箱体和无线标签读取系统.pdf

无线标签(2)贴在箱体(1)的外侧面(1a)的指定位置上。部件(3)布置在与无线标签(2)相对的内侧，以由部件(3)形成与贴有无线标签(2)的表面(1a)基本上平行的表面(3a)。此外，金属反射器(4)贴在表面(3a)上。从外部放射出的电磁波被提供给无线标签(2)，并且没有被无线标签(2)消耗掉的电磁波从反射器(4)反射以再次提供给无线标签(2)。

1、  一种箱体，其特征在于包括：
一侧，无线标签贴在其外表面上；和
内表面，反射部件将被贴在其上，所述内表面与所述无线标签相对，并与所述外表面基本上平行。

2、  如权利要求1所述的箱体，其特征在于所述反射部件贴在所述内表面上。

3、  如权利要求1所述的箱体，其特征在于所述内表面有表示所述反射部件将要贴在的位置的标志。

4、  如权利要求2所述的箱体，其特征在于所述反射部件为金属板，隔板设置在所述内表面上，并且所述金属板设置在所述隔板上。

5、  如权利要求2所述的箱体，其特征在于所述无线标签和所述反射部件之间的距离从λ/12到5λ/12范围内变化或者从(λ/12+λ/2的整数倍)到(5λ/12+λ/2的整数倍)范围内变化，其中λ是使用的电磁波的所述波长，dn(n＝1，2，…)是存在于所述无线标签和所述反射部件之间的至少一层的厚度，并且εrn(n＝1，2，…)是相对介电常数。

6、  如权利要求2所述的箱体，其特征在于所述反射部件大于直径为所使用的电磁波的波长λ的一半的圆。

7、  如权利要求2所述的箱体，其特征在于所述无线标签和所述反射部件之间的距离被设置为比电磁波波长λ的十二分之一(1/12)短，以避免所述无线标签被具取，其中dn(n＝1，2，…)是包括存在于所述无线标签和所述反射部件之间的空气层的各层的所述总厚度，并且εrn(n＝1，2，…)是相对介电常数。

8、  一种箱体，其特征在于包括：
一侧，其外表面具有表示无线标签将要贴在的位置的标志；和
内表面，反射部件将要被贴在其上，所述内表面与所述无线标签相对，并且与所述外表面基本上平行。

9、  如权利要求8所述的箱体，其特征在于所述反射部件被贴在所述内表面上。

10、  如权利要求8所述的箱体，其特征在于所述内表面有表示所述反射部件将要贴在的位置的标志。

11、  如权利要求9所述的箱体，其特征在于所述反射部件是金属板，隔板设置在所述内表面上，并且所述金属板设置在所述隔板上。

12、  如权利要求9所述的箱体，其特征在于所述反射部件大于直径为所使用的电磁波波长λ的一半的圆。

13、  一种系统，其特征在于包括：
标牌，其包括数据打印层和设置在所述数据打印层上的无线标签，所述无线标签具有天线；
箱体，其一侧的外表面贴有所述标牌，内表面贴有所述反射部件并与所述外表面基本上平行；和
无线标签读取装置，其具有用于从所述无线标签接收数据的天线。

箱体和无线标签读取系统
背景技术
本发明涉及具有无线标签的箱体，并涉及用于从无线标签读取数据的无线标签读取系统。
具有通过使用其上存储有数据的IC芯片和电磁波以非接触方式发射/接收的天线并且不安装电池的一类无线标签通常具有数cm至数十cm程度的通信距离。
这种无线标签被称为非接触式IC标签。日本专利申请公开第2002-298106号公开了使用反射单元如金属板以延长通信距离。换言之，通过插入隔板将反射单元与连接到IC芯片的天线相对放置。此外，连接到IC芯片的天线被贴到对着密封箱体的各面的一个面上，而反射单元被贴到相反方向的另一面上。
使用该结构的贴在箱体的内表面的标签。无线标签读取装置能从如此贴上的无线标签中读取数据，而不接触箱体。
在加于天线上的隔板上设置有反射单元的无线标签作为总体来说很厚。在标签贴到箱体上时会接触箱体的表面上具有IC芯片并且在反面上具有反射单元的无线标签也很厚。当以反射单元接触箱体的方式将这两种中任一种类型的无线标签贴在箱体上时，该无线标签将从箱体显著地突出。
因此，突出的无线标签在产品运输途中很可能碰到某物，并且存在无线标签碰到某物导致该无线标签将会从产品上剥落的问题。而且通过将该厚结构体整体贴在可打印标签上并将该标签贴在箱体上来使用它是很不方便的。
本发明提供一种箱体和一种无线标签读取系统，其能通过将反射部件相对于无线标签设置来延长通信距离，并且贴在要贴到的物体，如产品上的无线标签不从该物体的外侧面显著突出。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种箱体，其外侧面上贴有无线标签，以在与无线标签相对的内侧形成与贴有无线标签的外侧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。
根据本发明，反射部件与无线标签相对设置，以允许延长通信距离，并且防止所贴的无线标签从外侧面显著突出。由此，能稳定保持并准确读出无线标签。
本发明的其它目标和优点将在下面的说明书中进行阐述，某种程度上根据说明书将容易理解，或可以通过实施本发明来获知。通过下文特别指出的手段和组合，可以实现本发明的目标并获得本发明的优点。
附图说明
结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图、本发明的说明性实施例，连同以上给出的概括说明和以下给出的实施例的详细说明，用来解释本发明的原理。
图1是关于本发明的第一实施例的箱体的示例性透视图；
图2是第一实施例的主要部分的示例性的放大截面图；
图3示出了波长为λ相位为45°的行波、其反射波和其合成波的示例性波形图。
图4示出了波长为λ相位分别为0°、45°、90°、135°和180°的行波和反射波的合成波的说明性波形图；
图5是第一实施例中的固定金属反射器的其它实施例的主要部分的示例性放大截面图；
图6是关于本发明的第二实施例的箱体的示例性透视图；
图7示出了第二实施例中使用的标签的结构的示例性视图；
图8示出了第二实施例中使用的标签发行装置的说明性框图；和
图9示出了关于本发明的第三实施例的无线标签读取系统的结构的说明性框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的实施例予以说明。
(第一实施例)
在图1中，箱体1容纳产品，例如纸板盒。箱体1在其一侧部分1a的外表面的规定位置处贴有无线标签2。该无线标签2具有存储数据的IC芯片和通过使用电磁波以非接触方式发射/接收IC芯片中的数据的天线，并且被配置成从电磁波中获得能量而不需安装电池。
箱体1具有与置于侧面1a上的无线标签2隔开并与其相对地部件3。部件3具有与侧面1a基本平行的表面3a。部件3是通过将箱体1的一部分弯曲、通过切割并拉起箱体1的一部分、或通过在箱体1上粘合部件而形成的。
金属反射器4，或反射部件，安装在部件3的表面3a上。金属反射器4为，例如，矩形反射器。可以在制造箱体1的时候，或者在将产品置于箱体1中的时候，将反射器4贴在表面3a上。
就无线标签2和反射器4之间的位置关系而言，从电磁波到来的方向往无线标签2看去，无线标签2被置于反射器4的几乎中心位置处。依照该位置关系，由于电磁波被从反射器4被反射从而到达无线标签2，所以无线标签2能够提高电磁波的接收效率。
如图2中所示，在无线标签2和反射器4之间的距离d变成箱体1的外侧厚度d1和空气层的厚度d2之和。当箱体1的相对介电常数被设置为εr，并且使用的电磁波的波长被设置为λ时，介电常数为εr的材料中的波长等效地变成这样，无线标签2和反射器4之间的有效距离d0可以用下面的表达式(1)来表示。
d 0 = ( d 1 × ϵr ) + d 2 - - - ( 1 ) ]]>
在包括反射器4的结构中，从外部天线发出的电磁波被直接提供给无线标签2，然而，没有被无线标签2消耗掉的电磁波到达反射器4，并被反射以再次提供给无线标签2。
垂直于电磁波传播方向的电磁波的分解Δx用以下表达式(2)来表示。
Δx＝λ/(2sinθ)≥λ/2        (2)
因此，如果反射器4外部形状的尺寸被设置为大于直径为电磁波波长λ的1/2的圆，则反射器4能够有效地向无线标签2提供反射的电磁波。
图3示出了电磁波的行波S1、从反射器反射的反射波S2以及其合成波S0。图3示出了在反射器被置于图3的横轴的右端时和当距离反射器一个波长λ的位置处的行波S1的相位为45°时的波形。图3的纵轴表示电磁波的振幅，行波S1的最大振幅被设置为“1”。
行波S1在图3中从左向右传播，当其达到反射器时，其极性被反转。然后，接下来，该反射波在图3中作为反射波S2从右向左传播。合成波S0由行波S1和反射波S2组成，并且其振幅增加。
图4示出了随时间变化的合成波的波形图。即使在图4中，和图3一样，反射器被置于横轴的右端，并且其左端被置于距离反射器一个波长λ的位置处。图4的纵轴表示电磁波的振幅。
波形g1表示在行波的相位为0°时的合成波。波形g2表示当行波相位为45°时的合成波。波形g3表示当行波相位为90°时的合成波。波形g4表示当行波相位为135°时的合成波。波形g5表示在行波相位为180°时的合成波。
电磁波的相位随时间从0°变化到45°和90°。电磁波的相位从0°变到360°的时间由电磁波的频率决定。
从图4的波形图可知，合成波的振幅变为最大值的位置是距离反射器λ/4或3λ/4的位置。相位为0°的最大振幅是行波最大振幅“1”的两倍。振幅大小表示磁场强度的大小，并且振幅的大小表示电场强度的大小。
也就是说，如果无线标签2被置于与反射器4离开λ/4或3λ/4的位置处，无线标签2能够接收具有强电场强度的强电磁波。因此，用表达式d0＝λ/4或d0＝3λ/4来设置有效距离d0是可接受的。
图4示出了在距反射器4一个波长λ范围内的距离之内的合成波的波形图，然而，即使距反射器4的距离大于一个波长λ，重复一个波长λ范围内的波形来表示合成波。因而，连在距反射器4的距离为半波长λ/2的整数倍加上λ/4和3λ/4的位置处，如5λ/4、7λ/4、9λ/4和11λ/4，合成波的振幅都达到极大值。也就是说，电场强度在距离反射器4为λ/4的奇数倍的位置处变强。
如上所述，最好将金属反射器4和无线标签2之间的距离设置成λ/4长度，然而，如果不可能设置为该值，则可以将该距离设置为不小于3λ/4或5λ/4。
通过将置于箱体1内的无线标签2和金属反射器4之间的距离设置为上述关系，无线标签2能够接收强电场强度的外部电磁波。由此，无线标签读取装置能够确保向无线标签2写入数据或读出数据。
在图3和图4中描述了反射器4无损地反射电磁波，即使在反射中存在损耗，各合成波在距离反射器4为λ/4的奇数倍位置处，出现振幅极大点，此处振幅最大。该极大点的振幅比反射不引起损耗的情况要小。
尽管合成波的振幅在反射器4和无线标签2之间的距离为λ/4的奇数倍的位置处达到极大，由于合成波已经变成正弦波，即使当位置在某种程度上偏离λ/4的奇数倍的位置，振幅也不会变化太大。因此，如果无线标签2被置于距离反射器4为λ/4的奇数倍的位置附近，则无线标签2能够接收强电场强度的外部电磁波。
如果不使用反射器4，电磁波表现为如图3所示的行波S1，这样，电磁波的最大振幅为“1”。如果使用反射器4，则行波相位为0°的合成波g1的最大振幅为“2”。则如图4所示，在从λ/12到5λ/12或从7λ/12到11λ/12的范围内，电磁波的振幅为“1”或更大。
因此，在使用反射器4的情况下，如果无线标签2被置于距离反射器4为λ/12到5λ/12或7λ/12到11λ/12的范围内，无线标签2能够接收到比不使用反射器4的情况更强的电磁波。电磁波的振幅每半波长λ/2周期性地重复出现。
因此，当无线标签2被置于距反射器4为λ/12到5λ/12的距离以内，或被置于距反射器4为λ/12到5λ/12的距离加上λ/2的整数倍的距离之内时，无线标签2能够接收到比不使用反射器4的情况更强的电磁波。
通过如上所述地设置无线标签2和金属反射器4之间的距离，无线标签2的接收波的振幅变强，因为直接从电磁波到来方向到达无线标签2的电磁波和从反射器4反射而到达无线标签2的电磁波相互增强。由此，无线标签读取装置能够在从无线标签2读取数据的过程中延长到无线标签2的通信距离。
无线标签2仅贴在箱体1的一侧部分1a的外表面上，并且无线标签2不贴在反射器4上而是与反射器4集成在一起，这样，无线标签2不会从一侧部分1a的外表面显著突出。因此，几乎不会发生无线标签2在箱体1的运输过程中碰到其它物体而脱落的情况。
在箱体1内放置物体之前，无线标签2和反射器4之间的距离d被设置为比λ/12短。这减小了作用于无线标签2的电场的强度，防止从无线标签2读取数据。
在上述第一实施例中，部件3被设置于面对贴在箱体1上的无线标签2的内侧上，且金属反射器4被固定在与箱体1的一侧部分1a的外表面基本上平行的部件3的表面3a上，然而，本发明并不局限于第一实施例。
如图5所示，反射器4可以隔着不含水分的材料如合成树脂制成的隔板5贴在箱体1的内侧表面上。
在图5中，设箱体1的厚度为d3，相对介电常数为εr1，隔板5的厚度为d4，并且相对介电常数为εr2，无线标签2和金属反射器4之间的有效距离d0用以下表达式(3)来表示。
d 0 = ( d 3 × ϵr 1 ) + ( d 4 × ϵr 2 ) - - - ( 3 ) ]]>
因而，d0应该被设为λ/4的奇数倍或其近似。
即使在使用这种隔板5时，无线标签2的接收波的振幅也变大，因为直接从电磁波到来方向到达无线标签2的电磁波与从反射器4反射而到达无线标签2的电磁波相互增强。由此，无线标签读取装置在从无线标签2读取数据的过程中能够延长到无线标签2的通信距离。
(第二实施例)
与第一实施例中的那些相同的单元将被赋予与第一实施例的那些相同的参考符号。
如图6所示，标志6被打印在箱体1的侧面1a的外表面上，表示应该贴无线标签的位置。反射器4被贴到置于箱体1外部的部件3上。
如图7所示，标签发行装置将多个标牌(label)12以特定间隔布置在台纸11上，通过在标签上打印文字来发行标牌。
台纸11上的各标牌12将无线标签2贴在标牌12的背面中心处，并在无线标签2周围形成粘合层13。
如图8所示，标牌发行装置包括具有微处理器的控制单元21。
控制单元21分别控制具有键盘等的输入单元22、包括液晶显示器的显示器23、用于在标牌12上打印数据的打印机24、以及用于通过天线25向无线标签2写入数据和读取数据的标签读取器/写入器26。
发行装置通过操作输入单元22设置要打印到标牌12上的数据和要写入无线标签2的数据。控制单元21驱动打印机24以将设置数据打印到要运送的台纸11上的标牌12上。发行装置驱动读取器/写入器26将数据写入到贴在打印出的标牌12的背面上的无线标签2。
将打印出的标牌12从台纸11上剥离并贴在箱体1的一侧部分1a的外表面上。此时，粘贴标牌12使得贴在背面上的无线标签2与箱体1的标志6一致。
在上述结构中，即使在将产品放置于箱体1内之前，或者即使在将产品放置于箱体1内并关闭其盖之后，操作者能够将无线标签2与标牌12一同贴在箱体1上。由此，操作员能够增强使用箱体1的自由度并方便处理箱体1。
通过使无线标签2与标志6一致地将其与标牌12一起粘贴，将无线标签2和金属反射器4之间的距离设置为，例如，在λ/12到5λ/12的范围内，或优选地设置为λ/4或大约λ/4。由此，无线标签2能够有效地接收外部到来的电磁波。因而，无线标签读取装置在从无线标签2读取数据时能够延长到无线标签2的通信距离。
在上述各实施例中，描述了关于反射器4被预先贴在箱体1内的情况，本发明并不局限于这些实施例。预先显示部件3的表面3a上粘贴反射器4的标志，然后可以在将产品放置到箱体1中时将反射器4贴在该粘贴标志处。
前述各实施例描述了关于使用金属反射器的情况，然而，本发明并不局限于这些实施例，并且这些实施例中的每个都可以使用金属箔、金属膜、或者用金属以外的材料制成的反射部件。
(第三实施例)
在第三实施例中，与上述第二实施例相同，将描述无线标签读取系统，其中箱体1上贴着上面贴有无线标签2的标牌并使用箱体1。与前述实施例的那些单元相同的单元将被赋予相同的参考符号。
如图9中所示，箱体1的一侧部分1a的外表面上贴着标牌12，标牌12的背面贴有无线标签2。反射器4布置在箱体1的无线标签2所贴到的位置处的内侧。
无线标签读取装置32的天线31靠近具有上述结构的箱体1的无线标签2，并且控制装置33控制无线标签读取装置32。读取装置32通过天线31从无线标签2读取数据。
也就是说，读取装置32从天线31向无线标签2发射电磁波以提供电源。在接收电磁波时，无线标签2通过电磁波接收电源以驱动IC芯片。无线标签2随后从读取装置32接收读取指令，读出存储在IC芯片中的数据，并向天线31发射电磁波形式的数据。读取装置32从无线标签2接收电磁波以读取数据并将其发射到控制装置33。控制装置33从读取装置32接收和管理该数据。
由于布置了反射器4，并且无线标签2和金属反射器4之间的距离被设置为，例如，λ/4或大约λ/4，读取装置32能够将到无线标签2的通信距离设置得很长。因此，当天线31接近无线标签2时，能充分确保到无线标签2的距离。由此，操作员能够比较容易地执行从无线标签2读取数据的操作。
对本技术领域中的那些技术人员来说，将很容易想到其它的优点和修改。因此，本发明在其更宽广的技术方案中，并不局限于本文所示出和描述的具体细节和代表性的实施例。因此，可以做出各种修改，而不偏离如由所附权利要求及其等效项所定义的一般发明性概念的精神或范围。