專利名稱：箱體和無線標簽讀取系統(tǒng)的制作方法
背景技術：
本發(fā)明涉及具有無線標簽的箱體，并涉及用于從無線標簽讀取數(shù)據(jù)的無線標簽讀取系統(tǒng)。
具有通過使用其上存儲有數(shù)據(jù)的IC芯片和電磁波以非接觸方式發(fā)射/接收的天線并且不安裝電池的一類無線標簽通常具有數(shù)cm至數(shù)十cm程度的通信距離。
這種無線標簽被稱為非接觸式IC標簽。日本專利申請公開第2002-298106號公開了使用反射單元如金屬板以延長通信距離。換言之，通過插入隔板將反射單元與連接到IC芯片的天線相對放置。此外，連接到IC芯片的天線被貼到對著密封箱體的各面的一個面上，而反射單元被貼到相反方向的另一面上。
使用該結構的貼在箱體的內表面的標簽。無線標簽讀取裝置能從如此貼上的無線標簽中讀取數(shù)據(jù)，而不接觸箱體。
在加于天線上的隔板上設置有反射單元的無線標簽作為總體來說很厚。在標簽貼到箱體上時會接觸箱體的表面上具有IC芯片并且在反面上具有反射單元的無線標簽也很厚。當以反射單元接觸箱體的方式將這兩種中任一種類型的無線標簽貼在箱體上時，該無線標簽將從箱體顯著地突出。
因此，突出的無線標簽在產(chǎn)品運輸途中很可能碰到某物，并且存在無線標簽碰到某物導致該無線標簽將會從產(chǎn)品上剝落的問題。而且通過將該厚結構體整體貼在可打印標簽上并將該標簽貼在箱體上來使用它是很不方便的。
本發(fā)明提供一種箱體和一種無線標簽讀取系統(tǒng)，其能通過將反射部件相對于無線標簽設置來延長通信距離，并且貼在要貼到的物體，如產(chǎn)品上的無線標簽不從該物體的外側面顯著突出。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目標是提供一種箱體，其外側面上貼有無線標簽，以在與無線標簽相對的內側形成與貼有無線標簽的外側面基本上平行的表面，并且反射部件固定在所形成的表面上。
根據(jù)本發(fā)明，反射部件與無線標簽相對設置，以允許延長通信距離，并且防止所貼的無線標簽從外側面顯著突出。由此，能穩(wěn)定保持并準確讀出無線標簽。
本發(fā)明的其它目標和優(yōu)點將在下面的說明書中進行闡述，某種程度上根據(jù)說明書將容易理解，或可以通過實施本發(fā)明來獲知。通過下文特別指出的手段和組合，可以實現(xiàn)本發(fā)明的目標并獲得本發(fā)明的優(yōu)點。


結合在說明書中并構成說明書的一部分的附圖、本發(fā)明的說明性實施例，連同以上給出的概括說明和以下給出的實施例的詳細說明，用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1是關于本發(fā)明的第一實施例的箱體的示例性透視圖；圖2是第一實施例的主要部分的示例性的放大截面圖；圖3示出了波長為λ相位為45°的行波、其反射波和其合成波的示例性波形圖。
圖4示出了波長為λ相位分別為0°、45°、90°、135°和180°的行波和反射波的合成波的說明性波形圖；圖5是第一實施例中的固定金屬反射器的其它實施例的主要部分的示例性放大截面圖；圖6是關于本發(fā)明的第二實施例的箱體的示例性透視圖；圖7示出了第二實施例中使用的標簽的結構的示例性視圖；圖8示出了第二實施例中使用的標簽發(fā)行裝置的說明性框圖；和圖9示出了關于本發(fā)明的第三實施例的無線標簽讀取系統(tǒng)的結構的說明性框圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的實施例予以說明。
(第一實施例)在圖1中，箱體1容納產(chǎn)品，例如紙板盒。箱體1在其一側部分1a的外表面的規(guī)定位置處貼有無線標簽2。該無線標簽2具有存儲數(shù)據(jù)的IC芯片和通過使用電磁波以非接觸方式發(fā)射/接收IC芯片中的數(shù)據(jù)的天線，并且被配置成從電磁波中獲得能量而不需安裝電池。
箱體1具有與置于側面1a上的無線標簽2隔開并與其相對的部件3。部件3具有與側面1a基本平行的表面3a。部件3是通過將箱體1的一部分彎曲、通過切割并拉起箱體1的一部分、或通過在箱體1上粘合部件而形成的。
金屬反射器4，或反射部件，安裝在部件3的表面3a上。金屬反射器4為，例如，矩形反射器。可以在制造箱體1的時候，或者在將產(chǎn)品置于箱體1中的時候，將反射器4貼在表面3a上。
就無線標簽2和反射器4之間的位置關系而言，從電磁波到來的方向往無線標簽2看去，無線標簽2被置于反射器4的幾乎中心位置處。依照該位置關系，由于電磁波被從反射器4被反射從而到達無線標簽2，所以無線標簽2能夠提高電磁波的接收效率。
如圖2中所示，在無線標簽2和反射器4之間的距離d變成箱體1的外側厚度d1和空氣層的厚度d2之和。當箱體1的相對介電常數(shù)被設置為εr，并且使用的電磁波的波長被設置為λ時，介電常數(shù)為εr的材料中的波長等效地變成 這樣，無線標簽2和反射器4之間的有效距離d0可以用下面的表達式(1)來表示。
d0=(d1×ϵr)+d2---(1)]]>在包括反射器4的結構中，從外部天線發(fā)出的電磁波被直接提供給無線標簽2，然而，沒有被無線標簽2消耗掉的電磁波到達反射器4，并被反射以再次提供給無線標簽2。
垂直于電磁波傳播方向的電磁波的分解Δx用以下表達式(2)來表示。
Δx＝λ/(2sinθ)≥λ/2(2)
因此，如果反射器4外部形狀的尺寸被設置為大于直徑為電磁波波長λ的1/2的圓，則反射器4能夠有效地向無線標簽2提供反射的電磁波。
圖3示出了電磁波的行波S1、從反射器反射的反射波S2以及其合成波S0。圖3示出了在反射器被置于圖3的橫軸的右端時和當距離反射器一個波長λ的位置處的行波S1的相位為45°時的波形。圖3的縱軸表示電磁波的振幅，行波S1的最大振幅被設置為“1”。
行波S1在圖3中從左向右傳播，當其達到反射器時，其極性被反轉。然后，接下來，該反射波在圖3中作為反射波S2從右向左傳播。合成波S0由行波S1和反射波S2組成，并且其振幅增加。
圖4示出了隨時間變化的合成波的波形圖。即使在圖4中，和圖3一樣，反射器被置于橫軸的右端，并且其左端被置于距離反射器一個波長λ的位置處。圖4的縱軸表示電磁波的振幅。
波形g1表示在行波的相位為0°時的合成波。波形g2表示當行波相位為45°時的合成波。波形g3表示當行波相位為90°時的合成波。波形g4表示當行波相位為135°時的合成波。波形g5表示在行波相位為180°時的合成波。
電磁波的相位隨時間從0°變化到45°和90°。電磁波的相位從0°變到360°的時間由電磁波的頻率決定。
從圖4的波形圖可知，合成波的振幅變?yōu)樽畲笾档奈恢檬蔷嚯x反射器λ/4或3λ/4的位置。相位為0°的最大振幅是行波最大振幅“1”的兩倍。振幅大小表示磁場強度的大小，并且振幅的大小表示電場強度的大小。
也就是說，如果無線標簽2被置于與反射器4離開λ/4或3λ/4的位置處，無線標簽2能夠接收具有強電場強度的強電磁波。因此，用表達式d0＝λ/4或d0＝3λ/4來設置有效距離d0是可接受的。
圖4示出了在距反射器4一個波長λ范圍內的距離之內的合成波的波形圖，然而，即使距反射器4的距離大于一個波長λ，重復一個波長λ范圍內的波形來表示合成波。因而，連在距反射器4的距離為半波長λ/2的整數(shù)倍加上λ/4和3λ/4的位置處，如5λ/4、7λ/4、9λ/4和11λ/4，合成波的振幅都達到極大值。也就是說，電場強度在距離反射器4為λ/4的奇數(shù)倍的位置處變強。
如上所述，最好將金屬反射器4和無線標簽2之間的距離設置成λ/4長度，然而，如果不可能設置為該值，則可以將該距離設置為不小于3λ/4或5λ/4。
通過將置于箱體1內的無線標簽2和金屬反射器4之間的距離設置為上述關系，無線標簽2能夠接收強電場強度的外部電磁波。由此，無線標簽讀取裝置能夠確保向無線標簽2寫入數(shù)據(jù)或讀出數(shù)據(jù)。
在圖3和圖4中描述了反射器4無損地反射電磁波，即使在反射中存在損耗，各合成波在距離反射器4為λ/4的奇數(shù)倍位置處，出現(xiàn)振幅極大點，此處振幅最大。該極大點的振幅比反射不引起損耗的情況要小。
盡管合成波的振幅在反射器4和無線標簽2之間的距離為λ/4的奇數(shù)倍的位置處達到極大，由于合成波已經(jīng)變成正弦波，即使當位置在某種程度上偏離λ/4的奇數(shù)倍的位置，振幅也不會變化太大。因此，如果無線標簽2被置于距離反射器4為λ/4的奇數(shù)倍的位置附近，則無線標簽2能夠接收強電場強度的外部電磁波。
如果不使用反射器4，電磁波表現(xiàn)為如圖3所示的行波S1，這樣，電磁波的最大振幅為“1”。如果使用反射器4，則行波相位為0°的合成波g1的最大振幅為“2”。則如圖4所示，在從λ/12到5λ/12或從7λ/12到11λ/12的范圍內，電磁波的振幅為“1”或更大。
因此，在使用反射器4的情況下，如果無線標簽2被置于距離反射器4為λ/12到5λ/12或7λ/12到11λ/12的范圍內，無線標簽2能夠接收到比不使用反射器4的情況更強的電磁波。電磁波的振幅每半波長λ/2周期性地重復出現(xiàn)。
因此，當無線標簽2被置于距反射器4為λ/12到5λ/12的距離以內，或被置于距反射器4為λ/12到5λ/12的距離加上λ/2的整數(shù)倍的距離之內時，無線標簽2能夠接收到比不使用反射器4的情況更強的電磁波。
通過如上所述地設置無線標簽2和金屬反射器4之間的距離，無線標簽2的接收波的振幅變強，因為直接從電磁波到來方向到達無線標簽2的電磁波和從反射器4反射而到達無線標簽2的電磁波相互增強。由此，無線標簽讀取裝置能夠在從無線標簽2讀取數(shù)據(jù)的過程中延長到無線標簽2的通信距離。
無線標簽2僅貼在箱體1的一側部分1a的外表面上，并且無線標簽2不貼在反射器4上而是與反射器4集成在一起，這樣，無線標簽2不會從一側部分1a的外表面顯著突出。因此，幾乎不會發(fā)生無線標簽2在箱體1的運輸過程中碰到其它物體而脫落的情況。
在箱體1內放置物體之前，無線標簽2和反射器4之間的距離d被設置為比λ/12短。這減小了作用于無線標簽2的電場的強度，防止從無線標簽2讀取數(shù)據(jù)。
在上述第一實施例中，部件3被設置于面對貼在箱體1上的無線標簽2的內側上，且金屬反射器4被固定在與箱體1的一側部分1a的外表面基本上平行的部件3的表面3a上，然而，本發(fā)明并不局限于第一實施例。
如圖5所示，反射器4可以隔著不含水分的材料如合成樹脂制成的隔板5貼在箱體1的內側表面上。
在圖5中，設箱體1的厚度為d3，相對介電常數(shù)為εr1，隔板5的厚度為d4，并且相對介電常數(shù)為εr2，無線標簽2和金屬反射器4之間的有效距離d0用以下表達式(3)來表示。
d0=(d3×ϵr1)+(d4×ϵr2)---(3)]]>因而，d0應該被設為λ/4的奇數(shù)倍或其近似。
即使在使用這種隔板5時，無線標簽2的接收波的振幅也變大，因為直接從電磁波到來方向到達無線標簽2的電磁波與從反射器4反射而到達無線標簽2的電磁波相互增強。由此，無線標簽讀取裝置在從無線標簽2讀取數(shù)據(jù)的過程中能夠延長到無線標簽2的通信距離。
(第二實施例)與第一實施例中的那些相同的單元將被賦予與第一實施例的那些相同的參考符號。
如圖6所示，標志6被打印在箱體1的側面1a的外表面上，表示應該貼無線標簽的位置。反射器4被貼到置于箱體1外部的部件3上。
如圖7所示，標簽發(fā)行裝置將多個標牌(label)12以特定間隔布置在臺紙11上，通過在標簽上打印文字來發(fā)行標牌。
臺紙11上的各標牌12將無線標簽2貼在標牌12的背面中心處，并在無線標簽2周圍形成粘合層13。
如圖8所示，標牌發(fā)行裝置包括具有微處理器的控制單元21。
控制單元21分別控制具有鍵盤等的輸入單元22、包括液晶顯示器的顯示器23、用于在標牌12上打印數(shù)據(jù)的打印機24、以及用于通過天線25向無線標簽2寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)的標簽讀取器/寫入器26。
發(fā)行裝置通過操作輸入單元22設置要打印到標牌12上的數(shù)據(jù)和要寫入無線標簽2的數(shù)據(jù)?？刂茊卧?1驅動打印機24以將設置數(shù)據(jù)打印到要運送的臺紙11上的標牌12上。發(fā)行裝置驅動讀取器/寫入器26將數(shù)據(jù)寫入到貼在打印出的標牌12的背面上的無線標簽2。
將打印出的標牌12從臺紙11上剝離并貼在箱體1的一側部分1a的外表面上。此時，粘貼標牌12使得貼在背面上的無線標簽2與箱體1的標志6一致。
在上述結構中，即使在將產(chǎn)品放置于箱體1內之前，或者即使在將產(chǎn)品放置于箱體1內并關閉其蓋之后，操作者能夠將無線標簽2與標牌12一同貼在箱體1上。由此，操作員能夠增強使用箱體1的自由度并方便處理箱體1。
通過使無線標簽2與標志6一致地將其與標牌12一起粘貼，將無線標簽2和金屬反射器4之間的距離設置為，例如，在λ/12到5λ/12的范圍內，或優(yōu)選地設置為λ/4或大約λ/4。由此，無線標簽2能夠有效地接收外部到來的電磁波。因而，無線標簽讀取裝置在從無線標簽2讀取數(shù)據(jù)時能夠延長到無線標簽2的通信距離。
在上述各實施例中，描述了關于反射器4被預先貼在箱體1內的情況，本發(fā)明并不局限于這些實施例。預先顯示部件3的表面3a上粘貼反射器4的標志，然后可以在將產(chǎn)品放置到箱體1中時將反射器4貼在該粘貼標志處。
前述各實施例描述了關于使用金屬反射器的情況，然而，本發(fā)明并不局限于這些實施例，并且這些實施例中的每個都可以使用金屬箔、金屬膜、或者用金屬以外的材料制成的反射部件。
(第三實施例)在第三實施例中，與上述第二實施例相同，將描述無線標簽讀取系統(tǒng)，其中箱體1上貼著上面貼有無線標簽2的標牌并使用箱體1。與前述實施例的那些單元相同的單元將被賦予相同的參考符號。
如圖9中所示，箱體1的一側部分1a的外表面上貼著標牌12，標牌12的背面貼有無線標簽2。反射器4布置在箱體1的無線標簽2所貼到的位置處的內側。
無線標簽讀取裝置32的天線31靠近具有上述結構的箱體1的無線標簽2，并且控制裝置33控制無線標簽讀取裝置32。讀取裝置32通過天線31從無線標簽2讀取數(shù)據(jù)。
也就是說，讀取裝置32從天線31向無線標簽2發(fā)射電磁波以提供電源。在接收電磁波時，無線標簽2通過電磁波接收電源以驅動IC芯片。無線標簽2隨后從讀取裝置32接收讀取指令，讀出存儲在IC芯片中的數(shù)據(jù)，并向天線31發(fā)射電磁波形式的數(shù)據(jù)。讀取裝置32從無線標簽2接收電磁波以讀取數(shù)據(jù)并將其發(fā)射到控制裝置33。控制裝置33從讀取裝置32接收和管理該數(shù)據(jù)。
由于布置了反射器4，并且無線標簽2和金屬反射器4之間的距離被設置為，例如，λ/4或大約λ/4，讀取裝置32能夠將到無線標簽2的通信距離設置得很長。因此，當天線31接近無線標簽2時，能充分確保到無線標簽2的距離。由此，操作員能夠比較容易地執(zhí)行從無線標簽2讀取數(shù)據(jù)的操作。
對本技術領域中的那些技術人員來說，將很容易想到其它的優(yōu)點和修改。因此，本發(fā)明在其更寬廣的技術方案中，并不局限于本文所示出和描述的具體細節(jié)和代表性的實施例。因此，可以做出各種修改，而不偏離如由所附權利要求及其等效項所定義的一般發(fā)明性概念的精神或范圍。
權利要求
1.一種箱體，其特征在于包括一側，無線標簽貼在其外表面上；和內表面，反射部件將被貼在其上，所述內表面與所述無線標簽相對，并與所述外表面基本上平行。
2.如權利要求1所述的箱體，其特征在于所述反射部件貼在所述內表面上。
3.如權利要求1所述的箱體，其特征在于所述內表面有表示所述反射部件將要貼在的位置的標志。
4.如權利要求2所述的箱體，其特征在于所述反射部件為金屬板，隔板設置在所述內表面上，并且所述金屬板設置在所述隔板上。
5.如權利要求2所述的箱體，其特征在于所述無線標簽和所述反射部件之間的距離 從λ/12到5λ/12范圍內變化或者從(λ/12+λ/2的整數(shù)倍)到(5λ/12+λ/2的整數(shù)倍)范圍內變化，其中λ是使用的電磁波的所述波長，dn(n＝1，2，…)是存在于所述無線標簽和所述反射部件之間的至少一層的厚度，并且εrn(n＝1，2，…)是相對介電常數(shù)。
6.如權利要求2所述的箱體，其特征在于所述反射部件大于直徑為所使用的電磁波的波長λ的一半的圓。
7.如權利要求2所述的箱體，其特征在于所述無線標簽和所述反射部件之間的距離 被設置為比電磁波波長λ的十二分之一(1/12)短，以避免所述無線標簽被具取，其中dn(n＝1，2，…)是包括存在于所述無線標簽和所述反射部件之間的空氣層的各層的所述總厚度，并且εrn(n＝1，2，…)是相對介電常數(shù)。
8.一種箱體，其特征在于包括一側，其外表面具有表示無線標簽將要貼在的位置的標志；和內表面，反射部件將要被貼在其上，所述內表面與所述無線標簽相對，并且與所述外表面基本上平行。
9.如權利要求8所述的箱體，其特征在于所述反射部件被貼在所述內表面上。
10.如權利要求8所述的箱體，其特征在于所述內表面有表示所述反射部件將要貼在的位置的標志。
11.如權利要求9所述的箱體，其特征在于所述反射部件是金屬板，隔板設置在所述內表面上，并且所述金屬板設置在所述隔板上。
12.如權利要求9所述的箱體，其特征在于所述反射部件大于直徑為所使用的電磁波波長λ的一半的圓。
13.一種系統(tǒng)，其特征在于包括標牌，其包括數(shù)據(jù)打印層和設置在所述數(shù)據(jù)打印層上的無線標簽，所述無線標簽具有天線；箱體，其一側的外表面貼有所述標牌，內表面貼有所述反射部件并與所述外表面基本上平行；和無線標簽讀取裝置，其具有用于從所述無線標簽接收數(shù)據(jù)的天線。
全文摘要
無線標簽(2)貼在箱體(1)的外側面(1a)的指定位置上。部件(3)布置在與無線標簽(2)相對的內側，以由部件(3)形成與貼有無線標簽(2)的表面(1a)基本上平行的表面(3a)。此外，金屬反射器(4)貼在表面(3a)上。從外部放射出的電磁波被提供給無線標簽(2)，并且沒有被無線標簽(2)消耗掉的電磁波從反射器(4)反射以再次提供給無線標簽(2)。
文檔編號G06K17/00GK1836981SQ200610066130
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權日2005年3月25日
發(fā)明者佐野貢一, 室伏信男, 喜地保仁, 松本泰夫 申請人:東芝泰格有限公司