DE102007060571A1

DE102007060571A1 - Reader, to read data stored in an organic transponder, transmits a reference signal for the response to set the transmission power to read the data without transponder damage

Info

Publication number: DE102007060571A1
Application number: DE102007060571A
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Böhm
Original assignee: PolyIC GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-12-15
Filing date: 2007-12-15
Publication date: 2009-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen von Speicherdaten aus einem organischen Transponder, der mindestens eine elektrische Funktionsschicht aus einem organischen Material umfasst, mittels eines Lesegeräts, das mindestens eine Lesegerätantenne und eine Steuereinrichtung aufweist, wobei eine Sendeleistung des Lesegeräts in Abhängigkeit von der relativen Positionierung des Tranponders im Hinblick auf das Lesegeräte geregelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lesegerät zum Auslesen von Speicherdaten aus einem organischen Transponder.The invention relates to a method for reading out memory data from an organic transponder, which comprises at least one electrical functional layer made of an organic material, by means of a reading device, which has at least one reader antenna and a control device, wherein a transmission power of the reading device in dependence on the relative positioning of the Tranponders with regard to the readers is regulated. The invention further relates to a reading device for reading memory data from an organic transponder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslesen von Speicherdaten aus einem organischen Transponder, der mindestens eine elektrische Funktionsschicht aus einem organischen Material umfasst, mittels eines Lesegeräts, das mindestens eine Lesegerätantenne und eine Steuereinrichtung aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lesegerät zum Auslesen von Speicherdaten aus einem organischen Transponder.The The invention relates to a method for reading out memory data from an organic transponder, which has at least one electrical Functional layer comprises an organic material by means of a reader that has at least one reader antenna and a control device. The invention further relates a reader for reading memory data from a organic transponder.

Organische Transponder mit mindestens einer elektrischen Funktionsschicht aus einem organischen Material sind bekannt. Üblicherweise besitzt ein organischer Transponder eine Transponderantenne, einen Resonanzschaltkreis, einen organischen Gleichrichter und einen organischen IC-Chip. Der Resonanzschaltkreis wird mittels eines, von der Lesegerätantenne eines Lesegeräts abgestrahlten elektromagnetischen Feldes aktiviert und generiert eine Wechselspannung, welche mittels des Gleichrichters in eine Versorgungsgleichspannung zum Betrieb des IC-Chips umgewandelt wird. Der organischen Gleichrichter ist aus organischen Dioden, organischen Kondensatoren und/oder organischen Transistoren aufgebaut.organic Transponder with at least one electrical functional layer an organic material are known. Usually an organic transponder has a transponder antenna, one Resonance circuit, an organic rectifier and an organic IC chip. The resonant circuit is detected by means of a, from the reader antenna of a reader radiated electromagnetic field activates and generates an alternating voltage, which by means of Rectifier into a DC supply voltage for the operation of the IC chips is converted. The organic rectifier is out organic diodes, organic capacitors and / or organic transistors built up.

Als „organische" Materialien werden hier alle Arten von organischen, metallorganischen und anorganischen Kunststoffen angesehen, die im Englischen mit „plastics" bezeichnet werden. Eine Beschränkung im dogmatischen Sinn auf organisches Material als Kohlenstoff enthaltendes Material ist demnach nicht vorgesehen, sondern es ist vielmehr auch an den Einsatz von beispielsweise Silikonen gedacht. Weiterhin soll der Begriff keinerlei Beschränkung im Hinblick auf die Molekülgröße, insbesondere auf polymere und/oder oligomere Materialien unterliegen, sondern es ist durchaus auch der Einsatz von „small molecules" möglich.As "organic" Materials here are all kinds of organic, organometallic and inorganic plastics, referred to in English as "plastics". be designated. A limitation in the dogmatic sense to organic material as a carbon-containing material is therefore not provided, but rather it is also due to the use of For example, silicones thought. Furthermore, the term should be no Limitation in terms of molecular size, in particular to polymeric and / or oligomeric materials, but it is also the use of "small molecules" possible.

Als elektrisch leitfähige organische Materialien haben sich unter anderem Polyanilin oder Polypyrrol bewährt. Als organisches Halbleitermaterial eignet sich beispielsweise Polythiophen. Als organisches Isolationsmaterial hat sich unter anderem Polyvinylphenol bewährt.When electrically conductive organic materials have become Among others, polyaniline or polypyrrole proven. As organic Semiconductor material is for example polythiophene. When Organic insulation material has inter alia polyvinylphenol proven.

Es hat sich gezeigt, dass eine zu hohe Sendeleistung des Lesegeräts zu einer Zerstörung eines organischen Transponders führen kann. Ein Überspannungsschutz, wie er bei Transpondern auf Siliziumbasis durch einen spannungsabhängigen Shunt-Widerstand bzw. durch Z-Dioden realisiert wird, welche auch bei einer Betriebsfrequenz von 13,56 MHz funktionsfähig sind, ist für organische Transponder derzeit noch nicht möglich. Somit ist die Reichweite eines Lesegeräts beschränkt, da dieses zum Schutz des organischen Transponders nur mit einer verminderten Sendeleistung senden darf.It has been shown to be too high transmission power of the reader lead to the destruction of an organic transponder can. A surge protection, as with transponders based on silicon by a voltage-dependent shunt resistor or realized by Z diodes, which also at an operating frequency of 13.56 MHz is functional for organic transponders currently not possible. Thus, the range of a Limited readers, as this to protect the organic transponders only with a reduced transmission power to send.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, das Auslesen organischer Transponder zu verbessern und ein geeignetes Lesegerät bereitzustellen.It is therefore an object of the invention, the reading of organic transponder to improve and provide a suitable reader.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein Lesegerät nach Anspruch 18 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Lesegeräts sind in den Unteransprüchen bezeichnet.The The object is achieved by a method according to claim 1 and a reader solved according to claim 18. Preferred embodiments of Method and the reader are in the subclaims designated.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auslesen von Speicherdaten aus einem organischen Transponder, der mindestens eine elektrische Funktionsschicht aus einem organischen Material, insbesondere aus einem organischen Halbleitermaterial, umfasst, mittels eines Lesegeräts, das mindestens eine Lesegerätantenne und eine Steuereinrichtung aufweist, ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
Aussenden mindestens eines Referenzsignals und Empfangen mindestens eines Antwortsignals des Transponders auf das mindestens eine Referenzsignal mittels der mindestens einen Lesegerätantenne, wobei das mindestens eine Antwortsignal abhängig von einer relativen Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät ist;
Abgreifen mindestens eines, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierenden Messwertes an der mindestens einen Lesegerätantenne;
Ermitteln einer optimalen Sendeleistung des Lesegeräts basierend auf dem mindestens einen, das Antwortsignal charakterisierenden Messwert;
Regelung der Sendeleistung des Lesegeräts mittels der Steuereinrichtung auf die optimale Sendeleistung und Aussenden mindestens eines Lesesignals mit optimaler Sendeleistung mittels der mindestens einen Lesegerätantenne, um aus dem Transponder die Speicherdaten auszulesen.The inventive method for reading out memory data from an organic transponder comprising at least one electrical functional layer of an organic material, in particular of an organic semiconductor material, by means of a reading device which has at least one reader antenna and a control device is characterized by the following steps:
Transmitting at least one reference signal and receiving at least one response signal of the transponder on the at least one reference signal by means of the at least one reader antenna, wherein the at least one response signal is dependent on a relative positioning of the transponder with respect to the reading device;
Picking up at least one measured value characterizing the at least one response signal at the at least one reading device antenna;
Determining an optimal transmission power of the reading device based on the at least one measured value characterizing the response signal;
Control of the transmission power of the reader by means of the control device to the optimum transmission power and emitting at least one read signal with optimum transmission power by means of the at least one reader antenna to read from the transponder memory data.

Das erfindungsgemäße Lesegerät zum Auslesen von Speicherdaten aus einem organischen Transponder, der mindestens eine elektrische Funktionsschicht aus einem organischen Material, insbesondere aus einem organischen Halbleitermaterial, umfasst, wobei das Lesegerät mindestens eine Lesegerätantenne und eine Steuereinrichtung aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, eine relative Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät zu ermitteln und eine Sendeleistung des Lesegeräts in Abhängigkeit von der ermittelten relativen Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät zu regeln.The Reader according to the invention for reading memory data from an organic transponder, the at least an electrical functional layer of an organic material, in particular of an organic semiconductor material, wherein the reader has at least one reader antenna and a control device is characterized in that that the control device is set up, a relative positioning of the transponder with regard to the reader and a transmission power of the reader in dependence from the determined relative positioning of the transponder in the Regarding the reader.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Lesegerät ist es möglich, den Abstand zwischen Lesegerät und organischem Transponder bzw. den zulässigen Betriebsbereich des Transponders zu erhöhen, ohne dass es zu einer Zerstörung des Transponders kommen kann, da die Sendeleistung des Lesegeräts unmittelbar an den vorliegenden Abstand angepasst wird.The inventive method and the reader according to the invention, it is possible, the distance between the reader and the organic transponder or the permissible operating range to increase the transponder, without causing the destruction of the transponder, since the transmission power of the reader is adapted directly to the present distance.

Die „relative Positionierung" eines Transponders im Hinblick auf ein Lesegerät ist einerseits durch den Abstand d zwischen Transponder und Lesegerät und weiterhin durch eine Raumlage des Transponders relativ zu einer Raumlage des Lesegerät bestimmt.The "relative Positioning "of a transponder with respect to a reader is on the one hand by the distance d between transponder and reader and Furthermore, by a spatial position of the transponder relative to a Determined spatial position of the reader.

Vorzugsweise wird zur Ermittlung der optimalen Sendeleistung der mindestens eine Messwert mit Messwertreferenzdaten verglichen, die in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung des Lesegeräts hinterlegt sind und dem mindestens einen Messwert Daten betreffend eine relative Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät zuordnen. Die Zuordnung zu einer relativen Positionierung kann aber alternativ auch über einen Algorithmus oder einen Simulationsalgorithmus erfolgen, der im Lesegerät hinterlegt ist.Preferably is to determine the optimum transmission power of at least one Measured value compared with measured value reference data stored in a memory unit the control device of the reader are stored and the at least one measured value data relating to a relative positioning of the Assign transponders with regard to the reader. The Assignment to a relative positioning can alternatively also via an algorithm or a simulation algorithm carried out, which is stored in the reader.

Dabei hat es sich bewährt, wenn die Messwertreferenzdaten auf gemessenen oder simulierten Referenzdaten basieren. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Referenzdaten vor oder während des Betriebs des Lesegeräts von diesem ermittelt bzw. generiert werden, vorzugsweise mittels der Steuereinheit des Lesegeräts.there it has proven useful if the measured value reference data on measured or simulated reference data. Especially it is an advantage if the reference data before or during the Operation of the reader of this determined or generated be, preferably by means of the control unit of the reader.

Vorzugsweise wird die optimale Sendeleistung mittels logischer Operationen oder mittels Simulation aus dem mindestens einen Messwert ermittelt.Preferably is the optimal transmission power through logical operations or determined by simulation from the at least one measured value.

Um den organischen Transponder nicht bereits durch das mindestens eine Referenzsignal zu schädigen, hat es sich bewährt, wenn zwei oder mehr Referenzsignale ausgesendet werden und die Sendeleistung aufeinander folgender Referenzsignale stufenweise oder kontinuierlich erhöht wird. So ist es möglich, sich an die optimale Sendeleistung ausgehend von einer niedrigeren Sendeleistung heranzutasten.Around the organic transponder is not already through the at least one Damage reference signal, it has proven when two or more reference signals are transmitted and the transmission power successive reference signals stepwise or continuously is increased. So it is possible to adapt to the optimum Transmit power starting from a lower transmission power.

Die mindestens eine Lesegerätantenne ist bevorzugt zum Aussenden von Referenz- und Lesesignalen in Richtung des Transponders eingerichtet und die Steuereinrichtung ist eingerichtet, die Referenz- und Lesesignale zu generieren.The at least one reader antenna is preferred for broadcasting set up by reference and read signals in the direction of the transponder and the control device is set up, the reference and read signals to generate.

Weiterhin hat es sich bewährt, wenn die mindestens eine Lesegerätantenne zum Empfangen eines Antwortsignals des Transponders eingerichtet ist.Farther It has proven useful if the at least one reader antenna is arranged to receive a response signal of the transponder.

Zum Aussenden von Referenz- und Lesesignalen und zum Empfangen des Antwortsignals können dabei unterschiedliche Lesegerätantennen verwendet werden. Vorzugsweise wird aber für beides die gleiche Lesegerätantenne verwendet. Dies minimiert die Anzahl der erforderlichen Bauteile zum Aufbau des Lesegeräts und seine Herstellungskosten.To the Transmitting reference and read signals and receiving the response signal can use different reader antennas be used. Preferably, however, for both the same reader antenna used. This minimizes the Number of components needed to set up the reader and its manufacturing cost.

Es hat sich bewährt, wenn die Steuereinrichtung das von der mindestens einen Lesegerätantenne auszusendende mindestens eine Referenzsignal generiert und das mindestens eine von der mindestens einen Lesegerätantenne empfangene Antwortsignal demoduliert.It has proven itself, if the control device that of the at least one reader antenna to be sent at least generates a reference signal and that at least one of the at least demodulated a reader antenna received response signal.

Weiterhin ist die Steuereinrichtung insbesondere dazu eingerichtet, die aus dem Transponder ausgelesenen Speicherdaten zu dekodieren.Farther the control device is particularly adapted to the to decode memory data read from the transponder.

Die Steuereinrichtung des Lesegeräts ist insbesondere zum Abgreifen des mindestens einen, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierenden Messwerts eingerichtet. In der Speichereinheit sind die Messwertreferenzdaten hinterlegt, die dem mindestens einen Messwert die Daten betreffend die relative Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät zuweisen.The Control device of the reader is in particular for tapping the at least one measured value characterizing the at least one response signal set up. In the memory unit are the measured value reference data deposited, the at least one measured value concerning the data the relative positioning of the transponder with respect to the Assign reader.

Weiterhin ist die Steuereinrichtung insbesondere dazu eingerichtet, den mindestens einen Messwert mit den Messwertreferenzdaten zu vergleichen, die relative Positionierung des Transponders zu ermitteln und der ermittelten relativen Positionierung des Transponders eine optimale Sendeleistung des Lesegeräts zum Auslesen der Speicherdaten des Transponders zuzuordnen.Farther If the control device is set up in particular, the at least to compare a metric with metric reference data that determine relative positioning of the transponder and the determined relative positioning of the transponder an optimal transmission power of the reader for reading the memory data of the transponder assigned.

Die relative Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät ist durch Messwertreferenzdaten insbesondere in Form von Kopplungsfaktoren k bestimmt, wobei ein Kopplungsfaktor k durch eine Geometrie der mindestens einen Lesegerätantenne, eine Geometrie einer Transponderantenne des Transponders, und den Abstand d sowie die räumliche Lage der Transponderantenne zur mindestens einen Lesegerätantenne bestimmt ist.The relative positioning of the transponder with respect to the reader is by measured value reference data in particular in the form of coupling factors k, where a coupling factor k is determined by a geometry of at least one reader antenna, a geometry of a Transponder antenna of the transponder, and the distance d and the spatial Location of the transponder antenna to the at least one reader antenna is determined.

In der Steuereinheit ist somit vorzugsweise für jede relative Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät jeweils ein Kopplungsfaktor k abgespeichert. Der mindestens eine, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierende Messwert wird in der Steuereinheit mittels der Kopplungsfaktoren k einer bestimmten relativen Positionierung zugeordnet.In The control unit is thus preferably for each relative Positioning of the transponder with regard to the reader in each case a coupling factor k is stored. The at least one, the at least one response signal characterizing measured value is in the control unit by means of the coupling factors k of a certain one associated with relative positioning.

Die Messwertreferenzdaten werden rechnerisch simuliert und/oder experimentell ermittelt, indem der Transponder in unterschiedlichen Abständen und Raumlagen zum Lesegerät positioniert wird und das Antwortsignal in Abhängigkeit von der gewählten relativen Positionierung des Transponders bzw. der Transponderantenne zum Lesegerät bzw. zur Lesegerätantenne erfasst und ausgewertet wird.The measured value reference data are mathematically simulated and / or determined experimentally by the transponder is positioned at different distances and spatial positions to the reader and the response signal depending on the selected relative positioning of the transponder or the transponder antenna to the reader or is detected and evaluated to the reader antenna.

Da der Abstand zwischen einer Lesegerätantenne und der Transponderantenne des Transponders bei bekannter Geometrie beider Antennen aus dem Spannungsabfall an der Lesegerätantenne ermittelt werden kann, wird als der mindestens eine, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierende Messwert vorzugsweise eine Spannung an der mindestens einen Lesegerätantenne abgegriffen. Es ist aber genauso möglich, dass der mindestens eine, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierende Messwert ermittelt wird, indem mindestens zwei zeitlich beabstandete Spannungswerte an der Lesegerätantenne abgegriffen werden. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der mindestens eine, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierende Messwert ermittelt wird, indem eine Spannungsamplitude und/oder eine Hüllkurve des Antwortsignals erfasst und ausgewertet wird.There the distance between a reader antenna and the transponder antenna of the transponder with known geometry of both antennas from the Voltage drop at the reader antenna can be determined can, as the at least one, the at least one response signal characterizing measured value preferably a voltage at the at least tapped a reader antenna. It is the same possible that the at least one, the at least one response signal characterizing measured value is determined by at least two temporally spaced voltage values on the reader antenna tapped become. Furthermore, it has proved to be advantageous if the at least one characterizing the at least one response signal Measured value is determined by a voltage amplitude and / or an envelope of the response signal is detected and evaluated becomes.

Weiterhin kann der mindestens eine, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierende Messwert ermittelt werden, indem eine Phasenverschiebung zwischen dem mindestens einen Referenzsignal und dem mindestens einen Antwortsignal ermittelt wirdFarther the at least one measured value characterizing the at least one response signal be determined by a phase shift between the at least determines a reference signal and the at least one response signal becomes

Der mindestens eine, das mindestens eine Antwortsignal charakterisierende Messwert wird somit insbesondere mittels des, in der Steuereinheit für jede relative Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät abgespeicherten Kopplungsfaktors k einer bestimmten relativen Positionierung zugeordnet.Of the at least one characterizing the at least one response signal Measured value is thus in particular by means of, in the control unit for each relative positioning of the transponder with respect to on the reader stored coupling factor k a assigned to specific relative positioning.

Vorzugsweise mittels mindestens eines, in der Steuereinheit gespeicherten Korrekturfaktors G wird jeder relativen Positionierung des Transponders im Hinblick auf das Lesegerät jeweils die optimale Sendeleistung zugeordnet.Preferably by means of at least one correction factor stored in the control unit G is any relative positioning of the transponder with regard to assigned to the reader in each case the optimum transmission power.

Die Sendeleistung des Lesegeräts wird insbesondere erhöht oder vermindert, indem ein Verstärkungsfaktor eines Vor- oder Endverstärkers des Lesegeräts gemäß dem Korrekturfaktor G verändert wird.The Transmitting power of the reader is particularly increased or diminished by an amplification factor of a or final amplifier of the reader according to the Correction factor G is changed.

Gemäß dem Korrekturfaktor G wird vorzugsweise ein Steuersignal zur Ansteuerung des Vor- oder Endverstärkers von der Steuereinheit generiert. Der Vor- oder Endverstärker erhöht oder vermindert die Sendeleistung des Lesegeräts bevorzugt in Abhängigkeit von einer Impulsdauer und/oder einer Leistung und/oder einer Amplitude und/oder einer Kodierung des Steuersignals.According to the Correction factor G is preferably a control signal for driving of the pre- or final amplifier generated by the control unit. Of the Pre or final amplifier increases or decreases the Transmitting power of the reader preferably in dependence of a pulse duration and / or power and / or amplitude and / or a coding of the control signal.

Es sind weitere Möglichkeiten bekannt, den Abstand zwischen einem Transponder und einem Lesegerät zu ermitteln. So offenbart die EP 1760640 A1 ein System zur Messung eines Abstands zwischen einem Transponder in Form eines RFID-tags und einer Basisstation, bei welchem im RFID-tag eine Auswertung des von der Basisstation ausgesandten Signals erfolgt. Ein digitales Signal, das die Entfernungsdaten zwischen Basisstation und RFID-tag beinhaltet, wird an die Basisstation zurückgesendet.There are other ways known to determine the distance between a transponder and a reader. So revealed the EP 1760640 A1 a system for measuring a distance between a transponder in the form of an RFID tag and a base station, in which an evaluation of the signal emitted by the base station takes place in the RFID tag. A digital signal containing the distance data between base station and RFID tag is sent back to the base station.

Aus DE 3490440 T1 ist es bekannt, die Zeitspanne zwischen dem Aussenden eines Signals durch eine Abfragestation und die Ankunft dieses Signals am Transponder zu messen, um einen Abstand zwischen dem Transponder und der Abfragestation zu ermitteln.Out DE 3490440 T1 It is known to measure the time span between the transmission of a signal by a polling station and the arrival of this signal at the transponder in order to determine a distance between the transponder and the polling station.

Gemäß US 2007/0241904 A1 erfolgt eine Abstandsmessung zwischen einem RFID-tag und einem Lesegerät durch Auswertung der Phasenverschiebung zwischen dem ausgesandten Signal und dem am RFID-tag reflektierten Signal.According to US 2007/0241904 A1 a distance measurement takes place between an RFID tag and a reading device by evaluating the phase shift between the emitted signal and the signal reflected at the RFID tag.

Prinzipiell ist es somit möglich, auch diese Formen der Abstandsmessung einzusetzen, um ausgehend vom ermittelten Abstand zwischen einem organischen Transponder und einem Lesegerät erfindungsgemäß die Sendeleistung des Lesegeräts zu regeln.in principle It is thus possible, even these forms of distance measurement to use, starting from the determined distance between a organic transponder and a reader according to the invention the Transmission power of the reader to regulate.

Die Steuereinrichtung weist insbesondere weiterhin eine Schnittstelle zur Ausgabe eines den Abstands d zwischen dem Lesegerät und dem Transponder charakterisierenden Signals auf. Insbesondere wird das Signal von der Schnittstelle so ausgegeben, dass dieser vom Bedienpersonal visuell als Abstand d auf einem Display ausgelesen werden kann und/oder an ein weiteres System zur Auswertung bzw. Darstellung weitergeleitet werden kann.The Control device further has an interface in particular for outputting a distance d between the reader and the transponder characterizing signal. Especially the signal is output from the interface so that this visually read by the operator as a distance d on a display and / or to another system for evaluation or Presentation can be forwarded.

Die 1 bis 4 sollen das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutern. So zeigtThe 1 to 4 are intended to illustrate the process of the invention by way of example. So shows

1 schematisch ein vereinfacht dargestelltes Lesegerät und einen Transponder; 1 schematically a simplified illustrated reader and a transponder;

2 schematisch die Ermittlung eines Abstands d zwischen der Transponderantenne und der Lesegerätantenne; 2 schematically the determination of a distance d between the transponder antenna and the reader antenna;

3 schematisch die Ermittlung der Raumlage einer Antenne; und 3 schematically the determination of the spatial position of an antenna; and

4 schematische ein Lesegerät und einen Transponder. 4 schematic a reader and a transponder.

1 zeigt schematisch ein Lesegerät A1 und einen organischen Transponder B1. Das Lesegerät A1 umfasst eine Lesegerätantenne A2 und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit umfasst dabei eine Elektronik-Einheit A3, eine Regeleinheit A4 und eine Speichereinheit S1. Die Lesegerätantenne A2 erzeugt das zum Auslesen des organischen Transponders B1 notwenige elektromagnetische Feld. Die Elektronik-Einheit A3 erzeugt elektrische Signale, wie das Referenzsignal und das Lesesignal, die mittels der Lesegerätantenne A1 ausgesendet werden. Weiterhin übernimmt die Elektronik-Einheit A3 die Demodulation des Antwortsignals des organischen Transponders B1 auf das Referenzsignal. Eine Leistungseinspeisung für die Lesegerätantenne A1 sowie eine Dekodierung der Speicherdaten des Transponders B1 übernimmt die Regeleinheit A4. 1 schematically shows a reader A1 and an organic transponder B1. The reader A1 comprises a reader antenna A2 and a control unit. The control unit comprises an electronic unit A3, a control unit A4 and a memory unit S1. The reader antenna A2 er testifies to the reading of the organic transponder B1 necessary electromagnetic field. The electronics unit A3 generates electrical signals, such as the reference signal and the read signal, which are emitted by means of the reader antenna A1. Furthermore, the electronics unit A3 takes over the demodulation of the response signal of the organic transponder B1 to the reference signal. A power supply for the reader antenna A1 and a decoding of the memory data of the transponder B1 takes over the control unit A4.

Der organische Transponder B1 weist eine Transponderantenne B2, einen Resonanzschaltkreis B3, einen organischen Gleichrichter B4 und einen organischen IC-Chip B5 auf. Der Resonanzschaltkreis B3 entnimmt dem von der Lesegerätantenne A2 erzeugten elektromagnetischen Feld einen bestimmten Energieanteil und speichert diesen in Form einer Wechselspannung. Der organische Gleichrichter B4 ist aus einer Kombination von organischen Dioden, organischen Kondensatoren und organischen Transistoren aufgebaut und generiert aus der Wechselspannung die für den Betrieb des IC-Chips B5 erforderliche Versorgungsgleichspannung Vdd.Of the Organic transponder B1 has a transponder antenna B2, a Resonance circuit B3, an organic rectifier B4 and a organic IC chip B5. The resonant circuit B3 takes out the electromagnetic generated by the reader antenna A2 Field a certain amount of energy and store it in shape an alternating voltage. The organic rectifier B4 is made of a Combination of organic diodes, organic capacitors and constructed of organic transistors and generated from the AC voltage the DC supply voltage required for the operation of the IC chip B5 Vdd.

Die induktive Kopplung zwischen Lesegerätantenne A2 und Transponderantenne B2 wird durch einen Kopplungsfaktor k beschrieben und ist von der Geometrie der beiden Antennen, deren Abstand d zueinander sowie deren Raumlage relativ zueinander abhängig.The inductive coupling between reader antenna A2 and transponder antenna B2 is described by a coupling factor k and is of geometry the two antennas whose distance d to each other and their spatial position relative to each other.

Der Abstand d ist durch den Abstand des Zentrums (x1, y1, z1) der Lesegerätantenne A2 zum Zentrum (x2, y2, z2) der Transponderantenne B2 definiert (siehe 2), wobei die Lage der Zentren in kartesischen Koordinaten angegeben sind. Die Lage des Zentrums kann dabei für jede Antenne beliebig definiert werden. So kann beispielsweise der Schwerpunkt der Antenne als ihr Zentrum gewählt werden.The distance d is defined by the distance of the center (x1, y1, z1) of the reader antenna A2 to the center (x2, y2, z2) of the transponder antenna B2 (see FIG 2 ), with the location of the centers given in Cartesian coordinates. The position of the center can be defined arbitrarily for each antenna. For example, the center of gravity of the antenna can be chosen as its center.

Sowohl die Lesegerätantenne A2 als auch die Transponderantenne B2 können um ihr jeweiliges Zentrum in gewissen Raumwinkeln α, β, γ gedreht angeordnet vorliegen (siehe 3). Die Raumwinkel α, β, γ stehen orthogonal zueinander und definieren die Raumlage der jeweiligen Antenne.Both the reader antenna A2 and the transponder antenna B2 can be arranged rotated around their respective center at certain solid angles α, β, γ (see FIG 3 ). The solid angles α, β, γ are orthogonal to each other and define the spatial position of the respective antenna.

Der Kopplungsfaktor k zwischen der Lesegerätantenne A2 und der Transponderantenne B2 ist für eine bekannte Lesegerätantenne A2 und eine bekannte Transponderantenne B2 für alle Abstände d und Raumlagen der beiden Antennen zueinander durch rechnerische Simulation und/oder Versuche vorausbestimmbar und kann in der Steuereinheit des Lesegeräts A1 gespeichert werden, insbesondere in der Speichereinheit S1. Eine Simulation kann dabei gegebenenfalls auch unmittelbar durch die Steuereinheit des Lesegeräts A1 erfolgen.Of the Coupling factor k between the reader antenna A2 and the transponder antenna B2 is for a known reader antenna A2 and a known transponder antenna B2 for all distances d and spatial positions of the two antennas to each other by computational Simulation and / or tests predictable and may be in the control unit the reader A1 are stored, in particular in the Memory unit S1. If necessary, a simulation can also be used take place directly through the control unit of the reader A1.

Aufgrund der induktiven Kopplung zwischen der Lesegerätantenne A2 und der Transponderantenne B2 ist eine Spannungsamplitude an der Lesegerätantenne A2 bei einer bestimmten eingespeisten Sendeleistung abhängig vom Kopplungsfaktor k. Wird an der Lesegerätantenne A2 ein Messwert in Form einer Spannung V1 abgegriffen, so ist eine Umrechnung der gemessenen Spannung V1 in eine relative Positionierung, also einen relativen bestimmten Abstand d und eine relative bestimmte Raumlage, des Transponders B1 zum Lesegerät A1 möglich.by virtue of the inductive coupling between the reader antenna A2 and the transponder antenna B2 is a voltage amplitude at the Reader antenna A2 at a certain input power depending on the coupling factor k. Is attached to the reader antenna A2 tapped a measured value in the form of a voltage V1, so is a Conversion of the measured voltage V1 into a relative positioning, So a relative certain distance d and a relative certain Space position, the transponder B1 to the reader A1 possible.

Ebenso ist die aufgrund der induktiven Kopplung erzeugte Wechselspannung im Resonanzschaltkreis B3 des Transponders B1 vom Kopplungsfaktor k abhängig. Bei konstanter Sendeleistung der Lesegerätantenne A2 kann demnach die relative Positionierung des Transponders B1 zum Lesegerät A1 in die erzeugte Wechselspannung V2 im Resonanzschaltkreis B3 umgerechnet werden. In Kenntnis des Verhaltens des Gleichrichters B4 ist es möglich, die Wechselspannung V2 in eine Versorgungsgleichspannung Vdd zum Betrieb des IC-Chips B5 umzurechnen.As well is the AC voltage generated due to the inductive coupling in the resonant circuit B3 of the transponder B1 from the coupling factor k dependent. At constant transmission power of the reader antenna A2 can therefore the relative positioning of the transponder B1 to the reader A1 in the generated AC voltage V2 in Resonant circuit B3 be converted. In knowledge of the behavior of the rectifier B4 it is possible to change the AC voltage V2 in a DC supply voltage Vdd for the operation of the IC chip Convert B5.

Die Regelung der Sendeleistung des Lesegeräts A1 wird, wie in 4 schematisch gezeigt, realisiert. Das Lesegerät A1 ist hier detaillierter dargestellt, während der Transponder B1 mit der Transponderantenne B2 noch vereinfachter als in 1 dargestellt ist. Nach Messung der Spannung V1 an der Lesegerätantenne A2 durch die Steuereinheit des Lesegeräts A1 wird eine optimale Sendeleistung des Lesegeräts ermittelt, indem der gemessenen Spannung V1 mittels der in der Speichereinheit S1 hinterlegten Kopplungsfaktoren k eine relative Positionierung des Transponders zum Lesegerät zugeordnet wird. Weiterhin wird mittels der Steuereinheit ein Korrekturfaktor G ermittelt, um die optimale Sendeleistung des Lesegeräts in Abhängigkeit von der ermittelten relativen Positionierung des Transponders B1 zum Auslesen des Transponders B1 zu erhalten. Es erfolgt mittels des Korrekturfaktors G eine Ansteuerung eines Verstärkers OP, der zwischen die Elektronik-Einheit A3 und die Lesegerätantenne A2 geschaltet ist und eine entsprechende Änderung der Sendeleistung des Lesegeräts A1 in Richtung der optimalen Sendeleistung bewirkt. Der ermittelte Abstand d zwischen dem Lesegerät A1 und dem Transponder B1 kann optional über eine Schnittstelle I1 ausgegeben werden, insbesondere für das Bedienpersonal des Lesegeräts visuell auslesbar ausgegeben werden.The control of the transmission power of the reader A1, as in 4 shown schematically implemented. The reader A1 is shown here in more detail, while the transponder B1 with the transponder antenna B2 even more simplified than in 1 is shown. After measuring the voltage V1 on the reader antenna A2 by the control unit of the reader A1, an optimum transmission power of the reader is determined by assigning the measured voltage V1 a relative positioning of the transponder to the reading device by means of the coupling factors k stored in the memory unit S1. Furthermore, a correction factor G is determined by the control unit in order to obtain the optimum transmission power of the reading device as a function of the determined relative positioning of the transponder B1 for reading the transponder B1. It is effected by means of the correction factor G, a control of an amplifier OP, which is connected between the electronics unit A3 and the reader antenna A2 and causes a corresponding change in the transmission power of the reader A1 in the direction of the optimum transmission power. The determined distance d between the reader A1 and the transponder B1 can optionally be output via an interface I1, in particular can be output visually readable for the operating personnel of the reader.

Nach Aussenden mindestens eines Lesesignals mit optimaler Sendeleistung durch das Lesegerät A1 an den Transponder B1 erfolgt ein Auslesen der Speicherdaten des Transponders B1. Die Auswertung der Speicherdaten kann ebenfalls durch die Steuereinheit erfolgen.After transmission of at least one read signal with optimum transmission power by the reader A1 to the transponder B1, the memory data of the transponder B1 are read out. From Evaluation of the memory data can also be done by the control unit.

Die 1 bis 4 sollen die Erfindung nur beispielhaft erläutern. Der Fachmann kann jedoch ohne weiteres andere, bereits bekannte Methoden zur Abstandsbestimmung zwischen dem Lesegerät und dem Transponder einsetzen, um eine Regelung der Sendeleistung des Lesegeräts abhängig von der relativen Position des organischen Transponders zum Lesegerät zu steuern.The 1 to 4 should illustrate the invention by way of example only. However, one skilled in the art can readily employ other well-known methods of determining the distance between the reader and the transponder to control regulation of the transmitter power of the reader depending on the relative position of the organic transponder to the reader.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1760640 A1 [0032]
- DE 3490440 T1 [0033]
US 2007/0241904 A1 [0034]

Claims

Method for reading out memory data an organic transponder (B1), the at least one electrical Functional layer comprises an organic material by means of a reader (A1) that has at least one reader antenna (A2) and a control device characterized by the following Steps: Transmitting at least one reference signal and receiving at least one response signal of the transponder (B1) to the at least a reference signal by means of the at least one reader antenna (A2), wherein the at least one response signal depends from a relative positioning of the transponder (B1) with respect to on the reader (A1); Picking up at least one, the at least one response signal characterizing measured value at the at least one reader antenna (A2); Determine an optimal transmission power of the reader (A1) based on the at least one measured value; Control of transmission power of the reader (A1) by means of the control device on the optimal transmission power and transmission of at least one read signal with optimum transmission power by means of the at least one reader antenna (A2) in order to read out the memory data from the transponder (B1).

Method according to claim 1, characterized in that that for determining the optimum transmission power of at least one Measured value is compared with measured value reference data, which in one Storage unit (S1) of the controller of the reader (A1) and the at least one measured value concerning data a relative positioning of the transponder (B1) with regard to Assign the reader (A1).

Method according to claim 2, characterized in that that the measured value reference data on measured or simulated reference data based.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the optimum transmission power means logical operations or by simulation of the at least a measured value is determined.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that two or more reference signals to be sent out and that the transmission power is consecutive Reference signals is increased gradually or continuously.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as the at least one, the at least a response signal characterizing measured value a voltage (V1) tapped on the at least one reader antenna (A2) becomes.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that as the at least one, the at least a response signal characterizing measured a phase shift between the at least one reference signal and the at least a response signal is determined.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one, the at least a measured value characterizing a response signal is determined by at least two temporally spaced voltage values on the reader antenna (A2) are tapped.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one, the at least a measured value characterizing a response signal is determined by a voltage amplitude and / or an envelope of the response signal recorded and evaluated.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the relative positioning of the Transponders (B2) with regard to the reader (A1) by Measured value reference data is determined in the form of coupling factors k, where a coupling factor k by a geometry of at least a reader antenna (A2), a geometry of a transponder antenna (B2) of the transponder (B1), and the distance d and the spatial Position of the transponder antenna (B2) to the at least one reader antenna (A2) is determined.

Method according to claim 10, characterized in that that the at least one, the at least one response signal characterizing Measured value by means of a, in the control unit for each relative Positioning of the transponder (B2) with regard to the reader (A1) stored coupling factor k a certain relative Positioning is assigned.

Method according to claim 11, characterized in that that by means of at least one, stored in the control unit Correction factor G of each relative positioning of the transponder (B2) with respect to the reader (A1) each have the optimum transmission power is assigned.

Method according to claim 12, characterized in that that the transmission power of the reader (A1) increases or decreased by a gain of a Pre- or final amplifier (OP) of the reader (A1) changed according to the correction factor G. becomes.

Method according to claim 13, characterized in that that according to the correction factor G, a control signal for controlling the pre- or final amplifier (OP) of the Control unit is generated.

Method according to claim 14, characterized in that that the pre- or final amplifier (OP) the transmission power depending on a pulse duration and / or power and / or an amplitude and / or a coding of the control signal increased or decreased.

Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the control device that of the at least a reader antenna (A2) to be sent at least one Reference signal generated and the at least one of the at least a response signal received by a reader antenna (A2) is demodulated.

Method according to one of claims 1 to 16, characterized in that the control device that from the transponder (B1) decoded memory data.

Reader (A1) for reading memory data from an organic transponder (B1), the at least one electrical Functional layer comprises an organic material, wherein the Reader (A1) at least one reader antenna (A2) and a control device, characterized that the control device is set up, a relative positioning of the transponder (B1) with regard to the reader (A1) to determine and a transmission power of the reader (A1) depending on the determined relative positioning of the transponder (B1) with regard to the reader (A1) to regulate.

Reader according to claim 18, characterized in that that the at least one reader antenna (A2) for sending of reference and read signals in the direction of the transponder (B2) is set up and that the control device is set up, to generate the reference and read signals.

Reader according to claim 18 or claim 19, characterized in that the at least one reader antenna (A2) is arranged to receive a response signal of the transponder (B1).

Reader according to one of the claims 18 to 20, characterized in that the control means for Picking up at least one, on the reader antenna (A2) tapped measured value is set up and continue a memory unit (S1) in which measured value reference data are stored, the at least one measured value data concerning a relative Positioning of the transponder with regard to the reader assign.

Reader according to claim 21, characterized in that that the control device is set up, the at least one Compare measured value with the measured value reference data, the relative positioning of the transponder (B1) and the determined relative Positioning of the transponder (B1) an optimal transmission power of the reader (A1) for reading the memory data of the Assign transponders (B1).

Reader according to one of the claims 18 to 22, characterized in that in the control unit correction factors G are stored, by means of which each relative positioning of the transponder (B2) with regard to the reader (A1) each associated with an optimal transmission power.

Reader according to claim 23, characterized that the reader (A1) is a pre- or final amplifier (OP), which determines the transmission power of the reader (A1). increased according to the correction factor G or reduced.

Reader according to claim 24, characterized that the control unit is set up in accordance with Correction factor G is a control signal for controlling the forward or reverse To generate power amplifier (OP).

Reader according to one of the claims 18 to 25, characterized in that the control device a Interface (I1) for outputting a distance d between the Reader (A1) and the transponder (B1) characterizing Signal has.