CN106462780A - 结合耐用天线的商品标签 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于用无线通信装置标记商品的系统和方法。除了无线通信装置之外，商品标签包括由可洗织物材料制成的相关联的标记。无线通信装置结合到标记中，并且包括RFID芯片和槽‑环混合天线，其中天线包括限定槽的导体片。标记在缝合线处被固定到商品，其中缝合线将标记分成上部和下部。RFID芯片和天线的槽与导体片的相对高导电性部件或部分定位在标记的上部内，而导体片的相对低导电性部件或部分定位在标记的下部内。

Description

结合耐用天线的商品标签
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年5月23日提交的美国临时申请号62/002,344的优先权，其全文以引用的方式并入本文。
技术领域
本主题涉及商品标签。更具体地，本主题涉及具有结合在其中的无线通信装置的可洗标签，其具有改进的耐久性和抗破裂性和抗断裂性。
背景技术
结合包括远程频率识别(“RFID”)技术的无线通信方法的装置广泛地用于各种不同的应用，包括结合到商品标签中用于库存控制、跟踪和安全目的。此类系统在零售业中是众所周知的，包括与服装库存控制和对偷窃和其它损失的安全性有关。
结合到商品标签中的RFID装置可具有各种集成部件，其中包括含有数据的RFID芯片，该数据诸如用于产品类型的识别码，甚至用于与唯一识别码相关联的确切商品。其它部件可包括电连接到RFID芯片的天线，其负责向另一个RFID装置(例如RFID读取器系统)发送信号和/或从其接收信号。天线可以采用多种形式中的任何形式，在一些情况下包括混合环-槽天线或槽-环混合天线，其通常被称为“单桅帆船形”天线。这些类型的混合或单桅帆船形天线的构造在美国专利号7,298,343和美国专利号8,072,334中示出，这两个专利的全部内容以引用的方式并入本文。
服装标签经常受到应力，诸如当相关联的服装物品被洗涤或折叠或以其它方式处理时。因此，提供更耐用并且能够被重复清洗、折叠或以其它方式处理，而不使相关联的天线破裂或断裂或以其它方式使标签变得不可恢复地损坏的可洗标签将是有利的。
发明内容
存在本主题的若干方面，其可单独地或者一起在下面描述和要求保护的装置和系统中实施。这些方面可单独采用或与本文所述主题的其它方面组合采用，并且这些方面的一起描述不旨在排除单独使用这些方面，并且不旨在排除单独或以不同组合要求保护此类方面，如可在所附的权利要求书中提及。
在一个方面，一种商品标签包括由织物材料形成的标记，其中无线通信装置结合到标记中。无线通信装置包括RFID芯片和电耦合到RFID芯片的槽-环混合天线。天线包括限定槽的导体片。标记待固定到商品上的位置的缝合线将标记分成上部和下部。RFID芯片和天线的槽被定位在标记上部内。导体片包括相对高导电性部分和相对低导电性部分，其中RFID芯片电耦合到具有较大导电性的部分并且槽限定在该部分中。
在另一个方面，一种被设定尺寸并且被构造用于结合到商品标签中的无线通信装置包括RFID芯片和电耦合到RFID芯片的槽-环混合天线。天线包括限定槽并且具有相对高导电性部分和相对低导电性部分的导体片，其中RFID芯片电耦合到具有较大导电性的部分并且槽限定在该部分中。
在又一个方面，一种标记商品的方法包括提供商品和商品标签。商品标签包括由织物材料形成的标记，其中无线通信装置结合到标记中。无线通信装置包括RFID芯片和电耦合到RFID芯片的槽-环混合天线。天线包括限定槽的导体片。商品标签在将标记分成上部和下部的缝合线处固定到该件商品，其中RFID芯片和天线的槽被定位在标记的上部内。被定位在标记的下部内的导体片的至少一部分具有比被定位在标记的上部内的导体片的至少一部分更小的导电性。
附图说明
图1为根据常规设计的商品标签的顶部平面图；
图2为根据本公开的一个方面的适于结合到商品标签中的无线通信装置的顶部平面图；
图3为根据本公开的一个方面的商品标签的顶部平面图；
图4为图3的商品标签的底部平面图；
图5为固定到商品的图3的商品标签的后透视图；以及
图6为根据本公开的一个方面的无线通信装置的替代性的实施例的后透视图。
具体实施方式
根据需要，本发明的具体实施例在本文公开；然而，应理解公开的实施例仅为本发明的示例，其可以以各种形式实施。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础，并且作为教导本领域技术人员以实际上任何适当的方式多样地采用本发明的代表性基础。
本文所述的商品标签是结实的和可洗的，并且具有相对低的厚度。具有这些性质，标签特别适合用作衣服或其它商品的标记、贴片、标签、装饰覆盖物等。衣服可经受处理，包括在其处理或生产期间洗涤和所谓的石洗。当如此使用时，标签是结实且耐用的，特别是关于结合到标签中的无线通信设备的天线的潜在破坏。本商品标签能够经受洗涤和其它处理，诸如石洗，而不必结合增加过度厚度的材料，增加过度厚度的材料将使标签比期望的更硬，还影响衣服的穿着性。
根据本公开的商品标签可解决多个问题。例如，一个问题为无线通信装置的天线的破坏，其可在制造、处理和使用期间损坏或破损。图1示出根据常规设计的商品标签T。商品标签T包括由可洗的织物材料形成的标记L和包括RFID芯片R与相关联的偶极型天线A的无线通信装置W。商品标签T包括缝合线S，其表示商品标签T诸如通过缝合或粘合过程固定到商品的位置。缝合线S相邻于标记L的一端定位，从而将标记L分成上部U和下部B。
如图1所示，包括RFID芯片R和天线A的无线通信装置W的大部分被定位在标记L的下部B内。在相关联的商品的制造、处理和使用期间，标记L的下部B比上部U(其附着到商品)更可能被损坏。如果标签L的下部B在缝合线S处与该件商品分开，那么RFID芯片R和天线A将与该件商品分离，从而变得不能如预期那样工作。甚至对标签L较小的损坏或处理可能不可恢复地损坏无线通信装置W，其中天线A是偶极类型的，其可能相对薄和易碎并且容易破裂或断裂。此外，标记L的下部通常包括印刷标识，其包括条形码和其它电子标识符以及商标和描述性材料和图像。芯片R和天线A的存在经常产生可使此类印刷标识扭曲的不匀性。
图2示出根据本公开的无线通信装置10。无线通信装置包括RFID芯片12，其中天线14电耦合到RFID芯片12。在示出的实施例中，天线14为混合环-槽天线类型，通常被称为“单桅帆船形”天线。天线14由限定槽18的导体片16形成，其中槽18(与RFID芯片12一起)为无线通信装置10的“有源”部件。在示出的实施例中，导体片16通常为矩形，其中槽18被定位在导体片16的上边缘或上端20。优选地，导体片16由相对薄的导电材料，诸如导电箔形成。如图所示，槽18可在封闭端22和与导体片16的上端或上边缘20相关联的开口端24之间延伸。在一个实施例中，可通过基本上水平(在图2的取向上)而不是竖直(如天线A在图1中的取向)取向槽18的方式从导体片16的导电材料的片切割槽18，使得槽18相邻于导体片16的上端或上边缘20定位。例如，将槽18限定在导体片16的高度的上部10％至20％(在图2的取向上)可以是有利的(出于将在本文中更详细地描述的原因)。
优选地，导体片16相对大，以改进单桅帆船形天线14的性能。例如，导体片16可具有与相关联的商品标签的标记的高度和宽度相当的高度和宽度。例如，结合图2的无线通信装置10的商品标签26在图3和图4中示出，其中图4示出具有外部周边的导体片16，该外部周边的形状、宽度和高度与相关联的织物标记28的相应的形状、宽度和高度大约或基本上相同。图3和图4示出其中导体片16的尺寸和形状(除了槽18的存在)基本上与织物标记28相同的实施例，其中导体片16和标记28的高度(即，在图3和图4的取向上的标记28和导体片16的竖直尺寸)大于导体片16和标记28的宽度(即，在图3和图4的取向上的标记28和导体片16的水平尺寸)，以提供基本上矩形的标记28和无线通信装置10。虽然示出的实施例可为有利的，但是标记28和导体片16的高度小于宽度，或标记28和导体片16的高度和宽度基本上相同也在本公开的范围内。另外，标记28和导体片16基本上为非矩形和/或标记28具有与导体片16不同的尺寸和形状也在本公开的范围内，包括其中导体片16延伸越过标记28的周边的实施例。
在示出的实施例中，商品标签26由固定到无线通信装置10的单个织物标记28形成。在其它实施例中，可提供多个织物层，诸如前织物层和后织物层，其中无线通信装置10夹置在或位于两个织物层之间。如图3所示，织物标记28可具有信息(例如，使用说明和识别信息)和印刷在其上的符号。在该情况下，相对大的导体片16可改进所得商品标签26的外观，因为导体片16提供可比相关联的标记28(其通常由薄的柔性织物材料形成)更刚性的平坦表面，从而减小印刷在织物标记28上的任何事物的变形量，该任何事物诸如具有电子标识符、商标、描述性材料和文本以及描述性和装饰性图像的标识。
相对大的导体片16还可以以多种方式改进无线通信装置10和单桅帆船形天线14的操作。例如，在典型的偶极型天线A(诸如在图1中示出)中，可能比细线或其它结构更难以损坏大导体片16。另外，大导体片16的断裂不太可能导致天线14的功能性及其无线通信能力的严重降低。例如，贯穿图2的导体片16的中间的水平损坏将导致稍微降低的性能，而贯穿图1的无线通信装置W的中间的相同水平损坏将完全破坏和禁用现有技术的天线A。相对大的导体片16还可用来加强和保护在天线14和RFID芯片12之间的接合。
现在返回到RFID芯片12，其可以采用多种形式(包括由本领域普通技术人员通常称为“芯片”或“带”的类型的那些形式)中的任何形式，包括多个可能部件中的任何部件，并且被构造成执行多个可能功能中的任何功能。例如，在一个实施例中，RFID芯片12包括用于控制无线通信装置10的RF通信和其它功能的集成电路。在示出的实施例中，RFID芯片12的两个端或两个点30和32在槽18的相对侧连接到导体片16，这用来将RFID芯片12电耦合到导体片16。在该特定实施例中，RFID芯片12相邻于槽18的开口端24和导体片16的上端或上边缘20定位，其中RFID芯片12具有水平取向(在图2的取向上)而不是竖直取向(如RFID芯片R在图1取向上)的较大尺寸。在一个实施例中，如图2和图4所示，RFID芯片12可直接相邻于导体片16的上端或上边缘20定位，诸如完全定位在导体片16的高度的上部10％至20％内(在图2和图4的取向上)。
图4示出了将槽18和RFID芯片12相邻于导体片16的端或边缘中的一个(示出为上边缘或上端20)定位的效果。具体地，通过将槽18和RFID芯片12相邻于导体片16的端或边缘中的一个定位，槽18和RFID芯片12(即，无线通信装置10的“有源”部件)可完全定位在商品标签26的缝合线34(在图4中以虚线示出)的一侧上。在示出的实施例中，缝合线34有效地将商品标签26、标记28和无线通信装置10分成上部36(槽18和RFID芯片12位于其中)和下部38。下部38旨在被顾客或使用者看到，因此可优选的是，缝合线34以引起比上部36更大的下部38的方式取向，这允许更多信息印刷或附着或以其它方式显示在标记28的下部38上。照此，上部36可被称为商品标签26的小部分或固定部分(因为它是附着到商品的部分)，而下部38可以称为主要部分或自由部分。
将槽18和RFID芯片12定位在商品标签26的上部36中显著提高无线通信装置10的耐久性。举例来说，上部36可以固定方式固定到该件商品，而下部38通常未固定到该件商品，从而允许下部38在制造、处理和使用期间自由弯曲或变形。因此，下部38经受比上部36更大的应力、压力和冲击。在示出的实施例中，导体片16从上部36延伸进入缝合线34中并延伸进入下部38中，以增加其尺寸(出于以上更详细描述的原因)；然而，如上所述，损坏或者甚至断裂导体片16的一部分不妨碍无线通信装置10操作，因为RFID芯片12、槽18和围绕槽18的导体片16的一部分在上部36中保持完整并且可操作。
另外，将RFID芯片12和槽18定位在上部36内可允许该件商品本身帮助保护RFID芯片12和槽18。例如，如果该件商品40包括接缝或领口或腰带42(图5)，则商品标签26可通过将商品标签26的上部36(以及因此，RFID芯片12和槽18)定位在接缝或颈口或腰带42内来固定到该件商品40。接缝或领口或腰带42可由折叠到其自身上的材料或织物限定，当商品标签26固定到该件商品40时，该材料或织物可通过缝合线34封闭(或可单独封闭)。该件商品40的这种形成有效地产生了袋或套，商品标签26的上部36(以及因此，RFID芯片12和槽18)可定位在该袋或套中，这缓冲并保护RFID芯片12和槽18。
此外，将RFID芯片12和槽18定位在商品标签26的上部36内可更易于允许使用支撑材料以进一步保护RFID芯片12和槽18。顾客或用户通常更习惯于一件商品40的接缝或颈口或腰带42比位于接缝或颈口或腰带42外侧的相关联的商品标签26的部分(即，下部38)更刚性或更不柔性。因此，向上部36和/或缝合线34的一侧或两侧的全部或一部分添加具有比标记28的织物更大的硬度或刚度的支撑材料为RFID芯片12和槽18提供了额外的保护，而不破坏顾客或用户对接缝或颈口或腰带42以及位于接缝或领口或腰带42外侧的相关联的商品标签26的自由部分38的相对柔软性和柔韧性的期望。支撑材料的实例包括通过任何合适的方法，诸如应用密封剂、粘合剂、热、压力和/或声波密封或作为覆盖层等附接的聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)膜。支撑材料的另外的优点是其可帮助防止或限制水或化学试剂(包括洗涤剂和处理化学品)与RFID芯片12和槽18接触并损坏RFID芯片12和狭槽18的能力(例如，当该件商品40正被制造、洗涤或清洁时)。
在一个实施例中，支撑材料可限定和代替导体片的一部分。例如，图6示出了无线通信装置44的一个实施例，其中复合导体片46由两个分开的导电子片或部件48和50形成。导体片46的第一部件48可至少限定导体片46的上部52(即，槽54限定在其中并且RFID芯片56位于其中的导体片46的部分)，并且可由相对不柔性的支撑材料形成。导体片46的第二部件50可由相对柔性的材料(诸如织物)形成，并且至少限定导体片46的下部58(即，通常未固定到相关联的该件商品的部分)。如果这样设置，那么导体片46的两部件48和50可在重叠区段60处固定和电耦合在一起，该重叠区段60通常可对应于缝合线62的位置(如在图6中)，或可远离缝合线62定位。除了复合导体片46外，可根据图2的无线通信装置10的前述描述构造并操作图6的无线通信装置44，其中根据图3、图4和图5的商品标签26的前述描述构造并操作结合图6的无线通信装置44的商品标签。
除了具有不同触觉特性的导体片16、46的不同部分之外，具有不同功能特性的导体片16、46的不同部分也在本公开的范围内。将不同的功能特性赋予导体片16、46的不同部分可使用多种方法中的任何一种实现。例如，导体片16、46可由单件材料形成，其中两个部分被不同地处理或磨光，以引起其功能特性中的一个或更多个的不同。在另一个实施例中，导体片16、46可由具有不同功能特性(例如，不同导电性)的两个部件形成，具有如图6所示的构造，或具有不同的构造。
例如，导体片16、46的一部分可具有比导体片16、46的另一部分更大的导电性。在一个实施例中，大体对应于上部36的导体片16、46的一部分具有相对高的导电性，而大体对应于下部38的导体片16、46的一部分具有相对低的导电性。这在下部38与商品分开的情况下可以是有利的，因为导体片16、46的剩余部分(即，相对高导电性的部分)将继续用作有效天线，尽管其具有可能减小的读取范围。即使在读取范围减小的情况下，无线通信装置10、44仍然可用于多种目的，包括监视回收到零售商的产品。
导体片16、46的相对高导电性部分或部件可由多种材料中的任何一种形成，诸如铝材料或其他相对耐用的金属膜、片材等。导体片16、46的相对低导电性部分或部件也可由多种材料中的任何一种形成。如果相对低导电性部分或部件大体对应于下部38，那么可以优选的是，其由比用于形成其它部分或部件的材料更柔性和更软的材料形成。例如，相对低导电性部分或部件可由织物形成，织物可为导电织物或非导电织物。在本身不是固有导电的织物的情况下，以其它方式非导电的织物的至少一部分可用导电材料或试剂涂覆或以其它方式处理(例如，使用气相沉积、浸渍、无电镀等)，导电材料或试剂诸如含碳、银粒子或其它导电粒子的墨。
在其中相对低导电性部分或部件大体对应于下部38的一个实施例中，相对低导电性部分或部件由用导电材料(例如，导电墨或箔)至少部分涂覆、浸渍或处理的水可分解性材料诸如纸或其它纤维材料形成。在洗涤相关联的该件商品时，导体片16、46的相对低导电性部分或部件将分解或以其它方式与导体片16、46的剩余部分分离。参见例如转让给本申请的当前受让人的美国专利7,629,888，其通过引用包括在本文中。当被结合到衣服的商品标签中时，导体片16、46的此类相对低导电性部分或部件足够柔性和柔软，以便当消费者试穿或以其它方式处理衣服时是舒适的。通常，在消费者购买该件衣服并洗涤之后，导电片16、46的相对低导电性部分或部件分解，从而减小了无线通信设备10、44的读取范围。然而，如上所述，可仅在购买之前需要较长范围的功能性(例如，作为防止商品被盗窃的安全特征)，而在购买后减小的范围对于产品回收等可以是可接受的。
应理解，上述实施例是本主题的原理的应用中的一些的说明。在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，本领域技术人员可做出许多修改，包括本文单独公开或要求保护的特征的那些组合。由于这些原因，本发明的范围不限于上述描述，而是如所附权利要求中所阐述的，并且应当理解，权利要求可以针对其的特征，包括如本文单独地公开或要求保护的特征的组合。

Claims (20)

1.一种商品标签，其包括：
由织物材料形成的标记；
无线通信装置，其结合到所述标记中，并且包括
RFID芯片，以及
槽-环混合天线，其电耦合到所述RFID芯片并且包括限定槽的导体片；以及
所述标记固定到商品的位置的缝合线，其中
所述缝合线将所述标记分成上部和下部，
所述RFID芯片和所述天线的所述槽被定位在所述标记的所述上部内，以及
所述导体片包括相对高导电性部分和相对低导电性部分，其中所述RFID芯片电耦合到具有所述较大导电性的所述部分并且所述槽限定在所述部分中。
2.根据权利要求1所述的商品标签，其中所述导体片的所述相对高导电性部分和相对低导电性部分为分开的部件。
3.根据权利要求1所述的商品标签，其中具有相对低导电性的所述导体片的所述部分由导电织物形成。
4.根据权利要求1所述的商品标签，其中具有相对低导电性的所述导体片的所述部分为非导电材料和导电材料的组合，所述非导电材料用所述导电材料至少部分涂覆、浸渍或处理。
5.根据权利要求4所述的商品标签，其中所述导电材料为含碳、银粒子或其它导电粒子的墨。
6.根据权利要求1所述的商品标签，其中具有相对低导电性的所述导体片的所述部分由水可分解性材料形成。
7.根据权利要求6所述的商品标签，其中所述水可分解性材料为用导电材料至少部分涂覆、浸渍或处理的纸或其它纤维材料。
8.一种被设定尺寸并且被构造用于结合到商品标签中的无线通信装置，其包括：
RFID芯片；以及
电耦合到所述RFID芯片并且包括限定槽的导体片的槽-环混合天线，其中所述导体片包括相对高导电性部分和相对低导电性部分，其中所述RFID芯片电耦合到具有所述较大导电性的所述部分并且所述槽限定在所述部分中。
9.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中所述导体片的所述相对高导电性部分和相对低导电性部分为分开的部件。
10.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中具有相对低导电性的所述导体片的所述部分由导电织物形成。
11.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中具有相对低导电性的所述导体片的所述部分为非导电材料和导电材料的组合，所述非导电材料用所述导电材料至少部分涂覆、浸渍或处理。
12.根据权利要求11所述的无线通信装置，其中所述导电材料为含碳、银粒子或其它导电粒子的墨。
13.根据权利要求8所述的无线通信装置，其中具有相对低导电性的所述导体片的所述部分由水可分解性材料形成。
14.根据权利要求13所述的无线通信装置，其中所述水可分解性材料为用导电材料至少部分涂覆、浸渍或处理的纸或其它纤维材料。
15.一种用于标记商品的方法，其包括：
提供商品；
提供包括由织物材料形成的标记和结合到所述标记中的无线通信装置的商品标签，所述无线通信装置包括RFID芯片和槽-环混合天线，所述槽-环混合天线电耦合到所述RFID芯片并且包括限定槽的导体片；以及
将所述商品标签在将所述标记分成上部和下部的缝合线处固定到所述商品，其中所述商品标签固定到所述商品，使得
所述RFID芯片和所述天线的所述槽被定位在所述标记的所述上部内，以及被定位在所述标记的所述下部内的所述导体片的至少一部分具有比被定位在所述标记的所述上部内的所述导体片的至少一部分更小的导电性。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述提供商品标签包括提供其中具有较小导电性的所述导体片的所述部分由导电织物形成的商品标签。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述提供商品标签包括提供其中具有较小导电性的所述导体片的所述部分为非导电材料和导电材料的组合的商品标签，所述非导电材料是用所述导电材料至少部分涂覆、浸渍或处理的织物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述导电材料为含碳、银粒子或其它导电粒子的墨。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述提供商品标签包括提供其中具有较小导电性的所述导体片的所述部分由水可分解性材料形成的商品标签。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述水可分解性材料为用导电材料至少部分涂覆、浸渍或处理的纸或其它纤维材料。
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