CN1666284A - 配备有双天线的信息载体驱动设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于读取信息载体(1)的设备，所述信息载体具有集成电路(21)和与该集成电路相耦合的天线(22)。所述设备具有通信装置以在所述盘上的集成电路和所述设备之间建立通信。所述通信装置具有两个天线(66，67)：一个在所述盘装入所述设备中时能够与所述盘上的集成电路进行通信，一个在所述盘位于所述设备的附近时能够在所述设备和所述信息载体上的集成电路之间提供通信。

Description

配备有双天线的信息载体驱动设备
本发明涉及一种用于读出信息载体的设备，所述信息载体配备有集成电路和与该集成电路相连接的天线，所述设备配备有用于获得与所述信息载体上的天线的电磁耦合的通信装置。
如在开头段落中所述的设备可从美国专利US 6,044,046中获知。在该系统中，为了存储附加信息的目的在信息载体上配备有集成电路(此后由芯片表示)。该信息载体可以是例如，带有光存储单元的盘，例如CD或DVD。这些盘可用于以简单的方式存储和编档相当大数量的数据，例如数字照片、影片和音乐集。这个受版权保护的信息，即数字作品，能够以编码的方式存储在信息载体上以便抵制非法传播。存储在所述芯片中的附加信息例如是解码密钥，使用该解码密钥能够解码所述信息载体上的编码数字作品。
如果存储在所述信息载体上的数字作品要被再现，则信息载体就被装载到重放设备中。所述重放设备包括光学读取装置，该光学读取装置使得读出所述光存储单元成为可能。
所述芯片配备有用于获得芯片操作所需的能量的电磁接收器装置。另外在所述信息载体的芯片上还存在电磁发送器和接收器装置，以便使得在芯片和重放设备之间的通信成为可能。
使这种通信成为可能的通信装置存在于所述重放设备中。所述设备中的通信装置例如是由集成电路(即所谓的读出IC)和天线形成的。所述已知系统中的通信装置被设计使得只有在所述信息载体存在于所述设备内时，在所述信息载体上的芯片和所述设备中的读出IC之间才能进行通信。
所述已知设备的缺点是只有在所述信息载体存在于所述重放设备内部时才能在所述芯片和读出IC之间进行通信。
本发明的目的是提供一种在开头段落中所述种类的设备，其使得能够在所述芯片和所述读出IC之间进行通信，所述读出IC并不局限于所述重放设备中的信息载体的固定位置。
该目的是这样获得的，即所述通信装置被构造使得不但在所述信息载体存在于所述设备内部时而且在所述信息载体存在于所述设备的附近时，都能够在所述集成电路和所述设备之间进行通信。
本发明是基于这样的认识做出的，即优选的是在某些情况下使得能够与所述信息载体上的芯片进行通信，即使在所述重放设备的附近也能进行这样的通信。存储在所述芯片中的信息可以是例如信息载体的内容表。如果存储的数字作品包括例如音乐集，这样的信息载体非常可能包括数十个标题。如果用户仅通过保持信息载体靠近所述重放设备就能够读取所述内容表，则对于系统的用户来说将是非常方便的。这样所述重放设备中的通信装置就可以显示该信息，例如，在屏幕上。用户能够以这样的方式容易和快速地获得期望的数据。
在根据本发明的设备的一个实施例中，所述设备的通信装置包括至少两个天线。这些天线之一例如存在于所述重放设备的按压实体上。当所述信息载体在所述设备内部时，所述位置使得所述信息载体上的芯片能被读取。然后另一天线将位于例如所述设备的外壁上或与其邻近。这个天线的位置使得即使在所述设备的外部也能够与所述芯片进行通信。
根据本发明的设备的一个实施例的特征在于至少两个天线与一个读出IC相耦合。
这一措施的优点在于所述设备中提供的通信装置的成本能够降低。
在现有技术的系统中，重放设备中的通信装置包括一个与一个天线相连接的读出IC。这些装置能够与所述信息载体上的天线实现电磁耦合。如果在所述设备中需要第二天线，例如用于在不必将信息装入到所述设备内的情况下读取所述内容表，则使用一个附加的与一附加天线相连接的读出IC似乎是符合逻辑的。本发明是基于这样的认识做出的，即由于使用了一个与两个天线相耦合的读出IC，所以能够降低通信装置的成本。
根据本发明的设备的这些和另外的方面将在下面参照附图进行更加详细的说明，其中：
图1为所述信息载体的一个实施例的示意平面图；
图2为沿图1中的线II-II截取的所述信息载体的实施例的示意剖面图；
图3为包括用于读取所述信息载体的设备的系统的示意图；
图4为所述设备的实施例的示意图；
图5为所述设备的通信装置和所述信息载体上的芯片和天线的电路图；
图6为根据本发明的设备的实施例的电路图。
此外，为了清楚的原因，在适用的情况下图中并未必要确切地示出各组件的彼此之间的空间比例。本领域技术人员应该清楚在不脱离本发明的实质的情况下，对本发明的实施例进行等价替换是可能的，并且本发明的范围只有权利要求所限定。因此，下述的实施例涉及一种带有集成电路的信息载体，例如DVD。显而易见本发明的原理也可等价地应用于其它旋转信息载体，例如CD-R、CD、DVD+RW、CD-I和光信息载体家族中的其它成员。对于本领域技术人员来说也很明显下述给出的对重放设备的实施例的说明也可应用于在光存储单元上进行写入的记录设备。
图1表示能够由根据本发明的设备读出的信息载体。该例子中的信息载体为带有光学可读取存储单元的盘。所述信息载体1具有位于盘的中心的中心孔11。此外，在信息载体1上定义了多个区域，所述每个区域可例如具有不同的物理性质。所述盘包括夹持(clamping)区域12，其用于在两个实体之间夹住盘。该夹持能够使盘以非接触的方式移动和绕盘的中心转动。这将在下面讨论所述系统时进行更加详细的说明。此外，在盘上定义有信息区域13，光学可读取存储单元就提供在其上。该存储单元包括以螺旋式或同心圆图案布置的轨迹。借助本领域技术人员已知的读取头就能够读取该信息载体上的轨迹。所述读取头特别包括用于聚焦例如由激光二极管产生的光束的光学系统。所述光存储单元是由多个层组成的，在它们当中具有聚碳酸酯层和金属层。在所述夹持区域12和所述信息区域13之间存在有过渡区14。过渡区14在现有技术中也是由聚碳酸酯层和金属层构成的。此后由CiD区表示所述过渡区14。
光信息载体1还包括集成电路21和与该集成电路(此后由芯片表示)21相连的天线22。在图2中能够看到这种具有在CiD区示出的芯片和天线的信息载体的实施例。所述天线优选的为盘绕天线。该天线总是位于CiD区中。关于芯片的定位没有限制，例如，能够将芯片定位在信息区域中，但CiD区是优选的。所述芯片例如是由PhilipsElectronics N.V.制造的MiFare RFID芯片，并且还在RFID HANDBOOK(Klaus Finkenzeller著，John Wiley&Sons出版)中第282页有所说明。
所述芯片提供了存储信息的可能性。所述信息可以是例如用于解码以编码形式存储在所述信息载体上的数字作品的解码密钥。通过将解码密钥提供在分离的存储器中而不是提供在信息载体本身上，使得信息载体上的数字作品的非法拷贝和传播变得更加困难。芯片中存储容量的使用的另一个例子是存储内容表。在数字作品包括例如多个音乐集的情况下，该内容表可以包括信息载体上存储的音乐编号的所有标题和表演艺术家。然后例如就能够读出芯片中的该信息并在屏幕上对其进行显示。
所述芯片和天线能够实现电磁耦合到连接到重放设备中的读出IC的另一个天线上，将在下面对系统的讨论中对其进行更加详细的说明。
为了促进在所述盘上的芯片和读出IC之间的通信，在CiD区中没有金属层。金属层在图1的信息载体的实施例的平面图中以阴影线示出。不会出现干扰电磁耦合的涡流，因为在天线附近没有金属层。
图2为沿图1中的线II-II截取的所述信息载体的第一实施例的示意性剖面图。在该实施例中的光信息载体是DVD的形式。本领域技术人员应该知道，该盘的分层结构使得在聚碳酸酯层31上形成坑(pit)和脊(land)。在这些坑和脊中编码二进制数据。反射金属层32覆盖在该聚碳酸酯层上。这种层的组合具有0.6mm的厚度。在这些层的顶部具有附加的聚碳酸酯层33用于获得额外的强度和保护。
天线22位于CiD区14中并且提供在盘的上侧。虽然由于光信息载体的生产过程的相对简单的适应性，所以该实施例是优选的，但可替换地能够在盘的各层之间设置天线。那么就如此成形天线使得连续的金属层被喷涂，借助于激光技术从所述连续金属层裁剪出天线导线。例如可借助于粘着剂将天线设置在盘的顶部。导电线位于粘接层上的盘绕图案中并被紧固到盘上。这些导线形成天线并直接与所述信息载体上的芯片连接。本领域技术人员显然能够明白，可替换地能将所述天线紧固到所述信息载体的下侧，即所述光存储单元也进行读取的相同侧。
金属层32存在于信息区域中而不在CiD区中。这促进了在所述芯片和读出IC之间的通信。由于在天线的附近没有金属层，所以不会产生干扰电磁耦合的涡流。
如本领域技术人员所理解的，相同的原理可应用于其它光信息载体家族，例如CD家族和DVR家族，其中所述金属层在盘的不同层面上。
图3为包括所述信息载体和设备的系统的实施例的剖面图。该设备特别包括读取装置(未示出)，例如用于从所述光存储单元读出信息的读取头。所述设备还包括其上能够放置所述信息载体1的承载实体61。按压实体62随后被紧固在所述信息载体1上以便夹紧信息载体。所述承载实体具有穿过信息载体1的中心孔的轴。所述按压实体被紧固在所述承载实体的轴上。因此，在该结构中，所述信息载体位于承载实体61和按压实体62之间。所述信息载体在信息载体的夹持区域与所述承载实体和按压实体产生接触。所述按压实体位于桥架63中，其中按压实体能在承载实体的方向上自由移动并且能够绕承载实体的轴旋转。此外，所述设备包括电动机64，其被紧固在所述承载实体上并且被布置使得信息载体1在所述设备中旋转，这对于本领域技术人员来说是已知的。
所述设备还包括用于与配备有如上所述和如图1所示的电线和芯片的信息载体1建立电磁耦合的通信装置。所述设备的通信装置包括读出IC 65和另一个天线66。所述读出IC例如是由PhilipsElectronics N.V.制造的MiFare RFID ReaderIC(读取器IC)，并且还在引用的RFID HANDBOOK(Klaus Finkenzeller著)中有所说明。所述ReaderIC在13.56MHz下工作，该频率与近似22m的电磁波的波长对应。由于两个天线之间的距离比22m小许多倍，所以都可以被看作是磁通量。所述设备中的通信装置的天线66与ReaderIC相连接并具有盘绕型或同心圆的特征。
所述设备的通信装置的的天线66优选地在所述信息载体上的天线上被垂直布置以便获得最佳耦合。在所述信息载体处于所述设备中并且信息载体的光存储单元正在被读出时尤其必须获得这种耦合。例如，所述设备中的天线可以紧固到垂直于所述信息载体上的天线之上的桥架63，如图6所示。本领域技术人员应该清楚替换的实施例是可能的。
图4示意地表示重放设备4如何装配与至少一个读出IC 65相连的两个天线66。第二天线66被这样定位使得当信息载体在所述设备外部时，它能够通过电磁耦合读出所述信息载体上的芯片。第二天线设置在例如所述设备的顶侧或其侧面，如图所示。这样将所述信息载体保持在所述天线附近就足以读取例如存储在所述芯片中的内容表。在本发明的一个实施例中，所述第二天线具有直径为70mm的两匝。当将信息载体上的天线置于夹持区域和信息区域之间的区域时，所述天线具有大约为4Omm的直径。用于提供所述设备和位于所述设备外部的信息载体上的芯片之间的通信的第二天线的较大直径产生了一个较大的区域，在该区域中能够读出所述芯片。如果使用了上述的MiFare芯片，则在所述设备中的天线和所述芯片上的天线之间相距几厘米的距离就能够实现电磁耦合，由此能够进行通信。
第二天线的放置不局限于固定的位置。能够将所述天线放置在邻近所述设备周围的任何位置。在本发明的一个实施例中，在所述第二天线和所述天线的周围之间没有金属。其具有这样的优点，即促进了各天线之间的通信，因为由于没有金属层所以不会出现涡流。
图5为所述设备的通信装置和所述信息载体上的芯片和天线的电路图。如本领域技术人员所公知的，在第一线圈中按时间变化的电流将产生也按时间变化的磁通量。感应定律表明将在所述第一线圈中感生电压，如果第二线圈包括所产生的磁通量的一部分，则也将在第二线圈中感生电压。
由于相互感应，与所述读出IC 65相连的天线66中的变化磁通量在与所述信息载体1上的芯片21相连的天线22中感生一个电压。因此借助于电磁耦合能够在所述信息载体上的芯片和所述设备中的读出IC之间进行通信。
根据本发明的设备的一个实施例在图6中示出。该设备的通信装置现在被构成为使得它们包括两个天线，一个用于在所述信息载体处于所述设备内部时进行通信，而一个用于在所述信息载体邻近所述设备时进行通信。这两个天线与一个读出IC耦合。该实施例具有这样的优点，即能够节约额外读出IC的成本。

Claims (5)

1.一种用于读出信息载体的设备，所述信息载体配备有集成电路和与该集成电路相连接的天线，所述设备配备有用于与所述信息载体上的天线实现电磁耦合的通信装置，其特征在于：所述通信装置被构造用于在所述信息载体处于所述设备内部时在所述集成电路和所述设备之间进行通信，和用于在所述信息载体存在于所述设备的附近时在所述集成电路和所述设备之间进行通信。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述通信装置包括至少两个天线，一个用于在所述信息载体处于所述设备内部时进行通信，而一个用于在所述信息载体存在于所述设备的附近时进行通信。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：至少两个天线与一个读出IC相耦合。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述两个天线以串联的方式连接并耦合到所述读出IC。
5.如权利要求2所述的设备，其特征在于：所述设备的壳体至少部分地在当所述信息载体处于所述设备的附近时用于在所述芯片和所述设备之间进行通信的天线区域处不是金属的。
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