具有用于嵌体间距的结构的射频ID标签

摘要

提供了一种射频识别(RFID)安全系统标签。该标签包含RFID元件和第一外壳部分。第一外壳部分限定了内部和开口。第一外壳部分的内部包含内周边以及布置于内周边的至少一部分附近的架子。第一外壳部分的内部还包含多个突出部，其中该多个突出部从架子朝开口延伸。RFID元件至少部分地布置于该多个突出部上。

说明书

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID)安全标签领域，并且更特别地涉及 使标签外壳对包含于其内的RFID嵌体的性能的影响最小化。

背景技术

除了其他环境外，无线通信标签通常可见于零售店和/或仓库环境 中。出于存货、资产管理和/或安全的目的，无线通信标签可以被用来 跟踪并识别物品，例如，包装、容器、库存物品及商品。

无线通信标签的一种类型是射频识别(RFID)标签。RFID标签传 输所存储的信息，例如，与使用射频(RF)信号的物品相关的信息。 特别地，RFID标签可以包含其上布置有天线和集成电路(IC)芯片的 嵌体，其中IC芯片与天线连接。IC芯片存储所编程的信息，例如，与 物品相关的信息。响应于接收到来自RFID读取器的询问信号，IC芯 片将所编程的信息转换成通过天线来传输的相应的电磁信号。RFID标 签被调谐以按照特定的频率或者狭窄范围的频率来接收询问信号。

但是，RFID标签的性能会依据各种因素而变化。一个因素涉及在 RFID标签的嵌体和塑料外壳之间的相互作用。例如，当定位于外部且 不与外壳接触时，天线可以展示出对询问信号的特定应答。将基板与天 线一起布置于RFID标签的外壳之内，可以改变天线的频率应答，使得 充分少的询问信号由RFID标签捕获，即，RFID标签可以不“应答” 或者将会对询问信号应答不佳。在基板与外壳之间的相互作用或接触会 导致天线失谐。而且，基板在RFID标签内的移动可以进一步改变在基 板与外壳之间的相互作用，例如，使天线的调谐频率移位。例如， RFID标签可以贴附于在商店或仓库周围移动的商品，使得具有天线的 基板在RFID标签之内四处移位这会改变基板与外壳之间的相互作用。 已变得失谐的RFID标签会无法接收询问信号，因为天线对于询问信号 不再是调谐的。换言之，RFID读取器无法读取或询问RFID标签，或 者读取性能被降级。

影响RFID标签的性能的另一个因素是外壳材料。例如，信号丢失 或天线失谐可能会由塑料外壳材料的损耗特性造成。而且，由不同制造 所使用的外壳材料的变化同样会导致调谐变化。换言之，外壳材料自身 可以使RFID标签失谐。

已经有几种解决方案被提出，用于帮助维持RFID标签性能。一种 解决方案是抑制基板在RFID标签内的移动。例如，基板可以胶合于外 壳，或者外壳可以构造有用于将基板稳固地压向外壳上的夹状结构。虽 然这种解决方案减少了基板的移动，但是在基板与外壳之间的相互作用 很可能会增大。虽然RFID标签的调谐频率可以不因移动而改变，但是 在基板与外壳之间增大的相互作用可能已经使天线失谐，即，RFID标 签将会很可能保留为失谐的。

另一种解决方案涉及通过增加外壳尺寸来降低天线与外壳之间的相 互作用。特别地，外壳的尺寸增加，使得天线能够定位于远离外壳的嵌 体支撑结构之处。但是，这种解决方案会不利地增加标签的尺寸，从而 例如增加制造成本，并且会减损标签所贴附于其上的物品的审美吸引 力。

发明内容

本发明有利地提供了用于改进的安全标签外壳的系统、器件和方 法。

根据一种实施例，本发明提供了一种射频识别(RFID)安全系统 标签。该标签包含RFID元件和第一外壳部分。第一外壳部分限定了内 部和开口。第一外壳部分的内部包含内周边以及布置于内周边的至少一 部分附近的架子。第一外壳部分的内部还包含多个突出部，其中该多个 突出部从架子向外朝开口延伸。RFID元件至少部分地布置于该多个突 出部上。

根据另一种实施例，本发明提供了一种安全系统标签。该标签包含 用于限定内部和开口的第一外壳部分。第一外壳部分的内部包含内周边 以及布置于内周边的至少一部分附近的架子。第一外壳部分的内部还包 含多个突出部，其中该多个突出部从架子向外朝开口延伸。

根据另一种实施例，本发明提供了一种方法。安全标签贴附于商品 上。该安全标签包含射频识别(RFID)元件和外壳部分。外壳部分限 定了内部和开口。外壳部分的内部包含内周边以及布置于内周边的至少 一部分附近的架子。外壳部分的内部包含多个突出部，其中该多个突出 部从架子向外朝开口延伸。RFID元件至少部分地布置于该多个突出部 上。

附图说明

通过参考下面结合附图来考虑的详细描述，对本发明及其附随的优 点和特征的完全理解将会更容易理解，在附图中：

图1示出了根据本发明所构造的示例性的安全标签系统的侧视图；

图2示出了根据本发明所构造的安全标签系统的分解图；

图3示出了根据本发明所构造的安全标签的第一外壳部分的透视 图；

图4示出了根据本发明所构造的嵌体的顶视图；

图5示出了根据本发明所构造的安全标签的第二外壳部分的透视 图；

图6示出了根据本发明所构造的安全标签系统的一部分的透视图；

图7示出了根据本发明所构造的安全标签系统的一部分的截面图；

图8示出了根据本发明所构造的安全标签系统的一部分的另一个截 面图；

图9示出了根据本发明所构造的安全标签系统的另一种实施例的一 部分的截面图；以及

图10示出了根据本发明的原理所构造的突出部的侧视图；

图11示出了根据本发明的原理所构造的另一个突出部的侧视图；

图12示出了根据本发明的原理所构造的又一个突出部的侧视图；

图13示出了根据本发明的原理所构造的再一个突出部的侧视图。

具体实施方式

本发明有利地提供了用于射频识别(RFID)标签的系统、器件和 方法。因此，系统、器件和方法构件在合适的情况下由常规符号表示于 附图中，仅示出与本发明的实施例的理解有关的那些具体的细节，以免 使本公开内容由对于获益于本文的描述的本领域技术人员来说为显而易 见的细节而变得不明确。

如同本文所使用的，关系术语，例如，“第一”和“第二”、“顶 部”和“底部”等，可以只是用来将一个实体或元件与另一个实体或元 件区分开，而不一定要求或暗示在这样的实体或元件之间的任何物理或 逻辑关系或顺序。

现在参照附图，在附图中，相似的附图标记指代相似的元件。在图 1中示出了根据本发明的原理所构造的且一般标示为“10”的示例性的 安全标签系统的侧视图。系统10包含第一外壳部分12，该第一外壳部 分12可以被成形为与标签分离机构(未示出)配对。第一外壳部分12 可以由聚合物和/或别的刚性材料模制而成。系统10还包含第二外壳部 分14，该第二外壳部分14可以被成形为与标签分离机构配对。第二外 壳部分14可以由聚合物和/或别的刚性材料模制而成。例如，第一外壳 部分12和/或第二外壳部分14可以由硬塑料(例如，注射成型的丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料)或其他塑料(例如，聚碳酸酯)制 成。除了本技术领域已知的其他接合机构之外，第一外壳部分12和第 二外壳部分14是可以经由超声波焊接和/或卡夹配合而固定于彼此上的 连结部分。在连结时，第一及第二部分可以限定容积。

参照图2，图中提供了根据本发明的原理的系统10的分解图。除了 下面将详细讨论的其他构件外，系统10还包含第一外壳部分12、第二 外壳部分14、夹具16和/或嵌体18。第一外壳部分12可以包含可以被 成形为容纳可分离的安全元件(例如，锁定销或平头钉(未示出))的 腔体20。第一外壳部分12可以包含孔眼22被配置以允许可分离的安全 元件可移除地插入第一外壳部分12之内。除了可以可去除地与夹具16 接合的其他可分离的安全元件外，可分离的安全元件可以是锁定销或平 头钉。

第二外壳部分14将在下文参照图5详细讨论。在连结或配对时， 第一及第二部分限定了容积。夹具16被配置用于可移除地接合可分离 的安全元件。夹具16被成形为与第二外壳部分14配对，并且可以定位 于由第二外壳部分14限定的内部或内部区域之内，即，夹具16布置于 由所配对的第一及第二部分限定的容积之内。除了本技术领域已知的其 他材料外，夹具16还可以由金属和/或塑料制成。

嵌体18是被配置为布置于第二外壳部分14的内部或者由所配对的 第一及第二部分限定的容积之内的插入件。嵌体18可以是参照图4详 细讨论的RFID嵌体(也称为“RFID元件”)。嵌体18可以被成形为匹 配于下面将参照图6来详细讨论的第二外壳部分14的内部或内部区域 之内。虽然被定位于第二外壳部分14的内部之内，但是除了其他元件 外，嵌体18也可以由第一外壳部分12和/或第二外壳部分14基本上固 定于原位。除了其他因素外，嵌体18可以是刚性的、半刚性的或柔软 的，至少部分地基于用来创建嵌体18的材料和/或设计需要。本领域技 术人员应当意识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，也可以使 用其他插入件形状和/或材料。

安全系统标签10的第一外壳部分12的上透视图参照图3来描述。 第一外壳部分12包含内表面23和内部区域24，其中内部区域24至少 部分由第一外壳部分12的外围来限定。第一外壳部分12可以包含配置 用于允许将可分离的安全元件可移除地插入其内的孔眼22。第一外壳部 分12可以包含一个或多个约束柱体26。约束柱体26可以被配置用于在 嵌体18布置于第二外壳部分14的内部之内时并且在第一外壳部分12 和第二外壳部分14连结时约束嵌体18的移动。特别地，约束柱体26 可以被配置用于将嵌体18的至少一部分压向第二外壳部分14的架子42 (图5)、突出部44(图5)和/或其他部分，使得嵌体18在基本上垂直 于架子42的方向上的移动减少。约束柱体26可以被配置为在第一外壳 部分12与第二外壳部分14配对时并且在嵌体18至少部分地布置于突 出部44上时至少没有物理接触天线30(图5)和/或IC芯片34(图 5)。虽然约束柱体26的形状被示为近似圆柱形和/或矩形，但是除了其 他设计考虑外，也可以至少部分地基于设计需要而并入其他形状。第一 外壳部分12可以包含被配置用于与配对元件50配对的固位器27，将参 照图5详细讨论。电子商品监测(EAS)元件28可以布置于第一外壳 部分12的内部区域之内。特别地，EAS元件可以调整大小以匹配于第 一外壳部分12的内部区域之内。除了其他本技术领域已知的方法外， EAS元件28可以经由粘合剂可移除地贴附于第一外壳部分12的一个或 多个表面上，例如，EAS元件28可以可移除地贴附于内表面23。除了 本技术领域已知的其他EAS元件外，EAS元件28可以是声磁EAS元 件。

嵌体18的顶视图参照图4来描述。嵌体18可以是可对RFID询问 信号应答的RFID嵌体。嵌体18包含基板32以及布置于基板32上的 天线30。天线30被配置用于接收及传输射频信号。特别地，天线30具 有蚀刻于基板32上的导电材料的图形。天线30可以基本上沿着嵌体18 的外围而定位。除了本技术领域已知的其他天线外，天线30可以是偶 极天线或环形天线。嵌体18可以包含布置于其上的且与天线30电通信 的集成电路(“IC”)芯片34。除了其他信息外，IC芯片34可以存储与 物品或商品相关的数据。嵌体18可以包含被配置用于与第二外壳部分 14上的柱体46配对的一个或多个嵌体孔眼36，这将参照图5来详细描 述。嵌体18表面可以包含配置用于与突出部44配对的缺口(未示 出)，由此帮助减少嵌体18的移动。

第二外壳部分14的透视图参照图5来描述。第二外壳部分14可以 包含开口40以及至少部分地由第二外壳部分14的外围所限定的内部区 域38。第二外壳部分14可以包含沿着第二外壳部分14的外围的至少一 部分而定位的架子42。架子42可以包含至少第一区段42a、第二区段 42b和第三区段42c，其中第二区段42b和/或第三区段42c基本上垂直 于第一区段42a。第一区段42a和第二区段42b可以沿着第二外壳部分 14的外围的至少一部分而定位。第三区段42c可以定位于第二区段42b 之间并基本上与其平行。第一区段42a、第二区段42b和第三区段42c 可以至少部分地为嵌体18提供支撑结构。第一区段42a、第二区段42b 和第三区段42c可以具有各自的长度和宽度，其中第一区段42a的长度 可以大于第二区段42b和/或第三区段42c的长度。本领域技术人员应 当理解，架子42可以包含一个或多个区段。作为选择，该一个或多个 区段可以与架子42分离或脱离。

第二外壳部分14可以包含至少部分地布置于架子42的一部分上的 一个或多个突出部44。突出部44可以从架子42向外朝开口40延伸， 使得突出部44基本上垂直于架子42。突出部44可以具有由突出部44 从架子42延伸出的大小所限定的高度，这将在下文参照8-9详细讨 论。虽然突出部44被示为具有立方体状或矩形棱柱状的形状，但是突 出部44可以具有其他形状，例如，圆柱形状或圆锥体形状。

突出部44被配置用于将嵌体18与架子42的至少一部分间隔开， 使得在嵌体18与架子42之间的相互作用和/或物理接触减少，即，天 线30与架子42间隔开。突出部44可以形成为第二外壳部分14的一部 分，或者可以是与架子42附接的分离元件。突出部44可以按照周期性 的和/或非周期性的方式布置于架子42上。在一种实施例中，突出部44 沿着架子42的第一区段42a而布置，然而没有突出部沿着第二区段 42b而布置。布置于架子42上的突出部44的数量可以依据设计而改 变。

第二外壳部分14可以包含配置用于接合嵌体18的一个或多个柱体 46。当与嵌体18接合时，柱体46可以减少嵌体18在基本上与柱体46 垂直的或与架子42平行的方向上的移动。第二外壳部分14可以包含配 置用于接合夹具16和容纳孔27的配对元件50。第二外壳部分14可以 包含被布置用于容纳可分离的安全元件的容纳孔48。容纳孔48可以基 本上与孔眼22对齐。例如，当第一外壳部分12与第二外壳部分14连 结时，可分离的安全元件可以经由孔眼22来可移除地插入，并由容纳 孔48所容纳，使得可分离的安全元件在与容纳孔48垂直的方向上的移 动减少。

与夹具16和嵌体18接合的第二外壳部分14的透视图参照图6来 描述。嵌体18被定位于第二外壳部分14的内部之内，使得嵌体孔眼36 与柱体46接合。嵌体18与架子42及突出部44接触。特别地，突出部 44减少了在嵌体18(即，天线30)与架子42的第一区段42a之间的相 互作用和/或物理接触，使得嵌体18的期望调谐频率得以基本上保持。 例如，减少在第一区段42a与嵌体18之间的相互作用可以在嵌体18由 第一及第二外壳部分所容纳时防止嵌体18的读取频率偏移达15-20 MHz，即，基本上维持嵌体18的读取频率。作为选择，在第一区段 42a与嵌体18之间的相互作用可以将嵌体18的读取频率基本上维持于 第一频率(例如，850MHz)与第二频率(例如，950MHz)之间。在 嵌体18与架子42的第二区段42b之间的相互作用和/或物理接触可以 基本上不改变嵌体18的调谐频率，使得突出部不需要位于架子的第二 区段42b和/或其他区段上。架子的外周界可以基本上顺应于(conform  to)RFID嵌体18的外周界。夹具16与配对元件50接合，并且可以被 定位，使得夹具16的至少一部分与嵌体18重叠。

其上布置有嵌体18的第二外壳部分14的一部分的截面图参照图7 来描述。突出部44可以使嵌体18与架子42间隔开，使得在嵌体18与 架子42之间的相互作用减少，即，在天线30与架子42之间的相互作 用通过经由突出部44使天线30或嵌体18与架子42间隔开而减少。虽 然嵌体18被示为基本上平面的，但是本领域技术人员应当意识到，嵌 体18可以包含可以不平铺于一个或多个突出部44上的柔软的薄基板。 除了其他因素外，在突出部44之间的距离以及突出部44的数量可以基 于设计需要而改变。

参照图8，图中示出了第二外壳部分14以及布置于其上的嵌体18 的截面图。架子42具有延伸至第二外壳部分14的底表面之上的高度 h1。突出部44具有延伸到架子42之上的高度h2，使得每个突出部的 高度h2被配置为在RFID嵌体18至少部分地布置于该多个突出部上时 基本上维持RFID嵌体18的预定的读取频率。嵌体18布置于架子42 和突出部44之上，使得在嵌体18与架子42之间的物理相互作用及电 相互作用减少。天线30的至少一部分可以与架子42重叠，但又与其间 隔开。将天线30的至少一部分及嵌体18与架子42重叠可允许第一及 第二外壳部分的尺寸保持最小，同时仍然减少在架子42与嵌体18之间 的相互作用。

虽然天线30的至少一部分在图8中被示为相对突出部44偏移的， 但是作为选择，天线30的至少一部分可以被配置为与突出部44的至少 一部分重叠。约束柱体26可以将嵌体18压向架子42和突出部44，从 而例如减少嵌体18在基本上与突出部44和/或约束柱体26平行的方向 上或者在基本上垂直于架子42的方向上的移动。出于清晰起见，在图8 中省略了架子42的其他部分、第一外壳部分12和/或第二外壳部分 14。

参照图9，图中提供了根据本发明的原理的包含第二外壳部分14以 及布置于其上的嵌体18的另一种实施例的截面图。图9基本上对应于 图8中的元件，除了在第二外壳部分14的一侧的架子42的高度小于在 第二外壳部分14的另一侧的架子高度。例如，第二外壳部分14的一侧 (例如，区段42b)可以具有架子高度h3，而另一侧(例如，区段 42a，例如，远端侧)可以具有架子高度h1。突出部44布置于具有高 度h2的架子42之上。除了其他值之外，突出部44的高度可以根据设 计需要而在例如0.05至0.5毫米(mm)之间变化。本领域技术人员应 当意识到，除了其他因素外，其他高度配置可以依据制造、成本考虑、 系统10的总尺寸、嵌体18的尺寸和/或其他构件在系统10内的定位来 实现。

与图8的实施例一样，图9的嵌体18被配置，使得天线30的至少 一部分通过突出部44与架子42间隔开。特别地，天线30的至少一部 分可以与架子42的至少一部分(例如，第一区段42a)重叠。虽然天线 30的至少一部分在图9中被示为相对突出部44偏移的，但是作为选 择，天线30的至少一部分可以被配置为至少部分与多个突出部44之一 重叠。

参照图10，图中示出了突出部44的示例性侧视图。突出部44具有 尖端区段44a和主体区段44b。尖端区段44a可以在架子42的远端， 并且可以具有一个或多个形状，例如，近似几何形状。例如，尖端区段 44a可以具有近似半球形状。图11示出了突出部44的另一种实施例的 示例性侧视图。尖端区段44a和主体区段44b可以基本上对应于图10 中的类似部分，除了尖端区段44a可以具有近似金字塔形状。图12示 出了突出部44的另一种实施例的侧视图。尖端区段44a和主体区段 44b可以基本上对应于图10中的类似区段，除了尖端区段44a可以具 有近似矩形棱柱形状。图13是突出部44的另一种实施例的侧视图。突 出部44可以具有与图10中的类似区段基本上对应的尖端区段44a和主 体区段44b，除了尖端区段44a在图13中被示为具有梯形形状。

虽然图10-13所示的尖端区段44a被示为具有矩形形状，但是尖端 区段44a可以具有其他几何的和/或非几何的形状。图5所示的每个突 出部44的形状可以具有基本上彼此相同的尖端区段44a的形状。作为 选择，尖端区段44a的形状可以依据设计需要而改变。除了其他形状 外，主体区段44b可以具有一个或多个形状，例如，基本上矩形的形状 或圆柱形的形状。本领域技术人员应当理解，突出部44可以包含一个 或多个区段。

本领域技术人员应当意识到，本发明并不限制于上文所具体示出及 描述的内容。另外，除非上文作了相反的说明，否则应当注意，附图并 非全都是按照比例的。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，根据上 述教导的各种修改及变更都是可能的，本发明的范围和精神仅由后面的 权利要求书所限制。