KR101821904B1 - Ｐｏｓ 유도성 시스템 및 방법 - Google Patents

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데이비드 더블유. 바만
스캇 에이. 몰레마
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액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨
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Abstract

제품 및 제품 패키징의 식별, 전력공급 및 제어를 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 이 시스템은 비접촉식 전원을 갖는 POS 디스플레이를 포함할 수 있다. 비접촉식 전원은 제품 및 제품 패키징에 대해 무선 전력 소스를 제공할 수 있다. 제품 및 제품 패키징은, 비접촉식 전원의 동작 주파수가 변할 때 작동되는 발광 다이오드, e-잉크 디스플레이, 및 인쇄된 스피커 회로를 포함할 수 있다. 다른 실시예들은 제품 레벨 센서, 유도성 판독기망, 인쇄된 온도 센서, 제품 정렬 시스템, 이들의 동작을 제어하기 위한 수동 식별 회로 및 방법을 포함한다.

Description

ＰＯＳ 유도성 시스템 및 방법{POINT OF SALE INDUCTIVE SYSTEMS AND METHODS}
본 발명은 POS 및 기타 장소의 유도성(inductive) 시스템 및 방법에 관한 것이다.
POS 시스템(Point of sale systems)은 일반적으로 일련의 선반 유닛들 및 연관된 표지판(signage)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 곤돌라 선반은, 값싸고, 재구성가능하며, 다양한 제품을 디스플레이할 수 있다는 것으로부터 이익을 얻는다. 표지판은 소스 정보, 제품 정보 및/또는 대응하는 제품을 홍보하거나 기타의 방식으로 주목을 끌어낼 수 있는 판매 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표지판은 대응하는 선반 유닛에 고정되거나 근접하게 위치한 플래카드를 포함할 수 있다.
POS 시스템은 또한 최근의 제품 패키징 개선으로부터 이익을 얻고 있다. 현대의 제품 패키징은, 재고 제어, 위조 방지, 및/또는 무단조작 방지 대책의 한 일환으로서 RFID 라벨을 더욱 더 이용하고 있다. 제품 패키징은 또한, 제품의 사양, 호환성 정보, 전력 요건, 및 하드웨어 요건을 표시하면서도 제품을 위한 안전한 하우징을 제공하는 것을 포함한 추가의 전통적인 기능들도 제공할 수 있다.
또한, POS 시스템은 제품 재고를 모니터링하기 위해 체크-아웃 단말기망을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공지된 재고 제어 시스템은 자기 스트라이프 판독기, 바 코드 판독기, 체크 승인 시스템, 및/또는 위조품 검출 시스템을 갖는 단말기망을 포함한다. 이러한 재고 제어 시스템은 주어진 레벨 이하로 상점 재고가 떨어지거나 제품 수요 증가가 예상될 때 제품을 자동으로 재주문할 수 있다.
전술된 POS 시스템은 널리 수용되고 있지만, 많은 단점을 안고 있다. 예를 들어, 많은 디스플레이 및 패키징 디자인에서 제품과 상호작용하는 능력이 제한되어 있다. 또한, 제품이 장기간 재고 상태를 유지하는 경우, 배터리 충전 소실이 발생할 수 있다. 재고 관리는 통상적으로 체크아웃시에 발생하며 그 전에 발생하는 것은 아니므로, POS에서 제품량의 시각적 검사도 역시 필요해질 수 있다.
따라서, POS에서 제품 및 제품 정보를 홍보하기 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 지속적 요구가 남아 있다. 또한, 기존의 재고 관리 시스템의 이익을 활용하고 POS나 가정이나 기타의 장소에서 제품 식별과 자동 재주문을 개선하기 위한 개선된 시스템 및 방법에 대한 지속적 필요성이 남아 있다.
본 발명의 실시예들은 제품 및 제품 패키징의 식별, 전력공급 및 제어를 위한 유도성 시스템 및 방법을 제공한다.
한 실시예에 따르면, 제품 레벨을 모니터링하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은, 제품 레벨 센서와, 제품 잔량에 기초하여 임피던스가 변하는 수동 동조 회로를 갖는 제품 용기를 포함할 수 있다. 이 시스템은 수동 동조 회로의 임피던스를 모니터링하기 위해 1차 코일을 갖는 유도성 판독기를 더 포함할 수 있다. 이 시스템은 예를 들어, 액체, 산개된 물품(loose article), 및 시트재의 롤에 대한 제품 레벨을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 제품 레벨이 미리 결정된 레벨 아래로 떨어지면, 일부 실시예에서는 추가의 제품량이 자동으로 재주문될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 가정, 식당이나 기타의 장소 전반의 다양한 장소에 국지적 유도성 판독기군이 배치된다. 예를 들어, 국지적 판독기군은 냉장고, 세탁실, 약상자, 청소용품실, 및/또는 청소용품 가방에 배치될 수 있다. 유도성 판독기는 제품의 식별자와 제품 잔량 양쪽 모두를 판정하도록 동작할 수 있다. 한 실시예에서, 국지적 유도성 판독기군은 소정 기간 후에 남아 있는 제품량에 기초하여 칼로리 소비를 모니터링할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 국지적 유도성 판독기군은 레시피 준비(recipe preparation)를 보조할 수 있다. 역시 또 다른 실시예에서, 국지적 유도성 판독기군은 식료품 저장실이나 기타 장소의 식료품의 잔여 레벨에 기초하여 쇼핑 목록을 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 식료품을 가열하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은, 제품 용기의 온도에 기초하여 임피던스가 변하는 수동 동조 회로와 온도 센서를 갖는 제품 용기를 포함할 수 있다. 이 시스템은 제품 용기와 연관된 수동 동조 회로의 임피던스를 모니터링하기 위해 1차 코일을 더 포함할 수 있다. 이 시스템은, 온도가 원하는 레벨 아래로 떨어지면 제품 용기와 연관된 가열 소자에 무선 전력 소스를 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열 소자는 시변동 전자기장에 반응하는 강자성 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 가열 소자는 2차 탱크 회로에 전기적으로 접속될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 휴대 가열 기구에 무선 전력 소스를 제공하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은, 비접촉식 전원과, 2차 코일에 전기적으로 접속된 가열 소자를 포함하는 휴대 기구를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 가열 소자는 강자성 가열 소자이다. 또 다른 실시예에서, 휴대 기구는 코드없는 다리미이고, 비접촉식 전원이 격납가능한 다림판 내에 병합된다. 이 실시예에서, 코드없는 다리미는 유도성 식별 프로파일을 정의하는 수동 식별 회로를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제품 정렬 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은 제품이나 제품 용기의 2차 코일에 무선 전력 소스를 제공하기 위한 하나 이상의 1차 코일을 갖는 디스플레이면을 포함할 수 있다. 이 시스템은, 제품이나 제품 용기를 하나 이상의 1차 코일과 정렬된 위치로 보내는 가이드판을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 한 행의 제품 중에서 선두 제품만이 하나 이상의 1차 코일과 정렬될 것이다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 1차 코일은, 선두 제품이나 제품 용기와 연관된 LED, 스피커, 배터리 또는 기타의 장치에 무선 전력 소스를 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제품 패키징에 무선 전력 소스를 제공하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은, 하나 이상의 시각적 소자, 스피커 소자 또는 양쪽 모두에 전기적으로 연결된 2차 탱크 회로를 갖는 제품 용기를 포함할 수 있다. 시각적 소자는, 하나 이상의 LED, OLED, LCD 디스플레이 및 e-잉크 디스플레이를 포함할 수 있고, 스피커 소자는 예를 들어 정전식 스피커를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 2차 탱크 회로는 제품 용기에 부착된 인쇄된 라벨 상에 형성될 수 있다. 인쇄된 라벨은, 부하를 지지하는 상부와 2차 탱크 회로를 지지하는 하부를 포함할 수 있다. 상부는 제품 용기 측벽에 순응하도록 크기조정될 수 있고, 하부는 제품 용기 베이스에 순응하도록 크기조정될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제품의 무선 식별을 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 이 시스템은, 각각이 하나 이상의 공진 회로를 갖는 복수의 제품이나 제품 용기를 포함할 수 있다. 유도성 판독기는, 각각의 공진 회로의 공진 주파수와 수치 키(numerical key)에 기초하여 제품이나 제품 용기를 식별할 수 있다. 수치 키는 각각의 공진 주파수에 할당된 소수(prime number)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 공진 회로들 각각은, 대응하는 2차 코일의 반사 임피던스(reflected impedance)를 선택적으로 변화시키기 위해 차폐층을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 공진 회로들은 적어도 부분적으로 서로 중첩되어 공진 회로들의 결합된 반사 임피던스를 선택적으로 변화시킨다.
또 다른 실시예에 따르면, 인쇄된 2차 회로가 제공된다. 인쇄된 2차 회로는 천공을 정의하는 기판과 천공을 가로질러 기판에 의해 지지되는 공진 회로를 포함할 수 있으며, 여기서, 천공을 따른 기판의 분리는 인쇄된 2차 회로의 유도성 식별 프로파일을 변화시킨다. 유도성 식별 프로파일은 배터리가 추가 충전을 필요로 한다는 것을 표시할 수 있는 반면, 다른 실시예들에서 유도성 식별 프로파일은 제품 용기 내의 물품에 대한 원하는 온도 설정을 표시할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 부하에 대한 인쇄된 2차 회로가 제공된다. 인쇄된 2차 회로는, 비도전성 기판, 기판에 의해 지지되고 내측 직경을 정의하는 제1 인쇄된 권선, 및 기판에 의해 지지되고 내측 직경보다 작은 외측 직경을 정의하는 제2 인쇄된 권선을 포함할 수 있다. 제2 인쇄된 권선은 부하로의 접속을 위한 제1 및 제2 단부를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 인쇄된 권선은 실질적으로 동축일 수 있으며, 기판은 제품이나 제품 용기에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 단부는 제1 인쇄된 권선의 부분들을 가로질러 연장될 수 있다. 제1 및 제2 인쇄된 권선은 비도전성 기판의 한 측면이나 비도전성 기판의 대향하는 측면들 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 이점과 특징들은 현 실시예들의 설명과 도면들에 비추어 더욱 완전하게 이해되고 인식될 것이다.
도 1은 유도성 제품 모니터링 시스템의 회로도이다.
도 2는 수동 제품 센서 회로를 포함하는 제품 용기의 사시도이다.
도 3은 수동 제품 센서 회로를 포함하는 분무기 어셈블리의 제품 용기의 측면도이다.
도 4는 유도성 제품 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 5는 중량 센서 회로의 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 중량 센서 회로의 회로도이다.
도 7은 차단막(barrier membrane)을 포함하는 중량 센서 회로의 분해사시도이다.
도 8은 수동 제품 센서 회로를 포함하는 롤형 제품(rolled product)의 사시도이다.
도 9는 롤 폼(roll form)과 수동 제품 센서 회로의 사시도이다.
도 10은 도 9의 롤 폼과 수동 제품 센서 회로의 확대 사시도이다.
도 11은 롤형 제품 트레이와 수동 제품 센서 회로의 사시도이다.
도 12는 만곡형 유도성 2차 회로(secondary)를 포함하는 롤형 제품의 사시도이다.
도 13은 가정이나 사업장 전체의 다양한 장소에 위치한 유도성 판독기 시스템의 사시도이다.
도 14는 운반용 토트(carrying tote)의 사시도이다.
도 15는 제품 보관 매트(product storage mat)의 사시도이다.
도 16은 POS 디스플레이의 사시도이다.
도 17은 유도성 판독기의 동작에 대한 플로차트이다.
도 18은 인쇄된 온도 감지 회로의 회로도이다.
도 19는 유도성 히터 시스템의 회로도이다.
도 20은 재공진기 코일을 포함하는 도 19의 유도성 히터 시스템의 회로도이다.
도 21은 저항 소자 및 바이패스 소자를 갖는 공진 회로를 포함하는 도 19의 유도성 히터 시스템의 회로도이다.
도 22는 제거가능한 절단 탭(tear tab) 상에 형성된 공진 회로의 회로도이다.
도 23은 강자성 가열 소자를 포함하는 도 22의 공진 회로도이다.
도 24는 다층 공진 회로의 측면도이다.
도 25는 직렬 공진 커패시터가 없는 도 24의 공진 회로도이다.
도 26은 제거가능한 절단 탭이 없는 도 25의 공진 회로도이다.
도 27은 인쇄된 차폐물을 갖는 도 26의 공진 회로도이다.
도 28은 온도 센서 회로를 갖는 유도성 히터 시스템의 도면이다.
도 29는 재공진기 회로를 포함하는 도 28의 유도성 히터 시스템의 도면이다.
도 30은 휴대 부하 장치를 갖는 유도성 히터 시스템의 도면이다.
도 31은 제1 및 제2 재공진기 회로를 포함하는 도 30의 유도성 히터 시스템의 도면이다.
도 32는 온도 센서 회로를 갖는 유도성 히터 시스템의 도면이다.
도 33은 재공진기 회로를 포함하는 도 32의 유도성 히터 시스템의 도면이다.
도 34는 비접촉식 전원을 포함하는 코드없는 다리미와 다림판의 도면이다.
도 35는 도 34의 비접촉식 전원의 도면이다.
도 36은 도 34의 비접촉식 전원의 동작에 대한 제1 프로세스 흐름도이다.
도 37은 도 35의 비접촉식 전원의 동작에 대한 제2 프로세스 흐름도이다.
도 38은 휴대 장치용 유도성 가열 시스템의 도면이다.
도 39는 동시에 가열재를 통전하고 배터리를 재충전하는 2차 제어 유닛을 포함하는 도 38의 유도성 가열 시스템의 도면이다.
도 40은 풋웨어 제품에 대한 가열 시스템의 도면이다.
도 41은 헤어 스트레이트너 및 컬링 아이롱용 가열 시스템의 도면이다.
도 42는 대안적 실시예에 따른 헤어 스트레이트너 및 컬링 아이롱용 가열 시스템의 도면이다.
도 43은 대안적 실시예에 따른 헤어 스트레이트너 및 컬링 아이롱용 가열 시스템의 도면이다.
도 44는 제품 정렬 시스템의 상부면도 및 측면도이다.
도 45는 도 44의 제품 정렬 시스템의 제1 정면도이다.
도 46은 도 44의 제품 정렬 시스템의 제2 정면도이다.
도 47은 POS 디스플레이 시스템의 회로도이다.
도 48은 센서 및 전자 회로를 포함하는 도 47의 POS 디스플레이 시스템의 도면이다.
도 49는 센서 회로를 포함하는 도 47의 POS 디스플레이 시스템의 도면이다.
도 50은 인쇄된 스피커 회로의 개략도이다.
도 51은 다중-코일 다중-주파수 동조 회로의 개략도이다.
도 52는 LCD 출력을 포함하는 도 51의 다중-코일 다중-주파수 동조 회로의 개략도이다.
도 53은 도 51 및 도 52의 다중-코일 다중-주파수 동조 회로용의 비접촉식 전원의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 54는 복수의 센서를 포함하는 POS 시스템의 사시도이다.
도 55는 인쇄된 도전성 콘택(contact)을 포함하는 제품이나 제품 용기의 사시도이다.
도 56은 도 55의 배터리 용기의 제1 도면이다.
도 57은 도 55의 배터리 용기의 제2 도면이다.
도 58은 마이크로컨트롤러-제어형 비접촉식 전원의 회로도이다.
도 59는 다중-권선 차폐형 식별 회로의 개략도이다.
도 60은 제1 장치 식별 시스템의 개략도이다.
도 61은 제2 장치 식별 시스템의 개략도이다.
도 62는 패키지의 내용물을 가열하기 위한 기판을 포함하는 도 61의 장치 식별 시스템의 개략도이다.
도 63은 인쇄된 2차 회로를 포함하는 도 61의 장치 식별 시스템의 개략도이다.
도 64는 제1 잉크 인쇄된 2차 회로의 도면이다.
도 65는 제2 잉크 인쇄된 2차 회로의 도면이다.
도 66은 가요성 탭 상에 형성된 인쇄된 공진 회로의 도면이다.
도 67은 압력 스위치를 포함하는 인쇄된 공진 회로의 도면이다.
도 68은 저항 소자와 바이패스 소자를 갖는 인쇄된 공진 회로의 회로도이다.
도 69는 다층 공진 회로의 측면도이다.
도 70은 바이패스 소자가 없는 도 67의 인쇄된 공진 회로의 도면이다.
도 71은 인쇄된 차폐물을 포함하는 도 70의 인쇄된 공진 회로의 도면이다.
도 72는 패키지 용기에 의해 지지되는 제1 다층 공진 회로의 도면이다.
도 73은 패키지 용기에 의해 지지되는 제2 다층 공진 회로의 도면이다.
도 74는 인쇄된 제품 개수 센서의 도면이다.
도 75는 무선 전력 판독기를 포함하는 주방 기구의 개략도이다.
본 발명의 실시예들은 POS 및 기타 장소에서 제품의 식별, 전원 공급 및 제어와 관련된 무선 전력 시스템 및 방법을 제공한다.
I. 제품 모니터링 시스템
본 발명의 제1 양태에서, 제품 레벨을 모니터링하기 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은, 유도성 판독기와, 수동 식별 회로 및 제품량 센서 회로를 갖는 제품 용기를 포함할 수 있다. 유도성 판독기는, 각각, 수동 식별 회로 및 제품량 센서 회로의 반사 임피던스(reflected impedance)에 기초하여 제품과 제품량을 식별하도록 동작할 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 액체 제품 레벨을 모니터링하기 위한 시스템이 도 1 내지 도 5에 나타나 있으며, 일반적으로 100으로 지정되어 있다. 이 시스템은 유도성 판독기(102)와 제품 용기(104)를 포함한다. 유도성 판독기(102)는 1차 코일(106), 구동기(108), 전류 센서(110), 마이크로컨트롤러(112), 및 송신기(114)를 포함할 수 있다. 구동기(108)는 1차 코일(106)에 전기적으로 접속되어 동작 주파수 범위에 걸쳐 1차 코일(106)을 구동할 수 있다. 마이크컨트롤러(112)는 구동기(108)에 전기적으로 접속되어 구동기 출력, 및 그에 따라 동작 주파수를 제어할 수 있다. 전류 센서(110), 선택사항으로서 홀 효과 전류 센서는, 1차 코일(106)의 전류에 비례하는 전기 출력을 생성한다. 사용시, 구동기(108)는 근처의 유도성 2차 회로로부터의 반사 임피던스를 모니터링하면서 미리 결정된 범위의 주파수를 스위핑(sweep through)할 수 있다. 1차 코일(106)의 전류가 전류 센서(110)에 의해 측정되는 임계치, 국지적 최대값들, 또는 기타의 기준을 달성하면, 마이크로컨트롤러(112)는 대응하는 동작 주파수 또는 주파수들을 비휘발성 메모리에 기록할 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 이 동작 주파수 또는 주파수들은 고유 유도성 식별 프로파일 및/또는 잔여 액체의 측정치에 대응할 수 있다. 메모리에 저장된 룩업 테이블을 참조하면, 마이크로컨트롤러(112)는 액체와 그 잔량을 식별할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제품 용기(104)는 수동 제품 식별 회로(116)와 수동 제품 센서 회로(118)를 포함한다. 수동 제품 식별 회로(114)는 하나 이상의 격리된 공진 회로(120, 122)를 포함할 수 있다. 인덕터(124) 및 커패시터(126)를 갖는 LC 회로로서 도시된 각각의 격리된 공진 회로는 제품 용기(104)의 유도성 식별 프로파일에 기여한다. 즉, 격리된 공진 회로(120, 122)는 근처의 1차 코일(106)의 시변동 전류에 응답하여 반사 임피던스를 생성할 수 있다. 유도성 판독기(102)는, 그리고 특히, 전류 센서(110)는 반사 임피던스를 모니터링하여 격리된 공진 회로(120, 122)에 대응하는 하나 이상의 고유 공진 주파수를 식별할 수 있다. 각각의 공진 주파수는 동조 인덕턴스, 동조 커패시턴스, 또는 양쪽 모두의 결과일 수 있다. 마이크로컨트롤러(112)는, 수동 제품 식별 회로(116)의 검출된 공진 주파수를 메모리에 저장된 룩업 테이블과 비교함으로써, 용기(104), 및 그에 따라 그 내용물을 식별할 수 있다. 공진 회로(118, 120)의 공진 주파수는 또한, 이하의 파트 VII에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 다수의 고유 식별 코드의 생성을 허용할 수 있다.
수동 제품 센서 회로(118)는 2차 코일(128), 가변 저항(130), 및 직렬 커패시터(132)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 수동 제품 센서 회로(118)의 저항은 잔여 액체의 부피의 함수로서 변한다. 다른 실시예들에서, 인덕턴스, 커패시턴스, 또는 양쪽 모두가 변할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제품 용기(104)는 베이스(134), 상방으로 연장되며 주변부 또는 개구(138)에서 끝나는 적어도 하나의 측벽(136), 유도성 권선(140), 및 유도성 권선(140)의 대향 단부들에 전기적으로 접속된 제1 및 제2 도전체(142, 144)를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도전체(142, 144)는 실질적으로 서로 평행하며, 이격되어 있는 관계로 대체로 수직으로 세워져 있다. 저항성 또는 용량성 소자(146)는 도전체들(142, 144)을 가로질러 접속될 수 있다. 사용 동안에, 제품 용기(104)는 상위 레벨(149)을 정의하는 도전성 유체(148)를 포함할 수 있다. 유체(148)는 액체, 겔, 또는 기타 임의의 충분히 도전성인 재료의 형태일 수 있다. 예를 들어, 유체는 적어도 부분적으로 도전성이 되게 하는 충분한 전해질(electrolyte)을 포함할 수 있다.
유도성 권선(140), 도전체(142, 144) 및 저항성 또는 용량성 소자(146)는, 델라웨어주 윌밍턴시 Dupont사의 Mylar® 필름과 같은 가요성의 방수재로 완전히 또는 부분적으로 코팅될 수 있다. 유도성 권선(140)은 제품 용기 베이스(134)에 따르는 실질적으로 평면형 구성으로 배향될 수 있다. 선택사항으로서, 유도성 권선(140)은 그 제조 동안에 제품 용기(104)와 일체로 형성될 수 있다. 한 실시예에서, 수동 제품 센서 회로(118)는, 도 2에 개괄적으로 도시된 바와 같이, 제품 용기(104)가 형성된 후에 제품 용기(104) 내에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 수동 제품 센서 회로(118)는 제품의 구매시 사용자에 의해 제품 용기(104) 내에 삽입되거나, 및/또는 수동 제품 센서 회로(118)는 제품 용기(104)의 분리가능한 부분과 함께 일체화될 수 있다. 도 3에도 도시된 바와 같이, 수동 제품 센서 회로(118)는 분무기 병을 위한 분무기 어셈블리(150)의 일부를 형성할 수 있다. 이 실시예에서, 도전체(142, 144)는 공급 튜브(152)의 대향 측면들 상에 위치한다. 인쇄된 후에 추가의 잉크나 코팅을 이용하여 절연될 수 있는 유도성 권선(140)과 저항성 또는 용량성 소자(146)는 공급 튜브(150)의 베이스(146)에 위치할 수 있다. 도전성 유체의 레벨(148)이 감소함에 따라, 수동 제품 센서 회로(118)의 임피던스는 변할 것이다. 수동 제품 센서 회로(118)의 임피던스 변화는 유도성 판독기(102)의 1차 코일(106)에서 측정되는 전류에 영향을 미칠 것이다. 그 다음, 마이크로프로세서(112)는, 제품 잔량을 판정하기 위해 주어진 제품에 대한 1차 코일(106)의 반사 임피던스를 평가할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서(112)는 수동 제품 식별 회로(116)의 피드백에 대해 반사 임피던스를 참조하여 상대적 반사 임피던스를 설정한다. 상대적 반사 임피던스를 이용하여, 마이크로프로세서(112)는 그 특정한 제품 타입에 대한 반사 임피던스 테이블에 액세스할 수 있다. 마이크로프로세서(112)는 반사 임피던스 테이블을 이용하여 마이크로프로세서(112)에 의해 기록된 반사 임피던스에 대응하는 제품량을 판정할 수 있다. 유도성 판독기(102)는 중앙 허브(168)에 제품량과 제품 타입을 송신하기 위해 저전력 송신기(114)와 안테나(115)를 포함한다. 제품 타입과 반사 임피던스 데이터가 룩업 테이블에 포함되어 있지 않으면, 중앙 허브(168)로부터 액세스된 셋업 스크린 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 통해 유도성 판독기(102)에 새로운 데이터가 업로드될 수 있다. 유도성 판독기(102)는 또한, 다른 유도성 판독기들로부터 유도성 판독기(102)를 구분하는 미리 결정된 식별자를 포함할 수 있다. 이 식별자는 제품 정보와 함께 중앙 허브(168)에 송신될 수 있다. 이들 및 다른 데이터 송신은 하드-와이어드 네트워크, 무선 기술, 또는 기타의 적절한 통신 시스템을 통해 달성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 중앙 허브(168)는 제품량, 제품 타입, 센서 타입, 참조 데이터, 및 고유의 유도성 판독기 식별자에 관한 정보를 송신기(114)로부터 수신하는 수신기(170)를 포함할 수 있다. 수신기(170)는, 제품 및 판독기 정보를 네트워크 서버(174)에 송신하는 저전력 송신기(172)에 접속될 수 있다. 중앙 허브(168)는, 고유의 사용자 프로파일 식별자들을 전체 시스템에 또는 개개의 유도성 판독기(102)에 링크시키기 위해 셋업 스크린을 통해 프로그램될 수 있다. 도 4에도 역시 도시된 바와 같이, 네트워크 서버(174)는 수신기(176), 데이터 애플리케이션(178) 및 데이터 저장장치(180)를 포함한다. 수신기(176)는 송신기(172)로부터의 제품 및 사용자 정보를 수신한다. 이 정보는 각각의 고유 사용자 프로파일에 대한 사용자 계정을 포함할 수 있는 데이터 저장 장치(180)에 송신된다. 데이터 애플리케이션(178)은 다양한 동작이 취해져야 하는지를 판정하기 위해 제품량을 처리하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 쇼핑 목록에 제품이 추가되어야 하는지를 판정하기 위해 제품량, 소비 속도, 및 다가올 상점 방문 타이밍이 이용될 수 있다. 만일 제품이 쇼핑 목록에 추가되어야 한다면, 제품량이 적다는 것을 나타내기 위해 사용자에게 e-메일이나 문자 메시지 경고가 전송되거나, 제품이 디지털 쇼핑 목록에 자동으로 추가되거나, 제품이 자동으로 재주문될 수 있다. 만일 제품이 쇼핑 목록에 추가될 필요가 없다면, 네트워크 서버(174)는 모니터링 중인 모든 제품들의 현재 레벨로 데이터 저장장치(180)를 계속 업데이트할 수 있다. 이것은 또한, 제품 사용법, 예산, 알뜰 쇼핑, 식사 및 칼로리 섭취량 계획, 제품 서비스 계획, 및 처방전 준수에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이 정보는 웹페이지나, 애플리케이션에 적합한 기타 임의의 정보 시스템을 통해 검색될 수 있다.
전술된 네트워크는 저전력 네트워크일 수 있다. 저전력 네트워크의 예는 Fells 등에 의해 2009년 10월 2일 출원되고, 이제는 미국 특허 제 ______호인, "Power System"이란 명칭의 미국 출원 제12/572,296호에 개시되어 있으며, 그 전체를 참조용으로 인용한다. 또한, 기계적 정렬 시스템 및 자기 정렬 시스템을 포함하지만 이들만으로 한정되지 않는 애플리케이션에 적합한 임의의 정렬 장치를 통해, 2차 코일은 1차 코일(106)과 정렬될 수 있다. 적절한 정렬 시스템의 예는 Baarman 등에 의해 2009년 2월 20일 출원되고, 이제는 미국 특허 제 ______호인, "Magnetic Positioning for Inductive Coupling"이란 명칭의 미국 출원 제12/390,178호에 개시되어 있으며, 그 전체를 참조용으로 인용한다.
유도성 판독기(102)는 제품(104)을 주기적으로 "판독"하기 때문에, 예를 들어, 제품이 대체될 때, 매우 저전력의 센스 회로가 제품(104)을 판독하기 위해 핑(ping)이나 스윕을 트리거한 다음 허브(168)를 업데이트하고, 그 직후 셧다운될 수 있다. 진폭 변조의 첨가는 한개 비트가 기준이 되도록 허용하는 한편 잔여 비트들의 진폭의 변경은 추가의 조합을 허용한다. 반환값의 적절하고 간단한 이해를 보장하기 위해 비트 위치들과 센서 분류 및 기준 주파수 정보와 함께 센서 및 식별자들에 대한 범위가 설정될 수 있다. 복수의 주파수들을 비트들로서 이용하면, 공진 주파수는 제1 2진값을 나타내기 위해 이용될 수 있는 한편 공진 주파수의 부재는 제2 2진 값을 나타낼 수 있다. 이것은 이하의 파트 VII에 개시된 가능성들의 매우 큰 시퀀스를 허용한다. 이 식별 방법은, 코일보다 많은 비트 위치나 주파수를 이용하여 더 많은 가능한 조합을 얻기 위해 더 적은 코일을 이용하여 확장될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라 구성된 제품 모니터링 시스템이 도 5 내지 도 7에 나타나 있으며 개괄적으로 182로 지정되어 있다. 제품 모니터링 시스템(182)은 전술된 제품 레벨 센서(100)와 유사하며, 제품의 중량의 함수로서 임피던스가 변하는 수동 제품 센서 회로(184)가 추가되었다.
더 구체적으로는, 제품 중량 센서(184)는 유도성 판독기(102)의 1차 코일(106)과 정렬된 나선형 평면 2차 코일(128)을 포함한다. 전기적으로 도전성인 압축가능한 패드(186)가 2차 코일(128)과 병렬로 접속된다. 패드(186)는, 거품 제재(foam)와 같은, 임의의 가요성의 전기 도전성 재료로 만들어질 수 있다. 제품 레벨 센서 회로(118)는, 패드(186)의 한 측면에 위치한 제1 전기 콘택(188)과 패드(186)의 다른 측면에 위치한 제2 전기 콘택(190)을 포함할 수 있다. 제품 중량 센서(184)는 그 제조 동안에 제품 용기(104)와 일체로 형성될 수 있다. 대안으로서, 제품 중량 센서(184)는 제품 용기(104)가 형성된 후에 제품 용기(104) 내에 삽입될 수 있다. 추가로 선택사항으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제품 중량 센서(184)는, 제품 용기(104)가 제품 중량 센서(184)의 상부에 위치하도록, 제품 용기(104)의 외부에 위치할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제품 모니터링 시스템(100)은, 제품이 제품 중량 센서(184)와 직접 접촉하는 것을 방지하는 차단막(barrier membrane)(192)을 포함할 수 있다. 제품 중량 센서(184)는 또한, 어셈블리 커버(194)를 포함할 수 있다.
제품 용기(104)가 비어 있을 때, 제품 레벨 센서 회로(118)의 임피던스는 초기값에 있다. 제품(148)이 제품 용기(104)에 추가됨에 따라, 패드(186)의 상부면 상의 총 중량은 증가한다. 패드(186)가 추가된 제품(148)의 중량으로 구부러짐에 따라, 2개의 전기 콘택(188, 190)은 서로 접근한다. 콘택(188, 190)이 서로 가깝게 이동함에 따라, 제품 레벨 센서 회로(118)의 임피던스는 변한다. 전술된 바와 같이, 제품 레벨 센서 회로(118)의 임피던스는 1차 코일(106)의 전류를 측정함으로써 모니터링될 수 있다. 제품량, 제품 타입, 및 고유 유도성 판독기 식별자는, 실질적으로 전술된 바와 같이, 중앙 허브(168)에, 그리고 네트워크 서버(174)에 송신될 수 있다. 이 실시예의 변형에서, 제품 레벨 센서 회로(118)는 추가된 제품(148)의 중량으로 차단막이 구부러짐에 따라 임피던스가 변하는 도전성 멤브레인을 포함할 수 있다. 변화된 임피던스는 실질적으로 전술된 바와 같은 방식으로 줄어든 액체양과 상관될 수 있다.
또 다른 실시예에 따라 구성된 제품 모니터링 시스템이 도 8 내지 도 12에 나타나 있으며 개괄적으로 200으로 지정되어 있다. 제품 모니터링 시스템(200)은 전술된 제품 레벨 센서(100)와 유사하며, 시트재의 롤(204)로부터 시트들이 제거됨에 따라 임피던스가 변하는 수동 제품 센서 회로(202)가 추가되었다.
제품 롤(204)은 롤형 제품(206), 롤 폼(roll foam)(208), 및 적어도 하나의 천공(perforation)(210)을 포함할 수 있다. 롤 폼(208)은 판지(paperboard)나 기타의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 천공(210)은, 더 작은 롤들로의 제품 롤(204)의 분리를 허용한다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 롤형 제품 센서(202)는 롤 폼(208)에 의해 지지되며, 실질적으로 평행한 배향으로 배열되고 롬 폼(208)의 길이를 따라 연장되는 제1 및 제2 도전체들(212)을 포함한다. 적어도 하나의 저항성 또는 용량성 소자(214)는 제품 롤(204)의 각각의 천공된 구획에서 도전체들(212)을 접속할 수 있다. 제품 롤(204)이 이용되고 천공된 구획들이 제거되면, 그 천공된 구획에 대해 도전체들(212)을 접속하는 저항성 또는 용량성 소자(214)도 역시 회로로부터 제거된다. 저항성 또는 용량성 소자(214)의 제거는 유도성 2차 회로(128)의 임피던스가 변하게 한다. 전술된 실시예에 관하여 설명된 바와 같이, 유도성 2차 회로(128)의 임피던스는 제품 수량을 판정하기 위해 유도성 판독기(102)에 의해 모니터링될 수 있다. 제품량, 그리고 선택사항으로서 제품 타입 및 고유 유도성 판독기 식별자는, 실질적으로 전술된 바와 같이, 중앙 허브(168)에, 그리고 네트워크 서버(174)에 송신될 수 있다.
이제 도 11을 참조하면, 제품 모니터링 시스템(200)은 또한 롤형 제품 트레이(216)를 포함할 수 있다. 롤형 제품 트레이(216)는 제품 롤(204)을 수용하도록 크기조정된 6개의 소켓(218)을 포함할 수 있다. 각각의 소켓(218)은, 롤 폼(208)이 대응하는 소켓(218) 내에 수용될 때 제1 및 제2 도전체들(212)로의 전기 접속을 위한 제1 및 제2 리드(lead)(220)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 리드(220)는 실질적으로 평면인 2차 코일(222)에 접속될 수 있다. 2차 코일(222)은 실질적으로 전술된 바와 같이 1차 코일(224)과 정렬될 수 있다.
이 실시예의 변형이 도 12에 도시되어 있다. 이 변형에서, 수동 제품 센서 회로(202)는 제품 내에 통합되거나 제품(206)의 한 면에 위치하는 도전체들(212)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 저항성 또는 용량성 소자(214)는 선택사항으로서 제품(206)의 각각의 개별 시트 상에 도전체들(212)을 접속할 수 있다. 만일 제품이 개별 시트들을 분리하기 위해 축 방향으로 천공된다면, 제품의 시트마다 미리 결정된 양의 저항성 또는 용량성 소자(214)가 이용될 수 있다. 만일 제품이 천공되지 않으면, 소정 길이의 제품에 대해 미리 결정된 양의 저항성 또는 용량성 소자(214)가 이용될 수 있다. 이 구성에서, 제품이 이용될 때, 저항성 또는 용량성 소자(214)가 회로(202)로부터 제거될 수 있다. 저항성 또는 용량성 소자(214)가 제거되면, 회로(202)의 임피던스가 변할 수 있다. 도 12에도 역시 도시된 바와 같이, 1차 코일(224)과 2차 코일(222)은 만곡형일 수도 있으며, 롤 폼(208)의 표면의 곡률과 실질적으로 정합할 수 있다. 이 구성은 롤 폼(208)의 내측 또는 외측 표면 상에서의 2차 코일(222)의 추가의 선택사항적 배치와 롤 홀딩 랙의 내측이나 외측 표면 상에서의 1차 코일(224)의 배치를 허용할 수 있다. 이 구성에 따른 제품 롤(204)은 롤형 제품 트레이(216)에 접속될 수도 있으며 제품량은 실질적으로 전술된 바와 같이 모니터링될 수 있다. 이런 방식으로, 도 8 및 도 12의 실시예들에 따른 롤형 제품 모니터링 시스템은 도 11의 롤형 제품 트레이(216) 상에 동시에 고정될 수 있다. 선택사항으로서, 도 8 및 도 12의 실시예들은, 스택 내의 롤의 개수와 벌크 패키지 내의 스택들의 개수가 모니터링될 수 있도록 결합될 수 있다.
II. 유도성 판독기 시스템
본 발명의 제2 양태에서는, 가정, 사업장, 또는 기타의 장소 전반의 다양한 장소에 국지적 유도성 판독기군(localized clusters of inductive readers)이 배치된다. 유도성 판독기는 제품의 신원과 제품 잔량 양쪽 모두를 판정하도록 동작한다. 일부 응용에서, 유도성 판독기들은 주어진 제품의 이용 이력에 기초하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 유도성 판독기들은 영양 소모 데이터를 제공하고 식료품 저장소나 기타 장소의 잔여 식품양에 기초하여 쇼핑 목록을 생성할 수 있다.
한 실시예에 따른 유도성 판독기 시스템이 도 13 내지 도 15에 나타나 있으며 개괄적으로 300으로 지정되어 있다. 시스템(300)은, 독립적으로 동작하며 그들의 제품 식별, 제품량, 및 고유 유도성 판독기 식별자를 중앙 허브(302)에 송신하는 국지화된 유도성 판독기군을 포함한다. 중앙 허브(302)는 누적된 제품 및 사용자 정보를 Wi-Fi 광대역 라우터 및 모뎀(306)과 같은 임의의 적절한 장치를 통해 네트워크 서버(304)에 송신할 수 있다.
유도성 판독기는 가정, 사업장 또는 기타 장소 전반의 다양한 장소에 있을 수 있다. 판독기는, 다양한 제품(318)을 판독하기 위해, 냉장고 저장부 표면(308), 캐비넷 저장부 표면(310), 샤워 저장부 표면(312), 세탁실 저장부 표면(314), 토트(tote, 316)에 위치할 수 있다. 각각의 판독기는 중앙 허브(302)용 셋업 GUI에서 고유 프로파일 식별자에 의해 표현될 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 휴대형 보관 매트(320)는 다양한 장소에 임시로 배치될 수 있다. 보관 매트(320)와 기타 임의의 유도성 판독기는, 적어도 하나의 1차 코일(106)이 각 제품의 양을 식별하고 판정하기 위해 각 제품 패키지와 충분히 정렬되도록, 복수의 1차 코일(106)을 포함할 수 있다. 제품 패키지 내의 2차 코일(128)은 실질적으로 전술된 바와 같이 정렬 시스템을 이용하여 1차 코일(106)과 정렬될 수 있다. 또한 전술된 바와 같이, 유도성 판독기들은 제품을 식별하고, 제품량을 판정하며, 유도성 판독기 식별자와 함께 이 정보를 중앙 허브(302)에 송신할 수 있다. 중앙 허브(302)는 제품과 사용자 정보를 네트워크 서버(304)에 송신하고, 네트워크 서버는 이 정보를 광대역 인터넷 접속이나 전자 데이터를 전송하기 위한 기타 임의의 통신 아키텍쳐를 통해 컴퓨터(322), 핸드헬드 전자 장치(324), 또는 기타의 네트워크 서버에 송신할 수 있다.
국지화된 유도성 판독기군은 또한, 식료품 저장 위치 및/또는 요리 기구를 모니터링하여 가정에서 소비되는 식품에 관련된 칼로리 섭취량이나 기타의 영양소 데이터를 판정하는 데 이용될 수 있다. 이 구성에서, 위의 파트 I에서 언급한 데이터 애플리케이션(178)은 소정 기간에 걸쳐 소비된 총 칼로리, 소정 기간에 걸쳐 소비된 평균 칼로리, 및/또는 기타의 유용한 영양 정보를 계산하기 위해 제품량을 처리하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 데이터 애플리케이션은 또한, 예를 들어 다양한 다른 개인 건강 지표 및 가정 안전을 모니터링할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같은 또 다른 변형에서, 식료품점, 백화점, 또는 기타의 유사한 사업장의 디스플레이 유닛(330)에는 유도성 판독기(102)가 장착될 수 있다. 디스플레이 유닛 상에 위치한 제품의 수에 관해 유도성 판독기(102)에 의해 수집된 데이터는 재고를 추적하고, 능동적 디스플레이 표지판을 구동하거나 상점의 구매부에 대해 재주문을 트리거링할 수 있다. 선택사항으로서, 디스플레이 유닛(330)은 선반 및 기타의 종래의 디스플레이면(332)을 포함할 수 있으며, 여기서, 유도성 판독기(102)의 1차 코일(들)(334)은, 예를 들어, 디스플레이 선반(332) 내의 디스플레이면(332)의 표면에 인접하게 위치한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 디스플레이 유닛(330)은, 디스플레이 유닛(330)의 표면 아래에서 수직이나 수평으로 연장되는 하나의 타원형 1차 권선(334)을 포함하거나, 선반 유닛(330)의 표면 아래에 위치한 복수의 1차 코일(334)을 포함할 수 있다. 선반 유닛은 자체로 전력을 유도식으로 수신하거나, 종래의 메인 접속을 통해 전력을 수신할 수 있다.
또 다른 실시예에서, POS 디스플레이(332)를 위한 제품 모니터링 시스템은, 유도성 판독기(102), 및 각각이 선택사항으로서는 POS 디스플레이에 의해 지지되는 복수의 제품 용기(104)를 포함한다. 유도성 판독기(102)는 1차 탱크 회로를 포함할 수 있으며, 제품 용기(104) 각각은 임피던스 소자를 포함할 수 있다. 유도성 판독기(102)는, (1) 임피던스 소자를 포함하는 제품 용기를 POS 디스플레이에 추가하는 것, 및/또는 (2) POS 디스플레이로부터 복수의 제품 용기들 중 적어도 하나를 제거하는 것에 응답하여 1차 탱크 회로에서의 전력 특성의 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 전력 특성은 전압, 전류 및 위상 중 하나를 포함할 수 있다. 복수의 제품 용기(104)는 누적 임피던스를 정의할 수 있고, 유도성 판독기(102)는 1차 탱크 회로에서의 전력 특성의 변화에 대응하는 반사 누적 임피던스의 변화를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 유도성 판독기(102)는, (선택사항으로서는 다른 제품 용기들 중에서) 제품 용기(104)를 유도성 판독기(102) 부근에 배치한 것에 응답한 누적 반사 임피던스의 증가를 검출할 수 있다. 유도성 판독기(102)는 또한, 유도성 판독기(102) 부근으로부터 제품 용기(104)를 제거한 것에 응답한 누적 반사 임피던스의 감소를 검출할 수 있다. 임피던스 소자는, 예를 들어, 용량성 소자, 유도성 소자 또는 저항성 소자를 포함할 수 있다. 선택사항으로서, 임피던스 소자는, 2차 회로(116), 예를 들어, 2차 코일과 직렬 커패시터를 갖는 수동 식별 회로(116)의 일부를 형성할 수 있다. 임피던스는 복수의 제품 용기(104) 각각에 대해 동일하거나, 서로에 관하여 상이할 수 있다. POS 디스플레이는 선반 유닛이나 벽면 랙(wall rack)(332) 또는 복수의 제품 용기를 지지하는 기타의 장치를 포함할 수 있다. POS 디스플레이는 깊이, 폭, 및/또는 높이를 정의할 수 있으며, 1차 탱크 회로는, 하나 이상의 행이나 열을 따라 제품들을 동시에 모니터링하기 위해 실질적으로 POS 디스플레이의 각각의 깊이, 폭 및/또는 높이를 따라 연장되는 1차 코일(334)을 포함할 수 있다. 유도성 판독기(102)는 누적 반사 임피던스에 기초한 정보를 중앙 허브(168)에 송신하도록 구성될 수 있다. 중앙 허브(168)는, 제품 용기(104)가 POS 디스플레이에 추가되거나 이로부터 제거될 때 제품 재고 레벨 이력을 유지하도록 구성된 메모리를 포함할 수 있다. 제품 모니터링 시스템은 또한, 이하의 파트 V에 더욱 상세히 개시된 바와 같이 1차 코일(624) 및 연관된 전원(632)과 연계하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 제품 모니터링 시스템은 POS 디스플레이(332) 상의 제품 재고 레벨을 모니터링하기 위한 유도성 판독기(102)와 POS 디스플레이(332) 상의 실질적으로 선두 제품들에만 전력을 제공하기 위한 비접촉식 전원(624)을 포함할 수 있다.
전술된 제품 모니터링 시스템은 광범위한 응용에 걸쳐 이용될 수 있다. 예를 들어, 중앙 허브(168), 네트워크 서버(174), 또는 유도성 판독기(102)망과 통신하는 기타의 데이터 로거(data logger)는 모니터링 기간 전체에 걸쳐, 예를 들어, 24 시간 모니터링 기간 동안, POS 재고 레벨을 기록할 수 있다. 기록된 POS 재고 레벨은, 특히 POS 재고 레벨이 미리 결정된 양 아래로 떨어지면 제품 재고보충(re-stocking)을 트리거하기 위해 이용될 수 있다. 기록된 POS 재고 레벨은 또한, 원하는 수의 제품 용기보다 적은 용기가 POS 디스플레이 중에 있는 기간을 추적하는 데 이용될 수 있다. 이 정보는, 예를 들어 그 제품이 상점 선반에 계속 보충되어야 하는지를 알고자 하는 제조자에게 제공될 수 있다. 기록된 POS 재고 레벨은 또한, 제품의 만료일에 따라 제품의 판매를 추적하는 데 이용될 수 있으며, 만료일에 도달했거나 그 부근에 있는 제품의 제거나 할인을 트리거할 수 있다. 기록된 POS 재고 레벨은, 예를 들어, 제품 식별자, 유도성 판독기 식별자, 만료일 및/또는 선반 유닛에 의해 카테고리화된 제품량 레벨을 포함할 수 있다. POS용 제품 용기에 관하여 전술되었지만, 제품 모니터링 시스템은 또한, 예를 들어, 창고 재고, 조립 공장, 소포 처리를 포함한 다른 응용에도 이용될 수 있으며, 용기를 제외한 제품에도 적합할 수 있다.
추가의 실시예들은, 체크-아웃 단말기, 세탁 기구, 스토브 및 마이크로웨이브 기구와 조합한 유도성 판독기(102)를 포함한다. 예를 들어, 체크-아웃 단말기는, 선택사항으로서 종래의 바코드 판독기를 대체하거나 증강시키기 위해 유도성 단말기(102)를 포함할 수 있다. 유도성 판독기(102)는, 하나 이상의 연관된 공진 회로(120)의 공진 주파수나 반사 임피던스에 기초하여 제품을 식별하기 위해 복수의 주파수에서 동작가능한 하나 이상의 1차 코일(106)을 포함할 수 있다. 그러면, 유도성 판독기는 복수의 판독기 회로 동작 주파수들 중 하나에 대략 대응하는 공진 회로의 공진 주파수에 응답하여 물품을 식별할 수 있다. 본 발명의 추가 혜택으로서, 1차 코일은 보안 태그를 디스에이블하는 데 이용될 수 있다. 대안으로서, 세척기 및/또는 건조기 유닛은, 대응하는 의류 태그 상에 인쇄된 유도성 식별 회로를 갖는 의류를 식별하기 위해 유도성 판독기를 포함할 수 있다. 이 실시예는 또한, 전술된 중앙 허브와 조합하여 특정 품목의 의류를 추적하는 것을 용이하게 할 수 있다.
하나 이상의 유도성 판독기(102)는 또한, 마이크로웨이브, 조리용 레인지, 및 주방 조리대를 포함한 다양한 다른 기구나 장소와 조합하여 이용될 수 있다. 반복하면, 유도성 판독기는, 식품이 식료품 저장실 및/또는 냉장고로부터 제거될 때 식품의 영양가를 모니터링하고 총계낼 수 있다. 예를 들어, 시스템(300)은, 주어진 가정에 대해 주기적 칼로리 소비값을 계산할 수 있다. 대안으로서, 또는 추가로, 시스템(300)은 레시피 준비를 보조할 수 있다. 예를 들어, 사용자는, 레시피 라벨에 부착된 수동 식별 회로(116)의 도움에 의해 스토브와 연관된 유도성 판독기에 레시피를 업로드할 수 있다. 그러면 컴퓨터는, 레시피에 따른 재료와 요리 시간의 조합을 모니터링하여, 주어진 재료를 언제 얼마나 많이 추가할지 등의 지시를 제공할 수 있다. 재료가 소비될 때, 컴퓨터는 보충할 식료품 목록을 작성할 수 있다.
유도성 판독기 시스템(300)용 제품 레벨 스윕 회로를 나타내는 플로차트가 도 17에 도시되어 있다. 이 시스템은 단계(340)에서 웨이크 상태(wake state)에서 시작한다. 단계(342)에서, 시스템(300)은 제품 식별을 위해 각각의 1차 코일(334)을 스위핑한다. 공진 주파수와 만나면, 1차 코일(334)의 전류 레벨은 제품 식별 코일의 피드백이나 평균 피드백에 의해 설정된 베이스라인 전류 위로 증가할 수 있다. 그 다음 시스템은 단계(344)에서 제품 식별이 존재하는지를 질의한다. 단계(344)에서 1차 코일(334)의 부근 내에서 어떠한 식별된 제품도 없다면, 네트워크는 단계(346)에서 미리 결정된 시간량 동안 휴면한다. 제품 식별이 존재한다면, 단계(348)에서 네트워크는 남아 있는 각 제품의 양을 판정한다. 그 다음 네트워크는, 단계(350)에서, 제품 식별, 각 제품의 양, 및 선택사항으로서 고유의 유도성 판독기 식별자를 허브에 송신할 것이다.
III. 제품 용기 히터 시스템
본 발명의 제3 양태에 따르면, 제품 용기를 가열하기 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은, 제품 용기 및/또는 그 내용물의 온도에 기초하여 임피던스가 변하는 수동 온도 감지 회로 및 수동 식별 회로를 갖는 제품 용기를 포함할 수 있다. 이 시스템은 수동 식별 회로 및 수동 온도 감지 회로의 반사 임피던스를 모니터링하도록 구성된 비접촉식 전원을 더 포함할 수 있다. 제품 용기는, 식품, 음료, 기름, 토피컬 크림(topical cream), 또는 원하는 임의 형태의 물품을 지지하기 위한 임의의 용기를 포함할 수 있다. 제품 용기와 관련한 것으로 설명하였지만, 실시예들은 파트 IV에서 더욱 상세히 개시되는 바와 같이 컬링 아이롱(curling iron) 또는 헤어 스트레이트너(hair straightener)와 같은 휴대 기구와 함께 사용하도록 구성될 수 있다.
이제 도 18을 참조하면, 용기(360)는 온도 감지 회로(362) 및 강자성 재료(364)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 가열된 음료용 용기로서 도시되어 있지만, 용기(360)는, 예를 들어, 식료품, 로션, 세럼(serum), 및 치료 연고와 연계하여 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 용기(360) 그 자체는 강자성 재료(364)로 형성될 수 있는 반면, 다른 실시예들에서는 강자성 재료(364)가 용기(360)의 표면에 가해질 수 있다. 용기(360)는 또한, 선택사항으로서 강자성 재료(364)를 실질적으로 에워싸는, 예를 들어, 발포 폴리스티렌 재료나 판지재를 포함한 하나 이상의 절연재를 포함할 수 있다. 절연재는 또한, 강자성 재료(364), 온도 감지 회로(362), 또는 양쪽 모두의 하나 이상의 표면 상에 보호층을 형성하기 위해, 캘리포니아주 어빙시의 Henkel Corporation에 의한 ELECTRODAG® 유전체 잉크와 같은 유전체 잉크를 포함할 수 있다.
온도 감지 회로(362)는 가요성 비도전성 기판 상에 형성될 수 있으며, 유도성 소자(366), 직렬 공진 커패시터(368), 및 직렬 가변 저항(370)을 포함할 수 있다. 유도성 소자(366)는 인쇄된 트레이스 권선을 포함할 수 있고, 직렬 공진 커패시터(368)는, 온도 감지 회로(362)가 비접촉식 전원의 구동 또는 동작 주파수에 대응하는 공진 주파수를 포함하도록 하는 커패시턴스를 갖도록 선택될 수 있다. 유도성 소자(366) 및/또는 기타의 인쇄된 도전성 소자는 메릴랜드주 제섭시 Vorbeck Materials Corporation의 Vor-ink™로 형성될 수 있다. 가변 저항(370)은 용기(360) 또는 그 내용물의 온도의 함수로서 저항을 갖는 서미스터(thermistor)나 기타의 소자를 포함할 수 있다. 비도전성 기판(non-conducting substrate)이, 접착제, 예를 들어, 압력-감응 접착체(PSA)를 이용하여 용기(360)의 외부 표면에 가해질 수 있다.
이 실시예에서, 비접촉식 전원은, 용기 내용물을 적어도 간접적으로 및 선택사항으로서 직접적으로 가열하기 위해 용기(360)에 전력을 제공한다. 특히, 비접촉식 전원은, 온도 센서 회로(360)의 반사 임피던스를 모니터링하는 한편 미리 결정된 범위의 주파수를 스위핑함으로써 추가의 가열이 요구되는지 여부 및 어느 정도까지 요구되는지를 판정할 수 있다. 서미스터(370)의 저항은 (대체로 표준 저항보다 더 많이) 온도에 따라 상당히 변할 수 있기 때문에, 비접촉식 전원은 동작 주파수 범위에 걸쳐 1차 탱크 회로에 대한 비접촉식 전원에서의 전류 및/또는 전압의 변화를 경험할 것이다. 1차 탱크 회로의 전류가 임계치를 지나면, 비접촉식 전원의 제어기는 그 이벤트가 발생한 주파수를 기록하고, 룩업 테이블을 이용하여 그 주파수를 용기(360)나 그 내용물의 온도와 상관시킬 수 있다. 용기(360)나 그 내용물의 온도가 원하는 온도보다 낮다고 판정되면, 비접촉식 전원은 강자성 재료(364) 및 그 대응하는 용기 내용물을 가열하기 위한 1차 탱크 회로에 걸쳐 적절한 시변동(time varying) 전압을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 제품 용기나 휴대 장치를 위한 유도성 가열 시스템이 도 19 및 도 20에 도시되어 있다. 유도성 가열 시스템은 비접촉식 전원(380) 및 제품 용기(400)를 포함한다. 비접촉식 전원(380)은, 전원(382), 전원(382)의 출력에 전기적으로 연결된 인버터(384), 및 직렬 커패시터(386) 및 1차 코일(388)을 포함하는 탱크 회로를 포함한다. 또한, 제어기(390)는, 메인 입력, 전원(382), 인버터(384), 및 1차 코일(388)에 인가되는 전력의 특성을 제어하기 위한 탱크 회로에 전기적으로 접속된다. 특히, 제어기(390)는, 1차 코일(388)에서 전력이 발생되는 주파수를 선택적으로 제어한다. 동작시, 비접촉식 전원(380)은 식별 주파수에서 1차 코일(388)에 전력을 인가한 다음 전류나 전압 센서를 이용하여 제품 용기의 반사 임피던스를 평가한다. 만일 제품 용기(400)가 식별 주파수에서 공진 주파수를 가진다면, 비접촉식 전원(380)은 제품 용기(400) 내의 히터 소자에 직접 또는 간접으로 전력을 공급하기 위해 메모리로부터 동작 파라미터들을 복구할 수 있다.
이 실시예에서, 제품 용기(400)는 3개의 격리된 공진 회로(402, 404, 406)와 강자성 재료(408)를 포함한다. 강자성 재료(408)는 제품 용기(400)의 표면 상의 평판, 띠, 또는 코팅 형태일 수 있다. 대안으로서, 제품 용기(400) 그 자체가 강자성 재료로 형성될 수 있다. 강자성 재료(408)는, 유도 자계에 더 이상 반응하지 않는 뚜렷한 퀴리점 온도를 포함하여, 가열 중인 장치나 패키지에 효과적으로 최대 온도를 부여할 수 있다. 재료 및 특정 퀴리점 온도의 선택은 응용마다 특유하며, 제품이 특정한 온도를 요구하는 상황이나 안전의 이유상 최대 온도가 규제되어야 하는 상황에서 이로울 수 있다. 전술된 바와 같이, 비접촉식 전원(380)은 1차 코일(388)의 전류, 전압 또는 위상을 모니터링하면서 미리 결정된 범위의 주파수를 스위핑함으로써 제품 용기(400)의 신원을 판정할 수 있다. 제품 용기(400)의 격리된 공진 회로(402, 404, 406)는, 1차 코일(388)에 인가된 주파수에 따라 비접촉식 전원(380)에 상이하게 반응한다. 공진 코일(402, 404, 406)의 상이한 반응은 1차 코일(388)에서 변화하는 전류, 전압 또는 위상을 야기한다. 예를 들어, 1차 코일(388)의 전류가 임계치를 초과하거나, 국지적 최대값이나 기타의 기준을 달성하면, 제어기(390)는 이벤트가 발생한 주파수를 기록할 수 있다. 주파수 범위를 스위핑함으로써, 비접촉식 전원(390)은, 선택사항으로서, 격리된 공진 회로(402, 404, 406) 각각의 공진 주파수를 포함하는 유도성 식별 프로파일을 판정하고 기록할 수 있다. 그 다음, 제어기(390)는 파트 VII에서 개시된 바와 같이 유도성 식별 프로파일을 고유 장치 또는 패키지 식별 코드로 변환할 수 있다. 비접촉식 전원(380)은 그 다음, 그 식별 코드를 이용하여 용기(400)와 그 내용물의 특정한 요구에 따라 용기(400)에 전력을 제공한다. 그러면, 비접촉식 전원(380)에 의해 인가되는 전력은 제품 용기(380)를 가열하기 위해 강자성 스트립(408)에 와전류(eddy current)를 유도할 수 있다. 선택사항으로서 도 20에 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(380)은, 제품 용기(400)와 비접촉식 전원(380)의 정렬을 위한 공간적 자유를 높이기 위하여 제품 용기(400)의 가열시에 유도 자기장 강도를 성형, 포커싱, 재분배 또는 부스팅하도록 작용하는 격리된 재공진기(re-resonator) 코일(392)을 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같은 또 다른 실시예에서, 격리된 공진 회로(402, 404, 406) 각각은 직렬 저항성 소자(410)와, 저항성 소자(410)를 단락시키는 바이패스 소자(412)를 포함한다. 저항성 소자(410) 및 바이패스 소자(412)의 구성은 제조시에 설정되거나 제품 용기(400)의 판매자에 의해 또는 최종 사용자에 의해 선택가능할 수 있다. 예를 들어, 바이패스 소자(412)의 상태를 선택하기 위해 물리적 스위치가 이용될 수 있다. 물리적 스위치는 푸시-버튼, 다극 슬라이더 스위치, 또는 다극 회전 스위치일 수 있다. 대안으로서, 격리된 공진 회로(402, 404, 406)는 패키지(400)의 일부를 형성하는 비도전성 기판(414) 상의 도전성 잉크로 형성될 수 있으며, 여기서 바이패스 소자(412)는 비도전성 기판(414)의 일부가 나머지 패키지(400)로부터 분리되는 것에 응답하여 개방된다. 이들은, 보호 잉크, 라벨 또는 코팅의 또 다른 층에 의해 밀봉될 수 있다. 사용자가 바이패스 소자들(414) 중 하나를 개방하기를 원하는 경우, 사용자는 천공(416)을 따른 패키지의 지정된 부분을 찢어낼 수 있다. 이하의 표 1에 나타난 바와 같이, 공진 회로(402, 404, 406)의 상태는 제품 용기(400) 내의 식료품의 원하는 온도를 나타낼 수 있으며, 여기서 "하이"는 사용자가 개방한 대응하는 공진 회로의 바이패스 소자를 나타낸다.
공진 회로 1 공진 회로 2 공진 회로 3 온도
로우 로우 로우 오프
하이 로우 로우 100
로우 하이 로우 140
로우 로우 하이 180
표 1 - 선택된 제품 용기 온도
선택사항으로서 도 23에 도시된 바와 같이, 격리된 공진 회로(420)는, 비도전성 기판(430) 상에 형성된 트레이스 권선(422), 인쇄된 잉크 커패시터(424), 탄소 인쇄된 저항성 소자(426), 기판(430)의 천공된 부분 상에 형성된 바이패스 소자(428), 및 인쇄된 잉크 절연층(434)을 가로질러 트레이스 권선의 단부들을 상호접속하는 인쇄된 잉크 점퍼(432)를 포함한다. 기판의 일부는 절단 탭(436)을 포함하며, 절단 탭의 제거는 바이패스 소자(428)를 개방하여 전류가 탄소 인쇄된 저항(426)을 통해 흐르도록 허용하므로, 격리된 공진 회로(420)의 반사 임피던스를 변경시킨다. 전술된 바와 같은 방식으로, 비접촉식 전원(380)은 격리된 공진 회로(420)의 공진 주파수나 반사 임피던스에 기초하여 제품 용기(400)를 식별할 수 있으며, 제품 용기(400)로부터의 절단 탭(436)의 존재 또는 부재에 기초하여 가열 소자(408)에 유도 전력을 제공할 수 있다. 이 실시예는, 예를 들어, 식료품, 예를 들어, 제품 용기(400) 내에 포함된 한 캔의 수프에 원하는 가열량을 제공하는 데 있어서 유용할 수 있다. 온도는 처음에 제품 ID에 의해 설정될 수 있고 선택은 이 베이스 레벨에 대한 오프셋을 허용할 수 있다. 또한, 격리된 공진 회로들은 도 24에 도시된 바와 같이 패키징 재료 상에 서로 중첩될 수 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 격리된 공진 회로(402, 404, 406)는 대응하는 절연 잉크(438)의 층들에 의해 분리된다. 선택사항으로서 도 25에 도시된 바와 같이, 격리된 공진 회로(420)는 선택사항적 인쇄된 잉크 공진 커패시터를 포함하지 않는다. 절연체층과 복수의 회로층을 이용하여 작은 공간 내에 복수의 공진 회로들이 인쇄될 수 있다. 게다가, 강자성 재료(408)는, 도 26에 도시된 바와 같이, 코어를 형성하거나, 별개의 강자성 코어와 연계하여 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 절단 탭(436)과 인쇄된 잉크 커패시터(424) 양쪽 모두는, 격리된 공진 회로(420)에서의 이들의 선택사항적 포함을 나타내기 위해 생략된다. 도 27의 격리된 공진 회로(420)는 격리된 공진 회로(440)와 1차 코일(388) 사이의 유도성 결합을 향상시키기 위해 인쇄된 차폐 재료(440)를 더 포함할 수 있다. 차폐 재료는 금속 패키지로부터 코일을 분리하기 위해 금속 패키지와 조합하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 차폐 잉크는 금속 패키지로부터 코일을 차폐할 수 있는 금속 분말을 포함할 수 있다. 이들 잉크 내의 비도전성 분말의 적재는 특정한 타입의 자기 또는 금속 속성과 함께 차폐 속성에 영향을 줄 수 있다.
도 28 및 도 29에 도시된 또 다른 실시예에서, 비접촉식 전원(380)은 휴대 장치(400)의 표면을 간접 가열하기 위해 휴대 장치(400), 예를 들어, 제품 용기에 전력을 제공한다. 이 실시예에서, 휴대 장치는, 2차 탱크 회로를 형성하는 2차 코일(442) 및 직렬 공진 커패시터(444), 2차 탱크 회로의 출력에 접속된 정류 및 충전 부회로(446), 정류 및 충전 부회로(446)의 출력에 접속된 배터리(448), 배터리(448)의 출력에 접속된 히터 소자(450), 히터 소자(450)로부터의 열을 전도에 의해 수신하는 가열가능한 표면(452), 가열가능한 표면(452)의 온도를 검출하고 출력을 갖는 온도 센서(454), 및 온도 센서(454)의 출력에 접속된 제어기(456)를 포함한다. 이 실시예에서, 비접촉식 전원(380)은 도 18 내지 도 21과 연계하여 전술된 바와 같이 강자성 재료를 직접 가열하지 않는다. 대신에, 비접촉식 전원(380)은 휴대 장치(400)에 전력을 제공하여 배터리(448)를 충전시키고, 배터리는 히터(450)와 가열가능한 표면(452)을 작동시키는 대응하는 전력을 제공한다. 이 실시예에서, 히터(450)는 장치(400)가 비접촉식 전원(380)에 근접하지 않은 때 계속 동작할 수 있다. 선택사항으로서 도 29에 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(380)은, 장치(400)와 비접촉식 전원(380)의 정렬을 위한 공간적 자유를 높이기 위하여 장치(400)의 전원공급시에 유도 자기장 강도를 성형, 포커싱, 재분배 또는 부스팅하는 격리된 재공진기 코일(392)을 포함할 수 있다. 추가로, 충전 및 가열은 동시에 발생할 수 있다.
도 30 및 도 31에 도시된 또 다른 실시예에서, 휴대 장치(400), 예를 들어, 제품 용기는 3개의 격리된 공진 회로(460, 462, 464) 및 휴대 장치 부하(466)를 포함한다. 이 실시예에서, 비접촉식 전원(380)은 격리된 공진 회로(460, 462, 464)의 반사 임피던스에 따라 2차 탱크 회로(468)를 이용하여 휴대 부하(466)에 전력을 제공한다. 도 21과 연계하여 전술된 바와 같이, 각각의 격리된 공진 회로(460, 462, 464)는 저항성 소자(470) 및 바이패스 소자(472)를 포함한다. 닫힌 상태에서, 바이패스 소자(472)는 저항성 소자(470)를 효과적으로 단락시키고, 대응하는 격리된 공진 회로의 임피던스를 효과적으로 변화시킨다. 비접촉식 전원(380)은 그 다음, 격리된 공진 회로(들)의 임피던스 변화에 기초하여 원격 장치(400)에 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 공진 회로들(460, 462, 464)의 "n"개의 상태는 2n개의 전력 레벨들 중 어느 것이 휴대 장치(400)에 인가되어야 하는지를 나타낼 수 있다. 이하의 표 2에 나타낸 바와 같이, "0"은 대응하는 공진 회로의 바이패스 소자가 비도전 상태에 있다는 것을 나타내고, "1"은 대응하는 공진 회로의 바이패스 소자가 도전 상태에 있다는 것을 나타낸다.
공진 회로 1 공진 회로 2 공진 회로 3 인가전력(mA)
0 0 0 150
1 0 0 250
0 1 0 350
1 1 0 450
0 0 1 550
1 0 1 650
0 1 1 750
1 1 1 850
표 2- 선택된 전력 레벨
일단, 1차 코일(388)에서의 전력의 동작 주파수, 진폭, 듀티 사이클, 펄스폭, 위상이나 기타 특성을 포함할 수 있는 원하는 전력 레벨이 선택되면, 비접촉식 전원(380)은 실질적으로 도 28 및 도 29와 연계하여 전술된 바와 같이 휴대 장치의 표면을 가열하기 위해 휴대 장치(400)에 전력을 제공한다. 선택사항으로서 도 31에 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(380)은, 원격 장치(400)와 비접촉식 전원(380)의 정렬을 위한 공간적 자유를 높이기 위하여 원격 장치(400)의 가열시에 유도 자기장 강도를 성형, 포커싱, 재분배 또는 부스팅하도록 작용하는 격리된 재공진기 회로(392)를 포함할 수 있다. 유사한 방식으로, 원격 장치(400)는, 비접촉식 전원(380)에 의해 발생된 유도 자기장의 수신을 향상시키기 위해, 직렬 공진 회로로서 도시된 재공진기 회로(474)를 포함할 수 있다.
도 32 및 도 33에 도시된 또 다른 실시예에서, 원격 장치 또는 제품 용기(400)는 공진 온도 센서 회로(468)를 포함한다. 이 실시예에서, 공진 온도 센서 회로(468)는 2차 코일(442), 직렬 커패시터(444), 및 온도 센서(454)를 포함한다. 온도 센서는, 열전대(thermocouple), 열전대의 출력에 접속된 아날로그 대 디지털 변환기, 및 아날로그 대 디지털 변환기의 출력에 접속된 가변 임피던스 소자를 포함할 수 있다. 동작시, 강자성 재료(452)의 온도 변화는 공진 온도 센서 회로(468)의 임피던스 변화로 이어진다. 이 실시예에서, 비접촉식 전원(380)은 공진 온도 센서 회로(468)의 반사 임피던스의 변화를 검출하고, 강자성 재료(452)의 온도에서의 대응하는 변화를 식별하며, 필요하다면 전력 출력을 조정하도록 동작할 수 있다. 선택사항으로서 도 33에 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(380)은, 원격 장치(400)와 비접촉식 전원(380)의 정렬을 위한 공간적 자유를 높이기 위하여 원격 장치(400)의 가열시에 유도 자기장 강도를 성형, 포커싱, 재분배 또는 부스팅하도록 작용하는 격리된 재공진기 회로(392)를 포함할 수 있다.
도 75에 도시된 또 다른 실시예에서, 공진 온도 회로(468)는 식료품 내에 포함된다. 위의 도 32 및 도 33과 연계하여 개시된 바와 같이, 공진 온도 회로(468)는, 열전대(thermocouple), 열전대의 출력에 접속된 아날로그 대 디지털 변환기, 및 아날로그 대 디지털 변환기의 출력에 접속된 가변 임피던스 소자를 포함할 수 있다. 동작시, 식료품의 온도 변화는 공진 온도 센서 회로(468)의 임피던스 변화로 이어질 수 있다. 이 실시예에서, 무선 전력 판독기 코일(480)은, 공진 온도 센서 회로(468)의 반사 임피던스의 변화를 검출하고 식료품의 온도에서의 대응하는 변화를 식별하도록 동작할 수 있다. 본 실시예에서, 식료품은 위의 도 18 내지 도 33에 개시된 무선 전력 시스템 및 방법에 따라 가열될 수 있다. 다른 실시예들에서, 종래의 방법에 따라 식료품이 가열될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 판독기 코일(480)은 마이크로웨이브 오븐(482) 및/또는 스토브탑(484), 예를 들어, 가스레인지나 전자레인지의 일부를 형성할 수 있다. 식품이 원하는 온도에 도달하면, 무선 전력 판독기 코일(480)은 마이크로웨이브 및/또는 스토브와 연관된 제어기에 출력을 제공할 수 있다. 이 점에서, 마이크로웨이브 또는 스토브 제어기는 식료품의 과익힘(overcooking)을 방지하기 위해 마이크로웨이브 또는 스토브의 동작을 정지시킬 수 있다. 또한, 제어기는 식료품의 설익힘(undercooking)을 방지하기 위해 공진 온도 센서 회로(468)의 출력을 모니터링할 수 있다. 공진 온도 센서 회로(468)가 식료품의 온도를 직접 모니터링하는 것으로 전술되었지만, 일부 응용에서는 식료품의 온도를 간접적으로 모니터링하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 공진 온도 센서 회로(468)는 또한, 베이킹 팬, 후라이팬, 포트 등의 온도를 단독으로 또는 그 내부에 포함된 식료품의 온도와 연계하여 모니터링할 수 있다. 이들 및 다른 응용에서, 예를 들어, 무선 전력 판독기 코일(480)의 동작을 다르게 간섭할 수도 있는 마이크로웨이브나 기타의 전자기 방출로부터 공진 온도 회로(468)를 잠재적으로 격리시키는 마이크로웨이브 차폐물을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
IV. 휴대 장치 히터 시스템
본 발명의 또 다른 양태에서, 휴대 가열 기구에 무선 전력 소스를 제공하기 위한 시스템이 도 34 내지 도 37에 나타나 있으며 개괄적으로 500으로 지정되어 있다. 이 시스템은 일반적으로 그 특정한 전력 요구에 기초하여 휴대 기구(520)에 전력을 제공하도록 구성된 비접촉식 전원(510)을 포함한다.
도 34 및 도 35에 도시된 한 실시예에서, 비접촉식 전원(510)은 코드없는 의류 다리미(520)에 전력을 제공하기 위해 격납가능한 다림판(stowable ironing board, 502)에 의해 지지되고 있다. 비접촉식 전원(510)은 코드없는 다리미(520) 내에 포함된 2차 코일(522)과 유도 결합하는 하나 이상의 1차 코일(512)을 포함할 수 있다. 다리미(520)는 2차 코일(522)의 출력에 전기적으로 접속된 하나 이상의 가열 소자(524, 526)를 포함할 수 있다. 세라믹 가열 기판(528)은, 들러붙지 않는 표면(non-stick surface, 530), 예를 들어, 델라웨어주 윌밍턴시 Dupont에 의한 Teflon® 재료와 하나 이상의 가열 소자(524, 526) 사이에 위치할 수 있다. 다리미(520)는 또한, 실질적으로 앞서 도 18에 개시된 바와 같이 강자성 가열 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 내부 배터리를 충전하면서 강자성 재료를 가열하는 것은, 비접촉식 전원(510)으로부터 장치가 제거될 때 저장된 에너지가 나중에 가열 소자(524, 526)에서 이용되는 것을 허용할 수 있다.
비접촉식 전원(510)의 동작은 도 36 및 도 37을 참조하여 이해할 수 있다. 비접촉식 전원(510)은, 상기 파트 I-III에 개시된 바와 같이 가열, 전력공급, 배터리 충전 및/또는 식별자 및 센서의 판독에 이용될 수 있다. 예를 들어, 비접촉식 전원(510)을 작동시키기 위한 방법은, 단계(540)에서 시스템을 초기화하고 단계(542)에서 제1 1차 코일을 구동하는 것을 포함한다. 단계(544)에서, 비접촉식 전원(510)은, 실질적으로 도 19 및 도 20과 연계하여 전술된 바와 같이 코드없는 다리미나 기타의 휴대 장치가 제1 1차 코일(512)에 인접해 있는지를 판정할 수 있다. 만일 다리미(510)가 존재한다면, 단계(546)에서 전원(510)은 제1 1차 코일(512)에 전력을 제공할 수 있다. 만일 판정 단계(544)에서 다리미(520)가 존재하지 않으면, 단계(548)에서 전원(510)은 제2 1차 코일(514)을 구동할 수 있다. 만일 다리미가 제2 1차 코일(514)에 근접해 있다면, 단계(550)에서 전원(510)은 제2 1차 코일(514)에 전력을 제공할 수 있다. 그러나 만일 다리미가 존재하지 않는다면, 전원(510)은 동일한 방식으로 다음 1차 코일을 샘플링한다(sample). 따라서, 비접촉식 전원(510)은 코드없는 다리미(540)에 근접한 1차 코일들에만 전력을 제공하기 위해 다림판(502)과 연관된 각각의 1차 코일을 순차적으로 샘플링할 수 있다. 도 37에도 역시 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(510)은, 휴대 장치(520), 즉 이 경우에는 다리미가 비접촉식 전원에 근접해 있는지를 먼저 평가할 수 있다. 단계(554)에서 사용자에 의해 스타트 버튼이 눌러지거나 다리미(520)가 비접촉식 전원(510)에 근접해 있다면, 비접촉식 전원은 원하는 1차 코일(512)에 전력을 공급하여 코드없는 다리미(540)의 다림면을 가열한다. 판정 단계(556)에서, 전원(510)은, 실질적으로 도 28 및 도 29와 연계하여 전술된 바와 같이 다림면이 사용 준비가 되었는지(예를 들어, 원하는 온도인지)를 판정할 수 있다. 만일 다림면이 사용준비가 되어 있지 않다면, 단계(556)에서 프로세스는 스스로를 반복한다. 그러나 만일 다림면이 사용 준비가 되어 있다면, 다림판(510)이나 다리미(520) 상의 디스플레이는, 프로세스 단계(560)에 도시된 바와 같이, 다리미가 사용 준비되어 있다는 시각적 또는 청각적 표시를 사용자에게 제공한다.
위의 파트 III에서 언급한 바와 같이, 비접촉식 전원은, 휴대 장치의 신원에 기초하여 및/또는 하나 이상의 격리된 공진 회로의 상태에 기초하여 휴대 장치에 전력을 제공할 수 있다. 반복하면, 일부 실시예들에서, 휴대 장치(520)는 도 38에 도시된 바와 같은 비접촉식 전원(510)의 1차 코일(512)에 의해 직접 통전되는(energized) 강자성 재료(570)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 휴대 장치(520)는 대안으로서 도 39에 도시된 바와 같은 비접촉식 전원(510)의 1차 코일(512)에 결합된 2차 코일(580)에 의해 그 자체가 전력공급되는 배터리(584)의 출력에 전기적으로 접속된 히터 소자(572)를 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, 비접촉식 전원(510)은 강자성 재료(570)를 간접적으로 가열하여 열을 발생시키면서 동시에 휴대 장치(520) 내의 2차 코일(580)에 전력을 제공한다. 비접촉식 전원(510)은 전술된 바와 같이 센서와 선택 스위치로부터의 데이터를 판독할 수 있다. 도 40에 도시된 바와 같이, 가열 소자(582)는 부트-인서트(boot-insert)와 같은 풋웨어 제품의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 가열 소자(582)가 풋웨어 제품(586) 내에 놓이면, 가열 소자(582)는 비접촉식 전원 매트(588)에 근접할 때 가열되어 풋웨어 제품(586)의 건조를 가속한다. 도 41 내지 도 43에도 역시 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(510)은 헤어 스타일링 아이롱(hair styling iron)(590)을 가열하는 데 이용될 수 있다. 비접촉식 전원(510)은 다양한 장치 홀딩 랙(592) 내에 병합되어 실질적으로 전술된 바와 같이 헤어 스타일링 아이롱(590)을 식별하고 전력을 제공할 수 있다.
반복하면, 가열 기구 시스템(500)은 비접촉식 전원(510)과 휴대 가열 장치(520)를 포함할 수 있다. 비접촉식 전원(510)은 1차 코일(512)을 포함할 수 있고 휴대 가열 장치(520)는 배터리에 전기적으로 접속된 2차 코일(522)을 포함할 수 있다. 휴대 가열 장치(520)는 강자성 가열 소자(524) 및 노출된 표면(530)을 더 포함할 수 있으며, 여기서 강자성 가열 소자(524)는 배터리의 출력에 전기적으로 접속된다. 가열 기판(528)은 노출된 표면(530)과 가열 소자(524) 사이에 위치할 수 있으며, 비접촉식 전원은 강자성 재료를 가열하면서 동시에 배터리를 충전한다. 배터리로부터의 에너지는 강자성 가열 소자(524)를 가열하는 데에도 이용될 수 있다. 휴대 가열 장치(520)는 유도성 식별 프로파일을 정의하는 수동 식별 회로를 더 포함할 수 있으며, 선택사항으로서 2차 코일(522)을 포함한다.
V. 제품 정렬 시스템
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제품 정렬 시스템이 도 44 내지 도 46에 도시되어 있으며, 개괄적으로 600으로 지정되어 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 제품 정렬 시스템(600)은 디스플레이면의 1차 코일과 제품이나 제품 패키지의 2차 코일 사이의 결합 계수를 향상시킬 수 있다.
이제 도 44를 참조하면, 제품 정렬 시스템(600)은 디스플레이면(606) 및 복수의 제품이나 제품 용기(620, 622)를 포함한다. 디스플레이면(606)은 복수의 행을 지지할 수 있는데, 각각의 행은 선택사항으로서 아래쪽으로 경사진 기다란 지지 부재나 선반(608), 측방향으로 이격되고 위쪽으로 연장된 가이드 레일(610, 612), 선두 제품(620, 622)의 앞쪽에서 가로놓이고 위쪽으로 연장된 립(lip, 614)에 의해 정의된다. 각각의 행은, 선두 제품이 각 행(604, 606)으로부터 제거될 때 제품(620, 622)을 디스플레이면(602)의 앞쪽으로 밀기 위해 스프링(616) 및 가로놓인 가이드판(618)을 포함할 수 있다. 대안으로서, 또는 조합하여, 각 제품(620, 622)은 선두제품이 제거될 때 디스플레이 랙의 앞쪽 부분을 향하여 중력 공급될(gravity fed) 수 있으며, 여기서 스프링(616) 및 가이드판(618)은 제공되거나 제공되지 않을 수 있다.
도 44에도 역시 도시된 바와 같이, 디스플레이면(606)은 제1 및 제2 1차 코일(624, 626)을 포함한다. 제1 및 제2 1차 코일(624, 626)은, 각각이 디스플레이면(606)의 대응하는 고리형 오목부(annular recess) 내에 수용되는 수평으로 배치된 코일들을 포함할 수 있다. 선택사항으로서, 각각의 1차 코일(624, 626)은 행의 최선두부에 배치되어 각 행의 선두 제품의 아래에 놓여 선두 제품에 전력을 공급한다. 또한, 각 1차 코일(624, 626)은 윗쪽으로 연장되는 립(614)을 따라 또는 립 내에서 길이방향으로 연장되는 제1 및 제2 도전성 스트립(628, 630)에 전기적으로 접속된 연관된 전원(632)을 포함할 수 있다. 각 행의 최선두부의 중량 작동형 센서는 선두 제품의 존재 또는 부재를 검출함으로써, 대응하는 전원의 동작을 활성화하거나 기타의 방식으로 개시할 수 있다. 제품(620, 622)은 각각, 선택사항으로서는 인쇄된 트레이스 권선 및 인쇄된 2차 탱크 회로를 포함한, 2차 코일(634, 636)을 포함할 수 있다.
각 선두 제품이 대응하는 행으로부터 제거될 때, 스프링(616) 및 가이드판(618)은 선두 제품을 1차 코일(624, 626) 위에 놓은 위치로 보냄으로써, 1차 코일(624, 626)과 2차 코일(634, 636) 사이의 결합 계수를 향상시킨다. 선택사항으로서, 선두 제품과 연관된 2차 코일은 일관적으로 또는 거의 일관적으로 디스플레이면(606) 내의 1차 코일 위에 놓일 것이다. 이 점에서, 제품 정렬 시스템(600)은 제품들을 소비자가 보고 쉽게 접근할 수 있는 위치로 보내는 한편, 동시에 하나 이상의 제품 LED, OLED, LCD 디스플레이, 스피커, 배터리, 또는 선두 제품이나 그 패키지와 연관된 기타의 장치에 무선 전력 소스를 제공한다. 또한, 제품 정렬 시스템(600)은 각 선두 제품이 구매 전에 충분히 적재되어 있음을 보장할 수 있으며, 앞서 개시된 바와 같이 이러한 제품의 식별, 추적, 및 재주문을 보조할 수 있다.
본 실시예는 도 45 및 도 46을 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있으며, 여기서 제품 정렬 시스템(600)은 서로 이격되어 있는 제1 및 제2 평행 디스플레이면(640, 642)을 포함한다. 각 디스플레이면(640, 642)은 각 선두 제품 아래에 놓인 디스플레이면의 전면부에서 1차 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 1차 코일은 디스플레이면의 최선두부에 배치되어 실질적으로 선두 제품, 예를 들어, 디스플레이면 상의 최선두부 물품이나 물품들만의 아래에 놓여, 이들에 전력을 공급할 수 있다. 디스플레이면(640, 642)은 소매 잡화점에서 흔한 디스플레이 선반이나 엔드 캡(end cap)을 구성할 수 있다. 디스플레이면(640, 642)은, 제품, 제품 용기 및/또는 제품 디스플레이를 포함한, 복수의 물품을 지지할 수 있다. 예를 들어, 하위 디스플레이면(640)은 제1 및 제2 물품(644, 646)을 포함할 수 있고, 상위 디스플레이면(646)은 제3, 제4, 및 제5 물품(648, 650, 652)을 포함할 수 있다. 각 물품은, 배터리나 커패시터와 같은 하나 이상의 내부나 외부의 에너지 저장 장치를 포함할 수 있다. 대안으로서, 이들 물품들은 에너지 저장 장치와 통상 연관되지 않는 제품을 포함할 수 있다. 예를 들어, 물품들은 상이한 크기나 균일한 크기의 시리얼 제품(cereal product)군을 포함할 수 있다.
도 46과 연계하여 앞서 언급한 바와 같이, 각 1차 코일(624, 626)은 대응하는 선두 물품과 연관된 2차 코일(634)에 전력을 제공할 수 있다. 2차 코일(634)은 무선 전력을 수신하도록 구성된 임의의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2차 코일(634)은, 압력 감응 접착제(PSA)를 포함한 가요성의 비도전성 기판 상에 형성된 인쇄된 탱크 회로를 포함할 수 있다. 이와 같이, 2차 코일(634)은 제품이나 제품 패키지에 접속하기 위한 제1 및 제2 전기 콘택을 포함하는 로우-프로파일 스티커(low-profile sticker) 상에 형성될 수 있다.
제품이나 제품 패키지(620)는 임의의 수의 방식으로 2차 회로에 전달되는 전력을 이용할 수 있다. 예를 들어, 2차 코일(634)은, 정류 LED, 배터리, 스피커 회로, 및/또는 일련의 LED, OLED, LCD 스크린 또는 e-잉크 디스플레이를 가로질러 부하에 전력을 제공할 수 있다. 배터리, LED, 스피커, e-잉크 디스플레이 또는 기타의 장치이건 간에 대응하는 장치의 제어는 이하의 파트 VI에서 설명되는 방식으로 복수의 격리된 공진 회로를 이용하여 달성될 수 있다. 대안으로서, 대응하는 부하의 제어는, 상이한 부하들 사이에서 전력을 전환하기 위해 하나 이상의 마이크로컨트롤러-제어형 스위치와 조합한 단 하나의 2차 코일에 의해 달성될 수 있다.
도 45 및 도 46을 다시 참조하면, 전원(632)은 제품이나 제품 패키지의 적어도 하나의 양태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 상태에서, 시리얼 박스로 도시된 각각의 패키지는 e-잉크 그래픽을 포함할 수 있다. 도 45에서, e-잉크 그래픽은 각 시리얼 박스의 전방면과 동일한 면적에 걸치도록(coextensive) 비례적으로 크기조정된다. 따라서, 그래픽은 5회 반복, 즉, 각 선두 시리얼 박스에 대해 한번 씩 반복된다. 그러나, 도 46에 도시된 바와 같이, 각 시리얼 박스에 대한 e-잉크 그래픽은 전원(632)에 응답하여 변할 수 있다. 예를 들어, 전체 그래픽이 5개의 시리얼 박스의 디스플레이면 전체에 걸쳐 딱 맞게 비례하도록, 시리얼 박스에 대한 디스플레이면이 원래의 그래픽의 일부만을 포함할 수 있다. 크기 재조정 외에도, 전체 그래픽이나 그 일부만을 포함한 그래픽이 애니메이트되거나 조명될 수 있다. 이런 방식으로, 제품이 디스플레이면 상에 머물러 있는 동안 패키징 그래픽이 변경될 수 있으며, 그래픽은 선택사항으로서 비접촉식 전원을 이용하여 업로드된다. 또한, e-잉크 그래픽은 세일이나 계절에 대응하도록 제품 패키징이나 표지판을 자동으로 재구성하는 데 이용될 수 있거나, 임의 개수의 다른 가능한 요인에 기초하여 제품 패키징이나 표지판을 자동으로 재구성하는 데 이용될 수 있다. 이 실시예는, 선택사항으로서, 인쇄된 스피커 회로, 식별 회로, 및 이하의 파트 VI에서 더 상세히 논의되는 다른 실시예들과 연계하여, POS에서 패키지나 패키지들을 홍보하거나 기타의 방식으로 주목을 끌기 위해 시각적 출력을 생성하는 데 적합하다.
반복하면, 제품 정렬 시스템(600)은, 복수의 패키지(620, 622)를 슬라이딩가능하게 지지하는 선반 유닛(606), 선반 유닛에 의해 지지되고 복수의 패키지(620, 622)를 선반 유닛(606)의 전면부쪽으로 밀도록 구성된 제품 밀개(pusher, 616), 및 선반 유닛(606)의 전면부에 의해 지지되어 시변동 전자기장을 생성하는 1차 코일(624)을 포함할 수 있다. 1차 코일(624)은 선반 유닛 윗면에 대체로 수직한 중심축을 정의할 수 있다. 가이드판(618)은 복수의 패키지(620, 622)를 선반 유닛의 전면부에서 위쪽으로 연장되는 립(614) 쪽으로 편향시킬 수 있다. 패키지들 각각은 또한, 부하에 전기적으로 접속된 2차 코일(624)을 지지하기 위한 베이스를 정의할 수 있다. 제품 정렬 시스템을 제어하기 위한 대응하는 방법은, 1차 코일(624, 626)을 포함하는 선반을 제공하는 단계, 선반에 의해 지지되며 부하에 접속된 2차 코일을 갖는 제품을 제공하는 단계, 1차 코일 위에 놓이도록 2차 코일을 정렬하는 단계, 및 무선 전력 소스를 부하에 제공하기 위해 시변동 전류로 1차 코일을 구동하는 단계를 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 부하는, 예를 들어, LED, e-잉크 디스플레이, LCD 디스플레이, 전계발광 디스플레이, 정전 스피커 또는 배터리 중 하나를 포함할 수 있다. 이 방법은, 2차 코일의 공진 주파수에 대응하는 동작 주파수로 1차 코일을 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
VI. 유도성 제품 및 제품 패키징 시스템
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 제품 패키징과 연관된 하나 이상의 부하에 무선 전력 소스를 공급하기 위한 시스템이 제공된다. 이 시스템은, 하나 이상의 시각적 소자, 스피커 소자 또는 양쪽 모두에 직접 또는 간접으로 연결된 2차 탱크 회로를 갖는 제품 용기를 포함할 수 있다.
이제 도 47을 참조하면, 시스템은, 근처의 제품 및/또는 제품 패키징(720)과 연관된 2차 회로에 능동적으로 응답하기 위해 디스플레이면과 연관된 비접촉식 전원(700)을 포함한다. 파트 III-IV에서 개시된 유도성 가열 시스템과 연계하여 전술된 바와 같이, 비접촉식 전원(700)은 패키지(720) 및/또는 그 내용물을 수동 유도성 통신을 통해 식별하도록 동작할 수 있다. 식별 및 인증시에, 비접촉식 전원(700)은 미리 결정된 프로파일에 따라 패키지(720)에 전력을 제공할 수 있다. 대안으로서, 식별 및 인증시에, 비접촉식 전원(700)은, 수동 통신 모드로부터, 제품이나 제품 용기(720) 내의 2차 회로에 의해 전송된 데이터 신호에 따라 전력을 제공하는 능동 통신 모드로 전환할 수 있다. 제품과 연계하여 설명되는 경우, 본 발명은 또한 그 패키징과 연계하여 이용될 수 있다. 마찬가지로, 이하에서는 패키징과 연계하여 설명되는 경우, 본 발명은 제품 그 자체와 연계하여 이용될 수 있다.
다시 도 47을 참조하면, 비접촉식 전원(700)은, 전원(702), 전원(702)의 출력에 전기적으로 연결된 인버터(704), 및 직렬 커패시터(706) 및 1차 코일(708)을 포함하는 탱크 회로를 포함한다. 또한, 제어기(710)는, 메인 입력, 전원(702), 인버터(704), 및 1차 코일(708)에 인가되는 전력의 특성을 제어하기 위한 탱크 회로에 전기적으로 접속된다. 한 실시예에서, 제어기(710)는, 1차 코일(708)에서 전력이 발생되는 주파수를 선택적으로 제어한다. 다른 실시예에서, 제어기는 1차 코일에서의 시변동 전류의 위상, 진폭, 듀티 사이클, 펄스폭 및/또는 기타의 특성을 선택적으로 제어한다. 동작시, 비접촉식 전원(700)은 식별 주파수에서 1차 코일(708)에 전력을 인가한 다음, 예를 들어, 전류 센서나 전압 센서를 이용하여 1차 탱크 회로의 반사 임피던스를 평가한다. 만일 제품 용기(720)가 동작 주파수에서 공진 주파수를 가진다면, 비접촉식 전원(700)은 미리 결정된 프로파일에 따라 제품 용기(720)에 전력을 제공하기 위해 메모리로부터 동작 파라미터들을 되찾을 수 있다. 또한, 비접촉식 전원(700)은, 제품 용기(720)와 비접촉식 전원(700)의 정렬을 위한 공간적 자유를 높이기 위하여 제품 용기(720)와의 유도 결합시에 유도 자기장 강도를 성형, 포커싱, 재분배 또는 부스팅하도록 작용하는 격리된 재공진기 코일(712)을 선택사항으로서 포함할 수 있다.
도 47에도 역시 도시된 바와 같이, 제품 용기(720)는 3개의 격리된 공진 회로(722, 724, 726)를 포함한다. 전술된 바와 같이, 비접촉식 전원(700)은 1차 코일(708)의 전류를 모니터링하면서 미리 결정된 범위의 동작 주파수를 스위핑함으로써 제품 용기(720)의 신원을 판정한다. 1차 코일(708)의 전류가 임계치를 지나거나, 국지적 최대값이나 기타의 기준을 달성하면, 제어기(710)는 이벤트가 발생한 주파수를 기록할 수 있다. 주파수 범위를 스위핑함으로써, 비접촉식 전원(702)은, 격리된 공진 회로(722, 724, 726) 각각의 공진 주파수를 판정하고 기록할 수 있다. 공진 주파수의 존재 또는 부재는 데이터 비트로서 간주될 수 있다. 그러면 제어기(710)는 이들 주파수들을 고유의 장치 또는 패키지 식별 코드로 변환할 수 있다. 식별 코드는 2진이거나 미리 정의된 공진 식별자 플레이스홀더(placeholder) 내의 일련의 선택일 수 있다. 비접촉식 전원(700)은 그 다음, 그 식별 코드를 이용하여 용기(720)와 그 내용물의 특정한 요구에 따라 용기(720)에 전력을 제공한다. 예를 들어, 비접촉식 전원(700)에 의해 인가되는 전력은 제품이나 패키지 외부의 하나 이상의 LED, LCD 디스플레이, 또는 e-잉크 디스플레이를 발광(illuminate)시키는 데 이용될 수 있으며, 이 경우에는 고정된 전력 출력이 인가될 수 있다. 디스플레이, 음향, 및 기타의 기능을 제어하기 위한 마이크로프로세서가 패키징 내에 포함될 수 있다. 대안으로서, 비접촉식 전원(700)에 의해 인가되는 전력은 제품 내에 포함된 재충전가능한 배터리나 커패시터를 충전하는 데 이용될 수 있다. 이 경우, 비접촉식 전원(700)은 제품이나 제품 패키지(720)와 연관된 2차 회로의 공진 주파수나 반사 임피던스에 기초하여 가변량의 전력을 제공할 수 있다. 이 예에서, 전력은 POS 디스플레이로부터 물품을 제거하기 이전에 재충전가능한 배터리를 마무리하는 데 이용된다. 역시 또 다른 예에서, POS 디스플레이는 음악 재생기나 핸드헬드 GPS 장치와 같은 전자 장치를 포함하는 패키지를 포함할 수 있다. 이들 타입의 장치는 특정한 전력 요구에 따라 재충전될 수 있으며 비접촉식 전원(700)으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 장치가 그 패키징이나 POS 디스플레이 중에 있는 동안 그 장치에 최신 운영 체제가 업로드될 수 있다. 대안으로서, 비접촉식 전원(700)은 노래, 사진, 게임, 비디오 또는 지도와 같은 다른 유형의 매체를 업로드할 수 있다.
도 48에 도시된 또 다른 실시예에서, 제품이나 제품 패키지(720)는 3개의 격리된 공진 회로(722, 724, 726), 2차 탱크 회로(730), 및 능동 전자 부하(728)를 포함한다. 이 실시예에서, 비접촉식 전원(700)은, 실질적으로 도 47과 연계하여 위에서 설명된 바와 같이, 격리된 공진 회로(722, 724, 726)의 반사 임피던스에 따라 제품을 식별한다. 비접촉식 전원(700)은 그 다음, 대응하는 식별 코드를 이용하여 제품이나 제품 패키지(720)에 대해 적절한 속도로 제품이나 제품 패키지(720)의 능동 전자 부하(728)에 전력을 제공한다. 대안으로서 도 49에 도시된 바와 같이, 제품이나 제품 패키지(720)는 센서 회로(732)를 포함한다. 이 실시예에서, 센서 회로(732)는 2차 코일(734), 직렬 커패시터(736), 및 가변 임피던스 소자를 포함하는 센서(738)를 포함한다. 동작시, 센서 출력의 변화는 센서 회로(732)의 임피던스 변화로 이어진다. 비접촉식 전원(700)은 센서 회로(732)의 반사 임피던스의 변화를 검출하도록 동작할 수 있으며, 또한 전력 출력을 조정하도록 동작할 수 있다. 도 49에도 역시 도시된 바와 같이, 비접촉식 전원(700)은, 패키지(720)와 비접촉식 전원(700)의 정렬을 위한 공간적 자유를 높이기 위하여 패키지(720)와의 유도 결합시에 유도 자기장 강도를 성형, 포커싱, 재분배 또는 부스팅하도록 작용하는 격리된 재공진기 회로(712), 예를 들어, LC 회로를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제품이나 제품 용기는 비접촉식 전원(700)에 의해 구동가능한 로우-프로파일 정전 스피커를 포함한 인쇄된 스피커 회로(750)를 포함할 수 있다. 이제 도 50을 참조하면, 인쇄된 스피커 회로(750)는 2차 탱크 회로(752)와, 2차 탱크 회로(752)에 전기적으로 접속된 정전 스피커(754)를 포함한다. 2차 탱크 회로(752)는 유도성 소자(756) 및 직렬 공진 커패시터(758)를 포함한다. 유도성 소자(756)는 인쇄된 트레이스 권선을 포함할 수 있고, 직렬 공진 커패시터(758)는, 2차 탱크 회로(752)가 비접촉식 전원(700)의 구동 또는 동작 주파수에 대응하는 공진 주파수를 포함하도록 선택될 수 있다. 2차 탱크 회로(750)는, 선택사항으로서 압력 감응 접착제를 이용하여 제품(720)의 외부 표면에 가해지는 가요성의 비도전성 기판 상에 형성될 수 있다. 2차 탱크 회로(752)는, 선택사항으로서 정전 스피커(754)의 부분들과 직접 전기적으로 접촉하는, 제1 및 제2 전기 콘택(760, 762)을 더 포함할 수 있다.
정전 스피커(754)는, 지지 도전판(764), 지지 도전판(764)으로부터 이격된 얇은 도전 멤브레인(766), 및 이들 사이에 배치된 절연체(768)를 포함한다. 지지 도전판(764)은 2차 탱크 회로(752)의 제1 전기 콘택(760)에 접속가능한 전기 도전성의 고정 부재이다. 얇은 도전성 멤브레인(766)은 정전하를 유지하기에 적합한 도전성 코팅을 갖는 가요성 멤브레인이다. 얇은 도전성 멤브레인(766)은 2차 탱크 회로(752)의 제2 전기 콘택(762)에 전기적으로 접속된다. 도 50에도 역시 도시된 바와 같이, 절연체(768)는 이격된 도전성 멤브레인(766)으로부터 지지 도전판(764)을 분리하며, 지지 도전판(764)과 동일한 면적에 걸친다.
동작시, 비접촉식 전원은 정전 스피커(754)를 구동하기 위해 2차 탱크 회로(752)에 주파수 및/또는 진폭 변조된 파형을 유도한다. 시변동 전압으로서 제1 및 제2 전기 콘택(760, 762) 양단에 인가되는 파형은 지지 도전판(764)을 구동하며, 이 도전판은 대전된 멤브레인(766)을 가변적으로 잡아 당기거나 밀어 내어, 멤브레인(766)이 지지 도전판(764) 쪽으로 오거나 그로부터 멀어지게 한다. 도전성 멤브레인(766)의 움직임은 주파수 및/또는 진폭 변조된 파형에 따라 음향을 발생시킨다. 선택사항으로서, 스피커는, 제1 지지 도전판(764)과 대향하고 제2 전기 콘택(762)에 전기적으로 연결된 얇은 도전성 멤브레인(766)으로부터 이격된 제2 지지 도전판을 포함할 수 있다. 또한, 배터리나 커패시터와 같은 에너지 저장 장치는 제2 탱크 회로(752)와 스피커(754) 사이에 전기적으로 접속될 수 있고, 배터리나 커패시터는 스피커(754)에 대한 구동 회로(미도시)에 전력을 공급하도록 동작할 수 있다.
사용시에, 스피커 회로(754)는 비접촉식 전원으로부터 무선 전력을 수신하기에 적합한 임의의 장소에 또는 대응하는 패키지 내에 위치할 수 있다. 비접촉식 전원은 실질적으로 상기 파트 V에서 설명된 바와 같이 POS 디스플레이과 연관될 수 있다. 이 예에서, 비접촉식 전원은, 디스플레이의 최전면부에 패키지(720)가 있을 때 2차 탱크 회로(752)에서 AC 오디오 신호를 유도한다. 그 결과, 스피커(752)는 POS에서 패키지(720)를 홍보하거나 기타의 방식으로 주목을 끌게 하는 청각적 출력을 생성한다.
또 다른 실시예에서, 제품이나 제품 용기(720)는, 도 51 및 도 52에 도시되고 개괄적으로 770으로 지정된 다중-코일 다중-주파수 동조 회로를 포함할 수 있다. 동조 회로(770)는, 각각이 대응하는 동작 주파수에서 공진하도록 튜닝된 복수의 인쇄된 회로를 포함한다. 동조 회로(770)는, 제품, 제품 패키징, 또는 POS 디스플레이과 연관된 일련의 LED를 발광시키는 데 이용될 수 있다.
이제 도 51을 참조하면, 3-코일 3-주파수 동조 회로(770)는 제1, 제2 및 제3 인쇄된 회로(772, 774, 776)를 포함한다. 각각의 인쇄된 회로는 유도성 소자(778), 직렬 공진 커패시터(780), LED(782) 및 직렬 저항성 부하(784)를 포함한다. 유도성 소자(778)는, 실질적으로 전술된 바와 같은 인쇄된 트레이스 권선이나 권선들을 포함할 수 있다. 직렬 공진 커패시터(780)는, 각각의 인쇄된 회로(772, 774, 776)가 비접촉식 전원의 구동 또는 동작 주파수에 대응하는 공진 주파수를 포함하도록 선택될 수 있다. 각각의 인쇄된 회로의 공진 주파수는, 예를 들어, 비접촉식 전원 동작 주파수가 변할 때 각각의 LED(782)의 순차적 발광을 허용하도록 서로 다를 수 있다. LED를 포함하는 것으로 설명되었지만, 각각의 인쇄된 회로는, 대안으로서, 전계발광 디스플레이, e-잉크 디스플레이, LCD 디스플레이(786), 또는 기타 임의의 적절한 디스플레이를 포함할 수 있다. 3-코일 3-주파수 동조 회로(770)는, 접착제, 예를 들어, 압력 감응 접착제를 이용하여 제품의 외부 표면에 가해지는 가요성의 비도전성 기판 상에 형성될 수 있다.
도 53은 도 51 및 도 52의 다중-코일 다중-주파수 동조 회로(770)와 연계한 비접촉식 전원(700)의 동작을 나타내는 흐름도를 포함한다. 시퀀스는 단계(790)에서 시작하고, 단계(792)에서 비접촉식 전원(700)은 제1 동작 주파수에서 그리고 제1 지속기간 동안에 1차 탱크 회로를 구동한다. 단계(794)에서, 비접촉식 전원은 제2 동작 주파수에서 그리고 제2 지속기간 동안에 1차 탱크 회로를 구동한다. 단계(796)에서, 비접촉식 전원은 제3 동작 주파수에서 그리고 제3 지속기간 동안에 1차 탱크 회로를 구동한다. 각각의 제1, 제2, 및 제3 동작 주파수는 통상 서로 다르지만, 제1, 제2, 및 제3 지속기간은 실질적으로 서로 동일(도 53에서 "x"로 표시)하게 유지될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 제1, 제2, 및 제3 동작 주파수는 통상 제1, 제2, 및 제3 인쇄 회로(772, 774, 776)의 공진 주파수에 대응할 것이다. 각각의 공진 주파수에서, 대응하는 LED는 비접촉식 전원과 대응하는 인쇄된 회로(772, 774, 776) 사이의 전력 전달의 결과적 증가에 응답하여 발광될 것이다.
다시 도 53으로 되돌아가면, 판정 단계(798)에서, 비접촉식 전원은, 선택사항으로서는 수동 적외선 움직임 센서나 기타의 적절한 장치를 이용하여 제품 부근에서 움직임이 검출되는지를 판정한다. 만일 단계(798)에서 움직임이 검출되면, 시퀀스는 단계(800)로 진행하고, 타이머가 리셋되며, 단계들(790, 792, 794, 및 796)이 반복된다. 그러나, 만일 단계(798)에서 움직임이 검출되지 않으면, 비접촉식 전원은 단계(802)에서 타이머가 만료했는지를 판정한다. 만일 타이머가 만료하지 않았다면, 비접촉식 전원은 제1, 제2, 및 제3 LED를 발광시키기 위해 단계(792, 794, 및 796)를 반복한다. 그러나, 만일 타이머가 사실상 만료했고 더 이상의 움직임이 검출되지 않으면, 비접촉식 전원은 단계(804)에서 스탠바이 모드에 들어가서 단계(806)에서 움직임을 모니터링한다. 만일 단계(806)에서 움직임이 검출되면, 시퀀스는 단계(790)에서 그 자체가 반복될 것이다.
LED와 관련하여 다중-코일 다중-주파수 동조 회로가 전술되었지만, 다중-코일 다중 주파수 동조 회로는 대안으로서 LCD, 전계발광 디스플레이, e-잉크 디스플레이 또는 기타의 적절한 디스플레이와 관련될 수 있다. 또한, 각각의 유도성 소자(778)의 고유 저항은 인쇄된 회로(772, 774, 776)에서 저항의 필요성을 제거할 수 있는 반면, 유도성 소자의 선택이나 동조는 마찬가지로 동조 커패시터(780)의 필요성을 제거할 수 있다. POS에서, LED는, 선택사항으로서는 인쇄된 스피커 회로나 전술된 다른 실시예들과 연계하여 패키지나 패키지들을 홍보하거나 기타의 방식으로 주목을 끌게 하는 시각적 출력을 생성한다.
도 54에 도시된 또 다른 실시예에서, 제품 용기(720)는 캡(cap)이나 리드(lid, 810)를 포함하며, 여기서 캡이나 리드(810)의 제거는 디스플레이면 내부에 위치한 비접촉식 전원(700)에 의해 검출된다. 이 실시예에서, 제품 용기(720)는, 비도전성 기판(812) 상에 도전성 잉크로 형성된 직렬 공진 회로를 포함하며, 여기서, 기판은 캡이나 리드(810)의 일부와 제품 용기(720)의 일부를 가로질러 연장된다. 직렬 공진 회로는 저항성 소자와 스위치를 포함하며, 여기서 스위치는 닫힐 때 저항성 소자를 단락시키도록 동작가능하다. 캡이나 리드(810)는, 제품 용기(720)로부터 일단 제거되고 나면, 스위치를 개방한다. 직렬 공진 회로의 임피던스에서의 결과적 변화는 비접촉식 전원(700)에 의해 검출되어 제품 용기(720)로부터의 캡이나 리드의 제거를 표시한다. 또한, 복수의 직렬 공진 회로들이 단일의 제품 용기(720)에서 결합될 수 있다. 예를 들어, 제품 용기(720)는, 전술된 바와 같은 천공된 탭 외에도 제1 및 제2 압력 센서(814, 816)를 포함할 수 있다. 도 54에 도시된 이 예에서, 제1 압력 센서(814)는 제품 용기(720)의 베이스에 위치하여 제품 용기 내용물의 고갈을 나타내며, 제2 압력 센서(816)는 사용자가 쥐도록 의도된 장소에서 제품 용기(720)의 표면에 위치한다. 압력 센서(814, 816)의 가동은 하나 이상의 직렬 공진 회로의 임피던스를 변화시키도록 동작하며, 이 임피던스 변화는 실질적으로 전술된 바와 같이 비접촉식 전원(700)에 의해 검출된다.
도 55 내지 도 57에 도시된 또 다른 실시예에서, 제품 용기(720)는, 제1 및 제2 도전성 콘택(822, 824)과 제1 및 제2 도전성 콘택(822, 824)에 제공되기 이전에 출력이 조정되는(conditioned) 2차 코일(826)을 포함하는 판지 탭(820)을 포함한다. 도 56 및 도 57에 도시된 바와 같이, 도전성 콘택(822, 824)은, 제1 및 제2 도전성 콘택(822, 824) 사이에 재충전가능한 배터리가 위치할 수 있도록 배터리 용기(828) 내에 배열될 수 있다. 이 점에서, 비접촉식 전원(700)은, 제품이나 제품 패키지(720)가 POS 디스플레이로부터 제거되기 이전에 제품이나 제품 패키지(720) 내에 포함된 배터리를 재충전하도록 동작할 수 있다. 도 56 및 도 57에 도시된 바와 같이, 제품 용기(720)는 눌러졌을 때 배터리 테스트 회로를 가동시키는 오버-라벨(834) 내에 압력 감응 스위치(832)를 포함할 수 있다. LED(832) 또는 기타의 적절한 저전력 시각적, 청각적, 또는 촉각적 피드백 소자가 이용되어 압력 스위치(832)가 눌러졌을 때 배터리 충전 상태를 나타낼 수 있다. 일단 오버-라벨(834)이 사용자에 의해 눌러지면, 오버-라벨(834)의 밑면에 인쇄된 도전성 트레이스(838)는 배터리 테스트 회로를 닫고, 그러면 이것은 패키지 외부의 LED(830)를 발광시킨다. 따라서, POS 디스플레이 시스템은 전력을 제공하여 제품이나 제품 용기 내에 포함된 배터리를 재충전하고, 또한 대응하는 내부 배터리의 충전 상태의 시각적 표시를 사용자에게 제공한다.
제품이나 제품 용기(720)에 전력을 제공하기 위한 비접촉식 전원(700)의 또 다른 실시예가 도 58에 도시되어 있다. 비접촉식 전원(700)은 전원(840), 인버터(842), 인버터 구동기(844), 센서들(846), 및 제어기(848)를 포함할 수 있다. 또한, 인버터(842) 및 센서들(846)은 공진 커패시터(850) 및 1차 코일 커넥터(852)에 접속될 수 있다. 1차 코일 커넥터(852)는 1차 코일(미도시)에 접속될 수 있다. 공진 커패시터(850) 및 1차 코일은 도 47에 관하여 전술된 공진 커패시터(706) 및 1차 코일(708)과 유사한 탱크 회로를 형성할 수 있다. 인버터(842)는 공진 커패시터(850) 및 원격 장치와 유도 결합하기 위한 1차 코일을 구동하기 위한 출력 신호를 제공할 수 있으며, 인버터 구동기(844)는 제어기(848)와 인버터(842) 사이에 인터페이스를 제공하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 따라서, 인버터 구동기(844)를 통해, 제어기(848)는 인버터(842)의 출력과 원격 장치와의 유도성 결합 파라미터를 제어할 수 있다. 제어기(848)는 센서(846)로부터 센서 정보를 수신하고 인버터(842)를 제어하기 위한 프로세서 및 관련 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 제어기(848)는 센서들(846)로부터 수신된 센서 정보에 기초하여 인버터(842)의 출력을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기(848)는 정보를 송신하거나 제어 신호를 전송하기 위해 커넥터를 이용하여 외부 컴포넌트와 인터페이싱할 수 있다. 현재의 실시예에서, 센서들(846)은 인버터(842) 출력, 공진 커패시터(850), 및 1차 코일(852)의 특성을 측정하기 위한 전류 센서 회로 및 전압 센서 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서들(846)은 1차 코일(852)을 통한 전류를 측정할 수 있다. 또 다른 예에서, 센서들(846)은 (1) 인버터(842)로부터 출력된 전압과 (2) 공진 커패시터(850)와 1차 코일(852) 간 전압 사이의 위상차를 나타낼 수 있다. 현 실시예의 전원(840)은 메인 입력(854)으로부터 전력을 수신하여 비접촉식 전원(700)에 전력을 공급할 수 있다. 제어기(848), 인버터 구동기(844), 인버터(842), 및 센서(846) 각각은 전원(840)으로부터 적절한 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제어기(848)는 실질적으로 5VDC를 수신할 수 있고 인버터(842)는 원격 장치에 전력을 전달하기 위한 또 다른 전압을 수신할 수 있다. 저전압 분배 시스템의 추가 예는 Baarman에 의해 2010년 6월 1일 출원되고, 이제는 미국 특허 제 ______호인, “Wireless Power Distribution and Control System”이란 명칭의 미국 출원 제12/791,560호에 개시되어 있으며, 그 전체를 참조용으로 인용한다.
상기 실시예들에서, 이산 컴포넌트 또는 칩을 이용하여 인쇄 회로 기판 재료 상에 전자 회로가 구성될 수 있다. 대안으로서, 회로는 종이, 플라스틱 또는 기타의 적절한 기판 상에 인쇄된 도전성 잉크로 구성될 수 있다. 또한, 저항성, 용량성, 및 유도성 컴포넌트들이 기판 상에 인쇄되어 회로로부터 종래의 이산 컴포넌트들을 줄이거나 완전히 제거할 수 있다.
VII. 제품 및 제품 패키지 식별
본 발명의 제7 양태에 따르면, 하나 이상의 제품의 무선 식별을 위한 시스템 및 방법이 제공된다.
한 실시예에서, 다중 권선 차폐형 식별 회로가 도 59에 도시되어 있으며 개괄적으로 900으로 지정되어 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)는, 선택사항으로서 POS 디스플레이과 연계된 비접촉식 전원과 조합하여 이용될 때 제품이나 제품 용기를 식별 및/또는 인증하도록 동작할 수 있다. 식별 및 인증시에, 비접촉식 전원은 미리 결정된 프로파일에 따라 제품이나 제품 용기에 전력을 제공할 수 있다. 대안으로서, 비접촉식 전원은, 수동 통신 모드로부터, 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)에 의해 전송된 데이터 신호에 따라 전력을 제공하는 능동 통신 모드로 전환할 수 있다.
이제 도 59를 참조하면, 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)는 제1, 제2, 및 제3 식별 권선(902, 904, 906) 및 대응하는 제1, 제2, 및 제3 인쇄된 차폐물(908, 910, 912)을 포함한다. 식별 권선(902, 904, 906)은 일반적으로 동일 평면 상에 있고(co-planar), 나란한 배향으로 비도전성 기판 상에 형성될 수 있다. 대안으로서, 권선(902, 904, 906)은 중첩 정렬되어 비도전성 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 배향에서, 제1 인쇄된 차폐물(908)은 제1 인쇄된 또는 트레이스 권선(902)을 부분적으로 에워싸며, 제2 및 제3 인쇄된 차폐물(910, 912)은 각각 제2 및 제3 트레이스 권선(904, 906)을 부분적으로 에워싼다. 인쇄된 차폐물(908, 910, 912)은 서로 간에 적어도 하나의 특성에서 다르다. 예를 들어, 제1 인쇄된 차폐물(908)은 제1 트레이스 권선(902)의 제1 표면적을 에워쌀 수 있고, 제2 인쇄된 차폐물(910)은 제2 트레이스 권선(904)의 제2 표면적을 에워쌀 수 있으며, 제3 인쇄된 차폐물(912)은 제3 트레이스 권선(906)의 제3 표면적을 에워쌀 수 있으며, 여기서, 제1, 제2, 및 제3 표면적은 점차로 더 작다. 이 점에서, 각 권선 및 차폐 조합(914, 916, 918)은, 특히 권선, 차폐물 및 결합 계수가 동일한 경우에 주어진 자속에 노출될 때, 구별되는 반사 임피던스를 생성할 것이다. 즉, 각각의 인쇄된 차폐물(908, 910, 912)은 대응하는 권선(902, 904, 906)의 전자기 노출을 상이한 정도로 제한함으로써, 각 쌍에서 개별적 응답을 끌어 낸다. 인쇄된 차폐층(908, 910, 912)은, 선택사항으로서, 예를 들어, 캘리포니아주 어빙시 Henkel Corporation에 의한 ELECTRODAG® 유전체 잉크를 포함한, 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 인쇄된 차폐층은 각각의 대응하는 권선(902, 904, 906)에 대한 제한된 자계 노출 윈도우를 생성하여 각각의 권선(902, 904, 906)을 효과적으로 디커플링한다. 그 결과, 인쇄된 차폐층들은, 유사하거나 동일한 공진 주파수를 갖는 2차 권선들 가운데서조차도 각 권선의 식별 패턴을 향상시킬 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)는 대응하는 제품이나 제품 패키지를 식별 및/또는 인증하기 위해 비접촉식 전원과 조합하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 비접촉식 전원은, 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)의 반사 임피던스를 모니터링하는 한편 미리 결정된 범위의 주파수를 스위핑함으로써 제품이나 제품 용기의 신원을 판정할 수 있다. 즉, 식별 회로(900)의 격리된 권선-차폐쌍(914, 916, 918)은, 비접촉식 전원 1차 탱크 회로의 동작 또는 구동 주파수에 따라 비접촉식 전원에 대해 상이하게 반응한다. 그 결과, 격리된 권선-차폐쌍은 동작 주파수 범위에 걸쳐 1차 탱크 회로의 전류나 전압에 변화를 야기할 수 있다. 예를 들어, 격리된 권선-차폐쌍은 1차 탱크 회로를 통하는 피크 전압이나 전류의 변화를 야기할 수 있다. 1차 탱크 회로의 전압이나 전류가 임계치를 지나면, 비접촉식 전원의 제어기는 이벤트가 발생한 주파수를 기록할 수 있다. 주파수 범위를 스위핑함으로써, 비접촉식 전원은 격리된 권선-차폐쌍들 각각의 공진 주파수를 판정하고 기록할 수 있다. 그러면 제어기는 이들 주파수들을 고유의 장치 또는 패키지 식별 코드로 변환할 수 있다. 비접촉식 전원은, 제품 및/또는 제품 패키지의 특정 요구에 따라 제품 및/또는 제품 패키지에 전력을 제공하기 위하여 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)와 연관된 식별 코드를 이용할 수 있다. 예를 들어, 비접촉식 전원에 의해 인가되는 전력은 제품이나 패키지 외부에 하나 이상의 LED, LCD 디스플레이, 또는 e-잉크 디스플레이를 발광시키는 데 이용될 수 있으며, 이 경우에는 고정된 전력 출력이 인가될 수 있다. 디스플레이, 음향, 및 기타의 기능을 제어하기 위한 마이크로프로세서가 제품 패키징 내에 포함될 수 있다. 대안으로서, 비접촉식 전원에 의해 인가되는 전력은 제품 내에 포함된 재충전가능한 배터리나 커패시터를 충전하는 데 이용될 수 있다. 이 경우, 비접촉식 전원은 제품이나 제품 패키지와 연관된 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)의 반사 임피던스에 기초하여 가변량의 전력을 제공할 수 있다. 이 예에서, 전력은 POS 디스플레이로부터 물품을 제거하기 이전에 재충전가능한 배터리를 마무리하는 데 이용된다.
또 다른 실시예에서, 수동 식별 회로의 반사 임피던스에 기초하여 고유 식별 코드를 생성하기 위한 방법이 제공된다. 적절한 식별 회로는 2개 이상의 공진 주파수를 갖는 임의의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적절한 식별 회로는 다중-권선 차폐형 식별 회로(900)를 포함할 수 있다. 대안으로서, 적절한 식별 회로는 파트 I-VI 및 VIII에서 개시된 식별 회로들 중 임의의 것을 포함할 수 있다.
제품이나 제품 용기의 식별 및 인증에서, 유도성 판독기(102)는 동작 주파수 범위를 스위핑할 수 있다. 즉, 유도성 판독기(102)는 1차 탱크 회로 전압, 전류 및/또는 위상을 모니터링하면서 복수의 동작 주파수에서 1차 탱크 회로를 구동할 수 있다. 예를 들어, 유도성 판독기는, 식별 회로의 공진 주파수를 식별하기 위해 1차 탱크 회로 전압, 전류 및/또는 위상을 모니터링하면서 120 kHz 내지 300 kHz 범위의 주파수를 스위핑할 수 있다. 이 180 kHz 주파수 범위는 n개의 동등하게 이격된 간격으로 쪼개질 수 있으며, 여기서 n은 식별 회로가 얼마나 정확하게 동조되는지에 의존한다. 예를 들어, 120 kHz와 300 kHz 사이의 3개의 60 kHz 간격 또는 "빈(bin)"을 나타내기 위해 n은 3일 수 있다.
이 예에서, 각각의 빈은 공진 주파수의 존재나 부재에 대응하는 2진 값으로 표현된다. 공진 주파수는, 임계치, 로컬 전류 또는 전압 최대치나 기타의 기준을 초과하는 전류나 전압에 대응할 수 있다. 유도성 판독기(102)가 주어진 빈에서 공진 주파수를 식별하면, 그 빈은 2진 관점에서 1로 표현된다. 유도성 판독기(102)가 주어진 빈에서 공진 주파수를 식별하지 못하면, 그 빈은 2진 관점에서 0으로 표현된다. k개의 격리된 공진 회로(및 적어도 k개의 공진 주파수)를 갖는 식별 회로의 경우, 가능한 식별 코드의 개수는 다음과 같은 공식으로 표현된다:
Figure 112016021217116-pat00001
이 예에서, 식별 회로는 2개의 격리된 공진 회로(k=2)를 포함하며, 각각은 120 kHz와 300 kHz 사이의 3개의 빈들 중 하나에서 공진 주파수를 가진다(n=3). 상기 공식에 따르면, 3개의 가능한 식별 코드가 존재한다: 110(빈 1 및 2), 101(빈 1 및 3), 및 011(빈 2 및 3). 이것은, 어떠한 빈도 2개의 격리된 공진 회로에 의해 점유되지 않으며, 각각의 격리된 공진 회로는 적어도 하나의 빈을 점유한다고 가정한다.
가능한 식별 코드의 개수를 최대화하기 위하여, 각각의 빈에는 이하의 표 3에 따라 소수가 할당될 수 있다. x-축 값들(2, 3, 5, ... n)은 소수를 나타내고 y-축 값들(1, 2, 3, ...m)은 빈을 나타낸다:
Figure 112016021217116-pat00002
표 3 - 식별 코드 키
만일 빈 1 및 2가 전술된 바와 같이 채워진다고 판정되면, 키 3-11-5에 대해, 대응하는 빈 정수로 거듭제곱된(raised to) 각 소수의 곱은: 31 x 112 x 50 = 363이고, 여기서 363은 고유 식별자를 나타낸다. 다른 어떤 조합도 이 수치 식별자를 생성하지 못하는데, 이것은 363은 하나의 고유한 소인수 분해를 갖기 때문이다. 이 고유 식별자는 이제 특정한 제품에 대한 식별 번호로서 할당될 수 있다. 그러나, 만일 빈 1 및 3이 채워진다고 판정되면, 동일한 키에 대해, 대응하는 빈으로 거듭제곱된 각 소수의 곱은: 31 x 110 x 53 = 375이고, 여기서 375는 고유 식별자를 나타낸다.
이 고유 식별자는, 다음과 같은 공식: 고유 식별자 = 3a x 11b x 5c이라는 키(3-11-5)의 사전 지식에 의해, 대응하는 빈들(a, b, c)로 분해될 수 있다. 특히, m개 빈들에 할당된 각각의 키화된(keyed) 소수를 조사함으로써, 수치 식별 코드 363 및 375는 각각의 대응하는 소인수 분해로 인수분해될 수 있다. 그 결과, 충만된 이들 식별 회로 빈들을 추론 또는 "백 아웃(back out)"할 수 있다. 또한, 동일의 충만된 빈들을 갖는 수동 식별 회로(116)에 추가의 키가 할당될 수 있으므로, 가용 식별자들의 개수를 증가시킨다. 예를 들어, 빈 1 및 2를 채우는 수동 식별 회로(116)는 키 5-7-3을 갖는 고유 식별자 640이나 키 11-2-3을 갖는 고유 식별자 44를 달성할 수 있다. 그 다음, 유도성 판독기(102)와 연관된 제어기(112)는 고유 식별자를 대응하는 제품에 할당하고, 전술된 바와 같이 그 고유 식별자 ―및 선택사항으로서, 제품에 관련된 기타의 정보― 를 중앙 허브(168)에 전달할 수 있다.
각각의 격리된 공진 회로가 단 하나의 빈을 점유하는 경우, 모든 가능한 수치 식별 코드에 대한 등식은 다음과 같이 된다:
Figure 112016021217116-pat00003
여기서, n은 가능한 소수의 개수를 나타내고, k는 격리된 공진 회로의 개수를 나타내며, m은 가능한 빈들의 개수를 나타낸다.
각각의 격리된 공진 회로가 하나보다 많은 빈을 점유하는 경우, 이하의 5개 연산은 각각 k=1 내지 5에 대한 해를 제공한다:
Figure 112016021217116-pat00004
상기 연산에 기초하여, 주어진 개수의 빈, 격리된 공진 회로, 및 소수들의 급수에 의해 상당한 개수의 가능한 조합이 생성될 수 있다. 예를 들어, 5개 빈들에 대해 단 2개의 코일을 갖는 식별 회로의 경우, 4100개의 가능한 수치 조합이 존재하며, 여기서 n=20이다. 가능한 수치 조합은 n=30의 경우 9,150까지, n=40인 경우 25,250까지, 및 n=100인 경우 100,500까지 증가한다. 또한 예로서, 5개의 코일(k=5), 30개 빈(m=30)과 30개의 소수(n=30)에 의해, 3,552,347,286,900개의 가능한 고유 제품 식별자가 존재할 수 있다. 제품 및 제품 패키징에 대한 수치 식별 코드에 관하여 설명하지만, 본 실시예의 이 방법은 유도성 결합에 의한 원격 장치 식별을 희망하는 광범위한 다른 응용에도 이용될 수 있다.
반복하면, 제품 식별 시스템은, 복수의 격리된 공진 회로(120, 122)를 포함하는 제품용 저장 장치(104)와, 1차 탱크 회로를 포함하는 유도성 판독기(102)를 포함할 수 있으며, 유도성 판독기(102)는 격리된 공진 회로(120, 122)의 공진 주파수에 기초하여 제품의 신원을 판정하도록 구성된다. 유도성 판독기(102)는, 복수의 격리된 공진 회로(120, 122) 각각의 공진 주파수에 소수와 정수를 할당하도록 구성된 제어기(112)를 포함할 수 있다. 그러면 제어기(112) 또는 중앙 허브(168)는, 예를 들어, 각각의 공진 주파수에 대해 대응하는 정수로 거듭제곱된 소수의 곱에 기초하여 저장 장치(104)에 고유 식별자를 할당할 수 있으며, 여기서, 고유 식별자는 소인수 분해를 정의한다. 예를 들어, 130 kHz(빈 1)와 200 kHz(빈 2)의 공진 주파수를 갖는 복수의 격리된 공진 회로는, 키 3-11-5에 대해 공식 31 x 112 x 50에 따라 고유 식별자 363(또는 그에 기초한 고유 식별자)을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에서, 장치 식별 시스템이 도 60에 도시되어 있으며 개괄적으로 920으로 지정되어 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 장치 식별 시스템(920)은, 휴대 장치, 비접촉식 전원, 및 제품이나 제품 패키지들 사이에서 데이터를 공유하기 위해 이용될 수 있다. 이제 도 60을 참조하면, 장치 식별 시스템은 비접촉식 전원(922), 휴대 장치(924), 및 하나 이상의 패키지(926, 928)를 포함한다. 비접촉식 전원(922)은 직렬 또는 병렬의 공진 커패시터, 및 복수의 식별 프로파일을 저장하기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 제1 패키지(926)는 2차 코일(930)을 포함하는 2차 탱크 회로를 포함할 수 있다. 2차 코일(930)은, 접착제를 이용하여 패키지(926)의 외부 표면에 가해질 수 있는 가요성 비도전성 기판 상의 인쇄된 트레이스 권선을 포함할 수 있다. 제1 패키지(926)는 또한, 2차 탱크 회로가 비접촉식 전원(922)의 구동 또는 동작 주파수에 대응하는 공진 주파수를 포함하게 하는 커패시턴스를 갖도록 선택된 직렬 또는 병렬 공진 커패시터를 포함할 수 있다.
사용시, 비접촉식 전원(922)은 제1 패키지(926)에 전력을 제공할 수 있고, 실질적으로 전술된 바와 같이 제1 패키지를 식별 및 인증할 수 있다. 이 점에서, 비접촉식 전원(922) 및 제1 패키지(926)는 무선 전력 및 수동 통신 링크를 포함한다. 마찬가지로, 휴대 장치(924) 및 제2 패키지(928)는 또한 수동 통신 링크를 공유하고, 여기서 모바일 장치(924)는 선택사항으로서 제2 패키지(928)에 무선 전력을 제공하도록 동작할 수 있다. 이 실시예에서, 휴대 장치(924), 선택사항으로서는 모바일 전화나 PDA(personal digital assistant)와 같은 모바일 장치는, 1차 코일(934)을 갖는 비접촉식 전원을 포함한다. 제2 패키지(928)는 대응하는 2차 코일(936)을 포함한다. 1차 및 2차 코일(934, 936)은, 선택사항으로서는 접착제를 이용하여 장치(924) 및 패키지(928)의 외부에 가해지는 가요성의 비도전성 기판 상의 인쇄된 기판을 포함할 수 있다. 통신-전용 모드에서, 장치(924)는 비접촉식 전원(922) 및 제1 패키지(926)와 연계하여 전술된 방식으로 패키지(928)를 식별 및 인증할 수 있다. 통신 및 전력 모드에서, 장치(924)는 패키지(928)의 식별 및 인증에 응답하여 미리 결정된 프로파일에 따라 패키지(928)에 무선 전력을 제공할 수 있다.
휴대 장치(924)는 패키지(928)의 신원 및 전력 요구에 관련되지 않은 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 휴대 장치(924)는 패키지(928)와 연관된 하나 이상의 가상 코드를 수신할 수 있으며, 그 코드를 전자적으로 검증하고 및/또는 그 코드가 위너(winner)인지를 판정할 수 있다. 이 예에서, 코드는, 휴대 장치(924)의 1차 코일(934)과 단단히 결합될 때 2차 코일(936)의 반사 임피던스에 대응할 수 있다. 예를 들어, 인터넷 접속을 이용하여, 장치(924)는 선택사항으로서 패키지(928)에 대한 홍보용 경품행사의 일부로서, 호스트 웹사이트에서 코드의 상태를 검증하거나 코드를 보완할 수 있다. 이 점에서, 장치(924)과 패키지(928) 사이에서, 패키지 식별이나 무선 전력 전달과 연관된 기타의 정보의 일부가 아닐 수도 있는 추가 정보가 공유된다.
또 다른 실시예에서, POS 무선 전력 시스템이 도 61 내지 도 63에 도시되어 있으며 개괄적으로 940으로 지정되어 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 무선 전력 시스템(940)은 비접촉식 전원, POS 디스플레이과 연관된 제품 및/또는 제품 패키지 사이에서 전력과 데이터를 공유하는 데 이용될 수 있다.
이제 도 61을 참조하면, POS 무선 전력 시스템(940)은 제1 비접촉식 전원(942), 제1 용기 또는 패키지(944), 및 제1 패키지(944)에 의해 지지되거나 기타의 방식으로 연관된 내부에 포함된 제1 제품(946)을 포함한다. 제1 비접촉식 전원(942)은 1차 탱크 회로(948), 및 복수의 식별 프로파일, 전력 전달 프로파일 또는 기타의 정보를 저장하기 위한 제어기(950)를 포함할 수 있다. 대응하는 제품(946)은 제품 그 자체에 또는 그 내부에 포함된 2차 탱크 회로(952)를 포함할 수 있다. 2차 탱크 회로(952)는, 구매 전에 배터리가 충분히 충전되어 있음을 보장하기 위해 제품(946) 내에 포함된 내부 배터리에 전력을 제공할 수 있다. 대안으로서, 또는 추가로, 제2 탱크 회로(952)는 제품(946)과 연관된 부하에 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 부하는 하나 이상의 LED, OLED, LCD 디스플레이, e-잉크 디스플레이, 스피커 회로, 서보, 트랜스듀서, 액츄에이터, 모터 또는 기타의 장치를 포함할 수 있다. 또한, 제품(946)은 데모 모드를 포함할 수 있으며, 이 모드에 의해 제품(946)은, 특히 1차 탱크 회로(948)로부터의 시변동 전자기장에 예속될 때 제품(946)에 대한 주목을 끌기 위해 음향, 모션, 애니메이션 또는 조명을 생성할 수 있다. 이것은, 제품(946)의 전부 또는 일부가 제품 용기(944)를 통해 보이는 경우에 바람직할 수 있다.
도 61에도 역시 도시된 바와 같이, 시스템(940)은, 제2 패키지(958) 내에 포함된 제2 제품(956)에 근접하거나 그 아래에 놓인 제2 비접촉식 전원(954)을 포함할 수 있다. 제1 비접촉식 전원(942)과 마찬가지로, 제2 비접촉식 전원(954)은 1차 탱크 회로(960)를 포함한다. 도시되지 않았지만, 1차 탱크 회로(960)는 직렬 또는 병렬 공진 커패시터를 포함할 수 있으며, 제2 비접촉식 전원(954)은 복수의 식별 프로파일, 전력 전달 프로파일, 또는 기타의 정보를 저장하기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 대응하는 제품(956)은, 내부 배터리에 전력을 공급하고 및/또는 제품(956)에 직접 전력을 공급하기 위해 제품 자체 내에 포함된 2차 탱크 회로(962)를 포함한다. 또한, 패키징(958)은 부하(966)에 전력을 제공하기 위해 추가의 2차 탱크 회로(964)를 포함할 수 있다. 부하는, 실질적으로 전술된 바와 같이, LCD, OLED, LED, e-잉크 디스플레이, 스피커 또는 기타의 장치를 포함할 수 있다. 제품(956) 및 패키지(958) 각각은 음향, 모션, 애니메이션, 조명 또는 기타의 출력을 생성할 수 있다. 이 점에서, 제품(956)은 예를 들어 패키징의 조명, 및 POS에서 제품(956)을 홍보하기 위한 기타의 기능과 상호작용한다. 선택사항으로서 도 62에 도시된 바와 같이, 제2 패키지(958)는 가열 소자(968)를 더 포함할 수 있다. 가열 소자(296)는 실질적으로 도 18과 연계하여 전술된 바와 같이 강자성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가열 소자(968)는 POS에서 패키지 내용물을 가열하기 위해 제2 패키지(958)의 판지면에 가해지는 금속 호일을 포함할 수 있다. 가열 소자(968)는 1차 탱크 회로(960)로부터의 자속의 인가에 의해 직접 가열되거나, 2차 탱크 회로 및 선택사항적 배터리를 이용하여 간접 가열될 수 있다. 패키지 내용물은, 예를 들어, 가열된 음료, 식료품, 로션, 세럼 및/또는 치료 연고를 포함할 수 있다.
이제 도 63을 참조하면, POS 무선 전력 시스템(940)은 POS의 패키지(972)에 대한 인쇄된 라벨(970)을 포함할 수 있다. 인쇄된 라벨(970)은 부하에 전기적으로 접속된 2차 코일(974)을 포함한다. 2차 코일(974)은 인쇄된 트레이스 권선을 포함할 수 있고, 부하는 실질적으로 전술된 바와 같이 LCD, OLED, LED, e-잉크 디스플레이, 스피커 또는 기타의 장치를 포함할 수 있다. 부하 및 2차 코일(974)은 접착성 뒷판을 갖는 가요성의 비도전성 기판 상에 형성될 수 있다. 기판은 폴드 라인(978), 예를 들어, 기판(980)의 위쪽 부분을 기판(982)의 아래쪽 부분으로부터 분리시키는, 약화되거나 천공된 힌지(hinge)를 포함한다. 기판(980)의 위쪽 부분은 부하를 지지하고, 기판(982)의 아래쪽 부분은 2차 코일(974)을 지지한다. 라벨(970)은 패키지(972)의 적어도 한 면에 대체로 순응하도록 크기조정될 수 있다. 예를 들어, 위쪽 라벨 부분(980)은 패키지(972)의 적어도 한 측벽에 순응하도록 크기조정될 수 있는 반면, 아래쪽 라벨 부분(982)은 패키지(982)의 베이스에 순응하도록 폴드 라인(978) 주변에서 구부러질 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 라벨(970)을 패키지(972)에 결합하기 위해, 라벨(970)은 그 후면 상에, 접착제, 예를 들어, 압력 감응 접착제를 포함할 수 있다. 사용시, 2차 코일(974)은 대응하는 1차 코일에 근접하게 배치되어 그들 간의 결합 계수를 향상시킨다.
VIII. 인쇄된 2차 회로
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 인쇄된 잉크 2차 회로가 도 64에 도시되어 있으며, 개괄적으로 1100으로 지정되어 있다. 이하에서 논의되는 바와 같이, 인쇄된 잉크 2차 회로(1100)는 POS 디스플레이과 연계하여 이용되는 비접촉식 전원의 범위를 증가시킬 수 있다. 특히, 인쇄된 잉크 2차 회로(1100)는 비접촉식 전원의 2차 코일로부터의 저항성 부하를 전기적으로 격리함으로써 무선 전력 시스템의 범위를 증가시킬 수 있다.
이제 도 64를 참조하면, 인쇄된 잉크 2차 회로(1100)는 비도전성 가요성 기판 상에 형성되며 수신기 1차 트레이스 권선(1122) 및 수신기 2차 트레이스 권선(1124)을 포함한다. 수신기 1차 트레이스 권선(1122) 및 수신기 2차 트레이스 권선(1124)은 실질적으로 동일 평면이며 동축이고, 여기서, 수신기 1차 트레이스 권선(1122)은 수신기 2차 트레이스 권선(1124)을 에워싸며 이로부터 방사상으로 이격되어 있다. 수신기 1차 트레이스 권선(1122) ―이것은 비접촉식 전원 시스템에서 유도성 2차 회로로서 기능함 ―은, 3개의 권선을 갖는 유도성 소자(1126)와, 선택사항적인 유도성 소자(1126)의 제1 및 제2 단부(1130, 1132)를 가로질러 연장되는 저항성, 용량성, 또는 도전성 소자(1128)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 저항성, 용량성 또는 도전성 소자(1128)는, 선택사항으로서는 인쇄된 잉크 점퍼(1128)라고 하며, 제1 인쇄된 잉크 절연된 층(1134)을 이용하여 유도성 소자(1126)로부터 이격되어 있다. 인쇄된 잉크 점퍼(1128)는, 인쇄된 잉크 2차 회로(1120), 및 특히 수신기 1차 트레이스 권선(1122)의 전체 성능과 효율성을 개선하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 인쇄된 잉크 점퍼(1128)는, 수신기 1차 트레이스 권선(1122)이 1차 코일/비접촉식 전원의 구동 또는 동작 주파수에 대응하는 공진 주파수를 포함하도록 선택된 용량성 소자를 포함할 수 있다. 이 점에서, 인쇄된 잉크 점퍼(1128)는 인쇄된 잉크 2차 회로(1120)의 성능을 튜닝 또는 기타의 방식으로 최적화하도록 선택될 수 있다.
도 64에도 역시 도시된 바와 같이, 수신기 2차 트레이스 권선(1124)은, 4개의 권선을 갖는 유도성 소자(1136)를 포함하며, 유도성 소자(1136)는 실질적으로 수신기 1차 트레이스 권선(1122)의 코어 내에 배치된다. 수신기 2차 트레이스 권선(1124)은, 1차 유도성 소자(1126)에 걸쳐 연장되며 이로부터 이격된 제1 및 제2 단부(1138, 1140)를 더 포함한다. 또한, 제2 및 제3 인쇄된 잉크 절연층(1142, 1144)은 각각 제1 및 제2 단부(1138, 1140)와 1차 유도성 소자(1126) 사이에 개재된다. 수신기 2차 트레이스 권선(1124)의 제1 및 제2 단부(1138, 1140)는, 부하(미도시)에 전력 소스를 제공하기 위해 부하 양단에 전기적으로 연결될 수 있다. 수신기 1차 및 2차 트레이스 권선(1122, 1124)이 도 64에서는 비도전성의 가요성 기판의 동일한 측면 상에 도시되어 있지만, 수신기 1차 및 2차 트레이스 권선(1122, 1124)은 대안으로 비도전성의 가요성 기판의 대향 측면들 상에 배치될 수 있다. 또한, 수신기 1차 및 2차 트레이스 권선(1122, 1124)은, 나선형, 직사각형 또는 들쭉날쭉한 권선을 포함한 원하는 대로의 임의의 적절한 기하학적 형상을 포함할 수 있으며, 원하는 대로의 임의 개수의 권선을 포함할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 인쇄된 잉크 2차 회로(1120)는, 수신기 1차 트레이스 권선(1122)으로부터 저항성 부하를 격리시킴으로써, POS 디스플레이과 연관된 무선 전력 시스템을 포함한 무선 전력 시스템의 범위를 증가시키는 데 이용될 수 있다. 이 점에서, 수신기 1차 트레이스 권선(1122) 및 점퍼 소자(1128)는 자유 공진 회로 또는 격리된 공진 회로를 형성한다. 인쇄된 잉크 2차 회로(1120)는 수신기 1차 및 2차 트레이스 권선(1122, 1124)과 대향하는 가요성의 비도전성 기판에 가해지는 압력 감응 접착제를 포함할 수 있다. POS 디스플레이과 연관된 표면에 가해질 때, 인쇄된 잉크 2차 회로(1120)는 시변동 자속에 노출시 부하에 전력 소스를 제공한다. 부하는, LED, LCD 디스플레이, 스피커 코일, 배터리나 커패시터와 같은 에너지 저장 장치, 또는 여기서 언급한 기타의 POS 응용을 포함한, POS 디스플레이과 연관된 임의의 장치를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 인쇄된 전원이 도 65에 도시되어 있으며 개괄적으로 1150으로 지정되어 있다. 인쇄된 전원(1150)은 가요성의 절연 기판 상에 형성될 수 있으며, 인쇄된 2차 트레이스 권선(1152), 인쇄된 직렬 공진 용량성 소자(1154), 다이오드(1156), 평활화 용량성 소자(1158), 및 직렬 저항성 부하(1160)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 인쇄된 전원(1150)은, POS 디스플레이과 연관된 하나 이상의 부하(1160)에 전원을 제공하기 위한 인쇄된 2차 탱크 회로를 형성한다. 인쇄된 직렬 공진 용량성 소자(1154)는, 인쇄된 전원(1150)이 비접촉식 전원의 구동 또는 동작 주파수에 대응하는 공진 주파수를 포함하도록 선택될 수 있다. 즉, 인쇄된 직렬 공진 용량성 소자(1154)는 인쇄된 전원(1150)의 성능을 튜닝하거나 기타의 방식으로 최적화하도록 선택될 수 있다. 또한, 다이오드(1156)는 LED일 수 있고, 또한 선택사항으로서 OLED일 수 있다. 이 점에서, LED(1156)는, 평활화 용량성 소자(1158)와 함께, 비교적 낮은 동작 전압에서 광 출력을 제공하면서 정류된 DC 출력을 부하(1160)에 제공할 수 있다. 부하(1160)는, 예를 들어, 추가의 LED, e-잉크 디스플레이, LCD 디스플레이, 스피커 코일, 및 배터리나 커패시터와 같은 에너지 저장 장치를 포함한, POS 디스플레이과 연관된 임의의 장치를 포함할 수 있다. 부하(1160)에 정류된 전압을 제공하는 것으로 전술되었지만, 인쇄된 전원(1150)은 그 대신에 도 65에도 도시된 바와 같이, 접지 Gnd에 대한, 조절된 출력(regulated output) Vcc를 제공할 수 있다. 예를 들어, 인쇄된 전원은 POS 디스플레이과 연계하여 사용하기 위한 3V DC 출력을 적절하게 제공할 수 있다.
도 65에도 역시 도시된 바와 같이, 인쇄된 전원(1150)은 에너지 저장 장치, 예를 들어, 커패시터나 배터리(1162)에 정류된 전압을 제공할 수 있다. 이 실시예에서, 직렬 LED(1156)는, 선택사항으로서 도전성 에폭시를 이용하여, 유도성 권선(1152)의 제1 리드와 배터리(1162)의 정극성 단자 사이에 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 배터리(1162)의 부극성 단자는 유도성 권선(1152)의 제2 리드에 전기적으로 접속된다. LED(1156)는 유도성 권선(1152)을 통한 전력의 역흐름을 방지하는 정류 다이오드로서 기능한다. 인쇄된 회로(1150)는 에너지 저장 장치(1162)를 충전하는 AC 전압의 정류를 용이하게 하기 위해 LED(1156)와 조합하여 유도성 권선(1152)의 저항을 이용한다. 유도성 권선(1152)은 권선(1152)이 LED(1156)와 배터리(1162)에 대한 전류 제한기로서 기능하게 하도록 선택된 저항을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유도성 권선(1152)은, 다른 값들도 역시 이용될 수 있지만, 800 오옴의 저항을 포함할 수 있다. 비록 도시되지는 않았지만, 인쇄된 전원(1150)은 유도성 권선(1152)과 LED(1156) 사이에 직렬로 접속된 커패시터를 포함할 수 있다. 선택사항으로서, LED(1156)는 배터리(1162)의 전력 레벨을 나타내거나 배터리의 전력 레벨이 미리 결정된 레벨 아래로 떨어졌다는 것을 나타내도록 동작할 수 있다. 예를 들어, LED 강도는 필요하다면 전력 레벨을 나타낼 수 있다.
도 65에도 역시 도시된 바와 같이, 인쇄된 회로(1150)는 자속으로부터 배터리(1162)를 적어도 부분적으로 차폐하기 위해 인쇄된 차폐물(1164)을 포함함으로써, 배터리(1162)에서의 와전류를 최소화할 수 있다. 도 65의 인쇄된 회로를 조립하기 위한 공정은, 비도전성 기판을 제공하는 단계, 기판의 적어도 한 표면 상에 전자기 차폐층(1164)을 인쇄하는 단계, 기판의 전면부상의 LED(1156)에 유도성 권선(1152)을 전기적으로 접속하는 단계, 및 기판의 전면 상에 그래픽 오버레이를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 차폐층(1164) 및 그래픽 오버레이는 유도성 권선(1152) 및 LED(1156)에 대한 지지면을 제공하도록 기판과 동일 범위에 걸칠(coextensive) 수 있다. 회로(1150)는, 배터리(1162)와의 전기 접속을 위해 기판의 후면 상에 제1 및 제2 전기 콘택, 예를 들어 권축 도전성 탭(crimped conductive tab)을 포함할 수 있다. 적절한 유도성 판독기는 반사 임피던스에 기초하여 인쇄된 배터리 충전 회로(1150)를 식별 및/또는 인증할 수 있다. 인증 및/또는 식별에 기초하여, 비접촉식 전원은 미리 결정된 프로파일에 따라, 및/또는 인쇄된 회로의 반사 임피던스에 기초하여 인쇄된 회로(1150)에 전력을 제공할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 인쇄된 전원(1150)은 가요성 절연 기판 상에 형성될 수 있다. 기판은, 예를 들어, 제품, 제품 패키징, 또는 디스플레이면의 일부를 포함할 수 있다. 대안으로서, 기판은 제품, 제품 패키징, 또는 디스플레이면으로부터 분리되거나 분리가능할 수 있으며, 대신에, 인쇄된 전원(1150) 맞은편에 압력 감응 접착제를 포함할 수 있다. 인쇄된 전원의 트레이스 소자 및 LED(또는 OLED)는 비교적 얇기 때문에, 인쇄된 전원은, 대응하는 제품, 제품 패키징, 또는 디스플레이면의 크기와 중량에 최소한의 전체적인 영향을 주면서, 제품, 제품 패키징, 또는 디스플레이면 상에 용이하게 위치할 수 있다. 시변동 자속에 예속될 때, 결과적인 DC 출력이 하나 이상의 인쇄된 트랜지스터나 인쇄된 FET을 통해 인가될 수 있어서 여기서 개시된 POS 디스플레이의 기능성에 더욱 추가된다.
또 다른 실시예에서, 인쇄된 2차 회로가 도 66에 도시되어 있으며 개괄적으로 1200으로 지정되어 있다. 2차 회로(1200)는 비도전성의 가요성 기판 상에 형성될 수 있고 트레이스 권선(1202), 인쇄된 잉크 커패시터(1204), 제1 및 제2 탄소 인쇄된 저항성 소자(1206, 1208), 및 인쇄된 잉크 절연된 층(1212)을 가로질러 트레이스 권선의 단부들을 상호접속하기 위한 인쇄된 잉크 점퍼(1210)를 포함한다. 기판(1214)의 일부는, 구부러질 때, 제2 탄소 인쇄된 저항성 소자(1208)의 임피던스 변화로 이어지고, 이로써 2차 회로(1200)의 반사 임피던스를 변화시킨다. 전술된 방식으로, 유도성 판독기(102) 및/또는 비접촉식 전원(700)은 2차 회로(1200)의 임피던스 변화를 식별할 수 있고, 대응하는 제품이나 제품 패키징의 특정 요구에 따라 전력을 제공할 수 있다. 이 실시예는, 예를 들어, POS 디스플레이 상의 제품이나 제품 패키징의 위치, 중량 및/또는 움직임을 식별하는 데 유용할 수 있다. 선택사항으로서 도 67에 도시된 바와 같이, 2차 회로(1200)는 압력 감응 스위치로서 작용하는 센서(1216)를 포함하며, 이 압력 감응 스위치는, 압력 감응 스위치가 기계적 부하(1222)에 의해 압축될 때 2개의 트레이스(1218, 1220)가 닫힌 회로를 형성하게 한다. 변화하는 저항은 2차 회로(1200)에서의 변화하는 임피던스를 야기하고, 이것은 전술된 바와 같이 유도성 판독기 및/또는 비접촉식 전원에 의해 판독될 수 있다. 이것은 제품이 터치된 횟수를 나타내는 데 이용될 수 있으며, 패키지나 장치로부터 시스템으로의 이용, 도움, 정보, 재주문 및 기타의 입력을 나타내기 위한 기본적인 피드백을 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 인쇄된 2차 회로가 도 68에 도시되어 있으며 개괄적으로 1300으로 지정되어 있다. 인쇄된 2차 회로(1300)는, 저항 어레이를 형성하기 위한 복수의 격리된 공진 회로(1316, 1318, 1320)를 포함하며, 이 공진 회로는 트레이스 권선(1312), 직렬 공진 커패시터(1314), 직렬 저항성 소자(1326), 및 저항성 소자(1326)를 단락시키는 바이패스 소자(1328)를 포함한다. 저항성 소자(1326) 및 바이패스 소자(1328)의 구성은 제조자에 설정되거나 제품 용기(1304)의 사용자에 의해 선택가능할 수 있다. 예를 들어, 각각의 바이패스 소자(1328)의 상태를 선택하기 위해 물리적 스위치들이 이용될 수 있다. 물리적 스위치는 푸시-버튼, 다극 슬라이더 스위치, 또는 다극 회전 스위치일 수 있다. 그러나, 도 68에 도시된 바와 같이, 격리된 공진 회로(1316)는 비도전성 기판(1330) 상에 도전성 잉크로 형성되며, 여기서 바이패스 소자(1328)는 비도전성 기판의 일부의 분리에 응답하여 개방된다. 사용자가 바이패스 소자(1328) 중 하나를 개방하기를 원하는 경우, 사용자는 천공(1332)을 따른 기판(1330)의 지정된 부분을 찢어낼 수 있다. 이런 방식으로, 공진 회로(1316)의 "n"개의 상태는 2n개의 전력 레벨들 중 어느 것이 대응하는 제품이나 제품 용기에 인가되어야 하는지를 나타낼 수 있다. 또한, 격리된 공진 회로(1316)들은 도 69에 도시된 바와 같이 패키징 재료 상에서 서로 중첩될 수 있다. 여기서, 격리된 공진 회로(1316)들은, 실질적으로 도 24와 연계하여 앞서 개시된 바와 같이 대응하는 절연 잉크층(1342)을 통해 분리된다. 도 70에도 역시 도시된 바와 같이, 절단 탭과 인쇄된 잉크 커패시터 양쪽 모두는, 격리된 공진 회로(1300)에서의 이들의 선택사항적 포함을 나타내기 위해 생략된다. 이 경우, 공진 주파수는, 부분적으로는 격리된 공진 회로(1300)에서의 권선수에 기초하여 결정된다. 도 71에 도시된 또 다른 변형에서, 격리된 공진 회로(1300)는 자기 차폐 물질(1342)의 코팅 위에 인쇄되는데, 그것 또한 인쇄 방법에 의해 인쇄될 수 있다. 이 옵션은 개선된 유도성 결합이 필요한 경우, 예를 들어, 2차 회로가 금속 패키지에 적용되는 경우에 도움이 되는 것으로 입증되었다.
인쇄된 2차 회로(1300)는 도 68에서 3개의 격리된 공진 회로(1316)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 인쇄된 보조 회로(1300)는 그 대신에 단일 2차 코일에 전기적으로 접속된 복수의 저항을 갖는 단일 저항 어레이 회로를 포함할 수 있다. 저항들은 2차 코일에 관하여 병렬로 또는 직렬로 접속될 수 있으며, 실질적으로 상기에서 개시된 바와 같이 저항 어레이에 선택적으로 추가되거나 이로부터 제거될 수 있다. 인쇄된 2차 회로(1300)로의 저항의 선택적 추가나 제거에 의해, 인쇄된 2차 회로(1300)의 유도성 식별 프로파일이 선택적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 회로(1300)로부터 병렬 저항들이 제거되면, 유도성 식별 프로파일, 특히 그 진폭이 변경되어 전체 임피던스의 변화를 반영한다. 인쇄된 2차 회로(1300)는 또한, 초기 저항을 갖는 초기 유도성 식별 프로파일을 가질 수 있다. 저항들(또는 기타의 임피던스 소자들)이 인쇄된 2차 회로(1300)에 사실상 추가되거나 이로부터 제거되면, 유도성 식별 프로파일이 변경되어 선택사항으로서 전력 요구, 제품량, 또는 인쇄된 2차 회로(1300)에 의해 수동으로 운반되는 기타의 정보를 정의할 수 있다.
상기 도 66 내지 도 71과 연계하여 설명된 실시예들에서, 격리된 공진 회로들은 패키지 기판 상에 도전성 잉크를 인쇄함으로써 구성될 수 있다. 복수의 층들이 희망되는 경우에는, 이 층들은, 인접한 인쇄된 회로들 사이에 비도전성 잉크층을 인쇄함으로써 서로 격리될 수 있다. 도 72에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제1 도전성 회로(1394)는 외부 라벨(1304)과 패키징 기판(1390)의 일부 사이에 위치한다. 제2 도전성 회로(1396)는, 패키징 기판(1390)에 의해 제1 도전성 회로(1394)로부터 이격된 패키지 용기 내에 위치한다. 대안으로서 도 73에 도시된 바와 같이, 2개층 회로(1306)는 제품 패키징(1390)의 외부 상에 제1 인쇄된 2차 회로(1394)를, 제품 패키징(1390)의 내부 상에 제2 인쇄된 2차 회로(1396)를 포함할 수 있다. 절연 잉크층들(1302)은, 제1 및 제2 인쇄된 2차 회로(1394, 1396) 위에 이격되어 배치될 수 있다. 도전성 회로(1394, 1396)는 또한, 가용 회로 토폴로지를 증가시키기 위해 도 68과 연계하여 전술된 바와 같이 절단 회로 탭(1306)을 포함할 수 있다. 각각의 인쇄된 2차 회로(1300)는 또한, 제조자에 의해 설정된 미리 결정된 유도성 식별 프로파일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄된 2차 회로(1300)는, 예를 들어, 의도한 수신자의 신원에 대응하는 유도성 식별 프로파일을 포함하도록 레이저 튜닝될 수 있다. 또한 예로서, 인쇄된 2차 회로(1300)는, 선택사항으로서는 제조자, 소매업자 및/또는 최종 사용자에 의해, 하나 이상의 스위치 및/또는 앞서 언급한 격리된 공진 회로의 조작에 의해 나중에 변화될 수 있는 단일의 유도성 식별 프로파일을 포함하도록 레이저 튜닝될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 인쇄된 제품 개수 센서가 도 74에 도시되어 있으며 개괄적으로 1400으로 지정되어 있다. 제품 개수 센서(1400)는 2차 코일(1402)과 인쇄된 기판(1404)을 포함한다. 기판(1404)은, 판지, 플라스틱, 합성물, 또는 기타 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 제품 개수 센서(1400)는 또한, 닫힌 전기 회로를 형성하기 위해 2차 코일(1402)에 전기적으로 접속된 하나 이상의 도전체(1406)를 포함할 수 있다. 도전체(1406)는 기판(1404) 상에 인쇄되거나 접착제를 이용하여 접착되거나, 또는 기타 임의의 적절한 기술에 따라 기판(1404)에 기타의 방식으로 고정될 수 있다. 도전체(1406)는, 기판(1404)의 아래쪽 부분이 기판(1404)의 위쪽 부분에 관하여 길이 방향으로 접힐 때 제품 홀(1410)과 정렬하는 기판(1404) 내의 천공된 구획(1408)을 가로질러 연장될 수 있다. 저항성 소자(1412)와 용량성 소자(1414)는 또한, 천공된 구획(1408) 위에 위치할 수 있다. 절연체(1416)는, 도전체(1406), 저항성 소자(1412), 및 용량성 소자(1414)까지 연장될 수 있다. 제품 개수 센서(1400)는 그 제조 동안에 제품 용기와 함께 형성되거나, 제조 후에 제품 용기에 부착될 수 있다.
제품 개수 센서(1400)는, 도전체(1406), 저항성 소자(1412), 및 용량성 소자(1414)가 대체로 온전할 때 초기 임피던스를 가질 수 있다. 천공된 구획(1408)이, 위에 놓인 도전체(1406), 저항성 소자(1412) 또는 용량성 소자(1414)와 함께 제거되면, 제품 개수 센서(1400)의 임피던스가 변할 수 있다. 이러한 임피던스 변화는 근처의 유도성 판독기에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 천공된 구획(1408)의 제거는 제품 디스플레이 스탠드로부터의 물품의 제거에 대응할 수 있다. 제품이 제거되면, 유도성 판독기는 반사 임피던스의 변화를 모니터링하고, 메모리에 저장된 룩업 테이블을 참조하여 그 변화를 소정 제품의 제거와 상관시킨다. 제품량, 제품 타입, 및 고유 유도성 판독기 식별자는, 실질적으로 전술된 바와 같이, 중앙 허브(168)에, 그리고 네트워크 서버(174)에 송신될 수 있다. 따라서, 인쇄된 제품 개수 센서(1400)는 표준의 인쇄된 회로와 연관된 이격 및 기타의 제한을 극복하면서 조밀한 패키징 구성을 허용할 수 있다. 대안으로서, 소매업자에 의한 선택된 천공된 구획(1408)의 제거는 패키지의 예상 만료일을 나타낼 수 있다. 선택사항으로서 구리가 아니라 도전성 잉크를 이용함으로써, 그리고 선택사항으로서 얇은 절연층에 의해 분리된 빽빽히 포개진 권선을 이용함으로써, 비용 효율적인 방식으로 원하는 밀도와 개수의 층들이 달성될 수 있다. 다중 코일, 다중 권선층, 및 다중 전기 회로들이 용이하게 적층될 수 있거나, 개선된 전력 처리를 위해 전기적으로 병렬 접속될 수 있다. 이들 컴포넌트들은 원하는 두께 및 밀도에 따라 하나 이상의 층들에서 강자성 차폐 물질 상에 직접 인쇄될 수 있다.
상기 설명은 본 발명의 현 실시예에 대한 것이다. 균등론(doctrine of equivalent)을 포함하는 특허법의 원칙에 따라 해석되어야 하는 첨부된 청구항들에 정의된 본 발명의 사상과 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 단수형, 예를 들어, 관사 "한", "하나", "그 하나", 또는 "상기"를 이용한 요소에 대한 임의의 참조는 그 요소를 단수형으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (67)

  1. 유도성 판독기와 함께 사용하기 위한 제품 식별 장치로서,
    제품용 POS(point of sale) 저장 장치;
    저장 장치에 의해 지지되고, 서로 전기적으로 격리되고 공진 주파수를 각각 형성하는 복수의 격리된 공진 회로를 포함하는 제품 식별 회로 - 복수의 격리된 공진 회로 각각은 유도성 소자 및 유도성 소자를 적어도 부분적으로 둘러싸는 차폐 소자를 포함하고, 제품 식별 회로가 복수의 격리된 공진 회로 각각의 공진 주파수 및 복수의 격리된 공진 회로 각각의 차폐 소자에 기초하여 변경되는 반사 임피던스를 포함하여, 제품은 반사 임피던스에 기초하여 POS에서 원격으로 식별될 수 있음 -; 및
    POS 저장 장치에 의해 지지되는 전기 부하에 전기적으로 연결되고, 유도성 판독기로부터 전력을 수신하여 전기 부하에 전송하도록 구성된 2차 코일
    을 포함하는, 제품 식별 장치.
  2. 제1항에 있어서, 저장 장치는 저장 공간을 정의하는 위쪽으로 연장되는 측벽 및 베이스를 포함하는 용기를 포함하는, 제품 식별 장치.
  3. 제1항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로 각각은 복수의 공진 주파수 중에서 격리된 공진 회로 각각에 대응하는 공진 주파수를 변화시키는 스위치를 포함하는, 제품 식별 장치.
  4. 제3항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로 각각은 저항성 소자에 전기적으로 연결된 유도성 소자를 포함하고, 저항성 소자에 전기적으로 연결된 스위치는 단락된 경로를 형성하도록 동작할 수 있는, 제품 식별 장치.
  5. 제1항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로 각각은 정류 다이오드를 포함하는, 제품 식별 장치.
  6. 제5항에 있어서, 정류 다이오드는 발광 다이오드를 포함하는, 제품 식별 장치.
  7. 제1항에 있어서, 부하는 발광 다이오드, e-잉크 디스플레이, 전계발광 디스플레이 및 액정 디스플레이 중 하나를 포함하는, 제품 식별 장치.
  8. 제1항에 있어서, 지지 장치가 베이스 및 베이스 위쪽으로 연장되는 전방 측벽을 포함하고, 부하는 지지 장치의 전방 측벽에 의해 지지되는, 제품 식별 장치.
  9. 제1항에 있어서, 부하는 정전 스피커를 포함하는, 제품 식별 장치.
  10. 제1항에 있어서, 부하는 재충전가능한 배터리를 포함하는, 제품 식별 장치.
  11. 제1항에 있어서, 부하는 히터 소자를 포함하는, 제품 식별 장치.
  12. 제1항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로는 적어도 부분적으로 서로 중첩 정렬되어 배치되는, 제품 식별 장치.
  13. 제1항에 있어서, 각각의 차폐 소자는 대응하는 유도성 소자를 상이하게 둘러싸는, 제품 식별 장치.
  14. 제품 식별 시스템으로서,
    1차 탱크 회로를 포함하는 유도성 판독기
    를 포함하고,
    유도성 판독기는 전자기장을 생성하도록 그리고 전자기장에 응답하여 생성된 제품 식별 회로의 반사 임피던스에 기초하여 POS(point of sale)에서의 제품의 아이덴티티(identity)를 판정하도록 구성되고, 제품 식별 회로는 복수의 격리된 공진 회로를 포함하고, 격리된 공진 회로 각각은 서로 전기적으로 격리되어 있고 공진 주파수를 형성하는 유도성 소자 및 유도성 소자를 적어도 부분적으로 둘러싸는 차폐 소자를 포함하고, 복수의 격리된 공진 회로는 제품용 저장 장치상에 포함되고, 저장 장치는 전기 부하에 전기적으로 연결되고 POS에서의 유도성 판독기로부터 전력을 수신하여 전기 부하에 전송하도록 구성된 2차 코일을 포함하는, 제품 식별 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 유도성 판독기는 제1 유도성 판독기이고, 상기 시스템이 제2 유도성 판독기를 더 포함하는, 제품 식별 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 제1 및 제2 유도성 판독기는 제1 및 제2 유도성 판독기로부터 원격에 있는 허브에 제품의 아이덴티티를 송신하도록 구성된, 제품 식별 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 허브는 식별된 제품의 재고 정보를 모으도록 동작할 수 있는, 제품 식별 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 허브는 식별된 제품의 재고 정보에 기초하여 레시피를 생성하도록 동작할 수 있는, 제품 식별 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 허브는 식별된 제품의 재고 정보에 기초하여 쇼핑 리스트를 생성하도록 동작할 수 있는, 제품 식별 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 허브는 각각의 식별된 제품을 식별된 제품 각각의 특성과 연관시키도록 동작할 수 있는, 제품 식별 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 각각의 식별된 제품은 식료품이고, 식별된 제품 각각의 특성은 각각의 식별된 식료품의 영양 성분인, 제품 식별 시스템.
  22. 제15항에 있어서, 제1 및 제2 유도성 판독기는 주방, 식료품 저장실, 욕실 및 세탁실 중 하나에 위치하는, 제품 식별 시스템.
  23. 제14항에 있어서, 유도성 판독기는 1차 탱크 회로에 전기적으로 접속된 구동기를 포함하고, 구동기는 1차 탱크 회로에서 복수의 격리된 공진 회로의 공진 주파수의 함수로서 선택된 주파수를 갖는 시변 전류를 생성하도록 구성된, 제품 식별 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 1차 탱크 회로에서의 시변 전류는 부하에 전력을 공급하기 위한 2차 코일에 전류를 유도하는, 제품 식별 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 부하는 히터 소자, 배터리, 정전 스피커, LCD 디스플레이, LED, e-잉크 디스플레이 및 전계발광 장치 중 하나를 포함하는, 제품 식별 시스템.
  26. 제14항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로 각각은 복수의 공진 주파수 중에서 대응하는 격리된 공진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 스위치를 포함하는, 제품 식별 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로 각각은 유도성 소자 및 병렬 저항성 부하를 포함하고, 병렬 저항성 부하와 전기적으로 병렬로 연결된 스위치는 단락된 경로를 형성하도록 동작할 수 있는, 제품 식별 시스템.
  28. 제14항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로 각각은 비도전성 기판상에 인쇄되는, 제품 식별 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 기판은 천공을 포함하고, 복수의 공진 회로 각각은 천공을 가로질러 연장되는, 제품 식별 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 천공을 포함하는 기판의 일부의 기판으로부터의 제거는 복수의 공진 회로 중 적어도 하나의 공진 주파수를 변화시키는, 제품 식별 시스템.
  31. 제29항에 있어서, 복수의 공진 회로 각각은 임피던스 소자 및 전류 경로를 포함하고, 천공을 포함하는 기판의 일부의 기판으로부터의 제거는 임피던스 소자를 통해 전류 경로를 변경하는, 제품 식별 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 절단 탭(tear tab)은 천공을 포함하는 기판의 일부에 형성되고, 절단 탭은 임피던스 소자에 전기적으로 연결되고 단락된 경로를 형성하는 도전성 트레이스를 포함하는, 제품 식별 시스템.
  33. 제31항에 있어서, 임피던스 소자는 저항기, 커패시터 및 인덕터 중 하나인, 제품 식별 시스템.
  34. 제14항에 있어서, 유도성 판독기는 제어기를 포함하고, 제어기는 복수의 격리된 공진 회로 각각의 공진 주파수에 대응하는 빈(bin)에 소수를 할당하도록 구성된, 제품 식별 시스템.
  35. 제34항에 있어서, 제어기는 복수의 격리된 공진 회로 각각의 공진 주파수에 대응하는 빈에 정수를 할당하도록 추가로 구성된, 제품 식별 시스템.
  36. 제34항에 있어서, 제어기는 제품에 고유 식별자를 할당하도록 추가로 구성되고, 고유 식별자는 각각의 공진 주파수에 대응하는 정수로 거듭제곱된 각각의 소수의 곱에 기초하여 결정되는, 제품 식별 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 고유 식별자는 소인수 분해를 정의하는, 제품 식별 시스템.
  38. POS(point of sale)에서 유도성 판독기와 함께 사용하기 위한 제품 식별 장치를 형성하기 위한 방법으로서,
    장치 식별자와 연관된 POS 저장 장치를 제공하는 단계;
    공진 주파수를 형성하는 유도성 소자 및 유도성 소자를 적어도 부분적으로 둘러싸는 차폐 소자를 각각 포함하는 복수의 격리된 공진 회로에 기초하여 변경되는 반사 임피던스를 포함하는 수동 식별 회로를 제공하는 단계 - 복수의 격리된 공진 회로는 서로 전기적으로 격리되고, 장치 식별자는 수동 식별 회로의 반사 임피던스에 기초함 -;
    2차 코일에 연결된 전기 부하를 제공하는 단계 - 2차 코일은 전기 부하에 전력을 공급하기 위하여 유도성 판독기로부터 전력을 수신하도록 구성됨 -; 및
    제품 식별 회로, 2차 코일 및 전기 부하를 저장 장치에 결합하는 단계
    를 포함하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  39. 제38항에 있어서, 저장 장치에서 베이스 및 측벽을 정의하는 단계를 더 포함하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  40. 제38항에 있어서, 수동 식별 회로를 제공하는 단계는 비도전성 기판상에 복수의 격리된 공진 회로를 인쇄하는 단계를 포함하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  41. 제40항에 있어서, 비도전성 기판의 적어도 일부를 천공하여 복수의 절단 탭을 정의하는 단계를 더 포함하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  42. 제38항에 있어서, 히터 소자를 지지 장치에 결합하는 단계를 더 포함하고, 히터 소자는 시변 전자기장에 응답하여 동작하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  43. 제42항에 있어서, 히터 소자는 강자성 재료를 포함하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  44. 제38항에 있어서, 유도성 소자는 용량성 소자에 전기적으로 연결된, 제품 식별 장치 형성 방법.
  45. 제38항에 있어서, 복수의 격리된 공진 회로는 다른 공진 주파수를 형성하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  46. 제38항에 있어서, 장치 식별자는 소인수 분해를 정의하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  47. 제38항에 있어서, 제품 식별 회로를 저장 장치에 결합하는 단계는 저장 장치상에 복수의 격리된 공진 회로를 인쇄하는 단계를 포함하는, 제품 식별 장치 형성 방법.
  48. POS(point of sale)에 유도성 전원을 제공하는 단계 - 유도성 전원은 시변 전자기장을 생성하도록 구성된 1차 코일을 포함함 -;
    POS에 패키지를 제공하는 단계 - 패키지는 2차 코일 및 발광 부하를 포함하는 복수의 공진 회로를 포함하고, 복수의 공진 회로 각각은 상이한 공진 주파수를 가짐 -; 및
    복수의 공진 회로의 서로 다른 적어도 두 공진 주파수에 대응하는 복수의 서로 다른 동작 주파수로 1차 코일을 선택적으로 구동하는 단계를 포함하고,
    복수의 공진 회로 중 제1 공진 회로의 발광 부하는 제1 공진 회로의 공진 주파수에 대응하는 동작 주파수로 구동되는 1차 코일에 응답하여 발광하며,
    복수의 공진 회로 중 제2 공진 회로의 발광 부하는 제2 공진 회로의 공진 주파수에 대응하는 동작 주파수로 구동되는 1차 코일에 응답하여 발광하는, 방법.
  49. 제48항에 있어서, 패키지에 근접한 움직임을 모니터링하는 단계 및 검출되는 움직임에 응답하여 복수의 동작 주파수로 1차 코일을 구동하는 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  50. 제48항에 있어서, 복수의 공진 회로는 미리 선택된 커패시턴스를 갖는 직렬 공진 커패시터를 포함하고, 복수의 공진 회로 각각의 공진 주파수는 복수의 공진 회로 각각에 포함되는 직렬 공진 커패시터의 미리 선택된 커패시턴스에 기초하는, 방법.
  51. 제48항에 있어서, 발광 부하는 발광 다이오드, e-잉크 디스플레이, 전계발광 디스플레이, 또는 액정 디스플레이를 포함하는, 방법.
  52. 제48항에 있어서, 발광 부하는 발광 다이오드이고, 발광 다이오드는 공진 회로에 유도된 교류를 정류하는, 방법.
  53. 제48항에 있어서, 2차 코일은 인쇄된 트레이스 권선을 포함하는, 방법.
  54. POS(point of sale)에 있는 패키지 - 패키지는 2차 코일 및 발광 출력을 갖는 발광 부하를 포함하는 복수의 공진 회로를 포함하고, 복수의 공진 회로 각각은 상이한 공진 주파수를 가짐 -; 및
    POS에 있는 유도성 전원 - 유도성 전원은 시변 전자기장을 생성하도록 구성되는 1차 코일을 포함하고, 1차 코일이 복수의 공진 회로의 서로 다른 적어도 두 공진 주파수에 대응하는 복수의 서로 다른 동작 주파수에서 선택적으로 동작할 수 있어, 1차 코일은 하나 또는 그 이상의 복수의 공진 회로에 선택적으로 유도성으로 연결되는 경우 제품 패키지가 POS에 있는 동안 하나 또는 그 이상의 복수의 공진 회로의 발광 부하의 발광 출력을 제어함 -
    을 포함하는, 시스템.
  55. 제54항에 있어서, 패키지에 근접한 움직임을 검출하는 움직임 센서를 더 포함하고, 유도성 전원은 검출된 움직임에 응답하여 발광 부하의 발광 출력을 제어하도록 동작할 수 있는, 시스템.
  56. 제54항에 있어서, 복수의 공진 회로 각각에 대하여 2차 코일과 발광 부하 사이에 직렬로 전기적으로 접속된 커패시터를 더 포함하는, 시스템.
  57. 제54항에 있어서, 발광 부하는 발광 다이오드, e-잉크 디스플레이, 전계발광 디스플레이, 또는 액정 디스플레이를 포함하는, 시스템.
  58. 제54항에 있어서, 발광 부하는 발광 다이오드이고, 발광 다이오드는 공진 회로에 유도된 교류를 정류하는, 시스템.
  59. 제54항에 있어서, 2차 코일은 인쇄된 트레이스 권선을 포함하는, 시스템.
  60. 제품 패키지로서,
    서로 전기적으로 격리되어 있는 복수의 공진 회로 - 복수의 공진 회로 각각은 2차 코일, 식별 공진 커패시터 및 발광 부하를 포함하고, 복수의 공진 회로 각각은 상이한 공진 주파수를 가짐 -
    를 포함하고,
    복수의 공진 회로 중 제1 공진 회로가 제1 공진 회로의 공진 주파수에 대응하는 제1 동작 주파수에서 시변 전류로 구동되는 1차 코일에 전기적으로 연결되는 경우 발광 출력을 제공하여, 그리고
    복수의 공진 회로 중 제2 공진 회로가 제2 공진 회로의 공진 주파수에 대응하는 제2 동작 주파수에서 시변 전류로 구동되는 1차 코일에 전기적으로 연결되는 경우 발광 출력을 제공하여,
    제품 패키지의 발광 출력은 POS(point of sale)에 있는 1차 코일의 선택적인 동작에 의해 제1 또는 제2 동작 주파수로 제어되는, 제품 패키지.
  61. 제60항에 있어서, 발광 부하는 발광 다이오드를 포함하는, 제품 패키지.
  62. 제61항에 있어서, 복수의 공진 회로 각각에 포함되는 발광 다이오드는 복수의 공진 회로 각각에 유도된 교류를 정류하는, 제품 패키지.
  63. 제60항에 있어서, 발광 부하는 e-잉크 디스플레이를 포함하는, 제품 패키지.
  64. 제60항에 있어서, 발광 부하는 전계발광 디스플레이를 포함하는, 제품 패키지.
  65. 제60항에 있어서, 발광 부하는 액정 디스플레이를 포함하는, 제품 패키지.
  66. 제60항에 있어서, 2차 코일은 인쇄된 트레이스 권선을 포함하는, 제품 패키지.
  67. 제60항에 있어서, 복수의 발광 부하는 POS 외부에서 볼 수 있는, 제품 패키지.
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