專利名稱：波導裝置以及包含波導裝置的容器的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種用于射頻識別(Radio Frequency Identification; RFID)的波導裝置，更具體說，是關于一種能夠設置于一容器中用以射頻識別的波導裝置。
背景技術：
射頻識別是一種自動識別解決方案，其依賴射頻(Radio Frequency; RF)電磁波在一射頻識別標簽與一發射器或一讀取器間進行通信。現今的一些應用是將發射器與讀取器組合成一個裝置。射頻識別標簽是一貼附至或者是包含于一物品、動物或人體內以達成識別目的的小物體，其中射頻識別標簽儲存對應于該物品、動物或人的數據。而為了獲得該些數據，可在其附近安裝一讀取器以接收自射頻識別標簽發射的射頻電磁波，并由此射頻電磁波擷取對應于該物品、動物或人的數據。由于現今的技術可以支持一射頻識別標簽與一相距數米之遠的讀取器或發射器間的射頻電磁波的傳播，故射頻識別能夠應用至諸多需要對物品進行無線識別或記錄的壞境中，其中一項應用則為倉庫中的產品管理。
通常，物品或產品會被包裝于一容器中，以便于運輸及防止受到碰撞。 一種記錄該容器中物品的信息的方法是將射頻識別標簽貼附于容器的內表面或外表面上，其中該射頻識別標簽攜載信息。當這些貼有標簽的容器堆棧于倉庫中或貨板上時，附近的讀取器可通過射頻電磁波接收該信息。然后，以電子方式搜集所有信息以便用于產品管理目的。
在應用射頻識別進行產品管理時，會有二種情況影響射頻識別的效能。其中之一是當貼有標簽的容器堆棧于倉庫中或貨板上時，某些標簽周圍并無空間，而是處于物品及容器中，此種環境往往會阻擋射頻信號到達某些位于內部深處的容器，這將導致無法觸發這些容器上的所有的射頻識別標簽。而另一種情況則是，這些容器中的物品可能含有會反射或吸收射頻電磁波的材料，因此某些射頻識別標簽可能不會被觸發，或者是某些射頻識別標簽發射的射頻信號無法穿透容器。這二種情況皆會導致讀取器與射頻識別標簽間的連結中斷。若來自某些射頻識別標簽的信息遺失，那么基于射頻識別所建立的產品數據庫便不可靠。
因此，在此工業領域中，殷切期望一種能夠在將多個物品包裝于容器內的環境中改善射頻電磁波傳播的解決方案。
實用新型內容
本實用新型的一態樣是提供一種可放置于一容器中的波導裝置，該波導裝置包含一導電組件、 一填充物、 一射頻識別標簽以及一殼體。該導電組件的一內部形成供一射頻電磁波通過的一空間，該射頻電磁波通過該空間時是朝向一方向。該填充
物是由射頻親和(RF friendly)的材料制成并設置于該空間內。該射頻識別標簽則借助該填充物以固定其位置，其包含一天線以及一存儲器，該存儲器用于記錄一數據，該天線則與該存儲器間具有一角度，使該天線實質面向該方向。該殼體用以組裝該導電組件、該填充物以及該射頻識別標簽。借助此種結構，數據可以響應接收該射頻電磁波，無顯著衰減地在該空間中以射頻電磁波的形式予以傳播。
本實用新型的再一態樣是提供另一種可放置于一容器內的波導裝置，該波導裝置包含一殼體以及一射頻識別標簽。該殼體內部形成空間且其至少一部分由導電材料制成，其中該空間容許一射頻電磁波通過，該射頻電磁波通過該空間時是朝向一方向。安裝于該殼體的一內側上的射頻識別標簽是借助該填充物以固定其位置并包含一天線以及一存儲器，該存儲器用于記錄一數據，該天線則與該存儲器間具有一角度，使該天線實質面向該方向。借助此種結構，數據可以響應接收該射頻電磁波，無顯著衰減地在該空間中以射頻電磁波的形式予以傳播。
當內部具有本實用新型波導裝置的容器進行堆棧時，這些波導裝置內的空間會形成一射頻電磁波的通道。而自一發射器所發射的射頻信號可經該射頻電磁波通道通過該容器堆棧，而不會被阻擋、反射或吸收。相同地，自這些容器中的射頻識別標簽所發射的射頻信號亦可經該射頻電磁波通道通過該容器堆棧，而不會被阻擋、反射或吸收。亦即，即使這些射頻識別標簽位于一容器堆棧中，發射器或者是讀取器仍可成功地將數據寫入射頻識別標簽或自射頻識別標簽擷取數據。因此，本實用新型可以有效地改善射頻識別的可靠性。
圖1繪示本實用新型的第一實施例；
圖2繪示將第一實施例置放于一容器內的一環境；圖3繪示一堆棧容器的射頻識別環境，其中這些容器皆包含根據本實用新型的波導裝置；
圖4繪示本實用新型的第二實施例；
圖5A-5C繪示本實用新型的第三實施例；
圖6是繪示第三實施例的一殼體的一展開圖7繪示將第三實施例置放于一容器內的一環境；
圖8A-8F繪示第三實施例的一填充物的其它態樣；
圖9A繪示根據本實用新型的一填充物的特定輪廓的一實施態樣；以及圖9B繪示根據本實用新型的填充物的特定輪廓的另一實施態樣。
具體實施方式
根據本實用新型實施例的一波導裝置可提供空間來使射頻電磁波傳播通過置放有該波導裝置的一容器。當多個容器堆棧時，這些容器內的波導裝置的空間形成一通道。該通道容許射頻電磁波傳入及傳出這些容器的堆棧，無論這些容器中放置何種物品，設置于這些波導裝置內的所有射頻識別標簽皆可被觸發，以執行數據的寫入或讀取。
如圖1所示，本實用新型的第一實施例是波導裝置1，波導裝置1包含一殼體
11以及一射頻識別標簽13。殼體11是由四個以紙或塑料所制成的矩形平面111、113、 115、 117建構而成。更具體說，殼體ll是一矩形管。殼體ll的中空部分則形成一空間。各平面lll、 113、 115、 117的內側皆涂覆有導電材料，例如金、銀或銅。此處應注意的是，本實用新型的導電材料并非僅限于此。舉例而言，該四平面111、 113、 115、 117中亦可僅有二個相對的平面涂覆有導電材料。射頻識別標簽13安裝于平面111的內側，其包含一天線131以及一存儲器133。由于射頻識別標簽13安裝于平面111的內側且于天線131與存儲器133間具有一角度，故天線131是暴露于該空間中。連接至天線131的存儲器133是一能夠記錄數據的集成電路。該空間在殼體11的二端處具有開口 118及119。由于矩形平面lll、 113、115、 117涂覆有導電材料，故自開口 118或開口 119進入該空間的射頻電磁波將沿圖1中所示的方向12傳播，并且最終自另一開口傳出。
如圖2所繪示，波導裝置1是設計成與一容器2的一角落相配合。當將波導裝置1放置于該角落時，波導裝置1的空間提供一暢通無阻的場所供射頻電磁波20通過。縱使包裝于容器2中的物品由會反射或吸收射頻電磁波的材料制成或盛裝該類材料，射頻電磁波20仍可通過該空間無顯著衰減地通過容器2。因此，天線131
能夠清晰地接收到射頻電磁波20，借此可觸發射頻識別標簽13。若發射射頻電磁波20的目的是將對應于這些物品的數據寫入至射頻識別標簽13，則在天線131接收到該數據后，該數據便會被寫入至存儲器133內。因此，存儲器133可儲存用來表示物品的數據。若對應于這些物品的數據已被寫入存儲器133，且發射射頻電磁波20的目的是請求得到該數據，則射頻識別標簽13將響應所接收的射頻電磁波20而自存儲器133中擷取該數據并通過天線131以射頻電磁波22的形式遞送出該數據。射頻電磁波22可通過該空間傳播出容器2，而不會被容器2中的物品反射或吸收。讀取器(未顯示)接收到射頻電磁波22,此時，便可獲得關于容器2中所包裝物品的信息。
應注意的是，盡管圖2中僅顯示容器2中放置一個波導裝置1，但本實用新型的容器2內的波導裝置的數目并非僅限于此。若需要， 一容器中可放置多于一個波導裝置l。
當于多個容器堆棧于倉庫中或貨板上時，本實用新型會顯現更多優點。圖3是繪示九個容器31a-31i，用來舉例說明位于倉庫中一擱架上或貨板上的容器堆棧31。容器31a、 31b、 31c在該擱架或貨板上放置成一列，容器31d、 31e、 31f在容器31a、 31b、 31c正上方放置成一列，容器31g、 31h、 31i則在容器31d、 31e、31f正上方放置成一列。所有容器31a-31i的波導裝置皆放置在其角落處。因此，每一列中的波導裝置形成一通道。舉例來說，容器31g、 31h、 31i的波導裝置形成一通道33。該三列中的波導裝置形成三個通道。當附近的收發器35發射一射頻電磁波以試圖觸發容器31a-31i中的射頻識別標簽時，射頻電磁波將經這些通道通過所有容器31a-31i。而由于被設置于這些通道內，故各射頻識別標簽可被觸發。在觸發之后，這些射頻識別標簽通過這些通道自堆棧31中同樣以射頻電磁波的形式發射出其所儲存的數據，收發器35可接收所有射頻電磁波，而不受容器31a-31i中物品的影響，由此可知曉堆棧31中物品的信息。
參照圖1,在各該平面111、 113、 115、 117的內側上涂覆導電材料時，可使用例如燙金、鍍金及印金等技術。盡管波導裝置1的開口 118及119并未封住，但熟悉此項技術者可容易地思及分別以一平板覆蓋開口 118及119。亦即，殼體11中的空間變成被六個平面密封或包圍。為滿足容許射頻電磁波通過的要求，覆蓋開口 118及119的二個平板的表面應由射頻親和的材料制成，例如，由紙或塑料制成。本文中所述的紙則包含紙板及瓦楞紙。本實用新型的第二實施例是另一波導裝置，其繪示于圖4中。該第二實施例的波導裝置4包含一殼體41、 一射頻識別標簽43以及一導電組件45。與波導裝置l對比，殼體41為由紙板制成的圓筒形狀，該圓筒形狀內的中空部分形成空間40。導電組件45是巻成一圓筒的導電薄片，該圓筒的輪廓對應殼體41的內表面，以便其可黏合至殼體41的內表面。射頻識別標簽43包含一天線431以及一存儲器433，其類似于第一實施例所述的天線131及存儲器133。射頻識別標簽43以使得天線431暴露于空間40的方式來黏合至導電組件45。
波導裝置4亦是設計成與一容器的一角落相配合，以便空間40提供一暢通無阻的場所供射頻電磁波通過。在堆棧多個容器的情況下，這些容器內的波導裝置形成通道。射頻電磁波可經這些通道通過該堆棧。相同地，即使這些容器中所包裝的物品是由會反射或吸收射頻電磁波的材料制成或盛裝該類材料，射頻識別仍可良好地運作。
本實用新型的一第三實施例是另一波導裝置，其繪示于圖5A-5C中。第三實施例的波導裝置5包括一填充物51、 一射頻識別標簽53以及一殼體55。填充物51是由射頻親和的材料制成，例如由瓦楞紙或保利龍制成。為了便于說明，該實施例中選用瓦楞紙制成填充物51。填充物51的用途是支撐起一供射頻電磁波通過的空間并將射頻識別標簽53固定于該空間內。于該實施例中，填充物51看上去像一格子窗，其包含一矩形框511以及連接至矩形框511的二垂直桿513、 515,該設計形成四個中空部分510、 512、 514、 516。射頻識別標簽53被彎折與桿513的粗細相配合，以便穩定地固定于桿513上。射頻識別標簽53包含暴露于該空間中以接收射頻電磁波的一天線以及用于記錄數據的一存儲器。殼體55是一立方體，其內部空間用以容納填充物51以及射頻識別標簽53。
圖5C中所繪示的瓦楞紙結構52則代表填充物51沿線B-B'所截取的橫截面。結構52包含二層，每一層由多個楞組成。目前市場上提供具有不同楞高的諸多楞類型，例如A楞、B楞、C楞、E楞、F楞。本實用新型并非局限于一特定的楞類型或一特定的楞層數量。本實用新型將這些楞的法向橫截面界定為沿線B-B'截取的橫截面，亦即結構52。較佳地使觸發射頻識別標簽53的射頻電磁波的傳播方向朝向結構52。更具體說，若結構52朝向x-y平面，則射頻電磁波較佳地沿圖5A中所繪示的z軸傳播。
除填充物51以及射頻識別標簽53之外，波導裝置5還包含一導電組件。具體而言，該導電組件是貼附至殼體55的二個表面的二個導電薄片，其中該二個被貼
8附的表面在空間中相對。圖6繪示殼體55的展開圖。由于殼體55是立方體，故其由六平面或單元組成，該六單元全部皆由紙或塑料制成。這些導電薄片涂覆于殼體55的單元551、 553的表面上(其在圖式中以網狀進行標記)，較佳的涂覆技術可為
燙金、鍍金以及印金。在涂覆之后，將填充物51放置于單元553上，然后將這些單元折成殼體55。由此，即可將填充物55、射頻識別標簽53以及這些導電薄片組裝于殼體55內。
參照圖5A及圖6，當折成殼體55時，該二個單元551、 553對應于殼體55的頂平面及底平面。亦即，射頻電磁波無法穿透該頂平面及底平面，但可穿透殼體55的四側面。此外，該二個導電薄片之間填充有填充物51的空間同樣為射頻親和的環境，借助此種結構，射頻電磁波可傳入及傳出這些側面，但無法傳入或傳出該頂平面及底平面。
圖7則繪示一容器7，其內部具有一接收空間71。容器7的下部空間留待包裝物品。在包裝物品之后，容器7保留接收空間71用于穩定地放置波導裝置5,因此波導裝置5位于這些物品上方。在將波導裝置5放置于接收空間71之后，即對容器7進行密封。容器7內的波導裝置5提供一暢通場所供射頻電磁波如箭頭所示地以二維形式通過。即使這些物品是由會反射或吸收射頻電磁波的材料制成或盛裝該類材料，射頻電磁波仍可無顯著衰減地通過容器7。射頻電磁波將由射頻識別標簽53的天線接收到，響應接收到的射頻電磁波，射頻識別標簽53被觸發而無干擾地將數據寫入或由射頻識別標簽53的存儲器發送出去。另外，當具有波導裝置5的容器如圖3所繪示般堆棧于倉庫中或貨板上時，波導裝置5會形成多個平面通道，以利于達成附近收發器與該堆棧中射頻識別標簽間的通信。應注意的是，盡管圖7所繪示的波導裝置5是設置于這些物品上方，但本實用新型并非局限于此，波導裝置5可設置于容器7內的任何位置。舉例而言，可根據實際需要而將接收空間71設計于這些物品下方、旁邊或甚至這些物品之中。
在使用第三實施例時，容器并非必須堆棧成一列或一矩形陣列，只要各容器彼此緊貼地豎立，便形成可接受的堆棧形狀。 一旦各容器緊貼至少一其它容器，該二相接觸容器的波導裝置5便連接在一起，進而擴展傳播通道。若一射頻電磁波的功率足夠強，該通道便會引導該射頻電磁波到達該堆棧中最遠的容器。
盡管填充物51的形狀是一格子窗，但此僅為一實施態樣，而非是對本實用新型的限制。填充物51可具有任一形狀。圖8A-8F例則繪示其它進一步的實施態樣。于圖8A中，填充物51是一貼著殼體55的對角線的桿，且射頻識別標簽53貼附至該桿的中間。于圖8B中，填充物51是頂接貼著殼體55的對角線的二交叉桿，且射頻識別標簽53貼附至這些桿之一且靠近X形狀的中心。于圖8C中，填充物51是與殼體55的內側相配合的一矩形框，且射頻識別標簽53貼附至其中的一短邊之一。于圖8D中，填充物51包含一矩形框，其間具有一桿，且射頻識別標簽53貼附至該桿的中間。于圖8E中，填充物51具有一三角形形狀，該三角形的斜邊頂接貼著殼體55的一對角線，且射頻識別標簽53貼附至該斜邊的中間。上述各實例具有頂接貼著殼體的至少一對角線或貼著殼體55內周緣的形狀，借此可將填充物51穩定地置于殼體55內。因此，射頻識別標簽53不會晃動掉下。然而，填充物51并非必需具有一頂接貼著殼體55的對角線或內周緣的形狀，如圖8F所顯示，填充物51可是更小的立方體，且射頻識別標簽53貼附至其一邊緣，而將天線固定于該空間中，填充物51可黏附至殼體55的頂平面及/或底平面。
于其它實施例中，若殼體55牢固至足以支撐起殼體55內的空間，則波導裝置5可不包含填充物51。在這些情形下，射頻識別標簽53可如第一以及第二實施例所繪示，被貼附至殼體55的其中的一內表面。
以下將詳細說明本實用新型的波導裝置5的制造方式。首先形成填充物51,形成填充物51具有二態樣。第一種態樣是首先如圖9A所繪示地將一瓦楞紙裁切成一特定輪廓100。再將特定輪廓100劃分成三單元1001、 1003、 1005,這些單元通過連接組件1002、 1004連接于一起。然后，如箭頭所顯示，沿連接組件1002、 1004折疊該特定輪廓100，以制作彼此上下堆棧的單元1001、 1003、 1005,折疊的單元1001、 1003、 1005提供足以供射頻電磁波通過的空間。如圖9B所顯示，第二種態樣則將一瓦楞紙裁切成三個分離的單元1007、 1009、 1011，將單元1007、 1009、1011堆棧起來，最后固定這些堆棧單元1007、 1009、 1011，相堆棧的單元1007、1009、 1011亦提供足以供射頻電磁波通過的空間。
如第9A及9B圖中所繪示，將填充物51裁切成一包含桿及矩形框的形狀，這些桿及矩形框形成諸多中空部分。為形成這些中空部分。如前段所提及，用于制作填充物51的材料并非僅限于瓦楞紙，為容許射頻電磁波通過，此處可使用任何射頻親和的材料。應注意的是，這些裁切步驟可由例如平鍘機或切割機來進行。若使用平鍘機，則該裁切是模切。可在該裁切步驟之后或同時進行該沖孔步驟，但倘若該裁切是模切，則同時實施沖孔及裁切步驟。
然后，將射頻識別標簽53固定至填充物51，以使射頻識別標簽53的天線可沿一指定方向及/或以一指定角度暴露于該空間中。該指定方向以及指定角度提供
10給射頻識別標簽53更佳的接收及發射效能。
再來將一片射頻親和的材料裁切成一平板。詳細地說，如圖6中所繪示，該平板是殼體55的展開形狀。而該射頻親和的材料可為紙或塑料，較佳地則為紙板。
在射頻親和的材料被裁切成一平板之后，然后在該平板的一部分上涂覆二個導電薄片。詳細地說，是將這些導電薄片涂覆于二表面551及553上。該涂覆則可使用燙金、鍍金及印金來予以實施。
在這些導電薄片涂覆于二個表面551及553之后，再將該平板折成殼體55，使得這些導電薄片位于殼體55的二個相對表面上。換言之，當轉換成殼體55時，該二個導電薄片面朝彼此。
然后，將帶有射頻識別標簽53的填充物51置于殼體55內。
最后，對殼體55進行密封，以使填充物51不會自殼體55中掉出。至此，波導裝置5便制造完畢。
本實用新型的波導裝置提供給射頻電磁波通過的空間，借助將一射頻識別標簽的天線暴露于該空間中，以達成射頻識別。此外，當內部具有此種波導裝置的容器相堆棧時，這些波導裝置的空間會形成若干通道。自收發器及容器內的射頻識別標簽所遞送的射頻電磁波能夠通過這些通道通過該容器堆棧，而不會被阻擋、反射或吸收。本實用新型確實地改善了射頻識別的可靠性，尤其是在要求快速傳送關于一產品堆棧的信息的應用中。這些應用包括倉庫盤存、航空行李以及零售盤存。
上述的實施例僅用來例舉本實用新型的實施態樣。這些實施例并非用以限定申請專利范圍中所述的本實用新型。熟悉此項技術者可根據所述之內容以及建議作出各種修改及替代，此并不違背本實用新型所主張的范圍。盡管前段說明中并未完全揭示這些修改及替代形式，但其實質上均涵蓋于本實用新型的申請專利范圍中。
權利要求1. 一種波導裝置，其特征在于該波導裝置包含一導電組件，該導電組件的一內部形成供一射頻電磁波通過的一空間，該射頻電磁波通過該空間時是朝向一方向；一填充物，由射頻親和的材料制成并設置于該空間中；一射頻識別標簽，借助該填充物以固定其位置，包含一存儲器，用于記錄一數據；以及一天線，與該存儲器間具有一角度，使該天線面向該方向；以及一殼體，用于組裝該導電組件、該填充物以及該射頻識別標簽；其中，該數據響應接收該射頻電磁波而于該空間中無線傳播。
2. 根據權利要求l所述的波導裝置，其特征在于該導電組件是一圓筒，其表面 包含導電材料。
3. 根據權利要求1所述的波導裝置，其特征在于該導電組件包含二個導電薄 片，這些導電薄片的每一個是貼附至該殼體的一表面上，且該二個被貼附的表面相對。
4. 根據權利要求1所述的波導裝置，其特征在于該殼體的至少二個表面是由鍵 頻親和的材料制成，以供該射頻電磁波通過。
5. 根據權利要求1所述的波導裝置，其特征在于該殼體是由紙或塑料制成。
6. 根據權利要求1所述的波導裝置，其特征在于該殼體是一立方體，且該填充 物包含用于將該天線固定于該空間中的一桿、 一三角形體、 一矩形框架其中之一。
7. 根據權利要求1所述的波導裝置，其特征在于該填充物是由一瓦楞紙制成， 該瓦楞紙包含多個楞，且這些楞的一法線截面朝向該射頻電磁波的傳播方向。
8. 根據權利要求1所述的波導裝置，其特征在于該填充物是由保利龍 (polylone)審i城o
9. 一種容器，其特征在于該容器包含 一波導裝置，包含一導電組件，該導電組件的一內部形成供一射頻電磁波通過的一空間，該射頻 電磁波通過該空間時是朝向 一方向；一填充物，由射頻親和的材料制成并設置于該空間中；一射頻識別標簽，借助該填充物以固定其位置，包含-一存儲器，用于記錄一數據；以及一天線，與該存儲器間具有一角度，使該天線面向該方向；以及 一殼體，用于組裝該導電組件、該填充物以及該射頻識別標簽； 其中，該數據響應接收該射頻電磁波而于該波導裝置內部無線傳播。
10.根據權利要求9所述的容器，其特征在于該容器具有用于穩定地放置該波 導裝置的一收納空間，且該數據對應于該容器中的多個物品。
專利摘要本實用新型提供一種波導裝置，包含一殼體及一射頻識別(Radio Frequency Identification；RFID)標簽。該殼體內部形成一空間且至少一部分是由導電材料制成，其中該空間容許射頻電磁波通過。安裝于該殼體內側的射頻識別標簽則包含一天線以及一存儲器。該天線設置于該空間內以接收射頻電磁波。該存儲器用于記錄數據。借助此種結構，數據可響應所接收的射頻電磁波，并且無顯著衰減地在該空間內以射頻電磁波的形式傳播。該波導裝置是設計成放置于一容器中。
文檔編號G06K7/00GK201270036SQ20082011269
公開日2009年7月8日 申請日期2008年5月5日 優先權日2007年6月20日
發明者呂鴻幸, 蕭景燦, 趙育伸 申請人:永奕科技股份有限公司