ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к бесконтактному варианту коммуникации, а именно к электронным устройствам, основанным на NFC технологии, где транспондер (пассивная метка) выполнен в виде кольца, носимого на пальце, предназначенного, в частности, для: идентификации пользователя, оплаты покупок на платежном терминале, осуществления физического и логического доступа.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.

Технология NFC (Near Field Communication) за последние 10 лет. получила широкое распространение во многих областях человеческой деятельности. Она предполагает наличие двух электронных устройств, обменивающихся информацией между собой посредством электромагнитного излучения. Принципиально значение имеет то, что обмен происходит на близком расстоянии 3-10 см. Во многих случаях одно из двух устройств является пассивным. Это означает, что у него нет внутреннего источника питания. Такое устройство может иметь малые габариты и называется NFC-транспондер, либо NFC метка. Другое устройство является активным, оно излучает электромагнитную энергию, достаточную для запитывания электронных схем транспондера и инициирует взаимный обмен информацией. Такое устройство можно назвать NFC-терминалом. Наиболее наглядным примером применения NFC технологии является процесс оплаты покупок в магазине с помощью бесконтактной банковской карты. В данном случае карта является транспондером, а например, картридер магазина - NFC-терминалом. Для обеспечения взаимодействия, а, следовательно, и оплаты, достаточно обеспечить наличие требуемого расстояния между этими двумя устройст вами. Основным элементом транспондера является интегральная микросхема-чип. Каждый NFC-чип обладает уникальным внутренним цифровым идентификатором. Об этом заботятся производители чипов. Дублирование или имитирование чипа представляет практически неосуществимую задачу. На этом фундаменте основаны многие области применения NFC технологии, например, такие как: -бесконтактная оплата, -системы контроля логического и физического доступа. - идентификация личности, -системы общественного транспорта, -исключение контрафакта NFC-транспондер, в большинстве случаев, устроен следующим образом: на фиг.1 приведена типовая электрическая схема транспондера. Чип имеет, как минимум, два вывода, к которым подключена антенна. Параллельно с антенной может быть включен внешней конденсатор С. NFC-чип обладает внутренней емкостью, условно обозначенной С 1. Антенна L, совместно с внутренним конденсатором С1 и внешним конденсатором С, образуют колебательный контур, настроенный на резонансную частоту! 3, 5 бМгц.

[https://www.inflneon.com/dgdl/lnfineonDesign_guidc N4 C_PWM_configiiration_lC_ante nna_NLM001x-ApplicationNotes-v01_00-

EN ,pdf?fileld=5546d4627255dbad01727579а75е6795].

Часто резонансная частота достигается и без применения внешнего конденсатора. Обычно антенна имеет несколько кольцевых витков и служит, кроме всего, для сбора электромагнитной энергии, питающей чип транспондера. Количество витков и их геометрия определяют энергию, используемую для питания чипа. Важным фактором для работоспособности транспондера является конструкция антенны. На фиг.2 изображен промышленный бескорпусной транспондер, выполненный на гибкой печатной плате FPCB.

В зависимости от области применения, NFC-транспондеры могут быть интегрированы в самые разные предметы: карты, наклейки, жетоны, брелоки, браслеты и т.д., т.е. могут быть представлены в разнообразных форм-факторах.

Предметом настоящего изобретения является форм-фактор в виде кольца, носимого на пальце. Кольцо, как форм-фактор, в отличии от других предметов, носимых человеком (wearables), обладает рядом преимуществ: -может постоянно 24/7 находиться рядом с хозяином, -дополнительно используется как украшение, -не требует внимания и ухода, -маловероятная потеря, не создает неудобств в любых жизненных обстоятельствах, -облегченный визуальный контроль, -простое и быстрое перемещение и позиционирование в нужной точке пространства. Это делает его применимым в таких областях как оплата покупок, физический доступ, идентификация личности. На Фиг.З изображен момент оплаты покупки с помощью платежного кольца, носимого на пальце.

Данный форм-фактор устройств обмена информацией посредством электромагнитного излучения предложен, в частности, в таких патентных документах как: [JP2003271910 (А) — 2003-09-26] и [GB2552654 (А) — 2018-02-07]. В первом патентном документе раскрыты два варианта носителей данных RF1D (радиочастотной идентификации) кольцевого типа, подходящие для личной идентификации и обладающие высокой портативностью.

К недостаткам данного технического решения относятся:

- в случае первого варианта исполнения, конструкция предусматривает, что антенна состоит лишь из одного витка и с учетом того, что этот виток имеет диаметр примерно равный диаметру человеческого пальца, суммарный магнитный поток, проходящий через антенный контур, будет недостаточным для индуцирования в антенне требуемой мощности, что в свою очередь приведёт к недостаточной энергии запитывания чипа; данная конструкция неработоспособна в случае применения любого, существующего на данный момент промышленного RFID чипа;

- в случае, второго варианта, когда антенна выполнена в виде спирали, она полностью покрыта синтетической смолой, т.е. не предусмотрено выполнение ее из драгоценного металла, не предусмотрена интеграция спирали в видимую часть корпуса; спираль в данном варианте не может служить элементом украшения; к тому же создать ювелирное изделие из металла или драгоценного металла на основе данной конструкции невозможно, поскольку металл будет шунтировать электромагнитное поле.

Во втором патентном документе [GB2552654 (А) — 2018-02-07] раскрыто кольцо или браслет, содержащий кольцевую оболочку, ретранслятор связи ближнего поля, установленный на указанной оболочке, и рамочную антенну, имеющую множество витков, каждый из которых проходит по всей окружности кольцевой оболочки, которые могут быть разнесены друг от друга, друг от друга по ширине кольца или могут быть установлены в кольцевом углублении, проходящем по всей окружности. Кольцо может быть изготовлено из керамики и может иметь крышку, заключающую в себе транспондер, а также может быть изготовлено из смолы. Антенна может представлять собой катушку из намотанной металлической проволоки или может представлять собой проводящую дорожку на гибкой подложке вместе с транспондером NFC в виде чипа или может быть непосредственно нанесена на внутреннюю поверхность кольцевой оболочки возможно, с помощью гальванического покрытия или прямого лазерного структурирования.

Проблему создает то обстоятельство, что в случае исполнения кольца из токопроводящего материала характеристики кольцевой антенны NFC значительно ухудшаются. Магнитное поле, генерируемое NFC терминалом, ослабляется обратным магнитным полем, созданным вихревыми токами, возникающими в электропроводящей кольцевой структуре. Эго приводит к неработоспособности транспондера. Поскольку большинство ювелирных изделий выполняется из проводящих электрический ток металлов, в частности серебра и золота, невозможность использования спиральной антенны сильно сдерживает распространение подобного форм-фактора

Известна бесконтактная смарт-карта [RU2735275 С2. опубл. 29.10.2020] https://patentscope.wipo. int/search/ru/detail.jsf?docId==R U279658306&_cid=P21 -KY0IQY- 45594-1, содержащая размещенные в выполненном в форме кольца защитном корпусе микрочип на диэлектрической подложке, рамочную антенну, выводы которой соединены с выводами микрочипа, конденсатор, размещенный на диэлектрической подложке, подключенный параллельно рамочной антенне и образующий с ней антенну бесконтактной смарт-карты в виде резонансного контура, при этом диэлектрическая подложка выполнена в виде кольца с витками токопроводящего материала, образующими рамочную антенну, при том что защитный корпус, выполненный в форме кольца, изготовлен из токопроводящего материала и имеет поперечный технологический разрез, заполненный диэлектрическим материалом, а также внутреннюю кольцевую выемку, в которой закреплены диэлектрическая подложка с микрочипом, рамочной антенной, конденсатором и витками токопроводящего материала.

К недостаткам данного технического решения относятся:

- рамочная антенна расположена внутри кольцевой выемки, т.е. окружена металлом, образующим защитный корпус кольца, экранирующим магнитный поток, что плохо сказывается на характеристиках транспондера, уменьшая расстояние устойчивой связи изделия с терминалом;

- сквозной поперечный технологический разрез нарушает механическую прочность конструкции, что может привести к повреждению кольца при радиальном, касательном либо осевом усилии; кроме того, наличие разреза уменьшает и эстетическую привлекательность ювелирною изделия.

Известно интеллектуальное кольцо для пальца [W020201 14076 (А1)— 2020-06- 11], содержащее чип и металлическое кольцо, используемое в качестве антенны, причем чип электрически соединен с металлическим кольцом для формирования антенного контура. Металлический корпус интеллектуального кольца для пальца спроектирован как составная структура антенной схемы, то есть антенна интегрирована с металлическим кольцом, что позволяет сэкономить место для размещения антенны и стоимость допо нительной антенны, а также улучшить гибкость и компетентность в дизайне продукта. Металлическое кольцо снабжено разрезом, и имеет входной и выходной контакты, расположенные с разных сторон отверстия и электрически соединенные с чипом. К недостаткам данного технического решения относятся:

- антенна состоит лишь из одного витка - кольца, имеющего диаметр примерно равный диаметру человеческого пальца, при этом суммарный магнитный поток, проходящий через антенный контур, будет недостаточным для индуцирования в антенне требуемой мощности, что, в свою очередь, приведет к недостаточной энергии для запитывания чипа;

-данная конструкция неработоспособна для применения в ней любого существующего на данный момент промышленного NFC чипа из-за недостаточности витков, количество которых должны быть от 4 до 7.

- разрез нарушает механическую прочность конструкции.

Известна полезная модель Китая [CN207038721 (U) — 2018-02-23], где NFC- антенна включает в себя металлическое кольцо. Корпус кольца выполнен с возможностью размещения внутри его полости NFC- антенны и включен в одну электрическую цепь с NFC- антенной и другими компонентами, составляющими транспондер. По мнению авторов, такое подключение уменьшает затухание электромагнитных волн, вызванное наличием металлического корпуса у NFC, повышает производительность NFC антенны, и увеличивает расстояние считывания.

К недостаткам данного технического решения можно отнести то, что кольцевой корпус, представляющий из себя короткозамкнутый виток (металлическое кольцо выполнено без разреза), и, хотя включенный в электрическую цепь антенны, но значительно ослабляющий напряженность электромаг нитного поля NFC-терминала. Тем самым характеристики антенны ухудшаются, что может привести к полной неработоспособности конструкции.

Настоящее изобретение направлено на устранение вышеуказанных проблем и преодоление одного или нескольких рассмотренных недостатков.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является разработка изделия типа кольца на палец из проводящих электрический ток материалов, в частности металлов, для бесконтактной оплаты товаров и услуг с улучшенными характеристиками антенны NFC- транспондера и прочности изделия.

Технический результат - достижение устойчивого взаимодействия предлагаемого изделия с NFC - терминалом на максимально возможном расстоянии для такого типа изделий.

Еще одним техническим результатом является достижение более высокой механической прочности конструкции из металла в виде кольца на палец, со встроенным NFC транспондером.

Еще одним техническим результатом является расширение возможностей для дизайна ювелирных изделий из металла в виде кольца на палец (расширение ассортимента) со встроенным NFC транспондером.

Еще одним техническим результатом является повышение технологичности производства, возможность миниатюризации ювелирных изделий подобного типа.

Указанная задача решается ниже раскрытыми пятью вариантами технических решений предлагаемого изделия, обеспечивающих достижение вышеуказанных технических результатов.

Вариант 1. Предлагаемое изделие типа кольца на палец с функцией NFC- транспондера, содержит корпус из электропроводящего материала, причем корпус кольца включен в одну электрическую цепь совместно с антенной и NFC-чипом, встроенного в изделие NFC-транспондера

Новым является то, что корпус кольца выполнен незамкнутой формы с одним сплошным (сквозным) разрезом: поперечным в виде прямой линии либо имеющим сложную (любую возможную) геометрическую форму, отличную от прямой линии, при этом корпус кольца включен в электрическую цепь изделия, образуя, по меньшей мере, один виток упомянутой антенны, причем остальные витки антенны сформированы либо в виде катушки электрического провода, либо в виде проводников, сформированных на гибкой печатной плате (FPCB) которые размещены в канавке (выемке) корпуса образованной с его внутренней стороны, прилегающей к пальцу.

Кроме того, корпус кольца имеет один сквозной разрез сложной геометрической формы, отличной от прямой линии, а также дополнительно по всей поверхности кольца, по меньшей мере, одну прорезь, повторяющую форму линии сквозного разреза, образуя на поверхности последовательно повторяющийся рельефный узор. Кроме того, корпус кольца имеет один сквозной разрез, имеющий сложную геометрическую форму, и дополнительно прорези, совместно с разрезом, образующие рисунок в определенном дизайне на части поверхности кольца.

Кроме того, корпус кольца имеет один сплошной (сквозной) разрез любой возможной сложной геометрической формы, отличной от прямой линии, который «замаскирован» декоративным элементом дизайна, например, в виде драгоценного или полудрагоценного камня, установленного над разрезом.

Вариант 2. Предлагаемое изделие типа кольца на палец с функцией NFC- транспондера, содержит корпус из электропроводящего материала, причем корпус кольца включен в одну электрическую цепь совместно с антенной и NFC-чипом, встроенного в изделие NFC-транспондера.

Новым является то, что корпус кольца выполнен незамкнутой формы с одним сплошным поперечным разрезом и с. по меньшей мере, одним продольным разрезом, который включен в электрическую цепь изделия, образуя, по меньшей мере два витка упомянутой антенны, при этом остальные витки сформированы либо в виде катушки электрического провода, либо в виде проводников, сформированных на гибкой печатной плате (FPCB), которые размещены в канавке (выемке) корпуса образованной с его внутренней стороны, прилегающей к пальцу.

Вариант 3. Предлагаемое изделие типа кольца на палец с функцией NFC - транспондера содержит корпус из электропроводящего материала, причем корпус кольца включен в одну электрическую цепь изделия совместно с NFC - чипом, встроенного в изделие NFC-транспондера.

Новым является то, что корпус кольца выполнен незамкнутой формы, который выполнен со спиральным разрезом, образуя антенну с необходимым количеством витков, причем промежутки между витками заполнены полимером.

Вариант 4. Предлагаемое изделие типа кольца на палец с функцией NFC - транспондера содержит корпус из электропроводящего материала, причем корпус кольца включен в одну электрическую цепь изделия совместно с NFC - чипом, встроенного в изделие NFC-транспондера.

Новым является то, что корпус кольца выполнен незамкнутой формы, который выполнен в виде скрученной металлической полосы, образуя антенну с необходимым количеством витков, при этом одна сторона скрученной полосы покрыта слоем диэлектрика. Кроме того, изделие по вышеуказанным вариантам 1 -4 может дополнительно содержать внешний конденсатор, включенный в электрическую цепь совместно с антенной и NFC-чипом и который размещен в выемке, выполненной в корпусе с внутренней его стороны или на боковой поверхности корпуса кольца.

Вариант 5. Предлагаемое изделие типа кольца на палец с функцией NFC- транспондера содержит корпус из электропроводящего материала, причем корпус кольца включен в одну электрическую цепь с NFC - чипом, встроенного в изделие NFC-транспондера, отличающееся тем, что корпус сформирован из нескольких металлических шайб одного диаметра, причем каждая шайба имеет сплошной поперечный разрез, и выполнен с возможностью соединения шайб последовательно между собой, образуя антенну, причем корпус кольца сформирован из такого количества шайб, которое соответствует количеству витков антенны и одна из сторон упомянутого разреза одной шайбы электрически последовательно соединена с одной из сторон разреза следующей шайбы посредством перемычек.

Кроме того, перемычки могут быть сформированы на печатной плате РСВ.

Кроме того, NFC-чип размещен на плате РСВ.

При этом на упомянутой плате РСВ дополнительно размещен внешний конденсатор, включенный в одну электрическую цепь с NFC - чипом и корпусом.

Впервые предложено применение металлического корпуса кольца с функцией NFC транспондера, носимого на пальце улучшающего качество взаимодействия его с NFC терминалом.

В отличии от известного уровня техники, где металлический корпус кольца отрицательно влияет на характеристики транспондера, предложенные варианты конструктивных решений металлического корпуса и их включений в цепь транспондера способствуют улучшению качества связи транспондер-терминал.

Это происходит за счет использования корпуса металлического кольца, по крайней мере, в качестве одного дополнительного витка рамочной антенны либо антенны в целом.

В изобретении также предлагается кольцо с разрезом сложной геометрической формы, например, разрез в форме буквы «омега» (Фиг. 46), значительно повышающим прочность конструкции изображенной на Фиг.4а.

Сплошной разрез предполагает его заполнение непроводящим материалом, выполняющим функции герметизации и изоляции двух частей разреза.

Технологически сложно обеспечи ть надежную адгезию между металлом и материалом заполнения при прямой поперечной форме сплошного разреза. К тому же, непроводящий материал заполнения, в большинстве случаев выполняемый из полимеров, может иметь малую прочность «на разрыв». Нагрузка на кольцо, носимое на пальце, возникающая в различных жизненных обстоятельствах, может вызвать его механическое повреждение.

В случае разреза, показанного на Фиг. 46 - любая комбинация механической нагрузки по векторам F(t) и F(c) приведет к тому, что отдельные участки заполняющего материала будут работать «на сжатие». Тем самым, эффективно препятствовать разрушению коне трукции.

При этом предлагаются также варианты изделия, конструктивные решения которых при увеличении механической прочности минимизируют эстетические потери, вызванные наличием сплошного поперечного разреза в его корпусе.

Например, на фиг. 4 в, г и д показаны варианты дизайнерских решений, компенсирующие эстетические потери, связанные с обязательным присутствием сплошного разреза в металлическом кольце на пальце со встроенным NFC транспондером.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ.

Изобретение поясняется графическими материалами.

На фиг.1 приведена типовая электрическая схема NFC - транспондера.

На фиг.2 изображен промышленный бескорпусной транспондер, выполненный на гибкой печатной плате FPCB

На фиг.З изображен момент оплаты покупки с помощью платежного кольца, носимого на пальце.

На фиг.4а. условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) с одним сплошным поперечным разрезом, формирующим из него один дополнительный виток проволочной антенны (вариант 1 предлагаемого изобретения).

На фиг.4б. условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) - корпус кольца выполнен незамкнутой формы с одним сплошным разрезом, имеющим сложную геометрическую форму, отличную от прямой линии (вариант I предлагаемого изобретения).

На фиг.4в условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) - корпус кольца имеет один сквозной разрез сложной геометрической формы, отличной от прямой линии, а также дополнительно по всей поверхности кольца прорези, повторяющую форму линии сквозного разреза, образуя на поверхности последовательно повторяющийся рельефный узор.

На фиг.4г условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) - корпус имеет один сквозной разрез, имеющий сложную геометрическую форму, и дополнительно прорези, совместно с разрезом, образующие рисунок в определенном дизайне на части поверхности кольца.

На фиг.4д условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) - корпус имеет один сплошной (сквозной) разрез любой возможной геометрической формы, отличной от прямой линии, который «замаскирован» декоративным элементом дизайна, например, в виде драгоценного или полудрагоценного камня, установленного над разрезом.

На фиг.5. условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) с одним поперечным разрезом и одним продольным разрезом, формирующим из корпуса два дополнительных витка проволочной антенны (вариант 2 предлагаемого изобретения).

На фиг.ба условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца), из которого, с помощью спирального разреза, сформирована спиральная антенна (вариант 3 предлагаемого изобретения).

На фиг.бб показаны варианты мест формирования выемок в корпусе (фиг.ба) для размещения чипа и внешнего конденсатора NFC - транспондера..

На фиг.7а условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца), сформированный из металлической полосы (вариант 4 предлагаемого изобретения), дополнительно содержащий внешний конденсатор, включенный в электрическую цепь совместно с антенной и NFC-чипом и который размещен в выемке, выполненной в корпусе с внутренней его стороны.

На фиг.7б условно показано место возможного формирования выемки в корпусе, приведенного на фиг.7а. для размещения чипа и внешнего конденсатора NFC транспондера.

На фиг.8а условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) - корпус сформирован из нескольких металлических шайб одного диаметра (вариант 5 предлагаемого изобретения), причем каждая шайба имеет сплошной поперечный разрез, и выполнен с возможностью соединения шайб последовательно между собой, образуя антенну.

На фиг.8б условно показана часть корпуса предлагаемого изделия (кольца), сформированного из набора металлических шайб (вариант 5 предлагаемого изобретения), а также место возможного формирования выемки в корпусе, место размещения печатной платы РСВ с расположенными на ней чипом и конденсатором

На фиг.9 показан стенд для определения высоты устойчивого срабатывания испытуемых колец.

На фиг.10 показан испытательный стенд для подтверждения технического результата повышения механической прочности предлагаемого изделия.

На фиг.1 1 показан упрощенный вид колец с двумя разными типами разрезов (вариант 1 предлагаемого изобретения) для проверки технического результата по возможной миниатюризации изделия.

На Фиг. 12. показаны три прототипа предлагаемого изделия, выполненные с различным дизайном.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемое изделие типа кольца на палец, совмещенное с функциями NFC транспондера (Фиг. 4 - 8), включает корпус 1. выполненный незамкнутой формы из электропроводящего материала.

На фиг.4 а приведена условная электрическая схема подключения корпуса 1 к компонентам NFC транспондера (вариант 1 предлагаемого изобретения): чипу 2, антенне 3 и внешнему конденсатору 4. Корпус в виде кольца выполнен из серебра 925 пробы, имеющего один сплошной поперечный разрез 5. При этом корпус кольца выполняет функцию одного витка антенны 3. Остальные витки антенны, необходимые для достижения требуемой индуктивности, сформированы с помощью медного провода.

На фиг.4б условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) (вариант 1 предлагаемого изобретения) - корпус кольца 1 выполнен незамкнутой формы с одним сплошным разрезом 5, имеющим сложную геометрическую форму отличную от прямой - разрез в форме буквы «омега». Витки антенны 3, сформированные с помощью медного провода, и чип 2 находятся в канавке, расположенной во внутренней части кольца.

На фиг.4в условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) (вариант 1 предлагаемого изобретения) - корпус кольца 1 имеет один сплошной разрез сложной геометрической формы 5, отличной от прямой линии, а также дополнительно по всей поверхности кольца прорези 6, повторяющую форму линии сплошного разреза, образуя на поверхности последовательно повторяющийся рельефный узор типа «греческий менандр».

На фиг.4г условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца) 1 - корпус имеет один сквозной разрез 5 имеющий сложную геометрическую форму, и дополнительно прорези 6, совместно с разрезом 5, образующие рисунок в определенном дизайне на части поверхности кольца.

На фиг.4д условно показан корпус предлагаемого изделия (кольца)1 - корпус имеет один сплошной (сквозной) разрез 5 любой возможной геометрической формы, отличной от прямой линии, который «замаскирован» декоративным элементом дизайна, например, в виде драгоценного или полудрагоценного камня 7, установленного над разрезом 5.

На фиг. 5 приведена еще одна условная электрическая схема подключения корпуса 1 к компонентам NFC-транспондера (вариант 2 предлагаемого изобретения) чипу 2, антенне 3 и внешнему конденсатору 4. В данном случае корпус 1 , выполненный из серебра, имеет один сплошной поперечный разрез 5 и один сплошной продольный разрез 8, позволяющие сформировать из корпуса два дополнительных витка к антенне 3, при этом остальные витки, необходимые для достижения нужной индуктивности, сформированы, например, с помощью медного провода.

На фиг.ба приведена условная электрическая схема подключения корпуса к компонентам NFC-транспондера (вариант 3 предлагаемого изобретения). В данном варианте предлагаемого изделия, корпус кольца, выполненный из серебра, имеет один сплошной спиральный разрез 9. формирующий 6 (шесть) витков, полностью образующих антенну NFC- транспондера. К концам антенны подключен чип 2 и внешний конденсатор 4.

На фиг.бб показаны два варианта месторасположения канавки (полости) 10, служащей для размещения чипа и внешнего конденсатора (вариант 2 предлагаемого изобретения).

На фиг.7а приведена условная электрическая схема подключения корпуса сформированного из металлической полосы (вариант 4 предлагаемого изобретения) к компонентам NFC транспондера. Корпус кольца сформирован из скрученной серебряной полосы 11 , одна сторона которой покрыта слоем диэлектрика 12, устраняющим электрический контакт между соседними витками. При этом данный корпус полностью выполняет роль антенны NFC-транспондера. Количество витков скручивания полосы должно соответствовать требованию достижения требуемой индуктивности антенны. К концам скрученной полосы подключен чип 2 и внешний конденсатор 4.

На фиг.7б показан корпуса кольца, в котором во внутренних витках, как один из вариантов, сформована канавка 10 для размещения чипа и внешнего конденсатора.

Ещё в одном варианте исполнения корпуса кольца (вариант 5 предлагаемого изобретения), условная электрическая схема подключения которого приведена на фиг. 8а, корпус кольца сформирован из 5 (пяти) серебряных шайб 13, имеющих сплошной поперечный разрез. Количество шайб соответствует количеству витков антенны, необходимых для обеспечения заданной индуктивности. Между шайбами проложен слой диэлектрика 14. Одна сторона разреза шайбы электрически соединяется с другой стороной разреза следующей шайбы посредством перемычек 15. Перемычки, как один из вариантов, могут быть сформированы на печатной плате РСВ 16 на которой также возможно размещение чипа 2 и конденсатора 4 (Фиг.86). Печатная плата РСВ 16 в свою очередь расположена в канавке 10. сформированной с внутренней стороны корпуса кольца. Таким образом, сформирован корпус кольца, который выполняет функцию антенны NFC-транспондера.

Для подтверждения технического результата - достижения устойчивого взаимодействия предлагаемого изделия с NFC - терминалом, был сформирован испытательный стенд (фиг.9), состоящий из промышленного ридера USB NFC rider ACR 1255U, дающего звуковой и световой сиг нал в случае установления устойчивой связи с NFC- транспондером, устройства подвеса колец с регулировкой высоты расположения над ридером, линейки, позволяющей оценить высоту срабатывания.

Пример 1.

Испытуемые изделия - кольца: одно по варианту 1, одно по варианту 2 предлагаемого изобретения и третье кольцо, согласно RU2735275C2 были изготовлены со следующими характеристиками: материал корпуса - серебро 925 пробы, внутренний диаметр кольца - 20,5 мм, наружный диаметр - 24,5 мм. ширина кольца - 4,75 мм. глубина кольцевой выемки - 1.6 мм. ширина кольцевой выемки - 3,5 мм. провод для рамочной антенны - медь диаметром 0, 1 мм. Поперечные и продольные разрезы на кольце по варианту 1 и варианту 2 были выполнены шириной 0,2 мм с использованием лазерной резки.

Для заполнения разрезов использовали двухкомпонентный полимер R1VFR GLASS Компании «Пропитай».

Резонансная частота контура (подбор с помощью внешнего конденсатора) - 13,56 +/- 0.2 мГц.

Чип - NXP J3H081P1 А6/9В872Р8 69pf.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1 .

Пример 2.

Заявляемое изделие - кольцо по вариан ту 3 (спиральный разрез) и второе согласно RU2735275C2 были изготовлены со следующими характеристиками: материал корпуса - серебро 925 пробы. внутренний диаметр кольца 20,5 мм. наружный диаметр - 24,5 мм. ширина кольца - 4.75 мм. глубина кольцевой выемки - 1 ,6 мм. ширина кольцевой выемки - 3.5 мм.

Спиральный разрез был выполнен шириной 0.2 мм с использованием лазерной резки. Для заполнения разрезов использовали двухкомпонентный полимер RIVER GLASS Компании «Пропитай». Резонансная частота контура (подбор с помощью внешнего конденсатора) - 13.56 +/- 0.2 мГц.

Чип - NXP J3H081 Р1А6/9В872Р8 69pf.

Испытуемое кольца одно по варианту 4. корпус которого выполнен из скрученной полоса (лента металлическая) и второе согласно RU2735275C2 были изготовлены со следующими характеристиками: материал полосы - серебро 925 пробы, ширина полосы - 4,75 мм. толщина полосы - 0,3мм, толщина слоя изолятора -0, 1 мм. внутренний диаметр кольца - 20,5 мм, наружный диаметр - 24,5 мм.

Резонансная частота контура (подбор с помощью конденсатора) - 13,56 +/- 0.2 мГц.

Чип NXP J3H081 PI А6/9В872Р8 69pf

Результаты испытаний колец двух типов по варианту 3 и 4 заявляемого изделия и кольца, изготовленного согласно RU2735275C2 (пример 1) приведены в таблице 2.

Таблица 2

Пример 3.

Испытуемые кольца одно по варианту 5 предлагаемого изобретения и второе по прототипу было изготовлены со следующими характеристиками: материал шайб - серебро 925 пробы, количество шайб - 5, толщина шайб - 0,5 мм, материал изолятора - шпон бука, толщина изолятора - 0,5, внутренний диаметр кольца - 20,5 мм. наружный диаметр - 24,5 мм.

Резонансная частота контура (подбор с помощью конденсатора) - 13.56 +/- 0.2 мГц.

Чип NXP J3H081 PIA6/9B872P8 69pf.

Результаты испытаний кольца по варианту 5 и кольца, изготовленного согласно

RU2735275C2 (пример 1) приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Ниже приведены примеры для подтверждения достижения технического результата всех вариантов предлагаемого изделия с достижением требуемой резонансной частоты без включения в электрическую цепь внешнего конденсатора путем увеличения диаметра кольца, приводящего к соответствующему увеличению индуктивности колебательного контура.

Пример 4.

Испытуемые изделия - одно кольцо по варианту 1 , одно кольцо по варианту 2, выполненные без внешнего конденсатора и третье - аналог, согласно RU2735275C2 были изготовлены со следующими характеристиками: материал корпуса - серебро 925 пробы. внутренний диаметр кольца -23 мм. наружный диаметр - 27 мм. ширина кольца - 4,75 мм, глубина кольцевой выемки - 1 ,6 мм, ширина кольцевой выемки - 3,5 мм, провод для рамочной антенны - медь диаметром 0. 1 мм. Поперечные и продольные разрезы на кольце по варианту I и варианту 2 были выполнены шириной 0.2 мм с использованием лазерной резки.

Для заполнения разрезов использовали двухкомпонентный полимер RIVER GLASS Компании «Пропитай».

Резонансная частота контура (без внешнего конденсатора) - 13.56 +/- 0.2 мГц.

Чип - NXP J3H081P1 А6/9В872Р8 69pf.

Сравнительные результаты испытаний колец приведены в таблице 4.

Таблица 4.

Пример 5.

Испытуемые изделия - аналог по примеру 1 и кольцо по варианту 3 (спиральный разрез) со следующими характеристиками: материал корпуса - серебро 925 пробы. внутренний диаметр кольца - 23мм. наружный диаметр - 27мм, ширина кольца - 4,75 мм,

Спиральный разрез был выполнен шириной 0.2 мм с использованием лазерной резки

Число витков - 5.

Для заполнения разрезов использовали двухкомпонентный полимер RIVER

GLASS Компании «Пропи тай».

Резонансная частота (без внешнего конденсатора) - 13.56 +/- 0.2 мГц . Чип - NXP J3H081P1A6/9B872P8 69pf.

Сравнительные результаты испытаний колец приведены в таблице 5.

Таблица 5.

Пример 6.

Испытуемые изделия - аналог по примеру 1 и кольцо по варианту 4 (скрученная лента) со следующими характеристиками: материал полосы - серебро 925 пробы, ширина полосы - 4,75 мм, толщина полосы - 0,3мм, толщина слоя изолятора - 0, 1 мм, внутренний диаметр кольца - 23мм. наружный диаметр - 27 мм.

Число витков - 5.

Резонансная частота контура (без внешнего конденсатора) - 13.56 +/- 0.2 мГц

Чип NXP J3H081 Pl А6/9В872Р8 69рГ

Сравнительные результаты испытаний колец приведены в таблице 6.

Таблица 6

Пример 7.

Испытуемые изделия - прототип по примеру 1 и кольца по варианту 5 (набор металлических шайб) со следующими характерно гиками: материал шайб - серебро 925 пробы, количество шайб - 5, толщина шайб - 0,5 мм, материал изолятора - шпон бука, толщина изолятора - 0,5мм внутренний диаметр кольца - 23 мм. наружный диаметр - 27 мм.

Резонансная частота контура (без внешнего конденсатора) - 13.56 +/- 0.2 мГц.

Чип NXP J3H081 P1 А6/9В872Р8 69pf.

Сравнительные результаты испытаний колец приведены в таблице 7.

Таблица 7.

Пример 8.

Для подтверждения технического результата повышения механической прочности был создан испытательный стенд, принцип работы которого изображен на фиг. 10.

Испытуемое изделие (кольцо) по варианту 1 -5 подвешивается на прочной нити 17. К кольцу 1, имеющему испытуемый разрез 5, с помощью крючка 18 подвешивается калиброванный груз 19. По ходу эксперимента вес груза увеличивается. При этом, после каждого изменения веса груза оценивается механическое повреждение и работоспособность кольца - транспондера. Результаты испытаний для различных видов колец приведены в Таблице 8. Таблица 8.

Пример 9.

Для проверки технического результата но возможности миниатюризации изделий типа кольца на палец с функцией N FC-транспондера было проведено сравнительное испытание по методике, описанной в предыдущем примере 8. Испытаны кольца по варианту 1 с прямым поперечным разрезом 1 и с поперечным разрезом 2 сложной геометрической формы, которые изображены на Фиг. 11.

Испытания показали, что для достижения одинакового усилия на разрыв, кольцу с прямым разрезом потребовалось примерно на 50% увеличить профиль поперечного сечения. Таким образом, использование разреза со сложной геометрией разреза, дает возможность существенно миниатюризировать изделие.

Повышение возможности для разнообразия дизайна подтверждено созданием различных рабочих прототипов изделий, некоторые из которых изображены на Фиг. 12, где: а) кольцо с повторяющимся узором типа «греческий меандр», где один из элементов меандра представляет из себя сплошной поперечный разрез, остальные элементы - это прорези, которые носят декоративный характер; б) кольцо, в котором один из г рафических элементов символа NFC выполняет роль сплошного поперечного разреза. в) кольцо со спиральным разрезом привлекательного дизайна.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Изобретение применимо в области изготовления изделий типа кольца для бесконтактной коммуникации, а именно NFC-транспондера, либо NFC метки, в том числе в виде ювелирного изделия, выполненного из металла или драгоценного металла. Предлагаемое изделие может быть применимо для идентификации пользователя, оплаты покупок на платежном терминале, осуществления физического и логического доступа