DE102005042089A1

DE102005042089A1 - System zum Speichern und Lesen von Informationen

Info

Publication number: DE102005042089A1
Application number: DE200510042089
Authority: DE
Inventors: Arved Prof. Dr. Hübler; Thoralt Dipl.-Ing. Franz (BA); Tino Dipl.-Ing. Zillger
Original assignee: Printed Systems GmbH
Current assignee: Printed Systems GmbH
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-03-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Speichern und Lesen von Informationen mit einem Datenspeichermedium zum Speichern einer Information und einer Leseeinheit zum Lesen der im Datenspeichermedium gespeicherten Information, wobei das Datenspeichermedium ein Dielektrikum aufweist und die Information durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von wenigstens einer ersten Speicherelektrode im Datenspeichermedium gebildet wird und die Leseeinheit wenigstens eine Auswerteelektrode aufweist, wobei zum Lesen der Information das Datenspeichermedium und die Leseeinheit derart miteinander koppelbar sind, dass die Speicherelektrode, das Dielektrikum und die Auswerteelektrode einen Kondensator bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Speichern und Lesen von Informationen mit einem Datenspeichermedium zum Speichern einer Information und einer Leseeinheit zum Lesen der im Datenspeichermedium gespeicherten Information.

Aus der DE 10 2005 002 150 ist es bekannt, dass man einfache ohmsche Kontakte nutzen kann, um eine gedruckte Speicherstruktur aufzubauen. Zum Auslesen der Speicherstruktur ist jedoch ein direkter mechanischer Kontakt erforderlich, der in mehrfacher Hinsicht nachteilig ist. Für viele Anwendungen auf gedruckten Produkten wäre es z.B. wichtig, dass eine Speicherstruktur völlig unsichtbar ist, so dass die Oberfläche des Druckproduktes vollständig für Bild- und Textinformationen genutzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zum Speichern und Lesen von Informationen zu entwickeln, wobei die Informationsauslesung nicht mehr über einen direkten ohmschen Kontakt realisiert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße System zum Speichern und Lesen von Informationen mit einem Datenspeichermedium zum Speichern einer Information und einer Leseeinheit zum Lesen der im Datenspeichermedium gespeicherten Information ist dadurch gekennzeichnet, dass das Datenspeichermedium ein Dielektrikum aufweist und die Information durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von wenigstens einer ersten Speicherelektrode im Datenspeichermedium gebildet wird und die Leseeinheit wenigstens eine Auswertelektrode aufweist, wobei zum Lesen der Information das Datenspeichermedium und die Leseeinheit derart miteinander koppelbar sind, dass die Speicherelektrode, das Dielektrikum und die Auswertelektrode einen Kondensator bilden.

Die Informationsauslesung erfolgt somit nicht mehr über einen direkten ohmschen Kontakt, sondern durch eine kapazitive Kopplung. Durch eine geeignete Schaltung kann über die Auswertelektrode der Leseeinheit ausgewertet werden, ob sich an einer definierten Stelle des Datenspeichermediums eine Speicherelektrode befindet oder nicht, wenn das Datenspeichemedium mit der Leseeinheit in Verbindung gebracht wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Leseeinheit weiterhin wenigstens eine Einkoppelelektrode auf, wobei zum Lesen der Information das Datenspeichermedium und die Leseeinheit derart miteinander koppelbar sind, dass die Einkoppelelektrode und die Speicherelektrode einen ersten Kondensator und die Auswertelektrode und die Speicherelektrode einen zweiten Kondensator bilden.

Dabei können wahlweise das Speichermedium oder die Leseeinheit ein weiteres Dielektrikum aufweisen, wobei das Datenspeichermedium und die Leseeinheit derart miteinander koppelbar sind, dass die Einkoppelelektrode, das weitere Dielektrikum, die Speicherelektrode, das Dielektrikum und die Auswertelektrode in separaten Schichten bzw. Ebenen angeordnet sind.

Gemäß einer anderen Variante sind die Einkoppelelektrode und die Auswertelektrode der Leseeinheit in einer Schicht/Ebene angeordnet und die Speicherelektrode des Datenspeichermediums ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sie bei Kopplung des Datenspeichermediums mit der Einkoppelelektrode und dem Dielektrikum den ersten Kondensator und mit der Auswertelektrode und den Dielektrikum den zweiten Kondensator bildet.

Das Dielektrikum wird vorzugsweise durch ein flexibles Substrat gebildet, das insbesondere aus Papier, Karton oder Kunststofffolie bestehen kann. Eine besonders kostengünstige Herstellung ergibt sich insbesondere dann, wenn das wenigstens eine Speicherelement auf das Dielektrikum aufgedruckt wird. Hierbei können insbesondere Massendruckverfahren zur Anwendung kommen.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips der kapazitiven Kopplung,
2 eine schematische Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles,
3 eine schematische Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles,
4 eine schematische Draufsicht der Leseeinheit,
5a-5c schematische Draufsichten des Datenspeichermediums mit unterschiedlichen Informationen,
6 eine schematische Draufsicht des Datenspeichermediums gemäß einer zweiten Variante,
7 eine schematische Darstellung des Grundprinzips der kapazitiven Kopplung gemäß einer weiteren Ausgestaltung,
8 eine schematische Schnittdarstellung des Druckspeichermediums gemäß einer ersten Variante und
9 eine schematische Schnittdarstellung des Druckspeichermediums gemäß einer zweiten Variante.
1 zeigt das Grundprinzip des Systems zum Speichern und Lesen von Informationen mit einem Datenspeichermedium 1 zum Speichern einer Information und einer Leseeinheit 2 zum Lesen der im Datenspeichermedium gespeicherten Information. Das Datenspeichermedium weist ein Dielektrikum 10 auf und die Information wird durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von wenigstens einer ersten Speicherelektrode 11 gebildet.
Die Leseeinheit 2 weist wenigstens eine auf einem Träger 21 angeordnete Auswertelektrode 20 auf. Zum Lesen der Information wird das Datenspeichermedium 1 und die Leseeinheit 2 derart miteinander gekoppelt (Pfeil 3), dass die Speicherelektrode 11, das Dielektrikum 10 und die Auswertelektrode 20 einen Kondensator bilden. Dieser Kondensator wird über eine schematisch angedeutete Elektronik 4 ausgewertet.
Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sieht die Leseeinheit 2 weiterhin wenigstens einer Einkoppelelektrode 22 vor. Außerdem weist wahlweise das Datenspeichermedium 1 oder die Leseeinheit 2 ein weiteres Dielektrikum auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das weitere Dielektrikum 23 in der Leseeinheit 2 vorgesehen.
Gemäß 2 ist die Einkoppelelektrode 22 zwischen dem weiteren Dielektrikum 22 und einem Gehäuse oder Träger 24 eingebettet.
Zum Auslesen der Information wird die Leseeinheit 2 mit dem Datenspeichermedium 1 derart gekoppelt, dass die Einkoppelelektrode mit der Speicherelektrode entsprechend Pfeil 5 und die Speicherelektrode mit der Auswertelektrode entsprechend Pfeil 3 zusammengeführt werden, so dass die Einkoppelelektrode 22 das weitere Dielektrikum 23 und die Speicherelektrode 11 einen ersten Kondensator und die Speicherelektrode 11, das Dielektrikum 10 und die Auswertelektrode 20 einen zweiten Kondensator bilden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Dielektrika und die drei Elektroden in separaten Schichten bzw. Ebenen angeordnet.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Auswertelektrode 20 und die Einkoppelelektrode 22 der Leseeinheit 2 in einer Schicht bzw. Ebene auf dem Träger 21 angeordnet.
Bei Kopplung des Datenspeichermediums 1 mit der Leseeinheit 2 bilden die Einkoppelelektrode 22, das Dielektrikum 10 und die Speicherelektrode 1 den ersten Kondensator und die Auswertelektrode 20, das Dielektrikum 10 und die Speicherelektrode 11 den zweiten Kondensator. Über die Elektronik 4 kann dann wiederum die Information des Datenspeichermediums ausgelesen werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur das eine Dielektrikum 10 erforderlich.
Üblicherweise wird das Datenspeichermedium 1 nicht nur eine Speicherelektrode 11 sondern eine Vielzahl von Speicherelektroden aufweisen. Dementsprechend sind dann auch in der Leseeinheit eine entsprechende Vielzahl von Auswertelektroden 20 vorgesehen.
4 zeigt eine Draufsicht der Leseeinheit mit einer Vielzahl von Auswertelektroden 20, die um eine Einkoppelelektrode 22 angeordnet sind.
In den 5a-5c sind nun drei Beispiele eines entsprechenden Datenspeichermedium 1 dargestellt, die jeweils unterschiedliche Informationen speichern.
Die Speicherelektrode 11 der in den 5a-5c gezeigten Varianten besteht jeweils aus zwei Elektrodenflächen 11a, 11b, wobei die Vielzahl der Elektrodenflächen 11b über eine elektrische Verbindung 11c mit einer gemeinsamen Elektrodenfläche 11a in Verbindung steht.
Die Information des Datenspeichermediums 1 wird wiederum durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein der ersten Speicherelektroden gebildet. Hierbei wird das Vorhandensein der Speicherelektrode durch eine elektrische Verbindung der beiden Elektrodenflächen 11a, 11b und das Nichtvorhandensein der Speicherelektrode durch eine nicht vorhandene bzw. durchtrennte elektrische Verbindung 11c der beiden Elektrodenflächen oder ein Nichtvorhandensein einer der beiden Elektrodenflächen, insbesondere der Elektrodenfläche 11b realisiert.
Beim Auslesen der Information bilden die erste Elektrode 11a und die Einkoppelelektrode 22 den ersten Kondensator und die Elektrodenflächen 11b und die Auswertelektroden 20 den zweiten Kondensator.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 5a sind alle Elektrodenflächen 11b vorhanden. Dadurch ergibt sich beispielsweise 14 mal der Wert „1". In 5b ist keine der Elektrodenfläche 11b vorhanden, so dass sich hier 14 mal der Wert „0" ergeben würde. In 5c sind vier der 14 Elektrodenflächen 11b vorhanden.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Datenspeichermediums 1, welches vom Informationsgehalt dem Ausführungsbeispiel gemäß 5c entspricht. Hier wird jedoch der Wert „0" nicht durch Weglassen der Elektrodenfläche 6b sondern durch eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung 11c realisiert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass man zunächst eine vollverbundene Struktur gemäß 5a herstellen könnte, um später durch einen anderen Prozess die elektrischen Verbindungen 11c zu unterbrechen. Damit wäre ein individuelles Einschreiben einer Informationen in das Datenspeichermediums möglich.
Im Rahmen der Erfindung ist jedoch denkbar, dass die Informationen im Datenspeichermedium nicht nur als Binärinformationen (d.h. Wert „0" oder Wert „1") realisiert werden. So kann man beispielsweise zusätzliche Werte dadurch generieren, das man die Fläche der Speicherelektrode 11 bzw. 11a variiert.
In 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Speicherelektrode 11 dargestellt, welche eine kleinere Fläche als die in 1 dargestellten Speicherelektrode aufweist. Auf diese Weise kann man bereits drei potentielle Zustände darstellen, die über die Auswertelektrode ausgelesen werden können: große Speicherelektrode, kleine Speicherelektrode bzw. keine Speicherelektrode.
Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich noch weitere Flächenabstufungen und damit eine entsprechende Erhöhung der potentiellen Zustände denkbar.
In den in 1-6 dargestellten Ausführungsbeispielen können die Speicherelektroden 11 bzw. die Elektrodenflächen 11a gegenüber der Auswertelektrode entsprechend 7 unterschiedlich große Flächen aufweisen, um dadurch unterschiedliche Zustände zu realisieren.
Das Dielektrikum besteht vorzugsweise aus einem flexiblen Substrat, wie Papier, Karton oder Kunststofffolie. Die Speicherelektroden 11, 11a, 11b werden auf das Dielektrikum aufgedruckt, wobei insbesondere ein Massendruckverfahren Anwendung finden kann.
Die so erzeugte Oberfläche des Datenspeichermediums kann auf beiden Seiten für Bild- und Textinformationen 12 genutzt werden. Da die Informationen durch eine kapazitive Kopplung ausgelesen werden, können die beiden Oberflächen des Datenspeichermediums gewünschtenfalls auch vollständig für Bild- und Textinformationen genutzt werden. Werden die Bild- und Textinformationen auf die Speicherelektroden aufgebracht, muss gewährleistet sein, dass die Information des Datenspeichermediums und insbesondere auch der Vorgang beim Auslesen der Information nicht negativ beeinflusst wird.
Alternativ kann gemäß 9 auch eine zweite Substratschicht 13 vorgesehen werden, so dass die Speicherelektrode 11 zwischen dem Dielektrikum 10 und der zweiten Substratschicht 13 eingebettet ist.
Die Bild- und Textinformationen 12 können dann sowohl auf das Dielektrikum 10 als auch auf die zweite Substratschicht aufgedruckt werden.
Zweckmäßigerweise besteht das Dielektrikum 10 und die zweite Substratschicht 13 aus einem gemeinsamen Substrat, wobei die beiden Schichten durch Falzen oder Schneiden hergestellt werden können.
Das in 9 dargestellte Druckspeichermedium würde sich auch für das Ausführungsbeispiel gemäß 2 eignen, bei dem die Auswertelektrode und die Einkoppelelektrode in unterschiedlichen Schichten bzw. Ebenen angeordnet sind. Das in 2 dargestellte weitere Dielektrikum 23 kann dann entfallen, wenn diese Funktion durch die zweite Substratschicht 13 gemäß 9 übernommen wird.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsvariante werden die Speicherelektroden des Datenspeichermediums gedruckt, wobei insbesondere ein Massendruckverfahren verwendet wird. Auf diese Weise lassen sich derartige Datenspeichermedien sehr kostengünstig in großer Anzahl herstellen.

Claims

System zum Speichern und Lesen von Informationen mit einem Datenspeichermedium (1) zum Speichern einer Information und einer Leseeinheit (2) zum Lesen der im Datenspeichermedium gespeicherten Information, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenspeichermedium ein Dielektrikum (10) aufweist und die Information durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von wenigstens einer ersten Speicherelektrode (11) im Datenspeichermedium gebildet wird und die Leseeinheit wenigstens eine Auswertelektrode aufweist, wobei zum Lesen der Information das Datenspeichermedium (1) und die Leseeinheit (2) derart miteinander koppelbar sind, dass die Speicherelektrode (11), das Dielektrikum (10) und die Auswertelektrode (10) einen Kondensator bilden.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinheit weiterhin wenigstens eine Einkoppelelektrode (22) aufweist, wobei zum Lesen der Information das Datenspeichermedium und die Leseeinheit derart miteinander koppelbar sind, dass die Einkoppelelektrode (22) und die Speicherelektrode (11) einen ersten Kondensator und die Auswertelektrode und die Speicherelektrode einen zweiten Kondensator bilden.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise das Datenspeichermedium oder die Leseeinheit ein weiteres Dielektrikum aufweisen, wobei das Datenspeichermedium und die Leseeinheit derart miteinander koppelbar sind, dass die Einkoppelelektrode (22), das weitere Dielektrikum (23), die Speicherelektrode (11), das Dielektrikum (10) und die Auswertelektrode (20) in separaten Schichten angeordnet sind.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppelelektrode (22) und die Auswertelektrode (20) der Leseeinheit in einer Schicht angeordnet sind und die Speicherelektrode (11) des Datenspeichermediums (1) derart ausgebildet ist, dass sie bei Kopplung des Datenspeichermediums mit der Leseeinheit (2) mit der Einkoppelelektrode (22) und dem Dielektrikum (10) den ersten Kondensator und mit der Auswertelektrode (20) und dem Dielektrikum (10) den zweiten Kondensator bildet.
System nach ein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Speicherelektrode durch zwei Elektrodenflächen (11a, 11b) gebildet wird, wobei das Vorhandensein der Speicherelektrode durch eine elektrische Verbindung (11c) der beiden Elektrodenflächen (11a, 11b) und das Nichtvorhandensein der Speicherelektrode (11) durch eine nicht vorhandene bzw. durchtrennte elektrische Verbindung (11c) der beiden Elektrodenflächen oder durch ein Nichtvorhandensein einer der beiden Elektrodenflächen realisiert ist.
System nach ein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Speicherelektroden (11) vorhanden sind, wobei jede Speicherelektrode durch eine erste und eine zweite Elektrodenfläche (11a, 11b) gebildet wird, wobei das Vorhandensein der Speicherelektrode durch eine elektrische Verbindung (11c) der beiden Elektrodenflächen und das Nichtvorhandensein der Speicherelektrode durch eine nicht vorhandene oder durchtrennte elektrische Verbindung (11c) der beiden Elektrodenflächen oder durch ein Nichtvorhandensein der ersten Elektrodenfläche realisiert ist und wobei die zweite Elektrodenfläche von allen Speicherelektroden gemeinsam verwendet wird.
System nach ein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum (10) als flexibles Substrat, insbesondere aus Papier, Karton oder Kunststofffolie, ausgebildet ist.
System nach ein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Speicherelement (11) auf das Dielektrikum (10) aufgedruckt ist.
System nach ein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Speicherelement (11) zwischen einem ersten und einem zweiten Dielektrikum (10, 13) eingebettet ist.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dielektrika aus einem gemeinsamen Substrat durch Falzen oder Schneiden hergestellt sind.
System nach ein oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherelektroden (11) zur Darstellung von unterschiedlichen Informationen unterschiedlich große Flächen aufweisen.