CN1882967A - 改进的谐振安全标签以及制造该标签的方法 - Google Patents

Abstract

一个谐振安全标签(1)包括一种电介质薄膜材料(2)，其两面提供有导电材料层图样(3－7)。所述导电材料层图样被形成来提供一个电感(3)和一个位于所述电感(3)内的电容器(4、6)，并且它们被相互连接来形成一个谐振线路。通过将所述电容器(4、6)切割(9)离开所述电介质薄膜材料(2)并且将所述电容器(4、6)从所述电感(3)内部的位置折叠起来，该部分被留出以让磁通量自由通过所述电感(3)，从而就提高了所述检测水平，并且提供了减小所述谐振安全标签尺寸的可能性。

Description

改进的谐振安全标签以及制造该标签的方法

技术领域

本发明涉及一个属于权利要求1前言中所阐述种类的谐振安全标签，以及制造这样一个标签的一种方法。

背景技术

这种类型的谐振安全标签被熟知用于例如电子物品监视系统(EAS系统)，从而对从商店、店铺或仓库未经授权取出物品进行检测，并且这样的谐振安全标签被大量制造在一种介质薄膜材料上，其两面被提供以导电材料层图样以形成一个电感和一个电容器，从而组成一个谐振线路，所述谐振线路具有一个适当的谐振频率，且会被位于所述房屋出口的适当设备所检测。这种类型的一个谐振安全标签例如从EP-0,285,559可得到了解。

从JP 02-310696，我们知道沿着所述电容器元件的周缘的一部分切割所述薄膜材料，并且将所述未切割开(cut-free)的电容器从所述电感的内部折叠起来，以使得该部分让磁通量自由穿过所述电感。然而，对这种类型的EAS-标签的实验在谐振频率上表现出相当的差异，这带来了对这些标签的检测率的降低，并且本发明的发明人还没有在市场上看到根据JP-02-310696所描述方法制造的任何EAS-标签。

发明内容

本发明的目标就在于提供上述类型的一个谐振安全标签，通过其可以提高所述检测水平，维持一个精确的谐振频率，并且同时可能减小或保持所述谐振安全标签的小尺寸，以及，本目标通过所述种类的一个谐振安全标签来实现，其根据本发明还包括在权利要求1的特征条款中所阐述的特性。通过这样的安排，所述电感的中心部分被变得让所述磁通量自由穿过所述电感，从而就实现了一个更高的检测率，并且，尽管由于对所述电感图样相反面进行折叠的折叠操作，所述谐振频率仍被保持在狭窄范围内，并且，具有与被折叠过来的电容器板对应的形式和尺寸的一个屏蔽板的存在提高了频率的准确性。此外，本发明还涉及制造这样一个标签的一种方法。

根据本发明所述的谐振安全标签的优选实施例在所列的权利要求中被描述，其优点将从下面的描述中被阐明。

附图说明

在下文本说明书的详细说明部分中，本发明将通过参考一个谐振安全标签的示例性实施例被更详细的描述，所述谐振安全标签根据了附图所示的发明，其中

图1示意性的表示了一个标签，其被置于所述商店或类似地方的出口的一个发送器和一个接收器之间，它们被用来检测在所述出口处的所述标签的存在性，

图2示意性的表示了图1所示情况的一个等效电路图，以解释用来提高检测水平的参数，

图3表示了根据本发明的一个谐振安全标签的所述介质薄膜材料第一面上的导电材料层图样，

图4表示了根据本发明的一个谐振安全标签的所述介质薄膜材料两面上的导电材料层图样，

图5用透视图示意性的表示了根据图3和4的一个谐振安全标签的一个部分被折叠的切割分开的电容器，

图6表示了所述电容器处于一个完全被折叠位置的图5所示的谐振安全标签，

图7示意性的表示了被建议用来实现对电容器的折叠的设备，以及

图8根据本发明一个优选实施例表示了所述谐振安全标签的一个可替换实施例，其被特别形成来被置于一个CD或DVD的上面或内部。

具体实施方式

参考图1和图2，下文讨论了一个谐振安全标签的品质。在图1和2中，所述标签1被放置于一个电子物品监视系统(EAS系统)中的一个发送器Tx和所述系统的一个接收器Rx之间。所述发送器发送一个特定频率范围以内的射频信号，并且，每当具有该范围内的谐振频率的一个标签处于所述发送器和所述接收器的范围之内时，所述接收器将能够检测所述标签的谐振频率。

所述检测率或品质将依赖于所述谐振线路的Q-值以及其物理尺寸。所述公式

$Q=\frac{1}{r}\sqrt{\frac{L}{C}}---\left(1\right)$

表明，为了获得一个高的Q-值，最好具有一个小的r值，一个高的L值，和一个小的C值。一个低的r值可以通过选择例如银这样的一种导电材料层来获得，而一个高的L值可以通过在电感中提供多重缠绕来获得，并且在此同时，所述电容可以被选择具有一个小的电容C。

然而在实际中并不是这么做的，这是因为银的价格太高，并且所述电感的多重缠绕将使得所述标签需要更多的材料和更多的表面面积，这将会提高所述标签的价格。此外，如果选用许多小的缠绕来节省所述导电材料层的材料成本，那么所述r值会增加。如果选用一个非常小的C值，例如10pF，那么所述谐振线路将会对诸如寄生电容这样的外部影响敏感，这将会改变所述谐振频率。

从上文可以看到，用于一个EAS系统的谐振线路的设计是价格和尺寸以及其它考虑之间的一个折衷。在市场上，人们希望一个便宜的标签，并且希望具有一个高检测率和Q-值的一个小标签。从而，所述谐振线路通常包括一个聚丙烯或者聚乙烯的电介质薄膜材料2，其两边具有一个导电材料层图样，所述导电材料通常是铝的。

图2中所示的等效电路图在原理上对应了一个EAS系统，以及，所述电感L1、L2和L3之间的互感系数分别为M12和M23。所述标签中的谐振线路的损耗电阻被表示为r。所述测量电路中的输入电阻被表示为R。所述被测量电压Vm代表了来自所述谐振安全标签的信号强度。所述谐振线路L2、r、C被放置于所述发送器线圈L1和所述接收器线圈L3之间。所述接收到的信号强度Vm的公式为

$\mathrm{Vm}={\mathrm{\ω}}_0(M12\·M23/L1)\·\frac{V1}{r}---\left(2\right)$

其中ω₀等于2πf₀(f₀是所述谐振频率)。

V1是所述信号发生器的电压。当所述线圈L1、L2和L3(所述截面S1、S3＞S2)按所示方式安排时，所述互感为

M12=K12S2L2以及M23=K23fS2L2           (3)，

其中K12和K23为常数。利用(2)和(3)，我们得到：

Vm＝K12K23(V1/L1)(ω₀L2/r)S2＝K·Q·S    (4)

K是一个常数，以及，Q是对所述谐振线路品质的一个衡量

$Q=\frac{1}{r}\sqrt{\frac{L}{C}}$

S是所述磁通量所环绕的面积。从上文可以看出，Vm正比于Q·S。

为了改进所述标签，就可以提高Q或S或提高两者。

参考图3和4，必须穿过所述线圈中心的所述磁通量在一个正常标签的该位置上被所述电容器部分地阻挡。为了提高穿过所述线圈中心的所述磁通量，就希望让所述电容器尽量小。如前文所述，所述电容器的一个特定的最小值被给定，这带来对所述线圈中心区域的一个限制，其允许所述磁通量自由通过所述线圈。本发明将所述电容器从所述线圈的中心移除，这样通过所述线圈中心的磁通量就被提高，从而所述EAS系统的检测率就得到相当的提高。

图3表示了在所述电介质薄膜材料2的第一面上的所述导电材料层图样，其被形成来提供一个电感3，一个第一电容器板4，其被连接在所述电感3的第一端且位于所述电感3内部，以及一个第一连接元件5，其被连接到所述电感3的相反端。图4表示了在所述电介质薄膜材料2的所述第二、相反面上的所述导电材料层图样，其叠加在图3所示的图样上。在所述介质薄膜材料2的所述第二面上的所述导电材料层图样被形成来提供一个面对着所述第一电容器板4的第二电容器板6，以及被连接到所述电容器板6且面对着所述第一连接元件5的一个屏蔽板7。所述屏蔽板7提供了一片导电材料层，其具有与所述第一和第二电容器板4、6相对应的形式和尺寸。

如图5所示，所述电容器板4、6已经沿着所述第一和第二电容器板4、6的周缘的一部分被切割9，从而将所述电容器4、6从所述电感3内的中心部分折叠起来。如图6所示，所述未切割开的电容器4、6被沿着所述折叠线10完全折叠以覆盖所述屏蔽板7。

所述屏蔽板7与所述电感3的绕组之间的容性耦合是一个常数，由于该事实，所以将所述电容器4、6折叠来覆盖所述屏蔽板7就会带来谐振频率上的一个被很好定义的受控变化。被折叠过来的所述电容器4、6与所述屏蔽板7之间的距离被精确固定。

为了补偿在折叠所述电容器中可能的机械容差，所述屏蔽板7最好有大于所述电容器板4、6的尺寸，从而被折叠过来的电容板4、6将总会位于所述屏蔽板7的周缘以内。

在所述第一连接元件5和所述屏蔽板7之间的所述电接触8最好在折叠所述电容器板4、6之前或之后被提供为在这些元件5、7区域中穿过所述电介质薄膜材料2的多个不规则孔。

沿着所述第一和第二电容器板4、6周缘的一部分的所述切割9可以通过机械装置、通过激光切割、通过加热所述电容器板4、6等等来提供。所述电容器4、6的折叠的所述第一部分可以通过机械装置或者通过喷气方式等来提供。用来提供所述电容器4、6折叠的机械装置的一个例子被示于图7，其中一个折叠工具12被静止的放置在所述薄膜材料2的上面，并且所述薄膜材料被移向所述折叠工具，折叠工具折叠了被翻起的电容器4、6。为了移动所述被折叠的电容器4、6与位于所述标签上边的屏蔽板7紧密接触，在从所述薄膜2的运动方向上看去的所述折叠工具12的后面又紧接着放置一个滚筒状工具13。

根据本发明的所述标签特别适用于用于一个CD或DVD的一个EAS标签，这是因为所述的中间的孔能够被置于所述CD或DVD的孔上，并且所述线圈能够被放置为在一个位置上围绕该孔，在所述位置，所述CD或DVD没有金属层，从而就允许射频场穿过所述标签被放置的所述区域。这对一个传统的标签是不可能的，这是因为当所述标签是根据所述传统技术被制造时，这么小尺寸的一个标签将不能在一个EAS系统中被检测。

如图8所示，根据本发明的所述标签能够被放置于一个CD或DVD的中心，并且可以在DVD的多个层之间被集成到所述DVD中。在此情况下，所述EAS标签不能够在不毁坏所述DVD的情况下被移除。

根据本发明的所述构建已经将所述谐振线路的性能提高到允许将所述谐振线路的尺寸减小10-20％的程度。由于所述材料成本是制造这样标签中的主要成本，所以该尺寸的减小会带来相应的所述标签价格的减小。

上文已经结合其优选实施例描述了本发明，然而，本领域中熟悉技术的人可以看到许多不偏离下文权利要求范围的修改。

Claims (5)

1.谐振安全标签(1)，所述谐振安全标签包括一种电介质薄膜材料(2)，在其两面提供有导电材料层图样(3-7)，在所述电介质薄膜材料(2)的第一面上的所述导电材料层图样被形成来提供一个电感(3)，一个第一电容器板(4)被连接到所述电感(3)的第一端并且被放置于所述电感(3)内部，以及一个第一连接元件(5)被连接到所述电感(3)的相反的第二端，

在所述电介质薄膜材料(2)的第二面上的所述导电材料层图样被形成来提供一个第二电容器板(6)，其面对着所述第一电容器板(4)，以及一个第二连接元件(7)被连接到所述第二电容器板(6)并且面对着所述第一连接元件(5)，

所述第一和第二连接元件(5、7)被电连接(8)，以及所述电介质薄膜材料(2)沿着所述第一和第二电容器板(4、6)的周缘的一部分被切割(9)，并且所述未切割开的电容器(4、6)从所述电感(3)内部的位置被折叠起来，这样就使得该部分让磁通量自由地穿过所述电感(3)，其特征在于所述未切割开的电容器(4、6)被折叠到所述电介质薄膜材料(2)的第二面，以及所述连接元件被形成来提供位于所述被折叠过来的电容器(4、6)下方的一个屏蔽板(7)。

2.根据权利要求1所述的谐振安全标签，其特征在于所述屏蔽板(7)具有对应被折叠过来的第一和第二电容器板(4、6)的形式和尺寸。

3.根据前述权利要求任何一条的谐振安全标签，其特征在于所述导电材料层图样(3-7)被这样一种方式所形成，使得所述标签能够被放置在一个CD或DVD的上面或内部，其中来自所述被折叠电容器(4、6)的孔被放置在所述CD或DVD中心孔的周围。

4.制造根据权利要求1或者其从属权利要求的任何一个的谐振安全标签(1)的方法，所述方法包括给一种电介质薄膜材料(2)在两面提供导电材料层图样(3-7)的步骤，所述导电材料层图样被形成来提供一个电感(3)和一个电容器(4、6)以形成一个谐振线路，其中所述电容器(4、6)被置于所述电感(3)的内部，所述方法还包括沿着所述电容器(4、6)周缘的一部分切割(9)所述电介质薄膜材料(2)并且将所述未切割开电容器(4、6)从所述电感(3)内部的位置折叠起来的步骤，这就使得这部分让磁通量自由穿过所述电感(3)，其特征在于所述折叠步骤被执行以将所述未切割开的电容器(4、6)折叠到所述标签的那一面，该面与所述导电材料层图样在其上被形成来提供所述电感(3)的一面相对。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述折叠被执行是通过利用一个喷气或者机械装置来翻起所述电容器(4、6)以产生一个初步折叠，接着将所述安全标签(1)传送通过一个折叠工具(12)和一个滚筒(13)，从而所述被翻起的电容器(4、6)被完全折叠，并且被压到与所述谐振安全标签(1)的表面紧密接触。

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