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Title:
REMOTE ENERGY SUPPLY PROCESS AND SYSTEM FOR AN ELECTRONIC INFORMATION CARRIER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/030266
Kind Code:
A2
Abstract:
Remote energy supply process and system for an electronic information carrier. Known processes and devices do not allow supplying energy wirelessly to an information carrier arranged inside a thick-walled and/or metallic body because energy radiation based on electromagnetic waves hardly penetrates, if at all, such bodies and contactlessly transmitted ultra-sound does not effectively penetrate them. The system consists of a basis apparatus (1) fitted with an acoustic transmission unit (3) in loose connection by a superficial body contact with a functional object (4). The information carrier (5) is located inside this functional object (4), in an acoustically solid connection therewith. This creates a closed, acoustically well coupled total system which ensures an effective energy and information transmission by acoustic means. The invention is applicable for the transmission of codes and information in the electronic entry/access authorisation field and product identification.

Inventors:
Rein, Claus (Hans-Böheim-Strasse 5 Dresden, D-01309, DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003642
Publication Date:
June 17, 1999
Filing Date:
December 07, 1998
Export Citation:
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Assignee:
Rein, Claus (Hans-Böheim-Strasse 5 Dresden, D-01309, DE)
International Classes:
G06K19/07; G06K7/00; G06K7/02; G06K7/10; G06K17/00; G06K19/077; G08C23/02; H02J17/00; H02N2/18; H04B11/00; (IPC1-7): G06K/
Foreign References:
DE19608515C11997-06-05
DE4013978A11991-11-07
DE4308372A11994-09-22
FR2336741A11977-07-22
EP0591021A11994-04-06
US5159580A1992-10-27
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Claims:
Patentanspriiehe
1. Anordnung und Verfahren zur Energiefernversorgung eines elektronischen Informationstragers durch ein Basisgerät, das eine akustische Sendeeinheit aufweist, wobei der Informationsträger liber eine elektronische Informationsverarbeitungseinheit, eine Energieversorgungseinheit, die mechanische Energie akustischer Wellen in elektrische Energie umwandelt, sowie tuber eine Informationssendeund/oderempfangseinheit, die akustische Wellen empfangen und/oder senden kann, verffigt und in akustisch fester Kopplung zu einem Funktionsgegenstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Sendeeinheit (3) des Basisgerätes (1) und der Funktionsgegenstand (4) in einer losen Kontaktverbindung durch eine oberflachlichkorperliche Beruhrung angeordnet sind, dal3 sich die akustische Sendeeinheit (3) des Basisgerätes (1) und der Informationsträger (5) nicht notwendig beruhren, daß die akustische Sendeeinheit (3) des Basisgerätes (1) akustische Energie abstrahlt, die suber die Kontaktstelle zwischen der akustischen Sendeeinheit (1) und dem Funktionsgegenstand (4) auf körperlichem Wege in den Funktionsgegenstand (4) gelant, daf3 die Energieversorgungseinheit (10) des Informationstragers (5), die bevorzugt im Resonanz bereich entsprechend der Frequenz der eingetragenen akustischen Wellen arbeitet, akustische Energie aus dem Funktionsgegenstand (4) entnimmt, daß die von der Energieversorgungseinheit (10) aus der entnommenen akustischen Energie erzeugte elektrische Energie die Energieversorgung des gesamten Informationstragers (5) sicherstelltund daß auf korperlichakustischem Wege eine Informationsübertragung zwischen dem Funktions gegenstand (4) und dem Basisgerät (1) und/oder einem weiteren Gerät seitens des Informations tragers (5) iiber dessen Informationssende (12)und/oder Empfangseinheit (11) realisiert wird.
2. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinheit (10) und die Informationssende (12)und/oderempfangs einheit (11) des Informationsträgers (5) tuber gemeinsam verwendete Bauteile verfligen oder vollig in einer Einheit (27) vereinigt sind.
3. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elemente des Informationstragers (5) auf einer gemeinsamen Unterlage (8,20) angeordnet sind.
4. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Informationsträger (5) eine mikrosystemtechnische Größenordnung aufweist und aus mikrosystemtechnischen Elementen besteht.
5. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Informationsträger (5) einen kompakten, allseitig vergossenen Körper darstellt, in dem sich alle Elemente des Informationstragers (5) befinden.
6. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dal3 alle Elemente des Informationsträgers (5) innerhalb einer Kapsel (7) angeordnet sind und damit diese Kapsel (7), die bevorzugt aus Metall und/oder einem organischen Material, wie polymerem Kunststoff aller Art, und/oder einem anorganischem Material, wie Keramik, Glas, Cermet, Stein, Mineral oder Edelstein und/oder Verbundstoffen aller Art besteht, den Informationstrager (5) darstellt.
7. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dal3 sich außenseitig des Informationträgers (5) mindestens zwei metallische Kontaktstellen (21) befinden, die elektrisch leitend mit elektronischen Komponenten des Informationsträgers (5) verbunden sind und eine elektrische Energiesowie eine Informationsübertragung erlauben.
8. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dal3 aul3enseitig am Funktionsgegenstand (4) zwei metallische Teile (22) angeordnet sind, die elektrisch leitend mit den metallischen Kontaktstellen (21) nach Patentanspruch 7 verbunden sind und eine elektrische Energiesowie eine Informationsübertragung zum Informationsträger (5) erlauben.
9. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dal3 aul3enseitig am Funktionsgegenstand (4) ein metallisches Element (31) ohne eine elektrische Funktion zur Informationsoder Energieübertragung angeordnet ist, welches bei Betahrung der akustischen Sendeeinheit (3) des Basisgerätes (1), oder des Basisgerätes (1) selbst, dort zwei Kontakte (28) überbrückt und damit eine Aktion auslöst.
10. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (5) Informationen zur Kennzeichnung des Funktionsgegenstandes (4) und/oder zu dessen Beschreibung und/oder zur Beschreibung seines Zustandes und/oder seiner logistischen Daten und/oder seiner Produktionsdaten enthalt und der Informationstrager (5) vorzugsweise"tief im Innerne" des Funktionsgegenstandes (4) plaziert ist.
11. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Informationstrager (5) Codes enthält und der Funktionsgegenstand (4) die Funktion eines Schlüssels besitzt, vorzugsweise ohne daß der Funktionsgegenstand (4) als Schlüssel erkennbar ist.
12. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationstrager (5) in einem Schmuckgegenstand, insbesondere in einem Fingerring, als Funktionsgegenstand (4) angeordnet ist.
13. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Informationsträger (5) in einem Funktionsgegenstand (4) mit Kartengestalt angeordnet ist.
14. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dal3 der Informationsträger 5) in einem Fahrzeugteil als Funktionsgegenstand (4) angeordnet ist.
15. Anordnung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dal3 eine Kommunikation verschiedener Informationstrager (5) in verschiedenen Funktions gegenständen (4) mittels einer oder mehrerer Relaisstationen realisiert wird.
Description:
Anordnung und Verfahren zur Energiefernversorgung eines elektronischen Informationsträgers Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Energiefernversorgung eines elektronischen Informationsträgers durch ein Basisgerät nach dem Oberbegriff des Patentan- pruches 1.

Es sind bereits Verfahren und Anordnungen bekannt, bei denen ein elektronischer Informations- rager, der elektronische Bauelemente zur Informationsverarbeitung,-verwaltung o.-speicherung enthält, von außen mit Energie versorgt wird, um auf elektrochemische Energiespeicher, wie Akkumulator oder Batterie, im Informationstrager verzichten zu können. In der EP 0536 430 A1 (H04B 10/00) ist ein Verfahren zur Energieversorgung eines fernsteuernden Handsenders, z. B. ffir ein Kfz-Schließsystem beschrieben, bei dem der Handsender tuber einen Energiespeicher in Form eines Kondensators verfiigt. Nach Patentanspruch 9 kann die Nachladeenergie fur den Energiespeicher berührungslos durch Ultraschall übertragen werden. Die Energieübertragung erfolgt durch die Luft vom Fahrzeug aus. In der DE 4308372 A1 (EOSB 47/00) ist ein durch Funk, Licht oder Ultraschall fernsteuerbares Schließsystem dargestellt, bei dem der Energie- speicher eines tragbaren Sender aufgeladen wird, wenn sich der tragbare Sender zumindest in unmittelbarer Nahe eines schloßseitig angeordneten Energiespenders befindet. Dabei erfolgt die Energieübertragung entweder induktiv oder durch elektrischen Kontakt. Eine Anordnung zum Senden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen ist in der DE 9401489 Ul (H04B11/00) gezeigt. Hierbei sind zwei Ultraschallmodule über eine Versorgungsleitung elektrisch miteinander gekoppelt. Dauber hinaus gehören weitere Anordnungen und Verfahren zum Stand der Technik, bei denen elektronische Energiespeicher kontaktbehaftet iiber eine elektrisch-leitende Verbindung oder kontaktlos auf optischem Wege sowie tuber Funk mit Energie versorgt werden, worauf in den oben genannten Schriften auch verwiesen wurde. Bei der sogenannte Transpondertechnik wird ebenfalls beruhrungslos Energie-und Information mittels Radiofrequenzwellen ubertragen.

Der Vorteil aller eben genannten Anordnungen und Verfahren besteht sowohl in der Wartungs- freiheit des Informationsträgers bezüglich eines Energiespeicherwechsels als auch in der Moglichkeit einer einfacheren, leichteren, kleineren, kompakteren und geschlosseneren Bauweise des Informationsträgers, insbesondere angesichts der Moglichkeiten moderner Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik.

Die Energieübertragung ist insbesondere bei den Radiofrequenz- Transpondern sehr einfach realisierbar. Die genannten Schriften zeigen eine Orientierung in Richtung der berührunglosen Technik, da diese hinsichtlich Handhabungskomfort und Flexibilität zweifellos Vorteile aufweist.

Jedoch bestehen bei bercihrungslosen Verfahren einige Sicherheits-und technische Nachteile. Bei allen Fernubertragungen uber den Luftweg kann Information durch Unbefugte abgehört werden, und sei es nur die Registrierung des Vorgangs als solchen. Zudem besteht bei passiven Trans- pondez eine zeitliche und räumliche Unschärfe der Willensbekundung. Eine eindeutige Willens- bekundung ist dagegen bei aktiv bedienbaren Informationsträgern und bei der kontaktbehafteten Technik gegeben.

Sowohl optische als auch Radiowellenmethoden weisen den Nachteil auf,daß nur nichtmetallische Materialien als"Fenster", hinter dem sich ein Energie-und/oder Informations-empfänger befindet, geeignet sind. Da Metalle elektromagnetische Wellen nur in sehr geringem Umfang in die Ober- flache eindringen lassen, sind die ijblichen Transponder-, Funk-und optischen Verfahren zur Energie-und/oder Informationsübertragung nicht einsetzbar, wenn sich der Informationsträger hinter Metall oder im Inneren eines metallischen bzw. metallreichen Körpers befindet. Ultraschall dagegen dringt durch alle Materialien. Eine Lösung, wie in EP 0536 430 Al beschrieben, kurde jedoch ebenfalls ein"Fenster", entweder ein Loch oder eine donne Membran, erfordern, um sowohl Energie als auch Information zu übertragen. In Gasen ist die Schall-absorption sehr hoch und durch Reflexion an festen Körpern ist die Schallenergie schnell in alle Richtungen im Raum verteilt und nicht mehr konzentriert nutzbar. Daher muß eine vergleichsweise starke akustische Energiequelle gebündelt auf einen Gegenstand gerichtet werden, wenn sich dort hinter einer dickeren Materialschicht der Informationsträger befindet, der einen aufzuladenden Energiespeicher aufweist.

Aufgrund dieser genannten Nachteile ist es entweder schwierig, mit großem Aufwand verbunden oder auch unmöglich die genannten Verfahren zu verwenden, wenn sich Informationsträger, die energiefernversorgt werden sollen, im Inneren von Korpern, insbesondere in metallischen Körpern befinden. Auch eine manchmal notwendige unauffdllige Plazierung ist nur eingeschrankt moglich.

Entweder muß das Material berücksichtigt werden oder der Informationstrager bzw. dessen Sende-/Empfangseinheit ist von außen sichtbar.

Es ist bekannt, daß sich akustische Wellen in kondensierten Stoffen wesentlich besser ausbreiten als in Gasen, weswegen z. B. finir Ortungszwecke unter Wasser vorteilhaft Ultraschall eingesetzt werden kann. Die geringe Schallabsorption von Metallen erlaubt auch solche Losungen, wie in der DE 92 10 894 (H04B 11/00) beschrieben, wo ein Heizungsrohrsystem in Gebäuden zur Informationsübertragung verwendet wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung und/oder ein Verfahren zur Energiefernversorgung eines elektronischen Informationsträgers durch ein Basisgerat zu finden, das gewährleistet, daß der Informationsträger sowohl an der Oberfläche als auch völlig von metallischem roder nichtmetallischem Material umgeben im Inneren eines Funktionsgegenstandes plaziert sein kann, daß energiearme Losungen sowie eine Willensbekundung der Energie- undloder Informationsubertragung gut realisierbar sind, daß gute Voraussetzungen finir miniaturisierte Ausfiihrungsformen des Informationsträgers bestehen und daß keine elektrisch leitenden Verbindungen zur Energieversorgung des Informationsträgers benötigt werden.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung und ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst.

Alle wesentlichen Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, dal3 die gesamte Anordnung nach Patentanspruch 1 ein mechanisch gekoppeltes und damit auch akustisch sehr gut gekoppeltes System darstellt, tuber das das Verfahren nach Patentanspruch 1 realisierbar wird. Berühren sich die akustische Sendeeinheit des Basisgerätes, welche die akustische Energiequelle darstellt, und der Funktionsgegenstand-der Gegenstand, in dem sich der Informationsträger befindet-an einer Kontaktstelle, besteht dort eine Energiesenke, liber die dann akustische Energie in den Funktions- gegenstand abflief3en kann. Das gleiche gilt fiir den Übergang zwischen dem Funktionsgegenstand und dem Informationstrager, wobei hier hinzukommt, dal3 die vorzugsweise im Resonanzbereich der Schallfrequenz oder auch in einer Nebenanregung arbeitende Energieversorgungseinheit eine besonders starke Senke darstellt und sofort sehr viel Energie aufnimmt. Das resultierende Potentialgefälle läßt stets sehr viel akustische Energie nachfließen, egal wo sich der Informations- rager befindet, da der Schall den gesamten Korper des Funktionsgegenstandes gut durchdringt.

Von großem Vorteil ist, dal3 es flir den Funktionsgegenstand weder bezügliche des Materials noch hinsichtlich seiner Gestalt wesentliche Beschränkungen gibt. Lediglich bei Funktionsgegenständen mit sehr vielen gasformigen Einschlussen oder anders verursachten hohen Schallabsorptionen wären Einschränkungen für die Plazierung des Informationsträgers zu erwarten. Das ist bei der überwiegenden Anzahl der metallischen, keramischen, Verbund-und Kunststoff-, einschließlich Gummigegenstände, die in der Wirtschaft oder im privaten Bereich verwendet werden, nicht gegeben.

Auch wenn ein korperlicher Kontakt zur Oberfläche des Funktionsgegenstandes vorhanden ist, handelt es sic-bis zum Informationstrager-um eine Fernenergieversorgung. Diese ist mit der Anordnung und dem Verfahren nach Patentanspruch 1 nun auch in solchen Fällen möglich, wo sich der zu versorgende Informationsträger hinter dicken Materialschichten oder irgendwo, im Inneren eines Körpers versteckt angeordnet, befindet. Der Informationsträger ist ohne besonderen Aufwand an beliebigen Stellen positionierbar, da keine Leitungsverbindungen oder andere besondere Energie-und Informationswege zu berücksichtigen sind. Voraussetzung ist lediglich eine gute akustische Kopplung, zwischen Funktionsgegenstand und akustischer Energiequelle einerseits sowie zwischen Informationsträger und Funktionsgegenstand andererseits, um auch mit vergleichsweise wenig primarer akustischer Energie eine ausreichende Energieübertragung zu gewahrleisten. Der Informationstrager kann hierzu vorzugsweise auf oder im Funktions- gegenstand aufgeklebt, aufgekittet, aufgelbtet, aufgeklemmt, aufgeschraubt oder ähnlich befestigt werden. Fur die Verbindung der akustischen Sendeeinheit des Basisgerates mit dem Funktions- gegenstand reicht ein oberflachlich-korperlicher Kontakt, eine Berührung, die jedoch noch zusätzlich durch etwas Kraft oder die Verwendung einer akustischen Koppelflüssigkeit verbessert werden kann. Eine berührungslose Übertragung über eine Luftbrücke würde dagegen deutlich hohere Schallenergien erfordern, sowohl fur die Energieübertragung zum Informationsträger als auch und besonders fur die Informationssendeleistung des Informationstragers. Dies kurde auch einer Miniaturisierung des Informationsträgers sehr entgegenstehen. Die Berührung ist zudem stets ein eindeutiger Akt, wodurch der Forderung der Aufgabenstellung nach einer Willensbekundung sehr gut entsprochen werden kann.

Weitere Vorteile, die die Anordnung und das Verfahren nach Patentanspruch 1 direkt oder potentiel bieten, sind die Realisierungsmoglichkeiten bezuglich eines Schutzes des Informations- tragers vor der Gefahr einer Zerstörung durch mechanische, chemische, elektrostatische, Strahlungs-, thermische oder sonstige Einflüsse.

Als Energieempfånger der Energieversorgungseinheit im Informationsträger eignen sich mit Vorteil Wandler auf der Basis piezoelektrischer Materialien, wenngleich prinzipiell auch piezo- magnetische, dynamoelektrische oder andere geeignete Elemente eingesetzt werden können, sofern sie die Energie akustisch initiierter mechanischer Schwingungen dirent oder indirekt in elektrische Energie transformieren. Das gleiche gilt fur die Informationssendeeinheit des Informationstragers. Als Informationsempfänger eignen sich hier auch andere Methoden, wo physikalische Gr6f3en, wie Kapazität oder Widerstand und andere die Basis eines Schall-oder Schwingungssensors darstellen konnen.

Es kann in einigen Fällen praktisch vorteilhaft sein, wenn die Informationssendeeinheit, die Informationsempfangseinheit und die Energieempfangseinheit des Informationstragers separate Elemente darstellen, da hierdurch vollig getrennt eine Optimierung der jeweiligen Einzelaufgabe hinsichtlich Energie, Dimensionierung, Funktionsprinzip, Frequenz und anderem stattfinden kann.

Dies betriffl sowohl den Wandler als auch die vor-bzw. nachgelagerte Elektronik. In anderen Fallen wiederum kann aus anderen Gründen eine gemeinsame Nutzung verschiedener Bau- elemente bevorzugt sein. Dies kann besonders dort angestrebt sein-jedoch nicht zwingend-wo eine Miniaturisierung des Informationstragers insgesamt im Vordergrund steht. Nach Patent- anspruch 2 besteht diese Möglichkeit bis hin zur v6lligen Verschmelzung in einer Einheit. Energie und Information werden dann tuber einen gemeinsamen Wandler empfangen und durch eine nachgelagerte Elektronik getrennt. Umgedreht dient dieser Wandler zum Versenden von Informationen.

Die nach Patentanspruch 3 realisierbare Plazierung aller Bauteile des Informationstragers auf einer gemeinsamen Unterlage, etwa einer Keramik-, Kunststoff-oder Folienleiterplatte ist aus ver- schiedenen Gründen, wie Handhabung, Montage oder Miniaturisierung, vorteilhaft. Insbesondere bei einer Miniaturisierungsabsicht fiir den Informationstrager bietet die Anordnung und das Verfahren nach Patentanspruch 1 beste Realisierungsmöglichkeiten im Bereich der Mikrosystem- technik nach Patentanspruch 4. Da tuber den korperlich-akustischen Kontaktweg nach Patent- anspruch 1 eine effektive Energie-als auch Informationsübertragung realisierbar ist, kann insgesamt mit sehr geringen Energien gearbeitet werden. Dies zieht den grof3en Vorteil nach sich, dal3 alle Komponenten des Informationsträgers-vom Wandler tuber Kondensatoren, als Energie- zwischenspeicher, bis hin zu allen hier erforderlichen elektronischen Halbleiterbauelementen- räumlich sehr klein gestaltet werden können. Erst dadurch können mikrosystemtechnische Gr6f3enordnungen erreicht werden, die die Unterbringung aller Informationstragerkomponenten auf einer Flache von nur wenigen mm2 oder darunter gestatten. Die fi, ir die Mikrosystemtechnik eingesetzten Halbleitertechnologien, insbesondere die Siliziumtechnik, und Mikromontage- techniken können mit Vorteil zur Herstellung eines Kleinstinformationsträgers für die Anwendung innerhalb der Anordnung und nach dem Verfahren von Patentanspruch 1 eingesetzt werden.

Fur die praktische Handhabung und wegen weiterer, unten genannter Gronde ist es vorteilhaft, den Informationsträger in kompakter Form, so nach Patentanspruch 5 in einem plastikvergossenen Körper oder nach Patentanspruch 6 als Kapsel vorliegen zu haben. Ein solcher Informationsträger könnte dann bequem in beliebige Körper, den Funktionsgegenstanden, untergebracht werden.

Gegebenenfalls ist es sinnvoll, neben dem akustischen Weg noch eine weitere Möglichkeit der Informationsübertragung zur Verfügung zu haben, so etwa, um vor der Plazierung in den Funktionsgegenstand in bestimmte Speicherbereiche Informationen zu iibertragen, die hinterher nicht mehr gelöscht werden konnen. Mit der außenseitigen Anordnung von mindestens zwei metallischen Kontaktstellen nach Patentanspruch 7, die elektrisch leitend mit elektronischen Komponenten des Informationstragers verbunden sind, ist diese Möglichkeit gegeben.

Die Moglichkeiten, die Patentanspruch 1 zur Entwicklung von Informationssystemen bietet, sind außerordentlich vielfältig und konnen von anderen Informationssystemen nicht erreicht werden.

Die Hauptgründe der Beschrankungen anderer Systeme bestehen darin, daß der Informations- trager einerseits nicht in beliebige Gegenstände und beliebig"tief-'plaziert werden kann, daß zum Teil Energie in erheblichem Umfang auf zumindest einer Kommunikationsseite eingesetzt werden muß und dal3 eine energetische Wartung, etwa Batteriekontrolle und-wechsel, erforderlich ist.

Ein System auf der Basis von Patentanspruch 1 kurde einerseits das Plazierungsproblem 16sen und ließe andererseits zumindest energiearme Lösungen für das Gesamtsystem zu. Die energieärmste Lösung stellt grundsatzlich der direkte elektrische Kontakt dar. Diese Möglichkeit ist nach Patent-anspruch 8 gegeben, bei der tuber die am Funktionsgegenstand angebrachten zwei metallischen Teile der Informationsträger im Bedarfsfall auf einem zusätzlichen Wege erreicht werden kann. Fur einen multifunktionalen Funktionsgegenstand, etwa einem Schlüssel nach Patentanspruch 11, ist dies besonders vorteilhaft, wenn ein bestimmtes Schlof3 nicht tuber eine akustische sondera nur tuber eine elektrische Informationsübertragungseinheit verfügt.

Das metallische Element nach Patentanspruch 9 kann ebenfalls vorteilhaft ftir Energiesparzwecke eingesetzt werden, da mit diesem auf einfache Weise eine Aktion ausgelöst werden kann ; so etwa das Einschalten der akustischen Sendeeinheit des Basisgerätes-zeitlich begrenzt oder wahrend der Haltezeit an den Kontakten.

Da ein System auf der Basis der Anordnung und des Verfahrens nach Patentanspruch 1 weiteste Möglichkeiten der Plazierung der hiermit kompatiblen Informationsträger nach Patentanspruch 1- 9 bietet, besteht die Möglichkeit sehr viele Gegenstande bereits in einer sehr friihen Herstellungs- phase mit Informationsträgern, vorzugsweise solchen auf der Basis von Patentanspruch 5 und 6, auszurüsten. Nach Patentanspruch 10 könnten auf diese Weise, #tief im Produkt verborgen"und sehr sicher vor destruktivem Zugriffgeschützt, produktrelevante Informationen tuber die gesamte Existenzzeit des Produktes, beginnend bei der Herstellung, fiir Produktion, Vertrieb, Verkauf, Service bis zum Recycling abgelegt, gelesen oder neu eingeschrieben werden. Dabei ist tuber ein chipinternes Sicherheitssystem ein selektiver Lese-/Schreibschutz leicht realisierbar.

Eine weitere interessante Möglichkeit stellt sich dar, wenn die Anordnung und das Verfahren nach Patentanspruch 1 Basis eines Schließsystem darstellt. Neben konventionellen Schlüsseln, Schlusselanhangern konnte nach Patentanspruch 11 auch beliebigen anderen Gegenständen leicht und unauff'allig die Funktion eines Schlussels ubertragen werden, wobei diese äußerlich überhaupt nicht als solche erkennbar sind. Geeignet wären alle Gegenstände des taglichen Umfeldes, so etwa Schreibgeräte, Armbanduhren, Knöpfe, Brillen und andere.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn Schmuckgegenstande nach Patentanspruch 12 und insbesondere Ringe die Funktionsgegenstände darstellen. Letztere werden in enger Körper- bindung getragen und weisen daher ein sehr gringes Verlustrisiko auf. Ebenso wären Karten nach Patentanspruch 13, insbesondere solche des Chipkartenformates, als Funktionsgegenstände vorteilhaft einsetzbar.

Besonders hervorzuheben wiire zudem die Anordnung und das Verfahren nach Patentanspruch 1 im Automobilbereich entsprechend Patentanspruch 14 einzusetzten. Neben den oben genannten Vorteilen zur Produktbeschreibung, ergäben sich fur das gesamte Produktions-, Vertriebs-und Servicesystem sowie hinsichtlich der Kriminalitätsvorbeugung und-verfolgung besonders günstige Vorteile. Hier konnte nicht nur das Fahrzeug als Gesamtprodukt sondera es könnten verschiedene Bauteile einzeln mit entsprechenden Informationsträgern ausgerüstet werden, die zudem in gegenseitiger Kommunikation, gegebenenfalls tuber entsprechende Relaisstationen nach Patent- anspruch 15, fur zusätzliche Sicherungsaufgaben verwendet werden, so etwa das Starten des Motors nur beim Vorhandensein bestimmter oder aller Informationsträger. Zudem ergibt sich tuber eine Kombination mit dem Funktionsgegenstand Fingerring nach Patentanspruch 11 eine besonders sichere und elegante Variante der Sicherung und Bedienung des Fahrzeuges. Die Relaisstationen aus Patentanspruch 15 arbeiten als Verstarker fiir die kommunizierenden Informationstrager in den verschiedenen Funktionsgegenstanden beziiglich der Informations- iibertragung und/oder übernehmen bei Bedarf die Aufgabe der Energieversorgung. Sie stellen damit eine besondere Form eines Basisgerätes dar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfiihrungsbeispiels naher erlautert.

In der Zeichnung zeigen : Fig. 1 eine Skizze zur Erläuterung des Grundprinzips, Fig. 2 eine multifunktionale Anordnung verschiedener Basisgeräte mit einem Fingerring als Funktionsgegenstand, Fig. 3 eine Anordnung mit Schmuck als Funktionsgegenstand zum Zwecke der Kennzeichnung, Fig. 4 eine Anordnung mit einer Karte von üblichen Chipkartenformat als Funktionsgegenstand, Fig. 5 eine Teilanordnung mit einem Fahrrad als Funktionsgegenstand zu dessen Kennzeichnung.

In Fig. 1 ist ein Basisgerät 1 dargestellt, das liber ein Kabel 2 mit der akustischen Sendeeinheit 3 verbunden ist, die als Handgerat gestaltet ist. Die akustischen Sendeeinheit 3 vermag nicht nur akustische Energie in Form von Ultraschall zu erzeugen sondera ist hier auch in der Lage, akustische Informationen zu senden wie zu empfangen. Bei Berührung des Funktionsgegen- standes 4-der einen Stahlblock darstellt und als Ausgangsmaterial zur Fertigung eines speziellen Getriebeteiles vorgesehen ist-durch die akustische Sendeeinheit 3 dringen akustische Wellen in den Funktionsgegenstand 4 ein und erreichen so auf körperlichem Wege den Informationstrager 5. Der Informationstrager 5 ist am Ende eines Loches 6 des Funktionsgegenstandes 4 eingeklebt und damit vor jeglichem zufallig destruktivem Zugriffwährend der nachfolgenden Dreh-und Fras-bearbeitung geschiitzt. Der Informationstrager 5 ist in Fig. 1 nochmal vergrößert dargestellt und besteht aus einer zylindrischen, stählernen Kapsel 7 von 4 mm Durchmesser, in der sich auf einem Siliziumchip 8 die elektronische Informationsverarbeitungseinheit 9-ein Mikrocontroller-, eine Energieversorgungseinheit 10, eine Informationsempfangseinheit 11 und eine Informations- sendeeinheit 12 befinden, die jeweils aus einem piezoelektrischen Wandler 13,14,15 und einer nachgelagerten Elektronik 16,17, die die tuber die piezoelktrischen Wandler 13,14 erzeugte Elektrizitat fiir die Verwendung im Informationsträger aufbereitet, bzw. einer vorgelagerten Elektronik 18, die die zu versendenden Informationen als elektrische Signale dem piezo- elektrischen Wandler 15 zuflihrt, bestehen. Die Trennung der einzelnen piezoelektrischen Wandler 13,14,15 und der zugehorigen Elektronik 16,17,18 ist aufgrund des hohen erreichbaren, halb- leitertechnologischen Miniaturisierungsgrades möglich und erlaubt einen getrennten Empfang von Energie und Information sowie ein unabhängiges Senden von Information. Auf der Rückseite des Siliziumchips 8 wurde dieser mit einem Kleber fest an die Kapsel 7 fixiert.

Mit der Anordnung in Fig. 1 kann der Bediener einer Werzeugmaschine wesentliche Fertigungs- daten zu dem Getriebeteil aus dem Informationsträger 5 entnehmen und diese der Werzeug- machine zuflihren sowie Informationen zum Ergebnis seiner Arbeit in den Informationstrager 5 einspeisen.

Fig. 2 zeigt einen Funktionsgegenstand 4 in Gestalt eines Fingerringes, die akustische Sende- einheit 3 in Gestalt einer Platte, die ffir eine Fahrzeugtür vorgesehen ist, sowie eine Empfangs- einheit in Gestalt einer Scheibe 30, die an einem Briefkasten angebracht werden soll. Der Finger- ring enthãlt in einer Ausnehmung 19 den Informationstrager 5. Alle Elemente des Informations- tragers 5 sind auf einer flexiblen Unterlage 20 angeordnet. Er verfügt außenseitig über zwei metallische Kontaktstellen 21, die wiederum mit den zwei metallischen Teilen 22, die hier durch den Ring selbst und ein vom Ring isoliert angebrachtes Ringelement dargestellt werden, verbunden sind. Die Ausnehmung 19 ist nach dem Einkleben des Informationsträgers 5 mit einem Deckel 23 verschlossen worden. Der piezoelektrische Wandler 24 ist mit einer Haube 25 abgedeckt, damit dessen mechanisch schwingende Teile in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden. Gemeinsam mit der Elektronik 26 bildet er ein Einheit 27, die hier sowohl die Funktion der Energieversorgungseinheit 10, der Informationsempfangseinheit 11 als auch der Informations- sendeeinheit 12 übernimmt. Auf der Sendeeinheit 3 in Gestalt der Platte befinden sich zwei Kontakte 28, die durch Beriihrung mit dem Ring überbrückt werden. Der Ring selbst bewirkt dabei als metallisches Element 31 die Überbrückung. Dadurch wird die Sendeeinheit 3 aktiviert und aber den kontaktbehafteten akustischen Weg erfolgt der Informationsaustausch mit dem Informationstrager 5 im Fingerring. Der oben genannte Briefkasten stellt kein Basisgerat 1 dar. Er verfügt lediglich tuber ein elektronisches Schloß, das tuber die beiden Kontakte 29, die sowohl zur Energie-als auch zur Informationsübertragung dienen, betätigt wird. Durch Beruhrung der beiden metallischen Teile 22 mit den Kontakten 29 kann damit das Brieflkastenschloß geöffnet werden.

Die Anwendung der Erfindung zur Schmuckkennzeichnung ist in Fig. 3 skizziert. Das Basisgerat 1 stellt hier ein Lese-und Programmiergerät mit Bildschirm 32 dar und ist mit einem Kabel 2 mit der akustischen Sendeeinheit 3 verbunden, bei der unter einer Auflegeplatte aus Stahl ein piezo- elektrischer Wandler 33 angebracht ist. Auf diese Auflegeplatte kann der Funktionsgegenstand 4, der in der Darstellung der Fig. 3 die Gestalt eines Fingerringes aufweist aber ebenso auch eine Brosche, eine Uhr, ein Armband oder ein anderer Schmuckgegenstand sein kann, gelegt oder aufgedrückt werden. Im Funktionsgegenstand 4 befindet sich ein Hohlraum 34.10ber ein Loch kann der Informationstrager 5 in den Hohlraum 34 eingefiihrt und mit Kleber 35 befestigt werden.

Nach Abschluß dieser Montage ist das Loch mit einem Verschlul3 36, der aus dem gleichen Material, wie der Funktionsgegenstand 4 besteht, verschließbar. Als Fiigetechnik ist neben Kleben auch Hartloten o. Schweißen möglich, wobei gegebenenfalls die Stelle, an der der Informations- trager 5 plaziert ist, gekühlt werden mués. Ist der Verschlul3 36 mit dem Funktionsgegenstand 4 Fingerring verschweißt und die Oberfläche entsprechend nachbearbeitet, kann von außen überhaupt nicht erkannt werden, daß sich ein Informationsträger 5 im Fingerring befindet. Zur Gewahrleistung der Kommunikation muf3 der Informationsträger 5 dem piezoelektrischen Wandler 33 nicht unbedingt, wie in Fig. 3 dargestellt, gegenüber stehen, wenngleich der kürzeste Weg im allgemeinen von Vorteil ist. Da der Informationsträger 5 im Funktionsgegenstand 4 vollständig von Metall umgeben ist, ist eine Zerstörung der Elektronik des Informationsträgers 5 durch mögliche äußere elektrostatische Felder oder Aufladungen praktisch ausgeschlossen.

Dies gilt auch im Falle der in Fig. 4 gezeigten Anwendung bei einem Funktionsgegenstand 4 in Form einer Chipkarte, die hier vollständig aus Metall besteht. Bevorzugt können Edelstahl oder Titan-legierungen eingesetzt werden. Derartige Chipkarten sind robuster als bekannte Kunststoff- chipkarten gestaltbar, sowohl hinsichtlich der mechanischen Festigkeit, der Umweltbestandigkeit als auch des Schutzes vor elektrostatischen Gefahren. Auch die Handhabung ist-durch Auflegen auf die entsprechende akustische Sendeeinheit 5, die der Lese-/Schreibschnittstelle oder dem Lesegerat bei bekannten Chipkarten entspricht-denkbar einfach.

Auf eine weitere, sehr praktische Anwendung wird mit Fig. 5 hingewiesen. Durch die Plazierung des Informationsträgers in den Funktionsgegenstand 4 Fahrrad, etwa in den Rahmenteil 37, ist eine sehr einfache und unauffållige Möglichkeit gegeben, Fahrräder zu kennzeichnen. Die Entfernung einer solchen Kennzeichnung kann durch einen Pfropfen 38 verhindert bzw. so stark erschwert werden, dal3 sich dies nur bei einer Zerstörung des Funktionsgegenstandes 4 Fahrrad erreichen läßt-was auch nicht im Interesse von Fahrraddieben ist.

Insgesamt verdeutlicht das in den Fig. 1-5 dargestellte Ausführungsbeispiel, daß beliebige Gegen- stande in Funktionsgegenstände 4 überführt werden können, indem in diese ein Informationsträger 5, der einen Energie-wie Informationsaustausch tuber akustische Wellen ermöglicht und zum Beispiel einen wie in den Fig. 1 und 2 gezeigten inneren Aufbau aufweist, plaziert wird. Die Miniaturisierung des Informationsträgers 4 ist dabei eine wichtige Voraussetzung, um auch kleine Gegenstände so ausrüsten zu konnen, die Gegenstände äußerlich sowie hinsichtlich ihrer Eigen- schaften und ihrer Einsatzgebiete möglichst wenig zu beeintrachtigen und ihre Mobilitat nicht einzuschranken. Durch die Erfindung werden Gegenstände kommunikationsfähig. Einleitung und Aufrechterhaltung der mono-oder bidirektionalen Kommunikation erfolgt dabei flir die Erfindung typischerweise bei dem Kontakt der Oberflächen von akustischen Sendeeinheit 3 des Basisgerates 1 mit den Gegenstanden. Die Realisierung des Kontaktes, der im allgemeinen nur wahrend der Energie-und Informationsübertragung besteht, kann durch manuelle oder maschinelle Heran- flihrung der akustischen Sendeeinheit 3 an den Funktionsgegenstand 4 oder umgekehrt erfolgen.

Die der Kommunikation zugrundeliegende Information kann sowohl, wie in Fig. 1-5 dargestellt, von außen über die akustischen Sendeeinheit 3 eines Basisgerätes 1 eingetragen als auch davon unabhangig von inneren Quellen des Gegenstandes, etwa von Mef3stellen, dem Informationstrager 5 zugefiihrt werden. Dies kann akustisch oder auf andere Weise, so aber elektrische Leitungen, erfolgen.