具有用于无线充电和eas停用的多功能线圈的无绳标记读取器的制造方法

具有用于无线充电和eas停用的多功能线圈的无绳标记读取器的制造方法
【专利摘要】公开了一种无绳标记读取器，其包括可被构造成发射或接收电磁能量的多功能线圈。这样，所述多功能线圈促进电池的无线充电以及电子商品监视(EAS)标签的无线停用。多功能线圈以及用以执行这些功能的多个模块被集成在无绳标记读取器的可手持壳体内。
【专利说明】具有用于无线充电和EAS停用的多功能线圈的无绳标记读 取器

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及标记读取器的领域，并且更具体地涉及一种手持无绳标记读取 器，其具有集成的多用途线圈来用于（i)无线充电和（ii)电子商品监视（EAS)标签停用。

【背景技术】
[0002] 手持无绳标记读取器广泛用于零售业来协助结账程序。这些手持标记读取器将扫 描的条形码信息无线地通信至主机系统，其进而注册价格并更新库存信息。这些手持无绳 标记读取器使用可再充电能量存储部件（例如，电池）作为电源。通常，标记读取器被存储 在驳接台架中，并物理地连接至电源，以便为标记读取器的可再充电电池补给能量。驳接台 架配备有连接器，其在与标记读取器配合时，在驳接台架与标记读取器之间建立电连接。
[0003] 无线充电系统消除了对这种物理电连接的需求。在这些系统中，通过两个线圈即 发射线圈和接收线圈之间的互感，将能量传递至标记读取器的电池。与主机系统（例如，销 售点系统）集成的发射线圈（即，主线圈）将能量感应地耦合至与标记读取器集成的接收 线圈（即，副线圈）。能量通过充电电路系统从接收线圈耦合至标记读取器的电池。
[0004] 电子商品监视（EAS)系统也广泛用于零售业，来防止从受控区域（例如，商店）未 授权地拿走（例如，偷窃）受保护的物品（例如，用于销售的货物）。在这些系统中，受控 区域包含受保护的物品。该受控区域的边界具有固定数量的关卡（gateway)。受保护的物 品要通过这些关卡之一，则它必须也通过EAS传感器。被称作EAS标签的小模块被附着至 存储在受控区域中的受保护物品。这些EAS标签存在于两个状态之一：启用或停用。当已 启用的EAS标签通过EAS传感器时，会触发警报。然而，已停用的EAS标签可以自由地通过 EAS传感器。在零售业中，商店中的物品被附着有已启用的EAS标签。这些标签必须在销售 点处的结账程序期间被停用。
[0005] 为了停用EAS标签，收银员将标签放置成靠近启用线圈，其使EAS标签受到电磁 (EM)能量（例如，大的EM脉冲）。该能量足以改变EAS标签的性能，以便致使它不可见于 关卡的EAS传感器。
[0006] 具有无线充电和EAS停用功能的手持无绳标记读取器将提供许多优点。增加的功 能可以消除在结账区域中对驳接台架和停用场所的需求。该增加的功能还可以降低销售点 系统的成本和操作复杂性。因此，对具有无线充电和EAS停用功能的标记读取器存在需求， 其还具有手持和无绳操作的能力。 实用新型内容
[0007] 因此，在一个方面，本实用新型涉及一种无绳标记读取器，其包括：多个模块，其被 构造成用于（i)获取并解码标记、（ii)无线地接收能量以对能量存储部件充电、和（iii)无 线地发射能量以停用电子商品监视（EAS)标签。用以开启（enable)这些功能的多个模块 基本上被封闭在可手持壳体中。线圈模块被包括在所述多个模块中。线圈模块具有一个多 功能线圈，用以（i)无线接收能量以促进能量存储部件的充电以及（ii)无线地发射能量以 促进EAS标签的停用。
[0008] 在一示例性实施例中，所述多个模块包括控制模块，用于生成信号来构造标记读 取器的操作模式。这些操作模式包括：（i)标记读取模式；（ii)无线充电模式；和（iii)EAS 停用模式。包括了电池模块，其包括能量存储部件，用于存储能量并供应能量，来开启所述 标记读取器的操作模式。开关模块包括一个或多个开关，并由控制模块控制，以在模块之间 切换能量和电子信号。这样，开关模块有助于开启无绳标记读取器的不同操作模式。当标 记读取器被构造为标记读取模式时，标记读取模块被开启来获取并解码标记。当标记读取 器被构造为无线充电模式时，充电模块被开启来生成充电信号。当标记读取器被构造为EAS 停用模式时，EAS停用模块被开启来生成EAS停用信号。
[0009] 在另一示例性实施例中，无绳标记读取器的控制模块通过发信号给所述开关模块 以电气地互连所述电池模块与所述标记读取模块来构造所述标记读取模式。
[0010] 在另一示例性实施例中，当操作者按压所述无绳标记读取器的可手持壳体上的扫 描按钮时，所述无绳标记读取器的控制模块被触发以开启所述标记读取模式。
[0011] 在另一示例性实施例中，无绳标记读取器的控制模块通过发信号给所述开关模块 以电气地互连所述电池模块、无线充电模块与所述线圈模块，来构造所述无线充电模式。在 该模式中，所述线圈模块的多功能线圈可以经由磁感应从主机充电线圈无线地接收电磁充 电信号。电磁充电信号可以具有5瓦特或更小的功率。
[0012] 在另一示例性实施例中，无绳标记读取器的控制模块通过发信号给所述开关模块 以电气地互连所述电池模块、EAS停用模块与线圈模块，来构造所述EAS停用模式。在该模 式中，当EAS标签和多功能线圈接近时，EAS停用模块可以被触发来发送EAS停用信号。EAS 停用信号可以是射频（RF)能量的脉冲，其频率在7. 5兆赫（MHz)到8. 8MHz之间（例如， 7. 9?8. 4MHz)，以匹配EAS标签的共振频率。
[0013] 在一些示例性实施例中，标记读取器的模式由事件或状况触发。例如，在标记被获 取并解码之后，所述控制模块可以被触发以开启所述标记读取器的EAS停用模式。在EAS 停用信号被发射之后或在标记被读取之后，所述控制模块可以被触发以开启所述标记读取 器的无线充电模式。换言之，这时无绳标记读取器不用于标记读取或EAS停用功能。
[0014] 在另一些示例性实施例中，线圈模块的多功能线圈是平面螺旋线圈。该线圈可以 具有至少15圈。替代地，该线圈可以具有在大约9?11微亨（mH)之间的电感。此外，在 一些实施例中，所述线圈可以具有小于0.5欧姆（Ω)的电阻。此外，所述线圈可以被集成在 把手中，所述把手形成到手持无绳标记读取器的可手持壳体中。
[0015] 前述例示性概要、以及本实用新型的其它示例性目的和/或优点和它们被实现的 方式进一步在以下详细描述及其附图内被说明。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 图1图示了多用途线圈的一示例性实施例。
[0017] 图2示意性地绘出了无绳标记读取器的一示例性实施例。
[0018] 图3图示了被集成到无绳标记读取器中的多用途线圈。
[0019] 图4图示了无绳标记读取器的无线充电。
[0020] 图5示意性地绘出了 EAS标签的停用。

【具体实施方式】
[0021] 本实用新型涉及多功能无绳标记读取器。可获得的功能为：（i)标记读取；（ii)无 线充电；和（iii)电子商品监视（EAS)停用。无线充电和EAS停用功能由多功能线圈促进。
[0022] 在图1中示出的示例性实施例中，多功能线圈1包含被绝缘的导体，其配置成平坦 的同心圈（S卩，平面螺旋线圈）。多功能线圈的导体2可以是细的（例如，0.3毫米直径）。 导体可以由铜或另一种导电材料制成，并涂覆有绝缘膜。导体的直径被选择成应对无线充 电所经受的持续功率电平（例如，5瓦特）。线圈还被设计成为EAS停用有效地传输脉冲能 量。用于无线充电和EAS停用的多功能线圈的一个示例性实施例具有15圈，得到大约9? 11微亨的线圈电感。线圈的电阻低，在25摄氏度时为大约0. 2。
[0023] 线圈的物理设计促进在手持无绳标记读取器的可手持壳体的把手部段内的集成。 为此集成，图1中示出的线圈可以具有分别约为48X32X1毫米（mm)的线圈长度3、线圈宽 度4和线圈厚度5。如图2中示出的，无绳标记读取器10具有可手持壳体，其具有供操作者 把持的把手11，类似枪。扫描按钮12与该壳体集成，以允许操作者启用（S卩，触发）标记读 取，方法是按压该按钮（即，扣动扳机）。多功能线圈1可以定位在可手持壳体内处于把手 的基底处。
[0024] 多功能线圈支持无线充电（即，感应充电）。这种形式的充电使用电磁场来通过 磁感应在两个线圈之间传递能量。如图3中示出的，这些线圈14中的第一个可以被集成到 作为主机系统15(例如，销售点系统）的一部分的充电站中。该线圈被称作主机充电线圈 14,并用作线圈对中的主线圈（即，发射线圈），作为一种变压器发挥作用。该线圈对的第 二线圈是多功能线圈1，并与无绳标记读取器10集成。该线圈用作变压器线圈对中的副线 圈（即，接收线圈），并无线地接收能量。当两个线圈接近（例如，〇?5毫米）时，线圈通 过它们的磁场耦合（即，互感），并且来自主线圈14的能量将被传递至副线圈1。连接至主 机充电线圈14的充电源16在适于无线充电的频率（例如，110?205千赫[kHz])以交流 电流激励主机充电线圈14。电磁充电信号可以符合无线充电标准，因此，本申请在此通过引 用包含无线充电联盟（Wireless Power Consortium)的用于无线充电的Qi(WPC-Qi)规范 (即，WPC-Qi无线充电规范，1. 1.2版，2013年6月）的整体内容。连接至多功能线圈1的 电池模块17在能量存储部件（例如，电池）中存储无线地传递来的能量。
[0025] 多功能线圈还支持电子商品监视（EAS)标签停用。EAS是用于防止从受控区域未 授权地拿走物品（例如，商店行窃）的方案。已启用的EAS标签被附着至物品，使得潜在的 小偷难以发觉、篡改或移除。可传感已启用EAS标签的关卡传感器被定位成便于扫描所有 进出受控区域的客流。当检测到启用的标签时，可以发出警报声，以警报工作人员有偷窃企 图存在。
[0026] 存在多种EAS标签，各自具有它们自身的扫描/传感方案。射频（RF) EAS标签尤 其普及。这些EAS标签可以是软标签，其集成在物品包装内或集成在包装标签中。标签基 于电感电容（LC)共振（S卩，振荡）电路进行操作。振荡电路（tank circuit)可以具有在 7. 5?8. 8兆赫（MHz)范围内的共振频率，并且该共振频率可以在关卡传感器的扫描期间作 为窄带能量损失被检测到。为了停用标签，可以破坏该共振频率，方法是使它受到处于或接 近EAS标签的共振频率的大能量RF脉冲。该脉冲中的能量使LC振荡电路中的保险装置开 路（即，熔断保险装置）。替代地，LC振荡电路中的电容器可以由于停用脉冲而受到损坏， 并这样用作一种类型的保险装置。不管是哪种情况，RF脉冲都破坏LC共振频率并停用标 签。已停用的标签可以通过关卡检测器，而不触发警报。
[0027] 具有多用途线圈的无绳标记读取器可以停用EAS标签。当传感到启用标签时或在 某条件被满足之后（例如，成功的条形码扫描），可以通过无绳标记读取器中的EAS停用模 块生成EAS标签停用信号。如图4中示出的，停用信号（即，RF脉冲）20可以由多用途线 圈1发射并由EAS标签21接收。脉冲中的能量足以停用EAS标签21。因为标签可以在停 用信号的频率处共振，用于停用的范围可高达110毫米。然而，该范围可以变化，取决于EAS 停用信号的能量。
[0028] 在图5中示出无绳标记读取器的多个模块和它们的互连情况的示意图。控制模 块30被构造成将信号发送至开关模块31，其构造有一个或多个电气开关，用以电气地互连 (即，开启）模块并开启特定的操作模式。各种操作模式包括：（i)标记读取模式，用于读 取标记（例如，扫描条形码）；（ii)无线充电模式，用于接收能量以对集成的能量存储装置 (例如，电池）充电；和（iii)EAS停用模式，用于发射能量来停用EAS标签（例如，软的RF 标签）。电池模块17包含能量存储装置，并且可以包括用于滤波和调整的电路系统。电池 模块供应能量来为其它模块供电以开启它们的功能。标记读取模块32执行所有的标记读 取功能。该操作模式在扫描按钮12被按压时开启。
[0029] 多功能线圈1可根据操作模式在充电模块33与EAS停用模块34之间切换。在无 线充电模式中，开关模块被构造成连接电池模块17与充电模块33,其进而连接至多功能线 圈1。充电模块构造有电路系统来调节电磁充电信号的电压和电流水平，以便促进电池模块 17中的能量存储装置的充电。无线充电模式可以是标记读取器的默认模式。
[0030] 在EAS停用模式中，开关模块被构造成电气地互连电池模块17与EAS停用模块 34。另外，EAS停用模块经由开关模块与多功能线圈1连接。该操作模式可以被触发，以发 生在扫描仪传感到已启用的EAS标签之时或标记被读取之后。在任一情况下，在该操作模 式中，EAS停用模块生成EAS停用信号。该信号可以包含至少一个RF脉冲。该RF脉冲具 有EAS标签停用所需且足用的特性（例如，7. 5-8. 8MHz)。多功能线圈用于无线地发射脉冲 来停用EAS标签。
[0031]

【权利要求】
1. 一种无绳标记读取器，包括： 多个模块，其被构造成用于（i)获取并解码标记、（ii)无线地接收能量以对能量存储 部件充电、和（iii)无线地发射能量以停用电子商品监视（EAS)标签；和 可手持壳体，其基本上封闭所述多个模块； 其中，所述多个模块包括线圈模块，所述线圈模块包括一个多功能线圈，用于（i)无线 地接收能量以促进对所述能量存储部件的充电以及（ii)无线地发射能量以促进EAS标签 的停用。
2. 根据权利要求1所述的无绳标记读取器，其中，所述多个模块包括： 控制模块，其用于生成信号来构造所述标记读取器的操作模式，所述操作模式包括（i) 标记读取模式、（ii)无线充电模式和（iii)EAS停用模式； 电池模块，其包括能量存储部件，用于存储能量并供应能量来开启所述标记读取器的 操作模式； 开关模块，其包括一个或多个开关，由所述控制模块控制，被构造成在模块之间传输能 量和电子信号，以促进所述无绳标记读取器的操作模式； 标记读取模块，其在所述标记读取器被构造为所述标记读取模式时被开启以获取并解 码标记； 充电模块，其在所述标记读取器被构造为所述无线充电模式时被开启以生成充电信 号；和 EAS停用模块，其在所述标记读取器被构造为所述EAS停用模式时被开启以生成EAS停 用信号。
3. 根据权利要求2所述的无绳标记读取器，其中，所述控制模块通过发信号给所述开 关模块以电气地互连所述电池模块与所述标记读取模块来促进所述标记读取模式。
4. 根据权利要求3所述的无绳标记读取器，其中，当操作者按压所述无绳标记读取器 的可手持壳体上的扫描按钮时，所述控制模块被触发以促进所述标记读取模式。
5. 根据权利要求2所述的无绳标记读取器，其中，所述控制模块通过发信号给所述开 关模块以电气地互连所述电池模块、无线充电模块与所述线圈模块来促进所述无线充电模 式。
6. 根据权利要求5所述的被构造成用于无线充电模式的无绳标记读取器，其中，所述 线圈模块的多功能线圈经由磁感应从主机充电线圈无线地接收电磁充电信号。
7. 根据权利要求5所述的被构造成用于无线充电模式的无绳标记读取器，其中，所述 线圈模块的多功能线圈接收具有5瓦特或更小功率的电磁充电信号。
8. 根据权利要求2所述的无绳标记读取器，其中，所述控制模块通过发信号给所述开 关模块以电气地互连所述电池模块、EAS停用模块与线圈模块来促进所述EAS停用模式。
9. 根据权利要求8所述的无绳标记读取器，其中，所述EAS停用模块在传感到EAS标签 时被触发以发送所述EAS停用信号。
10. 根据权利要求8所述的无绳标记读取器，其中，所述EAS停用信号包括频率为7. 5 兆赫到8. 8兆赫的射频（RF)能量的脉冲，所述频率匹配于所述EAS标签的共振频率。
11. 根据权利要求2所述的无绳标记读取器，其中，在标记被获取并解码之后，所述控 制模块被触发以开启所述标记读取器的EAS停用模式。
12.根据权利要求2所述的无绳标记读取器，其中，在EAS停用信号被发射之后，所述控 制模块被触发以开启所述标记读取器的无线充电模式。
【文档编号】G06K7/10GK204066131SQ201420348637
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】Z.谢, J.高, Z.刘, J.李, H.黄, L.王, Y.皮 申请人:手持产品公司