CN101329718A - 制造波导装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制造一波导装置的方法，包含下列步骤：形成一填充物；将一射频识别(Radio Frequency Identification；RFID)标签固定至该填充物上；涂覆多个导电薄片于一平面的一部分上；将该平面转换成一壳体，以使这些导电薄片位于该壳体的二相对表面上；以及将带有该射频识别标签的该填充物置于该壳体内而形成该波导装置。

Description

制造波导装置的方法

技术领域

本发明是关于一种用于制造一波导装置的方法，更具体说，是关于一种能够制造设置于一容器中用以射频识别(Radio Frequency Identification；RFID)的波导装置的方法。

背景技术

射频识别是一种自动识别解决方案，其依赖射频(Radio Frequency；RF)电磁波在一射频识别标签与一发射器或一读取器间进行通信。现今的一些应用是将发射器与读取器组合成一个装置。射频识别标签是一贴附至或者是包含于一物品、动物或人体内以达成识别目的的小物体，其中射频识别标签储存对应于该物品、动物或人的数据。而为了获得这些数据，可在其附近安装一读取器以接收自射频识别标签发射的射频电磁波，并由此射频电磁波撷取对应于该物品、动物或人的数据。由于现今的技术可以支持一射频识别标签与一相距数米之远的读取器或发射器间的射频电磁波的传播，故射频识别能够应用至诸多需要对物品进行无线识别或记录的环境中，其中一项应用则为仓库中的产品管理。

通常，物品或产品会被包装于一容器中，以便于运输及防止受到碰撞。一种记录该容器中物品的信息的方法是将射频识别标签贴附于容器的内表面或外表面上，其中该射频识别标签携载信息。当这些贴有标签的容器堆栈于仓库中或货板上时，附近的读取器可通过射频电磁波接收该信息。然后，以电子方式搜集所有信息以便用于产品管理目的。

在应用射频识别进行产品管理时，会有二种情况影响射频识别的效能。其中之一是当贴有标签的容器堆栈于仓库中或货板上时，某些标签周围并无空间，而是处于物品及容器中，此种环境往往会阻挡射频信号到达某些位于内部深处的容器，这将导致无法触发这些容器上的所有的射频识别标签。而另一种情况则是，这些容器中的物品可能含有会反射或吸收射频电磁波的材料，因此某些射频识别标签可能不会被触发，或者是某些射频识别标签发射的射频信号无法穿透容器。这二种情况皆会导致读取器与射频识别标签间的连结中断。若来自某些射频识别标签的信息遗失，那么基于射频识别所建立的产品数据库便不可靠。

因此，在此工业领域中，殷切期望一种能够在将多个物品包装于容器内的环境中改善射频电磁波传播的解决方案。

发明内容

本发明的一态样是提供一种可放置于一容器中的波导装置，该波导装置包含一导电组件、一填充物、一射频识别标签以及一壳体。该导电组件的一内部形成供一射频电磁波通过的一空间。该填充物是由射频亲和(RF friendly)的材料制成并设置于该空间内。该射频识别标签则包含一天线以及一存储器，该天线暴露于该空间中以接收该射频电磁波，该存储器则用于记录一数据。该壳体用以组装该导电组件、该填充物以及该射频识别标签。借助此种结构，数据可以响应接收该射频电磁波，无显著衰减地在该空间中以射频电磁波的形式予以传播。

本发明另一态样是提供一种用于制造上述波导装置的方法。该方法包括下列步骤：形成一填充物；将一射频识别标签固定至该填充物上；涂覆多个导电薄片于一平面的一部分上；将该平面转换成一壳体，以使这些导电薄片位于该壳体的二相对表面上；以及将带有该射频识别标签的该填充物置于该壳体内而形成该波导装置。

本发明的再一态样是提供另一种可放置于一容器内的波导装置，该波导装置包含一壳体以及一射频识别标签。该壳体内部形成空间且其至少一部分由导电材料制成，其中该空间容许一射频电磁波通过。安装于该壳体的一内侧上的射频识别标签包含一天线以及一存储器，该天线设置于该空间内并用以接收该射频电磁波，该存储器用于记录一数据。借助此种结构，数据可以响应接收该射频电磁波，无显著衰减地在该空间中以射频电磁波的形式予以传播。

当内部具有本发明波导装置的容器进行堆栈时，这些波导装置内的空间会形成一射频电磁波的通道。而自一发射器所发射的射频信号可经该射频电磁波通道通过该容器堆栈，而不会被阻挡、反射或吸收。相同地，自这些容器中的射频识别标签所发射的射频信号亦可经该射频电磁波通道通过该容器堆栈，而不会被阻挡、反射或吸收。亦即，即使这些射频识别标签位于一容器堆栈中，发射器或者是读取器仍可成功地将数据写入射频识别标签或自射频识别标签撷取数据。因此，本发明可以有效地改善射频识别的可靠性。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将配合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：

图1绘示本发明的第一实施例；

图2绘示将第一实施例置放于一容器内的一环境；

图3绘示一堆栈容器的射频识别环境，其中这些容器皆包含根据本发明的波导装置；

图4绘示本发明的第二实施例；

图5A及图5B绘示本发明的第三实施例；

图6是绘示第三实施例的一壳体的一展开图；

图7绘示将第三实施例置放于一容器内的一环境；

图8A-8F绘示第三实施例的一填充物的其它态样；

图9是本发明的一第四实施例的流程图；

图10A绘示根据本发明的一填充物的特定轮廓的一实施态样；以及

图10B绘示根据本发明的填充物的特定轮廓的另一实施态样。

具体实施方式

根据本发明实施例的一波导装置可提供空间来使射频电磁波传播通过置放有该波导装置的一容器。当多个容器堆栈时，这些容器内的波导装置的空间形成一通道。该通道容许射频电磁波传入及传出这些容器的堆栈，无论这些容器中放置何种物品，设置于这些波导装置内的所有射频识别标签皆可被触发，以执行数据的写入或读取。

如图1所示，本发明的第一实施例是波导装置1，波导装置1包含一壳体11以及一射频识别标签13。壳体11是由四个以纸或塑料所制成的矩形平面111、113、115、117建构而成。更具体说，壳体11是一矩形管。壳体11的中空部分则形成一空间。各平面111、113、115、117之内侧皆涂覆有导电材料，例如金、银或铜。此处应注意的是，本发明的导电材料并非仅限于此。举例而言，该四平面111、113、115、117中亦可仅有二个相对的平面涂覆有导电材料。射频识别标签13安装于平面111的内侧，其包含一天线131以及一存储器133。由于射频识别标签13安装于平面111的内侧且于天线131与存储器133间具有一角度，故天线131暴露于该空间中。连接至天线131的存储器133是一能够记录数据的集成电路。该空间在壳体11的二端处具有开口118及119。由于矩形平面111、113、115、117涂覆有导电材料，故自开口118或开口119进入该空间的射频电磁波将沿图1中所示的方向12传播，并且最终自另一开口传出。

如图2所绘示，波导装置1是设计成与一容器2的一角落相配合。当将波导装置1放置于该角落时，波导装置1的空间提供一畅通无阻的场所供射频电磁波20通过。纵使包装于容器2中的物品由会反射或吸收射频电磁波的材料制成或盛装该类材料，射频电磁波20仍可经该空间无显著衰减地通过容器2。因此，天线131能够清晰地接收到射频电磁波20，借此可触发射频识别标签13。若发射射频电磁波20的目的是将对应于这些物品的数据写入至射频识别标签13，则在天线131接收到该数据后，该数据便会被写入至存储器133内。因此，存储器133可储存用来表示物品的数据。若对应于这些物品的数据已被写入存储器133，且发射射频电磁波20的目的是请求得到该数据，则射频识别标签13将响应所接收的射频电磁波20而自存储器133中撷取该数据并通过天线131以射频电磁波22的形式递送出该数据。射频电磁波22可通过该空间传播出容器2，而不会被容器2中的物品反射或吸收。读取器(未显示)接收到射频电磁波22，此时，便可获得关于容器2中所包装物品的信息。

应注意的是，尽管图2中仅显示容器2中放置一个波导装置1，但本发明的容器2内的波导装置的数目并非仅限于此。若需要，一容器中可放置多于一个波导装置1。

当于多个容器堆栈于仓库中或货板上时，本发明会显现更多优点。图3是绘示九个容器31a-31i，用来举例说明位于仓库中一搁架上或货板上的容器堆栈31。容器31a、31b、31c在该搁架或货板上放置成一列，容器31d、31e、31f在容器31a、31b、31c正上方放置成一列，容器31g、31h、31i则在容器31d、31e、31f正上方放置成一列。所有容器31a-31i的波导装置皆放置在其角落处。因此，每一列中的波导装置形成一通道。举例来说，容器31g、31h、31i的波导装置形成一通道33。该三列中的波导装置形成三个通道。当附近的收发器35发射一射频电磁波以试图触发容器31a-31i中的射频识别标签时，射频电磁波将经这些通道通过所有容器31a-31i。而由于被设置于这些通道内，故各射频识别标签可被触发。在触发之后，这些射频识别标签通过这些通道自堆栈31中同样以射频电磁波的形式发射出其所储存的数据，收发器35可接收所有射频电磁波，而不受容器31a-31i中物品的影响，由此可知晓堆栈31中物品的信息。

参照图1，在各该平面111、113、115、117的内侧上涂覆导电材料时，可使用例如烫金、镀金及印金等技术。尽管波导装置1的开口118及119并未封住，但熟悉此项技术者可容易地思及分别以一平板覆盖开口118及119。亦即，壳体11中的空间变成被六个平面密封或包围。为满足容许射频电磁波通过的要求，覆盖开口118及119的二个平板的表面应由射频亲和的材料制成，例如，由纸或塑料制成。本文中所述的纸则包含纸板及瓦楞纸。

本发明的第二实施例是另一波导装置，其绘示于图4中。该第二实施例的波导装置4包含一壳体41、一射频识别标签43以及一导电组件45。与波导装置1对比，壳体41为由纸板制成的圆筒形状，该圆筒形状内的中空部分形成空间40。导电组件45是卷成一圆筒的导电薄片，该圆筒的轮廓对应壳体41之内表面，以便其可黏合至壳体41的内表面。射频识别标签43包含一天线431以及一存储器433，其类似于第一实施例所述的天线131及存储器133。射频识别标签43以使得天线431暴露于空间40的方式来黏合至导电组件45。

波导装置4亦是设计成与一容器的一角落相配合，以便空间40提供一畅通无阻的场所供射频电磁波通过。在堆栈多个容器的情况下，这些容器内的波导装置形成通道。射频电磁波可经这些通道通过该堆栈。相同地，即使这些容器中所包装的物品是由会反射或吸收射频电磁波的材料制成或盛装该类材料，射频识别仍可良好地运作。

本发明的一第三实施例是另一波导装置，其绘示于图5A及图5B中。第三实施例的波导装置5包括一填充物51、一射频识别标签53以及一壳体55。填充物51是由射频亲和的材料制成，例如由瓦楞纸或保利龙制成。为了便于说明，该实施例中选用瓦楞纸制成填充物51。填充物51的用途是支撑起一供射频电磁波通过的空间并将射频识别标签53固定于该空间内。于该实施例中，填充物51看上去像一格子窗，其包含一矩形框511以及连接至矩形框511的二根垂直杆513、515，该设计形成四个中空部分510、512、514、516。射频识别标签53被弯折与杆513的粗细相配合，以便稳定地固定于杆513上。射频识别标签53包含暴露于该空间中以接收射频电磁波的一天线以及用于记录数据的一存储器。壳体55是一立方体，其内部空间用以容纳填充物51以及射频识别标签53。

图5B中所绘示的瓦楞纸结构52则代表填充物51沿线B-B’所截取的横截面。结构52包含二层，每一层由多个楞组成。目前市场上提供具有不同楞高的诸多楞类型，例如A楞、B楞、C楞、E楞、F楞。本发明并非局限于一特定的楞类型或一特定的楞层数量。本发明将这些楞的法向横截面界定为沿线B-B’截取的横截面，亦即结构52。较佳地使触发射频识别标签53的射频电磁波的传播方向朝向结构52。更具体说，若结构52朝向x-y平面，则射频电磁波较佳地沿图5A中所绘示的z轴传播。

除填充物51以及射频识别标签53之外，波导装置5还包含一导电组件。具体而言，该导电组件贴附至壳体55的二个表面的二个导电薄片，其中该二个被贴附的表面在空间中相对。图6绘示壳体55的展开图。由于壳体55是立方体，故其由六平面或单元组成，该六单元全部皆由纸或塑料制成。这些导电薄片涂覆于壳体55的单元551、553的表面上(其在图式中以网状进行标记)，较佳的涂覆技术可为烫金、镀金以及印金。在涂覆之后，将填充物51放置于单元553上，然后将这些单元折成壳体55。由此，即可将填充物55、射频识别标签53以及这些导电薄片组装于壳体55内。

参照图5A及图6，当折成壳体55时，该二单元551、553对应于壳体55的顶平面及底平面。亦即，射频电磁波无法穿透该顶平面及底平面，但可穿透壳体55的四侧面。此外，该二导电薄片之间填充有填充物51的空间同样为射频亲和的环境，借助此种结构，射频电磁波可传入及传出这些侧面，但无法传入或传出该顶平面及底平面。

图7则绘示一容器7，其内部具有一接收空间71。容器7的下部空间留待包装物品。在包装物品之后，容器7保留接收空间71用于稳定地放置波导装置5，因此波导装置5位于这些物品上方。在将波导装置5放置于接收空间71之后，即对容器7进行密封。容器7内的波导装置5提供一畅通场所供射频电磁波如箭头所示地以二维形式通过。即使这些物品是由会反射或吸收射频电磁波的材料制成或盛装该类材料，射频电磁波仍可无显著衰减地通过容器7。射频电磁波将由射频识别标签53的天线接收到，响应接收到的射频电磁波，射频识别标签53被触发而无干扰地将数据写入或由射频识别标签53的存储器发送出去。另外，当具有波导装置5的容器如图3所绘示般堆栈于仓库中或货板上时，波导装置5会形成多个平面通道，以利于达成附近收发器与该堆栈中射频识别标签间的通信。应注意的是，尽管图7所绘示的波导装置5是设置于这些物品上方，但本发明并非局限于此，波导装置5可设置于容器7内的任何位置。举例而言，可根据实际需要而将接收空间71设计于这些物品下方、旁边或甚至这些物品之中。

在使用第三实施例时，容器并非必须堆栈成一列或一矩形阵列，只要各容器彼此紧贴地竖立，便形成可接受的堆栈形状。一旦各容器紧贴至少一其它容器，该二相接触容器的波导装置5便连接在一起，进而扩展传播通道。若一射频电磁波的功率足够强，该通道便会引导该射频电磁波到达该堆栈中最远的容器。

尽管填充物51的形状是一格子窗，但此仅为一实施态样，而非是对本发明的限制。填充物51可具有任一形状。图8A-8F例则绘示其它进一步的实施态样。于图8A中，填充物51是一贴着壳体55的对角线的杆，且射频识别标签53贴附至该杆的中间。于图8B中，填充物51是顶接贴着壳体55的对角线的二交叉杆，且射频识别标签53贴附至这些杆之一且靠近X形状的中心。于图8C中，填充物51是与壳体55的内侧相配合的一矩形框，且射频识别标签53贴附至其中的一短边之一。于图8D中，填充物51包含一矩形框，其间具有一杆，且射频识别标签53贴附至该杆的中间。于图8E中，填充物51具有一三角形形状，该三角形的斜边顶接贴着壳体55的一对角线，且射频识别标签53贴附至该斜边的中间。上述各实例具有顶接贴着壳体的至少一对角线或贴着壳体55内周缘的形状，借此可将填充物51稳定地置于壳体55内。因此，射频识别标签53不会晃动掉下。然而，填充物51并非必需具有一顶接贴着壳体55的对角线或内周缘的形状，如图8F所显示，填充物51可是更小的立方体，且射频识别标签53贴附至其一边缘，而将天线固定于该空间中，填充物51可黏附至壳体55的顶平面及/或底平面。

于其它实施例中，若壳体55牢固至足以支撑起壳体55内的空间，则波导装置5可不包含填充物51。在这些情形下，射频识别标签53可如第一以及第二实施例所绘示，被贴附至壳体55的其中的一内表面。

本发明的第四实施例是一种制造波导装置5的方法，该方法包含图9中所绘示的步骤。于步骤901中，形成填充物51。形成填充物51具有二态样。第一种态样是首先如图10A所绘示地将一瓦楞纸裁切成一特定轮廓100。再将特定轮廓100划分成三单元1001、1003、1005，这些单元通过连接组件1002、1004连接于一起。然后，如箭头所显示，沿连接组件1002、1004折叠该特定轮廓100，以制作彼此上下堆栈的单元1001、1003、1005，折叠的单元1001、1003、1005提供足以供射频电磁波通过的空间。如图10B所显示，第二种态样则将一瓦楞纸裁切成三个分离的单元1007、1009、1011，将单元1007、1009、1011堆栈起来，最后固定这些堆栈单元1007、1009、1011，相堆栈的单元1007、1009、1011亦提供足以供射频电磁波通过的空间。

如图10A及图10B中所绘示，将填充物51裁切成一包含杆及矩形框的形状，这些杆及矩形框形成诸多中空部分。为形成这些中空部分，步骤901还包含对填充物51冲孔而产生这些孔的步骤。如前段所提及，用于制作填充物51的材料并非仅限于瓦楞纸，为容许射频电磁波通过，此处可使用任何射频亲和的材料。应注意的是，这些裁切步骤可由例如平铡机或切割机来进行。若使用平铡机，则该裁切是模切。可在该裁切步骤之后或同时进行该冲孔步骤，但倘若该裁切是模切，则同时实施冲孔及裁切步骤。

然后，执行步骤903，将射频识别标签53固定至填充物51，以使射频识别标签53的天线可沿一指定方向及/或以一指定角度暴露于该空间中。该指定方向以及指定角度提供给射频识别标签53更佳的接收及发射效能。

然后，执行步骤905，将一片射频亲和的材料裁切成一平板。具体说，如图6中所绘示，该平板是壳体55的展开形状。而该射频亲和的材料可为纸或塑料，较佳地则为纸板。

在执行步骤905之后，然后执行步骤907，在该平板的一部分上涂覆二个导电薄片。于步骤907中，将这些导电薄片涂覆于二个表面551及553上。该涂覆则可使用烫金、镀金及印金来予以实施。

在该涂覆步骤之后，再执行步骤909，将该平板折成壳体55，使得这些导电薄片位于壳体55的二个相对表面上。换言之，当转换成壳体55时，该二个导电薄片是面朝彼此。

然后，执行步骤911，将带有射频识别标签53的填充物51置于壳体55内。

最后，执行步骤913，对壳体55进行密封，以使填充物51不会自壳体55中掉出。至此，波导装置5便制造完毕。

本发明的波导装置提供给射频电磁波通过的空间，借助将一射频识别标签的天线暴露于该空间中，以达成射频识别。此外，当内部具有此种波导装置的容器相堆栈时，这些波导装置的空间会形成若干通道。自收发器及容器内的射频识别标签所递送的射频电磁波能够通过这些通道通过该容器堆栈，而不会被阻挡、反射或吸收。本发明确实地改善了射频识别的可靠性，尤其是在要求快速传送关于一产品堆栈的信息的应用中。这些应用包括仓库盘存、航空行李以及零售盘存。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样。这些实施例并非用以限定申请专利范围中所述的本发明。熟悉此项技术者可根据所述的内容以及建议作出各种修改及替代，此并不违背本发明所主张的范围。尽管前段说明中并未完全揭示这些修改及替代形式，但其实质上均涵盖于本发明的申请专利范围中。

Claims (9)

1.一种制造一波导装置的方法，包含如下步骤：

形成一填充物；

将一射频识别标签固定至该填充物上；

涂覆多个导电薄片于一平面的一部分上；

将该平面转换成一壳体，以使这些导电薄片位于该壳体的二相对表面上；以及

将带有该射频识别标签的该填充物置于该壳体内而形成该波导装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该形成步骤包含如下步骤：

将一板裁切成一特定轮廓，以将该板划分成多个单元，该板是由射频亲和的材料制成；以及

折叠该板，以使该多个单元彼此叠置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该裁切步骤是以模切予以执行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该形成步骤包含如下步骤：

裁切一板以产生多个单独单元，该板是由射频亲和的材料制成；以及

叠置这些单独单元。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该裁切步骤是以模切予以执行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该形成步骤包含一对该填充物冲孔而产生一孔的步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该形成步骤包含一将该填充物裁切成包含一杆与一矩形框架的一形体的步骤。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该涂覆步骤是以烫金、镀金以及印金其中之一执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该平面是由纸或塑料制成。

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