CN104838389B - 通用且可靠的智能包装 - Google Patents

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Abstract

一种包装，包括本体以及由所述本体支撑的导电图案。接口部分配置为将模块容纳到关于所述包装的可移除配件。所述导电图案包括至少部分地在所述接口部分内的无线耦合图案，所述无线耦合图案构成了无线耦合装置的一半。

Description

通用且可靠的智能包装
技术领域
本发明总体涉及智能包装技术。具体地，本发明涉及在包装部分与通信模块之间实现接口的通用且可靠的方式。
背景技术
术语智能包装通常指的是能够电子存储、记录和/或展示与包装中包含的一个或多个产品有关的信息的包装。包装运载智能还可以存储、记录和/或展示与如何在运输链中操控包装有关的信息。智能包装的简单示例是配备有RFID(射频识别)标签的智能包装。
例如，在专利公开WO2011/161299中已知智能包装的许多详细示例。WO2011/161299介绍了将通信模块附着到诸如药品的消费包装等包装的构思。例如可以采取用于独立药片的气泡板形式的包装包括导电迹线，所述导电迹线构成某种简单的电路。当通信模块附着到包装时，模块的接口部分与包装上的导电贴片接触，使得模块能够注意到对所述电路的状态造成影响的改变。例如，如果病人通过将药片推过气泡板的底层将药片从包装中取出，则破裂的底层可以切割一条或多条导电迹线，这被通信模块注意到，作为特定导电贴片之间的导电率的改变。
除了上述显著优点之外，上述技术方案还有改进的空间，特别是在包装与通信模块之间的接口方面。对于医学应用，病人可能具有例如视觉或运动障碍，这使得病人难以自己将通信模块从用完的包装改变到新包装。即使将通信模块附着到包装的任务被委托给经过训练的人，人类犯错的可能性以及甚至诸如制造容限之类的简单事情都可能导致难以正确进行组合功能。在其他类应用中，可以认为已知的解决方案在限制包装设计方面是不灵活的。
发明内容
以下给出了简化的发明内容以提供对各个发明实施例的某些方面的基本理解。发明内容不是本发明的广泛总结。发明内容不旨在指出本发明的关键或重要元素，也不旨在描绘本发明的范围。以下发明内容只是以简化的形式给出了本发明的一些构思，作为说明本发明实施例的更详细描述之前的前序。
根据本发明的一方面，提供了一种包装，包括：本体；导电图案，由所述本体支撑；以及接口部分，配置为将模块容纳到关于所述包装的可移除配件。所述导电图案包括至少部分地在所述接口部分内的无线耦合图案，所述无线耦合图案构成了无线耦合装置的一半。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于包装的通信模块。所述通信模块包括：模块本体；以及一个或多个无线耦合图案，在所述模块本体外表面处，构成了无线耦合装置的一半。所述通信模块还包括电特性的传感器，所述传感器配置为将激励信号引导至无线耦合装置的所述一半并测量对所述激励信号的响应。
根据本发明的另一方面，提供了一种包装系统，包括上述类型的包装以及通信模块。
在包装和通信模块之间使用近距离无线通信链路具有许多优点。模块可以获得与包装中的变化有关的信息而无需模块与包装之间仔细完成的机械连接，这意味着降低了对于将模块附着到包装的步骤的要求的严格性并且放宽了制造容限。包装、模块或两者可以包括冗余装置以在不同位置处建立近距离无线通信链路，这允许对于不同种类的包装使用相同的方法，并且还可以允许模块相对于包装的取向的自由度。可以使用于建立近距离无线通信链路的装置成为对于普通用户不可见，这对于视觉设计给出了更大自由度并且可以减小某些用户通常对于电子小产品或电学感到的不信任。
本专利申请中给出的本发明示例实施例不被解释为局限于所附权利要求的可应用性。本专利申请中作为开放限制而使用的动词“包括”不排除还存在未限定的特征。除非另外明确指出，否则从属权利要求中限定的特征是可以相互自由组合的。
具体在所附权利要求中产生了被看作是本发明特点的新特征。然而通过结合附图阅读对特定实施例的以下描述，将在结构方面和操作方法方面更好地理解本发明本身。
附图说明
图1示出了在包装与通信模块之间建立近距离无线通信链路的原理，
图2示出了包装表面上的贴片和迹线，
图3示出了模块中的传感器和包装上的迹线的等效电路，
图4示出了接地连接经过用户的等效电路，
图5示出了接地连接为电容性的等效电路，
图6示出了接地连接为电流性的等效电路，
图7示出了通过各种路径将迹线引向模块的示例，
图8示出了提供断裂点的一种可能方式，
图9示出了一个导电图案中的两个耦接图案，
图10示出了两个耦接图案，每个耦接图案具有其自己的导电图案，
图11示出了使用包装的一部分将模块固定到位的一种可能方式，
图12示出了使用包装的一部分将模块固定到为的另一种可能方式，
图13示出了模块的示例框图，
图14示出了电容性传感器及其驱动电路的备选结构，
图15示出了包装上的电耦接图案和项目上的链接图案，
图16示出了放置包装上的电耦接图案以及链接图案的备选方式，
图17示出了放置包装上的电耦接图案和链接图案的另一种备选方式，以及
图18示出了放置包装上的电耦接图案和链接图案的另一种备选方式。
具体实施方式
根据图1所示的原理，包装可以包括本体101以及由本体101支撑的导电图案102，本体也可以称作包装本体。本体101的材料、形式、尺寸、结构和其他属性典型地在某种程度上由包装被设计用于容纳的产品来支配。本体101可以还可以支撑包装的其他部分，包装可以包括子部分。作为包装的一个示例，可以认为考虑药品的包装，药品采取分立的独立药片或胶囊的形式。在该示例情况下，本体101可以包括两个纸板层和气泡嵌体，其中气泡嵌体限定了多个隔室。气泡通过顶部纸板层中的开口凸出，底部纸板层具有对应放置的开口或弱点，药片或胶囊能够通过所述开口或弱点被释放。按压凸出的隔室向下挤压隔室内容纳的药片或胶囊，直到药片或胶囊使其旁边的层破裂并掉出来。
导电图案102可以是例如以诸如喷墨印刷、胶版印刷或柔性印刷等印刷方法在本体101的一个表面上生成的图案。例如在专利公开WO2009/135985以及专利申请FI20125088和FI20125090中已知使得能够在表面上印刷导电图案的技术，在撰写本说明书时这些文献尚未对公众公开。备选地，导电图案102可以是例如层压到本体101的表面上或层压到本体101的结构中的金属箔片，或者是以诸如脉冲激光沉积等薄膜制造技术形成的图案。导电图案102不需要构成本体表面上的最外层或可见部分，但是本发明也不排除这种情况。
包装包括接口部分103，接口部分103配置为将模块容纳到关于包装的可移除配件。接口部分103配置为容纳模块的方式具有非常高的自由度。例如，采用稍后将更详细描述的方式——将在二者之间建立近距离通信，接口部分103应当包括特定的自由空间，在所述特定的自由空间中，包装的结构特征不会妨碍模块与包装的表面(可以是内表面或外表面)的一部分相对紧密地接触。例如，有利的是，一旦被附着，模块就相对于包装保持相对稳固，接口部分103应当包括一些配件形式和/或应当允许容易地添加一些配件形式，如，防止模块在包装表面上向旁边移动的壁。接口部分103还可以包括和/或可以允许容易地附着一些覆盖形式，所述覆盖形式防止模块从包装脱落。接口部分103还可以包括一些(粘性)粘合剂、条带或其他附着装置，如，用于相对于包装将模块(可移除地)固定到位的魔术贴型附着带的一半。
接口部分103还用于在包装与模块之间建立近距离无线通信链路。因此，导电图案102包括至少部分地在接口部分103中的无线耦合图案104，所述无线耦合图案104构成无线耦合装置的一半。无线耦合装置的对应另一半位于要由接口部分103容纳的模块中。当模块已经容纳在接口部分103中时，无线耦合装置的两个一半彼此足够靠近，使得可以在无线耦合装置上传达电信号。根据本发明的实施例，无线耦合图案104是电容性耦合贴片或电感性耦合回路，所述电容性耦合贴片或电感性耦合回路作为导电图案102的电流耦合扩展位于接口部分104内或延伸到接口部分104中。
图2示出了以上参考图1示意性描述的原理的一个可能实际实施例。包装200的本体101通常是平面形式的，并且限定了独立的气泡形式的隔室，其中示出了隔室201作为示例。接口部分103是包装本体的平面表面的一部分，在该部分上不出现气泡形式的隔室。包装可以包括至少与隔室数目一样多的导电图案，但是为了保持图形清楚，图2进示出了一个导电图案102以及接地迹线202，导电图案102和接地迹线202都是在图中可见的本体101的表面上的印刷图案。
无线耦合图案104是电容性耦合贴片，在导电图案102的到达接口部分103中的那一端。在导电图案102的另一端，是耦合在导电图案102与接地迹线202之间的阳抗元件203。导电图案102的可断裂部分204沿着该线，即，在无线耦合图案104与阻抗元件203之间，使得只有在可断裂部分204完好无损的情况下，无线耦合图案104与阻抗元件203之间的直接电连接才存在。选择可断裂部分204的位置和形式，使得如果不使可断裂部分204断裂则很难或不可能将隔室之一的内含物取出来。在图2的实施例中，这意味着可断裂部分204是导电图案102的一部分，导电图案102的该部分在底层的封闭了隔室之一的部分上来回蜿蜒。
在图2的实施例中，按照与导电图案102相同的方式，由本体101支撑接地迹线202。接地迹线202包括接地耦合图案205，所述接地耦合图案至少部分地位于接口部分103内。在图2中，假定接地耦合图案205如同无线耦合图案104一样是电容性耦合贴片，并且位于接地迹线202的到达接口部分103中的那一端。接地耦合图案104位于接口部分103中由本体101的平坦表面区域限定的部分的相对一端，以避免两个贴片之间的电磁干扰现象。干扰可能由于两个贴片之间的杂散电容和/或杂散电感引起。示意性地示为接地迹线202的“边道”的短截线使得可以通过相应的阻抗元件将某接地迹线耦合到所有导电图案，导电图案的数目与包装中的隔室一样多。
图3示出了如图2所示与模块300耦合的包装200的等效电路。阻抗元件203是图3的实施例中的电容，意味着其阻抗主要由电容性电抗构成。将导电图案与模块300耦合的无线耦合装置301是电容性耦合，所示电容性耦合的一半是在导电图案一端的无线耦合图案(即，电容性贴片)104。分别利用分立的电阻器302和303示意性地示出了导电图案和导电迹线的电阻，并利用示意性示出的电容器304和305来表示导电图案与接地迹线之间的杂散电容。假定包装200内的电感很小以至于在等效电路中可以被忽略。
在图3中，假定模块300包括电特性的传感器，所述传感器的部分是：集成电路306、构成无线耦合装置301的另一半的无线耦合图案307以及集成电路306与无线耦合图案307之间的电耦合。利用分立的电阻器308来示意性地表示所示电耦合的电阻，并且利用示意性示出的电容器309和310来表示所示电耦合与接地之间的杂散电容。所示电耦合被示为与集成电路306的S0(信号输入/输出编号0)I/O引脚相连，而电压源311耦合到集成电路306的由VDD和GND引脚构成的操作电压输入。
集成电路306是配置为将激励信号引导至集成电路306的S0 I/O引脚并通过集成电路306引导至无线耦合图案307的电路，其中所述无线耦合图案307构成了无线耦合装置301的另一半。该电路还配置为测量对所述激励信号的响应。例如，集成电路306可以配置为将振荡激励信号引导至构成无线耦合装置301另一半的无线耦合图案307，并且配置为测量对所述振荡激励信号的频率响应。例如，可以按照如此已知的方式利用集成电路306内的低频RC振荡器来产生这种振荡激励信号。然而与S0 I/O引线耦合的外部电路对振荡激励信号做出反应的电特性依赖于外部电路的拓扑和特性，并且依赖于接地连接312的特性，其中所述接地连接312将包装200的接地迹线与模块300的0电位电平耦合。
通常，可以假定存在某种类型的接地连接312。在这种情况下，整个外部电路(参考数字309、308、310、307、301、104、304、302、305、204、203和303)作为整体与集成电路306内的低频RC振荡器的内部电容器并联耦合，其中所述外部电路构成了从S0 I/O引线(通过接地连接312)至电池311的负端子的耦合。假定所述外部电路的阻抗由其电容性电抗主导，因此可以仅考虑外部电路内的电容203、304、305、309和310。所述外部电路的电容越大，低频RC振荡器的谐振频率越低。
如果在断裂点204切割外部电路，则阻抗元件203的电容不再是外部电路的总电容的一部分。这使得总电容明显更小，进而作为RC振荡器的谐振频率的增大而在集成电路306内被注意到。具有这种检测能力的集成电路在商业上广泛可用，例如，可以使用EMMicroelectronic，Marin，Switzerland的EM6240型电路。
图4示出了在将接地连接的形成交给环境因素来处理的情况下的等效电路，所述环境因素例如是拿着包装的人类用户的手，所述包装附着有该包装的模块。这种“ad hoc”型接地连接可以包括各种电阻、电感和电容，其中的一些在图4中被示意性示出。通常，由于这些电阻、电感和电容的值可以根据例如所讨论的人是否带着手套而有很大改变，所以这并不是在包装与模块之间实现接地连接的可推荐方式。预测所测量的电特性随着响应而改变的方式和量可能是过于困难，因此可靠地检测这种事件变得不可能，其中所述响应是对于在断裂点204处切割外部电路的响应。
图5示出了与图2的实施例非常相当的情况，电容性接地连接通过了无线耦合装置501，所述无线耦合装置501包括分别在包装和模块中的耦合图案205和502。从模块运载耦合图案502至模块运载电源311的负极的连接具有如503所示的电阻，并且在该电阻与接地之间存在一些杂散电容，然而通常S0与GND之间的外部电流路径的阻抗不由串联耦合的上部无线耦合装置、下部无线耦合装置以及阻抗元件203的电容性电抗来主导(如果杂散电容304和305被忽略的话)。如果在这种情况下在断裂点204处切割电路，则集成电路306内的电特性传感器所看到的外部电路在根本上减小，这可以作为内部低频RC振荡器的频率改变而被检测到。
图6示出了接地连接是电流连接的情况。例如可以通过以下方式来实现这一点：在包装的接口部分以及模块的外表面内均形成导电区域，并留心在模块被附着到位时这些导电区域彼此接触。在接地连接中仍然存在一些电阻601并且存在至接地的一些杂散电容602，然而外部电路的阻抗在很大程度上取决于阻抗元件203的电容性电抗，因此在断裂点204处切割外部电路将相对易于在集成电路306内检测。
图7是示出了包装系统中的一些可能技术方案的部分切割图，所述包装系统包括包装200和模块300。用于容纳模块的接口部分位于包装200的在图7中左侧的那一端。接口部分包括在包装本体最末端的弯曲部分701，所述弯曲部分701构成了袋状物，在袋状物中可以放置模块。导电图案102起始于位于接口部分内的无线耦合图案104，并且在包装本体的表面上一直延伸到断裂点204，断裂点204所在的位置使得从包装取出产品702非常有可能切割导电图案102。超过断裂点204，导电图案102通过阻抗元件203耦合到接地迹线202。
接地迹线202在包装200的另一侧继续，其中接地迹线202一直延伸到接口部分的外侧。这使得能够将实现接地迹线与模块之间的耦合(无线耦合或电流耦合)的点放置在与实现无线“信号”连接的点(例如，无线耦合图案104的位置)相对较远处。在“信号”连接中使用引号是合理的，因为为了正确检测导电图案102的电特性的改变，即，为了获得表示在断裂点204切割导电图案的合适信号，模块300应当不仅配备有“信号”连接，并且还配备有接地连接。
为了减小导电图案102与接地迹线202之间的杂散电容，有利的是保持导电图案102与接地迹线之间的物理距离尽可能大。因此，合理的是，类似于图7的配置，在接地迹线在包装的另一侧延伸的配置下，在该另一侧上接地迹线与导电图案位于不同位置。例如，如果导电图案主要遵循包装在顶侧的一个边缘，则接地迹线可以主要遵循包装在底侧的另一个边缘。
将断裂点实现为在包装本体所限定的隔室的可断裂壁上延伸的导电图案的一部分并不是唯一可能方式。图8示出了备选方式，其中可断裂部分在本体101的孔眼801上延伸。作为前述实施例的备选，图8的另一个特点是在包装中将被用户去除以便取出所需产品801的部分内阻抗元件203的位置。在图8的实施例中，接地迹线803也在孔眼801上延伸，并且在取出产品802时将被切断。
图9和图10示出了在接口部分的多个位置使用无线耦合图案如何允许在将模块附着到包装方面较大的自由度。以虚线示出了附着到包装时的矩形模块。假定模块的大侧面近似为方形，即，边901和902基本上长度相等。在图9中，导电图案102包括至少两个无线耦合图案903和904，每个无线耦合图案构成无线耦合装置的一半，具体在于，如果将要附着到包装的模块具有相应的耦合图案，则该模块可以使用该耦合图案通过无线耦合图案903和904之一来建立与无线导电图案102的无线耦合。
两个无线耦合图案903和904在接口部分内位于不同位置。具体地，接口部分内无线耦合图案903和904的位置以绕模块的对称轴905分离90度，因此对称轴905也是接口部分的对称轴。假定包装上应当与模块建立近距离无线通信链路的所有相应导电图案类似地在接口部分内具有两个无线导电图案，则模块可以绕轴905旋转90度而不影响近距离通信。显然，如果每个导电图案具有更多的无线耦合图案，则附着到包装时模块的取向将会有更多的自由度。
图10示出了备选方案，其中包装包括两个导电图案1001和1002，每个导电图案配置为响应于包装中的具体变化以相同的方式工作。例如，导电图案1001和1002中的每一个延伸到断裂点，在断裂点处，响应于从包装中取出相同产品，导电图案1001和1002均会被切割。此外，超过断裂点，导电图案1001和1002中的每一个通过类似维度的阻抗元件耦合到接地迹线。两个导电图案1001和1002中的每一个包括至少部分地在接口部分内的相应无线耦合图案903或904，所述无线耦合图案903或904构成无线耦合装置的一半。无线耦合图案903和904在接口部分内位于不同位置，具体地，绕接口部分的对称轴905以90度分离。
根据如何实现模块侧无线耦合图案，以及还根据包装侧有多少个无线耦合图案以及这些无线耦合图案在接口部分内的位置，可以具体地以90度或180度的步长也绕着其他对称轴906和907旋转模块，而不影响近距离无线通信。
图11和图12示出了可以如何弯曲包装本体的原始平面工件以构成模块的夹持器的一些示例，其中所述模块被附着到包装的接口部分。在图11中，本体包括纤维和/或塑料材料层，所述纤维和/或塑料材料层包括平面部分1101和可弯曲部分1102。在图11左侧所示的打开状配置下，平面部分1101和可弯曲部分1102均在相同平面内。例如，工件可以最初以纸板片形式存在，利用冲刀从纸板片切割出图1左侧所示的形状。在图11右侧所示的闭合配置下，将可弯曲部分弯出平面部分的平面，以限定模块隔室，所述模块隔室由平面部分1101和可弯曲部分1102二者的至少一部分来限制。
在图12的实施例中，纤维或塑料材料层包括多个可弯曲部分(例如，部分1201、1202、1203和1204)，所述多个可弯曲部分在打开配置下与平面部分在相同平面内。在图12底部所示的闭合配置下，可弯折部分与平面部分的至少一部分一起限定了封闭的模块隔室1205。在图12的顶部是半闭合配置，在半闭合配置下，隔室已经形成，但是隔室的一侧仍然是打开的，使得可以将模块滑入，非常类似于滑入糖果盒子。这种类型的实施例对于以下布置来说是特别有利的候选：在接口部分的选定位置处(即，在隔室的内壁上)的多个无线耦合图案允许沿着可以毫无问题地将模块装入的任意取向将模块滑入隔室。
图13是包装的通信模块的框图的示例。通信模块包括模块本体1301以及在通信模块外表面处的一个或多个无线耦合图案，所述无线耦合图案构成无线耦合装置的一半。作为示例，示出了无线耦合图案1302。所谓无线耦合图案在通信模块的外表面“处”强调了无线耦合图案不需要准确位于外表面上(尽管也不排除这一点)，也就是说，可以从模块外部触摸到无线耦合图案。无线耦合图案可以例如嵌入模块本体1301的表面层中。
通信模块包括电特性的传感器。传感器配置为将激励信号引导至由无线耦合图案构成的无线耦合装置的一半，并测量对激励信号的响应。在图13所示的实施例中，电特性的传感器表现为电容性传感器集成电路1303。例如，EM Microelectronic，Marin，Switzerland的EM6240型电路可以用作电容性传感器集成电路1303。具体地，传感器可以配置为将振荡激励信号引导至无线耦合装置的上述一半，并测量对所述振荡激励信号的频率响应。
微控制器1304负责通信模块的总体操作。微控制器1304包括或配备有程序存储器1305，由通信模块执行的方法可以以机器可读指令的形式存储在所述程序存储器1305中。微控制器1304还包括或配备有数据存储器1306，微控制器1304可以使用数据存储器1306来存储在通信模块操作期间累积的数据。微控制器1304被配置为通过向电容性传感器集成电路1303给出使能信号来使能近距离无线通信链路的操作。所述电容性传感器集成电路1303被配置为当存在要从近距离无线通信链路报告的内容时向微控制器1304发送中断信号。可以在微控制器1304与电容性传感器集成电路1303之间双向地传输诸如命令和响应之类的数据。
图13的通信模块包括远距离无线通信发射机1307。微控制器1304也可以称作处理器，配置为在远距离无线通信发射机上发射信息，所述信息表示测量到的对激励信号的响应。这样，远程的接收机和数据处理单元(如，监控实体的计算机)可以接收与如何使用具体包装中(通信模块附着到所述包装)包含的产品有关的信息。
本文中，名称“远距离”是作为相对术语而使用的，表示远距离无线通信发射机1307的预期通信距离比通信模块经由近距离无线通信接口的通信距离长。因此，即使依据例如蓝牙或RFID接口的通信典型地可以不被看作是远距离通信，这些通信也在本文的远距离通信类别之中，因为近距离无线通信接口意味着在两个紧密相邻的实体之间使用。远距离无线接口的其他可能形式包括但不限于蜂窝电话系统接口、WiFi接口和WLAN接口。
图14示出了建立近距离无线通信链路的模块侧的备选方式。与图13作为示例示出其中图案1302的多个无线耦合图案不同，图14所示的布置包括单一的空间扩展近距离无线通信接口1401。近距离无线通信接口1401可以具有特定的空间分辨率，使得近距离无线通信接口1401可以用于与近距离无线通信接口1401将要面对的表面上的多个分立的无线耦合图案建立近距离无线通信链路。以集成电路1402的形式来实现电特性的传感器。这种组合还可以被置于通信模块中，非常类似于图13所示的电容性传感器集成电路1303与多个无线耦合图案的组合。
在不脱离由所附权利要求限定的范围的前提下，可以进行变型和修改。例如，即使在包装的基本材料或在包装的一部分(如，标签、插入物或其他)上利用导电墨水打印可以是常用的解决方案，然而本发明并不排除利用其他方法产生导电图案，所述其他方法包括但不限于化学气相沉积、原子层沉积、蚀刻、激光烧蚀、金属箔切割和胶合以及其他。
当物品被装在包装中时，以下操作并不总是简单且直接的：将特定于物品的电特性布置为使得例如通过附着到包装的模块的动作来测量这些电特性在所有情形下都可靠。在物品在包装内不具有限定良好的位置时尤为如此，其中期望物品保持在所述位置直到从包装中被故意取出。作为一个示例，可以认为“物品”是密封在运输包装中的多个消费包装，所述多个消费包装将从运输包装中被取出以便销售。
图15示出了包装系统，所述包装系统包括包装1501以及装在包装1501中的多个物品1502、1503、1504和1505。作为示例，假定包装1501是运输包装，在运输包装中装有多个消费包装1502、1503、1504和1505。模块300被附着到包装1501，目的是在模块300中存储与包装中存在物品和/或从包装取出物品有关的信息。
第一导电图案1506由包装1501的一个侧表面支撑。第二导电图案1507由包装的另一个表面支撑。在图15所示的情况下，表面作为包装的顶面和底面出现，然而第一导电图案和第二导电图案中的至少一个还可以在例如包装的顶壁或底壁的内侧，或者甚至层压在包装的壁内。出于下文中将显而易见的原因，第一导电图案和第二导电图案还可以至少部分地被支撑在包装的相同表面或壁上，但是应当彼此合理地远离，使得第一导电图案和第二导电图案之间的任何电容性和/或电感性耦合都是小的。这方面的所谓“小”，在下文中也会更显然。
至少一个导电图案由物品中的至少一个支撑。在图15所示的情况下，所有四个物品在这方面都类似，因此每个物品具有由相应物品的外表面支撑的导电链接图案。作为示例，示出了链接图案1508。链接图案1508的一部分与包装所支撑的第一导电部分1506相邻，链接图案1508的另一部分与包装所支撑的第二导电图案1507相邻。模块300配置为测量包括第一导电图案1506、第二导电图案1507和链接图案1508的电路的电特性。
第一导电图案1506、第二导电图案1507和链接图案1508的相互位置为：在链接图案1508的上端是相应物品1505的表面，在物品1505被正常放入包装1501时，物品1505的所述表面与包装1501支撑第一导电部分1506的部分相对。类似地，链接图案1508的下端是相应物品1505的表面，在物品1505被正常放入包装1501时，物品1505的所述表面与包装1501支撑第二导电部分1507的部分相对。
现在，彼此相邻的图案之间(即，在第一导电图案1506与链接图案1508的上端之间以及在第二导电图案1507与链接图案1508的下端之间)的距离远小于第一导电图案1506与第二导电图案1507之间的距离。因此，可以将每一对彼此相邻的图案看作是电容器。链接图案1508在物品1505相反侧上的端部彼此电流耦合，因此总之链接图案构成了第一导电图案1506和第二导电图案1507之间的双电容耦合(两个电容器串联的耦合)。在示意性电路图中将双电容耦合示为1508，所述示意性电路图示出了填充有物品1502、1503、1504和1505的包装1501的最显著电特性。
如果假定每个“组成”电容(电路图中示出了总共8个)具有值C1，则直接示出了当所有四个物品1502、1503、1504和1505都在包装1501中时，每个双电容耦合具有电容C1/2，并且第一导电图案1506与第二导电图案1507之间的总电容是2C1。在取出一个物品之后，三个物品1502、1503和1504仍然在包装中，如图15的第二部分所示。总电容现在是3C1/2。因此，一个接一个地取出物品导致总电容以步长C1/2减小，直到仅剩一个物品为止，如图15的底部所示。
为了使模块能够可靠地检测到包装中剩余商品的数目，递增的电容变化量(C1/2)应当达到足以与第一导电图案1506和第二导电图案1507之间的杂散电容相当。电容C通常按照公式C＝εrε0A/d与导体面积A、分隔距离d和介质相对介电常数εr有关，其中ε0是真空介电常数。
可以考虑导体面积的问题并进行以下两个假设：1)第一导电图案1506与第二导电图案1507之间的距离d2例如是第一导电图案1506和第二导电图案1507之一与链接图案的最近端之间的距离d1的20倍，即，d2＝20d1；2)包装与物品之间形成的一个“电容器”中的重叠导体面积是A1，而第一导电图案与第二导电图案之间的重叠导体面积是A2。在这些示例假设下，C1/2与C2的比值(即，第一导电图案1506和第二导电图案1507之间的电容的递增改变量与杂散电容的比)得到10×A1/A2，据此容易看出，如果需要C1/2例如是C2的5倍，则必须需要A1＞A2/2。
为了不需要链接图案面积相对于物品的总体表面积而言过大，上述基本构思可以在如何定尺寸和设计导电区域方面有所改变。图16示出了一种备选原理，即，使第一导电图案和第二导电图案包括由空余空间分隔开的二维贴片或区域。第一导电图案1601的贴片与第二导电图案1602留下的空余空间对准，反之亦然。
图15所示的总体构思具有以下固有优点：仍然在包装内部的每个物品呈现的电容性耦合的大小不依赖于物品的精确位置。在从包装中取出至少一个物品之后，其余物品被留下，在所述其余物品周围有空余空间，因此所述其余物品能够来回滑动。然而，假定导电图案的导电性足够强以至于电阻性损耗可以被忽略，则物品的可能移动对总体电容的测量没有影响。
如果要在根据图16的原理的布置中保持这种有利特征，则一种可能性是使在可能移动方向上链接图案的维度大于导电图案的间隙的方向上的宽度。图16示出了示例，在该示例中，每个物品上的链接图案在包装的纵向方向上宽度相当于一个导电贴片及其相邻空余空间一起的宽度。这样，导电图案与链接图案共同的重叠区域保持恒定，而与包装内物品的任何纵向移动无关。
图17示出了另一备选原理，其中，第一导电图案1701和第二导电图案1702中的每一个在包装的纵向方向上连续，但是位于包装的顶面和底面的非重叠部分处。如果如图17所示链接图案在物品的顶面和底面上具有充分的覆盖，则对于电容性耦合而言物品是否在仍然处于包装内的同时绕旋转轴1703旋转根本不重要。
图18示出了另一备选原理，其中，第一导电图案1801和第二导电图案1802中的每一个在包装的相同表面上。在这种情况下，仅需要物品在一侧准备有链接图案，最有利的是，该侧是与包装支撑第一导电图案1801和第二导电图案1802的那一侧相对的一侧。再次地，链接图案的充分覆盖可以用于提供对于如上图17中的条目的类似旋转的抗扰性：例如，导电贴片确保了物品绕轴1703的旋转位置不影响耦合，其中所述导电贴片覆盖物品的一侧的大部分，物品的该侧面对包装中第一导电图案和第二导电图案所在的一侧。
在图16、17和18提供的图形说明中，假定包装配备有通信模块，所述通信模块具有与包装上的第一导电图案和第二导电图案的必要耦合。该模块可以位于例如包装的左端上或靠近包装的左端，在图中所示的位置。这样，在包装的导电图案与物品上的链接图案之间具有电容性耦合的原理对于包装的导电图案与模块之间的耦合是电容性的还是其他形式的(如，电流的、电感的或其他)不敏感。
可以假定，在物品仍然在包装内部时(例如，在消费包装仍然在运输包装中时)，不必为物品配备其自己的通信模块，尽管也不排除这种情况。还可以假定，至少在一些情况下，一旦在从(运输)包装取出物品就为物品(如，消费包装)配备其自己的通信模块是有利的。如果物品是消费包装或其他种类的更小型包装，所述消费包装或其他种类的更小型包装中包括其取出应当受到监视的物品，则可以具有“嵌套”系统：如图15至18所示，物品上的链接图案可以实际上包括导电图案，最终将附着到该物品上的通信模块使用所述导电图案来检测更小物品从该物品内部的取出。

Claims (14)

1.一种包装，包括：
本体，
导电图案，由所述本体支撑，
接口部分，配置为将模块容纳到关于所述包装的可移除配件，其中所述导电图案包括至少部分地在所述接口部分内的无线耦合图案，所述无线耦合图案构成了无线耦合装置的一半以建立与构成模块内的另一半无线耦合装置的一个或多个无线耦合图案之间的近距离无线通信链接；
接地迹线，由所述本体支撑并且包括至少部分地位于所述接口部分内的接地耦合图案；
阻抗元件，耦合在所述导电图案与所述接地迹线之间；以及
所述导电图案的可断裂部分；
其中所述可断裂部分位于所述无线耦合图案与所述阻抗元件之间。
2.根据权利要求1所述的包装，其中，所述无线耦合图案是电容性耦合贴片和电感性耦合回路之一。
3.根据权利要求2所述的包装，其中，所述接地耦合图案位于所述接口部分的至少一部分中与所述无线耦合图案相对的一端。
4.根据权利要求3所述的包装，其中，所述阻抗元件是电容。
5.根据权利要求3或4所述的包装，其中，所述可断裂部分延伸跨越所述本体中的孔眼。
6.根据权利要求3或4所述的包装，其中，所述可断裂部分延伸跨越由所述本体限定的隔室的可断裂壁。
7.根据权利要求1所述的包装，其中，
所述导电图案包括至少两个无线耦合图案，
所述至少两个无线耦合图案中的每一个构成了无线耦合装置的一半，并且
所述至少两个无线耦合图案在所述接口部分内位于不同位置。
8.根据权利要求1所述的包装，其中，
所述包装包括两个导电图案，每个导电图案配置为响应于包装中的具体变化以相同方式工作，
所述两个导电图案中的每一个包括至少部分地在所述接口部分内并且构成了无线耦合装置的一半的相应无线耦合图案，并且
所述无线耦合图案在所述接口部分内位于不同位置。
9.根据权利要求7或8所述的包装，其中，
所述无线耦合图案在所述接口部分内的位置以绕所述接口部分的对称轴分开90度或180度。
10.根据权利要求1所述的包装，其中，
所述本体包括具有平面部分和可弯曲部分在内的纤维或塑料材料层，
在打开配置下，所述平面部分和所述可弯曲部分两者在相同平面内，并且
在闭合配置下，所述可弯曲部分弯出所述平面部分的平面以限定模块隔室，所述模块隔室由所述平面部分和所述可弯曲部分的至少一部分来限定。
11.根据权利要求10所述的包装，其中，
所述纤维或塑料材料层包括多个可弯曲部分，在所述打开配置下所述多个可弯曲部分与所述平面部分在相同平面内，
在所述闭合配置下，所述可弯曲部分与所述平面部分的至少一部分一起限定了闭合的模块隔室。
12.一种用于包装的通信模块，包括：
模块本体，
一个或多个无线耦合图案，在所述模块本体外表面处，构成了无线耦合装置的一半，以及
电特性的传感器，所述传感器配置为将激励信号引导至无线耦合装置的所述一半并测量对所述激励信号的响应；
其中所述传感器配置为将振荡激励信号引导至无线耦合装置的所述一半并测量对所述振荡激励信号的频率响应的改变，以检测经由无线耦合图案无线耦接到传感器的包装的电路的相关断裂。
13.根据权利要求12所述的通信模块，包括：远距离无线通信发射机和处理器，所述处理器配置为在所述远距离无线通信发射机上发射对于所测量的对激励信号的响应加以表示的信息。
14.一种包装系统，包括根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的包装以及根据权利要求12至13中任一项权利要求所述的通信模块。
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