WO2008031630A1 - Container and device for detecting objects present in an inner chamber of the container - Google Patents

Container and device for detecting objects present in an inner chamber of the container Download PDF

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WO2008031630A1
WO2008031630A1 PCT/EP2007/008287 EP2007008287W WO2008031630A1 WO 2008031630 A1 WO2008031630 A1 WO 2008031630A1 EP 2007008287 W EP2007008287 W EP 2007008287W WO 2008031630 A1 WO2008031630 A1 WO 2008031630A1
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container
coil
interior
coils
antenna
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PCT/EP2007/008287
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Inventor
Stephan Guttowski
Michael Niedermayer
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • G06K7/10316—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
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    • H01Q1/2216—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in interrogator/reader equipment
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    • B65D2201/00—Means or constructions for testing or controlling the contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2203/00—Decoration means, markings, information elements, contents indicators
    • B65D2203/10—Transponders

Definitions

  • the present invention relates to a container having at least one antenna for detecting objects located in an interior of the container with transponders according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a corresponding device for detecting objects located in an interior of a container ,
  • Such containers can be used in the context of monitoring systems for goods flows in logistics.
  • a typical task is a determination and control of goods contained in a certain volume, such as a transport container. Since it should not be required to elaborate electronic devices on the goods themselves, so that too much effort is avoided, this is the RFID technology (Radio Frequency Identification) with passive RFID tags as a transponder.
  • RFID technology Radio Frequency Identification
  • the at least one antenna is now designed as a coil, wherein a coil forming the conductor extends along a wall of the container.
  • Corresponding containers according to the prior art provide that, in the case of a substantially cuboidal container shape, such an antenna designed as a planar coil is arranged on each of six container walls.
  • the object of the present invention is therefore to propose a corresponding container for detecting objects located in an interior space of the container, which avoids the described disadvantages.
  • a container With such a container, it should thus be possible to reliably detect objects which are provided with transponders even in a design with relatively thin container walls and also in relatively large container dimensions in the interior of the container, and thereby to accidentally detect objects located outside the container and preclude interference with articles and in particular metallic objects outside the container that impairs reliable detection.
  • the invention is further based on the object to develop a corresponding device for detecting objects located in an interior of a container objects.
  • transponders which are located in the interior of the container and therefore also substantially within the coil can be detected very reliable, regardless of what is outside the container.
  • shielding components may be provided in or on the wall of the container without thereby influencing a field generated by means of the coil such that a Detection of the transponder would be appreciably affected because at least in the direction of a corresponding coil axis, a relatively large distance to the shielding component can be maintained.
  • the wall of the container may otherwise be made of plastic, for example, or another dielectric material.
  • detecting is Objects in a container designed according to the invention with a relatively low energy consumption possible, even with comparatively large dimensions of the container.
  • the container or the interior of the container which may for example be cuboid, have a (largest or smallest) diameter or edge lengths in a range of between 10 cm and 250 cm.
  • the antenna is designed for detecting transponders by means of passive radio communication, that is to say for detecting passive transponders.
  • the term of the transponder is to be understood in the present document so general that it includes in particular the preferred case of transponders that do not send their own signal, but merely load a field generated by the antenna, so that they are detected by load modulation of this field can.
  • the transponders should be simple electronic tags or RFID tags known per se in the context of RFID technology.
  • the coil will normally have a relatively low number of turns and, for example, have 5 to 10 turns.
  • the term coil is again to be understood in such a general way that it may even have only a single turn.
  • the coil encloses the interior of the container.
  • a straight connecting line between two opposite points of a turn of the coil passes through the interior.
  • Preferred embodiments of the invention provide that different portions of the coil forming the conductor along two opposing wall portions of the container extend.
  • the container is equipped with at least two, better with at least three antennas of different orientation, which can then be controlled so that an electromagnetic field generated thereby for detecting - so preferably for passive radio communication with - objects regardless of a current orientation of the objects is suitable.
  • all the antennas mentioned are preferably designed as coils enclosing the interior in the described manner.
  • Three different coil axes of the antennas should span the three-dimensional space, so that a transponder and thus an object can be detected independently of its orientation, without the transponder itself having to be unnecessarily complicated.
  • a particularly simple structure and a particularly simple evaluation of a response behavior of the transponder arise when three coil axes of three antennas are perpendicular to each other as possible.
  • the coil forming the conductor may be guided within the wall of the container, where it is particularly well protected, or be guided on an inner side of the container along the wall, whereby at a given wall thickness, an advantageously large distance to objects located outside of the container also results in a lying in Spulenwindungsebene direction.
  • a relatively large distance can thus also be maintained to any shielding component provided in or on the wall of the container.
  • Crucial remains that in any case a relatively large distance of the coil or of a coil center to the wall of the container can be maintained by the arrangement of the coil surrounding the interior of the container in the direction of a coil axis.
  • a particular embodiment of the invention provides that at least one coil winding of the antenna or at least one of the antennas is guided over a lid of the container and is designed so that this coil winding is interrupted by opening the lid.
  • Another embodiment of the invention provides that the coil or at least one of the coils or each coil is oriented so that the corresponding coil axis is perpendicular to a spatial diagonal of the container.
  • the inner space is encompassed by the corresponding spool so that a particularly good detection of a container contents independently of objects outside the container is possible, and on the other hand it is thus possible in a particularly simple manner to bypass a lid of the container with the conductor in that the coil is not interrupted by opening the lid. A detection of objects located in the container is then possible even with the container open.
  • At least three, more preferably four, of such coils are provided, which are accordingly oriented with coil axes perpendicular to three or four different spatial diagonals of the container.
  • the respective coil with a winding course essentially borrowed along a line of intersection of the corresponding room diagonals are designed with the wall.
  • this conductor can also be guided around an opening of the container which can be closed by the lid such that the conductor is guided out of a plane perpendicular to a coil axis standing defined, curved out or bent course has.
  • portions of the coil forming the conductor between two points at which the conductor is bent or curved at one edge of the opening be guided along the edge of the opening.
  • At least two coil windings of common orientation are arranged offset in the direction of a common coil axis.
  • These can be different coil windings of a single antenna or different identically oriented antennas. This can achieve a better coverage of the interior of the container by the field generated by means of the antenna or the antennas.
  • the coil of an antenna described type can be designed with windings lying substantially in one plane or also with a larger extent in the direction of the coil axis.
  • at least one coil turn preferably the entire coil, should be arranged so that it lies substantially in the middle between two ends of the container opposite the coil axis direction or one from each of these ends Distance of at least 20% - preferably at least 30% - a distance between the two ends.
  • a corresponding device for detecting objects located in an interior of a container comprises, in addition to a container of the type described, a reader connected to the at least one antenna, also referred to as a reader, which under certain circumstances may be integrated in the container.
  • a reader connected to the at least one antenna
  • such a device also includes a plurality of transponders, which, as stated, in preferred embodiments of the invention are designed as passive transponders, that is to say for example as electronic labels or RFID tags. Accordingly, articles in the container provided with the transponders can be detected by passive radio communication, and information stored in the transponders can be read out.
  • FIG. 1 shows a perspective, schematic representation of a container according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows the container of FIG. 1 in an opened state in the same representation
  • FIG. 3 is a representation, corresponding to FIG. 1, of a container in another embodiment of the invention.
  • Figure 4 shows the container shown accordingly FIG. 3 in the opened state
  • Figure 5 shows a container in a third embodiment of the invention Phyg and
  • Figure 6 in a similar representation, the container of Figure 5 in the open state.
  • FIG. 1 Shown in FIG. 1 is a container 1, with the aid of which information of electronic labels which are attached to objects located in the container 1 can be read out, so that a device comprising the container 1 and a corresponding reader, in particular for detecting in the container 1 located, provided with the electronic labels items is suitable.
  • the electronic labels of the objects not shown in FIG. 1 and also in the following figures are also referred to in the present specification as transponders and are typically designed as passive RFID tags which are suitable for load modulation of an electromagnetic field and thus readable.
  • the container 1 is parallelepipedic and has a wall made of a plastic, which can carry on one outer side a shielding layer of metal, and a correspondingly designed cover 2.
  • the container 1 now has a first coil 3, a second coil 4 and a third Coil 5, each forming an antenna (RFID antenna) for detecting an object provided with a transponder in an interior of the container, wherein a respective coil 3, 4 or 5 forming conductor extends along the wall of the container that the Coil the Interior of the container 1 encloses. It is provided that the respective coil 3, 4 or 5 forming conductor is guided within the wall of the container 1.
  • Other comparable embodiments of the invention provide that the conductor is instead guided on an inner side of the container 1 along the wall.
  • the coils 3, 4 and 5 are arranged in particular so that different sections of the respective coil 3, 4 or 5 forming conductor along two opposing wall sections of the container 1 extend.
  • the coils 3, 4 and 5 each have a small number of about 5 turns.
  • FIG. 1 to the right of the container 1 a coordinate system is shown which has an x-axis lying horizontally in the plane of the drawing, a vertical z-axis and a y-axis pointing into the plane of the drawing.
  • the turns of the first coil 3 extend in this coordinate system in the yz plane, so that it has a coil axis pointing in the x direction.
  • the second coil 4 has a course lying in the xz plane and a coil axis lying in the direction of the y axis
  • the third coil 5 extends in the xy plane and has a coil axis lying in the direction of the z axis.
  • the coil axes of the three coils 3, 4 and 5 are therefore perpendicular to each other. In this case, all windings of each of the coils 3, 4 and 5 are substantially in a plane which divides the interior of the container 1 in the corresponding direction substantially centrally.
  • the same container 1 is shown once more in FIG. 2, the lid 2 being slightly unfolded here about a hinge 7. It can be seen that the coil turns of the first coil and the second coil 4 are interrupted thereby. There are see the cover 2 and the container 1 locks provided by the electrical contact between the various sections of the coils 3 and 4 forming conductor is electrically connected again when closing the lid 2.
  • FIGS. 3 and 4 Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3 and 4. Recurring features are, as in the other figures, again provided with the same reference numerals.
  • the container shown in FIGS. 3 and 4 has a first coil 3, a second coil 4, a third coil 5 and a fourth coil 6.
  • the conductors forming the coils 3, 4 and 5 are guided around an opening of the container which can be closed by the cover 2, so that none of the coils 3 to 6 is interrupted by opening the cover 2.
  • a detection of objects located in the container 1 is therefore possible with the container 1 shown in Figures 3 and 4, even with the lid 2 open.
  • the conductors forming the coils 3, 4 and 5 are led out at an edge of the cover 2 from a plane which is defined as perpendicular to the corresponding coil axis.
  • the coil axis of the coils 3 and 4 can be identified with the x-axis of Figure 1, the third coil 5 with the y-axis. It turns out that the course of the the corresponding coil 3, 4 or 5 forming conductor has an almost negligible influence on the detection of the transponder.
  • the first coil 3 and the second coil 4 is in the embodiment of Figures 3 and 4 to a single antenna, wherein the coils 3 and 4 are arranged offset in the direction of their common coil axis, so that the interior of the container 1 by a through the coils 3, 4, 5 and 6 formed electromagnetic field is better covered.
  • the first coil 3 instead of the first coil 3 to provide two or more offset in the direction of the x-axis arranged coils.
  • the third exemplary embodiment illustrated in FIGS. 5 and 6 differs from the exemplary embodiments described above only by a different arrangement of the antennas. Also in this embodiment, a first coil 3, a second coil 4, a third coil 5 and a fourth coil 6 are provided, each of the coils 3, 4, 5 and 6 forming one of four antennas.
  • a course of the coils 3, 4, 5 and 6 is indicated only by lines, in the case of the first coil 3 by a solid line, in the case of the second coil 4 by a dashed line, in the case the third coil 5 by a line consisting of dots and dashes and in the case of the fourth coil 6 by a dotted line.
  • the coils 3, 4, 5 and 6 are each oriented so that their coil axes are perpendicular to four different spatial diagonals of the container 1.
  • Each of the coils 3, 4, 5 and 6 has a winding course in which the corresponding coil 3, 4, 5 or 6 bil- dende conductor is essentially guided along a line of intersection of the corresponding spatial diagonal with the wall of the container.
  • the coils 3, 4, 5 and 6 are placed so that an opening of the cover 2, none of the coils 3, 4, 5 or 6 interrupts, so that a detection of objects located in the container 1 even with the lid 2 is possible is.
  • an electromagnetic field generated by the antennas is suitable for passive radio communication with objects located in the interior of the container 1, regardless of their orientation.
  • the RFID antennas are not arranged as planar coils on each wall section of the container 1, but as spatial coils 3, 4, 5 or 8 around a volume formed by the container 1.
  • tags to be read out are no longer adjacent to the corresponding antenna, but within the coil 3, 4, 5 or 6 forming the antenna.
  • the coil 3, 4, 5 or 6 thus encloses the transponders or tags in the container 1 and can thus do a great deal be more effective. This fact can be seen in Figures 1 to 6, even if the tags themselves are not shown there.
  • FIG. 1 In a particularly simple case, as shown in FIG. 1, only three coils 3, 4 and 5 are required, of which one is provided for each spatial direction in order to allow the transponders or tags an arbitrary position in the container 1. Equally, it would also be possible to arrange a plurality of RFID antennas per spatial direction distributed over a geometric extension in the coil axis direction. This way you can probably a total energy requirement per antenna and the energy consumption requirement to reduce and / or realize a higher readout reliability. Also, even larger containers can be used.
  • the containers shown in Figures 1 to 6 have dimensions of about 200 cm in the x-direction, 100 cm in the y-direction and 100 cm in the z-direction.
  • FIG. 2 With the novel coils 3, 4 and 5, with an appropriate design of the container 1, monitoring of the lid 2 can take place at the same time, since the turns of the coils 3 and 4 are interrupted by opening the lid 2.
  • FIGS. 3 and 4 show variations of the antenna coils, which make it possible to read the tags even when the container 1 is open.
  • FIGS. 5 and 6 show a further variant of the coil arrangement. Compared to the embodiment of Figures 3 and 4 an embodiment corresponding to Figures 5 and 6 is easier to implement, because the coils 3, 4, 5 and 6 are designed here pla- nar. Avoiding a winding guide over the cover 2 is achieved here by an arrangement parallel to the spatial diagonal of the volume formed by the container 1.
  • Advantages of the arrangement proposed by the present invention are, in particular, lower energy consumption, the possibility of shielding at volume limits without significantly impairing a detection process, avoiding detuning of the antennas by metal surfaces (for example tail lifts) outside the container 1 and - not least of all - in one higher reliability when reading out the transponder typically given by tags (RFID tags).
  • the present invention proposes, in particular, a closable container, for example a transport container, with at least one antenna for detecting objects provided with transponders in an interior of the container, wherein the at least one antenna surrounds the interior of the container as one Coil is cited and a coil forming the conductor along a wall of the container extends, preferably within this wall or directly adjacent to the wall.
  • a closable container for example a transport container
  • the at least one antenna surrounds the interior of the container as one Coil is cited and a coil forming the conductor along a wall of the container extends, preferably within this wall or directly adjacent to the wall.
  • the wall of the container is at least partially made of a dielectric material, while the at least one coil rests against an inside of this wall or is embedded in the wall near the inside, and preferably on the outside of the wall over its entire area or in a surrounding area. tion of the coil forming the conductor, a metal layer is provided. As a result, a reliable detection of the transponder is independent of external fields possible without the coil protruding disturbing into the interior.

Abstract

The present invention relates to a container (1) with at least one antenna for detecting objects, provided with transponders, present in an inner chamber of the container (1), wherein the at least one antenna is embodied as a coil (3, 4, 5), and a conductor forming the coil (3, 4, 5) extends along one wall of the container (1) and encloses the inner chamber of the container (1). The invention further relates to a device, which as well as such a container (1), comprises a reading device connected to the at least one antenna.

Description

Behälter und Vorrichtung zum Detektieren von in einem Innenraum des Behälters befindlichen GegenständenContainer and device for detecting objects located in an interior of the container
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter mit mindestens einer Antenne zum Detektieren von in einem Innenraum des Behälters befindlichen, mit Transpon- dern versehenen Gegenständen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung zum Detektieren von in einem Innenraum eines Behälters befindlichen Gegenständen.The present invention relates to a container having at least one antenna for detecting objects located in an interior of the container with transponders according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a corresponding device for detecting objects located in an interior of a container ,
Derartige Behälter können im Rahmen von Überwachungs- systemen für Warenströme in der Logistik verwendet werden. Eine typische Aufgabe ist dabei eine Ermitt- lung und Kontrolle von in einem bestimmten Volumen, wie z.B. einem Transportbehälter, enthaltenen Gütern. Da dabei keine zu aufwendigen elektronischen Vorrichtungen an den Gütern selbst benötigt werden sollen, damit ein zu großer Aufwand vermieden wird, bietet sich hierfür die RFID-Technologie (Radio Frequency Identification) mit passiven RFID-Tags als Transpon- der an.Such containers can be used in the context of monitoring systems for goods flows in logistics. A typical task is a determination and control of goods contained in a certain volume, such as a transport container. Since it should not be required to elaborate electronic devices on the goods themselves, so that too much effort is avoided, this is the RFID technology (Radio Frequency Identification) with passive RFID tags as a transponder.
Bei einem gattungsgemäßen Behälter, der beispielswei- se ein Transportbehälter sein kann, ist nun die mindestens eine Antenne als Spule ausgeführt, wobei ein die Spule bildender Leiter längs einer Wand des Behälters verläuft. Entsprechende Behälter nach dem Stand der Technik sehen vor, dass bei einer im We- sentlichen quaderförmigen Behälterform an jeder von 6 Behälterwänden eine solche, als planare Spule ausgeführte Antenne angeordnet ist.In a generic container, which may for example be a transport container, the at least one antenna is now designed as a coil, wherein a coil forming the conductor extends along a wall of the container. Corresponding containers according to the prior art provide that, in the case of a substantially cuboidal container shape, such an antenna designed as a planar coil is arranged on each of six container walls.
Derartige Behälter nach dem Stand der Technik sind jedoch mit mehreren Nachteilen behaftet. Zunächst ergeben sich nachteilige Größenbegrenzungen für den Behälter, weil einerseits derartige Spulen als Antennen nur eine begrenzte Reichweite haben und andererseits typischerweise nicht beliebig große Feldstärken ange- wendet werden können. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, dass Feldlinien eines von den Spulen erzeugten magnetischen Feldes die Spulen umfassen müssen, damit das magnetische Feld zum Detektieren von Transpondern geeignet sein kann. Daher können bei gattungsgemäßen Behältern nach dem Stand der Technik keine abschirmenden Komponenten in unmittelbarer Nähe der Spulen angebracht werden, weil diese das durch die Spulen erzeugte magnetische Feld derart beeinflussen würden, dass ein sicheres Detektieren von im Behälter befindlichen Gegenständen unmöglich würde.However, such prior art containers suffer from several disadvantages. First, disadvantageous size limitations for the container, because on the one hand such coils have only a limited range as antennas and on the other hand typically can not be applied arbitrarily large field strengths. A further problem arises from the fact that field lines of a magnetic field generated by the coils must comprise the coils so that the magnetic field can be suitable for detecting transponders. Therefore, generic containers of the prior art can not attach shielding components in the immediate vicinity of the coils because they would affect the magnetic field generated by the coils such that it would be impossible to reliably detect objects in the container.
Ohne eine solche Abschirmung ist es jedoch einerseits äußerst schwierig, zu verhindern, dass unerwünschterweise auch außerhalb des Behälters befindliche Gegenstände miterfasst werden, wobei andererseits ein zuverlässiges Detektieren von innerhalb des Behälters befindlichen Gegenständen gefährdet wird, wenn metal- lische Gegenstände und Flächen, wie beispielsweise eine Ladebordwand eines Transportsfahrzeugs, vorübergehend in die Nähe des Behälters gelangen. Wenn dagegen bei gattungsgemäßen Behältern nach dem Stand der Technik Abschirmmaßnahmen ergriffen werden, müssen zum Vermeiden unerwünschter Beeinflussungen des Magnetfeldes verhältnismäßig große Abstände zwischen den Spulen und einer Schirmfläche eingehalten werden, was zu unerwünscht dicken Behälterwänden führt .However, without such shielding, it is extremely difficult to prevent unwanted objects from being trapped outside of the container, while at the same time jeopardizing the reliable detection of objects inside the container when metal objects are being detected. lische objects and surfaces, such as a tail lift of a transport vehicle, temporarily reach the vicinity of the container. If, on the other hand, shielding measures are taken in generic containers according to the prior art, relatively large distances between the coils and a shielding surface must be maintained to avoid undesired effects of the magnetic field, which leads to undesirably thick container walls.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen entsprechenden Behälter zum Detektie- ren von in einem Innenraum des Behälters befindlichen Gegenständen vorzuschlagen, der die geschilderten Nachteile vermeidet. Mit einem solchen Behälter soll es also möglich sein, auch bei einer Ausführung mit verhältnismäßig dünnen Behälterwänden und auch bei verhältnismäßig großen Behälterabmessungen im Innenraum des Behälters befindliche, mit Transpondern ver- sehene Gegenstände zuverlässig zu erfassen und dabei ein versehentliches Miterfassen von außerhalb des Behälters befindlichen Gegenständen sowie eine das zuverlässige Detektieren beeinträchtigende Beeinflussung durch Gegenstände und insbesondere metallische Gegenstände außerhalb des Behälters dagegen auszuschließen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Vorrichtung zum Detektieren von in einem Innenraum eines Behälters befindlichen Gegenständen zu entwickeln.The object of the present invention is therefore to propose a corresponding container for detecting objects located in an interior space of the container, which avoids the described disadvantages. With such a container, it should thus be possible to reliably detect objects which are provided with transponders even in a design with relatively thin container walls and also in relatively large container dimensions in the interior of the container, and thereby to accidentally detect objects located outside the container and preclude interference with articles and in particular metallic objects outside the container that impairs reliable detection. The invention is further based on the object to develop a corresponding device for detecting objects located in an interior of a container objects.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Behälter mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung erge- ben sich mit den Merkmalen der Unteransprüche.This object is achieved by a container with the characterizing feature of claim 1 in conjunction with the features of the preamble of claim 1 and by an apparatus having the features of claim 10. Advantageous developments and refinements of the invention erge ben with the features of the subclaims.
Dadurch, dass die Spule den Innenraum des Behälters umschließt, können Transponder, die sich im Innenraum des Behälters und daher auch im Wesentlichen innerhalb der Spule befinden, ausgesprochen zuverlässig detektiert werden, und zwar unabhängig davon, was sich außerhalb des Behälters befindet. Insbesondere können, auch mit einem verhältnismäßig kleinen Ab- stand zur Spule und daher auch bei verhältnismäßig geringen Wanddicken des Behälters, abschirmende Komponenten in oder an der Wand des Behälters vorgesehen sein, ohne dass dadurch ein mittels der Spule generiertes Feld so beeinflusst würde, dass eine Detekti- on der Transponder merklich beeinträchtigt wäre, weil zumindest in Richtung einer entsprechenden Spulenachse ein verhältnismäßig großer Abstand zur abschirmenden Komponente eingehalten werden kann. Selbst dann, wenn keine derartige Abschirmung vorgesehen ist, be- einflussen außerhalb des Behälters befindliche Gegenstände das Detektieren von im Innenraum des Behälters befindlichen Gegenständen bei einer erfindungs- gemäßen Gestaltung des Behälters nicht in störender Weise, so dass sowohl die Gefahr gebannt ist, außer- halb des Behälters befindliche Gegenstände versehentlich mitzuerfassen, als auch das Problem einer die Detektion von Gegenständen im Behälter behindernden Wirkungen metallischer Gegenstände außerhalb des Behälters gelöst ist. Das gilt wierderum erst recht für Ausführungen der Erfindung, bei denen die Wand des Behälters außerhalb der Spule eine abschirmende Schicht, beispielsweise aus Metall, aufweist.Characterized in that the coil encloses the interior of the container, transponders, which are located in the interior of the container and therefore also substantially within the coil can be detected very reliable, regardless of what is outside the container. In particular, even with a relatively small distance to the coil and therefore also with relatively small wall thicknesses of the container, shielding components may be provided in or on the wall of the container without thereby influencing a field generated by means of the coil such that a Detection of the transponder would be appreciably affected because at least in the direction of a corresponding coil axis, a relatively large distance to the shielding component can be maintained. Even if no such shielding is provided, objects located outside the container do not interfere with the detection of objects located in the interior of the container in a design of the container according to the invention, so that both the danger is averted. to accidentally detect objects in the container, as well as to solve the problem of metallic objects obstructing the detection of objects in the container outside the container. This, in turn, applies even more to embodiments of the invention in which the wall of the container outside the coil has a shielding layer, for example made of metal.
Die Wand des Behälters kann ansonsten, beispielsweise aus Kunststoff, oder einem anderen dielektrischen Material bestehen. Schließlich ist das Detektieren von Gegenständen in einem erfindungsgemäß ausgelegten Behälter bei einem verhältnismäßig geringen Energieverbrauch möglich, und zwar auch bei vergleichsweise großen Abmessungen des Behälters . Bei einer typischen Ausführung der Erfindung wird der Behälter oder der Innenraum des Behälters, der beispielsweise quaderförmig sein kann, einen (größten oder kleinsten) Durchmesser oder Kantenlängen in einem Bereich von zwischen 10 cm und 250 cm haben.The wall of the container may otherwise be made of plastic, for example, or another dielectric material. Finally, detecting is Objects in a container designed according to the invention with a relatively low energy consumption possible, even with comparatively large dimensions of the container. In a typical embodiment of the invention, the container or the interior of the container, which may for example be cuboid, have a (largest or smallest) diameter or edge lengths in a range of between 10 cm and 250 cm.
Typische Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass die Antenne zum Detektieren von Transpondern mittels passiver Funkkommunikation, also zum Detektieren von passiven Transpondern, ausgelegt ist. Der Begriff des Transponders sei dabei in der vorliegenden Schrift so allgemein zu verstehen, dass er insbesondere den bevorzugten Fall solcher Transponder umfasst, die kein eigenes Signal aussenden, sondern ein von der Antenne erzeugtes Feld lediglich belasten, so dass sie durch Lastmodulation dieses Feldes detektiert werden können. Normalerweise soll es sich bei den Transpondern um einfache elektronische Etiketten oder RFID-Tags handeln, die in Zusammenhang mit der RFID-Technologie an sich bekannt sind. Die Spule wird normalerweise eine verhältnismäßig geringe Windungszahl haben und beispielsweise 5 bis 10 Windungen aufweisen. Der Begriff Spule sei dabei wieder so allgemein zu verstehen, dass sie eventuell auch nur eine einzige Windung aufweisen kann.Typical embodiments of the invention provide that the antenna is designed for detecting transponders by means of passive radio communication, that is to say for detecting passive transponders. The term of the transponder is to be understood in the present document so general that it includes in particular the preferred case of transponders that do not send their own signal, but merely load a field generated by the antenna, so that they are detected by load modulation of this field can. Typically, the transponders should be simple electronic tags or RFID tags known per se in the context of RFID technology. The coil will normally have a relatively low number of turns and, for example, have 5 to 10 turns. The term coil is again to be understood in such a general way that it may even have only a single turn.
Das entscheidende Merkmal, nach dem die Spule den Innenraum des Behälters umschließt, ist so zu verstehen, dass eine gerade Verbindungslinie zwischen zwei einander gegenüberliegenden Stellen einer Windung der Spule durch den Innenraum hindurch verläuft. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass ver- schiedene Abschnitte des die Spule bildenden Leiters längs zweier einander gegenüberliegender Wandabschnitte des Behälters verlaufen.The decisive feature according to which the coil encloses the interior of the container is to be understood that a straight connecting line between two opposite points of a turn of the coil passes through the interior. Preferred embodiments of the invention provide that different portions of the coil forming the conductor along two opposing wall portions of the container extend.
Bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist der Behälter mit mindestens zwei, besser mit mindestens drei Antennen verschiedener Orientierung ausgestattet, die dann so angesteuert werden können, dass ein dadurch erzeugtes elektromagnetisches Feld zum Detek- tieren von - also vorzugsweise zur passiven Funkkommunikation mit - Objekten unabhängig von einer aktuellen Orientierung der Objekte geeignet ist. Vorzugsweise sind dabei alle genannten Antennen als in geschilderter Weise den Innenraum umschließende Spulen ausgeführt. Drei verschiedene Spulenachsen der Antennen sollten dabei den dreidimensionalen Raum aufspannen, damit ein Transponder und damit ein Gegenstand unabhängig von seiner Orientierung detektiert werden kann, ohne dass der Transponder selbst unnötig kom- pliziert aufgebaut sein muss. Ein besonders einfacher Aufbau und eine besonders einfache Auswertbarkeit eines Antwortverhaltens der Transponder ergeben sich dabei, wenn drei Spulenachsen dreier Antennen möglichst senkrecht aufeinander stehen.In preferred embodiments of the invention, the container is equipped with at least two, better with at least three antennas of different orientation, which can then be controlled so that an electromagnetic field generated thereby for detecting - so preferably for passive radio communication with - objects regardless of a current orientation of the objects is suitable. In this case, all the antennas mentioned are preferably designed as coils enclosing the interior in the described manner. Three different coil axes of the antennas should span the three-dimensional space, so that a transponder and thus an object can be detected independently of its orientation, without the transponder itself having to be unnecessarily complicated. A particularly simple structure and a particularly simple evaluation of a response behavior of the transponder arise when three coil axes of three antennas are perpendicular to each other as possible.
Der die Spule bildende Leiter kann innerhalb der Wand des Behälters geführt sein, wo er besonders gut geschützt ist, oder auch an einer Innenseite des Behälters an der Wand entlang geführt sein, wodurch sich bei gegebener Wandstärke ein vorteilhaft großer Abstand zu außerhalb des Behälters befindlichen Gegenständen auch in einer in Spulenwindungsebene liegenden Richtung ergibt. Auch zu einer eventuell vorgesehenen Abschirmungskomponente in oder an der Wand des Behäl- ters kann dadurch ein verhältnismäßig großer Abstand eingehalten werden. Entscheidend bleibt jedoch, dass durch die den Innenraum des Behälters umschließende Anordnung der Spule in Richtung einer Spulenachse in jedem Fall ein verhältnismäßig großer Abstand der Spule oder eines Spulenzentrums zur Wand des Behäl- ters eingehalten werden kann.The coil forming the conductor may be guided within the wall of the container, where it is particularly well protected, or be guided on an inner side of the container along the wall, whereby at a given wall thickness, an advantageously large distance to objects located outside of the container also results in a lying in Spulenwindungsebene direction. A relatively large distance can thus also be maintained to any shielding component provided in or on the wall of the container. Crucial, however, remains that in any case a relatively large distance of the coil or of a coil center to the wall of the container can be maintained by the arrangement of the coil surrounding the interior of the container in the direction of a coil axis.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Spulenwindung der Antenne oder mindestens einer der Antennen über einen Deckel des Behälters geführt ist und so ausgeführt ist, dass diese Spulenwindung durch ein Öffnen des Deckels unterbrochen wird. Dadurch kann ohne weiteren technischen Aufwand nicht nur der Inhalt des Behälters bei geschlossenem Deckel detektiert werden, sondern auch geprüft werden, ob der Deckel richtig verschlossen oder geöffnet ist .A particular embodiment of the invention provides that at least one coil winding of the antenna or at least one of the antennas is guided over a lid of the container and is designed so that this coil winding is interrupted by opening the lid. As a result, not only the contents of the container can be detected with the lid closed without further technical effort, but also be checked whether the lid is properly closed or opened.
Eine andere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Spule oder mindestens eine der Spulen oder jede Spule so orientiert ist, dass die entsprechende Spulenachse auf einer Raumdiagonalen des Behälters senkrecht steht. Dadurch wird einerseits der Innenraum so von der entsprechenden Spule umfasst, dass eine besonders gute Erfassung eines Behälterinhalts unabhän- gig von Gegenständen außerhalb des Behälters möglich ist, und andererseits ist es damit besonders einfach möglich, gegebenenfalls einen Deckel des Behälters mit dem Leiter so zu umgehen, dass die Spule durch ein Öffnen des Deckels nicht unterbrochen wird. Ein Detektieren von im Behälter befindlichen Gegenständen ist dann auch bei offenem Behälter möglich. Vorzugsweise sind mindestens drei, besser vier, solcher Spulen vorgesehen, die dementsprechend mit Spulenachsen senkrecht zu drei oder vier verschiedenen Raumdiago- nalen des Behälters orientiert sind. Dazu kann die jeweilige Spule mit einem Windungsverlauf im Wesent- liehen längs einer Schnittlinie der entsprechenden Raumdiagonalen mit der Wand ausgelegt werden.Another embodiment of the invention provides that the coil or at least one of the coils or each coil is oriented so that the corresponding coil axis is perpendicular to a spatial diagonal of the container. As a result, on the one hand, the inner space is encompassed by the corresponding spool so that a particularly good detection of a container contents independently of objects outside the container is possible, and on the other hand it is thus possible in a particularly simple manner to bypass a lid of the container with the conductor in that the coil is not interrupted by opening the lid. A detection of objects located in the container is then possible even with the container open. Preferably, at least three, more preferably four, of such coils are provided, which are accordingly oriented with coil axes perpendicular to three or four different spatial diagonals of the container. For this purpose, the respective coil with a winding course essentially borrowed along a line of intersection of the corresponding room diagonals are designed with the wall.
Wenn eine Unterbrechung des die Spule bildenden Lei- ters durch ein Öffnen des Deckels verhindert werden soll, kann dieser Leiter auch um eine durch den Deckel verschließbare Öffnung des Behälters so herumgeführt werden, dass der Leiter einen aus einer Ebene, die als senkrecht zu einer Spulenachse stehend definiert ist, herausgekrümmten oder abgeknickten Verlauf hat . Dabei können Abschnitte des die Spule bildenden Leiters zwischen zwei Stellen, an denen der Leiter an einem Rand der Öffnung abgeknickt oder gekrümmt ist, am Rand der Öffnung entlang geführt sein.If an interruption of the conductor forming the coil is to be prevented by opening the lid, this conductor can also be guided around an opening of the container which can be closed by the lid such that the conductor is guided out of a plane perpendicular to a coil axis standing defined, curved out or bent course has. In this case, portions of the coil forming the conductor between two points at which the conductor is bent or curved at one edge of the opening, be guided along the edge of the opening.
Schließlich kann es vorgesehen sein, dass mindestens zwei Spulenwicklungen gemeinsamer Orientierung in Richtung einer gemeinsamen Spulenachse versetzt angeordnet sind. Dabei kann es sich um verschiedene Spu- lenwicklungen einer einzigen Antenne oder um verschiedene gleich orientierte Antennen handeln. Erreicht werden kann dadurch eine bessere Abdeckung des Innenraums des Behälters durch das mittels der Antenne oder der Antennen erzeugte Feld.Finally, it can be provided that at least two coil windings of common orientation are arranged offset in the direction of a common coil axis. These can be different coil windings of a single antenna or different identically oriented antennas. This can achieve a better coverage of the interior of the container by the field generated by means of the antenna or the antennas.
Die Spule einer Antenne geschilderte Art kann mit im Wesentlichen in einer Ebene liegenden Windungen oder auch mit einer größeren Ausdehnung in Richtung der Spulenachse ausgeführt sein. Im Hinblick auf ein mög- liehst gutes Erfassen von im Behälter befindlichen Transpondern sollte dabei zumindest eine Spulenwindung, vorzugsweise die ganze Spule, so angeordnet sein, dass sie im Wesentlichen mittig zwischen zwei in Spulenachsenrichtung gegenüber liegenden Enden des Behälters liegt oder von jedem dieser Enden einen Abstand von mindestens 20 % - vorzugsweise mindestens 30 % - einer Entfernung zwischen den beiden Enden einhält .The coil of an antenna described type can be designed with windings lying substantially in one plane or also with a larger extent in the direction of the coil axis. In view of the best possible collection of transponders located in the container, at least one coil turn, preferably the entire coil, should be arranged so that it lies substantially in the middle between two ends of the container opposite the coil axis direction or one from each of these ends Distance of at least 20% - preferably at least 30% - a distance between the two ends.
Eine entsprechende Vorrichtung zum Detektieren von in einem Innenraum eines Behälters befindlichen Gegenständen umfasst neben einem Behälter beschriebener Art auch ein mit der mindestens einen Antenne verbundenes Lesegerät, auch als Reader bezeichnet, das unter Umständen im Behälter integriert sein kann. Typischer- weise ferner umfasst sind von einer solchen Vorrichtung auch mehrere Transponder, die wie gesagt bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung als passive Transponder, also beispielsweise als elektronische Etiketten oder RFID-Tags, ausgeführt sind. Dementsprechend können dadurch in dem Behälter befindliche Gegenstände, die mit den Transpondern versehen sind, über passive Funkkommunikation detektiert werden, wobei in den Transpondern gespeicherte Informationen ausgelesen werden können.A corresponding device for detecting objects located in an interior of a container comprises, in addition to a container of the type described, a reader connected to the at least one antenna, also referred to as a reader, which under certain circumstances may be integrated in the container. Typically, such a device also includes a plurality of transponders, which, as stated, in preferred embodiments of the invention are designed as passive transponders, that is to say for example as electronic labels or RFID tags. Accordingly, articles in the container provided with the transponders can be detected by passive radio communication, and information stored in the transponders can be read out.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 6 beschrieben. Es zeigtExemplary embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. It shows
Figur 1 in perspektivischer, schematischer Darstellung einen Behälter gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,1 shows a perspective, schematic representation of a container according to an embodiment of the present invention,
Figur 2 in gleicher Darstellung den Behälter aus Figur 1 in geöffnetem Zustand,FIG. 2 shows the container of FIG. 1 in an opened state in the same representation;
Figur 3 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung eines Behälters in einer anderen Ausführung der Erfindung,FIG. 3 is a representation, corresponding to FIG. 1, of a container in another embodiment of the invention,
Figur 4 den entsprechend dargestellten Behälter aus Figur 3 in geöffnetem Zustand,Figure 4 shows the container shown accordingly FIG. 3 in the opened state,
Figur 5 in entsprechender Darstellung einen Behälter in einer dritten Ausführung der Erfin- düng undFigure 5 shows a container in a third embodiment of the invention düng and
Figur 6 in gleichartiger Darstellung den Behälter aus Figur 5 in geöffnetem Zustand.Figure 6 in a similar representation, the container of Figure 5 in the open state.
In Figur 1 abgebildet ist ein Behälter 1, mit Hilfe dessen Informationen elektronischer Etiketten, die an im Behälter 1 befindlichen Gegenständen angebracht sind, ausgelesen werden können, so dass eine den Behälter 1 und ein entsprechendes Lesegerät umfassende Vorrichtung insbesondere zum Detektieren von in dem Behälter 1 befindlichen, mit den elektronischen Etiketten versehenen Gegenständen geeignet ist. Die elektronischen Etiketten der in der Figur 1 und auch in den folgenden Figuren selbst nicht dargestellten Gegenstände werden in der vorliegenden Schrift auch als Transponder bezeichnet und sind typischerweise als passive RFID-Tags ausgeführt, die zur Lastmodulation eines elektromagnetischen Feldes geeignet und dadurch auslesbar sind.Shown in FIG. 1 is a container 1, with the aid of which information of electronic labels which are attached to objects located in the container 1 can be read out, so that a device comprising the container 1 and a corresponding reader, in particular for detecting in the container 1 located, provided with the electronic labels items is suitable. The electronic labels of the objects not shown in FIG. 1 and also in the following figures are also referred to in the present specification as transponders and are typically designed as passive RFID tags which are suitable for load modulation of an electromagnetic field and thus readable.
Der Behälter 1 ist quaderförmig und hat eine aus einem Kunststoff gefertigte Wand, die an einer Außenseite eine abschirmende Schicht aus Metall tragen kann, sowie einen entsprechend ausgeführten Deckel 2. Der Behälter 1 weist nun eine erste Spule 3, eine zweite Spule 4 und eine dritte Spule 5 auf, die jeweils eine Antenne (RFID-Antenne) zum Detektieren eines mit einem Transponder versehenen Gegenstandes in einem Innenraum des Behälters bilden, wobei ein die jeweilige Spule 3, 4 oder 5 bildender Leiter so längs der Wand des Behälters verläuft, dass die Spule den Innenraum des Behälters 1 umschließt. Dabei ist es vorgesehen, dass der die jeweilige Spule 3, 4 oder 5 bildende Leiter innerhalb der Wand des Behälters 1 geführt ist. Andere, vergleichbare Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass der Leiter stattdessen an einer Innenseite des Behälters 1 an der Wand entlang geführt ist. Die Spulen 3, 4 und 5 sind dabei insbesondere so angeordnet, dass verschiedene Abschnitte des die jeweilige Spule 3, 4 oder 5 bildenden Leiters längs zweier einander gegenüberliegender Wandabschnitte des Behälters 1 verlaufen. Dabei weisen die Spulen 3, 4 und 5 jeweils eine geringe Anzahl von etwa 5 Windungen auf . In der Figur 1 rechts neben dem Behälter 1 ist ein Koordinatensystem eingezeichnet, das eine in Zeichenebene horizontal liegende x-Achse, eine vertikale z-Achse und eine in die Zeichenebene hinein zeigende y-Achse aufweist. Die Windungen der ersten Spule 3 verlaufen in diesem Koordinatensystem in der y-z-Ebene, so dass diese eine in x-Richtung weisende Spulenachse aufweist. Die zweite Spule 4 dagegen hat einen in der x-z-Ebene liegenden Verlauf und eine in Richtung der y-Achse liegende Spulenachse, während die dritte Spule 5 in der x-y-Ebene verläuft und eine in Richtung der z-Achse liegende Spu- lenachse hat. Die Spulenachsen der drei Spulen 3, 4 und 5 stehen also senkrecht aufeinander. Dabei liegen alle Windungen jeder der Spulen 3, 4 und 5 im Wesentlichen in einer Ebene, die den Innenraum des Behälters 1 in der entsprechenden Richtung im Wesentlichen mittig teilt.The container 1 is parallelepipedic and has a wall made of a plastic, which can carry on one outer side a shielding layer of metal, and a correspondingly designed cover 2. The container 1 now has a first coil 3, a second coil 4 and a third Coil 5, each forming an antenna (RFID antenna) for detecting an object provided with a transponder in an interior of the container, wherein a respective coil 3, 4 or 5 forming conductor extends along the wall of the container that the Coil the Interior of the container 1 encloses. It is provided that the respective coil 3, 4 or 5 forming conductor is guided within the wall of the container 1. Other comparable embodiments of the invention provide that the conductor is instead guided on an inner side of the container 1 along the wall. The coils 3, 4 and 5 are arranged in particular so that different sections of the respective coil 3, 4 or 5 forming conductor along two opposing wall sections of the container 1 extend. In this case, the coils 3, 4 and 5 each have a small number of about 5 turns. In FIG. 1 to the right of the container 1, a coordinate system is shown which has an x-axis lying horizontally in the plane of the drawing, a vertical z-axis and a y-axis pointing into the plane of the drawing. The turns of the first coil 3 extend in this coordinate system in the yz plane, so that it has a coil axis pointing in the x direction. By contrast, the second coil 4 has a course lying in the xz plane and a coil axis lying in the direction of the y axis, while the third coil 5 extends in the xy plane and has a coil axis lying in the direction of the z axis. The coil axes of the three coils 3, 4 and 5 are therefore perpendicular to each other. In this case, all windings of each of the coils 3, 4 and 5 are substantially in a plane which divides the interior of the container 1 in the corresponding direction substantially centrally.
Derselbe Behälter 1 ist in der Figur 2 noch einmal dargestellt, wobei der Deckel 2 hier um ein Scharnier 7 leicht aufgeklappt ist. Es ist zu erkennen, dass die Spulenwindungen der ersten Spule und der zweiten Spule 4 dadurch unterbrochen sind. Dabei sind zwi- sehen dem Deckel 2 und dem Behälter 1 Schlösser vorgesehen, durch die ein elektrischer Kontakt zwischen den verschiedenen Abschnitten des die Spulen 3 und 4 bildenden Leiters bei einem Schließen des Deckels 2 wieder elektrisch verbunden wird. Die beschriebeneThe same container 1 is shown once more in FIG. 2, the lid 2 being slightly unfolded here about a hinge 7. It can be seen that the coil turns of the first coil and the second coil 4 are interrupted thereby. There are see the cover 2 and the container 1 locks provided by the electrical contact between the various sections of the coils 3 and 4 forming conductor is electrically connected again when closing the lid 2. The described
Vorrichtung, bei der das schon erwähnte Lesegerät mit den durch die Spulen 3, 4 und 5 gebildeten Antennen verbunden ist, können also nicht nur die im Innenraum des Behälters 1 befindlichen Gegenstände detektiert werden, sofern sie mit Transpondern versehen sind.Device in which the already mentioned reader is connected to the antennas formed by the coils 3, 4 and 5, so not only the objects located in the interior of the container 1 can be detected, provided they are provided with transponders.
Vielmehr kann zusätzlich dazu mittels desselben Lesegerätes festgestellt werden, ob der Behälter 1 durch den Deckel 2 richtig verschlossen ist.Rather, it can be additionally determined by means of the same reader, whether the container 1 is properly closed by the lid 2.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Wiederkehrende Merkmale sind dabei, wie auch in den weiteren Figuren, wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der in den Figuren 3 und 4 dargestellte Be- hälter weist eine erste Spule 3, eine zweite Spule 4, eine dritte Spule 5 und eine vierte Spule 6 auf . Die die Spulen 3, 4 und 5 bildenden Leiter sind dabei um eine durch den Deckel 2 verschließbare Öffnung des Behälters herumgeführt, so dass keine der Spulen 3 bis 6 durch ein Öffnen des Deckels 2 unterbrochen wird. Ein Detektieren von im Behälter 1 befindlichen Gegenständen ist daher mit dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Behälter 1 auch bei geöffnetem Deckel 2 möglich. Dazu sind die die Spulen 3, 4 und 5 bilden- den Leiter hier an einem Rand des Deckels 2 aus einer Ebene, die als senkrecht zur entsprechenden Spulenachse definiert ist, herausgekrümmt geführt. Die Spulenachse der Spulen 3 und 4 kann dabei mit der x- Achse aus Figur 1 identifiziert werden, die der drit- ten Spule 5 mit der y-Achse. Es zeigt sich, dass der aus jener Ebene herausgeknickt geführte Verlauf des die entsprechende Spule 3, 4 oder 5 bildenden Leiters einen fast vernachlässigbaren Einfluss auf das Detek- tieren der Transponder hat. Die erste Spule 3 und die zweite Spule 4 gehört bei dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 3 und 4 zu einer einzigen Antenne, wobei die Spulen 3 und 4 in Richtung ihrer gemeinsamen Spulenachse versetzt angeordnet sind, damit der Innenraum des Behälters 1 durch ein durch die Spulen 3, 4, 5 und 6 gebildetes elektromagnetisches Feld besser abgedeckt wird. In gleicher Weise wäre es auch möglich, bei einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus den Figuren 1 und 2 statt der ersten Spule 3 zwei oder auch mehrere in Richtung der x-Achse versetzt angeordnete Spulen vorzusehen.Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3 and 4. Recurring features are, as in the other figures, again provided with the same reference numerals. The container shown in FIGS. 3 and 4 has a first coil 3, a second coil 4, a third coil 5 and a fourth coil 6. The conductors forming the coils 3, 4 and 5 are guided around an opening of the container which can be closed by the cover 2, so that none of the coils 3 to 6 is interrupted by opening the cover 2. A detection of objects located in the container 1 is therefore possible with the container 1 shown in Figures 3 and 4, even with the lid 2 open. For this purpose, the conductors forming the coils 3, 4 and 5 are led out at an edge of the cover 2 from a plane which is defined as perpendicular to the corresponding coil axis. The coil axis of the coils 3 and 4 can be identified with the x-axis of Figure 1, the third coil 5 with the y-axis. It turns out that the course of the the corresponding coil 3, 4 or 5 forming conductor has an almost negligible influence on the detection of the transponder. The first coil 3 and the second coil 4 is in the embodiment of Figures 3 and 4 to a single antenna, wherein the coils 3 and 4 are arranged offset in the direction of their common coil axis, so that the interior of the container 1 by a through the coils 3, 4, 5 and 6 formed electromagnetic field is better covered. In the same way, it would also be possible, in a modification of the embodiment of Figures 1 and 2 instead of the first coil 3 to provide two or more offset in the direction of the x-axis arranged coils.
Auch das dritte, in den Figuren 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen nur durch eine andere Anordnung der Antennen. Auch bei diesem Aus- führungsbeispiel sind eine erste Spule 3, eine zweite Spule 4, eine dritte Spule 5 und eine vierte Spule 6 vorgesehen, wobei hier jede der Spulen 3, 4, 5 und 6 jeweils eine von vier Antennen bildet. In den Figuren 5 und 6 ist ein Verlauf der Spulen 3, 4, 5 und 6 nur noch durch Linien angedeutet, und zwar im Fall der ersten Spule 3 durch eine durchgehende Linie, im Fall der zweiten Spule 4 durch eine gestrichelte Linie, im Fall der dritten Spule 5 durch eine abwechselnd aus Punkten und Strichen bestehenden Linie und im Fall der vierten Spule 6 durch eine punktierte Linie. Bei dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 5 und 6 sind die Spulen 3, 4, 5 und 6 jeweils so orientiert, dass ihre Spulenachsen auf vier verschiedenen Raumdiagonalen des Behälters 1 senkrecht stehen. Dabei hat jede der Spulen 3, 4, 5 und 6 einen Windungsverlauf, bei dem der die entsprechende Spule 3, 4, 5 oder 6 bil- dende Leiter im Wesentlichen längs einer Schnittlinie der entsprechenden Raumdiagonalen mit der Wand des Behälters geführt ist. Auch hier sind die Spulen 3, 4, 5 und 6 so gelegt, dass ein Öffnen des Deckels 2 keine der Spulen 3, 4, 5 oder 6 unterbricht, so dass ein Detektieren von in dem Behälter 1 befindlichen Gegenständen auch bei geöffnetem Deckel 2 möglich ist.The third exemplary embodiment illustrated in FIGS. 5 and 6 differs from the exemplary embodiments described above only by a different arrangement of the antennas. Also in this embodiment, a first coil 3, a second coil 4, a third coil 5 and a fourth coil 6 are provided, each of the coils 3, 4, 5 and 6 forming one of four antennas. In the figures 5 and 6, a course of the coils 3, 4, 5 and 6 is indicated only by lines, in the case of the first coil 3 by a solid line, in the case of the second coil 4 by a dashed line, in the case the third coil 5 by a line consisting of dots and dashes and in the case of the fourth coil 6 by a dotted line. In the embodiment of Figures 5 and 6, the coils 3, 4, 5 and 6 are each oriented so that their coil axes are perpendicular to four different spatial diagonals of the container 1. Each of the coils 3, 4, 5 and 6 has a winding course in which the corresponding coil 3, 4, 5 or 6 bil- dende conductor is essentially guided along a line of intersection of the corresponding spatial diagonal with the wall of the container. Again, the coils 3, 4, 5 and 6 are placed so that an opening of the cover 2, none of the coils 3, 4, 5 or 6 interrupts, so that a detection of objects located in the container 1 even with the lid 2 is possible is.
Bei einer Ansteuerung der verschiedenen Antennen ist ein durch die Antennen erzeugtes elektromagnetisches Feld zur passiven Funkkommunikation mit im Innenraum des Behälters 1 befindlichen Objekten unabhängig von deren Ausrichtung geeignet.When the various antennas are actuated, an electromagnetic field generated by the antennas is suitable for passive radio communication with objects located in the interior of the container 1, regardless of their orientation.
Bei den vorgeschlagenen Behältern 1 liegen die RFID- Antennen nicht als planare Spulen an jeweils einem Wandabschnitt des Behälters 1, sondern als räumliche Spulen 3, 4, 5 oderβ um ein durch den Behälter 1 ge- bildetes Volumen herum. Dadurch liegen auszulesende Tags nicht mehr neben der entsprechenden Antenne, sondern innerhalb der die Antenne bildenden Spule 3, 4, 5 oder 6. Die Spule 3, 4, 5, oder 6 umschließt also die im Behälter 1 befindlichen Transponder oder Tags und kann somit viel wirksamer sein. Dieser Sachverhalt ist den Figuren 1 bis 6 zu entnehmen, auch wenn die Tags selbst dort nicht dargestellt sind.In the proposed containers 1, the RFID antennas are not arranged as planar coils on each wall section of the container 1, but as spatial coils 3, 4, 5 or 8 around a volume formed by the container 1. As a result, tags to be read out are no longer adjacent to the corresponding antenna, but within the coil 3, 4, 5 or 6 forming the antenna. The coil 3, 4, 5 or 6 thus encloses the transponders or tags in the container 1 and can thus do a great deal be more effective. This fact can be seen in Figures 1 to 6, even if the tags themselves are not shown there.
In einem besonders einfachen Fall benötigt man, wie in Figur 1 zu sehen, nur noch drei Spulen 3, 4 und 5, von denen jeweils eine für jede Raumrichtung vorgesehen ist, um den Transpondern oder Tags eine beliebige Lage im Behälter 1 zu ermöglichen. Gleichermaßen wäre es auch möglich, mehrere RFID-Antennen je Raumrich- tung über eine geometrische Ausdehnung in Spulenach- senrichtung verteilt anzuordnen. Dadurch kann man so- wohl einen Energiebedarf je Antenne als auch den E- nergiebedarf insgesamt reduzieren und/oder eine höhere Auslesezuverlässigkeit realisieren. Auch können dadurch noch größere Behälter verwendet werden. Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Behälter haben Abmessungen von etwa 200 cm in x-Richtung, 100 cm in y-Richtung und 100 cm in z-Richtung.In a particularly simple case, as shown in FIG. 1, only three coils 3, 4 and 5 are required, of which one is provided for each spatial direction in order to allow the transponders or tags an arbitrary position in the container 1. Equally, it would also be possible to arrange a plurality of RFID antennas per spatial direction distributed over a geometric extension in the coil axis direction. This way you can probably a total energy requirement per antenna and the energy consumption requirement to reduce and / or realize a higher readout reliability. Also, even larger containers can be used. The containers shown in Figures 1 to 6 have dimensions of about 200 cm in the x-direction, 100 cm in the y-direction and 100 cm in the z-direction.
Die vorgeschlagenen Anordnungen von RFID-Antennen er- möglichen eine ganze Reihe von Verbesserungen. Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, kann mit den neuartig angeordneten Spulen 3, 4 und 5 bei entsprechender Auslegung des Behälters 1 gleichzeitig eine Überwachung des Deckels 2 erfolgen, da durch ein Öffnen des Deckels 2 die Windungen der Spulen 3 und 4 unterbrochen werden. In den Figuren 3 und 4 sind Variationen der Antennenspulen dargestellt, die es ermöglichen, auch bei geöffnetem Behälter 1 die Tags auszulesen. In den Figuren 5 und 6 ist eine weitere Variantion der Spulenanordnung dargestellt. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 3 und 4 ist eine den Figuren 5 und 6 entsprechende Ausführung einfacher zu realisieren, weil die Spulen 3, 4, 5 und 6 hier pla- nar ausgeführt sind. Eine Vermeidung einer Wicklungs- führung über den Deckel 2 wird hier durch eine Anordnung parallel zu den Raumdiagonalen des durch den Behälter 1 gebildeten Volumens erreicht.The proposed arrangements of RFID antennas enable a whole series of improvements. As can be seen from FIG. 2, with the novel coils 3, 4 and 5, with an appropriate design of the container 1, monitoring of the lid 2 can take place at the same time, since the turns of the coils 3 and 4 are interrupted by opening the lid 2. FIGS. 3 and 4 show variations of the antenna coils, which make it possible to read the tags even when the container 1 is open. FIGS. 5 and 6 show a further variant of the coil arrangement. Compared to the embodiment of Figures 3 and 4 an embodiment corresponding to Figures 5 and 6 is easier to implement, because the coils 3, 4, 5 and 6 are designed here pla- nar. Avoiding a winding guide over the cover 2 is achieved here by an arrangement parallel to the spatial diagonal of the volume formed by the container 1.
Vorteile der mit der vorliegenden Erfindung vorge- schlagenen Anordnung liegen insbesondere in einem geringeren Energieverbrauch, in der Möglichkeit einer Schirmung an Volumenbegrenzungen ohne merkliche Beeinträchtigung eines Detektiervorgangs , in der Vermeidung eines Verstimmens der Antennen durch Metall- flächen (beispielsweise Ladebordwände) außerhalb des Behälters 1 und - nicht zuletzt dadurch - in einer höheren Zuverlässigkeit beim Auslesen der typischerweise durch Tags (RFID-Tags) gegebenen Transponder.Advantages of the arrangement proposed by the present invention are, in particular, lower energy consumption, the possibility of shielding at volume limits without significantly impairing a detection process, avoiding detuning of the antennas by metal surfaces (for example tail lifts) outside the container 1 and - not least of all - in one higher reliability when reading out the transponder typically given by tags (RFID tags).
Mit der vorliegenden Erfindung wird nach alledem ins- besondere ein verschließbarer Behälter, beispielsweise ein Transportbehälter, mit mindestens einer Antenne zum Detektieren von in einem Innenraum des Behälters befindlichen, mit Transpondern versehenen Gegenständen vorgeschlagen, wobei die mindestens eine Antenne als eine den Innenraum des Behälters umschließende Spule angeführt ist und ein die Spule bildender Leiter längs einer Wand des Behälters verläuft, und zwar vorzugsweise innerhalb dieser Wand oder unmittelbar an der Wand anliegend. Zusätzlich können beliebige Unterkombinationen weiter oben genannter Merkmale vorgesehen sein. Die Spule oder, wenn der Behälter mit mehreren als derartige Spule ausgeführten Antennen ausgestattet ist, mindestens eine der Spulen ist bei bevorzugten Ausführungen der Erfindung so angeordnet, dass sie zu zwei einander in Richtung einer Achse dieser Spule gegenüberliegenden Begrenzungen des Behälters jeweils einen Abstand von mindestens 40 %, vorzugsweise mindestens 45 % einer Distanz zwi- sehen diesen Begrenzungen einhält, also etwa mittig zwischen diesen Begrenzungen angeordnet ist. Bei den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1 und 2 gilt das für alle Spulen 3, 4 und 5, im Fall des Behälters aus den Figuren 3 und 4 für die vierte Spule 6. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wand des Behälters zumindest teilweise aus einem dielektrischen Material gefertigt, während die mindestens eine Spule an einer Innenseite dieser Wand anliegt oder nahe der Innenseite in die Wand eingebettet ist und wobei vorzugsweise an einer Außenseite der Wand vollflächig oder in einer Umge- bung des die Spule bildenden Leiters eine Metallschicht vorgesehen ist. Dadurch wird eine zuverlässige Detektion der Transponder unabhängig von externen Feldern möglich, ohne dass die Spule störend in den Innenraum ragt . After all, the present invention proposes, in particular, a closable container, for example a transport container, with at least one antenna for detecting objects provided with transponders in an interior of the container, wherein the at least one antenna surrounds the interior of the container as one Coil is cited and a coil forming the conductor along a wall of the container extends, preferably within this wall or directly adjacent to the wall. In addition, any subcombinations of features mentioned above can be provided. The coil or, if the container is equipped with a plurality of antennas designed as such coil, at least one of the coils is arranged in preferred embodiments of the invention so that they are spaced from each other in the direction of an axis of this coil boundaries of the container a distance of at least 40%, preferably at least 45% of a distance between see these limits complies, that is approximately centrally located between these boundaries. In the embodiments of Figures 1 and 2, this applies to all coils 3, 4 and 5, in the case of the container of Figures 3 and 4 for the fourth coil 6. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the wall of the container is at least partially made of a dielectric material, while the at least one coil rests against an inside of this wall or is embedded in the wall near the inside, and preferably on the outside of the wall over its entire area or in a surrounding area. tion of the coil forming the conductor, a metal layer is provided. As a result, a reliable detection of the transponder is independent of external fields possible without the coil protruding disturbing into the interior.

Claims

Patentansprüche claims
1. Behälter (1) mit mindestens einer Antenne zum Detektieren von in einem Innenraum des Behälters (1) befindlichen, mit Transpondern versehenen1. container (1) with at least one antenna for detecting in an interior of the container (1) located, provided with transponders
Gegenständen, wobei die mindestens eine Antenne als Spule (3, 4, 5, 6) ausgeführt ist und ein die Spule (3, 4, 5, 6) bildender Leiter längs einer Wand des Behälters (1) verläuft, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Spule (3, 4, 5, 6) den Innenraum des Behälters (1) umschließt.Articles, wherein the at least one antenna is designed as a coil (3, 4, 5, 6) and a coil forming the coil (3, 4, 5, 6) along a wall of the container (1), characterized in that the coil (3, 4, 5, 6) surrounds the interior of the container (1).
2. Behälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Abschnitte des die Spule (3, 4, 5, 6) bildenden Leiters längs zweier einander gegenüberliegender Wandabschnit- te des Behälters (1) verlaufen.2. Container (1) according to claim 1, characterized in that the different sections of the coil (3, 4, 5, 6) forming conductor along two mutually opposite Wandabschnit- te of the container (1) extend.
3. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er mit mindestens drei Antennen ausgestattet ist.3. Container (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that it is equipped with at least three antennas.
4. Behälter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass alle genannten Antennen als den4. Container (1) according to claim 3, characterized in that all said antennas as the
Innenraum umschließende Spulen (3, 4, 5, 6) ausgeführt sind.Interior enclosing coils (3, 4, 5, 6) are executed.
5. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Spule (3, 4, 5, 6) bildende Leiter innerhalb der Wand oder an einer Innenseite an der Wand entlang geführt ist. 5. Container (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coil (3, 4, 5, 6) forming conductor is guided within the wall or on an inner side along the wall.
6. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Spulenwindung über einen Deckel (2) des Behälters (1) geführt und so ausgeführt ist, dass sie durch Öffnen des Deckels (2) unterbrochen wird.6. Container (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one coil winding over a lid (2) of the container (1) is guided and designed so that it is interrupted by opening the lid (2).
7. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (3, 4, 5, 6) so orientiert ist, dass eine Spulenachse auf einer Raumdiagonalen des Behälters (1) senkrecht steht.7. Container (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the coil (3, 4, 5, 6) is oriented so that a coil axis is perpendicular to a spatial diagonal of the container (1).
8. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Spule (3, 4, 5, 6) bildende Leiter um eine durch einen Deckel (2) verschließbare Öffnung des Behälters (1) herum geführt ist, indem der Leiter einen aus einer als senkrecht zu einer Spulenachse stehend definierten Ebene heraus gekrümmten Verlauf hat .8. Container (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coil (3, 4, 5, 6) forming conductor is guided around a through a lid (2) closable opening of the container (1) around in that the conductor has a course curved out of a plane defined as standing perpendicular to a coil axis.
9. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei9. Container (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least two
Spulenwicklungen in Richtung einer gemeinsamen Spulenachse versetzt angeordnet sind.Coil windings are arranged offset in the direction of a common coil axis.
10. Vorrichtung zum Detektieren von in einem Innenraum eines Behälters (1) befindlichen Gegenstän- den, umfassend einen Behälter (1) nach einem der10. An apparatus for detecting objects located in an interior of a container (1), comprising a container (1) according to one of
Ansprüche 1 bis 9 und ein mit der mindestens einen Antenne verbundenes Lesegerät. Claims 1 to 9 and a reader connected to the at least one antenna.
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