KR20130137150A

KR20130137150A - 통합된 ｅａｓ 및 에너지 하베스팅 자기 엘리먼트를 갖는 보안 태그

Info

Publication number: KR20130137150A
Application number: KR1020137006046A
Authority: KR
Inventors: 리차드 엘. 코플랜드; 에드워드 데이
Original assignee: 센소매틱 일렉트로닉스, 엘엘씨
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-12-16
Also published as: KR101819092B1; AU2011289902B2; HK1181910A1; US8648721B2; CA2807925A1; CA2807925C; EP2603906B1; CN103124989B; EP2603906A1; AU2011289902A1; CN103124989A; WO2012021161A1; US20120032803A1; ES2535094T3

Abstract

본 발명은 하나의 태그 내에 EAS 및 배터리 재충전 특성들 모두를 제공하기 위한 EAS 보안 태그에 관한 것이다. 이 태그는 재충전가능한 배터리 및 자기 코어와 그 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 적어도 하나의 코일 권선을 갖는 안테나를 포함한다. 안테나는 자계 내에 위치될 때 제 1 주파수 또는 제 2 주파수에 대응하는 전압을 공급한다. 이 태그는 또한 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로, 및 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로를 포함하고, 여기서 배터리 재충전 회로는 재충전가능한 배터리를 재충전한다. 태그가 노출되는 자계에 의존하여, EAS 회로가 인에이블되어 이에 따라 EAS 탐지를 가능하게 하거나 또는 에너지 하베스팅 회로가 인에이블되어 이에 따라 재배터리가 재충전되게 한다.

Description

통합된 ＥＡＳ 및 에너지 하베스팅 자기 엘리먼트를 갖는 보안 태그{SECURITY TAG WITH INTEGRATED EAS AND ENERGY HARVESTING MAGNETIC ELEMENT}

본 발명은, 일반적으로 전자식 물품 감시 보안 시스템들(electronic article surveillance security systems)에 관한 것이고, 특히 통합된 에너지 하베스팅 회로(integrated energy harvesting circuit)를 갖는 보안 시스템 태그 및 방법에 관한 것이다.

전자 물품 감시("EAS") 시스템들은 보호 구역으로부터 상품들의 허가받지 않은 이동(unauthorized removal)을 방지하기 위해 소매 상점들 및 다른 장소들에서 흔히 이용된다. 통상적으로, 탐지 시스템(detection system)은 "검색대(interrogation zone)"로 알려진 보호 구역으로부터의 출구 ― 상기 보호 구역은 출구를 가로질러 전자계를 발생시킬 수 있는 하나 또는 둘 이상의 송신기들 및 안테나들("페데스탈들")을 포함함 ― 에 구성된다. 보호될 물품들에는, 이 검색대를 통과할 때, 활성인 경우, 응답 신호를 발생시키는 EAS 마커(marker)가 태그된다. 동일한 또는 다른 "페데스탈"의 안테나 및 수신기는 이러한 응답 신호를 탐지하고 경보(alarm)를 발생시킨다. "경보" 태그들로서 흔히 알려진 특정 EAS 태그들은 실제 태그 디바이스 내에 프로세서 및 가청 경보 트랜스듀서(audible alarm transducer)를 포함한다. 이에 따라, 실제 태그는 EAS 포탈에 의해 검색된(interrogated) 시기를 "인지(know)"하고 트리거될 때 가청 경고(audible alert)를 발한다.

사용되고 있는 특정 유형의 EAS 태그에 상관없이, EAS 태그들은 종종 사용할 태그의 내부 컴포넌트들에 전력을 공급하는 전력 공급기, 예를 들어, 배터리를 포함한다. 사실상, 태그들은 종종 배터리 또는 유사 전력 공급기를 포함하는데, 이 배터리 또는 유사 전력 공급기는 도둑(shoplifter)들 또는 다른 사람들이 태그를 제거하거나 또는 조작하는(tempering) 것을 방지하기 위해 태그 자체 내에 영구적으로 고정된다. 전력 공급기로의 액세스가 불가하도록 태그들은 통상적으로 설계되고 제조된다. 이러한 제거 또는 조작은 그 태그를 실행불가하게 만들며, 이에 따라 보안 조치(security measure)로서의 태그를 무력화시킬 것이다. 실제로, EAS 태그들은 구매시에 물품으로부터 통상적으로 제거되고 후속하여 다음 상품들에 재사용을 위해 보관되지만, 재사용될 태그들의 성능은 영구적으로 부착된 전력 공급기의 수명에 의해 바람직하지 않게 제한될 수 있다. 따라서, 이러한 제한적인 특징은, 오랜 기간 동안 태그를 효과적으로 사용하지 못하게 하며 대신에, 폐기된 태그들이 새로운 전력 공급기를 갖는 태그로 교체되게 하여 이에 따라 상품들을 보호하는 전반적인 비용을 증가시킬 것이다.

몇몇 태그 솔루션들은 에너지 소비를 관리하고 제한하기 위해 웨이크-업 스위치와 같은 에너지 관리 하드웨어를 통합하는 것을 포함한다. 통상적으로, 에너지 관리 하드웨어는, 긴 배터리 수명을 달성하기 위해 태그 전력, 성능 및 기능을 제한하도록 동작한다. 이러한 결과는 바람직하지 않다.

또한, 하나의 솔루션은 태그 내에 매우 큰 전력 공급기를 포함하는 것일 수 있지만, 이러한 솔루션은 수많은 이유들로 바람직하지 않다. 첫째, 더 큰 전력 공급기들, 예를 들어, 배터리들은 더 작은 배터리들과 비교해서 태그에 비용 및 무게를 부가한다. 둘째, 더 큰 배터리는 물리적으로 더 큰 태그 하우징을 의미한다. 태그들이 가능한 한 불필요하게 관심을 끌지 않아야 하기 때문에, 물리적으로 큰 태그를 아이템에 부착하는 것은 잠재적인 아이템 구매자에게 보호된 아이템의 이목끌기(attractiveness)에 부정적으로 영향을 줄 수 있다. 또한, 태그 기능이 증가함에 따라서, 예를 들어, 태그들이 EAS 및 무선 주파수 식별("RFID") 기능 모두를 제공함에 따라서, 태그 하우스 내부에 추가적인 컴포넌트들 및 회로를 포함하는 것에 대한 필요성도 또한 증가한다. 따라서, 태그 하우징 공간 자원들은 큰 전력 공급기를 위해 공간을 단순히 이용하는 것과 대조적으로 추가적인 기능을 제공하는데 더 잘 이용된다.

따라서, 공지된 태그들과 비교하여 태그 크기에서의 현저한 증가를 필요로 하지 않는 방식으로, 영구적으로 부착된 전력 공급기에도 불구하고, 반복적으로 재사용될 수 있는 태그를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명은 단일 보안 태그 내에서 배터리 재충전 특성들과 함께 EAS 및 RFID를 제공하기 위한 방법 및 시스템을 유리하게 제공한다. EAS 보안 태그는, 자기 코어 및 그 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 적어도 하나의 코일 권선을 갖는 안테나 및 재충전가능한 배터리를 포함한다. 안테나는, 내부에 태그가 위치되는 자계에 대응하는 주파수에 의존하여 제 1 주파수 또는 제 2 주파수에 대응하는 전압을 공급한다. 태그는 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로, 및 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로(energy harvesting circuit)를 포함하고, 여기서 에너지 하베스팅 회로는 재충전가능한 배터리를 재충전한다. 태그가 노출되는 자계에 의존하여, EAS 회로가 인에이블되어 이에 따라 EAS 탐지를 가능하게 하거나 또는 에너지 하베스팅 회로가 인에이블되어 배터리가 재충전되게 한다.

게다가, RFID 태그 안테나에 접속된 배터리 보조 또는 활성 RFID 엘리먼트는, 예를 들어, 보안 태그가 EAS 시스템으로 진입했을 때, I/O 핀들을 통하는 센서 입력들이 경보 메시지를 발생하게 한다. 이 메시지는, 어떤 아이템들이 승인되지 않은 방식으로 상점을 떠났음을 상점 직원에게 경고할 수 있는 RFID 판독기로 브로드캐스팅된다. RFID 엘리먼트는 또한, 배터리 충전이 로우일 때 경보 또는 경고 메시지를 발생시킬 수 있고, 태그가 재충전될 필요가 있다는 것을 상점 직원에게 알려준다.

본 발명의 일 양상에서, 보안 태그가 제공된다. 태그는 재충전가능한 배터리, 자기 코어 및 자기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 적어도 하나의 코일 권선을 포함하는 자기 엘리먼트 ― 자기 엘리먼트는 제 1 주파수 및 제 2 주파수의 공급된 자계들에 대응하는 전압을 공급함 ―, 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로, 및 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로 ― 에너지 하베스팅 회로는 제 2 주파수 전압을 재충전가능한 배터리에 대한 배터리 전압 신호로 변환함 ― 를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 보안 태그들이 제공된다. 보안 태그는 재충전가능한 배터리, 및 제 1 주파수 및 제 2 주파수의 공급된 자계들에 대응하는 전압을 공급하도록 구성된 자기 엘리먼트를 포함한다. 자기 엘리먼트는 자기 코어, 자기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 제 1 코일 권선 ― 제 1 권선은 제 1 주파수에 대응함 ―, 및 자기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 제 2 코일 권선 ― 제 2 권선은 제 2 주파수에 대응함 ― 을 포함한다. 또한, 태그는 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로, 및 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로를 포함하고, 여기서 에너지 하베스팅 회로는 제 2 주파수 전압을 재충전가능한 배터리에 대한 배터리 재충전 신호로 변환한다.

본 발명의 또 다른 양상에서, 보안 태그 내에 EAS 및 배터리 재충전 성능들을 통합시키기 위한 방법이 제공된다. 보안 태그는 자기 코어 및 그 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 적어도 하나의 코일 권선을 갖는 자기 엘리먼트 ― 자기 엘리먼트는 제 1 주파수 및 제 2 주파수의 공급된 자계들에 대응하는 전압을 공급함 ― 를 포함한다. 이 방법은, 자기 엘리먼트가 제 1 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될 때 EAS 모드를 인에이블하는 단계, 및 자기 엘리먼트가 제 2 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될 때 에너지 하베스팅 모드를 인에이블하는 단계를 포함한다.

본 발명의 더욱 완전한 이해, 및 그에 수반되는 이점들 및 특성들이 첨부된 도면들과 관련하여 고려될 때 이하의 상세한 설명에 대한 참조에 의해 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따라서 구성된 EAS 태그 및 EAS 재충전 스테이션을 포함하는 예시적인 EAS 시스템의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 특성들을 포함하는 EAS 태그의 컴포넌트들을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 원리들에 따라서 구성된 예시적인 EAS 태그의 사시도이다.
도 4는 EAS 경보 회로 및 에너지 하베스팅 회로를 포함하는, 본 발명에 따라서 구성된 EAS 태그의 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 대안 실시예의 개략적인 도면이다.

본 발명에 따른 예시적인 실시예들을 상세하게 설명하기 전에, EAS 탐지 신호와, EAS 내부 경보 신호의 기능, 및 에너지 하베스팅 기능을 EAS 태그 내의 하나의 엘리먼트로 통합시키기 위한 시스템 및 방법을 구현하는 것에 관련된 장치 컴포넌트들 및 프로세싱 단계들의 조합으로 실시예들이 주로 존재한다는 것에 유의해야 한다.

이에 따라, 도면들에서 통상적인 심볼들에 의해 적절한 곳에 시스템 및 방법 컴포넌트들이 나타내지며, 이 도면들은 본 설명의 이점을 갖는 당업자에게 용이하게 명백할 세부사항들을 갖는 본 개시물을 모호하게 하지 않기 위해 본 발명의 실시예들을 이해하는데 적절한 그러한 특정 세부사항들만을 도시한다.

본 명세서에 이용된 바와 같이, 관계적 용어들, 예를 들어, "제 1" 및 "제 2", "상부" 및 "하부" 등은 이러한 엔티티들 또는 엘리먼트들 사이에서 임의의 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 필수적으로 요청하거나 또는 함축하지 않고 하나의 엔티티 또는 엘리먼트를 다른 엔티티 또는 엘리먼트와 구별하기 위해 단독으로 이용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 서로 다른 모드들인 EAS 모드, 에너지 하베스팅 모드 및 RFID 모드를 갖는 자기 엘리먼트를 포함하는 보안 태그를 유리하게 제공한다. EAS 모드에 있는 경우, EAS 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 태그 내의 회로는 검색대 내의 EAS 페데스탈에 의해 태그가 검색되고, 시스템 경보 및 태그 경보를 발생하게 한다. 태그 경보는 RFID 판독기에 브로드캐스팅하는 RFID 엘리먼트로부터 피에조 스피커 및 무선 경보와 같은 사운드 디바이스를 포함할 수 있다. 에너지 하베스팅 모드에 있는 경우, 태그는 배터리 재충전 스테이션에 근접하게 위치될 때 재충전될 수 있다.

이하, 유사 참조 표시자들이 유사 엘리먼트들을 지칭하는 도면 도들을 참조하면, 도 1에는 본 발명의 실시예에 따라서 EAS 보안 태그(10)를 포함하는 EAS 시스템(8)의 예시적인 구성이 도시된다. 도 1에서, 보안 태그(10)는 아이템(12)에 부착되고 EAS 태그 검색대를 형성하는 페데스탈들(14a 및 14b)("페데스탈들 14"로서 통칭됨)과 같은 2개의 전자 탐지 유닛들에 근접하여 위치된다. 전자 탐지 유닛들은 스탠딩 페데스탈들(14)의 형태일 필요는 없으며, 바닥 아래에 매립되거나, 벽들에 장착되거나, 또는 천정에 걸려있을 수 있다. 태그(10) 및 페데스탈들(14)에 더해, EAS 시스템(8)은 또한 태그 분리기 또는 태그 비활성화기(미도시)를 포함한다. 페데스탈들(14)은 대개, 상점들 또는 사무실 빌딩들의 입구들 및 출구들과 같은, 높은 트래픽 영역들에 위치된다. 태그(10)는 보호하려는 상품 또는 다른 아이템들(12)에 부착되거나 또는 이들에 임베딩되도록 특별히 설계된다. 활성 태그(10)가, 비활성화되지 않고 태그 탐지 영역을 통과할 때, 예를 들어, 도난(shoplifting) 시나리오 동안, EAS 시스템(8)은 경보를 울리고, 라이트가 활성화되고 그리고/또는 여러 다른 적절한 경고 디바이스들이 활성화되어 지정된 영역으로부터 태그(10)의 이동을 나타낸다.

또한, EAS 시스템(8)은 태그 배터리 재충전 유닛(16)을 포함한다. 태그(10)는, 배터리 재충전 영역(16)에 근접하여 위치될 때, 예를 들어, 수 개월 동안과 같은 주어진 시간 기간 동안 태그(10)가 동작하게 하도록 배터리를 재충전하는 재충전가능한 배터리를 포함한다. 이하 설명된 바와 같이, 태그(10)는 상이한 모드들로 동작할 수 있는 자기 엘리먼트를 유리하게 포함한다. 제 1 모드는 태그(10)가 EAS 시스템의 전자 탐지 유닛들에 의해 탐지되게 하고 또한 EAS 경보 메시지를 RFID 판독기에 브로드캐스팅하는 EAS 모드이다. 제 2 모드는 태그(10)의 배터리가 배터리 재충전 유닛(16)에 근접하게 놓일 때 재충전되게 하는 에너지 하베스팅 모드이다. 제 3 모드는, RFID 판독기를 이용함으로써, 태그된 아이템 RFID 엘리먼트가 판독되거나 또는 기록될 수 있는 RFID 모드이다.

도 2는 예시적인 보안 태그(10) 및 그 내부에 포함된 전기 컴포넌트들의 블록도이다. 일 실시예에서, 태그(10)는 EAS 기능, 공통 코어 엘리먼트를 이용하는 에너지 하베스팅 기능, 및 RFID 기능을 수행할 수 있는 자기 엘리먼트(18)를 포함한다. 이러한 구성은 이하 더욱 상세하게 설명된다. 자기 엘리먼트(18)는 특정 어레인지먼트로 한정되지 않고, 예를 들어, 단일 권선이 감긴 페라이트 또는 적층된 자기 재료 코어를 가질 수 있다. 자기 엘리먼트(18)는 2개의 상이한 모드들에서 동작하며, 이 2개의 상이한 모드들 각각은 상이한 주파수에 대응한다. 하나의 주파수는 EAS 탐지 모듈(20)로 표현된 EAS 기능에 대응하고, 다른 주파수는 에너지 하베스팅 모듈(22)로 표현된 에너지 하베스팅 특성에 대응한다. 또한, 특정 태그들(10)은, 태그(10)가 EAS 탐지 유닛(14)에 의해 검색될 때, 태그(10)가 청각적, 시각적 또는 촉각적 경고를 발하도록, 프로세서 및 가청 경보 트랜스듀서를 포함하는 경보 회로(24)를 포함한다. 일 실시예에서, 태그(10)는 태그(10)에 의해 발생된 경보 이벤트의 발생을 RFID 판독기에 통지하는 신호를 RFID 판독기에 제공하는 RFID 엘리먼트(26)를 포함한다. RFID 엘리먼트(26)는 또한, 태그(10)가 재충전을 필요로하는지 여부 그리고 시기를 결정하기 위해 태그의 배터리 충전 상태를 RFID 판독기에 통지할 수 있다.

도 3은 본 발명을 활용하는 예시적인 보안 태그(10)의 사시도이다. 태그(10)는 부착 메커니즘(28) 및 복수의 개구들(30)을 포함한다. 부착 메커니즘(28)은, 태그(10)가 대상물, 예를 들어, 의복에 부착가능하게 하는 핀을 갖는 클램프의 형태일 수 있다. 핀은 대상물을 관통하여 삽입되고, 태그의 보디(31)에 로킹된다. 태그(10)가 포스("POS: 판매 시넘 관리 시스템")에 도달했을 때, 태그(10)는, 태그가 부착되어 있는 대상물로부터 제거되고 그리고/또는 비활성화된다. 대상물의 태그(10)가 비활성화되거나 또는 제거되지 않고 대상물이 POS를 지나가면, 태그(10)의 개구들(30) 바로 아래 장착된 내부 스피커를 통해서 경보가 울릴 것이다. 경보가 활성화될 것이며, 사운드는 태그(10)의 개구들(30)을 통해서 울려 퍼질 것이다. 본 발명은 청각적 경보로 제한되지 않으며, 즉, 태그(10)로부터 발광하는 섬광등(strobe light)과 같은 시각적 경보가 또한 이용될 수 있다. 게다가, EAS 경보 메시지가 RFID 엘리먼트로부터 RFID 판독기로 브로드캐스팅될 것이다.

도 4는 본 발명의 일 예시적인 실시예의 개략적인 도면이다. 도 4의 개략도는 태그(10)가 EAS 시스템 환경에서 검색되게 할 뿐만 아니라 배터리 재충전 유닛(16)에 근접하게 놓일 때 태그(10)내의 재충전가능한 배터리가 재충전되게 하는, 태그(10) 내 다양한 전기적 컴포넌트들을 도시한다. 태그(10)는 자기 코어 재료 둘레에 단일 권선을 포함하는 저주파수 안테나로서 작용하는 자기 엘리먼트를 갖는다. 도 4에서, 권선 및 자기 코어는 인덕터(32) 및 저항기(34)로 표현된다. 전압 V1은 자기 코어 권선 양단에서 나타난다. 안테나에 의해 수신된 신호는 2개의 회로들, 즉, EAS 회로 및 에너지 하베스팅 회로를 구동시킨다. 각각의 회로는 특정 주파수에서 공진한다. 예를 들어, EAS 회로는 58kHz의 제 1 주파수(F1)에서 공진할 수 있고, 에너지 하베스팅 회로는 125kHz의 제 2 주파수(F2)에서 공진할 수 있다. 이들 수치들은 단지 예시적이며, 본 발명은 EAS 회로나 에너지 하베스팅 회로에 대해 특정 공진 주파수로 제한되지 않는다.

일 실시예에서, 스위치(36)는 커패시터(38)나 커패시터(40)에 코어 출력 전압 V1을 접속시킨다. 상시 폐회로 위치에서, 스위치(36)는 핀들(1 및 2)을 접속하여, 인덕터(32), 저항기(34) 및 커패시터(38)를 포함하는 EAS 직렬 회로가 폐회로가 된다. 태그(10)가 자계 내에 놓일 때, 안테나(34) 양단에 전압이 유도된다. 이 자계는 자계, 즉, EAS 시스템 또는 배터리 재충전 스테이션에 의해 생성된 자계에 의존하여 특정 주파수를 갖는 전압 V1을 유도할 수 있다. 태그(10)가 배터리 재충전 유닛(16)에 대응하는 주파수 F2를 갖는 자계에 근접하여 놓일 때, 스위치(36)의 콘택들(1 및 3)은 서로 단락되며, 커패시터(40)를 포함하는 다른 회로는 에너지 하베스팅 회로(42)를 인에이블한다. 에너지 하베스팅 회로(42)는 본 상세한 설명을 통해서 용어 "배터리 재충전 회로"로 상호교환가능하게 지칭된다. 일 실시예에서, 태그가 에너지 하베스팅 필드에 존재하지 않는 한 EAS 회로는 인에이블된다는 것을 유의해야 한다.

앞서 설명된 바와 같은 일 실시예에서, 스위치(36)의 콘택들(1 및 2)은 디폴트로 서로 단락되어, EAS 회로를 인에이블하고 태그(10)가 EAS 모드에 있게 한다. EAS 모드에 있을 때, 태그(10)는 태그가 EAS 검색대를 통과할 때 응답 또는 경보 신호를 발생시킬 수 있다. 태그(10)가 EAS 시스템에 대응하는 자계 내에 존재할 때, 전압 V1이 발생되어 주파수 탐지 회로(44)에 공급된다. 주파수 탐지 회로(44)가 전압 V1 신호와 관련된 주파수를 결정하고, 예를 들어, 대역통과 필터들 및 비교기들을 이용할 수 있다. 주파수가 EAS 모드, 즉 주파수 F1에 대응하는 것으로 주파수 탐지 회로(44)가 결정하는 경우, 주파수 탐지 회로(44)는 EAS 경보 인에이블 신호(46)를 생성할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 태그(10)가 EAS 시스템의 페데스탈들(14) 근처의 위치에 놓일 때, 태그(10)의 자기 엘리먼트는, 주파수 탐지 회로(44)가 EAS 검색 신호(F1)와 관련된 주파수로서 인식하는 주파수로 전압을 발생시킨다. 이 주파수는 EAS 회로의 공진 주파수에 대응한다. 스위치(36)의 콘택들(1 및 2)은 서로 단락된 채로 유지하고, 전압 V1이 미리결정된 레벨에 도달할 때, 주파수 탐지 회로(44)는 EAS 경보 인에이블 신호(46)를 생성한다. 대개 "경보(alarming)" 태그들로서 알려진, 특정 보안 태그들(10)은 실제 태그 디바이스 내에 프로세서 및 가청 경보 트랜스듀서를 포함한다.

따라서, 보안 태그(10)는 보안 태그가 EAS 포털에 의해 검색된 시기를 "인지하고" 트리거될 때 가청 경고를 발한다. 이러한 "경보" 태그들에서, EAS 경보 인에이블 신호(46)는 압전 스피커와 같은 경보 디바이스(50)에 접속되어 있는 EAS 경보 회로(48)를 트리거한다. 경보 회로(48)는, 경보 신호를 발하도록 경보 디바이스(50)를 구동시키는 EAS 경보 활성화 신호(49)를 생성한다. 앞서 언급된 바와 같이, 경보 디바이스(50)는 청각적일 필요는 없으며, 시각적 경보 디바이스, 예를 들어 섬광, 또는 EAS 경보 이벤트가 발생되었음을 제 3 자에게 경고할 수 있는 임의의 다른 유형의 경보일 수 있다. 또한, 간략화를 위해 도 4에 도시되지 않았지만, 전압 Vb가 경보 디바이스(50)를 구동시키기 위해 경보 회로(48)에 제공된다.

태그(10)는, 배터리 재충전 유닛(16)에 근접하게 놓일 때, 태그(10)가 재사용될 수 있게 하기 위해 재충전될 수 있는 전압 Vb을 갖는 재충전가능한 배터리(52)를 포함한다. 태그(10)의 자기 코어가 에너지 하베스팅 회로(42)의 공진 주파수에 대응하는 주파수(F2)에 대응하는 자계 소스 내에 위치, 즉, 배터리 재충전 유닛(16) 근처에 위치될 때, 주파수 탐지 회로(44)는 주파수 F2를 탐지하고 스위치 인에이블 신호(53)를 스위치(36)에 전송한다. 스위치 인에이블 신호(53)의 수신시에, 스위치(36)는 콘택 1과 콘택 2를 연결해제하고 콘택 1과 콘택 3을 연결시켜, 이에 따라 자기 코어를 커패시터(40) 및 에너지 하베스팅 회로(42)에 연결시킨다. 이는 배터리 충전 신호(51)가 배터리(52)에 송신되게 하여 배터리(52)를 충전한다. 유리하게, 본 발명의 일 실시예는 2개의 회로들, 즉, 제 1 주파수에서 공진하는 EAS 회로 및 제 2 주파수에서 공진하는 배터리 재충전 회로(42)를 제공하며, 이 두 회로는 하나의 EAS 태그(10) 내에 모두 제공된다.

일 실시예에서, EAS 경보 인에이블 신호(46)는 EAS 태그(10) 내의 RFID 엘리먼트(54)의 I/O 포트들 중 하나에 송신된다. RFID 엘리먼트(54)는 배터리 보조 또는 활성 칩이나 디바이스일 수 있다. RFID 엘리먼트(54)는 RFID 판독기(55)에 무선 신호 또는 메시지를 송신할 수 있다. RFID 엘리먼트(54)로부터 RFID 판독기(55)로의 신호는, EAS 경보 조건이 태그(10)내에서 발생되었다고 RFID 판독기(55)에 통지한다. 그 신호는 태그(10)에 관한 태그 식별 정보를 포함할 수 있고, 이에 따라 EAS 경보 이벤트가 발생되는 것뿐만 아니라 경보 이벤트가 어떤 태그(10)와 관련되는지를 RFID 판독기(55)에 통지한다. 이는 상점 관리를 위해 특히 유용하여, 어떤 아이템들이 EAS 시스템을 가동시키는지를 즉시 인지하게 한다.

다른 실시예에서, RFID 엘리먼트(54)는 또한 배터리(52)의 충전 상태를 나타내는 신호를 수신한다. 이 신호에 기초하여, RFID 엘리먼트(54)는 재충전가능한 배터리(52)의 전압이 미리결정된 임계값 미만으로 떨어질 때 RFID 판독기(55)에 배터리 저전압 신호를 송신한다. POS 에서, 태그(10)가 그 아이템으로부터 제거될 때, RFID 판독기(55)는 RFID 엘리먼트(54)로부터 배터리 충전 상태를 탐지할 수 있고, 특정 태그가 재충전을 필요로한다는 경고를 송신한다. 낮은 배터리 충전을 갖는 태그(10)가 배터리 재충전 유닛(16)에 근접하여 위치되는 경우(도 1), RFID 엘리먼트(54)는 태그(10)의 ID 코드를 활용함으로써 자신의 태그에 대한 배터리 충전의 상태에 대한 리포트를 계속할 수 있다.

도 5는 본 발명의 대안적인 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 5의 실시예에서, 듀얼 권선이 단일 자기 코어에 이용된다. 제 1 EAS 권선(56)이 인덕터(58) 및 저항기(60)에 의해 도 5에 표현된다. 제 1 EAS 권선(56)은 커패시터(62)와 전기적으로 병렬 관계로 위치되어, 이에 의해 관련 주파수 F1로 튜닝된다. 주파수 F1을 갖는 자계 내에 위치될 때, 전압 V1이 자기 코어에 걸쳐서 나타난다. 주파수 F1에서의 전압 V1의 레벨이 미리결정된 레벨에 도달할 때, EAS 신호 인에이블 회로(64)는 압전 스피커, 섬광등 등과 같은 경보 디바이스(70)를 구동하는 경보 회로(68)를 트리거하는 인에이블 신호(66)를 생성한다. 일 실시예에서, 인에이블 신호(66)는 I/O 포트들 중 하나를 통해서 RFID 칩(72)으로 또한 인가되어, EAS 경보 신호가 원격 RFID 판독기(86)에 전송되게 한다.

제 2 권선(74)은 커패시터(80)와 직렬로 인덕터(76) 및 저항기(78)에 의해 표현되며, 주파수 F2로 튜닝된다. 자기 코어가 주파수 F2로 신호를 송신하는 배터리 재충전 유닛(16) 옆에 위치되고 전압 V2이 미리결정된 레벨에 도달하는 경우, 에너지 하베스팅 회로(82)는 배터리(84)에 전압 Vb로 배터리 재충전 신호(83)를 제공한다. 이 실시예는, 추가적인 권선 레이어를 이용하고 스위치 또는 주파수 탐지 회로를 이용하지 않는다는 것을 제외하고는, 앞서-설명된 실시예와 유사하다.

따라서, 본 발명은 EAS 탐지 신호, RFID 엘리먼트를 이용하여 RFID 판독기에 무선으로 또한 전송될 수 있는 EAS 내부 경보 신호, 및 내부 재충전가능한 배터리를 충전하기 위한 에너지 하베스팅 신호를 제공하기 위해 단일 자기 코어를 이용하는 보안 태그(10)를 유리하게 제공한다. 배터리 지원된 또는 활성 RFID 엘리먼트가 EAS 경보 모드 신호를 생성하고 배터리 충전 상태를 모니터링하기 위해 보안 태그(10) 내에서 이용될 수 있다. 단일 인쇄 회로 기판이 태그(10)내에서 이용되어 EAS 및 RFID 기능들에 이용되는 컴포넌트들 모두를 지원할 수 있다.

본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 실현될 수 있다. 임의의 종류의 컴퓨팅 시스템, 예를 들어, 디지털 신호 프로세서, 게이트 어레이, 마이크로컨트롤러 등, 또는 본 명세서에 설명된 방법들을 수행하기 위해 적응된 다른 장치가 본원에 설명된 기능들을 수행하는데 적합하다.

본 발명의 상황에서 소프트웨어는, 임의의 언어, 코드 또는 표기법의 임의의 표현, 정보 프로세싱 성능을 갖는 시스템으로 하여금, a)또 다른 언어, 코드 또는 표기법으로의 변환; b) 상이한 재료 형태로의 복제 둘 중 하나 또는 모두 이후에 또는 직접 특정 기능을 수행하게 하도록 의도된 일 세트의 명령들의 표현을 의미한다.

또한, 앞선 내용에 대해 반대로 언급되지 않는 한, 첨부된 도면들 전체가 크기조정되어야 하는 것이 아니라는 것에 유의해야 한다. 중요하게, 이 발명은 그 사상 또는 필수적인 속성들로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형태들로 실시될 수 있으며, 이에 따라, 본 발명의 범위를 나타내는 것으로서 전술한 설명보다는 이하의 청구항들에 대한 참조가 이루어져야 한다.

Claims

보안 태그로서,
재충전가능한 배터리(rechargeable battery);
자기 코어 및 상기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 적어도 하나의 코일 권선을 포함하는 자기 엘리먼트 ― 상기 자기 엘리먼트는 제 1 주파수 및 제 2 주파수의 공급된 자계들에 대응하는 전압을 공급함 ―;
상기 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로; 및
상기 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로(energy harvesting circuit)를 포함하고,
상기 에너지 하베스팅 회로는 제 2 주파수 전압을 상기 재충전가능한 배터리에 대한 배터리 전압 신호로 변환하는, 보안 태그.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 엘리먼트와 통신하는 주파수 탐지 회로를 더 포함하고,
상기 주파수 탐지 회로는, 자계 내부에 있을 때 상기 자기 엘리먼트에 의해 생성된 전압이 상기 제 1 주파수 또는 상기 제 2 주파수에 대응하는지 여부를 결정하고,
상기 주파수 탐지 회로는, 상기 자계가 상기 제 1 주파수에 대응하는 경우 EAS 경보 인에이블 신호를 제공하고 상기 자계가 상기 제 2 주파수에 대응하는 경우 스위치 인에이블 신호를 제공하는, 보안 태그.
제 2 항에 있어서,
상기 자기 엘리먼트에 의해 생성된 전압이 상기 제 2 주파수에 대응하는 경우, 상기 에너지 하베스팅 회로는 인에이블되어 상기 배터리 전압 신호를 생성하는, 보안 태그.
제 2 항에 있어서,
스위치를 더 포함하고,
상기 스위치는 상기 주파수 탐지 회로로부터 상기 스위치 인에이블 신호를 수신하고,
상기 스위치는 상기 스위치가 상기 스위치 인에이블 신호를 수신하는 경우 상기 에너지 하베스팅 회로를 인에이블하는, 보안 태그.
제 2 항에 있어서,
상기 주파수 탐지 회로와 통신하는 EAS 경보 회로를 더 포함하고,
상기 EAS 경보 회로는 상기 주파수 탐지 회로로부터 상기 EAS 경보 인에이블 신호를 수신하는, 보안 태그.
제 5 항에 있어서,
경보 디바이스를 더 포함하고,
상기 경보 디바이스는 상기 EAS 경보 회로로부터 EAS 경보 활성화 신호를 수신하고 이에 대한 응답으로 경보를 생성하는, 보안 태그.
제 3 항에 있어서,
RFID 엘리먼트를 더 포함하고,
상기 RFID 엘리먼트는 상기 EAS 경보 인에이블 신호 및 상기 배터리 전압 신호 중 적어도 하나를 수신하는, 보안 태그.
제 7 항에 있어서,
상기 RFID 엘리먼트는 상기 배터리 전압 신호로부터 배터리 충전 상태를 결정하도록 동작가능한, 보안 태그.
제 7 항에 있어서,
상기 RFID 엘리먼트는 RFID 판독기와 전기 통신하고,
상기 RFID 엘리먼트는 상기 재충전가능한 배터리의 전압이 미리결정된 임계값 미만으로 떨어질 때, 상기 RFID 판독기에 배터리 저전압 신호를 송신하는, 보안 태그.
보안 태그로서,
재충전가능한 배터리;
제 1 주파수 및 제 2 주파수의 공급된 자계들에 대응하는 전압을 공급하도록 구성된 자기 엘리먼트;
상기 자기 엘리먼트는:
자기 코어;
상기 자기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 제 1 코일 권선 ― 상기 제 1 권선은 상기 제 1 주파수에 대응함 ―; 및
상기 자기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 제 2 코일 권선 ― 상기 제 2 권선은 상기 제 2 주파수에 대응함 ― 을 포함하고,
상기 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로; 및
상기 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로 ― 상기 에너지 하베스팅 회로는 제 2 주파수 전압을 상기 재충전가능한 배터리에 대한 배터리 전압 신호로 변환함 ― 를 포함하는, 보안 태그.
제 10 항에 있어서,
상기 EAS 회로는 상기 자기 엘리먼트가 상기 제 1 주파수에 대응하는 전압을 공급하는 경우 인에이블되고,
상기 에너지 하베스팅 회로는 상기 자기 엘리먼트가 상기 제 2 주파수에 대응하는 전압을 공급하는 경우 인에이블되는, 보안 태그.
제 10 항에 있어서,
상기 자기 엘리먼트에 의해 공급된 전압이 상기 제 1 주파수에 대응하는 경우, EAS 경보 인에이블 신호가 인에이블되고,
상기 자기 엘리먼트에 의해 공급된 전압이 상기 제 2 주파수에 대응하는 경우, 상기 에너지 하베스팅 회로가 인에이블되어 상기 배터리 전압 신호를 생성하는, 보안 태그.
제 10 항에 있어서,
EAS 경보 신호를 제공하기 위한 EAS 경보 회로를 더 포함하는, 보안 태그.
제 12 항에 있어서,
RFID 엘리먼트를 더 포함하고,
상기 RFID 엘리먼트는 상기 EAS 경보 인에이블 신호 및 상기 배터리 전압 신호 중 적어도 하나를 수신하는, 보안 태그.
제 12 항에 있어서,
상기 RFID 엘리먼트는 상기 배터리 전압 신호로부터 배터리 충전 상태를 결정하도록 동작가능한, 보안 태그.
제 12 항에 있어서,
상기 RFID 엘리먼트는 RFID 판독기와 전기 통신하고,
상기 RFID 엘리먼트는, 상기 재충전가능한 배터리의 전압이 미리결정된 임계값 미만으로 떨어질 때, 상기 RFID 판독기에 배터리 저전압 신호를 송신하는, 보안 태그.
보안 태그 내에 EAS 및 배터리 재충전 성능들을 통합시키기 위한 방법으로서,
상기 보안 태그는 자기 코어 및 상기 코어의 적어도 일부 둘레에 배치된 적어도 하나의 코일 권선을 갖는 자기 엘리먼트를 포함하고,
상기 자기 엘리먼트는 제 1 주파수 및 제 2 주파수의 공급된 자계들에 대응하는 전압을 공급하고,
상기 방법은:
상기 자기 엘리먼트가 제 1 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될 때 EAS 모드를 인에이블하는 단계; 및
상기 자기 엘리먼트가 제 2 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될 때 에너지 하베스팅 모드를 인에이블하는 단계를 포함하는, 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 자기 엘리먼트가 제 1 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될 때 EAS 모드를 인에이블하는 단계는, 상기 제 1 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 EAS 회로를 인에이블하는 단계를 포함하고,
상기 자기 엘리먼트가 제 2 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될 때 에너지 하베스팅 모드를 인에이블하는 단계는, 상기 제 2 주파수에 대응하는 공진 주파수를 갖는 에너지 하베스팅 회로를 인에이블하는 단계를 포함하며,
상기 에너지 하베스팅 회로는 제 2 주파수 전압을 상기 재충전가능한 배터리에 대한 재충전 신호로 변환하는, 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 자기 엘리먼트가 상기 제 1 주파수 또는 상기 제 2 주파수에 대응하는 자계 내에 위치될지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 자계가 상기 제 1 주파수에 대응하는 경우 EAS 경보 인에이블 신호를 생성하는 단계 및 상기 자계가 상기 제 2 주파수에 대응하는 경우 에너지 하베스팅 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 에너지 하베스팅 신호는 EAS 보안 태그 내에 위치된 재충전가능한 배터리를 재충전하기 위한 것인, 방법.