專利名稱：可編程的印刷電子編碼及其制造方法和編程裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的可編程的印刷電子編碼。本發(fā)明還涉及用于該印刷編碼的制造方法，以及及編程裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在貨物運(yùn)輸中使用了光學(xué)可讀的條形碼以及遠(yuǎn)程可讀的RFID標(biāo)識(shí)符。條形碼具有標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，但是此技術(shù)要求有可見(jiàn)的標(biāo)記以及至少在可視距、離處進(jìn)行的讀取技木，因此限制了應(yīng)用的場(chǎng)合?？梢?jiàn)標(biāo)記使得該技術(shù)容易被濫用。RFID技術(shù)具有許多優(yōu)于上述條形碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，包括具有遠(yuǎn)程可讀能力以及將條形碼完全隱藏于產(chǎn)品中的能力，這可用來(lái)防止偽造編碼。然而，該技術(shù)中使用的標(biāo)識(shí)符明顯比條形碼技術(shù)昂貴。美國(guó)專利5818019公開(kāi)了ー種解決方案，其中讀取裝置用來(lái)測(cè)量分配有貨幣值的電容式驗(yàn)證電阻標(biāo)記。該機(jī)器允許進(jìn)行近距離的非接觸式測(cè)量。在此測(cè)量過(guò)程中，幾個(gè)(例如8個(gè))電阻器的阻值的順序通過(guò)同時(shí)測(cè)量來(lái)確定，使得各電阻器的阻值應(yīng)處于具體的限定范圍之內(nèi)。因此，關(guān)鍵是采用“數(shù)字技木”來(lái)估計(jì)抽獎(jiǎng)券的電子正確性。如果所有電阻器均在預(yù)定限值內(nèi)，則該券被接受，而只要有一個(gè)偏離該范圍則會(huì)導(dǎo)致拒絕接收。還存在有電子可讀的編碼，其通過(guò)用讀取裝置掃過(guò)該編碼而從近距離讀取。此類編碼已印刷成具有最終的唯一值。該技術(shù)不具有靈活性，并且非常耗時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)編碼必須単獨(dú)地制造以便獲得唯一的編碼值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明意欲消除上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，為此創(chuàng)造了全新的電子編碼、其制造方法，以及針對(duì)電子編碼的編程裝置。本發(fā)明基于從幾條傳導(dǎo)線中形成編碼，傳導(dǎo)線包括至少ー個(gè)可在印刷后更改的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可更改區(qū)域是可通過(guò)電子燒結(jié)而更改的區(qū)域。更具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的編碼的特征如權(quán)利要求I的特征部分所述。針對(duì)該部分，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征如權(quán)利要求10的特征部分所述。此外，根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置的特征如權(quán)利要求16的特征部分所述。利用本發(fā)明可以得到相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供了一種電子印刷編碼，其內(nèi)容可在編碼結(jié)構(gòu)制造之后以電子方式寫(xiě)入或可編程。制造可產(chǎn)生相同的編碼結(jié)構(gòu)，這是大規(guī)模生產(chǎn)所希望的。編碼的唯一性內(nèi)容稍后由可能不是制造該編碼的供應(yīng)鏈的那一方通過(guò)專有裝置來(lái)寫(xiě)入。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了制造過(guò)程和產(chǎn)品價(jià)值鏈二者的優(yōu)化。一個(gè)優(yōu)選的產(chǎn)品示例是安全編碼。本發(fā)明的ー個(gè)優(yōu)選應(yīng)用區(qū)域是用于消費(fèi)品(藥品包裝、貴重品)以及諸如票據(jù)等文件的產(chǎn)品源產(chǎn)地、真實(shí)性或者文件安全編碼或標(biāo)記。如果編碼不同，那么唯一電子產(chǎn)品或安全編碼的大規(guī)模印刷就有問(wèn)題。這是因?yàn)榭焖俚拇笠?guī)模印刷方法如凹版印刷僅適用于生產(chǎn)大量相同的結(jié)構(gòu)。噴墨印刷可以做到逐項(xiàng)的定制，但是噴墨印刷在大規(guī)模生產(chǎn)中通常太慢。本發(fā)明通過(guò)采用電子燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行編碼定制而解決了該問(wèn)題。本發(fā)明提供了相對(duì)于條形碼的明顯的優(yōu)點(diǎn)，這要?dú)w功于使它不可見(jiàn)的可能性。不可見(jiàn)編碼可用來(lái)辨別偽造品，此外，它也比較容易實(shí)現(xiàn)且具有成本效益。實(shí)際上，本發(fā)明的應(yīng)用類似于RFID技術(shù)和條形碼技術(shù)的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的編碼可以是可見(jiàn)的，也可以是隱藏在不透明的保護(hù)膜下。根據(jù)本發(fā)明的編碼例如可用于權(quán)限控制應(yīng)用、產(chǎn)品-數(shù)據(jù)編碼、鑒偽、產(chǎn)品來(lái)源的驗(yàn)證等。相對(duì)于電子可讀的RFID標(biāo)簽，本發(fā)明具有相當(dāng)大的成本優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)榫幋a可采 用印刷技術(shù)來(lái)制造。借助于標(biāo)記的電子屬性的優(yōu)化，測(cè)量電子器件可采用更便宜的元件來(lái)制造。


以下結(jié)合示例并參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)可編程編碼的頂視圖。圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)可編程編碼的頂視圖。圖3顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，其中編碼的編程可通過(guò)掃描AC燒結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖4顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，其中印刷墨水層是連續(xù)的區(qū)域，其局部表面阻抗采用根據(jù)本發(fā)明的AC燒結(jié)裝置來(lái)改變。圖5顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中編碼線由不受電子燒結(jié)影響的具有固定電阻系數(shù)的良好導(dǎo)電部分和在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)改變其電阻的部分構(gòu)成。圖6顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中圖19中的概念以所示方式延伸到這里，以便優(yōu)化未寫(xiě)入和寫(xiě)入的阻抗水平。圖7a顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中編碼線僅采用電子燒結(jié)墨水而被部分地印刷。圖7b顯示了圖7a所示配置的實(shí)際實(shí)現(xiàn)。圖8顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中到編碼線的觸點(diǎn)是比編碼線尺寸更大的貫穿式觸盤。圖9顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中電子燒結(jié)編碼位的表面積是變化的。圖10顯示了用于DC編程器電路的本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖11顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中對(duì)編碼線進(jìn)行調(diào)制以促進(jìn)共振讀取。圖12顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中，位部分具有不同電阻系數(shù)，并且寬度是變化的以使位部分的電阻基本相同。圖13顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性透視圖，其中編碼線的部分在垂直方向上偏移。
圖14顯示了本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖，其中存儲(chǔ)器位部分將兩個(gè)相鄰的編碼線連接起來(lái)。圖15顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)測(cè)量裝置。圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)測(cè)量對(duì)象。圖17a顯示了根據(jù)本發(fā)明的在電極之間沒(méi)有要讀取的編碼時(shí)的測(cè)量裝置電極之間的等效電路。圖17b顯示了根據(jù)本發(fā)明的在電極之間存在要讀取的編碼時(shí)的測(cè)量裝置電極之間的等效電路。圖18以示意性顯示了針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量裝置而言的要讀取標(biāo)記的實(shí)分量和虛分量隨編碼電阻增加時(shí)的特性。
具體實(shí)施例方式采用電子燒結(jié)來(lái)修改沉積(印刷、分配、旋轉(zhuǎn)涂覆等)的材料層、例如基于納米粒子印刷墨水的干燥層的阻抗或表面阻杭。阻抗通常是既有實(shí)部又有虛部的復(fù)變量。阻抗部分(實(shí)部或虛部)中的任一個(gè)或兩者可用于讀取。然而，如果讀出器表面的觸點(diǎn)是電容性的，那么用阻抗的實(shí)部可獲取更可靠的讀取結(jié)果。在下文中，電子編碼表示這種受控的阻抗結(jié)構(gòu)。電子編碼可以是條形碼的形式，該條形碼由變化的電阻系數(shù)的線構(gòu)成。條形碼整個(gè)地或部分地用墨水來(lái)制造，其電阻系數(shù)可在之后通過(guò)電子燒結(jié)技術(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。這種墨水的一個(gè)例子是Advanced Nano Products公司的銀納米粒子墨水。編碼的可調(diào)電阻系數(shù)的線可整體地或部分地用這種墨水來(lái)制造。編程裝置與編碼結(jié)構(gòu)形成電直流或交流的接觸，對(duì)所有或部分的編碼線施加電子燒結(jié)?；蛘?，印刷結(jié)構(gòu)可以是涂覆了納米粒子墨水的區(qū)域，通過(guò)燒結(jié)該表面區(qū)域的部分來(lái)將編碼寫(xiě)到該區(qū)域上。以下的圖示例性地顯示了本發(fā)明的特定方面。編碼例如可采用本文稍后介紹的讀出器來(lái)讀取。在下面的圖中提供了用于編碼的預(yù)制件(perform) 200，其可通過(guò)電方式更改為唯一性編碼。在圖中提供了編碼，其中墨水的未燒結(jié)狀態(tài)和燒結(jié)狀態(tài)用作編碼線的兩個(gè)導(dǎo)電狀態(tài)。在電子燒結(jié)情況下，電導(dǎo)率也可在兩個(gè)極態(tài)之間以有限的步驟變化，從而實(shí)現(xiàn)多電平的電子編碼。此外，通過(guò)用比燒結(jié)電壓(電流、功率)足夠高的電壓(電流、功率)，導(dǎo)體可被熔斷(熔絲模式操作)，從而實(shí)現(xiàn)編碼線的除未燒結(jié)(低傳導(dǎo)率)狀態(tài)和燒結(jié)(高傳導(dǎo)率)狀態(tài)之外的第三狀態(tài)。在圖15中顯示了可編程的條形碼101，它實(shí)際上是在編程階段之前的用于編碼的預(yù)制件200。該圖還顯示了編程裝置103和電流式編碼裝置觸點(diǎn)102。在編程中，編程裝置103將DC或AC電壓施加到所有或部分編碼線上，以將那些編碼線燒結(jié)到導(dǎo)電狀態(tài)。換句話說(shuō)，編程裝置103可選擇元件101中的任何ー個(gè)，以改變相應(yīng)元件101的電導(dǎo)值。觸點(diǎn)102例如可以是處于可具有足夠大小的觸盤的編碼線101的端部上的直接式電觸點(diǎn)。如圖22所示，觸盤也可與電接觸編碼線的編碼分開(kāi)。這些線全部或部分地采用電子燒結(jié)墨水如銀納米粒子墨水進(jìn)行印刷(參見(jiàn)圖19、圖20、圖21、圖23、圖25以及圖26，編碼線僅部分采用燒結(jié)墨水印刷)。 圖16提供了一種解決方案，其中編碼線的另一端可以是電子觸點(diǎn)104，以限制到編程裝置的電觸點(diǎn)的數(shù)量。圖17提供了一種解決方案，其中編碼的編程可通過(guò)在接觸或靠近襯底105頂部上所印刷的編碼線的位置處用AC燒結(jié)裝置106掃過(guò)編碼線101來(lái)進(jìn)行。圖18提供了一種解決方案，其中印刷墨水層可以是連續(xù)的區(qū)域107，該區(qū)域的局部表面阻抗采用AC燒結(jié)裝置106來(lái)修改。圖19提供了一種解決方案，其中編碼線101由不受電子燒結(jié)影響的固定電阻率的良好導(dǎo)電部分108和在燒結(jié)時(shí)會(huì)改變其電阻的部分109構(gòu)成。此解決方案利用了編碼的良好導(dǎo)電部分和讀出器之間的電容耦合；通過(guò)將導(dǎo)電部分108連結(jié)到一起，燒結(jié)互連部分109増加了導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的物理表面區(qū)域。所述配置的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)包括(i)部分108可用低成本的導(dǎo)電墨水，而部分109可用銀納米粒子墨水，(ii)小尺寸(長(zhǎng)度)的位部分109允許在與燒結(jié)整條編碼線相比的更低功率或理低的電壓水平下進(jìn)行編程。根據(jù)圖20，圖19的概念可如這里所示地延伸，從而優(yōu)化未寫(xiě)入和寫(xiě)入的阻抗水平。圖21a提供了另ー種方案，其利用了僅用電子燒結(jié)墨水109來(lái)進(jìn)行部分印刷的編碼線。這里使用了共用電極104，并且在共用電極104和各編碼線101之間設(shè)置了可燒結(jié)部分109。可燒結(jié)部分109増加了導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的物理尺寸，這影響了電容式讀出器、例如結(jié)合圖15所述讀出器的讀取。圖7b提供了圖7a所示配置的實(shí)際實(shí)現(xiàn)。編碼信息采用圖15所示讀出器通過(guò)掃描編碼來(lái)進(jìn)行讀取。編碼線101已被指定為字母A-F。掃描I對(duì)應(yīng)于初始狀態(tài)，其中編碼線A、C、E和F通過(guò)未燒結(jié)位109而與共用電極104分開(kāi)。這些具有未燒結(jié)位的編碼線(狀態(tài)I)提供了高的讀出器輸出幅度。在掃描2中，編碼線A、E和F已被燒結(jié)(狀態(tài)2)。此轉(zhuǎn)變作為讀出器輸出幅度從高到低的變化而被檢測(cè)到。第三轉(zhuǎn)變狀態(tài)(狀態(tài)3)對(duì)應(yīng)于熔燒位109。這用掃描3中的編碼線E來(lái)表示。因此，針對(duì)編碼線E的讀出器輸出被切換回從低到高的幅度?？蔁Y(jié)部分109可從狀態(tài)I (未燒結(jié))直接編程為狀態(tài)3 (熔斷)，如編碼線C所示。參考編碼線B和D在所有掃描期間通過(guò)閉合位130而保持連接到共用電極104上。根據(jù)圖22，編碼線101的觸點(diǎn)可以是尺寸比編碼線101更大的貫穿式觸盤102。根據(jù)圖23，電子燒結(jié)編碼位115-117的表面積是變化的。在此特定設(shè)置中，各個(gè)位的電阻等于材料層的方塊電阻R □。因此，施加電壓U平均地分到位上，而對(duì)于具有最小表面積115的位來(lái)說(shuō)，電流密度較大。因此，編碼可通過(guò)改變燒結(jié)電壓(或燒結(jié)時(shí)間)來(lái)進(jìn)行編程，使得只有最小位115采用低電壓燒結(jié)，而施加更高的電壓(或更長(zhǎng)的燒結(jié)時(shí)間)來(lái)燒結(jié)例如位115和116。編程的位可在編程過(guò)程中隨總電阻從3R □ — 2R □ — R □—短路的變化來(lái)驗(yàn)證。圖24顯示了 DC編程器電路的ー種可能實(shí)現(xiàn)的示意性圖示?？刂七壿?14控制電壓源110、限流電阻器111，以及尋址在部分113中所包含的條形碼的不同線的開(kāi)關(guān)112。
圖25提供了類似于圖5的解決方案，但是對(duì)編碼線長(zhǎng)度101進(jìn)行調(diào)制，以促進(jìn)基于在與線長(zhǎng)有關(guān)的頻率下發(fā)生的共振的讀取。圖26提供了根據(jù)圖23所示的解決方案，但是位部分119、120和121具有不同的電阻系數(shù)，并且寬度是變化的以使位部分119、120和121的電阻基本相同。圖27提供了根據(jù)圖22所示的解決方案，但是編碼線108的部分在橫向上偏移。
圖28提供了解決方案，其中存儲(chǔ)位部分109將兩個(gè)相鄰的編碼線108連接起來(lái)。以下是用于本發(fā)明的編碼元件的典型尺寸典型范圍典型值編碼元件101的寬度20 μ m-lmm
編碼元件101的長(zhǎng)度500 μ m-10mm可編輯部分109 的面積50 μ mx50 μ m-200 μ mxl500 μ m可編輯部分109的方塊電導(dǎo)未燒結(jié)IkQ-IOOkQ燒結(jié)的傳導(dǎo)部分 50ι Ω-1Ω可編輯區(qū)域109的厚度 I μ m可編輯區(qū)域的典型材料是銀納米粒子墨水，如ANP DGH-55HTG。也可采用其他的電子可編程材料。圖15顯示了可用于讀取如圖1-14所示的上述編碼的測(cè)量裝置I。在此裝置中，由振蕩器2饋電的兩個(gè)活電極4激發(fā)電流，該電流流過(guò)被測(cè)量的表面，還可能流過(guò)其中的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。在根據(jù)該圖的設(shè)置中，中間電極5用于測(cè)量信號(hào)。布線和放大器6的電容(CMOS或者JFET)通常很大，使得讀取電極5的阻抗表示電容短路。如果不是這種情況的話，可在放大器6中設(shè)置電流反饋，以使放大器的輸入具有極低的阻杭。通過(guò)采用相敏檢測(cè)器7來(lái)檢測(cè)信號(hào)，該檢測(cè)器基于將信號(hào)向下與和對(duì)象同相位相連的交流電進(jìn)行混合，并且信號(hào)相移90度。如果測(cè)量不是差分的，那么可采用反相位信號(hào)來(lái)取消導(dǎo)體之間的電容連接，以便使橋路平衡。根據(jù)該圖配置的電路測(cè)量表面的導(dǎo)納的虛分量9和實(shí)分量8。圖16顯示了ー種情形，其中導(dǎo)電的(不透明)編碼11形成在襯底10上。襯底10可以是紙、板、塑料或其他類似物，通常是不導(dǎo)電的表面。在該圖中，編碼進(jìn)行成使得編碼11的寬度恒定，而編碼之間的距離可調(diào)。因此，在該編碼中，在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)11之間有短間隙12和長(zhǎng)間隙13。在一些情形下，編碼11上設(shè)有薄塑料膜，這可減少到對(duì)象的電容連接。根據(jù)圖16，如果采用根據(jù)圖I所示的設(shè)置來(lái)掃描編碼，那么導(dǎo)納將會(huì)基本上在兩個(gè)值之間變化。圖17a的電路顯示了ー種情形，其中被測(cè)對(duì)象僅僅是紙，并且在圖17b中相應(yīng)地顯示了ー種情形，其中在襯底10上設(shè)有導(dǎo)電層。因?yàn)樵搮^(qū)域被劃分，精確的模型需要用幾個(gè)電容器和電阻器來(lái)描述此情形。如果在進(jìn)行掃描的表面上有幾個(gè)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，則進(jìn)行導(dǎo)納調(diào)節(jié)。在這種情況下，當(dāng)在單個(gè)頻率下進(jìn)行測(cè)量吋，阻抗測(cè)量產(chǎn)生了對(duì)象的導(dǎo)納的虛分量和實(shí)分量。對(duì)于測(cè)量來(lái)說(shuō)關(guān)鍵的問(wèn)題是，與其中編碼更改了實(shí)分量和虛分量這二者的情形相比，導(dǎo)納的虛分量和實(shí)分量的波動(dòng)如何。本發(fā)明的中心思想是如何進(jìn)行此測(cè)量，從而使得能使測(cè)量的信噪比最大化。如果假設(shè)對(duì)象的電阻噪聲不是實(shí)質(zhì)性的，那么就電子器件而言，嘗試將實(shí)分量或虛分量的電流最大化。這是通過(guò)將到對(duì)象的電容連接最大化、通過(guò)產(chǎn)生寬的電極和寬的編碼、以及通過(guò)最小化編碼與測(cè)量電極之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，在高頻率下，對(duì)象的噪聲往往確定了信噪比，而不是電子器件的噪聲。噪聲通常因讀出器的“搜尋”和傾斜以及紙張(即對(duì)象)的粗糙度而產(chǎn)生。因?yàn)榇蠖鄶?shù)基底是不導(dǎo)電的，造成噪聲的問(wèn)題主要僅在于導(dǎo)納的虛分量。雖然表面具有一定程度的損耗，但是實(shí)分量的噪聲總是保持為小于虛分量的噪聲。噪聲也可以在編碼上方產(chǎn)生。如果編碼是高度導(dǎo)電的，但墨水例如因紙張的粗糙而“有污點(diǎn)”，問(wèn)題就會(huì)是，在編碼的上方，虛分量和實(shí)分量均帶有噪聲。實(shí)分量也可以保持很小，因?yàn)殡娏鲀H通過(guò)良好導(dǎo)電的橋路從輸入電極流到測(cè)量電極。如果假定對(duì)象為簡(jiǎn)單的等效電路，其中電容器和電阻器的串聯(lián)連接描述了在當(dāng)讀取頭處于編碼上方時(shí)的情形中的阻杭。在編碼之外，對(duì)象幾乎完全沒(méi)有損失，使得它僅可描述為電容器。該電子器件所接收的電流可由下式獲得I = UmC^.....^ ,其中 r = ω CR (I)
r' +1首先可注意到，可通過(guò)采用最高可能的頻率以及通過(guò)嘗試盡可能近地測(cè)量導(dǎo)電編碼一通過(guò)產(chǎn)生較大的電容，而使電流最大化。圖18借助曲線40圖示地顯示了測(cè)量導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量在電阻增加時(shí)的特 性。該圖是標(biāo)準(zhǔn)化的圖示，其中測(cè)量距離是恒定的，因此電容具有恒定的幅度。此外，在該圖中繪制了橢圓43，其描述了無(wú)編碼的導(dǎo)納?？勺⒁獾剑瑢?shí)分量的調(diào)節(jié)在點(diǎn)44處r=l時(shí)最大，在此處測(cè)量導(dǎo)納的虛分量和實(shí)分量是等幅度的，在此情況下，測(cè)量阻抗的實(shí)分量和虛分量自然也是等幅度的。在該圖中還繪制了一種假想的情形(黒色橢圓42)，其中測(cè)量了高質(zhì)量的導(dǎo)電表面。圓41顯示了ー種測(cè)量“孔狀”編碼的情形，在這種情況下，實(shí)分量和虛分量的變化都非常大。當(dāng)采用絕緣基底材料吋，實(shí)分量的值及其波動(dòng)很小，因此最好將該距離和墨水的傳導(dǎo)率選擇成使得r=l，從而最大化導(dǎo)納的實(shí)分量的信噪比。當(dāng)電阻增加到無(wú)窮大時(shí)，曲線接近橢圓43。該方法基本上基于將對(duì)象的導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量彼此分開(kāi)。在高頻率下，且尤其在采用方波時(shí)，關(guān)于所謂的角度誤差并無(wú)準(zhǔn)確的信息。采用其中含有高諧波的方波，實(shí)分量和虛分量的整個(gè)概念在某種意義上是錯(cuò)誤的。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，重要的因素是以下角度校正等式針對(duì)于所測(cè)量的實(shí)分量和虛分量Re {YJ = Re {Y} cos a+Im {Y} sin α 和⑵Im {Yu} =-Re {Y} sin a+Im {Y} cos α下標(biāo)u指角度校正的導(dǎo)納。校正角度標(biāo)記為α。該方法的基本概念是，校正角度選擇成使得當(dāng)測(cè)量裝置在紙張(塑料)的表面上的無(wú)編碼的點(diǎn)處掃過(guò)吋，實(shí)分量的變化最小。通過(guò)在紙張表面上有意地按壓，或者通過(guò)擺動(dòng)測(cè)量點(diǎn)(筆)以改變到紙張表面的距離，可以改進(jìn)調(diào)校。優(yōu)選地在本實(shí)施例中所用的表面上進(jìn)行調(diào)校。另ー種備選方式是在掃描無(wú)編碼區(qū)域中的編碼時(shí)進(jìn)行針對(duì)角度的調(diào)校。當(dāng)測(cè)量點(diǎn)掃過(guò)這種無(wú)編碼、無(wú)損耗的表面時(shí)，基本上只有無(wú)損耗的測(cè)量分量發(fā)生變化。這意味著能夠以使得導(dǎo)納的實(shí)分量中的變化最小的方式來(lái)得到該角度。如果該角度選擇成使得在紙張上放置該點(diǎn)不會(huì)影響角度的實(shí)分量，那么實(shí)分量的噪聲也被最小化。實(shí)際上，如果讀取頻率不改變的話，角度的調(diào)校必須只進(jìn)行一次。針對(duì)各個(gè)測(cè)量點(diǎn)是否必須進(jìn)行単獨(dú)的調(diào)校取決于電子器件制造時(shí)的偏差。因此，角度校正的意圖是為了消除由于紙張屬性以及測(cè)量點(diǎn)的位置的變化而帶來(lái)的測(cè)量信號(hào)的變化，并使測(cè)量信號(hào)僅取決于編碼的屬性。背景噪聲被消除。在角度校正時(shí)，坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度選擇成使得對(duì)象中的無(wú)損耗介電材料的變化不會(huì)出現(xiàn)在經(jīng)角度校正的Re信號(hào)中。這ー目的可以通過(guò)針對(duì)測(cè)量點(diǎn)來(lái)產(chǎn)生僅僅是無(wú)損耗介電常數(shù)的變化(例如通過(guò)降低紙張上的點(diǎn))而達(dá)到。此后，檢測(cè)該角度校正的信號(hào)Re和Im。調(diào)節(jié)角度α，直到調(diào)節(jié)所導(dǎo)致的變化僅出現(xiàn)在Im信號(hào)中，或者達(dá)到Re信號(hào)的最小值為止。在校正之后測(cè)量Re信號(hào)，其中變化將僅出現(xiàn)在編碼處。該方法的中心思想是調(diào)校作為測(cè)量頭的筆，以使得能將實(shí)分量和虛分量區(qū)分開(kāi)。這可通過(guò)調(diào)節(jié)校正角度，以使得當(dāng)將筆放到無(wú)損耗介電表面上時(shí)它不會(huì)產(chǎn)生實(shí)分量中的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。另ー種方式是刮擦介電表面，并保證當(dāng)掃描表面時(shí)波動(dòng)不會(huì)在實(shí)分量中發(fā)生。在實(shí)際的測(cè)量情形中，實(shí)分量在紙張表面上重設(shè)，并且預(yù)先設(shè)定觸發(fā)電平，或者該算法基于信號(hào)強(qiáng)度來(lái)尋求合適的觸發(fā)電平。因?yàn)閷?shí)分量中的噪聲比較小，觸發(fā)電平可設(shè)置成非常接近于零。僅在其中編碼的電導(dǎo)率被錯(cuò)誤地測(cè)量或編碼帶有“污點(diǎn)”的情形下，值得采用向量的縱向調(diào)節(jié)來(lái)代替實(shí)分量的調(diào)節(jié)。原則上，通常編碼可通過(guò)權(quán)重實(shí)分量和虛分量的長(zhǎng)度至彼此間具有合適比率以優(yōu)化信噪比而檢測(cè)到。原則上，從導(dǎo)納的實(shí)分量和虛分量中測(cè)量編碼的正確電導(dǎo)率。從數(shù)學(xué)上進(jìn)行該描 述非常困難，這是因?yàn)楦鱾€(gè)域被劃分。這種描述依賴于筆的平均距離、與電極寬度相比的編碼寬度，等等。然而，如果針對(duì)特定的應(yīng)用來(lái)調(diào)校筆，就可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)(或在數(shù)學(xué)上采用FEM計(jì)算)來(lái)尋■求如下的表達(dá)式r = f {Re {Y}，Im {Y}} (3)使得編碼上方和外部的變量!·的變化與距離的微小變化無(wú)關(guān)。這僅是因?yàn)槿缦率聦?shí)，即這兩項(xiàng)均與距離成比例，使得通過(guò)采用這兩個(gè)變量可以消除距離中的變化。應(yīng)當(dāng)注意，本方法并不測(cè)量編碼的絕對(duì)電阻系數(shù)，而是與編碼和紙張的電阻系數(shù)中的差異成比例。如果測(cè)量傳感器信息，這種更精確的傳導(dǎo)率的測(cè)量是重要的。然而，如果除測(cè)量線之外在編碼中還放置了傳導(dǎo)率已知的參考線，或者如果其值是結(jié)合編碼信息而賦予的，那么可將傳感器信息的測(cè)量返回到到實(shí)分量的測(cè)量。在此情況下，可從導(dǎo)納Y的實(shí)分量和虛分量的等式中計(jì)算出傳感器電阻系數(shù)的電阻值r
權(quán)利要求
1.ー種電子編碼，包括 由基本上不導(dǎo)電材料形成的襯底(105，10)， 若干形成于襯底上的導(dǎo)電的編碼元件(108)， 其特征在于，至少ー個(gè)編碼元件(101，108)包括可編輯區(qū)域(109)，所述可編輯區(qū)域的電導(dǎo)率能以電的方式改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的編碼，其特征在于，整個(gè)編碼元件(101)是可編輯的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的編碼，其特征在于，所述編碼元件(101)包括至少ー個(gè)可編輯區(qū)域(109)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的編碼，其特征在于，所述可編輯區(qū)域(109)處于編碼線(101)之間。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的編碼，其特征在于，所述編碼元件(101)是傳導(dǎo)線。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的編碼，其特征在于，所述可編輯區(qū)域(109)由能從低導(dǎo)電狀態(tài)編輯到高導(dǎo)電狀態(tài)的材料制成。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的編碼，其特征在于，所述可編輯區(qū)域(109)是銀納米粒子星水。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的編碼，其特征在于，在測(cè)量的情形下，測(cè)量結(jié)果的實(shí)分量(8)在無(wú)編碼材料(8)的表面上重設(shè)，并且基于重設(shè)的實(shí)分量(8)來(lái)預(yù)先設(shè)置能啟動(dòng)所述測(cè)量的電子器件(I)的觸發(fā)電平。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的編碼，其特征在于，在測(cè)量的情形下，算法基于信號(hào)的強(qiáng)度來(lái)捜索能啟動(dòng)所述測(cè)量的合適觸發(fā)電平。
10.一種用于形成電子可讀編碼的方法，其特征在干， 由第一方制造相同的編碼預(yù)制件(200)，和 所述預(yù)制件(200)由第二方以電的方式編輯成唯一性編碼(108)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述預(yù)制件(200)通過(guò)燒結(jié)來(lái)編輯。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)制件(200)僅從選定部分(109)中局部地編輯。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)制件(200)通過(guò)電流接觸而被編輯。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)制件(200)通過(guò)電容接觸而被編輯。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述預(yù)制件(200)通過(guò)RF場(chǎng)而被編輯。
16.一種用于編輯電子編碼(200)的裝置，其特征在于，包括用于將電信號(hào)施加到被編輯的編碼(200，11)上的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，包括用于將電信號(hào)以直流電方式施加到被編輯的編碼(200，11)上的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，包括用于將電信號(hào)以電容方式施加到被編輯的編碼(200，11)上的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，包括用于將電的RF信號(hào)施加到被編輯的編碼(200，11)上的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電子編碼，包括由基本上不導(dǎo)電材料形成的襯底(105,10)，以及若干形成于襯底上的導(dǎo)電的編碼元件(108)。根據(jù)本發(fā)明，至少一個(gè)編碼元件(101,108)包括電導(dǎo)率能以電的方式改變的可編輯區(qū)域(109)。
文檔編號(hào)G06K1/12GK102667805SQ201080057417
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者亞克·萊佩涅米, 湯米·馬蒂拉, 艾瑞·阿拉斯塔洛, 艾瑞·阿龍涅米, 馬克·艾倫, 黑齊·塞帕 申請(qǐng)人:芬蘭國(guó)家技術(shù)研究中心