TWI830828B - 車牌及其之製造方法 - Google Patents

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艾伯塔斯 雅克布斯 比勒陀利烏斯
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澳大利亞商萊森西斯澳大利亞私人有限公司
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Abstract

本發明係關於一種車牌，其包含一個鄰接於車輛設置之射頻(RF)護板。本發明之車牌亦包含一個鄰接於護板設置之間隔物。一個射頻識別(RFID)標籤藉由間隔物與護板隔開。較佳地，標籤藉由間隔物與護板隔開，其提供一個較寬廣之射束以改善一與腔式槽孔天線標籤相比之標籤讀取。有利地，車牌可由最少的零件及製程容易地分層組裝，以提供改善之車牌製造。

Description

車牌及其之製造方法
本發明係關於一種配有射頻識別(RFID)標籤之車牌(vehicle license plate)(英文名稱通俗上亦稱為blank plate或blank)。本發明具有雖非專屬應用、然獨特之電子收費及執法目的。
本發明說明書所記載之任何先前技術參考資料並非、且不應被視為確認或以任何形式建議該先前技術係構成通常知識之一部份。
車牌係以塑膠片材(典型厚度大於等於3毫米)或金屬片材(典型厚度大於等於0.8毫米)製造而成。大部分車牌使用具有不透明字母之反光片材作為底板。在部分情形下，字母係反光的而底板係不透明的。在部分國家中，例如澳洲，底板上覆加有圖像及/或圖案。該圖像及/或圖案大部分係出於美感之目的並因此需支付一溢價。反光片材及印刷典型地施加於塑膠板之背面及金屬板之正面。金屬板典型地壓印上邊框以加強其硬度。金屬板上之字母亦典型地壓印。壓印區域係利用輥覆蓋上油墨(即工業之上墨)或利用環氧樹脂(即工業上之燙印)以創作精確之字母圖樣。該壓印可反向以提高底板並創造反光字母。
金屬板可配有一金屬上之射頻識別(RFID)標籤。在此情 形下，金屬板係作為標籤天線之導電接地板。如此一來，板尺寸及板後之車輛金屬部分影響射頻性能，其典型的射頻性能影響係減小標籤天線輻射圖案的前孔徑。此影響進而限制由高架讀取器、側邊讀取器及路上讀取器讀取標籤之能力。由於標籤不應隱蔽板上字母之讀取能力，標籤之尺寸(底面積及厚度)被限制。由於標籤放置之金屬表面應藉由至少一個頻率之因素覆蓋標籤(基於標籤天線設計)，射頻性能亦被板上標籤的位置影響，在超高頻下大約是20毫米。板之壓印、美感及安全元件亦可影響射頻性能(讀取範圍及孔徑)。因此，金屬上標籤對於在空曠道路上之車輛識別幾乎無效。
金屬板亦可配有金屬內之嵌入標籤。該標籤典型地利用板作為標籤天線。槽孔標籤天線為一較佳實施例。金屬內之嵌入標籤與金屬上標籤受到同樣的限制，而由於板作為天線將沿著道路向前輻射，但又向後輻射至車輛，故金屬內之嵌入標籤特別受到車輛部分及形狀之影響。向後的訊號被車輛之金屬部分反射，並接著干擾向前之輻射。此等輻射難以控制，且通常需要對於特定車輛及板放置之特定設計。金屬內之嵌入亦可不直接使用於金屬表面上。許多車牌係直接貼合在金屬上。
一個塑膠板亦可配有RFID標籤。在此情形下，車輛體之金屬及使用之塑膠基底之介電效應二者皆構成挑戰。最常見使用於車牌結構之反光片材被金屬化。具有金屬化反光片材之塑膠板構成RFID的一個更大挑戰。現今存在非金屬化之反光片材(稱為稜鏡型反光片材)，且在車牌上足夠耐用。然而，因車輛金屬體之高變數仍然對射頻構成大挑戰，稜鏡型反光片材並未解決稠密塑膠板所面臨的RFID挑戰。
類似本發明之設計，先前技術於中空塑膠板內使用腔式槽孔天線。實際上該板係為了限制向後之輻射而建造，並消除車輛金屬體的影響。雖然孔徑減小之效應未被解決，板直接放置在金屬上之問題已被解決。不合意地，腔式槽孔板體需要被一導電層封閉以建立法拉第柵欄。槽孔形成於板之前導電層內，其中RFID標籤放置於前述前導電層內，使槽孔成為標籤之共振役使天線。腔式槽孔使大量製造成為挑戰，特別是考量到車牌為一具有嚴峻成本壓力之商品。
較佳實施例提供改良之車牌製造及/或實質降低板設置及車輛對射頻性能之影響。
槽孔天線(在板內或腔內)本質上具有一狹窄孔徑。當考量安裝車牌的車輛時，期望的孔徑理想上在垂直面及水平面二者皆應寬廣，使路邊、路上及高架天線能偵測到所有車牌。使用者時常將車牌傾斜以躲避照相機偵測。面向下的車牌因腔式槽孔天線的方向性而最可能不被高架讀取器讀取到。相似地，路邊讀取器將有讀取困難。雖然持有手持讀取器的執法官員與車輛行駛路徑需距一定安全距離，車牌可被讀取到的正面角度增加，因此降低安全性。
槽孔天線的另一問題在於他們固有的線性極性。當讀取器及標籤二者皆使用相同的線性極化時，可以達到RFID之最佳讀取性能。擋風板RFID標籤的常見作法係將他們水平放置。因此，例如停車及電子收費之公共服務系統使用水平極化之天線。槽孔天線因各種射頻原因具有垂直極化(槽孔天線係偶極子天線之反向)，但主要是因為水平槽孔符合板的結構。因此，讀取服務別無選擇僅能使用交叉極化或圓形極化之讀取 天線，其具有無法避免地至少有3dB的性能損失。
較佳實施例相較於槽孔天線提供車牌標籤改善的射頻讀取。
其他先前技術包含金屬上RFID標籤之運用。金屬上標籤係設計為直接放置在車輛金屬上，且其本質上具有定向輻射圖案，典型具有用於車輛識別之過窄孔徑。
金屬上標籤及金屬內之嵌入標籤需要被放置在車牌之表面上或表面內，其限制金屬上標籤之放置及尺寸。導因於無線電訊號傳播，需放置金屬上標籤及金屬內標籤使安裝平面內之標籤之所有面具有足夠金屬。理想的位置係在車牌中央，然而此作法會不合意地干擾車牌之圖像可讀性，減少金屬上標籤尺寸且亦降低其效率。
較佳實施例可避免隱蔽車牌之圖像可讀性。
依據本發明之一態樣，本發明提供一種車牌，其特徵係其包含：
一個鄰接於車輛設置之射頻(RF)護板；
一個鄰接於護板設置之間隔物；及
一個藉由間隔物與護板隔開之射頻識別(RFID)標籤。
有利地，標籤藉由間隔物與護板隔開，前述間隔物可提供與腔式槽孔天線標籤相比較寬廣的射束，以改善標籤讀取。護板相較於小型標籤為可擴張，以減輕車輛金屬體變量之影響，並因此改善標籤讀取。
標籤可嵌於間隔物內以避免隱蔽車牌圖像可讀性。間隔物可為中空。間隔物可包含內部凸條。凸條可設置在平坦基底及平坦蓋之間。凸條可界定設置標籤之凹槽。標籤在設置於凹槽內時可與凸條齊平。
間隔物可為非導電性。間隔物可為非金屬。間隔物可為塑膠。間隔物可具有低相對電容率(εr)及一與空氣相似之介電值。間隔物厚度可為約8至10毫米，高度可大於100毫米及/或寬度可大於150毫米。
護板可包含金屬。護板可僅在一側金屬化，且該側面向車輛。
車牌可在標籤及護板之間進一步包含另一片護板(或匹配層)。該另一片護板可設置於護板及標籤天線之間。標籤可包含交叉極化天線。前述另一片護板可為導電性或金屬，作為靜電放電用之直流接地並屏蔽標籤並阻擋由護板反射之RF波。前述另一片護板可與標籤一體成形。
車牌可進一步包含鄰接於標籤所設置之反光片材。車牌可進一步包含鄰接於反光片材所設置之圖像層。圖像層可包含背景影像及/或字母，不須使用可降低車牌影像可讀性之固定器。車牌可進一步包含末端透明層。
依據本發明之另一態樣，本發明提供一種車牌之製造方法，其特徵係其包含：
提供鄰接於車輛所設置之射頻(RF)護板；
設置鄰接於護板之間隔器；及
使用間隔器將射頻識別(RFID)標籤與護板隔開。
有利地，車牌可以最少的零件及製程分層組裝，以提供改善之車牌製程。
該方法可進一步包含在間隔器內設置標籤。該方法可包含在一個或多個間隔器凹槽設置標籤，並貼附板以在間隔器內嵌入標籤。該方法可包含將間隔器貼合另一板。
該方法可包含將反光片材鄰接於間隔器貼合。該方法可包含將圖像層鄰接於反光片材貼合。
本發明所描述之任何特徵，在本發明之範圍內，可以任何組合結合任何一個或多個本發明所描述之其他特徵。
【圖1、2a、2b】
100:車牌
102:基底護板
104:車輛
106:間隔物
108:標籤
110:天線
112:下部主動電路元件
114:匹配護板
200:狹窄輻射圖
202:寬廣輻射圖
204:較寬射束包封
206:較窄射束包封
【圖3】
100:車牌
102:基底護板
106:間隔物
108:標籤
110:天線
112:晶片
200:中間層
202:凸條
204:基底
206:蓋
208:凹槽
210:反光片材
212:圖像層
本發明之較佳特徵、實施例及變化可由下述實施方式詳細敘述對本發明所屬技術領域中具通常知識者提供充足資訊以實施本發明。該實施方式不應以任何方式被視為限制前述發明內容之範圍。該實施方式參照以下之圖式。
【圖1】表示根據本發明一實施例之部分車牌剖面圖。
【圖2a】為已知具有腔式槽孔天線之車牌之輻射圖。
【圖2b】為如圖1所示車牌之輻射圖。
【圖3】為如圖1所示車牌之分解透視圖。
根據本發明之一實施例，圖1示出多層車牌100。車牌100包含鄰接於車輛104設置之射頻(RF)基底護板102。中空塑膠間隔物106鄰接於基底護板102設置。
車牌100進一步包含藉由間隔物106與護板102隔開之超高頻RFID標籤108(即被動式詢答機)。標籤108包含上部天線110，及下部主動電路元件112。天線匹配護板114在標籤108之基底以屏蔽由基底護板102反射之RF訊號。
圖2a示出具有腔式槽孔天線之車牌之狹窄輻射圖，而圖2b示出車牌100之寬廣輻射圖202。有利地，標籤108藉由間隔物106與基底護板102隔開，前述間隔物106提供較寬射束包封204，與腔式槽孔天線之較窄射束包封206相比時可改善標籤108之讀取。標籤108之孔徑在水平面及垂直面皆增大。
RFID標籤讀取包含讀取器向標籤108發射強訊號之調變雷達技術。強訊號驅動被動標籤108。讀取器調變訊號以向標籤108傳達訊息，當聽取來自標籤108之回應訊息時發射定波(CW)。標籤108調變反射訊號以向讀取器傳達訊息。基底護板102相較於小型標籤108為可擴張的，以減輕接地效應或車輛104金屬體之變量，並因此改善標籤讀取。
圖3詳細示出完整之車牌100。標籤108嵌於間隔物106(及車牌100)內，有利地避免在車牌100之圖像讀取時隱蔽字母。間隔物106包含中間層200。中間層200界定內部縱向凸條202，該凸條202界定間隔開的平行中空通道。間隔物106亦包含平坦基底204及平坦蓋206，中間層200夾入前述平坦基底204及前述平坦蓋206之間。凸條202 界定設置有標籤108之上部凹槽208。標籤108在設置於凹槽208內時與凸條202之上端齊平。
輕量的間隔物106係非導電性且非金屬。間隔物元件200-206典型地由塑膠形成，具有一低相對電容率(εr)及與空氣相似之介電值，因此產生低RF干擾。間隔物106厚度約8至10毫米，高度大於100毫米且寬度大於150毫米。
基底護板102為金屬化。標籤天線110在基底護板102相反側的非金屬側面上設置。基底護板102形成RF護板，並與標籤天線110造成之反射相比產生較強的反射。
暫時參照圖1，匹配護板114(或匹配層)形成標籤108之基底，且位於標籤天線110及基底護板102之間。該匹配護板114與標籤天線110相配。匹配護板114亦為導電性或金屬，作為靜電放電用之直流接地並屏蔽標籤108阻擋由基底護板102反射之RF波。浮動的標籤天線110對於不同尺寸的基底護板102及不可預測的車輛金屬體104具有高度的抗擾性。前述結構可以自由使用不同尺寸之交叉極化天線110之。
再參照圖3，車牌100進一步包含鄰接於間隔物蓋206及標籤108設置之非金屬化反光片材210。車牌100進一步包含鄰接於反光片材210設置之圖像層212。圖像層212包含背景圖像及前景之字母(例如：ABC-234)。圖像層212可藉由印刷、雷射、蝕刻、淺壓紋、噴砂、燙金(熱燙及冷燙)或其他方式之組合施加於反光片材210及頂蓋206其一或二者上。不須使用會降低車牌100之影像可讀性或干擾RF之固定器。
車牌100，與現今標準及配有RFID之車牌相比，改善影像 可讀性及RFID可讀性二者。車牌100亦降低製造複雜度及相關成本，並增加在車牌100之圖像層212上添加個人化特徵之自由。標籤108被嵌入以保護標籤天線輻射圖，遠離車輛104高度變動金屬體之影響。
製造車牌之方法如下簡述。
最初，具有匹配護板114之標籤108在間隔物106內設置。特別地，凸條凹槽208接納標籤108，且間隔物中間層200安全地夾入在貼合之平坦基底204及平坦蓋206之間。
接著，裝配之間隔物106鄰接於基底護板102接合，標籤108與基底護板102隔開。
接著，反光片材210鄰接於裝配之間隔物106貼合。
接著，圖像層212鄰接於反光片材210貼合。
有利地，車牌100可以最少的零件及製程容易地分層組裝，以提供改善之車牌製造。
本發明所屬技術領域中具通常知識者將理解，在不脫離本發明之範圍下，可有多種實施例及變化。
在較佳實施例中，RFID標籤108具有單一結構，其包含RFID標籤晶片112、天線輻射器110及匹配護板114。其他實施例可出自於RF性能及製程理由分隔該些零件。在一實施例中，間隔物中間層200可獨立地接納匹配護板114，其與標籤108之天線110及電路112隔開。
在一實施例中，間隔物106之頂蓋206包含接納標籤108之凹槽。
在一實施例中，間隔物中間層200與平坦基底204及平坦 蓋206其一或二者一體成形。
在一實施例中，基底護板102包含片材、金屬化或傳導油墨及環氧樹脂。
在一實施例中，基底204可由導電性材料製成，例如包含導電塑膠，在此情形下基底護板102不存在。
頂端三層板206、210及212可互換，而反光片材210在層疊內永遠低於圖像層212。可在層疊頂端設置透明頂蓋，以提供以下優點：
保護圖像層212。
包含例如透明全像圖像及水印之防護特徵。
具有紋理使其具有美感及安全二者原因。
允許以捲對捲(連續流製造)之方式獨立成型及圖像應用。在此情形下，上層206之板條在製程中可作為輸送帶使用，並在其上添加其他元件。該層206相較於其所黏附之間隔物202更寬。最後步驟係將車牌100由「輸送帶」切割(機械性或藉由雷射)。
在一實施例中，反光片材210及間隔物蓋206可相反。
根據法令，本發明對於結構或方法特徵已以術語多少明確說明。應當理解，因本發明所說明之方法包含實施本發明之較佳形式，本發明不限於圖示或說明之特定特徵。
本發明之說明書所述之「一(one)實施例」或「一(an)實施例」，表示說明有關實施例之特定特徵、結構或特性包含在本發明之至少一實施例內。因此，出現在本說明書內各種地方之用詞「一(one)實施例 中」或「一(an)實施例中」不一定全指相同的實施例。進一步地，特定之特徵、結構或特性可以以任何適合的方式在一個或多個組合中結合。

Claims (17)

  1. 一種車牌，其特徵係，其包含：一個鄰接於車輛設置之射頻(RF)護板；一個鄰接於前述護板設置之間隔物；一個藉由前述間隔物與前述護板隔開之射頻識別(RFID)標籤；及另一片護板或與前述標籤之天線相配之匹配層，並設置於前述標籤及前述護板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述標籤藉由前述間隔物與前述護板隔開，前述間隔物提供與槽孔天線標籤相比較寬廣之射束以改善標籤讀取。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述護板相較於前述小型標籤為可擴張，，以減輕前述車輛之金屬體之變量影響，並因此改善標籤讀取。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述標籤係嵌入前述間隔物內，以避免隱蔽前述車牌之圖像可讀性。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述間隔物為中空並包含內部凸條，前述凸條界定設置前述標籤之凹槽，且前述標籤於設置於前述凹槽內時與前述凸條齊平。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述間隔物為非導電性及為非金屬，前述間隔物理想為具有低相對電容率(εr)及與空氣相似之介電值之塑膠。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述護板包含金屬。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述另一片護板設置於前述護板及前述標籤之天線之間，並為導電性或金屬，因此作為靜電放電用之直流接地並屏蔽標籤阻擋由護板反射之射頻波。
  9. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述另一片護板與前述標籤一體成形，前述標籤理想地包含交叉極化天線。
  10. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述車牌進一步包含鄰接於前述標籤設置之反光片材。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之車牌，其中，前述車牌進一步包含鄰接於前述反光片材設置之圖像層。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之車牌，其中，前述圖像層包含一個背景圖像及/或字母，且不需要固定器，其會降低前述車牌之圖像可讀性。
  13. 如申請專利範圍第1項所記載之車牌，其中，前述車牌進一步包含一個末端透明層。
  14. 一種車牌之製造方法，其特徵係包含以下步驟：提供鄰接於車輛設置之射頻(RF)護板；設置鄰接於前述護板之間隔物；及使用前述間隔物將射頻識別(RFID)標籤與前述護板隔開；其中，一板條形成一輸送帶，並添加前述車牌之其他元件於前述輸送帶上，前述板條形成鄰接於前述間隔物設置之一間隔物蓋。
  15. 如申請專利範圍第14項所記載之車牌之製造方法，其中，前述車牌以最少的零件及製程分層組裝，提供改善之車牌製造。
  16. 如申請專利範圍第14項所記載之車牌之製造方法，其中，前述製造方法進一步包含：於前述間隔物內設置前述標籤；於前述間隔物之一個或多個凹槽內設置前述標籤，並貼附一片板以於前述間隔物內嵌入前述標籤；將另一片板貼合前述間隔物；將反光片材鄰接貼合於前述間隔物；及將圖像層鄰接貼合於前述反光片材。
  17. 如申請專利範圍第14項所記載之車牌之製造方法，其中，前述製造方法進一步包含將前述車牌由前述輸送帶切割。
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