容器以及无线标签读取系统的制作方法

专利名称：容器以及无线标签读取系统的制作方法
容器以及无线标签读取系统技术领域在此讨论的实施方式涉及容器。这些实施方式涉及用于容纳带有无 线标签的多件物品的容器，以及用于从容纳在所述容器中的各件物品所 附贴的无线标签读取信息的无线标签读取系统。
背景技术：
近年来，使用射频识别(下文中将其縮写为RFID)技术的系统已广 泛应用在诸如库存管理和后勤管理的应用中。RFID系统包括读取器/写入 器以及附贴于待管理的各物品等的无线标签，并且在所述读取器/写入器 与所述无线标签之间执行无线通信。所述读取器/写入器能够通过读取存 储在所述无线标签上的识别信息等来识别各个无线标签。所述系统因此 能够对附贴有这种无线标签的各件物品进行管理。然而，当使用附贴于诸如邮件的物品上的无线标签来对该物品进行 管理时，多件这种物品会被放置在单个容器内。在这种情况下，由于无 线标签相互靠近，所以在与读取器/写入器进行通信的过程中，无线标签 可能相互干扰，而且读取器/写入器与无线标签之间的通信范围可能变小， 使得读取器/写入器难以读取这些无线标签中的一些标签。为了解决这个 问题，日本特开No.2005-327099公开了一种无线标签读取装置，该无线 标签读取装置通过在读取器/写入器与可容纳带有无线标签的多件物品的 容器之间布置多个各由导体形成的无源元件,来使得能够读取各个体无线 标签。然而，日本特开No.2005-327099中公开的无线标签读取装置存在这 样的问题，即由于必需在读取器/写入器与容器之间布置多个无源元件， 因而增大了该装置的整体尺寸。发明内容因此，本实施方式的一个方面的目的是提供一种用于在无线标签读 取系统中使用的容器，其中即使当在该容器中容纳了带有无线标签的多 件物品时，也能够在无需增大系统尺寸的情况下通过读取器/写入器来读 取各个体无线标签。根据一个实施方式，提供了一种用于容纳带有无线标签的至少一件 物品的容器。该容器包括导体，当从读取器/写入器天线向无线标签发射 询问信号时或者当从该无线标签向所述读取器/写入器天线发射响应信号 时，该导体与所述无线标签的天线发生电磁耦合。根据另一实施方式，提供了一种无线标签读取系统。该无线标签读 取系统包括容器，其用于容纳带有无线标签的至少一件物品；读取器/ 写入器天线,其用于向所述无线标签发送询问信号，和从所述无线标签接 收响应信号；读取器/写入器，其用于根据经由所述读取器/写入器天线从 所述无线标签接收到的响应信号来获取关于所述无线标签的信息；以及 导体，所述导体以在发射所述询问信号或者所述响应信号时能够与所述 无线标签的天线发生电磁耦合的方式附接到所述容器。通过在权利要求中具体指出的元件以及组合能够实现并获得本发明 的目的和优点。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述是示例性和说明性的， 并且不是对所要求保护的本发明的限制。


图1是示出了根据第一实施方式的无线标签读取系统的结构的示意图; 图2是示出了读取器/写入器天线、无线标签、以及导体之间的位置 关系的布局图；图3A是示出了无线标签与在第一仿真中定义的坐标系之间的关系 的图；图3B是示出了在第一仿真中无线标签以及导体相对于读取器/写入 器天线的布局的布局图；5无线标签以及导体相对于读取器/写入 器天线的布局的布局图；图4A是示出了在第一仿真中，与未设置导体的情形相比，在设置了 导体的情况下各种无线标签的天线增益的计算结果的图；图4B是示出了在第一仿真中，与未设置导体的情形相比，在设置了 导体的情况下各种无线标签的通信范围的计算结果的图；图5是示出了在第二仿真中导体相对于无线标签的位置关系的图；图6A是示出了在第二仿真中，与未设置导体的情形相比，在设置了 导体的情况下各种无线标签的天线增益的计算结果的图；图6B是示出了在第二仿真中，与未设置导体的情形相比，在设置了 导体的情况下各种无线标签的通信范围的计算结果的图；图7A是示出了在第三仿真中，与未设置导体的情形相比，在距离各 无线标签的中央15 mm处设置了导体的情况下各种无线标签的通信范围 的计算结果的图；图7B是示出了在第三仿真中，与未设置导体的情形相比，在距离各 无线标签的中央20 mm处设置了导体的情况下各种无线标签的通信范围 的计算结果的图；图8A是示出了在第三仿真中，与未设置导体的情形相比，在距离各 无线标签的中央22.5 mm处设置了导体的情况下各种无线标签的通信范 围的计算结果的图；图8B是示出了在第三仿真中，与未设置导体的情形相比，在距离各 无线标签的中央25mm处设置了导体的情况下所述无线标签的通信范围 的计算结果的图；图9A是根据第二实施方式的无线标签读取系统中的容器的示意性 截面侧视图；以及图9B是示出了安装在分隔板上的导体的结构的示意图。
具体实施方式
下面将参照相关附图对根据第一实施方式的无线标签读取系统进行说明。根据第一实施方式的无线标签读取系统包括导体，该导体被附接到 在可容纳带有无线标签的多件物品的容器中设置的分隔板上。即使在该容器中容纳有大量这种物品时，该无线标签读取系统仍能够通过在所述 导体与所述无线标签之间引起电磁耦合并由此提高所述无线标签的天线 增益来读取各个个体无线标签。图l是示出了根据第一实施方式的无线标签读取系统的结构的示意图。如图1所示，无线标签读取系统1包括容器2、读取器/写入器天线3、 读取器/写入器4、以及管理设备5。无线标签读取系统1可与容纳在容器 2中的各物品6上所附贴的无线标签7进行通信，并且读取存储在无线标 签7上的信息。读取器/写入器天线3安装在容器2下方。读取器/写入器天线3向容 纳在容器2中的各物品6上所附贴的无线标签7发送由读取器/写入器4 生成的询问信号，并且接收从无线标签7返回的响应信号。在RFID系统 中使用的各种类型天线中的任意一种都适合作为读取器/写入器天线3使 用。例如，贴片天线(patch antenna)可用作所述读取器/写入器天线3。读取器/写入器4包括微处理器、存储器及其外围电路、以及在微处 理器上运行的程序。读取器/写入器4生成将被发送给无线标签7的询问 信号。该询问信号例如包括用于在无线标签7处对该询问信号进行同 步的前导部分；包含有用于控制无线标签7的命令数据的调制部分；以 及由无线标签7使用识别信息等对其进行调制的未调制部分。读取器/写 入器4经由读取器/写入器天线3将所述询问信号发送到无线标签7。当经由读取器/写入器天线3接收到从无线标签7返回的响应信号 时，读取器/写入器4对该响应信号进行分析并且从该响应信号中提取无 线标签7的识别信息。之后，读取器/写入器4向经由通信线路与其相连 接的管理设备5发送所提取的无线标签7的识别信息。管理设备5 —般来说是计算机，并且通过存储从读取器/写入器4接 收到的无线标签7的识别信息来对容器2中容纳的各物品6进行管理。 读取器/写入器4与管理设备5可以合并为一个单元。待管理的物品6例如是其宽度和高度较薄的文件、档案、信封、患 者表、X光照片等。因此，可在容器2中放置大量这种物品6。无线标签 7附贴于各物品6的下部。为了实现无线标签的功能，无线标签7包括天线以及其中集成了整 流器电路、存储器、微处理器等的集成电路。在本实施方式中，无线标 签7采用所谓的无源系统。此外，无线标签7使用具有UHF范围内的频 率(例如，953 MHz)的无线电波，来与读取器/写入器4进行通信。因 此，在无线标签7中，整流器电路根据经天线接收到的询问信号来产生 DC电力，并且提供该DC电力来为微处理器单元等加电。之后，当从读 取器/写入器接收到询问信号时，微处理器从存储器中读取用于将一无线 标签7与其它无线标签相区别的识别码，并且通过以该识别码对询问信 号进行调制来生成响应信号。在这里，应注意的是，可以使用通过利用 由内置电池提供的电力来生成响应波的有源型无线标签或半有源型无线 标签作为无线标签7。此外，可以从使用天线来发送和接收无线电波的 RFID系统所使用的频率中合适地选择用于无线标签7与读取器/写入器4 之间的通信的通信无线电波频率(在下文中称为通信频率)；例如，可以 使用微波范围内的2.45 GHz。容器2是用于储存物品6的容器(receptacle),其能够储存多达30 件物品6。在本实施方式中，容器2具有顶部开口的盒状形状，并且容器 2由例如树脂等形成。容器2具有对容器2的内部空间进行分隔的至少一 个分隔板21 。容器2可以在分隔板21与容器2的内壁之间或者在每对分 隔板21之间储存多件物品6。分隔板21中的至少一个附接有带状导体22。导体22由导电材料形 成，该导电材料例如为诸如铝、铜或铁的金属。导体22可通过任何己知 的方法附接到分隔板21，例如，可使用胶水或双面胶带将导体22附接到 分隔板21。当从无线标签7的天线发射了响应信号时，在导体22与无线标签7 的天线之间发生了电磁耦合，因此受到无线标签7馈电的导体22用作发 送响应信号的天线。或者，当从读取器/写入器天线3发射了询问信号时，在导体22与无线标签7的天线之间发生电磁耦合，而导体22因此向无 线标签7的天线发送询问信号。图2示出了当在容器2中设置了物品6时，读取器/写入器天线3、 无线标签7、以及导体22之间的位置关系。如图2所示，导体22比无线 标签7距离读取器/写入器天线3远。优选的是将从导体22到无线标签7 的天线中央的距离(在与读取器/写入器天线3的天线表面垂直的方向上 测量的距离)设定为短于或等于用于读取器/写入器天线3与无线标签7 之间的通信的通信波长X的约十分之一。此外，优选的是将导体22的长 度(在与无线标签7的纵向方向大致平行的方向上(即，在水平方向上) 测量的长度)设定为长于或等于所述通信无线电波波长X的一半。以这 种方式设计并且放置导体22，当从无线标签7发射响应信号时或者当从 读取器/写入器天线3发射询问信号时，在导体22与无线标签7的天线之 间会发生电磁耦合。因此，导体22起到天线的作用，并且无线标签7的 天线增益得到改善。这有助于增大读取器/写入器天线3与无线标签7之 间的通信范围。还优选的是将导体2的长度(在与无线标签7大致平行 的方向上测量的长度)设定为通信波长X的一半，或者设定为通信波长X 的一半与通信波长X的整数倍之和。这是因为，导体22可因此通过与无 线标签7所发射的响应信号进行谐振来提高响应信号的强度。关于以电 磁耦合来增强天线增益的详细信息，请参考H.W.Son,C.S.Pyo，"Design of RFID tag antennas using an inductively coupled feed",IEEE, Electronics letters, Sept. 2005， Vol. 41， No. 18， pp. 994-996。另一方面，对导体22的、在与无线标签7的纵向方向大致垂直的方 向上(即，在垂直方向上)测量的宽度没有具体的限制。根据第一实施方式的无线标签读取系统中的读取器/写入器天线3与 无线标签7之间的通信范围是通过使用距量法(momentmethod)执行电磁场仿真而获得的；下面将对仿真的结果进行说明。图3A示出了无线标签与在仿真中定义的坐标系之间的关系。图3B 与图3C示出了无线标签以及导体相对于读取器/写入器天线的布局。如 图3A所示，在该仿真中，假定读取器/写入器将对被附贴到诸如信封的文件上的无线标签进行读取，其中，以2mm间隔布置了30个无线标签 701到730。为了识别各无线标签，自下而上以升序向无线标签分配了标 号，即将标号701分配给设置在底部的无线标签，而将标号730分配给 设置在顶部的无线标签。此外，将各无线标签的纵向方向(即，在图1 中，与容器2的底部平行且与物品6的表面平行的方向)作为x轴。随 之，将与x轴垂直且沿将读取器/写入器天线3与无线标签7结合起来的 方向延伸的方向(即，在图1中，垂直方向或垂直于读取器/写入器天线 3的天线表面的方向)作为y轴。另一方面，将与x轴和y轴垂直并且与 无线标签的堆叠方向平行的方向(即，在图1中，与容器2的底部平行 且与物品5的表面垂直的方向)作为z轴。在仿真中，假定仅向无线标签701到730中的一个标签供电，则得 到了被供电的无线标签的天线增益Gr和通信范围r。在这里，假定向无 线标签供电的馈源的内部阻抗等于无线标签中包含的集成电路的内部阻 抗。另一方面，假定未被供电的任何特定无线标签端接有与该特定无线 标签中包含的集成电路的内部阻抗相等的内部阻抗。在该情况下，通过下面的公式得到天线与无线标签701到703中的 任何一个标签所包含的集成电路之间的匹配系数q。在公式(l)中，Rc和Zc分别是无线标签的集成电路的电阻和阻抗。 阻抗Zc表示为Zc=Rc+jXc，其中Xc是集成电路的电抗。类似的是，Ra 和Za分别是无线标签的天线的电阻和阻抗。阻抗Za表示为Za=Ra+jXa， 其中Xa是天线的电抗。在这里，当以等效电路(即，RC并联电路)来 表示无线标签的集成电路时，能够根据RC并联电路的电阻Rcp和电容 Ccp通过已知方法得到Rc和Xc。另一方面，通过本仿真能够获得各无 线标签的Ra和Xa。通过下面的公式可得到无线标签701到730中的每一个标签的通信 范围r。一 X JPtGtGrq在公式(2)中，X表示通信波长。Pt和Gt分别是读取器/写入器天 线的功率和天线增益。Gr表示无线标签的天线增益，而Pth表示无线标 签的集成电路工作所需的最小工作功率。此外，通过以上面的公式(2)获得的通信范围r是用于从读取器/写入 器天线发射的无线电波是线偏振波的情形下的通信范围。当从读取器/写 入器天线所发射的无线电波是圆偏振波的时候，通过将从公式(2)获得 的值除以A就能够获得通信范围r。第一仿真示出了在仅设置了一个导体22的情况下的无线标签的天 线增益Gr和通信范围r的计算结果。在该情况下所使用的导体22由铝 制成，并且在导体22的纵向方向上所测量的该导体22的长度(宽度) 以及在该导体22的横向方向上所测量的长度(高度)分别是160mm和 10 mm。还假定，沿z轴方向进行观察，导体22位于无线标签701到730 的叠层的中央，即，介于无线标签715与无线标签716之间。此外，如 图3B和3C所示，假定导体22放置成其边缘在y轴方向上与各无线标签 (在图3C中，仅示出了无线标签715)的中央间隔开10mm。还假定，各无 线标签由与纸张相当的电介质环绕，该电介质的相对介电常数和介电损耗 分别是3.0和0.01。下面的表1示出了在第一仿真中所使用的参数的值。[表1]参数设定值通信波长x (通信频率)314.80 mm (953 MHz)无线标签集成电路的RC并联等效电路的电阻Rcp410 Q无线标签集成电路的RC并联等效电路的电容Ccp1.41 pF无线标签集成电路的最小工作功率Pth-9.00 dBm读取器/写入器功率Pt25.70 dBm读取器/写入器天线增益Gt8.00 dBi图4A示出了，与没有设置导体22的情形相比较，在设置了导体22 的情况下无线标签的天线增益Gr的计算结果。另一方面，图4B示出了， 与没有设置导体22的情形相比较，在设置了导体22的情况下无线标签 的通信范围r的计算结果。在图4A和4B中，沿横轴方向示出了无线标 签的标号。图4A和4B中的图中的纵轴分别表示无线标签天线增益Gr 和无线标签通信范围r,并且以柱状图示出无线标签的天线增益Gr与通信范围r的计算结果。此外，在图4A和4B中，针对各无线标签，左侧 柱条表示设置了导体22的情况下的计算结果，而右侧柱条表示未设置导 体22的情况下的计算结果。无线标签701到715与无线标签730到716 相对于贯穿导体22的xy平面对称地设置，并且无线标签730到716的通 信范围r和天线增益Gr与无线标签701到715的通信范围r和天线增益 Gr相同。因此，图4A和4B仅示出了无线标签701到715的计算结果。如图4A所示，当设置了导体22时，与未设置导体22的情况相比， 改善了位置靠近无线标签叠层中央的无线标签709到715的天线增益Gr。 因此，如图4B所示，当设置了导体22时，与未设置导体22的情况相比， 改善了无线标签709到715的通信范围r。特别的是，位置越靠近导体22 的无线标签具有越长的通信范围r。这预测性地表明，在导体22与各无 线标签709到715之间会发生电磁耦合，并且从无线标签709到715得 到馈电的导体22向读取器/写入器天线3发射无线电波。当未设置导体 22时，针对各无线标签所计算的通信范围中的最短通信范围是21.5 cm(无线标签715的通信范围)。相反，当在靠近无线标签叠层的中央处设 置了所述一个导体22时，针对各无线标签所计算的通信范围中的最短通 信范围是29.4 cm (无线标签707的通信范围)。因此，在第一仿真中， 例示了通过设置导体22，可将最短通信范围增加大约8cm， S卩，最短通 信范围提高了约37%。接下来，第二仿真描述了在设置两个导体的情况下无线标签的天线 增益Gr与通信范围r的计算结果。图5示出在第二仿真中导体相对于无 线标签的位置关系。如图5所示，导体22a与导体22b相互隔开20mm， 而相对于贯穿了无线标签701到730的叠层中央的xy平面对称地设置(即，导体22a和导体22b的位置分别靠近无线标签710和721)。此外， 导体22a和导体22b被放置成其边缘在y轴方向上与各无线标签的天线 的中央隔开10 mm。在此使用的导体22a和导体22b的材料和形状与第 一仿真中使用的导体22的材料和形状相同。在第二仿真中，相应参数也 釆用了表1中例示的值。此外，与第一实施方式相同的是，假定各无线 标签由电介质所环绕，该电介质的相对介电常数与介电损耗分别是3.0和12图6A示出了与未设置导体的情形相比，在设置了两个导体22a和 22b的情况下无线标签的天线增益Gr的计算结果。另一方面，图6B示 出了与未设置导体的情形相比，在设置了两个导体22a和22b的情况下 无线标签的通信范围r的计算结果。在图6A及6B中，沿横轴例示了无 线标签的标号。图6A和6B中的图的纵轴分别表示无线标签天线增益Gr 和无线标签通信范围r，并且以柱状图示出无线标签的天线增益Gr和通 信范围r的计算结果。此外，在图6A和6B中，针对各无线标签，左侧 柱条表示设置了导体22a和导体22b的情况下的计算结果，而右侧柱条 表示未设置导体的情况下的计算结果。无线标签701到715与无线标签 730到716相对于贯穿无线标签701到730的叠层中央的xy平面对称地 设置，并且无线标签730到716的通信范围r和天线增益Gr与无线标签 701到715的通信范围r和天线增益Gr相同。因此，图6A和6B仅示出 了无线标签701到715的计算结果。如图6A所示，当设置了所述两个导体22a和导体22b时，与未设置 导体的情况相比，改善了位置靠近无线标签叠层中央和靠近所述导体的 无线标签707到715的天线增益Gr。此外，如图6B所示，当设置了导 体22a和导体22b时，与未设置导体的情况相比，无线标签706的通信 范围变得稍微短了。然而，当设置了导体22a和导体22b时，对于所处 位置更靠近导体22a的无线标签707到715而言，与未设置导体的情况 相比，它们的通信范围r增大了。因此，当设置了导体22a和导体22b 时，针对各无线标签所计算的通信范围r中的最短通信范围是37cm (无 线标签706的通信范围)。这表明与未设置导体的情况相比，通过设置两 个导体22a和22b，可将最短通信范围增加大约15 cm。与第一仿真中相同,第三仿真示出了将一个导体22放置在无线标签 701到730的叠层中央附近的情况下的无线标签的通信范围r的计算结 果，只不过多样地改变了在y轴方向上测量的导体22与无线标签之间的 距离。在该仿真中，将在y轴方向上所测量的从导体22的边缘到各无线 标签的中央的距离分别设定为15mm(大(大约为通信波长X的1/16)、 22.5 mm (大约为通信波长X的1/14)、以 及25mm (大约为通信波长X的1/13)。除了距离之外的其它仿真条件与 第一仿真中使用的条件相同。图7A示出了与没有设置导体的情形相比，在y轴方向上距离各无线 标签的天线的中央15 mm处设置了导体22的情况下无线标签的无线标签 通信范围r。图7B示出了与没有设置导体的情形相比，在y轴方向上距 离各无线标签的天线的中央20 mm处设置了导体22的情况下无线标签的 无线标签通信范围r。此外，图8A示出了与没有设置导体的情形相比， 在y轴方向上距离各无线标签的天线的中央22.5 mm处设置了导体22的 情况下无线标签的无线标签通信范围r。图8B示出了与没有设置导体的 情形相比，在y轴方向上距离各无线标签的天线的中央25 mm处设置了 导体22的情况下无线标签的无线标签通信范围r。在图7A和7B以及图8A和8B中，沿横轴示出了无线标签的标号。 图7A和7B以及图8A和8B中的纵轴表示通信范围r，并且以柱状图例 示了无线标签的通信范围r的计算结果。此外，在图7A和7B以及图8A 和8B中，针对各无线标签，左侧柱条表示设置了导体22的情况下的计 算结果，而右侧柱条表示未设置导体22的情况下的计算结果。无线标签 701到715与无线标签730到716相对于贯穿导体22的xy平面对称设置， 并且无线标签730到716的通信范围r与无线标签701到715的通信范围 r相同。因此，图7A和7B以及图8A和8B仅示出了无线标签701到715 的计算结果。如图7A所示，当在y轴方向上距离各无线标签的天线的中央15 mm 处设置了导体22的时候，与未设置导体的情况相比，改善了无线标签708 到715的通信范围r。特别的是，越靠近导体22设置的无线标签具有越 长的通信范围r。这预测性地表明，在导体22与各无线标签708到715 之间会发生电磁耦合，并且从无线标签708到715得到供电的导体22向 读取器/写入器天线3发射无线电波。最短通信范围是30.5 cm (无线标签 706的通信范围)。通过这种方式，当在y轴方向上距离各无线标签的天 线的中央15 mm处设置了导体22的时候，最短通信范围变为比未设置导体22时的最短通信范围(21.5 cm)长约9 cm。即，通过如上所述放置 导体22,最短通信范围提高了约42%。同样，如图7B所示，当在y轴方向上距离各无线标签的天线的中央 20mm处设置导体22的时候，与未设置导体的情况相比，同样增大了无 线标签708到715的通信范围。在针对无线标签计算的通信范围中，最 短通信范围是22.2 11 (无线标签706的通信范围)。通过该方式，当在y 轴方向上距离各无线标签的天线的中央20 mm处设置导体22的时候，与 在未设置导体时的最短通信范围(21.5 cm)相比，稍微提高了最短通信 范围。接下来，从图8A中可以看出，当在y轴方向上距离各无线标签的天 线的中央22.5mm处设置导体22的时候，与未设置导体的情况相比，所 处位置相对靠近导体22的无线标签708到715的通信范围r因设置了导 体22而得以改善。然而，对于无线标签701到707，与未设置导体的情 况相比，通信范围r减小了。该情况下的最短通信范围是比未设置导体时 的最短通信范围短的15.9 cm (无线标签705的通信范围)。推测这是由 于导体22充当了所处位置靠近无线标签701到730的叠层的边缘的无线 标签701到707的反射体，并且从这些无线标签发射的无线电波由导体 22在与读取器/写入器天线3的方向不同的方向上反射。同样，如图8B所示，当在y轴方向上距离各无线标签的天线的中央 25mm处设置了导体22时，与未设置导体的情况相比，无线标签701到 707的通信范围r同样减小了。该情况下的最短通信范围是比未设置导体 时的最短通信范围短的7.7cm (无线标签705的通信范围)。如上所述，当把导体22与无线标签之间的间隔增加到超出一定限度 时，导体22会充当一些无线标签的反射体，并且这些无线标签的通信范 围r会减小，而这并不是优选的。因此，优选地将导体22与无线标签之 间的间隔设定得不超出使得在导体22与相应无线标签之间能够产生电磁 耦合的限度。具体来说，从与现有技术系统的无线标签读取性能相比改 善了无线标签读取性能的角度出发，还优选地按如下方式确定导体22与 无线标签之间的间隔，即，使得设置有导体22时的最短通信范围r比未结果中可以看出，优选的是将导体22与各无线标签的中央之间的间隔设置得不超过从无线标签发 射的响应信号的波长的1/16。如上所述，在根据第一实施方式的无线标签读取系统中，导体被附 接到容器中的分隔板，使得在导体与各物品所附贴的无线标签的天线之 间发生电磁耦合。由于这有助于加强无线标签的天线增益，所以该无线 标签读取系统能够增大读取器/写入器天线与无线标签之间的通信范围。 此外，在根据本实施方式的无线标签读取系统中，通过简单将导体附接 到容器中的分隔板，就能够实现通信范围的增加。因此不需要增加用于 辅助读取器/写入器天线与各物品所附贴的无线标签之间的信号波传播的 任何额外部件。此外，与要读取的无线标签的数量相比，需要附接到这 些分隔板的导体的数量可以非常少。这有助于减小无线标签读取系统的 整体尺寸。接下来，将对根据第二实施方式的无线标签读取系统进行说明。在 根据第二实施方式的无线标签读取系统中，在容器中设置了用于与无线 标签的天线产生电磁耦合的多个导体，进行如下设置使得能顾根据容器 中容纳的带有无线标签的物品的数量来从所述多个导体中选择用于实际 产生电磁耦合的导体。与第一实施方式的无线标签读取系统相同，根据第二实施方式的无 线标签读取系统包括容器、读取器/写入器天线、读取器/写入器、以及管 理设备。其中，读取器/写入器天线、读取器/写入器、以及管理设备在结 构和功能上与第一实施方式的无线标签读取系统中的对应部件相同。因 此，这里将不再重复对这些部件的描述。图9A和9B分别是根据第二实施方式的无线标签读取系统11中的 容器2的示意性截面侧视图，以及示出安装在分隔板上的导体的结构的 示意图。如图9A所示，在根据第二实施方式的无线标签读取系统ll中， 在容器2中设置有多块分隔板21a到21g。容器2可在每对分隔板之间容 纳预定数量的待管理的物品6。在所述多块分隔板中，分隔板21c、 21d、 以及21e分别安装有开关导体23到25。由于各开关导体具有相同的结构和功能，下面将仅对开关导体23进行说明。
如图9B所示，开关导体23包括两个导体23a与23b，以及开关23c。 导体23a和导体23b由诸如铝或铜的导电材料形成。在与容器2中 的物品6所附贴的无线标签7的纵向方向相平行的方向上测量时,导体23a 和导体23b各自的长度都不短于通信波长 i的四分之一，而短于通信波 长X的二分之一。此外，导体23a和导体23b沿与无线标签7的纵向方 向相平行的方向排成一行。导体23a和23b被放置成使得各导体的边缘 在y轴方向上与容器2中的各件物品6所附贴的无线标签7的天线中央 才目足巨10mm。
开关23c是可手动或通过来自管理设备(未示出)的控制信号而接 通或者断开的薄型开关，该开关被设置用于电连接或断开两个导体23a 和23b。开关23c可以由例如膜片开关(membrane switch)构成。另选的 是，开关23c可由集成在集成电路中的厚度为1 mm或更薄的薄型开关(如 在移动电话中使用的开关等)构成。
当开关23c接通时，两个导体23a和23b被电连接。在该情况下， 在与无线标签7的纵向方向相平行的方向上测量时，这两个导体23a和导 体23b的合并长度变得长于或等于通信波长、的一半。因此，开关导体 23可与容器2中的各件物品6所附贴的无线标签7的天线产生电磁耦合。 另一方面，当开关23c断开时，这两个导体23a与23b电断开。在该情 况下，在与无线标签7的纵向方向大致平行的方向上测量时，这两个导体 23a和23b的各自长度都比通信波长X的一半短。因此，在导体23a、 23b 与无线标签7的天线之间不会发生电磁耦合。通过以这种方式来控制开 关23c的接通/断开，无线标签读取系统11可以调整容器2中的各件物品 6所附贴的无线标签7的天线的增益。
因此，通过根据容器2中容纳的物品的数量来控制各开关导体的开 关的接通/断开，无线标签读取系统11可最优地调整读取器/写入器天线 与各件物品所附贴的无线标签之间的通信范围。例如，假设当在容器2 中容纳了 40件或更少件物品时，通过接通位于中央的幵关导体24的开 关，最短通信范围变为最长通信范围。还假设，当在容器2中容纳了超过40件物品时，通过接通开关导体23和开关导体25的开关，最短通信 范围变为最长通信范围。在该情况下，当容纳在容器2中的物品数量是 40或更少的时候，用户应手动地或经由管理设备的用户界面断开开关导 体23和开关导体25的开关，并且接通开关导体24的开关。另一方面， 当容纳在容器2中的物品数量大于40的时候，用户应手动地或经由管理 设备的用户界面接通开关导体23和开关导体25的开关，并且断开开关 导体24的开关。在这里，通过执行测量可以预先确定容纳的物品数量与 最短通信范围之间的关系。
另选的是，可在容器2的底部安装称重装置，并且可将称重装置所 测量的值发送到管理设备，使得管理设备可根据该测量值自动地控制各 开关导体的开关的接通/断开。在该情况下，预先构建用于限定容器的容 纳物的重量与各开关导体的开关的接通/断开设置之间的关系的表。所构 建的表存储在管理设备内的存储装置中。此后，当从称重装置接收到重 量的测量值时，管理设备通过参照该表来确定各开关导体的开关设置， 并且根据由此确定的设置来操纵各开关。
如上所述，在根据第二实施方式的无线标签读取系统中，安装在容 器的分隔板上的多个导体被构造成，使得能够利用开关来改变在与无线 标签天线大致平行的方向上测量的实际上是两个导体电连接为一体的各 导体的长度。根据该结构，即使当改变了储存在容器中的物品数量时， 无线标签读取系统仍能够将无线标签与读取器/写入器天线之间的最短通 信范围保持在不会引起无线标签的读取问题的范围内。
本发明并不限于上述具体实施方式
。例如，在上述实施方式中，读 取器/写入器天线被安装在容器下方。然而，读取器/写入器天线也可以被 安装成使得该读取器/写入器天线的天线表面大致平行于附接有导体的表 面。同样在该情况下，由于面向读取器/写入器天线的导体的长度长于或 等于通信范围人的一半，所以可获得与上述实施方式中实现的效果相同 的效果。此外，根据此目的，可以多样地改变容器中容纳的物品的种类 和数量。与此有关的是，导体也可安装在分隔板以外的其它地方。例如， 导体可安装在容器的内壁上。此外，不需要把导体的形状限于长方形。例如，可将导体形成为椭 圆形。或者，可使导体在靠近其纵向端部处弯曲，从而使其转向读取器/ 写入器天线。
所述容器是可替换的。在该情况下，优选的是将无线标签附贴到容 器本身以使该容器能够与其它容器区分开。无线标签读取系统利用读取 器/写入器来读取容器所附贴的无线标签的识别信息。之后，无线标签读
取系统将该识别信息与容纳在容器中的各物品所附贴的无线标签的识别 信息相关联地存储在管理设备的存储单元中。通过该方式，无线标签读 取系统能够以容器为单位对物品进行管理。
在第二实施方式中，在与无线标签的纵向方向相平行的方向上测量 时，各幵关导体中的两个导体的长度可以彼此不同。另外在这种情况下， 这些导体可以被形成为，使得在与无线标签的纵向方向平行的方向上测
量时，各导体的长度都短于通信波长^的一半，但是这两个导体的合并 长度长于或等于通信波长人的一半。各开关导体可以包括在沿与无线标 签的纵向方向平行的方向上排列成一行的三个或更多个导体，以及被设 置为串联地电连接(或者断开)所述导体的两个或更多个开关。另外在 这里，在与无线标签平行的方向上测量时，各导体具有比通信波长X的 一半短的长度，并且在与无线标签平行的方向上测量时，全部导体的合 并长度长于或等于通信波长人的一半。另外在这种情况下，通过利用开 关来电连接导体，开关导体可与无线标签的天线电磁耦合。
此处叙述的全部示例和条件性语言旨在教导目的，以帮助读者理解 本发明以及发明人为推动现有技术发展而贡献的原理，并且应当被视为 不限于这些具体叙述的示例和条件，并且说明书中对这种示例的组织也 与展示本发明的优点和缺点无关。尽管已经详细描述了本发明的实施方 式，但应当理解的是在不偏离本发明的精神和范围的情况下可对其做出 各种变化、替换以及变更。
本申请基于并要求享有2008年5月26日提交的在先日本专利申请 No. 2008-137229的优先权，在此通过引用并入JP2008-137229的全部内容。
权利要求
1、一种用于容纳带有无线标签的至少一件物品的容器，该容器包括导体，当从读取器/写入器天线向所述无线标签发射询问信号时或者当从所述无线标签向所述读取器/写入器天线发射响应信号时，该导体与所述无线标签的天线发生电磁耦合。
2、 根据权利要求1所述的容器，该容器还包括用于将所述容器的内 部空间分隔为多个区域的部件，并且其中，所述导体被附接到所述部件。
3、 根据权利要求1所述的容器，其中，所述导体比容纳在所述容器 中的所述物品上所附贴的所述无线标签离所述读取器/写入器天线远，并 且当在与所述读取器/写入器天线的天线表面垂直的方向上测量时，从所 述无线标签的中央到所述导体的距离短于或等于所述响应信号的波长的 十六分之一。
4、 根据权利要求1所述的容器，其中，当在与所述无线标签的纵向方向平行的方向上测量时，所述导体的长度长于或等于所述响应信号的 波长的二分之一。
5、 根据权利要求1所述的容器，其中，所述容器包括多个所述导体， 各所述导体都具有沿与所述无线标签平行的方向排成一行的至少第一部 分和第二部分，以及被设置为电连接或断开所述第一部分和第二部分的 开关，并且其中，当在与所述无线标签的纵向方向平行的方向上测量时， 所述第一部分和第二部分各自的长度短于所述响应信号的波长的二分之 一，并且当在与所述无线标签的纵向方向平行的方向上测量时，所述第 一部分与第二部分的长度之和长于或等于所述响应信号的波长的二分之
6、 一种无线标签读取系统，所述无线标签读取系统包括 容器，其用于容纳带有无线标签的至少一件物品；读取器/写入器天线，其用于向所述无线标签发送询问信号并且从所述无线标签接收响应信号；读取器/写入器，其用于从经由所述读取器/写入器天线而从所述无线标签接收到的所述响应信号中获取关于所述无线标签的信息；以及导体，其以在发射所述询问信号或者所述响应信号时能够与所述无 线标签的天线发生电磁耦合的方式附接到所述容器。
7、 根据权利要求6所述的无线标签读取系统，其中，所述容器还包 括用于将所述容器的内部空间分隔为多个区域的部件，并且所述导体被 附接到所述部件。
8、 根据权利要求6所述的无线标签读取系统，其中，所述导体比容 纳在所述容器中的所述物品上所附贴的所述无线标签离所述读取器/写入 器天线远，并且当在与所述读取器/写入器天线的天线表面垂直的方向上 测量时，从所述无线标签的中央到所述导体的距离短于或等于所述响应 信号的波长的十六分之一。
9、 根据权利要求6所述的无线标签读取系统，其中，当在与所述无 线标签的纵向方向平行的方向上测量时，所述导体的长度长于或等于所 述响应信号的波长的二分之一。
10、 根据权利要求6所述的无线标签读取系统，其中，所述容器包 括多个所述导体，各所述导体具有沿与所述无线标签的纵向方向平行的 方向排成一行的至少第一部分和第二部分、以及被设置为电连接或断开 所述第一部分和第二部分的开关，并且其中，当在与所述无线标签的纵 向方向平行的方向上测量时，所述第一部分和第二部分各自的长度短于 所述响应信号的波长的二分之一，并且当在与所述无线标签的纵向方向 平行的方向上测量时，所述第一部分与第二部分的长度之和长于或等于 所述响应信号的波长的二分之一。
全文摘要
本发明涉及容器以及无线标签读取系统。该容器用于容纳带有与读取器/写入器天线进行无线通信的无线标签的至少一件物品，该容器包括导体，当从读取器/写入器天线向所述无线标签发射询问信号时或者当从所述无线标签向所述读取器/写入器天线发射响应信号时，所述导体与所述无线标签的天线发生电磁耦合。
文档编号G06K7/00GK101593266SQ20091011854
公开日2009年12月2日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年5月26日
发明者二宫照尚, 山雅城尚志, 马庭透 申请人:富士通株式会社