TWI431536B - 用於辨識標籤列印機輸出之光學讀取及射頻編碼裝置 - Google Patents

Description

用於辨識標籤列印機輸出之光學讀取及射頻編碼裝置

本發明係關於行李辨識標籤或其它辨識標籤的條碼讀取機，且更明確地說，係關於一用於一辨識標籤列印機輸出之光學讀取及射頻編碼裝置。

航空器中用於行李的辨識標籤全部配備一條碼。該條碼含有用於辨識該行李的資料與資訊，因此，該條碼可供登記、裝載以及卸載期間對該行李進行索引編排以及辨識。該條碼可能含有和該行李、其擁有者、飛機編號、...等有關的辨識資訊。不過，基於可靠度與安全性的理由，傾向於以一射頻系統來替換此等標籤的辨識系統，其特點在於具有一含有該資訊的電子晶片；以及一天線，用以和一同樣配備一天線的遠端讀取機來交換資料，該晶片與該天線則被連接在一起。該射頻類型的辨識技術可利用傳統的條碼辨識技術來取代或是附加於傳統的條碼辨識技術之中。不過，此種技術中所浮現的問題係，要在全世界所有機場處安裝此等標籤的射頻類型讀取/寫入系統難度非常地高且成本極高，其證明必須保持兩種類型的讀取系統。所以，該等同時配備一條碼以及一射頻類型系統，被稱為「混合標籤」的標籤將會應用於整個行李辨識市場中。

繼而所引起的問題便係修改目前被安裝於各機場處僅能讀取條碼辨識標籤的讀取/寫入系統。所以，現有的裝置能夠創造一條碼，用以轉換該經過編碼的資訊，並且利用相同的資訊來編碼該晶片。目前的列印機能夠產生行李辨識標籤，該些標籤可以光學方式來進行讀取並且配合一射頻系統來運用。該些列印機能夠於一配備一射頻系統的辨識標籤上列印一條碼並且同時編碼該晶片。因此，此類型的列印機可替換目前市售的條碼辨識標籤列印機。此種解決方案中的其中一項嚴重問題為替換所導致的成本。所以，此種替換並非合宜的方式，因為行李的條碼辨識標籤列印機非常可靠且實用。

本發明的目的係提供一種可用於標準條碼列印機輸出的可攜式裝置，其能夠讀取該列印機所產生的標籤的條碼並且利用所讀取的資訊來編碼同一標籤的晶片，而不需要對該列印機所安裝附屬的系統進行任何修改及與其作任何互動。

因此，本發明的用途係提供一種裝置，其特點在於具有：一用於已列印碼之光學讀取機，其能夠將被列印在一物體(如標籤)上之碼的資訊轉換成數位資料，該物體配備一射頻系統，其特點在於具有被連接在一起的一天線與一晶片。根據本發明的一主要特徵，該裝置包含一射頻交談單元，其係被設計成利用讀取自該已列印碼的數位資料來編碼該晶片並且將被編碼於該晶片中的數位資料和該已列印碼中的資訊作比較。

根據圖1的示意圖，根據本發明的裝置10係被放置在一列印機22的輸出處，該列印機22本身係被連接至一應用程式21，如代替航空公司來執行行李登記的應用程式。該列印機係被內建於一登記櫃檯之中，且以遠距的方式被連接至該航空公司的資料庫。用於列印該等已列印碼標籤(如條碼)的列印機會輸出供作業員直接使用的標籤。該等標籤還配備一射頻系統，其特點在於具有被連接在一起的一天線與一電子晶片。根據本發明的裝置的特點在於具有一不含移動式機械部件的條碼讀取機12，其最好屬CCD(電荷傳輸裝置)類型。該CCD感測器光學讀取機包含兩個不同部件：一光學部件13，被設計用來讀取該條碼；以及一邏輯部件14(解碼器)，被設計用來解碼所讀取的資訊，以便將其轉換成數位資料。該光學部件13的特點為具有：一發光裝置，被設計用來照射該條碼，該發光裝置可能係由一或更多個發光二極體所構成，用於利用可見光或紅外光來照射該條碼；以及一偵測裝置，用來偵測被該碼所反射的光。依此方式，由於光電晶體系統的關係，被該條碼反射的光信號便會被該CCD感測器轉換成一電氣信號。接著，解碼器14便會處理該電氣信號，以便能夠以數位資訊的形式將該條碼中內含的資訊傳送至該晶片。為達此目的，由於微處理器16的關係，一射頻交談單元15會處理來自解碼器14(也就是，來自該讀取機的邏輯部件)的數位信號。一扮演收發器角色的射頻介面17會接收來自該微處理器16的資訊並且將其傳送至該標籤20中的電子晶片28。相反地，該射頻介面17則能夠取出標籤中內含的辨識資訊並且將其傳送至微處理器16。因此，該射頻介面17能夠進行信號的調變與解調變，以便確保資料能夠傳送至標籤20以及能夠讀取來自該標籤的資料。依此方式，對應於該條碼的資訊便會被編碼於該晶片之中。該資訊會藉由位於根據本發明之裝置中的天線18來進行交換，該天線18會與標籤20的天線進行通信。該解碼器14亦能夠形成該微處理器16的一部份，其並不會脫離本發明的範疇。

裝置10的特點為具有一被連接至該射頻交談單元15的使用者介面，俾使該使用者能夠立即偵測該標籤20與該裝置10之間的錯誤交易作業。

根據圖2，根據本發明的裝置10的特點為具有一讓一物體(例如行李標籤)通過的大型開口31，其形狀最好是矩形。圖中所示的裝置10具有一下方部或基部33，其大於上方部37；一正面35與一背面39，正面35與背面39被設計用來壓靠在該列印機中印出標籤的面之上。較佳的係，該天線18係被安置在裝置10的基部33之中，平行於該開口31的任一側。該光學讀取機12的光學部件13最好是被放置在該天線18的相反側處，沿著該裝置之上方部37，面向該裝置之基部35。因此，該光學部件13與該天線18的位置係彼此相向，且位於該開口31的任一側之上，該天線18係位於該開口中該裝置之寬度為最大的一側之上。該光學部件13的位置會使得該發光裝置所產生的光束構成一平行於該裝置之背面39之平面的平面。不過，該光束的方位亦可依據被安裝在一旋轉接點上的發光裝置來進行修改。

裝置10的電源供應器(圖中未顯示)可由一內建電池或一主電力連接線來提供。

圖3所示的係條碼標籤列印機22的立體圖。於其正面24上具有一開口或輸出23，被列印的標籤20會從該處送出。輸出23可能位在一傾斜於該正面之其餘部份的部件25之上，該正面24與該傾斜部件25之間的角度通常會小於等於45°。標籤20通常會在垂直該列印機之面25的方向中送出。根據該列印機模型，當該標籤送出時會被自動切割，或者可由一作業員沿著一切割緣來進行壓切，其中該切割緣係被設計用來達成此目的且通常係位於開口23之頂端緣上。該標籤20的特點係具有：一條碼26，其位置平行於該標籤的短邊；以及被連接在一起的一天線27與一晶片28。

圖4所示的係根據本發明之列印機22與裝置10處於運作位置中的立體圖。該裝置10緊靠著該列印機22，以便使得開口31位於標籤輸出23的周圍處，從而讓該裝置10中沒有任何部件會阻礙標籤的輸出。裝置10的背面39會壓靠在該列印機中其上設置著標籤之輸出23的面25之上，以便讓該發光裝置所產生的光束會被導引平行於該面25。依此方式，該光束會被導引垂直於從平面25上所設置之輸出23處送出該列印機的標籤。裝置10的形狀會被調適成用以調整其本身，以便在標籤輸出附近緊靠著該列印機22，而不會阻礙該等標籤的輸出。裝置10係被放置在其上放置著該列印機的一支架之上，如圖4所示；或者裝置10可於安裝之後沿著該列印機附近的一基部滑動；或者裝置10亦可借助於附接系統(如吸附杯(suction cup))而直接被固定在該列印機之上。當裝置10被放置在其上放置著該列印機的支架上時，其亦可能包含附接系統(如吸附杯)，該附接系統係被設計用來確保該裝置會被保持在相對於該列印機的正確位置中。當裝置10位於正確位置處時，介於該裝置之基部平面以及該列印機中含有標籤之輸出23的平面25之間的角度係介於45°與90°之間。依此方式，於該列印機輸出處，該等標籤會與位於該裝置之基部平面中的天線18的平面構成一介於0°與45°之間的角度。

接著，開口31的上方側(也就是，置放該光學讀取機12的一側)便會被平行定位於輸出23的上方。於此配置中，當由一作業員以手動方式來切割標籤時，裝置10必須不會干擾到標籤的切割作業。

於運作期間，當該列印機22列印一條碼標籤時，其便會從輸出23處被吐出，該條碼會先被吐出。當該標籤開始送出該列印機時，其會通過裝置10的開口31，讓該光學讀取機12先讀取該條碼的資訊與資料。接著，該CCD感測器便會將該標籤的條碼的資訊與資料轉換成電氣信號，接著便由解碼器14轉換成數位資料。當該標籤尚未完全送出該列印機時，該射頻交談單元15便會將來自該解碼器的資訊傳送給該標籤。接著便會立即檢查被傳送給該標籤的資訊。為達此目的，該射頻交談單元15的收發器會發送一質詢信號給該標籤，以便讀取該標籤之晶片中所含的資料並且使其和從該微處理器16記憶體中所儲存的條碼中所讀取的資料作比較。舉例來說，該使用者介面係依據一色碼由一或兩個指示燈40所組成，用以表示該標籤之晶片中所含的資訊是否與所讀取的資訊相符。

用於進行資料交換所需要的時間是短的，其大小為100至300ms，其係藉由射頻進行資料交換所需要之時間的三分之一。因為該標籤必須於整個交易時間期間保持在該讀取機之天線的電磁場內，所以，該讀取機之天線的大小必須經過設計，以便無論標籤的輸出為何均必須能夠滿足此條件。標籤自該列印機送出的輸出速度可能高達20cm/s。就進行迅速交易而言，最不合適的情況係該天線的位置非常靠近該已列印碼，而對於20cm/s的輸出速度來說，該讀取機「瀏覽」該標籤的距離必須大於6cm。

標籤20的條碼可利用可讀取之字元來取代，於此情況中，該光學讀取機12則係一OCR(光學字元讀取機)，此並未偏離本發明的範疇。再者，被記錄在該標籤上的條碼或字元的方向可能垂直於該標籤的長邊。一般來說，該光學讀取機12係一能夠將被列印在一物體(例如標籤20)上之碼的資訊轉換成數位資料的讀取機。

根據本發明的第一實施例，如ISO標準14443與15693中的定義，該裝置的運作頻率係13.56MHz。於此情況中，該等磁性天線18與27的特點為具有一或更多個繞線，且當該等兩個天線18與27平行時，該等兩個天線之間的資料交換效果為最佳，因此，該裝置的天線18所提供的電磁場會接近垂直該標籤的平面。

根據本發明第一實施例的一變化例，該裝置10的天線18可被放置在該裝置10的正面35之中，使得該天線的繞線會包圍開口31。於此情況中，舉例來說，於該等標籤送出該列印機22時和該裝置10的基部平面形成45°角的位置處，天線27的平面與天線18的平面之間的角度便會約等於45°。然後便可於該標籤與該裝置10之間進行資料交換。

根據本發明第一實施例的另一變化例，該天線18的特點為具有兩個繞線群，其中由一或更多個繞線所組成的第一繞線群係位於該裝置10的基部平面33之中，而由一或更多個繞線所組成的第二繞線群則係位於該裝置10的正面35之中，俾使設置該等兩個繞線群的兩個平面所形成的角度介於45°與90°之間。該等兩個繞線群中之繞線的方向均相同，因此會產生一相對於該標籤具有最佳方位的電磁場。實際上，由於該列印機上設置著標籤之輸出23的正面的傾斜方位的關係，該標籤通過裝置10的開口31時會與該裝置的基部33形成一介於0°與45°之間的角度。結果，於該標籤20通過之區域處的開口31中存在著一電磁場，該電磁場垂直於該標籤的分量(即最有用的分量)的數值為該兩個繞線群所造成之分量的合成，因此，相較於每一個分開的繞線群所產生之垂直該標籤的分量更為重要。

此第一實施例之變化例的優點係，不論該列印機為何，明確地說係不論當該標籤送出該列印機時所採取的方向為何，均可確保該標籤與根據本發明之裝置之間的通信。實際上，倘若該等兩個天線之間的角度為垂直的話，該標籤與該裝置之間的電磁耦合作用將會最小。倘若標籤送出該列印機的輸出平面25垂直於該裝置10中安置該天線的基部平面35的話，該等兩個天線之間的角度便會垂直。於此配置中，裝置10便可能偵測不到該標籤，且該標籤與該裝置之間的通信亦可能會失敗。因此，不論該列印機的幾何配置為何，前述彼此之間形成一非零角度的兩個繞線群的組合可保證該標籤與該裝置10之間的通信。

根據本發明之第二實施例，裝置10的工作頻率係落在大小為GHz的超高頻(UHF)範圍中(根據ISO 18001標準，歐洲與美國頻率係落在860至960MHz範圍之間以及2.45GHz頻率)。於此情況中，較佳的係，天線18係被設置在裝置10的最大部件中，因此，其會被設置在圖2中所示的下方部件或基部33之中。再者，天線18的通信範圍必須很小，方能與送出該列印機的標籤交換資料，也就是，與和天線18最靠近的標籤交換資料。

一般來說，根據本發明之裝置的優點係可搭配現有的系統來使用，而不需要對現有的系統作任何修改。將該裝置設置在一將資料記錄成一已列印碼(可讀取之字元或條碼)之傳統辨識標籤列印機之輸出處，其中該等標籤係非接觸式射頻類型，那麼，根據本發明之裝置便有助於將該等已列印資訊轉錄至該射頻系統的晶片之中並且進行檢查。

同樣地，將該裝置設置在一混合標籤列印機(也就是，一能夠列印條碼或其它類型之編碼字元且能夠編碼一射頻晶片的列印機)之輸出處，那麼，根據本發明之裝置便能夠讀取該條碼與該射頻晶片中所含的資料，並且進行比較，以便檢查其相符情形。

再者，根據本發明之裝置的優點係和其要置入的系統(不論係何種列印機)或該系統的應用程式完全無關。

此外，根據本發明之可攜式裝置的優點係可輕易從一登記櫃檯移至另一登記櫃檯。依此方式，航空公司便不必被迫為其所有的列印機裝設本發明之裝置，且僅需要針對其中一部份的列印機進行裝設即可。

10．．．裝置

12．．．條碼讀取機

13．．．光學部件

14．．．邏輯部件

15．．．射頻交談單元

16．．．微處理器

17．．．射頻介面

18．．．天線

20．．．標籤

21．．．應用程式

22．．．列印機

23．．．輸出

24．．．正面

25．．．傾斜部件

26．．．條碼

27．．．天線

28．．．電子晶片

31．．．開口

33．．．下方部

35．．．正面

37．．．上方部

39．．．背面

40．．．指示燈

從前文說明中，配合圖式，便可非常明白本發明的前述用途、目的以及特徵，其中：圖1所示的係根據本發明之裝置的方塊圖與示意圖，圖2所示的係根據本發明之裝置的立體圖，圖3所示的係該行李標籤列印機的立體圖，以及圖4所示的係根據本發明之裝置處於配合列印機之運作位置中的立體圖。

10．．．裝置

12．．．條碼讀取機

13．．．光學部件

14．．．邏輯部件

15．．．射頻交談單元

16．．．微處理器

17．．．射頻介面

18．．．天線

20．．．標籤

21．．．應用程式

22．．．列印機

Claims (10)

1. 一種特點係具有光學讀取機(12)及射頻交談單元(15)之裝置(10)，該光學讀取機(12)係用於已列印碼，能夠將被列印在如標籤之一物體上之碼的資訊轉換成數位資料，該物體配備一射頻系統，其特點在於具有被連接在一起的一天線(27)與一晶片(28)，該射頻交談單元(15)係被設計成利用讀取自該已列印碼的數位資料來編碼該晶片(28)並且將被編碼於該晶片中的數位資料和該已列印碼中的資訊作比較，其特徵在於，該裝置包含：一背面(39)，其係被調適且設計用來壓靠在一辨識標籤(20)列印機(22)之上；以及一開口(31)，當該標籤(20)送出該列印機(22)，便會通過該開口(31)；且該裝置能夠利用所讀取的數位資料來編碼該晶片，而不需要對該辨識標籤列印機進行任何修改及與其作任何互動。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特點為用於已列印碼的該光學讀取機(12)包含：一光學部件(13)，被設計用來讀取該碼；以及一邏輯部件(14)，被設計用來解碼所讀取的資訊，並且將其轉換成數位資料。
3. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該光學讀取機(12)之該光學部件(13)的特點為具有：一發光裝置，其係被設計用來照射該已列印碼；以及一偵測裝置，用於偵測被該碼所反射的光。
4. 如申請專利範圍第2項之裝置，其特點為具有一能夠處理來自該邏輯部件(14)之數位資料的微處理器(16)以及一 射頻介面(17)，它們係內含於該射頻交談單元(15)之中並且被設計用以透過一天線(18)來傳送該微處理器(16)所處理的資訊給該標籤(20)的晶片(28)。
5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中該天線(18)與該光學部件係被安裝在該開口(31)的任一側之上。
6. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其特點為具有一使用者介面(40)。
7. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其特點為具有附接系統，用以附接至該列印機(22)。
8. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該裝置的工作頻率的大小為13.56MHz。
9. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中該天線(18)的特點為具有兩個繞線群，其中第一繞線群係位於該裝置的基部平面(33)之中，而第二繞線群則係位於該裝置的正面(35)之中，俾使設置該等兩個繞線群的兩個平面所形成的角度介於45°與135°之間。
10. 如申請專利範圍第1或2項之裝置，其中該裝置的工作頻率係落在超高頻的範圍中，因此大於868MHz。