gewünschten Resonanzfrequenz, nicht länger optimal voneinander unabhängig entworfen werden.
• WO-A-83/01697 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem gegenüberliegende spiralförmige Leiterbahnen zur Bildung einer Kondensatorelektrode vergrößerte innere Enden aufweisen. Zwar ist dadurch die Freiheit des Designs etwas vergrößert, jedoch ist die effektive Spulenoberfläche verringert.
• Das Hauptproblem der Konstruktion dieser flexiblen Marken ist es, zu gewährleisten, daß die effektive Spulenoberfläche bei geringen Außenabmessungen so groß wie mögliche ist sowie zu erreichen, daß der Qualitätsfaktor der Schaltung so groß wie möglich ist. Die effektive Spulenfläche definiert den Faktor der Kupplung mit der Sender-/Empfängerspule und somit die Erkennungsempfindlichkeit.
• Der Verlustwiderstand in der Spule, d. h., der Widerstand der Bahnen, definiert im wesentlichen den Qualitätsfaktor der Resonanzschaltung.
• Ein hoher Qualitätsfaktor erfordert einen geringen Widerstand der Bahnen und somit eine große Bahnbreite. Breite Bahnen führen jedoch zu einer kleineren effektiven Spulenoberfläche.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Erkennungsmarke zu schaffen.
• Zu diesem Zweck ist eine flexible Erkennungsmarke erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kondensatorelektroden im wesentlichen gleich groß sind, und daß die Kondensatorelektroden und die spulenbildenden Leiterbahnen derart angeordnet sind, daß einander gegenüberliegende Abschnitte der Leiterbahnen auf den beiden Trägerflächen im Betrieb im wesentlichen dasselbe elektrische Potential aufweisen.
• Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen im einzelnen beschrieben, welche zeigen:
• Fig. 1 - einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Erkennungsmarke;
• Fig. 2 - eine schematisch Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Erkennungsmarke;
• Fig. 3 - eine unteransicht der Erkennungsmarke von Fig. 2; und
• Fig. 4 - ein elektrisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Erkennungsmarke.
• Fig. 1 ist eine schematische, teilweise quer geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen flexiblen Erkennungsmarke 1. Die Marke 1 weist einen aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellten Träger 2 auf. Der Träger 2 ist plattenförmig und weist eine geringe Dicke auf. Der Träger besteht aus einem Material, das zumindest bei der gewählten plattendicke flexibel ist. Der Träger kann aus Kunststoffolie bestehen, jedoch kann er ebenfalls aus Papier oder Pappe hergestellt sein. Auf beiden Seiten des Trägers 2 ist ein Bahnmuster ausgebildet, das gleichermaßen aus einem flexiblen, leitfähigen Material, zum Beispiel Aluminiumfolie besteht. In Fig. 1 sind die jeweiligen Filme aus leitfähiger Folie mit 3 und 4 bezeichnet. Auf einer Seite kann ferner ein Papierfilm oder ein Film aus Kunststoffmaterial vorgesehen sein, wie in der Fig. 1 bei 5 dargestellt, und auf der anderen Seite kann zum Beispiel ein Haftfilm vorgesehen sein, wie bei 6 dargestellt, so daß ein Sticker entsteht. Es sind wunschgemäß andere Arten des Finishs der Außenfläche möglich. Der Haftfilm kann zum Beispiel mittels eines zwischenfilms vorgesehen sein. Der Haftfilm kann durch eine abnehmbare Deckbahn vor einem vorzeitigen Haften geschützt werden. Ferner ist es möglich, den Film 5 zu bedrucken.
• Das Bahnmuster zur Bildung der Spulen und der Kondensatoren in der Metallfolie kann, zum Beispiel, durch Ätzverfahren oder Laserschneideverfahren hergestellt werden. Die Kondensatoren der Resonanzschaltung sind aus zwei Metallfolienteilen auf jeder Seite der Kunststoffträgerfolie 2 aufgebaut. Da es unter herstellungstechnischen Gesichtspunkten schwierig und/oder teuer ist, eine zuverlässige Verbindung zwischen den beiden Metallfolienfilmen herzustellen, werden erfindungsgemäß wenigstens zwei Kondensatoren und wenigstens zwei Spulen verwendet, die gemäß dem äquivalenten Diagramm von Fig. 4 verbunden sind. Diese Teilung hat den Vorteil, daß die Gesamt-Selbstinduktivität über die beiden Seiten der Marke verteilt ist, so daß die effektive Spulenoberfläche bei den angegebenen Abmessungen der Marke maximal sein kann. Diese selbstinduktivität ist ferner derart beschaffen, daß die Streukapazität, die normalerweise in entgegengesetzten Windungen auftritt, praktisch keine Wirkung auf die Resonanzschaltung hat, wie im folgenden erläutert.
• Fig. 4 zeigt das elektrische Schaltbild einer erfindungsgemäßen Marke. Der Träger 2 ist in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Wie dargestellt, bildet der Träger das Dielektrikum für zwei Kondensatoren 15, 16. Die linke Elektrode 15a des Kondensators 15 ist zusammen mit einer Spule 17 und der linken Elektrode 16b des Kondensators 16 auf einer Fläche des Trägers 2 angeordnet. Die rechte Elektrode 15b des Kondensators 15 ist zusammen mit einer Spule 18 und der rechten Elektrode 16a des Kondensators 16 auf der anderen Fläche des Trägers 2 angeordnet. Dementsprechend besteht die elektrische Kupplung zwischen den beiden Teilen lediglich aus dem Träger 2, der als das Dielektrikum der Kondensatoren wirkt.
• Um die beiden Flächen des Trägers optimal zu nutzen, weisen die Spulen 17, 18 vorzugsweise dieselbe Induktivität auf und die Kondensatoren 15, 16 weisen vorzugsweise dieselbe Kapazität auf.
• Die Fign. 2 und 3 zeigen Beispiele zweier erfindungsgemäßer Bahnmuster, die auf jeder Seite eines Trägers vorgesehen sind. Fig. 2 kann eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Marke (ohne Deckfilm) und Fig. 3 eine Unteransicht derselben Marke (ebenfalls ohne Deckfilm) sein.
• Fig. 2 zeigt einen ungefähr rechteckigen Träger 2, der in der Nähe einer Ecke, in diesem Beispiel der linken oberen Ecke, mit einem ungefähr rechteckigen Bereich 8 aus leitendem Material versehen ist. Von der oberen Ecke des Bereichs 8, die nahe der oberen Kante der Marke angeordnet ist, jedoch entfernt von der Ecke der Marke und im wesentlichen entlang des Umfangs der Marke, erstreckt sich spiralförmig ein rechtsgewundener Leiter 9. Der Leiter 9 endet nach einigen Windungen, in diesem Beispiel nach drei Windungen, in einem zweiten ungefähr rechteckigen Bereich 10, der in der Nähe der rechten oberen Ecke der Marke angeordnet ist. Der Leiter 9 umschließt den ersten Bereich 8 nicht, jedoch umschließt er den zweiten Bereich 10.
• Fig. 3 zeigt in ähnlicher Weise eine Unteransicht derselben Marke mit einem ungefähr rechteckigen leitenden Bereich 11, 12 im oberen Teil, sowohl in der Nähe der linken oberen Ecke als auch der rechten oberen Ecke. Ein Leiter 13 erstreckt sich, von der entsprechenden Ecke der Marke entfernt, von der oberen Ecke des Bereichs 11 aus in Form einer linksgewundenen Spirale im wesentlichen entlang dem Umfang der Marke erstreckt. Der Leiter 13 endet nach drei Wicklungen im von dem Leiter umschlossenen Bereich 12. Der Bereich 11 ist jedoch lediglich von der äußeren Windung des spiralförmigen Leiters 13 umgeben.
• Die Bereiche 8 und 12 sind gleich groß und bilden zusammen einen ersten Kondensator. In gleicher Weise bilden die Bereiche 10 und 11 zusammen einen zweiten, im wesentlichen identischen Kondensator. Die spiralförmigen Leiter 9 und 13 verbinden die beiden Kondensatoren und bilden die gewünschten Spulen.
• Aufgrund der gewählten Konfiguration fließt der Strom beim Betrieb in den übereinanderliegenden Leiterabschnitten in derselben Richtung, wenigstens insoweit, wie die Leiterabschnitte dem Außenrand der Karte folgen. Aus Gründen der Klarheit zeigt Fig. 4 einen Kreis strom I und die Fign. 2 und 3 zeigen die entsprechenden Ströme. Aufgrund der gewählten Konfiguration weisen übereinanderliegende Punkte der Leiterabschnitte ferner dasselbe Potential auf. Das bedeutet, daß die im Prinzip zwischen den Leiterabschnitten herrschende Streukapazität keine Auswirkung auf die elektrischen Eigenschaften der Marke hat. Es kann daher angenommen werde, daß die in Fig. 4 in gestrichelten Linien dargestellten Streukapazitäten 19, 20, 21 null sind.
• Nur die Leiterabschnitte 14, 14', die sich auf jeder Seite des Trägers zwischen den Kondensatorelektroden 8, 10 bzw. 12, 11 erstrecken, haben ungleiche Potentiale und erzeugen daher unerwünschte Streukapazitäten. Dieser Effekt wird jedoch dadurch minimiert, daß die Bahnen 14, 14' in versetztem Verhältnis zueinander angeordnet sind, wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt.
• Es sei angemerkt, daß zahlreiche Veränderungen des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels möglich sind. Zum Beispiel kann eine andere Zahl von Windungen gewählt werden. Ferner kann der Träger aus mehreren Schichten bestehen. Besteht der Träger aus zwei Schichten, kann ein solcher Träger sogar durch Zusammenlegen eines Trägers mit zwei Leitermustern auf einer Seite gebildet werden. Da in diesem Fall keine die Faltlinie überbrükkenden Bahnen vorhanden sind, ist eine Perforation, wenn sie vorgesehen ist, nicht nachteilig. Das genaue Überlagern der beiden Muster wird durch die relativ große Kondensatoroberflächen vereinfacht, während Abweichungen aufgrund der entsprechenden Potentialvariation auf beiden Seiten des Trägers nur einen relativ geringen Effekt haben.

Claims (5)

1. Flexible Erkennungsmarke für ein elektronisches Erkennungssystem, mit einem dünnen, plattenartigen, flexiblen Träger (2), der auf beiden Seiten Elemente (3-6) aus flexiblem Material aufweist, die gemeinsam wenigstens eine Resonanzschaltung bilden, wobei die Resonanzschaltung wenigstens zwei als Spulen ausgebildete Leiterbahnen (9, 13) aufweist, die gegeneinander isoliert und auf entgegengesetzten Oberflächen des Trägers angeordnet sind, wobei jede Bahn zwei mit einem eine Kondensatorelektrode (8, 10-12) bildenden leitenden Bereich verbundene Enden aufweist, wobei die beiden Kondensatorelektroden auf einer Seite des Trägers gegenüber entsprechenden Kondensatorelektroden auf der anderen Seite des Trägers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Kondensatorelektroden (8, 12: 10, 12) im wesentlichen gleich groß sind, und daß die Kondensatorelektroden (8 - 12) und die spulenbildenden Leiterbahnen (9, 13) derart angeordnet sind, daß einander gegenüberliegende Abschnitte der Leiterbahnen auf den beiden Trägerflächen im Betrieb im wesentlichen dasselbe elektrische Potential aufweisen.

2. Flexible Erkennungsmarke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente auf jeder der beiden Seiten des Trägers (2) im wesentlichen identische elektrische Eigenschaften aufweisen.

3. Flexible Erkennungsmarke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spulenbildenden Leiterbahnen (9, 13) sich im wesentlichen entlang dem äußeren Rand der Marke erstrecken, während die Leiterbahnen auf einer Trägerfläche im wesentlichen mit den Bahnen auf der anderen Trägerfläche deckungsgleich sind.

4. Flexible Erkennungsmarke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abschnitte (14, 14') der Leiterbahnen (9, 13), die in gegenüberliegenden Bereichen auf verschiedenen Seiten des Trägers (2) angeordnet sind und im Betrieb im wesentlichen nicht dasselbe elektrische Potential aufweisen, wobei die Abschnitte zueinander versetzt sind.

5. Flexible Erkennungsmarke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Kondensatorelektroden (8, 10; 11, 12) auf jeder Trägerfläche ausgebildet sind, wobei eine Elektrode (8; 11) an einem in der Nähe eines Randes der Marke befindlichen Punkt mit einem äußeren Abschnitt einer spiralförmigen Leiterbahn (9, 13) verbunden ist, die in mehreren Windungen im wesentlichen dem Umfangsrand der Marke folgt und die am inneren Ende mit einem Punkt der anderen Kondensatorelektrode (10; 12) verbunden ist, der vom Rand der Marke entfernt gelegen ist, wobei die eine Kondensatorelektrode (8; 11) im wesentlichen außerhalb der spiralförmigen Leiterbahn (9, 13) angeordnet ist und die andere Kondensatorelektrode (10; 12) im wesentlichen von der spiralförmigen Leiterbahn (9, 13) umgeben ist.