销售点感应系统和方法_5

文档序号:9415170阅读:来源:国知局
产品包装关联的多绕组屏蔽标识电路900的反射阻抗来提供可变电力量。在这个示例中, 电力用于在从销售点陈列拿走物品之前完成可再充电电池。
[0166] 在另一个实施例中,提供一种用于基于无源标识电路的反射阻抗来生成唯一标识 码的方法。适当的标识电路能够包括具有两个或更多谐振频率的任何电路。例如,适当标 识电路能够包括多绕组屏蔽标识电路900。可替换地,适当标识电路能够包括部分I-VI和 VIII中公开的标识电路的任一种标识电路。
[0167] 在产品或产品容器的标识和鉴别中,感应式读取器102能够扫过工作频率范围。 也就是说,感应式读取器102能够以多个工作频率来驱动一次储能电路,同时监测一次储 能电路电压、电流和/或相位。例如,感应式读取器能够扫过从120kHz至300kHz的频率范 围,同时监测一次储能电路电压、电流和/或相位,以便识别标识电路的谐振频率。180kHz 的这个频率范围能够分为η个等距间隔,其中η取决于调谐标识电路的准确程度。例如,η 能够等于3以指示120kHz与300kHz之间的三个60kHz间隔或"区间(bin) "。
[0168] 在本例中,各区间由对应于谐振频率的存在或不存在的二进制值来表示。谐振频 率能够对应于超过阈值、局部电流或电压最大数或其它标准的电流或电压。当感应式读取 器102识别给定区间中的谐振频率时,该区间根据二进制由1来表示。当感应式读取器102 没有识别给定区间中的谐振频率时,该区间根据二进制由〇来表示。对于具有k个隔离谐 振电路(以及至少k个谐振频率)的标识电路,可能的标识码的数量由下式表示:
在这个示例中,标识电路包括两个隔离谐振电路(k = 2),各具有在120kHz与300kHz 之间的三个区间之一(η = 3)中的谐振频率。按照上式,存在三种可能的标识码:110(区 间1和2),101 (区间1和3),以及011 (区间2和3)。这假定没有区间将由两个隔离谐振 电路来占用,并且每个隔离谐振电路将占用至少一个区间。
[0169] 为了使可能的标识码的数量为最大,能够按照下表3来为各区间指配质数。X轴值 (2, 3, 5,…η)表示质数,以及y轴值(1,2, 3,…m)表示区间:
υ?Ν 丄 丄 ο? 乙 4:丄 J 厶吁/〇丄
表3-标识码密钥 如果区间1和2确定为如以上所公开来填充,并且对于3-11-5的密钥,则升到对应区 间整数的各质数的乘积为J1Xll2XSc= 363,其中363表示唯一标识符。没有其它组合产 生这个数字标识符,因为363具有一个唯一的质数分解。这个唯一标识符这时能够指配为 特定产品的标识号。但是,如果区间1和3确定为被填充,并且对于相同密钥,则升到对应 区间的各质数的乘积为J 1XlfXS3= 375,其中375表示唯一标识符。
[0170] 唯一标识符能够通过下式以密钥(3-11-5)的先前知识来分解为对应区间(a,b, c):唯一标识符=3 aXllbX5'具体来说,通过遍及指配给m个区间的各键控质数,数字标 识码363和375能够因子分解到各对应质数分解。因此,能够推导或"逆向恢复"被填充的 那些标识电路区间。另外,能够将附加密钥指配给具有相同填充区间的无源标识电路116, 因而增加可用标识符的数量。例如,填充区间1和2的无源标识电路116能够取得密钥为 5-7-3的唯一标识符640或者密钥为11-2-3的唯一标识符44。与感应式读取器102关联 的控制器12则能够将唯一标识符指配给对应产品,并且将唯一标识符一以及与该产品相 关的可选其它信息一传递给中央集线器168,如上所述。
[0171] 在每个隔离谐振电路仅占用一个区间的情况下,所有可能数字标识码的公式变 成:
其中,η表示可能质数的数量,k表示隔离谐振电路的数量,以及m表示可能区间的数 量。
[0172] 在每个隔离谐振电路占用一个以上区间的情况下,下列五个操作分别提供k = 1 至5的解: m · η
基于上述操作,能够采用给定数量的区间、隔离谐振电路和质数幂来生成大量可能的 组合。例如,对于仅具有用于五个区间的两个线圈的标识电路,存在4100个可能的数字组 合,其中η = 20。可能的数字组合对于η = 30增加到9150,对于η = 40增加到25250,以 及对于η = 100增加到100500。又例如,对于五个线圈(k = 5)、三十个区间(m = 30)以 及三十个质数(η = 30),能够存在3552347286900个可能的唯一产品标识符。虽然描述为 与产品和产品包装的数字标识码相关,但是本实施例的方法能够用于其中期望通过电感耦 合的远程装置标识的大量其它应用。
[0173] 要重申,产品标识系统能够包括用于包含多个隔离谐振电路120、122的产品的储 存装置104以及包含一次储能电路的感应式读取器102,感应式读取器102适合基于隔离谐 振电路120、122的谐振频率来确定产品的身份。感应式读取器102能够包括控制器112,控 制器112适合将质数和整数指配给多个隔离谐振电路120、122的每个隔离谐振电路的谐振 频率。例如,控制器112或中央集线器168则能够基于升到各谐振频率的对应整数的质数 的乘积来将唯一标识符指配给储存装置104,其中唯一标识符定义质数分解。例如,按照密 钥3-11-5的公式3 1 X 112 X 5°,具有130kHz (区间1)和200kHz (区间2)的谐振频率的多个 隔离谐振电路能够具有唯一标识符(或者基于)363。
[0174] 在另一个实施例中,装置标识系统在图60中示出并且一般表示为920。如下面所 公开,装置标识系统920能够用于在便携装置、非接触式电源和产品或产品包装之间共享 数据。现在参照图60,装置标识系统包括非接触式电源922、便携装置924和一个或多个包 装926、928。非接触式电源922能够包括串联或并联谐振电容器以及用于存储多个标识分 布的控制器。第一包装926能够包括包含次级线圈930的二次储能电路。次级线圈930能 够包括柔性非导电衬底上的印刷迹线绕组,该衬底能够使用粘合剂施加到包装926的外表 面。第一包装926还能够包括串联或并联谐振电容器,该谐振电容器选择成具有使得二次 储能电路包括与非接触式电源922的驱动或工作频率对应的谐振频率的电容。
[0175] 在使用中,非接触式电源922能够向第一包装926提供电力,能够识别和鉴别第一 包装,基本上如上所述。在这方面,非接触式电源922和第一包装926包括无线电力和无源 通信链路。按照类似方式,便携装置924和第二包装928也共享无源通信链路,其中移动装 置924可选地可操作以向第二包装928提供无线电力。在这个实施例中,便携装置924、优 选地为诸如移动电话或个人数字助理(PDA)之类的移动装置包括具有初级线圈934的非接 触式电源。第二包装928包括对应的次级线圈936。初级和次级线圈934、936能够包括柔 性非导电衬底上的印刷绕组,其中衬底可选地使用粘合剂施加到装置924和包装928的外 面。在仅通信模式中,装置924能够按照以上结合非接触式电源922和第一包装926所述 的方式来识别和鉴别包装928。在通信和电力模式中,装置924能够响应包装928的识别和 鉴别而按照预定分布向包装928提供无线电力。
[0176] 便携装置924能够接收与包装928的身份或功率需求不相关的数据。例如,便携 装置924能够接收与包装928关联的一个或多个虚拟代码,并且能够以电子方式检验该代 码和/或确定代码是否胜出。在这个示例中,在与便携装置924的初级线圈934紧密耦合 时,代码能够对应于次级线圈936的反射阻抗。例如,使用因特网连接,装置924能够在主 网站检验代码的状态或者兑换代码,可选地作为包装928的推广彩票的一部分。在这方面, 在装置924与包装928之间共享可能不是包装标识或者与无线电力传输关联的其它信息的 一部分的附加信息。
[0177] 在另一个实施例中,销售点无线电力系统在图61-63中示出并且一般表示为940。 如下面所公开,无线电力系统940能够用于在非接触式电源、与销售点陈列关联的产品和/ 或产品包装之间共享电力和数据。
[0178] 现在参照图61,销售点无线电力系统940包括第一非接触式电源942、第一容器或 包装944以及其中包含的由第一包装944所支承或者以其他方式与其关联的第一产品946。 第一非接触式电源942能够包括一次储能电路948以及用于存储多个标识分布、电力传输 分布或其它信息的控制器950。对应产品946能够包括产品本身之上或之中包含的二次储 能电路952。二次储能电路952能够向产品946中包含的内部电池提供电力,以便确保在购 买之前对电池充分充电。可替换地或补充地,二次储能电路952能够向与产品946关联的 负载提供电力。例如,负载能够包括一个或多个LED、OLED、IXD显示器、电子墨水显示器、喇 叭电路、伺服装置、换能器、致动器、电动机或其它装置。另外,产品946能够包括演示模式, 产品946通过演示模式来生成声音、运动、动画或照明,以便引起对产品946的关注,特别是 在受到来自一次储能电路948的时变电磁场时。这在产品946的全部或者一部分通过产品 容器944是可见的情况下会是合乎需要的。
[0179] 又如图61所示,系统940能够包括第二包装958中包含的第二产品956下面或附 近的第二非接触式电源954。与第一非接触式电源942相似,第二非接触式电源954包括 一次储能电路960。虽然未示出,但是一次储能电路960能够包括串联或并联谐振电容器, 并且第二非接触式电源954能够包括用于存储多个标识分布、电力传输分布或其它信息的 控制器。对应产品956包括产品本身中包含的二次储能电路962,以便向内部电池供电和/ 或向产品956直接供电。另外,包装958能够包括附加二次储能电路964,以便向负载966 提供电力。负载能够包括IXD、0LED、LED、电子墨水显示器、喇叭或其它装置,基本上如上所 述。产品956和包装958每个都能够生成声音、运动、动画、照明或其它输出。在这方面,例 如,产品956与包装照明和其它功能进行交互,以便推广销售点的产品956。如可选地在图 62示出,第二包装958还能够包括加热元件968。加热元件296能够包括基本上如以上结 合图18所述的铁磁材料。例如,加热元件968能够包括施加到第二包装958的纸板表面的 金属箱,以便加热销售点处的包装内容。加热元件968能够通过从一次储能电路960施加 磁通量来直接加热,或者能够使用二次储能电路和可选的电池来间接加热。包装内容能够 包括例如被加热饮料、食品、洗涤剂、血清和/或治疗药膏。
[0180] 现在参照图63,销售点无线电力系统940能够包括销售点处的包装972的印刷标 签970。印刷标签970包括电连接到负载的次级线圈974。次级线圈974能够包括印刷迹 线绕组,并且负载能够包括IXD、OLED、LED、电子墨水显示器、喇叭或其它装置,基本上如上 所述。负载和次级线圈974能够在具有粘合背衬的柔性非导电衬底上形成。衬底包括折线 978,例如弱化或穿孔折叶,将衬底980的上部与衬底982的下部分离。衬底980的上部支 承负载,并且衬底982的下部支承次级线圈974。标签970能够确定大小为一般符合包装 972的至少一个表面。例如,标签上部980能够确定大小为符合包装972的至少一个侧壁, 而标签下部982能够绕折线978弯曲,以便符合包装982的底座。如上所述,标签970能够 包括其后表面上的粘合剂、例如压敏粘合剂,以便将标签970接合到包装972。在使用中,次 级线圈974放置在对应初级线圈附近,以便改进它们之间的耦合系数。
[0181] VIII.印刷次级电路 按照本发明的另一方面,印刷墨水次级电路在图64中示出并且一般表示为1100。如下 面所公开,印刷墨水次级电路1100能够增加与销售点陈列结合使用的非接触式电源的范 围。具体来说,印刷墨水次级电路1100能够通过将电阻负载与非接触式电源的次级线圈电 隔离,来增加无线电力系统的范围。
[0182] 现在参照图64,印刷墨水次级1100形成在非导电柔性衬底上,并且包括接收器初 级迹线绕组1122和接收器次级迹线绕组1124。接收器初级迹线绕组1122和接收器次级迹 线绕组1124基本上是共面和同轴的,其中接收器初级迹线绕组1122包含接收器次级迹线 绕组1124并且与其径向间隔开。接收器初级迹线绕组1122-它用作非接触式电源系统中 的感应次级-示为包括具有三个绕组的电感元件1126和跨电感元件1126的第一和第二 端部1130、1132延伸的可选电阻、电容或导电元件1128。使用第一印刷墨水绝缘层1134将 可选地称作印刷墨水跳线1128的电阻、电容或导电元件1128与电感元件26间隔开。印刷 墨水跳线1128能够选择成改进印刷墨水次级1120、并且特别是接收器初级迹线绕组1122 的整体性能和效率。例如,印刷墨水跳线1128能够包括电容元件,电容元件选择成使得接 收器初级迹线绕组1122包括与初级线圈/非接触式电源的驱动或工作频率对应的谐振频 率。在这方面,印刷墨水跳线1128能够选择成调谐或以其他方式优化印刷墨水次级1120 的性能。
[0183] 又如图64所示,接收器次级迹线绕组1124包括具有四个绕组的电感元件1136,电 感元件1136基本上设置在接收器初级迹线绕组1122的芯中。接收器次级迹线绕组24还 包括延伸于初级电感元件1126之上并且与其间隔开的第一和第二端部1138、1140。另外, 第二和第三印刷墨水绝缘层1142、1144分别夹入第一和第二端部1138、1140与初级电感元 件1126之间。接收器次级迹线绕组1124的第一和第二端部1138、1140能够跨负载(未示 出)电耦合,以便向负载提供电力源。虽然接收器初级和次级迹线绕组1122、1124在图64 中示出在非导电柔性衬底的同一侧,但是接收器初级和次级迹线绕组1122U124可替换地 设置在非导电柔性衬底的相对侧。另外,接收器初级和次级迹线绕组1122U124可根据需 要包括任何适当几何形状,包括螺旋形、矩形或锯齿状绕组,并且可根据需要包括任何数量 的绕组。
[0184] 如上所述,印刷墨水次级1120能够用于通过将电阻负载与接收器初级迹线绕组 1122隔离,来增加包括与销售点陈列关联的无线电力系统的无线电力系统的范围。在这方 面,接收器初级迹线绕组1122和跳线元件1128形成自由谐振电路或隔离谐振电路。印刷 墨水次级1120能够包括与接收器初级和次级迹线绕组1122、1124相对地施加到柔性非导 电衬底的压敏粘合剂。当施加到与销售点陈列关联的表面时,印刷墨水次级1120在受到 时变磁通量时向负载提供电力源。负载能够包括与销售点陈列关联的任何装置,包括LED、 LCD显示器、喇叭线圈、诸如电池或电容器之类的能量存储装置或者如本文所述的其它销售 点应用。
[0185] 在另一个实施例中,印刷电源在图65中;^出并且一般表不为1150。印刷电源1150 能够在柔性绝缘衬底上形成,并且能够包括印刷次级迹线绕组1152、印刷串联谐振电容元 件1154、二极管1156、平滑电容元件1158和串联电阻负载1160。在本实施例中,印刷电源 1150形成用于向与销售点陈列关联的一个或多个负载1160提供电源的印刷次级储能电 路。印刷串联谐振电容元件1154能够选择成使得印刷电源1150包括与非接触式电源的驱 动或工作频率对应的谐振频率。也就是说,印刷串联谐振电容元件1154能够选择成调谐 或以其他方式优化印刷电源1150的性能。另外,二极管1156能够是LED,并且又可选地是 0LED。在这方面,LED 1156连同平滑电容元件1158 -起能够向负载1160提供整流DC输 出,同时还以较低工作电压来提供光输出。负载1160能够包括与销售点陈列关联的任何装 置,例如包括附加LED、电子墨水显示器、IXD显示器、喇叭线圈以及诸如电池或电容器之类 的能量存储装置。虽然以上描述为向负载1160提供整流电压,但是印刷电源1150反而能 够提供相对地Gnd的调节输出Vcc,又如图65所示。例如,印刷电源能够适当地提供3V DC 输出供与销售点陈列结合使用。
[0186] 又如图65所示,印刷电源1150能够向例如为电容器或电池1162的能量存储装置 提供整流电压。在这个实施例中,串联LED 1156可选地使用导电环氧树脂电连接在感应绕 组1152的第一引线与电池1162的正极端子之间。按照类似方式,电池1162的负极端子电 连接到感应线圈1152的第二引线。LED 1156用作整流二极管,以便防止电力通过感应绕 组1152回流。印刷电路1150与LED 1156结合利用感应绕组1152的电阻以便于对AC电 压整流,以便对能量存储装置1162充电。感应线圈1152能够包括电阻,该电阻选择成使得 绕组1152用作LED 1156和电池1162的限流器。例如,感应绕组1152能够包括800欧姆 的电阻,但是也能够使用其它值。虽然未示出,但是印刷电源1150能够包括串联连接在感 应绕组1152与LED 1156之间的电容器。可选地,LED 1156可操作以指示电池1162的功 率级,或者指示电池的功率级已经下降到低于预定等级。例如,LED强度可在需要时指示功 率级。
[0187] 又如图65所示,印刷电路1150能够包括印刷屏蔽1164,以便至少部分屏蔽电池 1162免受磁通量,由此使电池1162中的涡电流为最小。用于组装图65的印刷电路的过程能 够包括提供非导电衬底,在衬底的至少一个表面上印刷电磁屏蔽层1164,将感应绕组1152 电连接到衬底前部上的LED 1156,并且在衬底的正面提供图形覆盖。屏蔽层1164和图形覆 盖能够与衬底同延,以便提供感应绕组1152和LED 1156的支承表面。电路1150能够包括 衬底背面上的第一和第二电触点、例如卷曲导电标签,供与电池1162电连接。适当的感应 式读取器能够基于其反射阻抗来识别和/或鉴别印刷电池充电电路1150。在识别和/或鉴 别时,非接触式电源能够按照预定分布和/或基于印刷电路的反射阻抗向印刷电路1150提 供电力。
[0188] 如上所述,印刷电源1150能够在柔性绝缘衬底上形成。例如,衬底能够包括产品 的部分、产品包装或陈列表面。可替换地,衬底能够与产品、产品包装或陈列表面是分离或 者可分离的,并且反而能够包括与印刷电源1150相对的压敏粘合剂。由于印刷电源的迹线 元件和LED(或0LED)较薄,所以印刷电源能够易于可定位在产品、产品包装或陈列表面上, 其中对对应产品、产品包装或陈列表面的尺寸和重量具有最小整体影响。当受到时变磁通 量时,所产生的DC输出能够通过一个或多个印刷晶体管或印刷FET来施加,以便进一步增 加本文所公开的销售点陈列的功能性。
[0189] 在另一个实施例中,印刷次级电路在图66中示出并且一般表示为1200。次级电路 1200能够在非导电柔性衬底上形成,并且包括迹线绕组1202、印刷墨水电容器1204、第一 和第二碳印刷电阻元件1206、1208以及印刷墨水跳线1210,以便跨印刷墨水绝缘层1212来 互连迹线绕组的端部。衬底1214的一部分在被弯曲时引起第二碳印刷电阻元件1208的阻 抗的变化,由此改变次级电路1200的反射阻抗。按照上述方式,感应式读取器102和/或 非接触式电源700能够识别次级电路1200的阻抗的变化,并且能够按照对应产品或产品包 装的特定需要来提供电力。在识别销售点陈列上的产品或产品包装的位置、重量和/或移 动方面,这个实施例能够是有用的。可选地如图67示
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