[发明专利]用于检测物体在平面中的位置的系统

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于检测物体在平面中的位置的系统。

相关领域

用于定位配备有RFID标签的物体的感测系统是已知的。举例来说，带有内建RFID标签的物体可以被廉价地定位在货架上或者自动机递送系统的特定终端处的特定位置，所述货架或终端包括天线回路设置。随后通过RF信号激活感测天线回路设置中的各单独天线。同样地，按照这种方式同样可以检测物体在游戏板上的位置。每一个特定位置由一个行天线回路与一个列天线回路的交点定义。

已激活的天线回路以将要检测其位置的标记(token)的RFID标签的操作频率辐射出射频(RF)信号。该RF信号被RFID标签的内部天线接收到，在无源RFID标签的情况下，该RF信号为RFID标签提供电力。RFID标签随后发送一个响应信号，其被所述已激活的天线回路接收到并且被转换成检测信号，通过所述检测信号导出所述标记存在于被所述已激活的天线回路所覆盖的区域内。RFID标签的响应信号还可以包括从中可以导出RFID标签的特定身份代码的信息。这就允许检测多个RFID标签。

在替换实施例中，RFID标签不主动发送响应信号，而是按照特定方式改变对于RF信号的吸收并且从而改变已激活的天线回路的天线负载。RFID标签对于天线负载的特定改变是用于RFID标签的特定身份代码的措施(measure)。

在理想情况下，当标记处在已激活的天线回路内部时其被检测到，否则就检测不到标记。但是在实践中对于传统的系统观察到，一方面天线回路具有死区，在其中检测不到标记，另一方面标记有时在天线回路外部被错误地检测到。

因此，需要改进检测精度。

发明内容

本发明的发明人认识到，由天线回路生成的RF场的场强度从天线回路内部的某一位置到天线回路外部的某一位置相对缓慢地改变。相应地，相对较小的噪声贡献可能已经导致物体在不应当被检测到时而被检测到或者导致相反的情况。

根据本发明的第一方面，提供一种用于检测物体在平面中的位置的系统，其在操作状态下包括：

-与所述平面对准的至少一个天线回路；

-用于激活所述天线回路的RF信号发生器，

其中，所述天线回路具有至少一个天线元件，其在横截所述平面的方向上的横径大于在与所述平面对准的方向上的横径。

上述做法可以加长所述回路内部的磁场线的路径。这就导致增强的天线回路内部的均匀性，同时导致邻近天线回路的区域内的更大发散(从而弱化所述场)。其结果是大大改进了有源天线上方的场强度与邻近该区域的场强度之间的差异。

此外，由于所述天线元件在横截所述平面的方向上的横径大于在与所述平面对准的方向上的横径，因此所述天线元件的表面积大于具有相同截面积的圆形轮廓的天线元件的情况。这种做法的有利之处在于，趋肤效应对于RF频率相对较强。也就是说，天线元件的表面对其电导率提供最重要的贡献。如果比值H/D相对较高，则可以实现低电阻性损耗，同时天线元件的截面可以具有适中的面积。

根据本发明的第二方面，提供一种用于检测物体在平面中的位置的系统，其在操作状态下包括：

-至少第一天线回路；

-至少第二天线回路，其至少部分地在第一天线回路外部延伸；

-用于为第一天线回路提供RF信号的RF信号发生器；

-用于为第二天线回路提供与第一天线回路中的RF信号同相的RF信号的设施。由第一天线回路在第一天线回路外部生成的电磁场与第一天线回路内部的场反相。因此，由于第二天线回路在其内部生成与第一天线回路内部的场同相的电磁信号，因此其部分地消除第一天线回路与第二天线回路之间的区段内的电磁场，在该区段第二天线回路延伸到第一天线回路之外。完全的消除并不必要。如果第一天线回路外部的场恰好被大大弱化到足以防止放置在该区内的标签操作就足够了。这样，第一天线回路内部的场由于第二天线回路的存在而基本上保持不变。

相应地，全部两项措施导致紧接在(第一)天线回路的外部区域内的磁场急剧减小。这导致大大改进了有源天线回路上方的场强度与邻近该区域的场强度之间的差异。由于这一明显的场强度差异，噪声对检测的影响更小。

附图说明

下面将参照附图更加详细地描述上述和其他方面。其中：

图1示意性地示出了根据本发明的游戏设备；

图2示出了根据本发明的另一种设备；

图3示出了基于RFID的位置检测的现有技术天线阵列；