光读/写电子标签制造技术

本发明专利技术涉及一种典型地包括ＥＥＰＲＯＭ型存储器的电子标签。该标签包括能在其上照射光线束时进行供电的光电管，及光电子元件，后者一方面接收光控制信号，另一方面向外部发送与存储器内容相对应的光信号。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
目前在市场上具有多种可存储与物品或产品相关的信息的电子标签。其中最简单的标签仅包括一种只读存储器(ROM)，在其中例如存储有一个识别序号。更先进的系统许可读及写所存储的信息，它允许根据届时产品的进展修改存储信息，并由此保证其可跟踪性。最简单这类系统利用一个由耐久电池，例如锂电池供电的静态存储器(RAM)。在较复杂的系统中使用了电可擦除及可编程的存储器(EEPROM)，它具有在无外部能源支持时能保持其信息的优点，这就允许去掉电池。对其可通过多个触点，例如在小型集成卡(cartes a puce)中那样地存取信息。但是愈来愈需要找到一种系统，它能够被读、写并能在远距离上不用接触地读与写。现在已知的所有系统使用的是一种磁耦合，这意味着至少使用了一个线圈，这种作法带来了诸多不便。例如不能将这样一种标签固定地贴在金属物体上，这表现为一种磁短路，影响到标签的能量。并也不能将多个标签彼此靠近地放置，因为有干扰的危险。最好，线圈是一种相对体积大及脆弱的部件。本专利技术涉及一种不具有上述缺点的不用接触能在远距离上读或读/写的电子标签。这种标签至少包括能在无电源时保存其存储状态的一种电子存储器及该存储器的一个控制电路，其特征在于，它至少包括光电管类型的元件的组合，以便在将光线发送到所述这些元件表面上时向所述存储器及其控制电路供电，及至少具有与所述控制电路相连接的装置，以便用来向外部发送与所述存储器装置的内容有关的光信号。附图说明图1表示根据本专利技术的标签一例的原理图；图2表示存储器及其控制电路，例如更详细的电路图；图3表示根据本专利技术的标签结构的一例；图4表示结合了一种条形码的根据本专利技术的标签的一例；图5表示结合了定中心光靶的根据本专利技术的标签的一例。在图1上，可以看到四个光电元件1，其例如是在非晶硅上的光电元件或是在晶体硅上的砷化镓(AsGa)元件。当将一束光线照射到这些光电管上时，它们即输出一电压，该电压则通过一个二极管3及将该供电电压滤波的电容器4对存储器及其控制电路2供电。最好该控制电路包括一个能在光电管受很强光线照射的情况下限制该电压的电路。控制电路2与一晶体三极管5的基极相连接，该晶体管5经由一个电阻7譬如向电致发光二极管6供电。因此，也可以通过这些电致发光二极管向外部发送与存储器内容相对应的光信号。这些光信号可以由公知的装置进行检测。例如当这些二极管是红外(IR)类型时，则可使用红外(IR)检测器，例如是个人检测用的那种红外检测器。同样可以通过入射光的变化来发送光信号，这就是说通过由标签发射的光线中一部分的变化来发送光信号。在最简单的结构即存储器为只读类型的情况下，可以想象，当供电电压达到一个足够的值时该控制电路2将自动启动，持续地扫描整个存储器，将会通过晶体管5向二极管6上发送相应的信号。同样可以持续地读出存储器的内容，只要光电管1被足够地照明。但是，这种结构与简单的条形码相比无甚大优点。一种更有效的方案在于使用一种在无电源时能保存信息的EEPROM类型的读/写存储器。那么就必须做到能将待存储信息发送到存储器中并能从外部使用不同的控制信号控制不同读、写步骤。来自外部的信号与信息和控制信号有关。为此，譬如可以对照射到标签上的光线进行调制。这种调制光可以由一种光检测器，例如一个光电二极管8来检测，该光电二极管经由控制电路2的输入端9与一个放大电路及信号成形电路相连接。控制电路2的内部结构更详细地绘在图2中。另一个更简单的方案在于，直接利用全部或部分的光电元件1来检测该调制光。事实上，这些光电元件能具有足够慢的响应时间，以致可通过频率为数KHz量级的(调制或非调制)光线的短暂中断来输入控制信号。这种短暂中断将由二极管3及电容器4这样地滤波，即它们对电源电压的影响是可忽略的。然后将由光电元件1产生的控制信号施加到存储器2的控制电路的输入端9上。另一种更有利的可能性在于，将电致发光二极管6作为光检测器使用。事实上，我们知道这些元件是可逆的，因此可被用作发射器或接收器。这种构型可以作到使以光电管1为代表的能量供给部分与以二极管6为代表的信息发送-接收部分完全分开。这种分离同样可用光束的波长作为水准来实现。对于供能部分例如可使用与日光类似的白色光；而对于发射器-接收器部分则最好用红外光来工作，这种光是具有更多选择及由此对外部干扰更少敏感的光。在二极管6为可逆型及可同样用作光检测器的情况下，它们将与控制电路2的输入端9相连接。在图1中用虚线表示出输入端9接线的三种可能性。在上述的后一例中，持续聚集于标签上的供能因此将使用白色光束10，而信息的通信则使用双向红外光束11。图1的棱镜12可以使这两种光线相组合，以便产生图示的系统功能。应该指示，对于产生这些光线束及将它们发送到标签表示存在着很多的可能性，或是以直接的方式，或是以间接的方式，例如借助光纤。图2表示该控制电路及相关存储器的内部结构的一例。控制信号20被施加在一个信号成形电路21的输入端，该电路产生不同的标签功能程序并将矩形波信号传送到一个串行/并行变换器22的输入端。该交换器被设置来对借助光线束以串行方式从外部传入的信息进行解码，以便利用存储器地址输入端24，其数据输入-输出端25，读输入端26及写输入端27对存储器23进行控制。对于这类本领域技术人员所公知的存储器存在着多种结构，因此对它不再赘述。仅要补充的是，这种类型的EEPROM存储器通常包括一个升压变压器28，它在读期间被启动以使得新数据被固定存入到寄存器中。图3表示根据本专利技术的标签结构的一例。在该图上，在一个固定于管状外壳32中的载体34上安装了不同的电子元件。在载体31的一侧上，可看到电容器33(在图1中标号为4)。在另一面上，可看到四个光电管34及两个电致发光二极管35，以及一个集成电路36，该集成电路包括控制电路及存储器和二极管(图1中标号为3)。在一种传统的结构中，载体31是一种包括不同元件间连接互连的双面即刷电路板。电容器33为SMD型，它直接地焊在印刷电路板上。集成电路36可带有凸缘并可用热压进行固定，而光电元件则利用粘接焊料37进行连接。这种类型的安装是作为理解本专利技术给出的一个例子。然而目前微型组装方法有了快速的发展，例如可以使多个元件先组合在同一衬底，以便限制元件数目及连接导线数目，因而，可预料在将来该结构会有明显的简化。现在讨论这种标签参数。典型地，简单的光源诸如激光二极管可发射每1cm2为100mW量级的强度的光束。现今已知的光电管具有10％量级的效率。这样在每mm2的光电管表面上可获得0.1mW的电功率。为了将一字节写入到EEPROM存储器中，应使升压变压器启动并提供一定功率。对于现今已知的光电管该功率一般为在2.5ms期间具有2.5mW(Faselec)。为了向外部发送信息，典型地应以至少1mA对电致发光二极管供电，以便它能发送易于被检测的光信号，这就是在5V时为5mW。为了获得这样的功率，光电管的整个表面积应具有50mm2。这就导致了相对大及昂贵的标签。一种简单的措施在于以分开的时间工作。这意味着仅在很短的期间中进行写或发送光信号，在此期间中从滤波电容上吸取功率，接着是较长的时间，在该期间中电容被再充电。因此可达到非常低的平均功耗。为了写信号譬如我们已经看到，对于写一字节应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种标签，至少包括能在无电源时保存其存储状态的一个电子存储器及该存储器的一个控制电路，其特征在于：它至少包括光电管类型的元件的组合，以便在将光线束发送到所述这些元件表面上时向所述存储器及其控制电路供电，及至少具有与所述控制电路相连接的装置，以便用来与所述存储器内容相对应地向外部发送光信号。

【技术特征摘要】
CH 1994-7-4 2120/94-01.一种标签，至少包括能在无电源时保存其存储状态的一个电子存储器及该存储器的一个控制电路，其特征在于它至少包括光电管类型的元件的组合，以便在将光线束发送到所述这些元件表面上时向所述存储器及其控制电路供电，及至少具有与所述控制电路相连接的装置，以便用来与所述存储器内容相对应地向外部发送光信号。2.根据权利要求1所述的标签，其特征在于所述的与所述控制电路相连接以便用来与所述存储器内容相对应地向外部发送光信号的装置是发光的光电子类型的元件(LED)。3.根据权利要求1所述的标签，其特征在于它还包括检测装置及通过调制所述光线束获得的信号的成形装置，这些检测装置及成形装置被设...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC伯尼，
申请(专利权)人：盖伊弗里尔斯有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]