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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Einrichtungsaufbau
und ein Einrichtungsverfahren, bei welchem ein RFID, welcher eine
Antennenspule und eine Steuersektion hat, auf einem leitfähigen Teil
eingerichtet wird, und ein Kommunikationsverfahren, welches eine
solche Kennzeicheneinrichtung verwendet.
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Herkömmliche
RFID (Radio Frequency IDentification)-Kennzeicheneinrichtungen sind grob klassifiziert
in jene vom elektromagnetischen Induktions-Typ und elektromagnetischen
Kopplungs-Typ, wobei beide dazu entworfen sind, auf eine kontaktfreie
Weise mit einem Lese/Schreib-Terminal oder dergleichen, unter Verwendung
von einer elektromagnetischen Welle zu kommunizieren.
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Die
RFID-Kennzeicheneinrichtung hat eine Antennenspule und eine Steuersektion,
wobei ein vom Lese/Schreib-Terminal gesendetes Signal durch die
Antennenspule empfangen wird, durch die Steuersektion in eine elektrische
Energie umgewandelt wird und in einem Kondensator gespeichert wird,
und unter Verwendung dieser elektrischen Energie sendet die Antennenspule
eine Information, wie beispielsweise einen ID-Kode, welcher in einer Speichersektion
gespeichert ist, an das Lese/Schreib-Terminal zurück.
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Es
gibt zwei repräsentative
Sende/Empfangs-Systeme – das
ASK-System und FSK-System,
wobei der Sende/Empfangs-Betrieb des erstgenannten auf Amplitudentastung
und des letztgenannten auf Frequenztastung basiert.
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Die
Antennenspulen der erzeugten RFID-Kennzeicheneinrichtungen können in
Typen klassifiziert werden, nämlich
in jene, welche eine Scheibenform unter Verwendung einer runden
Luftkern-Spule haben, und jene, welche eine zylindrische Form unter
Verwendung eines Ferritkern-Stabes und eines um einen solchen Kern
gewickelten emaillierten Drahtes haben. Das Aussehen dieser Kennzeicheneinrichtungen
hängt von
den Formen der einzelnen Antennenspulen ab, d. h., dass die erstgenannte
wie eine Scheibe aussieht und die letztgenannte wie ein Stab.
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Die
RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche eine scheibenförmige Antennenspule
hat, führt
eine Kommunikation basierend auf Änderungen im magnetischen Fluss
in der Richtung gleicher Ebene von einer runden Spule durch, und
die RFID-Kennzeicheneinrichtung,
welche eine zylindrische Antennenspule hat, führt eine Kommunikation basierend
auf Änderungen
im magnetischen Fluss in der Axialrichtung von einer solchen Kennzeicheneinrichtung
durch.
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Eine
elektromagnetische Welle kann nun als ein sich gleichzeitig ausbreitendes
abwechselndes elektrisches Feld und magnetisches Feld bezeichnet
werden, während
sie senkrecht zueinander oszillieren. Wenn ein abwechselnder magnetischer
Fluss, auf welchen Änderungen
im magnetischen Feld zurückführbar sind, durch
ein leitfähiges
Teil gekreuzt wird, wie beispielsweise eines, welches aus Eisen,
Aluminium oder Kupfer gemacht ist, erzeugt ein solches leitfähiges Teil
intern einen Wirbelstrom, und ein solcher Wirbelstrom erzeugt einen
gegengerichteten magnetischen Fluss in eine Richtung, welche einen
solchen abwechselnden magnetischen Fluss auslöscht.
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Somit
war es allgemein üblich,
die RFID-Kennzeicheneinrichtung
soweit wie möglich
vom leitfähigen Teil
entfernt einzubauen.
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Jedoch
für den
Fall, bei welchem die RFID-Kennzeicheneinrichtung
auf alle Fälle
in der Nähe
von einem leitfähigen
Teil einzubauen ist, besteht eine mögliche Maßnahme darin, dass eine RFID-Kennzeicheneinrichtung,
welche die zuvor genannte scheibenförmige Antennenspule hat, derart
platziert wird, dass die Spulenebene derer parallel zur Oberfläche des
leitfähigen
Teils ausgerichtet ist, während
sie mit einem nicht-leitfähigen
Beabstander eingefügt
wird, um somit die Kennzeicheneinrichtung in Abstand zum leitfähigen Teil
zu bringen, um somit die Erzeugung von Wirbelstrom zu unterdrücken; oder
darin, dass ein Material bereitgestellt wird, welches eine hohe
magnetische Permeabilität
hat, wie beispielsweise ein Ferrit-Kern oder eine amorphe magnetische
Materialbahn zwischen der Spulenebene und dem leitfähigen Teil,
um somit einen magnetischen Fluss, welcher möglicherweise durch ein solches
leitfähiges
Teil leckt, zu dem Material zu richten, welches eine hohe magnetische
Permeabilität
hat, um somit die Erzeugung von Wirbelstrom zu unterdrücken.
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Diese
Verfahren sind wirksam zum Reduzieren von Wirkungen des magnetischen
Teils, und jegliche dieser Verfahren können eine Kommunikation in
der Richtung senkrecht zur Spulenebene durchführen, d. h. die Richtung, in
welche sich der magnetische Fluss von der scheibenförmigen Antennenspule
verbreitet.
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Andererseits
ist eine RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche eine zylindrische Antennenspule
hat, in ihrer Größe viel
stärker
reduzierbar als eine RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche eine scheibenförmige Antennenspule
hat, und ist somit auf verschiedene Anwendungen sehr gut anpassbar.
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Es
wurde jedoch als grundlegend schwierig erachtet, die RFID-Kennzeicheneinrichtung,
welche eine zylindrische Antennenspule hat, auf die Oberfläche von
einem leitfähigen
Teil einzurichten, sodass eine solche Einrichtung nicht praktiziert
wurde.
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Wie
bereits oben beschrieben, erzeugt die RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche eine
zylindrische Antennenspule hat, einen magnetischen Fluss entlang
der axialen Richtung von einer solchen Antennenspule, sodass sie
hinsichtlich der Empfindlichkeit zur Durchführung einer Kommunikation mit
einem Lese/Schreib-Terminal von der Spitze eines Kernteils, welches
in eine solche Antennenspule eingesetzt ist, vorteilhaft ist.
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Gemäß einer
solchen Betrachtung, muss eine Einrichtung von einer solchen Kennzeicheneinrichtung auf
die Oberfläche
von einem leitfähigen
Teil derart sein, dass die axiale Richtung dessen senkrecht zur
Oberfläche
des leitfähigen
Teils ist, um die Kommunikation zu erleichtern. Dies erfordert,
dass das leitfähige
Teil in einem Oberflächenabstand
dessen ein vertikales Einrichtungsloch (Einrichtungsnut) hat, in
welches die RFID-Kennzeicheneinrichtung vertikal eingerichtet wird.
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Eine
Kommunikation zwischen einem Lese/Schreib-Terminal und der RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche
in einem solchen Einrichtungsloch, welches eine angemessene Größe hat,
eingerichtet ist, kann jedoch behindert werden, und zwar nachteilig
beeinflusst durch das leitfähige
Teil, welches die Kennzeicheneinrichtung umgibt. Dies ist der Grund
dafür,
weshalb die herkömmliche
Technik die RFID-Kennzeicheneinrichtung
verwendet hat, welche eine scheibenförmige Antennenspule hat, für den Fall,
dass sie auf die Oberfläche von
einem leitfähigen
Teil eingerichtet werden soll.
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Dokument
EP 0 863 489 A2 offenbart
ein Verfahren zur Verwendung von einem Transponder mit einer fixierten, eindeutigen
Identifikationsnummer, welche drahtlos ausgelesen werden kann, als
ein Siegel für
ein zweiteiliges Gehäuse,
beispielsweise eine Mess-, Speicher- oder Anzeige-Einrichtung, wobei
der Transponder gesichert in eine Aussparung eingesetzt ist, welche über einen
Verbindungspunkt zwischen den zwei Teilen des Gehäuses, welche
zueinander angrenzend sind, wenn das Gehäuse geschlossen ist, kreuzt,
sodass der Transponder eine Einstellung des Trennungspunktes aufwendet,
sodass bei irgendeinem Versuch zum Öffnen des Gehäuses der
Transponder irreversibel zerstört
wird, welches bewirkt, dass die Identifikationsnummer nicht auslesbar
wird.
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Ferner
offenbart Dokument
JP-A-2000114854 einen
Datenträger,
welcher in der Wetter-Widerstandsfähigkeit und Impuls-Widerstandsfähigkeit
verbessert ist. Es offenbart ferner Terminal-Teile eines magnetischen
Kerns und ein Gehäuse,
welche einstückig
unter Verwendung einer einzelnen einfach gerichteten Silizium-Stahlplatte
ausgebildet sind. Eine Spule wird durch Winden eines Leitungsdrahtes
um den magnetischen Kern mit vorgeschriebenen Windungen ausgebildet.
Der GOSS-Azimut
des magnetischen Kerns und der Terminal-Teile wird in eine Richtung
eingestellt, welche parallel zur axialen Kern-Richtung von der Spule ist. Daher spielen
die Terminal-Teile ebenfalls die Rolle eines magnetischen Kerns.
Außerdem
ist ein zentraler Teil des Gehäuses
an den Terminal-Teilen angebracht, um somit das Teil zu bedecken,
welches die Spule ausbildet. Der GOSS-Azimut des zentralen Teils
ist in eine Richtung eingestellt, welche orthogonal zur axialen
Kern-Richtung von
der Spule ist.
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Die
vorliegende Erfindung dient zum Lösen der zuvor genannten Probleme,
und eine Aufgabe derer liegt in der Bereitstellung eines Einrichtungsaufbaus
und eines Einrichtungsverfahrens von einer RFID-Kennzeicheneinrichtung,
welches ermöglicht,
dass die RFID, welche eine zylindrische Antennenspule hat, in ihrer Größe stark
reduzierbar ist, um auf ein leitfähiges Teil eingerichtet zu
werden.
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Die
Erfindung ist in Ansprüchen
1 und 6 dargelegt.
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Das
heißt,
dass gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Teil des magnetischen Flusses von der Spitze der zylindrischen
Antennenspule ausgeht und sich entlang der axialen Richtung derer
erstreckt und in das leitfähige
Teil eindringt. Obwohl der gesamte magnetische Fluss in Abhängigkeit
von einem Wirbelstrom, welcher innerhalb eines solchen leitfähigen Teils
erzeugt wird, leicht abnehmen kann, durchdringt ein Teil des restlichen Magnetflusses
die RFID-Kennzeicheneinrichtung
und läuft
in einen Raum oberhalb der Einrichtungsebene des leitfähigen Teils
um geschlossene Schleifen auszubilden. Die Kommunikation mit einem
externen Lese/Schreib-Terminal oder dergleichen wird ermöglicht,
während
sie durch einen solchen magnetischen Fluss vermittelt wird.
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Sogar
wenn das leitfähige
Teil lediglich einen sehr kleinen Raum zum Einrichten der RFID-Kennzeicheneinrichtung
gewährt,
kann eine RFID-Kennzeicheneinrichtung mit einer stark reduzierbaren
Größe leicht eingerichtet
werden.
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Dies
verspricht ebenfalls eine gute Funktionsfähigkeit in der Kommunikation,
da die Kommunikation durchgeführt
wird, während
sie durch den magnetischen Fluss vermittelt wird, welcher die RFID-Kennzeicheneinrichtung
durchdringt und sich über
die Einrichtungsebene des leitfähigen
Teils erstreckt.
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Bei
einem solchen Einrichtungsaufbau kann das leitfähige Teil im Oberflächenabschnitt
davon eine nach oben geöffnete
Einrichtungsnut haben, in welche die RFID-Kennzeicheneinrichtung eingerichtet
werden kann, um die axiale Richtung derer parallel zur Einrichtungsebene
zu richten, welche die Bodenebene einer solchen Nut enthält. Ein
solcher Aufbau erlaubt, dass die RFID-Kennzeicheneinrichtung stabil
auf das leitfähige
Teil eingerichtet wird, und erlaubt ebenfalls eine Kommunikation,
welche durch den magnetischen Fluss vermittelt wird, welcher die
RFID-Kennzeicheneinrichtung
durchdringt und sich in einen Raum oberhalb der Einrichtungsebene
des leitfähigen
Teils erstreckt.
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In
beiden der vorgenannten Einrichtungsaufbauten kann die RFID-Kennzeicheneinrichtung
derart eingerichtet werden, um eine Distanz von 10 μm bis 5 mm
von der Einrichtungsebene des leitfähigen Teils entfernt beizubehalten.
Dies reduziert wirksam eine Beeinflussung durch das leitfähige Teil,
um somit die Kommunikation zu sensibilisieren.
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Ein
Begrenzen der Distanz zwischen der RFID-Kennzeicheneinrichtung und der Einrichtungsebene des
leitfähigen
Teils auf 5 mm oder weniger kann die Überstandsgröße der RFID-Kennzeicheneinrichtung
aus der Oberfläche
des leitfähigen
Teils heraus zufriedenstellend reduzieren oder die Tiefe der im
leitfähigen
Teil ausgebildeten Einrichtungsnut reduzieren. Dies stellt eine
Beibehaltung von Eigenschaften und der Stärke des leitfähigen Teils
sicher.
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Weitere
Vorteile sind gerichtet auf einen zuverlässigeren Schutz der RFID-Kennzeicheneinrichtung, erlauben
eine genaue Positionierung und Einrichtung der RFID-Kennzeicheneinrichtung
mit Hilfe des Schutzteils und schützen die RFID-Kennzeicheneinrichtung
vor externen Belastungen, einem Einschlag oder einem äußeren Umfeld
wirksam.
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In
beiden der zuvor genannten Einrichtungsaufbauten kann die RFID-Kennzeicheneinrichtung
derart sein, dass sie eine Kommunikation basierend auf dem Amplitudentastung-(ASK)System durchführt. Da
die auf dem ASK-System basierende RFID-Kennzeicheneinrichtung keine Abnahme
der Kommunikations-Empfindlichkeit
bewirkt, wenn eine Frequenztastung auftritt, welche durch das leitfähige Teil
beeinflusst wird, ungleich der auf dem FSK-System basierenden Kennzeicheneinrichtung,
kann sie somit eine hohe Empfindlichkeit und stabile Kommunikation
sicherstellen, sogar wenn sie derart eingerichtet ist, dass sie
mit dem leitfähigen
Teil in Kontakt ist, wie bei der vorliegenden Erfindung.
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Die
obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der derzeit bevorzugten
beispielhaften Ausführungsformen
der Erfindung, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen,
deutlicher, in denen:
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1A und 1B jeweils
eine Perspektivansicht und eine Schnittansicht sind, welche einen
beispielhaften Einrichtungsaufbau von einer RFID-Kennzeicheneinrichtung
der vorliegenden Erfindung erläutern,
bei welcher eine nach oben geöffnete
Einrichtungsnut, welche einen rechteckigen Abschnitt hat, auf der
Einrichtungsebene von einem leitfähigen Teil ausgebildet ist,
eine RFID-Kennzeicheneinrichtung,
welche mit einem Schutzteil bedeckt ist, welches ein nicht leitfähiges Glasmaterial
enthält,
in der Einrichtungsnut eingerichtet ist, und die Oberfläche der
Kennzeicheneinrichtung ferner mit einem Schutzteil bedeckt ist,
welches ein nicht-leitfähiges
Kunstharz enthält;
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2 eine
Vorderansicht ist, welche eine Anordnung der RFID-Kennzeicheneinrichtung
zeigt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, welches eine Anordnung von einer Steuersektion
der RFID-Kennzeicheneinrichtung zeigt;
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4 eine
schematische Ansicht ist, welche ein Profil von einem Magnetfeld
zeigt, welches um die RFID-Kennzeicheneinrichtung
erzeugt ist;
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5A bis 5C schematische
Ansichten sind, welche ein Magnetfeld zeigen, welches von einer
Antenne und einem externen Lese/Schreib-Terminal erzeugt ist und
eine nach oben geöffnete
Einrichtungsnut erreicht, welche auf der Einrichtungsebene des leitfähigen Teils
ausgebildet ist;
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6A und 6B schematische
Ansichten sind, welche ein Magnetfeld zeigen, welches von der RFID-Kennzeicheneinrichtung
erzeugt wird, welche in der nach oben geöffneten Einrichtungsnut eingerichtet ist,
welche auf der Einrichtungsebene des leitfähigen Teils ausgebildet ist,
und sich nach außen
verbreitet;
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7A und 7B jeweils
eine Perspektivansicht und eine Schnittansicht sind, welche einen
weiteren beispielhaften Einrichtungsaufbau von einer RFID-Kennzeicheneinrichtung
der vorliegenden Erfindung zeigen, bei welchem eine nach oben geöffnete Einrichtungsnut
mit einem bogenförmigen
Boden auf der Einrichtungsebene von einem leitfähigen Teil ausgebildet ist,
eine RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche mit einem nicht-leitfähigen Schutzteil,
welches ein Glasmaterial enthält,
bedeckt ist, in der Einrichtungsnut eingerichtet ist, und die Oberfläche von
der Kennzeicheneinrichtung ferner mit einem Schutzteil bedeckt ist,
welches ein nicht-leitfähiges Kunstharz
enthält;
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8A eine schematische Ansicht ist, welche
einen weiteren beispielhaften Einrichtungsaufbau von einer RFID-Kennzeicheneinrichtung
der vorliegenden Erfindung zeigt, bei welchem eine nach oben geöffnete Einrichtungsnut
auf der Einrichtungsebene von einem leitfähigen Teil ausgebildet ist
und die Oberfläche
von einer RFID-Kennzeicheneinrichtung, welche in der Einrichtungsnut
eingerichtet ist, mit einem Schutzteil bedeckt ist, welches ein
nicht-leitfähiges
Kunstharz enthält; 8B eine Draufsicht ist, welche die in 8A gezeigte Einrichtungsnut alternativ
mit einem rechteckigen Profil zeigt; und 8C eine
Draufsicht ist, welche die in 8A gezeigte
Einrichtungsnut alternativ mit einem runden Profil zeigt;
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9 eine
Schnittansicht ist, welche eine RFID-Kennzeicheneinrichtung zeigt, welche
in der Einrichtungsebene derart eingerichtet ist, sodass die axiale
Richtung derer schräg
zur Bodenebene der Einrichtungsnut gerichtet ist;
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10A und 10B jeweils
eine Perspektivansicht und eine Schnittansicht sind, welche einen
Einrichtungsaufbau zeigen, bei welchem eine RFID-Kennzeicheneinrichtung,
welche mit einem Schutzteil bedeckt ist, welches ein nicht-leitfähiges Kunstharz
enthält,
auf der Einrichtungsebene von dem leitfähigen Teil eingerichtet ist;
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11 eine
Schnittansicht ist, welche einen Einrichtungsaufbau von einer RFID-Kennzeicheneinrichtung
zeigt, welche auf den Seiten- und Einrichtungs-Ebenen derer mit
einem Schutzteil geschützt
ist, welches ein leitfähiges
Teil enthält;
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12 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, welche die Einrichtungsnut
und das Schutzteil, welche in 11 gezeigt
sind, alternativ mit einem runden Profil zeigt;
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13 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, welche die Einrichtungsnut
und das Schutzteil, welche in 11 gezeigt
sind, alternativ mit einem rechteckigen Profil zeigt;
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14 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung ist, welche die RFID-Kennzeicheneinrichtung auf
der Seitenebene und/oder Ebene entgegengesetzt zur Einrichtungsebene
derer mit einem Schutzteil geschützt
zeigt, welches aus einem leitfähigen
Material gemacht ist und am Zentrum davon eine gerade Einrichtungsnut
hat;
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15 eine
Ansicht ist, welche ein Ergebnis der Kommunikations-Distanz zeigt,
welche gemessen wurde, indem die Tiefe von einer Einrichtungsnut
mit einem runden Profil geändert
wird; und
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16 eine
Ansicht ist, welche ein Ergebnis von der Kommunikations-Distanz
zeigt, welche gemessen wurde, indem der Durchmesser von einer Einrichtungsnut
mit einem runden Profil geändert
wird.
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Es
werden Ausführungsformen
des Einrichtungsaufbaus der elektromagnetischen Induktions-Kennzeicheneinrichtung,
der Verfahren zum Einrichten derer und eines Kommunikationsverfahrens,
welches eine solche Kennzeicheneinrichtung verwendet, gemäß der vorliegenden
Erfindung speziell unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
erläutert.
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Zunächst, unter
Bezugnahme auf 1A, 1B bis 6, werden Einrichtungsaufbauten einer elektromagnetischen
Induktions-Kennzeicheneinrichtung,
Verfahren zum Einrichten derer und ein Kommunikationsverfahren,
welches eine solche Kennzeicheneinrichtung verwendet, gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Es ist hier zu erwähnen,
dass die RFID-Kennzeicheneinrichtungen, welche bevorzugt auf die
im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen
anwendbar sind, sich sowohl auf jene des elektromagnetischen Kopplungs-Typs
als auch des elektromagnetischen Induktions-Typs beziehen, obwohl die
Beschreibung speziell den letzten Typ behandelt.
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Eine
in 1A, 1B und 2 gezeigte
RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 hat
eine zylindrische Antennenspule 2 und einen Halbleiter
IC-Chip 4 als eine Steuersektion, wobei beide direkt miteinander
verbunden sind, ohne dass sie eine Schnittstelle durch eine Schaltplatine
oder dergleichen bilden, welches erfolgreich zur Größenreduktion
der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 führt.
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Die
mit einem Einzeldraht gewickelte, zylindrische Antennenspule 2 hat
ein zylindrisches Kernteil 3, welches aus Eisen, Ferrit
oder dergleichen gemacht ist, welches darin entlang der Axialrichtung
derer (die Seitenrichtung in 1B) eingesetzt
ist, wobei die Antennenspule 2, das Kernteil 3,
der Halbleiter IC-Chip 4 usw. auf eine integrierte Weise
ausgebildet sind, um insgesamt eine Stabform bereitzustellen.
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Der
Halbleiter IC-Chip 4 enthält einen IC (integrierte Schaltung)-Chip
oder einen LSI (Schaltung mit hohem Integrationsgrad)-Chip, welcher
auf eine integrierte Weise gepackt ist, und so, dass der Halbleiter IC-Chip 4 darin
eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 4a als eine Steuersektion,
einen Speicher 4b als eine Speichersektion, einen Sender/Empfänger 4c,
und einen Kondensator 4d als ein Energiespeichermittel
enthalten hat, wie in 3 gezeigt.
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Ein
von einer Antenne 9 von einem externen Lese/Schreib-Terminal, wie in 5 gezeigt, ausgesendetes Signal wird durch
den Sender/Empfänger 4c empfangen,
zur CPU 4a übertragen
und in eine elektrische Energie umgewandelt, welche im Kondensator 4d zu
speichern ist. Es ist hier ebenfalls erlaubt, den Kondensator 4d als
ein Energiespeichermittel auszulassen, und anstelle dessen kontinuierlich
eine elektrische Energie von dem externen Lese/Schreib-Terminal
zum Halbleiter IC-Chip 4 zuzuführen.
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Die
CPU 4a ist dazu verantwortlich, Programme oder verschiedene
Daten, welche im Speicher 4b gespeichert sind, auszulesen,
und notwendige Betriebe und Entscheidungen durchzuführen, um
somit verschiedene Steuerungen zu ermöglichen.
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Der
Speicher 4b enthält
verschiedenartige Programme um einen Betrieb der CPU 4a zu
erlauben, und eine verschiedenartige Information, wie beispielsweise
Historien-Daten und viele Verwaltungsdaten von Produkten oder Teilen,
welche ein leitfähiges
Teil 5 haben, an welchen die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 bereitgestellt
wird.
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Die
in dieser Ausführungsform
verwendete RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 basiert
auf die Einzelwellen-Amplitudentastung
(ASK), hat einen weiten Resonanzfrequenzbereich, hat eine Antennenspule 2,
welche einen Drahtdurchmesser hat, welcher lediglich einige 10 Mikrometer
klein ist, mit oder ohne einem Kernteil 3, und hat einen
CMOS-IC eines sehr kleinen elektrischen Energieverbrauchs, welcher
darin eine spezifische Sende/Empfangs-Schaltung einbezogen hat.
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Experimentierergebnisse,
welche durch die vorliegenden Erfinder erlangt wurden, enthüllten, dass
die Kommunikation unter Verwendung der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 basierend
auf dem ASK-System kaum durch das leitfähige Teil beeinflusst wird,
welches sich in der Nähe
davon befindet, da eine solche RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 einen
breiteren Resonanzfrequenzbereich verglichen mit den der Kennzeicheneinrichtung
basierend auf dem FSK-System hat, und keine Reduktion in der empfangenen
elektrischen Energie bewirken wird, und somit weniger empfindlich
auf eine Frequenzverschiebung ist.
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Von
einem Aspekt der Empfindlichkeit (Kommunikationsdistanz) aus, sollte
die für
das ASK-Drahtlos-Kommunikationssystem verwendete Frequenz vorzugsweise
im Bereich von 50 kHz bis 500 kHz, und weiter bevorzugt im Bereich
von 100 kHz bis 400 kHz sein. In dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird ein ASK-Kommunikationssystem von 125 kHz verwendet.
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Experimentierergebnisse,
welche durch die vorliegenden Erfinder erlangt wurden, enthüllten ferner, dass
sich das magnetische Feld H durch Beugung sogar aus einem schmalen
Spalt heraus verbreiten kann, und dass die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 das
magnetische Feld, welches ein Medium zur Energiezuführung oder
zur Informationskommunikation ist, zu und von einem externen Lese/Schreib-Terminal
senden oder empfangen kann, wenn lediglich ein dünner physikalischer Spalt bereitgestellt
ist.
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Es
gibt einige Materialien, welche möglicherweise einen Wirbelstrom
in Ansprechen auf das magnetische Feld H erzeugen, welches während der
Kommunikation oder elektrischen Energieübertragung unter Verwendung
einer solchen RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 erzeugt
wird, um dadurch einen gegengerichteten magnetischen Fluss zu erzeugen,
welcher den anfänglichen
magnetischen Fluss dämpft;
Beispiele solcher leitfähiger
Materialien enthalten zumeist typischerweise eine rostfreie Stahlbahn,
Kupferbahn und Aluminiumbahn, und enthalten ebenfalls ferromagnetische
Metalle, wie beispielsweise Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen daraus,
und Ferrite; paramagnetische Metalle, wie beispielsweise Aluminium,
Kupfer und Chrom; und leitfähige
Kunststoffe.
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Je
niedriger der elektrische Widerstand des leitfähigen Materials ist, desto
höher wird
der Wirbelstrom, welcher aus der Änderung des magnetischen Feldes
H erzeugt wird. Demgemäß, von einem
Aspekt der Empfindlichkeit (Kommunikations-Distanz) aus, wäre eine
Verwendung eines Eisen-Typ-legierten leitfähigen Teils, wie beispielsweise
ein Eisen mit einem relativ hohen elektrischen Widerstand oder ein
rostfreier Stahl, für
diese Erfindung vorteilhaft.
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Wie
in 2 gezeigt, ist die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1, welche
einen Außendurchmesser
D2 in der radialen Richtung hat, in einem
Glasmaterial 6 eingebettet, wie beispielsweise ein nicht-leitfähiges Schutzteil,
welches einen Außendurchmesser
D1 hat, in welchem D2 unterzubringen
ist, welches ermöglicht,
dass die gesamte Peripherie der Kennzeicheneinrichtung, welche die
obere Oberfläche
davon enthält,
durch das Schutzteil umgeben ist.
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Das
in dieser Ausführungsform
verwendete Glasmaterial 6 hat eine Länge L1 in
der axialen Richtung von ungefähr
7 bis 15,7 mm, und einen Außendurchmesser
D1 von ungefähr 2,12 bis 4,12 mm. Die dem
leitfähigen
Teil 5 bereitgestellte Einrichtungsnut 7 ist somit
mit einer Größe ausgebildet,
welche ausreicht, um die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 unterzubringen,
welche die Länge
L1 und den Außendurchmesser D1 hat.
Das Gewicht der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 beträgt ungefähr 55 bis
400 mg.
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Typische
Werte für
die Länge
L
1 in der axialen Richtung und den Außendurchmesser
D
1 der RFID-Kennzeicheneinrichtung
1;
und eine Länge
L
2 in der axialen Richtung und den Außendurchmesser
D
2 der Antennenspule
2 sind in
Tabelle 1 unten aufgelistet. Tabelle 1
| | Typ
1 | Typ
2 | Typ
3 |
Glas-Material 6 | Länge L1 in der axialen Richtung | 12,00
mm | 13,18
mm | 15,09
mm |
Außendurchmesser
D1 | 2,12
mm | 3,10
mm | 4,06
mm |
Antennenspule 2 | Länge L2 in der axialen Richtung | 6,02
mm | 6,44
mm | 5,78
mm |
Außendurchmesser
D2 | 1,45
mm | 1,64
mm | 1,63
mm |
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In
einer typischen Antennenspule 2 ist ein einzelner Kupferdraht,
welcher einen Durchmesser von ungefähr 30 μm hat, in einer in radialer
Richtung gestapelten Form und in einer in axialer Richtung zylindrischen Form
gewickelt; wobei eine Induktivität
einer solchen Antennenspule 2, welche darin das Kernteil
eingesetzt hat, ungefähr
9,5 mH (bei 125 kHz) beträgt
und eine elektrostatische Kapazität eines Kondensators, welcher zur
Resonanz zur Antennenspule 2 verbunden ist, ungefähr 170 pF
(bei 125 kHz) beträgt.
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Das
leitfähige
Teil 5 hat auf der Seite der Oberfläche 5a davon die nach
oben geöffnete
Einrichtungsnut 7, welche eine rechteckige Sektion hat,
in welche die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 direkt
auf der Bodenebene 7a, welche die Einrichtungsebene von
der Einrichtungsnut 7 ist, platziert ist, um somit die
axiale Richtung davon (seitliche Richtung in 1B)
parallel zu einer solchen Bodenebene 7a auszurichten, und
um somit ungefähr
einen Kontakt damit herzustellen, ohne dass ein Beabstander oder
dergleichen dazwischengelegt ist.
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Der
restliche Raum in der Einrichtungsnut 7 um das Glas-Material 6,
welches die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 einkapselt, ist
mit einem nicht-leitfähigen
Schutzteil, wie beispielsweise Kunstharz 8 oder Klebemittel,
gefüllt,
um somit die obere Oberfläche
des Glas-Materials 6 zu bedecken. Es ist ebenfalls erlaubt,
dass die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 mit
einem Kunstharz geschmolzen wird oder mit einem Plastik-Deckel oder
einer Kappe bedeckt wird, anstelle in das Glas-Material 6 eingekapselt
und mit dem Kunstharz 8 fixiert zu werden.
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Die
Distanz G1 zwischen der leitfähigen äußeren Oberfläche der
Antennenspule 2 entgegengesetzt der Bodenebene 7a,
welche eine Einrichtungsebene in der Einrichtungsnut 7 ist,
welche zum leitfähigen
Teil 5 ausgebildet ist, und einer solchen Bodenebene 7a wird
auf nicht kleiner als 10 μm,
welches gleich der Dicke eines Isolierfilms des gewickelten Drahtes
der Antennenspule ist, und bei 5 mm oder weniger eingestellt.
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Obwohl
die Antennenspule 2 von der Oberfläche 5a des leitfähigen Teils 5a hervorstehen
kann, ist es weiter bevorzugt, keinen Vorsprung aus der Oberfläche 5a,
angesichts der Sicherstellung einer sicheren Einbehaltung der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1,
vorzunehmen.
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4 zeigt
ein Profil eines magnetischen Feldes H, welches von der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 erzeugt
wird, in einem freien Zustand, und 5A bis 5C zeigen Profile eines magnetischen Feldes
H, welches von einer Antenne 9 von einem externen Lese/Schreib-Terminal
erzeugt wird, und die dem leitfähigen
Teil 5 bereitgestellte Einrichtungsnut 7 erreicht.
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Die
axiale Richtung (Richtung des magnetischen Flusses) von der Antenne 9 und
die axiale Richtung (Richtung des magnetischen Flusses) von der
Antennenspule 2 von der RFID- Kennzeicheneinrichtung 1 stimmen
miteinander überein. 5A zeigt eine Ansicht von der axialen
Richtung, 5B zeigt eine Ansicht von einer
Richtung senkrecht zur axialen Richtung, und 5C zeigt
eine vergrößerte Ansicht
in der Nähe
der in 5B gezeigten Einrichtungsnut 7.
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6A und 6B zeigen
ein Profil des magnetischen Feldes H, welches von der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 erzeugt
wird, welche in der Einrichtungsnut 7 des leitfähigen Teils
eingebettet ist, wie in 1A und 1B gezeigt, wobei erstgenannte eine Ansicht
von der axialen Richtung aus zeigt und letztgenannte eine Ansicht von
einer Richtung senkrecht zur axialen Richtung aus zeigt.
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Wie
in 2 gezeigt, befinden sich der Endabschnitt der
Antennenspule 2 von der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 und
der Endabschnitt in der axialen Richtung des Glas-Materials 6 in
einer Position zueinander, welche durch eine Größendifferenz zwischen L1 und L2, wie in
Tabelle 1 oben aufgelistet, bestimmt ist, und ein resultierender
vorbestimmter Spalt, welcher in 1B gezeigt
ist, welcher zwischen der seitlichen Ebene 7b der Einrichtungsnut 7 und
dem Endabschnitt in der axialen Richtung der Antennenspule 2 ausgebildet ist,
erleichtert die Ausbildung der magnetischen Fluss-Schleife, welche
eine solche Antennenspule 2 durchdringt, welches zur Ausbildung
des magnetischen Feldes H beiträgt.
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Das
magnetische Feld H ist durch das Auslecken des magnetischen Flusses
auf der Oberflächenseite des
leitfähigen
Teils 5 ausgebildet, wie in 6A und 6B gezeigt, ebenfalls dann, wenn die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 direkt
auf der Bodenebene 7a der nach oben geöffneten Einrichtungsnut 7 eingerichtet
ist, um somit einen ungefähren
Kontakt damit herzustellen.
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Das
magnetische Feld H kann sich durch eine Beugung lediglich dann verbreiten,
wenn eine Öffnung der
Einrichtungsnut 7 als ein schmaler Spalt gegeben ist, vorausgesetzt,
dass eine korrekte Länge
L2 in der axialen Richtung der Antennenspule 2 sichergestellt
ist, und dies ermöglicht
es der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 ein
AC-Magnetfeld zu senden oder zu empfangen, welches ein Medium für die Energieübertragung
und Informationskommunikation zu und von einem externen Lese/Schreib-Terminal,
welches nicht gezeigt ist, ist.
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Gemäß einer
solchen Anordnung geht ein Teil des magnetischen Flusses vom Endabschnitt
der zylindrischen Antennenspule 2 aus und erstreckt sich
in axialer Richtung, dringt in das leitfähige Teil 5 ein und
wird leicht in seiner Gesamtstärke
aufgrund von Drehstrom gedämpft,
welcher in ein solches leitfähiges
Teil 5 induziert wird, jedoch kann ein Teil des restlichen
magnetischen Flusses eine Schleife ausbilden, welche durch die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 und
einen Raum oberhalb der Einrichtungsebene des leitfähigen Teils 5 geleitet
wird, welche die Kommunikation mit einem externen Lese/Schreib-Terminal
vermitteln kann.
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Die
RFID-Kennzeicheneinrichtung 1, welche eine in ihrer Größe stark
reduzierte zylindrische Antennenspule 2 hat, ist vorteilhaft,
da eine solche Kennzeicheneinrichtung 1 leicht eingerichtet
werden kann, wenn lediglich ein stark beschränkter Raum für die Einrichtung
verfügbar
ist.
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Ein
weiterer Vorteil liegt in einer guten Betriebsfähigkeit, da die Kommunikation
durch den magnetischen Fluss vermittelt wird, welcher die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 durchdringt
und sich in einen Raum oberhalb der Einrichtungsebene des leitfähigen Teils 5 erstreckt.
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7A und 7B zeigen
eine weitere beispielhafte Einrichtungsnut 7, welche im
leitfähigen
Teil 5 durch einen einfacheren Prozess ausgebildet ist.
Bei der in 1A und 1B zuvor
gezeigten Einrichtung, bei welcher eine ungefähr rechteckige, parallelförmige Nut
ausgebildet wird, erfordert eine Herstellung des leitfähigen Teils 5 eine
vorherige Inbetrachtnahme der Form derer, um eine solche Nut zu
ermöglichen,
oder die Einrichtungsnut 7 wird möglicherweise durch Bohren einer
Mehrzahl von Löcher,
welche Seite an Seite angeordnet sind, ausgebildet.
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Ein
Herstellungsprozess für
eine solche Einrichtungsnut 7, wie in 1A und 1B gezeigt, ist jedoch arbeitsaufwändig, insbesondere
für den
Fall, dass die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 bei
einem zuvor hergestellten leitfähigen
Teil 5 einzurichten ist. Im Gegensatz dazu, kann die in 7A und 7B gezeigte
Einrichtungsnut 7, welche einen bogenförmigen Boden hat, durch Schneiden
des leitfähigen
Teils 5 unter Verwendung einer Fräsmaschine oder einer Drehbank
ausgebildet ist. Die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 kann
direkt darin untergebracht und eingerichtet werden, sodass sie ungefähr einen
Kontakt mit der Bodenebene 7a einer solchen Einrichtungsnut 7 bildet,
und der Restraum in der Einrichtungsnut 7 um die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 wird
mit einem nicht-leitfähigen
Schutzteil, wie beispielsweise Kunstharz 8 oder Klebemittel,
gefüllt,
um somit die Außenperipherie
zu bedecken, welche die obere Oberfläche von der Kennzeicheneinrichtung
enthält.
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Dies
ist bei der Vereinfachung des Prozesses zum Ausbilden der Einrichtungsnut 7 vorteilhaft,
insbesondere für
den Fall, dass die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 auf das
leitfähige
Teil 5 eines bereits hergestellten Produktes eingerichtet
wird.
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Gemäß einer
solchen Anordnung wird lediglich eine schmale Einrichtungsnut 7 ausreichen,
sodass Eigenschaften und Stärken
des leitfähigen
Teils 5 gewünscht
beibehalten werden können.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 bei
einem dünnen
leitfähigen
Teil 5 einzurichten ist.
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Somit
ist es gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht weiter notwendig, ungleich der herkömmlichen Einrichtung,
einen Raum zwischen der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 und
dem leitfähigen
Teil 5 sicherzustellen oder einen Beabstander oder dergleichen,
welcher aus einem nicht leitfähigen
Teil gemacht ist, dazwischen zu legen, sodass die Einrichtungsnut 7,
welche aus dem leitfähigen
Teil 5 zu machen ist, schmaler sein kann und der Einrichtungsaufbau
einfacher sein kann.
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8A bis 8C zeigen
einen Einrichtungsaufbau, bei welchem die Antennenspule 2 und
der Halbleiter IC-Chip 4, wobei beide in einem blanken
Zustand sind, ohne in ein Glas-Material
eingekapselt zu sein, in der Einrichtungsnut 7 eingebettet
sind. Ein solches Auslassen des Glas-Materials wird keinerlei Probleme
verursachen, vorausgesetzt, dass eine korrekte elektrische Isolation
durch einen elektrischen Isolierfilm der Antennenspule 2 und
eine Baugruppe des Halbleiter IC-Chips 4 sichergestellt
ist. Dies unterstützt
eine weitere Größenreduktion
eines Raumes für
die Einrichtungsnut 7, um somit Eigenschaften und eine
Stärke
des leitfähigen Teils 5 beizubehalten.
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Die
nach oben geöffnete
Einrichtungsnut 7, welche im leitfähigen Teil 5 auszubilden
ist, kann eine rechteckige Sektion haben, wie in 8B gezeigt,
oder kann eine runde Sektion haben, wie in 8C gezeigt. Die
Einrichtungsnut 7, welche eine runde Sektion hat, ist vorteilhaft,
da eine solche Nut 7 beispielsweise durch eine Bohrung
leicht ausgebildet werden kann.
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In 15 ist
ein gemessenes Ergebnis, bezogen auf die Relation zwischen der Änderung
von einer Kommunikationsdistanz und der Tiefe der Einrichtungsnut 7 mit
einem runden Profil, wie in 8A dargestellt, gezeigt.
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Die
in diesem Fall verwendete RFID-Kennzeicheneinrichtung ist ein Nur-Lese-Typ
(Modelltyp UNIQUE), hergestellt von Sokymat aus der Schweiz. Eine
solche RFID-Kennzeicheneinrichtung ist eine zylindrische Antennenspule,
welche einen Kupferdraht hat, welcher um einen stabförmigen Kern
gewickelt ist, und in einem Glas-Material enthalten ist, wobei die
Länge des
Kerns 7,92 mm beträgt,
der Durchmesser von der Spule 1,42 mm beträgt und der Durchmesser des
Glas-Materials 2,12 mm beträgt.
Dieses Experiment wurde in einem Zustand durchgeführt, bei
welchem das Glas-Material geschnitten ist, um einen Spitzen-Endabschnitt des
Kerns freizulegen.
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Das
Messverfahren wird durchgeführt,
indem ein Loch mit einem Durchmesser von 12,45 mm ⌀ auf einem
Eisenblock ausgebildet wird, um somit die Einrichtungsnut 7 auszubilden,
die RFID-Kennzeicheneinrichtung
horizontal innerhalb des Loches angeordnet wird und eine Lesevorrichtung
oberhalb des Loches angeordnet wird.
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Als
Lesevorrichtung wird ein Taschen-Lesegerät (Modelltyp rdr 100) verwendet,
welches von I.D. Systems Inc. hergestellt ist, bei welchem die Distanz
zwischen der Sende/Empfangs-Oberfläche von
der Antenne und dem Loch als die Kommunikationsdistanz gemessen
wird.
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Eine
Einstellung der Tiefe wird durch Platzieren einer dünnen Eisenplatte,
welche zu einer runden Form geschnitten ist, auf einem Bodenbereich
des Loches, und ein Ändern
der Anzahl der Platten durchgeführt.
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Wie
anhand von 15 deutlich wird, beträgt die Kommunikationsdistanz,
wenn die Tiefe 8 mm beträgt,
gleich O mm (mit anderen Worten, ein Zustand, bei welchem die Sende/Empfangs-Oberfläche mit
dem Loch in Kontakt in steht), und wenn das Loch mit einer Tiefe
von nicht weniger als eine solche Tiefe ausgebildet ist, kann keine
Kommunikation durchgeführt
werden. Ferner gilt, dass, je schmaler das Loch ausgebildet ist, desto
mehr tendiert die Kommunikationsdistanz dazu länger zu werden.
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Wenn
die Einrichtungsnut 7 jedoch zu schmal ausgebildet ist,
würde die
RFID-Kennzeicheneinrichtung nach außen von der Nut vorspringen
und wäre
hinsichtlich des Schutzes unvorteilhaft. Demgemäß sollte die maximale Tiefe
des Loches vorzugsweise durch die Distanz bestimmt werden, um eine
gewünschte
Kommunikationsdistanz zu erlangen, und die minimale Tiefe dessen
sollte vorzugsweise durch den Durchmesser der RFID-Kennzeicheneinrichtung
bestimmt sein. Der vorgeschlagene Bereich für die Tiefe des Loches beträgt ungefähr das 1,1-fache bis 3-fache
des Durchmessers der RFID-Kennzeicheneinrichtung.
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Als
Nächstes
ist in 16 ein Messergebnis bezogen
auf die Relation zwischen der Kommunikationsdistanz und dem Durchmesser
von einem Loch, welches eine Tiefe von 3 mm hat, gezeigt. Die RFID-Kennzeicheneinrichtung,
die Lesevorrichtung, das Verfahren und dergleichen, welche zur Messung
verwendet werden, sind gleich jenen wie in 15.
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Wie
anhand von 16 deutlich wird, ist, obwohl
die Kommunikationsdistanz dazu neigt, sich auszuweiten, wenn sich
der Durchmesser des Loches ausweitet, die Änderung von einer solchen Ausweitung
relativ klein. Demgemäß, wenn
der Einrichtungsnut-Abschnitt 7 ein rundes Profil hat,
würde es
für den
Durchmesser dessen ausreichen, etwas größer als die Länge der
RFID-Kennzeicheneinrichtung zu sein, und von einem praktischen Aspekt
aus betrachtet, wäre
der Durchmesser des Loches vorzugsweise ungefähr das 1,1-fache bis 1,5-fache
der Länge
von der RFID-Kennzeicheneinrichtung.
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9 zeigt
eine beispielhafte Einrichtung, bei welcher die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 derart
eingerichtet ist, dass die axiale Richtung derer schräg zur Bodenebene 7a der
Einrichtungsnut 7 ausgerichtet ist. Gemäß einer solchen Anordnung kann
der vorstehende Bereich für
die Einrichtung auf das leitfähige
Teil 5, verglichen mit dem Fall für die obigen Ausführungsformen,
ferner reduziert werden. Zusätzlich
kann der magnetische Fluss durch einen Raum lecken, welcher aus
einer solchen schrägen
Einrichtung zur Außenseite
der Einrichtungsnut 7 resultiert, welcher die Kommunikation
mit einem externen Lese/Schreib-Terminal vermitteln kann.
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10A und 10B zeigen
eine beispielhafte Einrichtung, bei welcher die äußere Peripherie, welche die obere
Oberfläche
von der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 enthält, welche
die Antennenspule 2, das Kernteil 3 und den Halbleiter
IC-Chip 4 enthält,
mit einem Kunstharz 8 als ein nicht-leitfähiges Schutzteil geschmolzen ist,
und eine solche Kennzeicheneinrichtung 1 wird fixiert auf
der Oberfläche 5a des
leitfähigen
Teils 5 unter Verwendung von Maschinenschrauben 10 kontaktiert,
um die axiale Richtung davon parallel zu einer solchen Oberfläche 5a als
eine Einrichtungsebene auszurichten.
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Es
ist nun ebenfalls erlaubt, ein Klebemittel oder dergleichen anstelle
der Maschinenschrauben 10 zur Befestigung zu verwenden,
und es ist sogar erlaubt, die Antennenspule 2 und den Halbleiter
IC-Chip 4 in einem bloßen
Zustand auf der Oberfläche 5a des
leitfähigen
Teils 5 zu fixieren.
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Ebenfalls
ist in dieser Ausführungsform
die Distanz G1 zwischen der leitfähigen äußeren Oberfläche von
der Antennenspule 2, welche dem leitfähigen Teil 5 entgegengesetzt
ist, und der Oberfläche 5a von
einem solchen leitfähigen
Teil 5 als eine Einrichtungsebene auf nicht kleiner als
10 μm, welches
gleich der Dicke eines Isolierfilms des gewickelten Drahtes von
der Antennenspule 2 ist, und bei 5 mm oder weniger eingestellt.
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Gemäß einer
solchen Anordnung ist es nicht weiter notwendig, die Einrichtungsnut 7 auf
das leitfähige Teil 5 auszubilden,
und zwar ungleich der vorherigen Ausführungsformen, welches dabei
vorteilhaft ist, um Eigenschaften und eine Stärke des leitfähigen Teils 5 beizubehalten.
Eine Verbesserung der Stärke
eines Gehäuses,
welches die Antennenspule 2 und den Halbleiter IC-Chip
bedeckt, wird eine sichere Beibehaltung der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 sicherstellen.
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11 bis 14 zeigen
beispielhafte Einrichtungen, bei welchen die seitliche Ebene und
eine Ebene entgegengesetzt zur Einrichtungsebene der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 mit
einem Schutzteil 11 geschützt sind. Das Schutzteil 11,
wie in 12 gezeigt, enthält ein Metall-Schutzteil,
welches eine zylindrische Seitenplatte 11a und eine scheibenförmige Bodenplatte 11b enthält, wobei
beide eine zur RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 vergleichbare
Größe haben,
und die nach oben geöffnete
Einrichtungsnut 7, welche im leitfähigen Teil 5 ausgebildet
ist, ist derart zusammengesetzt, dass sie eine runde Sektion in
einer zu einem solchen Schutzteil 11 vergleichbaren Größe hat.
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Das
in 13 gezeigte Schutzteil 11 enthält eine
quadratische Seitenplatte 11 und eine quadratische Bodenplatte 11b,
welche beide eine zur RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 vergleichbare
Größe haben,
und die nach oben geöffnete
Einrichtungsnut 7, welche im leitfähigen Teil 5 ausgebildet
ist, ist derart zusammengesetzt, dass sie eine rechteckige Sektion
mit einer Größe hat,
welche zu einem solchen Schutzteil 11 vergleichbar ist.
Das Schutzteil 11 kann aus verschiedenen Metallen zusammengesetzt
sein, wie beispielsweise Eisen, Messing und rostfreier Stahl.
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Die
RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 ist im nach oben geöffneten
Gehäuseabschnitt
des Schutzteils 11 untergebracht und fixiert, indem die
Außenperipherie,
welche die obere Oberfläche
davon enthält,
mit einem Schutzteil bedeckt ist, welches aus einem nicht-leitfähigen Material
zusammengesetzt sein kann, wie beispielsweise Kunstharz 8 oder
Klebemittel.
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Ebenfalls
ist in dieser Ausführungsform
die Distanz G1 zwischen der leitfähigen äußeren Oberfläche von
der Antennenspule 2, welche dem leitfähigen Teil 5 entgegengesetzt
ist, und der Bodenplatte 11b eines solchen Schutzteils 11 als
eine Einrichtungsebene auf nicht kleiner als 10 μm, welches gleich der Dicke
eines Isolierfilms des gewickelten Drahtes der Antennenspule 2 ist,
und bei 5 mm oder weniger eingestellt.
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Es
wird ein Klebemittel 12 auf die seitliche Ebene und die
Bodenebene des Schutzmaterials 11 oder auf die innere Ebene
der Einrichtungsnut 7 des leitfähigen Teils 5 angelegt,
wobei das Schutzteil 11 in die Einrichtungsnut 7 eingesetzt
ist, um somit die geöffnete
Oberseite eines solchen Gehäuseabschnittes
zur geöffneten
Oberseite einer solchen Einrichtungsnut 7 zu richten, und
wird dann durch das Klebemittel 12 fixiert, um somit die
Einrichtung zu vollenden. Die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 ist
in diesem Fall derart eingerichtet, dass die axiale Richtung derer
parallel oder schräg
zur Bodenebene 7a der Einrichtungsnut 7 ausgerichtet
ist, wie in 9 gezeigt.
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Es
ist nun erlaubt, das Klebemittel 12 vorausgehend auf zumindest
einem aus dem Schutzteil 11 oder der Einrichtungsnut 7 des
leitfähigen
Materials 5 anzulegen.
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Während diese
Ausführungsform
darstellhaft eine beispielhafte Einrichtung zeigt, bei welcher jegliches aus
der oberen Ebene 11a1 der Seitenplatte 11a des
Schutzteils 11, der oberen Oberfläche des Kunstharzes 8 und
der Oberfläche 5a des
leitfähigen
Materials 5 ungefähr
in der gleichen Ebene ausgerichtet sind, kann die obere Oberfläche 11a1 der Seitenplatte 11a des
Schutzteils 11 derart fixiert werden, dass sie nach oben von
der Oberfläche 5a des
leitfähigen
Teils 5 vorspringt.
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Ein
vorbestimmter Spalt ist zwischen dem Endabschnitt des Kernteils 3,
welches in die Antennenspule 2 der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 eingesetzt
ist, und der inneren Ebene 11a2 der
Seitenplatte 11a des Schutzteils 11 ausgebildet,
welches die Ausbildung des magnetischen Flusses ermöglicht,
welcher die Antennenspule 2 durchdringt, und demgemäß die Ausbildung
eines magnetischen Feldes H.
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Das
magnetische Feld H kann sich von dem geöffneten oberen Abschnitt des
Schutzteils 11 aus verbreiten, welches einen Sende/Empfangs-Betrieb
des AC-Magnetfeldes erlaubt, welches ein Medium zur Energieübertragung
und Informationskommunikation zwischen der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 und
einem nicht gezeigten externen Lese/Schreib-Terminal ist.
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Gemäß einer
solchen Anordnung ist die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 innerhalb
des Schutzteils 11 untergebracht, und ein solches Schutzteil 11,
welches die seitliche Ebene und eine Ebene entgegengesetzt der Einrichtungsebene
der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 bedeckt, wird innerhalb
der Einrichtungsnut 7 des leitfähigen Teils 5 fixiert,
welches eine sichere Beibehaltung der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 sicherstellt.
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Da
die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 in der Einrichtungsnut 7 des
leitfähigen
Teils 5 eingerichtet ist, während sie innerhalb des nach
oben geöffneten
Schutzteils 11 untergebracht ist, kann das magnetische
Feld H, welches ein Medium zur Energieübertragung und Informationskommunikation
ist, an ein externes Lese/Schreib-Terminal mit einer hohen Empfindlichkeit
gesendet oder davon empfangen werden, und zwar vermittelt durch
den magnetischen Fluss in einem Raum oberhalb der Einrichtungsebene
des leitfähigen
Teils 5.
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Ein
Anordnen des Schutzteils 11 in einer Behälterform,
welche die Seitenplatte 11a und die Bodenplatte 11b hat,
erlaubt einen Schutz der seitlichen Seite von der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 durch
eine solche Seitenplatte 11a, und den Schutz und die Verstärkung von
einer Ebene der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 entgegengesetzt
der Einrichtungsebene mit einer solchen Bodenplatte 11b.
Ein vorausgehendes Füllen
des Kunstharzes 8 in einen solchen Behälter, welcher die Seitenplatte 11a und
die Bodenplatte 11b enthält, kann das Fixieren der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 an
das Schutzteil 11 erleichtern.
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Ein
Bereitstellen eines schockabsorbierenden Materials innerhalb des
Gehäuseabschnittes
des Schutzteils 11 zum Unterbringen der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 kann
einen Aufprall durch eine externe Kraft wirksam absorbieren und
dadurch eine sichere Beibehaltung der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 sicherstellen.
Ein Bereitstellen eines wärmeisolierenden
Materials kann andererseits die Temperatur der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 stabilisieren,
um somit zu vermeiden, dass die Resonanzfrequenz verschoben wird,
und den Sende/Empfangs-Betrieb der elektrischen Energie und Signale
stabilisieren.
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Ein
vorheriges Unterbringen und Fixieren der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 in
den Gehäuseabschnitt
des Schutzteils 11 unterstützt die Befestigung eines solchen
Schutzteils 11 und Positionierung der RFID-Kennzeicheneinrichtung
mit Bezug auf das leitfähige
Teil 5.
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14 zeigt
eine beispielhafte Einrichtung, bei welcher das zylindrische Schutzteil 11,
welches aus einem leitfähigen
Material gemacht ist, an der Oberflächenseite davon eine gerade
Nut 11c als einen Gehäuseabschnitt
hat, und die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 in
der Nut 11c untergebracht ist, um somit die axiale Richtung
derer parallel zur Einrichtungsebene dieser Nut 11c auszurichten
und um somit eine Distanz von 10 μm
bis 5 mm von einer solchen Einrichtungsebene entfernt beizubehalten,
um somit die seitliche Ebene und eine Ebene entgegengesetzt der
Einrichtungsebene von der RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 mit
einem solchen Schutzteil 11 zu schützen.
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Es
wird ein Klebemittel 12 auf die seitliche Ebene und die
Bodenebene des Schutzmaterials 11 oder auf die innere Ebene
der Einrichtungsnut 7 des leitfähigen Teils 5 angelegt,
wobei das Schutzteil 11 in die Einrichtungsnut 7 eingesetzt
wird, um somit die geöffnete
Oberseite eines solchen Gehäuseabschnittes
nach oben zu richten, und wird dann durch das Klebemittel 12 fixiert,
um dadurch die Einrichtung zu vollenden.
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Obwohl
in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann die RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 in
der Einrichtungsnut 7 eingerichtet werden, welche eine
komfortable Größe hat,
jedoch eine Vielzahl von Formen hat, oder es kann das Schutzteil 11,
welches eine zur RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 vergleichbare
Größe hat,
jedoch eine Vielzahl von Formen hat, in der Einrichtungsnut 7 eingesetzt
und fixiert werden, welche eine vergleichbare Form hat.
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Es
ist ebenfalls erlaubt, ein nicht-leitfähiges, schockabsorbierendes
Material oder ein wärmeisolierendes
Material, wie beispielsweise Schwammmaterial oder Glaswolle, in
den Restraum innerhalb der Einrichtungsnut 7 oder in das
Schutzteil 11 um die darin untergebrachte RFID-Kennzeicheneinrichtung 1 zu
legen, und ferner die Oberfläche
davon mit dem Kunstharz 8 oder dergleichen zu bedecken.
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Die
vorhergehende Beschreibung von einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wurde aus Gründen
der Darstellung und Beschreibung dargelegt, und wird nicht als erschöpfend oder
die Erfindung auf die offenbarte präzise Form beschränkend angesehen.
Die Beschreibung wurde so gewählt,
um die Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung
am besten zu erläutern,
um es dem Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und verschiedenen
Modifikationen am besten zu verwenden, wie sie für die bestimmte genannte Verwendung
geeignet sind. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung
nicht durch die Beschreibung beschränkt wird, sondern durch die
im Folgenden dargelegten Ansprüche
bestimmt wird.