説明

テストヘッドデバイス

本発明は、多くのRFIDチップの機能性をテストするためのテストヘッドデバイスを示す。これらは、データ読み取りおよび/または書き込み動作を用いるスマートラベル製造装置内のスマートラベル(17)に配置され、スマートラベルは、各々が第1のアンテナ(10a〜10e)を有し、共通の連続ベルトに、互いに並んでかつ互いの後に適用され、該テストヘッドデバイスは、機能に関して互いに無関係であり、書き込みおよび/または読み取りユニット(12a〜12e)を備えている複数のテストシステムと、該書き込みおよび/または読み取りユニットに接続され、極超短波によって第1のアンテナと第2のアンテナ(3,11a〜11e;18)との間に読み取りおよび/または書き込みデータを同時に送信するための第1のアンテナのうちの1つにそれぞれ関係する、第2のアンテナと、少なくとも垂直方向に移動され得る共通のテーブルユニットとを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、データ読み取りおよび/またはデータ書き込み処理によるスマートラベル製造装置内のスマートラベルに配置された非常に多くのRFIDチップの機能性をテストするためのテストヘッドデバイスに関し、スマートラベルは、請求項1の前文部に従って、各々が第1のアンテナを備えており、共通の連続的に動くストリップ上に、互いに隣り合いかつ互いの後に設置される。
【背景技術】
【0002】
スマートラベルは、通常、アンテナおよびそれに接続されたRFID(ラジオ周波識別)チップから成り、プラスチックフィルム、紙または類似のものから成る連続的に動くストリップである共通のウェブ(web)上において互いから短い距離に互いの後にかつ互いの隣に配列される。連続的に動くストリップのようなナローウェブ(narrow web)は、ストリップがその中で動くスマートラベル製造装置の必要な高スループットのために、ウェブが非常に多くのスマートラベルの非常に接近した配置を備えているという事実によって特徴づけられる。そのようなスマートラベル製造装置において、通常、時間当たり数千のスマートラベルが連続的に製造される。
【0003】
個々のID番号およびさらなるデータも有するRFIDチップの読み取りおよび書き込みと共に、スマートラベルに配置されるそのようなRFIDチップの初期化を実行するために、ID(識別)番号を所定のスマートラベルに明快に割り当てるために隣接するスマートラベルに影響を及ぼすことなく隣接するスマートラベルに無関係に、選択されたスマートラベルに書き込み、かつそこから読み取ることが必要である。これは、通常、デバイスに配置されたアンテナからスマートカードのアンテナへの高周波の送信によって、行なわれる。
【0004】
さらに、読み取りおよび書き込み処理に関係してかつ/または該処理の後にスマートラベルの機能テストを実行するために、隣接するスマートラベルによるいかなる影響もなく、特定のスマートラベルの目標とする選択が必要とされる。このことは、書き込みおよび/または読み取りデータを送信するアンテナならびに関係する書き込みおよび/または読み取りエレメントによる個々のスマートラベルの個々の作動を必要とし、その結果、プログラミング動作のたびにスマートラベルごとに数秒間の長い初期化時間がかかるために、製造装置全体のスループットが減少させられる。なぜなら、後に初期化かつテストされ得るスマートラベルより多くのスマートラベルが製造されるからである。
【0005】
様々な方法で用いられるスマートラベルの設計のために、かつ、様々に構築されるUHF RFIDチップのために、互いに異なる距離から様々なタイプのテストアンテナを用いること、かつ、共通の機能テスト手順ならびに読み取りおよび書き込み処理の制御を避けることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、本発明の目的は、データ読み取りおよび/またはデータ書き込み処理によって、スマートラベル製造装置内のスマートラベルに配置された非常に多くのRFIDチップの機能性をテストするためのテストヘッドデバイスを提供することであり、該テストデバイスは、製造装置の高スループットを維持しながら、多数のRFIDチップを検査およびテストすることを可能にし、隣接する書き込みおよび読み取り処理の影響は避けられ、様々に構築されたRFIDチップに対するテストヘッドデバイスの迅速な適合が可能になる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的は、請求項1の特徴部によって達成される。
【0008】
本発明の1つの本質的な局面は、データ読み取りおよび/またはデータ書き込み処理によって、スマートラベル製造装置内のスマートラベルに配置された多数のRFIDチップの機能性をテストするためのテストヘッドデバイスにおいて、スマートラベルが、各々第1のアンテナを備えており、共通の連続的に動くストリップ上に、互いに隣り合いかつ互いの後に設置されていることであり、該テストヘッドデバイスは、互いに無関係に機能する複数のテストシステムを備えている。テストシステムの各々は、書き込みおよび/または読み取りユニットと、該書き込みおよび/または読み取りユニットに接続されたテストアンテナとしての第2のアンテナであって、各々の場合において、極超短波によって第1のアンテナと第2のアンテナとの間で読み取りおよび/または書き込みデータを同時に送信するために第1のアンテナのうちの1つに割り当てられる、第2のアンテナと、少なくとも高さ方向に移動され得る共通のテーブルユニットとから成り立つ。第2のアンテナは、ストリップに平行に向けられた共通のアンテナキャリアプレート上に配置される。電気的、電磁気的および機械的な意味で互いに無関係に機能するテストシステムの別々の配置により、従って隣接するスマートラベルの読み取りおよび書き込み処理とは無関係に、個々のスマートラベルの信頼性のある別々の高周波非干渉化(high−frequency−decoupling)の作動を可能にするために、極超短波が、種々の周波数値、種々の極性方向、およびオプションで横に間隔の空いた読み取りおよび書き込みデータの送信と共に送受信され得る。その結果、隣接するRFIDチップの同時の機能検査中における隣接するRFIDチップの互いに対する影響が避けられる。
【0009】
通常、極めて短時間内に同時に、テストまたは書き込みもしくは読み取りされなければならない2〜10個のUHFスマートラベルは、ナローウェブとしても公知であるストリップ上に配置される。第2のアンテナを有するアンテナキャリアプレートと、該アンテナキャリアプレートからある距離にストリップを保つためにアンテナキャリアプレート上に配置されたスペーサと、アンテナキャリアプレートに平行に配置された保持プレートと、読み取りおよび/または書き込みユニットを接続するためのHF接続エレメントと、第2のアンテナの読み取りおよび書き込み処理に関するパラメータのための初期値を有するコーディングデータを送信するための共通のコーディング接続部とを備えているテストヘッドを用いることによって、テストヘッドを適合させることによって様々に配置されたRFIDチップおよび様々に構築されたUHF RFIDチップを有する種々のスマートラベル設計をテストすることを可能にするために、調整可能または移動可能なテーブル上のテスト移動ユニットは、速やかに交換され得る。ここで、RFIDへの書き込み処理は、該RFIDチップからの読み取り処理よりはるかに多くの時間がかかることが注意されるべきである。
【0010】
上記のようなテスト手順に関して、ストリップは断続的に動かされる。すなわち、ストリップは、移動可能なテーブルによって上からまたは下からストリップに向かってテストヘッドまたはテストデバイスを動かすことによって、テスト手順を実行するために、短時間停止される。ここで、テストヘッドの中に含まれる、使用されるテストシステムの数は、1機械サイクルごとに製造されるスマートラベルの数によって割られ得る。その結果、1つ以上のテスト位置が作られ、製造装置上で目標とされる機械サイクルにおいて製造されるすべてのスマートラベルをテストすることを可能にするために、テストヘッドデバイスは該位置に向かって移動されなければならない。起こり得るテスト位置の数は、製造装置のサイクル時間、およびテストヘッドの位置決めを含む、テストサイクルによって要する時間に依存する。ここで、すべての位置を作業完了させるために、テストシステム全体に要する全時間は、製造装置の機械のサイクル時間より大きくなってはならない。この場合、テストヘッドデバイス内で並行して動作するテストシステムの数は、増加されなければならない。
【0011】
テストヘッドデバイスに配置された種々のテストシステムは、個々の読み取りおよび/または書き込み処理を制御するために、互いに無関係な各テストシステムと、様々な制御データおよび調整データを交換する共通の制御デバイスに接続される。
【0012】
隣接するテスト処理によるテスト処理のどの影響も避けるために、第2のアンテナは種々の形状を有し得る。
【0013】
伝送速度を改善するために、HF減衰エレメントは、好ましくは、各々の場合において、読み取りおよび/または書き込みユニットと該ユニットの関係する第2のアンテナとの間に配置される。
【0014】
コーディング接続部によって送信されるコーディングデータは、接続された読み取りおよび書き込みユニットならびに移動可能テーブルユニットに送信され、動作周波数の値、チップタイプおよびUHF波の出力を含む。テーブルユニットを、XおよびY方向、すなわち、ストリップ平面のコースと平行に、かつ、Z方向、すなわち、ストリップ平面に向かってまたはそこから離れるように、移動させるためのテーブルユニットに対する位置決め値もまた送信され得る。
【0015】
テーブルユニットは、第1のアンテナおよびRFIDチップに対する第2のアンテナの適切な割り当てを得るために、スライド移動によるストリップの長さ方向および幅方向に移動され得る。
【0016】
第2のアンテナは、好ましくは、ダブル逆(double inverted)Fアンテナであり得る。
【0017】
さらなる有利な実施形態は、従属請求項から明らかになる。
【0018】
利点および役立つ特徴が、図面に関連する以下の説明において見出され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
図1は、斜視図において、本発明の一実施形態に従う、テストヘッドデバイスのためのテストヘッドを示す。テストヘッドは、すべての三次元に移動され得るテーブル(本明細書には詳細には図示されない)に交換可能に配置される。その結果、テストヘッドは、製造装置内のスマートラベルおよびRFIDチップに関する製品変更に起因するテスト領域におけるすべての修正に適合され得る。
【0020】
テストヘッド1は、アンテナキャリアプレート2に配置された第2のアンテナ3を有するアンテナキャリアプレート2を備え、アンテナキャリアプレート2は、テストされる関係するRFIDチップを備えているスマートラベルが配置されるストリップ(本明細書には詳細には図示されない)から、スペーサ4によってある距離に保たれる。
【0021】
接続支柱5は、アンテナキャリアプレート2を保持プレート6に接続し、保持プレート6は、テーブル上に配置され、テストヘッド全体の迅速な交換を可能にするように設計される。
【0022】
中央制御デバイスまたは分散化制御デバイスからテストヘッドに、テストヘッドに割り当てられたソフトウェアパラメータセットアップに関するコーディングデータを送信するためのコーディング接続部7が、アンテナキャリアプレート2の下に配置される。
【0023】
読み取りおよび/または書き込みユニット(読み取り機)を接続するためのHF接続エレメントは、高周波接続を確立し、互いに無関係に機能するテストシステムを保証する多数の規定されたインタフェースを表す。
【0024】
アンテナキャリアプレート2は、通常、それと一体化される2〜10個のテストアンテナ3を有する。スペーサ4は、アンテナキャリアプレートとストリップとの間の中間スペースの距離を規定し、該中間スペースは、極超短波の目標とされる良好な送信を確実にするために必要である。
【0025】
テストヘッドは、テストアンテナの配置および設計の形式で完全なノウハウを含み、個々のスマートラベルまたはスマートラベルに含まれるRFIDチップにテストシステムを割り当てることを可能にする。そのような明快な割り当ては、個々のRFIDチップの機能性についての信頼性ある情報を得るために、絶対に必要である。そのようなテストヘッドは、テストシステムと共に、それ自体で閉じているシステムを形成する。
【0026】
ストリップまたはウェブ上のスマートラベルの配置に対するすべての機械的な変更は、第2のアンテナすなわちテストアンテナの対応する配置によって、アンテナキャリアプレート2において適合される。ここで、スマートラベルの間隔、方向およびサイズは変動し得る。
【0027】
テストヘッドは、ウェブの下に位置付けするためにテスト領域に配置されるテーブルに取り付けられる。テーブルは、次いで、テストヘッドをウェブに向けて動かし、スマートラベル上の第1のアンテナに対する、XおよびY方向における第2のアンテナすなわちテストアンテナの整列を得るために、テーブルの高さに対して移動される。
【0028】
図2は、略平面図において、本発明の実施形態に従う、テストヘッドデバイスの基本的な構造を示す。テストヘッド1は、ストリップ(詳細には図示されない)上のシールドされた領域の下に配置される同様の形状のスマートラベルの数に対応する複数のシールドされた領域9a〜9eを備えている。区切られまたはシールドされた領域は、種々の周波数、例えば、902、910、917、905もしくは925MHz、または、送信される極超短波の種々の偏波形式を用いることによって得られる。
【0029】
極超短波を送信する第2のアンテナ11a〜11eは、これらのアンテナによって送信される極超短波の偏波方向が少なくとも直接に隣接する領域9a〜9eとは異なるように、示される。
【0030】
各アンテナ11a,11eは、読み取りおよび書き込みユニット12a〜12eに個別に接続され、読み取りおよび書き込みユニット12a〜12eは、テスト手順を実行するための読み取りおよび書き込み処理を開始かつ制御する。
【0031】
すべての読み取りおよび書き込みユニット12a〜12eは、直列またはEthernet(登録商標)接続ライン13を介してPCテスタプログラム14に接続され、また、直列またはCANライン15を介して中央制御装置としてのIPC16に接続される。複数のスマートラベルおよびその中に含まれるRFIDチップにおいて実行されるべきテスト手順に関して、ウェブは、テストヘッドをウェブに向かって移動させるために断続的に動かされる一方、ウェブは、停止し、そのようなテスト手順を実行することを可能にする。
【0032】
種々の周波数および種々の偏波を有する極超短波の送信は次いで、第2のアンテナから第1のアンテナに、およびその逆に行なわれる。隣接するアンテナのテスト手順から、個々のテスト手順の適切かつ十分な絶縁を得ることを可能にするために、種々の高周波および種々の偏波を用いることの他に、小さな帯域幅も各テストアンテナのために用いられ、該小さな帯域幅は、割り当てられた動作周波数のみにおいて、スマートラベルと読み取りおよび書き込みユニット(RFID読み取り機)との間の最適な送信を確実にする。各テストアンテナは、その共振周波数およびインピーダンスに関して、関係するRFID読み取り機の動作周波数に特に最適化される。
【0033】
テストアンテナは、共通または別々の接地面を有する共通または別々の回路基板上のマイクロストリップアンテナとして有利に配置または一体化される。ここで、各個々のテストアンテナの放射特性は、アンテナキャリアプレートに対して90°の角度である。
【0034】
関係するテストシステムを有するすべての第2のアンテナは、互いに無関係に同時に作動および動作される。その結果、それぞれのテストアンテナに直接関係するスマートラベルのみが書き込まれかつ読み取られ得る。
【0035】
種々のテストシステムの互いの影響は、用途に必要とされる最低値にUHF波の類似のHF出力を目標まで減少させることによって、有利に改善され得る。
【0036】
送信特性を改善するために、減衰エレメントはさらに、RFID読み取り機とそれぞれのテストアンテナとの間に挿入され得る。各RFID読み取り機は、中央制御装置と常時通信可能なそれ自身のインタフェースを有する。
【0037】
図3は、略平面図において、本発明に従うテストヘッドデバイスの一実施形態に従って、テストヘッドの下に配置されたスマートラベルを有するテストヘッドを示す。ここに概略的に示されるスマートラベル17上に配置される一般的なアンテナキャリアプレート2に配置されているものは、スマートラベル17の分配に対応するSMA同軸コネクタのための接続ポイント19を有する個々のテストアンテナ18である。アンテナキャリアプレート2は、その背面に、隣接するスマートラベルテスト手順から遮蔽する目的のための接地面を有する。
【0038】
すべてのテストアンテナは、実インピーダンス50オームに最適化される。そのようなテストアンテナは、一側面に接地基準面を有するマイクロストリップ方法で形成される。アンテナは、近距離場アンテナとして設計され、このことは、遠距離電場条件下において、放射抵抗およびアンテナ利得のどの最適化も行なわれないことを意味する。テストアンテナの放射効率は、隣接するテストアンテナに対して良好な絶縁を得ることを可能にするように、計画的に低く保たれる。
【0039】
2つの隣接するテストアンテナの間に、テストアンテナのそれぞれの動作周波数に基づく、少なくとも35dBの絶縁としての伝達減衰がある。テストアンテナは、各々の場合において、テストヘッド上のSMA接続を介してRFID読み取り機に個別に接続される。HF接続ポイントを一体化のテストアンテナに接続するためのテストアンテナへの同軸ケーブルの結合は、SMAコネクタまたは直接はんだ付けされた同軸ケーブルを介して行われ得る。
【0040】
図3に示されるテストヘッドを用いて、6つのスマートラベルは、同時に、ウェブ上のスマートラベルの極値記録密度(extreme packing density)で、テストされ得る。テスト手順中、RFIDチップの完全な初期化、その後検査目的のための読み取り動作が行なわれる。ここで、6つのテストアンテナ18の各々は、1つのスマートラベル17を担う。
【0041】
テストヘッドのコーディングに関して、コーディング接続部は、テストヘッドナンバのディジタルのバイナリコーディングを含む。このコーディングによって、テストヘッドおよびテーブルのためのパラメータセットアップを格納することが可能であり、該パラメータセットアップは、動作周波数、チップタイプおよびRFID読み取り機の出力に関して、接続されたRFID読み取り機12a〜12eを調整する。さらに、テーブルのテスト位置の数および正確な位置データは、このコーディングを介して格納され得る。これらのパラメータは次いで、テストヘッド変更が行なわれた後に、テストヘッドデバイスのテストコンポーネントに自動的に送信される。テストヘッドの寸法の関数として結果として生じる領域にテーブルを位置することを避けるためにソフトウェアを用いることによって、テストヘッドを変更するときに、そのようなパラメータの自動的な送信が明確となる。
【0042】
図4は、平面図において、本発明の一実施形態に従う、テストヘッドデバイスのためのテストアンテナの特別なアンテナ形状を示す。テストアンテナは、ベース適合するダブル逆Fアンテナである。そのようなFアンテナ18は、回路基板の背面の連続接地基準面と共にマイクロストリップ技術によって形成または製作される。
【0043】
Fアンテナは、第1のモノポール20および第2のモノポール21、またならびに、供給ポイント19および接地平面の反対側に13pFのコンデンサを有するベースポイント22を有する。
【0044】
本出願書類に開示されるすべての特徴は、先行技術に対して、個々にまたは組み合せて、新規である限り、本発明に不可欠なものとして請求される。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】図1は、略斜視図において、本発明の一実施形態に従う、テストヘッドデバイスのためのテストヘッドを示す。
【図2】図2は、略平面図において、本発明の実施形態に従う、テストヘッドデバイスの基本的な構造を示す。
【図3】図3は、略平面図において、本発明の一実施形態に従う、テストヘッドデバイスのテストヘッドであって、スマートラベルがその下に置かれる、テストヘッドを示す。
【図4】図4は、平面図において、本発明の実施形態に従う、テストヘッドデバイスのためのテストアンテナの形状を示す。
【符号の説明】
【0046】
1 テストヘッド
2 アンテナキャリアプレート
3 第2のアンテナ
4 スペーサ
5 接続支柱
6 保持プレート
7 コーディング接続部
8 HF接続エレメント
9a〜9e シールドされたテスト領域
10a〜10e 第1のアンテナ
11a〜11e 第2のアンテナ
12a〜12e RFID読み取り装置
13 直列またはEthernet(登録商標)接続部
14 PCテスタ
15 直列またはCAN接続部
16 IPC
17 スマートラベル
18 第2のアンテナ
19 SMA同軸コネクタのための接続ポイント
20 第2のアンテナの第1のモノポール
21 第2のアンテナの第2のモノポール
22 第2のアンテナのベースポイント

【特許請求の範囲】
【請求項1】
データ読み取りおよび/またはデータ書き込み処理によるスマートラベル製造装置内のスマートラベル(17)に配置された非常に多くのRFIDチップの機能性をテストするためのテストヘッドデバイスであって、該スマートラベル(17)は、各々が第1のアンテナ(10a〜10e)を備えており、共通の連続的に動くストリップ上に、互いに隣り合いかつ互いの後に設置され、該テストヘッドデバイスは、互いに無関係に機能する複数のテストシステムを備え、該テストシステムの各々は、書き込みおよび/または読み取りユニット(12a〜12e)と、該書き込みおよび/または読み取りユニットに接続された第2のアンテナ(3,11a〜11e;18)であって、該第2のアンテナは、各々の場合において、極超短波によって該第1のアンテナ(10a〜10e)と該第2のアンテナ(3,11a〜11e;18)との間に読み取りおよび/または書き込みデータを同時に送信するための該第1のアンテナ(10a〜10e)のうちの1つに割り当てられ、該第2のアンテナ(3,11a〜11e;18)は該ストリップに平行に向けられた共通のアンテナキャリアプレート(2)上に配置され、各第2のアンテナ(3,18)に対して、UHF波は、該隣接する第2のアンテナ(3,18)とは異なる偏波(11a〜11e)および/または異なる周波数によって送信され得るということを特徴とする、テストヘッドデバイス。
【請求項2】
前記テストシステムは、前記読み取りおよび/または書き込み処理を制御するために、互いに無関係に各テストシステムと様々な制御データおよび調整データを交換する共通の制御デバイス(14,16)に接続されることを特徴とする、請求項1に記載のテストヘッドデバイス。
【請求項3】
各テストシステムは、少なくとも高さ方向に移動され得る共通のテーブルユニットを含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のテストヘッドデバイス。
【請求項4】
各第2のアンテナ(3,11a〜11e;18)は、該隣接する第2のアンテナ(3,11a〜11e;18)の形状とは異なる形状を有するということを特徴とする、請求項1〜3のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項5】
HF減衰エレメントは、各々の場合において、前記書き込みおよび/または読み取りユニット(12a〜12e)とそれらに関連付けられた第2のアンテナ(11a〜11e)との間に配置されるということを特徴とする、請求項1〜4のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項6】
前記第2のアンテナ(3)を有する前記アンテナキャリアプレート(2)と、該アンテナキャリアプレート(2)からある距離に前記ストリップを保つために該アンテナキャリアプレート(2)上に配置されるスペーサ(4)と、該アンテナキャリアプレート(2)に平行に配置された保持プレート(6)と、該読み取りおよび/または書き込みユニット(12a〜12e)を接続するためのHF接続エレメント(8)と、該第2のアンテナ(3)の前記読み取りおよび書き込み処理に関するパラメータに対する初期値を有するコーディングデータを送信するための共通のコーディング接続部(7)とを備えているテストヘッド(1)を特徴とする、請求項1〜5のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項7】
前記テストヘッド(1)は、交換可能に前記テーブルユニットに配置されることを特徴とする、請求項6に記載のテストヘッドデバイス。
【請求項8】
前記パラメータは、動作周波数、チップタイプおよび前記UHF波の出力に対する値を含むということを特徴とする、請求項6または7のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項9】
前記パラメータは、前記テーブルユニットに対する位置決め値を含むことを特徴とする、請求項5〜8のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項10】
前記コーディングデータは、前記接続された読み取りおよび書き込みユニット(12a〜12e)ならびに前記テーブルユニットに送信され得ることを特徴とする、請求項6〜9のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項11】
前記テーブルユニットは、スライド移動によって長さ方向および幅方向に移動され得るということを特徴とする、請求項1〜10のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。
【請求項12】
前記第2のアンテナは、ダブル逆Fアンテナ(18)であるということを特徴とする、請求項1〜11のうちの1つに記載のテストヘッドデバイス。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2009−512045(P2009−512045A)
【公表日】平成21年3月19日(2009.3.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−535029(P2008−535029)
【出願日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際出願番号】PCT/EP2006/067328
【国際公開番号】WO2007/042551
【国際公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【出願人】(508110962)ミュールバウアー アーゲー (10)
【Fターム(参考)】