专利名称：读取电子标签的天线装置和包括该装置的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种读取电子标签的装置和一种读取电子标签的系统。
本发明的领域属于特别用于读取集中在一小区域中的物体上的电子标签的射频识别或RFID。
一电子标签包括一芯片和一天线，芯片和天线都埋置在一尺寸一般很小的支撑件中。该电子标签用由该天线构成的输入-输出界面按照非接触方式工作。与电子标签比较，天线的尺寸很小。
用一阅读器读取(或书写)电子标签，该阅读器有一读取天线与电子标签电磁耦合。
不管电子标签天线的尺寸有多小，为了获得足够的电磁耦合，一种方法是把阅读器靠近电子标签。
实际中这些条件并非总是能被满足。
专利申请WO97/49076所述另一种方法如
图1所示是在阅读器1的天线10与电子标签2的天线20之间使用一有时俗称为寄生天线的辅助无源天线30，该天线在一射频信号的作用下在一给定频率下共振。当它如此调谐成给定频率时，该辅助无源天线30把阅读器1的天线10的电磁辐射集中在电子标签2的天线20上，从而加强阅读器1与电子标签2之间的电磁耦合M1。通过阅读器的天线10与辅助无源天线30之间的电磁耦合M2和无源天线30与电子标签的天线20之间的电磁耦合M3实现该加强。
当要读取集中在阅读器的同一阅读区域中的许多电子标签时，可使用同样数量的上述无源天线，但是这些天线因靠得很近而互相干扰。
也可使用包括与电子标签数量相同的有源天线的装置。但是，使用这么多有源天线的成本很高，因为它造成管理这些有源天线的发射和接收射频的指令的数量相应增加。
因此本发明的目的是在合理的成本下读取集中在同一区域中的许多电子标签。
本发明的目的是一种读取电子标签的天线装置，其主要特征在于，这些天线为受至少一个控制件控制的无源天线。
这些天线最好排列成一包括L行、C列的矩阵，天线在矩阵中的位置用坐标(i，j)表示，i的范围为1-L，j的范围为1-C，每一天线(i，j)受两控制件控制，一控制件控制位于行i上的所述天线，另一控制件控制位于列j上的所述天线。
每一控制件最好由一逻辑控制模拟开关构成。
按照本发明一实施例，该装置的每一天线与一指示灯相关。
该指示灯可为一与控制所述天线的开关连接并受其控制的二极管或一由与之相关的无源天线供电并控制的气体电离系统。
该装置的每一无源天线有一第二天线与之相关，该指示灯为一由所述第二无源天线供电并控制的二极管。
本发明还涉及一种读取电子标签的系统，其特征在于，该系统包括一有至少一个天线的阅读器和上述装置。
从下面结合附图对非限制性例子的说明中可清楚看出本发明的其他细节和优点。附图中图1如上所述示出由一辅助无源天线加强的一阅读器与一电子标签之间的一电磁耦合系统，图2示出本发明无源天线矩阵一实施例，图3a)和3b)示出一装在一样本分析管中的电子标签的一例，图4示出一读取一管子的电子标签的系统，图5示出一储管架，和图6示出由一第二无源天线向一指示灯供电。
在图1中，无源天线30连续工作，尽管它只在由天线10发射的射频信号下发生共振。它不以开关方式转换。
在图2所示本发明系统一优选实施例中，无源天线30排列成一L行、C列的矩阵3，每一天线30的位置用坐标(i，j)表示，i的范围为1-L，j的范围为1-C。
在图2中，每一坐标(i，j)对一天线30进行定位，但矩阵3可包括孔，某些坐标(i，j)不对任何天线30定位。在另一实施例中，无源天线可排列在三维空间中。
为了能选择要共振的天线30，每一天线30受一开关控制。
参见图2所示系统。每一行无源天线受一最好为一逻辑控制模拟开关的控制件31i的控制；每一列无源天线受一最好也为一逻辑控制模拟开关的控制件32j的控制。下文中，作为控制件的一例，采用这类逻辑控制模拟开关。最后，每一无源天线(i，j)受两开关31i和32j的控制。当开关31i和32j合上时，无源天线(i，j)可在阅读器天线10发射的射频信号的作用下共振。
因此L+C个逻辑控制模拟开关而不是现有技术中必需的L×C个开关就足以控制L×C个无源天线。
结果成本降低，无源天线的数量越多，成本的降低也就越可观。
下面说明本发明用于分析样本低温存储装置。
比方说在手术中从器官上切取组织切片后放入管子中低温冷藏，以便以后进行分析。
为了识别每一管子，最好用电子标签取代印刷在一标签上的条码式普通标记。这是因为在管子操作过程中在严酷低温条件下普通标签容易脱落。
如图3a)和3b)所示，该包括一天线20的电子标签装在一比方说用注入成形固定在管子5上的模件6中或装在一焊在管子5底部上的盘中。
图4示出一通过管子5的天线20读取管子5上一电子标签的系统该系统包括阅读器1的天线10和无源天线30的一矩阵3。
如图4所示，天线10大到足以围住所有管子5。天线10可用较小移动天线或若干天线取代。
矩阵3包括X轴线上L个开关31和Y轴线上C个开关32的一控制装置34。
下面例如考虑正对坐标(L，C)上的无源天线30的管子5。
通过阅读器1的天线10与位于坐标(L，C)上的无源天线30之间的耦合和该天线30与天线20之间的耦合读取管子5上的标签。合上X轴线上的开关31L和Y轴线上的开关32C即能使用(L，C)上的无源天线30。
可用比方说位于(1，1)上的另一无源天线30读取该天线30上方管子上的标签。
如图5所示，管子5一般放置在架7中。为了用天线20读取固定在管子5上的电子标签，可在每一架7下方滑动一无源天线30矩阵。每一架7也可包括这样一个矩阵。
每一架7也可用一包括一天线20′、可用一无源天线30′读取的电子标签加以识别。
在上述例子中，每一电子标签与一无源天线30相关。但是，在我们的例子中同一个无源天线30可用于若干电子标签、从而若干管子5。可把比方说4个或9个管子集中在同一无源天线30的相同电磁场中。
此时得用防撞方法读取4个或9个管子中的各管子。这类方法用来供一非接触式智能卡阅读器解决若干卡同时在该阅读器的电磁场中发生的问题。
在本发明一优选实施例中，无源天线装置30上增加一显示所使用无源天线的装置。
在无源天线排列成一矩阵时，增加一显示矩阵来显示所使用无源天线、从而正在读取或书写的电子标签的位置(i，j)。
该显示矩阵由图4所示指示灯33构成。与无源天线(i，j)对应的指示灯当其天线激活时点亮。
与无源天线30相关、比方说由二极管(发光二极管或LED)构成的指示灯33与控制对应无源天线的两开关连接而受其控制该二极管当两开关31i和32j合上时点亮。
按照另一实施例，与无源天线30相关的指示灯33不与无源天线30连接。在第一种情况下，该指示灯33由氖光灯之类气体电离系统构成、由无源天线30发射的射频信号供电和控制。在第二种情况下，每一无源天线30与一第二无源天线相关，比方说由二极管构成的指示灯33由该第二无源天线发射的射频信号供电和控制。第二无源天线本身受与之相关的无源天线30的控制。
在图6所示后一种情况下，显示矩阵4由L×C个无源天线40构成，每一无源天线40与一二极管33相关。图6中示出一放大的无源天线40；两箭头表示二极管发出的光。
在上述例子中，电子标签位于阅读器与无源天线之间；在另一种布置中，也可以是无源天线位于阅读器与电子标签之间。
权利要求
1.一种用来读取电子标签(2)的天线装置(30)，其特征在于，该天线(30)为无源天线；每一天线(30)受至少一个控制件的控制。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，这些天线(30)排列成一包括L行、C列的矩阵(3)，天线在该矩阵中的位置用坐标(i，j)表示，i的范围为1-L，j的范围为1-C；每一天线(i，j)受两控制件(31i，32j)的控制，一控制件控制位于行i上的所述天线(30)，另一控制件控制位于列j上的所述天线(30)。
3.按上述任一权利要求所述的装置，其特征在于，每一控制件由一逻辑控制模拟开关构成。
4.按上述任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置的每一天线(30)与一指示灯(33)相关。
5.按上述任一权利要求所述的装置，其特征在于，该指示灯(33)与控制所述天线(30)的控制件连接并受其控制。
6.按上述任一权利要求所述的装置，其特征在于，该指示灯(33)为一二极管。
7.按权利要求4所述的装置，其特征在于，该指示灯(33)为一由与之相关的天线(30)供电和控制的气体电离系统。
8.按权利要求4所述的装置，其特征在于，它包括与每一天线(30)相关的一第二无源天线(40)；指示灯(33)由所述第二无源天线(40)供电和控制。
9.按上述任一权利要求所述的装置，其特征在于，该指示灯(33)为一二极管。
10.一种用来读取电子标签(2)的系统，其特征在于，该系统包括一有至少一个天线(10)的阅读器(1)和按上述任一权利要求所述的一装置。
全文摘要
本发明涉及一种读取电子标签(2)的天线装置(30)，其特征在于，天线(30)为排列成一包括L行、C列的矩阵(3)的无源天线，其在该矩阵(3)中的位置用坐标(i，j)表示，i的范围为1－L，j的范围为1－C；每一天线(i，j)受两控制件(31i，32j)的控制，一控制件控制位于行i上的所述天线(30)，另一控制件控制位于列j上的所述天线(30)。
文档编号G06K7/08GK1489743SQ0182250
公开日2004年4月14日 申请日期2001年12月5日 优先权日2000年12月5日
发明者P·马丁, P·皮克, P 马丁 申请人:格姆普拉斯公司