JP2007280519A - Rfidタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置とその駆動方法およびrfidタグ内蔵情報記録媒体 - Google Patents

Rfidタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置とその駆動方法およびrfidタグ内蔵情報記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】情報記録媒体に、単一のICチップにアンテナを内蔵したRFIDタグを設けると、アンテナを媒体内または媒体上に設ける必要がないので情報記録媒体の作製は容易になるが、RFIDからの電波が弱くなるため、信号を読み誤る可能性が生じる。また、情報記録媒体に近い位置にRFIDと通信を行うアンテナが必要となり、アンテナのために情報記録媒体の駆動装置で情報記録媒体と情報読み出し手段の動作や位置が制限される。
【解決手段】本発明では、情報記録媒体に単一のICチップにアンテナを内蔵したRFIDタグを設け、RFIDタグ内のアンテナと電波の送受信を行う第2のアンテナを情報記録媒体と密接する情報記録媒体保持部材に設ける。また、第2のアンテナで受けた信号を増幅する。
【選択図】図7

Description

本発明は、RFID(Radio Frequency Identification)タグを内蔵すると共に、磁気や光で情報の記録再生を行う情報記録媒体に対するRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置とその駆動方法およびRFIDタグ内蔵情報記録媒体に関する。
近年、電磁波を用いて非接触でICチップ内のメモリと情報を通信するRFIDの開発が注目されている。この中で、光ディスクにPFIDを内蔵するものが、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1では、ICチップ及び結合素子としてのアンテナが光ディスクに内蔵され、アンテナは光ディスク自体の内孔付近の領域に同心円状に配置されている。また、光ディスク自体にはアンテナを設けず、光ディスクの表面にICチップ(内蔵されたもの)からの端子を出してドライブ側の圧力板内に設けたアンテナと電気的に接触させる技術も開示されている。
これに対して、単一のICチップ内にアンテナも設けたRFIDを用いたものが特許文献2に開示されている。特許文献2では、光ディスクの基板の内周部に凹部を設け、この凹部にICチップを埋め込んでおり、この基板に設けた凹部はICチップを埋め込んだところが幅広であったり反対側が凸であったりしている。また、特許文献2では、ドライブ側のアンテナは光ディスクの情報を光学的に読出すピックアップと反対側の面に設けられ、光ディスクのおよそ半分の回転領域(半周分の領域)を覆うように設けている。
特表2000−509541号公報 特開2000−285636号公報
RFIDが内蔵された光ディスクは注目されているが、光ディスクから十分離れた位置でもRFIDと情報の通信を行えるようにするためには大きなアンテナが必要となり、光ディスク自体にアンテナを埋め込むためには大きな面積が必要となる。また、光ディスク自体にアンテナを設けない場合には外部のアンテナと光ディスクに内蔵したICチップとを電気的に接合させるために、光ディスクの表面にICチップの端子を出す必要があり、端子が酸化や劣化して長期間使用できないという課題を生じる。
単一のICチップにアンテナも設けたRFIDタグを用いれば光ディスク自体にアンテナを設ける必要はないが、RFIDからの電波が弱くなる傾向があるため、信号を読み誤る可能性が生じる。また、光ディスクに近い位置に、RFIDと通信を行うアンテナを設ける必要があるので、光ディスクにアンテナが衝突あるいは接触しないようにするために、光ディスクをドライブに設置する際の光ディスクの動作やドライブ側のピックアップの動作や位置が制限されるという課題があった。
そこで、本発明は、RFIDを内蔵した、光ディスク、光磁気ディスク、ホログラムディスク、磁気カード、光磁気カード、磁気テープなどの情報記録媒体に対して、情報記録媒体上に大きなアンテナを必要とすることなく、信号を読み誤る可能性が低くし、また、RFIDの端子の劣化もなくて長期間使用でき、かつ、RFIDと通信を行うアンテナがドライブ内での光ディスクやドライブ側のピックアップの動作や位置を制限しないような、RFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置とその駆動方法およびRFIDタグ内蔵情報記録媒体を提供することを目的とする。
本発明では、アンテナがICチップと一体化した小さなRFIDタグ(例えば0.5mm角程度以下)を内蔵した情報記録媒体を用い、このアンテナと電波の送受信を行う第2のアンテナを情報記録媒体と密接する情報記録媒体保持部材に設けるものである。
また、第2のアンテナで受けた信号を増幅するものである。
そして、情報記録媒体が回転する場合は、情報記録媒体と一緒に情報記録媒体保持部材も回転するので、第2のアンテナで受けた後の信号をさらに送信する第3のアンテナを第2のアンテナと同じ回転軸系に設け、第4の固定されたアンテナで第3のアンテナからの信号を受けるようにする。
アンテナがICチップと一体化したRFIDを情報記録媒体に設けているので、情報記録媒体上にアンテナを形成する必要がないため、RFIDが付いた情報記録媒体の生産性が向上する。また、情報記録媒体は情報記録媒体保持部材と密接するが、RFID内の電気端子が情報記録媒体の表面に露出していないので端子の劣化がなく長期使用が可能となる。なお、RFID内のアンテナが小さいためにRFIDから発信される電波は弱いが、この電波を受信するアンテナが近傍にあるため読み誤りにくくなり、この信号を増幅することでさらに信頼性が増した安定した信号を得ることができる。
さらに、光ディスクなどのように、媒体を回転させることにより情報を再生・記録する情報記録媒体では、情報記録媒体保持部材が従来からあるので新規にアンテナ部材を増やす必要がなく、アンテナが光ディスクに当たらないように注意する必要もない。そこで、情報記録媒体にRFIDが付いていてもドライブ内で情報記録媒体やピックアップの動作や位置に制限が加わることはない。
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いる、RFIDタグ内蔵情報記録媒体の側面図である。情報記録媒体1は帯状の磁気フィルム2を貼り付けたカードであり、磁気フィルム2の近傍にアンテナをICチップに内蔵したRFID3が埋めこまれている。
図2は、情報記録媒体1の情報を読み書きする駆動装置4の外観である。ここで、破線で示した5は磁気フィルム2の情報を読み書きする磁気ヘッドであり、破線で示した6はRFID3の情報を読み書きする際に使用するアンテナである。
図3は、駆動装置4に設けられた情報記録媒体を挟む隙間4aに情報記録媒体1を挟んで情報を読み書きする際の状態を断面図で示したものである。情報記録媒体1を駆動装置4に設けた隙間4aに差し込んで横に滑らすことで、情報記録媒体1の磁気フィルム2が駆動装置4の磁気ヘッド5と近接して移動する。この際に、磁気フィルム2に磁気で記録されていた情報を磁気ヘッド5で電気信号として読み出す。また反対に、情報を書き込む時は、電気信号を磁気ヘッド5で磁場変化させ、磁気フィルム5に磁気変化として記録する。一方、情報記録媒体1上に設けたRFID3は、駆動装置4に設けられた隙間4aに埋め込まれたアンテナ6と互いに非接触であるが極めて近くに位置することになる。そこで、アンテナ6からの電波からエネルギー供給を受け、RFID3はアンテナ6へ情報を電波で送信し、この電波をアンテナ6で受信する。
この信号の受け渡しの回路についての詳細を図4に示す。
ICチップからなるRFID3は、アンテナ7、電源回路8、無線周波数回路9、変調回路10、復調回路11、CPU12とメモリ13を有する。電源回路8はコンデンサ(図示せず)を内蔵し、このコンデンサはアンテナ7と共に共振回路を形成する。このコンデンサは、アンテナ7が特定の周波数の電波を受信した時に電力が充電される。電源回路8はこの電力を整流してCPU12に供給する。
また、アンテナ7が特定周波数の信号電波を受信すると、無線周波数回路9で電気信号になり、復調回路11でCPU12が認識できるコマンド信号になる。反対に、アンテナ7から特定周波数の信号電波を送信する場合は、CPU12が信号を出力し、変調回路10で信号を変調し、無線周波数回路9で特定周波数の電波となる電気信号になってアンテナ7に供給される。
一方、書き込み読み出し本体14は、アンテナ6、電源回路15、無線周波数回路16、変調回路17、復調回路18、CPU19とこれに接続されたメモリ20および入力装置21を有する。電源回路15はコンセントからの交流電流を整流してCPU19に供給する。
アンテナ6から特定周波数の信号電波を送信する場合は、CPU19が信号を出し、変調回路17で信号を変調し、無線周波数回路16で特定周波数の電波となる電気信号になってアンテナ6に供給される。反対に、アンテナ6から特定周波数の信号電波を受信する場合は、無線周波数回路16で電気信号になり、復調回路18でCPU19が認識できるコマンド信号になる。
RFID3と書き込み読み出し本体14との間のデータの送受信は以下のようになる。
RFID3からデータを読み出す場合には、書き込み読み出し本体14のCPU19からの読み出しコマンドがアンテナ6からアンテナ7へ電波送信され、CPU12がメモリ13に記憶されたデータの読み出しを行い、アンテナ7からアンテナ6へ電波送信されCPU19にデータが送られる。RFID3に新しいデータを書き込む場合は、まず、データが予めメモリ20にあるものはメモリ20から、データが新規の場合は入力装置21から、CPU19に送られる。次にCPU19からのデータと書き込みコマンドがアンテナ6からアンテナ7へ電波送信され、CPU12がメモリ13に新規のデータの書き込みを行う。
本発明のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法では図3に示すようにRFID3内のアンテナ7(図3では図示せず)が小さくて電波が弱くとも、受信するアンテナ6が近傍にあるため、RFID3からのデータは十分に読み取りが可能である。なお、アンテナ6はアンテナ7より広い投影面積になっていて、駆動装置4に設けられた情報記録媒体を挟む隙間4aと情報記憶媒体1との相対位置が少し変わっても、アンテナ6とアンテナ7との電波の送受信に影響が内容になっている。アンテナ6とアンテナ7との距離は、電波の強さからは5mm以下が好ましく、現実的には1mm以下でも可能である。
情報記録媒体1上のRFID3はアンテナ6がある駆動装置4の隙間4aに近い方に設けるのがRFID3とアンテナ6との間での送受信の電波強度の点から有利である。
また、RFID3内のアンテナ7は、情報記録媒体1のアンテナ6と対向する側の表面に向けて設けることがRFID3とアンテナ6との間での送受信の電波強度の点から有利である。
RFID3とアンテナ6はそれぞれの周りが樹脂材料などで覆われているので、情報記録媒体1と駆動装置4同士が擦れても、RFID3もアンテナ6も情報記録媒体1と直接接触して故障することはない。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体は、図5の22に示すようにディスク形状(円板形状)をしている。すなわち、回転させて使用する光ディスク(光磁気方式やホログラム方式を含む)や磁気ディスクである。図5では光磁気方式ではない光ディスクの場合を示している。
図5において、情報記録媒体22にはアンテナがICチップに内蔵されたRFID3が設けられている。
情報記録媒体22が単板ディスクの場合は、図6(a)のように内孔と同心円状の溝を基板に設け、溝深さより薄いRFID3を紫外線硬化樹脂で表面を覆うように埋め込み、表面を平坦にする。情報記録媒体22が貼り合せディスクの場合は、図6(b)のように情報記録媒体保持部材の受け部23a側の基板(図6(b)では下側の基板)に内孔と同心円状の溝を設け、溝深さより薄いRFIDを埋め込み、紫外線硬化樹脂を介してもう一枚の基板と貼り合せる。この際、溝は紫外線硬化樹脂で満たす。ここで、基板は一般に、熱可塑性樹脂を射出成形して作製するので、円周方向で異なる形状では金型内での樹脂の流れが円周方向で異なるため歪を生じてしまう。一方、同心円状の溝であれば、金型内での樹脂の流れが円周方向で一様になるため基板の歪が抑制される。また、情報記録媒体22としては、溝やRFID3がない従来の情報記録媒体と同じ形状である。そのため、RFID3への情報の書き込み読み出し機能を持たない情報記録媒体駆動装置に、このRFIDタグ内蔵情報記録媒体を挿入しても駆動装置を物理的に壊す恐れはない。
本発明の実施の形態2のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法は、書き込み読み出し本体14と情報記録媒体22内のRFID3までの間が実施の形態1と異なる。そこで、図5では実施の形態1と共通する書き込み読み出し本体14の部分はアンテナ6のみを示し、他の回路等は図示していない。
この情報記録媒体22は情報記録媒体保持部材23aと23bに密接して回転スピンドル24に固定されており、一緒に回転するようになっている。情報記録媒体保持部材の受け部23aにはアンテナ25が情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設されていて、情報記録媒体22が情報記録媒体保持部材の受け部23aにどの向きに置かれても常にRFID3と近傍の位置が保たれるようになっている。アンテナ25はRFID3に内蔵されているアンテナ7より広い投影面積になっている。この結果、RFID3内のアンテナ7からの電波が弱くとも十分にアンテナ25で受信することが可能である。
そして、このアンテナ25で受けた信号をそのままアンテナ26で送信しアンテナ6で受ける。このアンテナ26もアンテナ25と同様に情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設され、固定されたアンテナ6に対してアンテナ26が回転しても常に両者の位置が近傍の位置に保たれる。この結果、アンテナ26からの電波もアンテナ6で受信することが可能である。したがって、回転している情報記録媒体22内のRFID3からも、書き込み読み出し本体14の固定されたアンテナ6にデータを容易に送ることができる。反対に、書き込み読み出し本体14から情報記録媒体22のRFID3へは、アンテナ6からアンテナ26、アンテナ25を介してRFID3へとデータが送られる。
図5において、ピックアップ27は、情報記録媒体22上に記録された情報を読み出したり書き込んだり書き換えたりするのに用いる。
本発明の実施の形態2のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法では、ピックアップ27と、RFID3と書き込み読み出し本体14との間を通信するアンテナ25、26、6とが、情報記録媒体22に対して同じ方向にある。そのため、情報記録媒体22を収納するための高さを低くすることが可能になる。
情報記録媒体保持部材受け部23aや回転スピンドル24は剛性の観点から金属を用いる場合があるが、この場合は電波が反射されたり吸収されたりしてアンテナ間での送受信が乱されやすい。そこで、アンテナ25やアンテナ26が設けられている基体との間に透磁率が10000以上の高透磁率材料を敷くのが望ましい。高透磁率材料としては例えば鉄とニッケルの合金からなるパーマロイがよいが、これに限られるものではない。また、高透磁率材料単独でなく誘電体材料と層構造でも構わない。また、アンテナと高透磁率材料または基体との間で電気が流れないように絶縁体材料でアンテナを被覆することが望ましい。
情報記録媒体22上のRFID3は、アンテナ25がある情報記録媒体保持部材受け部23aに近い方に設けるのが、RFID3とアンテナ25との間での送受信に電波強度の点から有利である。
また、RFID3内のアンテナ7は、情報記録媒体22のアンテナ25と対向する側の表面に向けて設けることがRFID3とアンテナ25との間での送受信の電波強度の点からを有利である。
電波強度の観点から、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との距離は5mm以下の場合に、また、アンテナ26とアンテナ6との距離は3mm以下の場合に、それぞれ、相互の送受信が可能であった。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体は、実施の形態2と同様に、ディスク形状をしている。
また、本発明の実施の形態3のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法は実施の形態2と殆どが同様であり、増幅回路を設けた点と、磁気シールドを設けた点が実施の形態2と異なる。なお、図7では、実施の形態1と共通する書き込み読み出し本体14の部分はアンテナ6のみを示し、他の回路等は図示していない。
図7でもアンテナ25は情報記録媒体保持部材受け部23aに設けられ、情報記録媒体22が情報記録媒体保持部材23aと23bに密接して回転スピンドル24に固定されており、一緒に回転するようになっている。情報記録媒体保持部材の受け部23aにはアンテナ25が情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設されていて、情報記録媒体22が情報記録媒体保持部材の受け部23aにどの向きに置かれても常にRFID3と近傍の位置が保たれるようになっている。アンテナ25は、RFID3内のアンテナ7より広い投影面積になっている。この結果、RFID3内のアンテナ7からの電波が弱くともアンテナ25で受信することが十分に可能である。
そして、このアンテナ25で受けた信号を増幅回路28で増幅してアンテナ26に伝え、アンテナ26で送信しアンテナ6で受ける。このアンテナ26もアンテナ25と同様に情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設され、固定されたアンテナ6に対してアンテナ26が回転しても常に両者の位置が同距離で保たれる。この結果、アンテナ26からの電波もアンテナ6で安定して受信することが可能である。このように回転している情報記録媒体22内のRFID3からも書き込み読み出し本体14の固定されたアンテナ6にデータを送ることができる。反対に、書き込み読み出し本体14から情報記録媒体22のRFID3へは、アンテナ6からアンテナ26、アンテナ25を介してRFID3へとデータが送られる。
ここで、アンテナ25からアンテナ26までの回路を、RFID3と書き込み読み出し本体14を合わせて図8に示す。増幅回路28への電力は電源回路30から供給される。電源回路30ではコンデンサ(図示せず)とアンテナ26とで共振回路を形成し、アンテナ26が特定周波数の電波を受信した時にコンデンサが電力を充電する。そして、RFID3から来た信号をアンテナ25で受けた場合は、増幅回路28で増幅してアンテナ26へ伝え、アンテナ26から書き込み読み出し本体14のアンテナ6へ送信される。反対に書き込み読み出し本体14のアンテナ6からの信号は、アンテナ26で受け、そのままアンテナ25へ伝え、アンテナ25からRFID3へ送信される。このように、RFID3からの電波が弱くとも増幅回路28で信号を大きくするため、アンテナ26からアンテナ6に送信する電波の強度を大きく保つことができ、信号の受け渡しの際の誤りを防止できる。また、アンテナ26とアンテナ6との間の距離の許容範囲を広げることができる。
図8では無線周波数回路31と32を設けているが、RFID3や書き込み読み出し本体14と同じ周波数を用いる場合は、必ずしも必要ではない。
図8のように無線周波数回路31と32を設け、アンテナ6とアンテナ26との間で通信する電波の周波数と、アンテナ25とRFID3内のアンテナ7との間で通信する電波の周波数を変えても構わない。この場合には、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信との混線を完全に防止することができる。
なお、本実施の形態では、図7に示すように、アンテナ25とアンテナ26との間に磁気シールド29aを設けている。これはRFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信との混線を防止する効果がある。
もちろん、互いの通信をエラー訂正機能のあるデジタル信号で行うことで混線があっても通信を行うことは可能である。また、電波の強さとアンテナ間の距離の調整によっても電波の混線は避けられる。
図7では回転スピンドル24の下方にあるモータ(図示せず)とアンテナ6との間にも磁気シールド29bを設けている。この磁気シールド29bは、先の磁気シールド29aとでアンテナ6とアンテナ26とを挟み込むことで、電波を閉じ込めて通信効率を上げる効果がある。なお、モータによって生じる電波は通信に用いている電波の周波数より低い周波数のため通信の電波と混線する可能性はないので、この磁気シールド29bはなくても構わない。
情報記録媒体保持部材受け部23aや回転スピンドル24は剛性の観点から金属を用いる場合があるが、この場合は電波が反射されたり吸収されたりしてアンテナ間での送受信が乱されやすい。そこで、アンテナ25やアンテナ26が設けられている基体との間に透磁率が10000以上の高透磁率材料を敷くのが望ましい。高透磁率材料としては、例えば鉄とニッケルの合金からなるパーマロイがよい。高透磁率材料単独でなく、誘電体材料との層構造でも構わない。また、アンテナと高透磁率材料または基体との間で電気が流れないように絶縁体材料でアンテナを被覆することが望ましい。
情報記録媒体22上のRFID3は、アンテナ25がある情報記録媒体保持部材受け部23aに近い方に設けるのがRFID3とアンテナ25との間での送受信に電波強度の点から有利である。
また、RFID3内のアンテナ7は、情報記録媒体22のアンテナ25に対向する側の表面に向けて設けることがRFID3とアンテナ25との間での送受信の電波強度の点からを有利である。
電波強度の観点からRFID3内のアンテナ7とアンテナ25との距離は5mm以下の場合に送受信が可能であった。本実施の形態では、増幅回路28を設けているため、アンテナ26から送信される電波強度を上げることができるので、増幅回路28を設けない場合に対してアンテナ6とアンテナ26との距離は広げても送受信が可能である。しかし、電波強度を上げると消費電力も上がるので、アンテナ26からの電波はアンテナ6で受信できる範囲に抑えることが望ましい。図7の構成ではアンテナ6とアンテナ26との距離は20mm以下で十分である。
図7において、ピックアップ27は、情報記録媒体22上に記録された情報を読み出したり書き込んだり書き換えたりするのに用いる。
本実施の形態3では、ピックアップ27とRFID3と書き込み読み出し本体14との間を通信するアンテナ25、26、6が情報記録媒体22に対して同じ方向にあるため、情報記録媒体22を収納する高さを低くすることが可能になる。
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体は実施の形態2と同様でディスク形状をしている。
また、本発明の実施の形態4は、図9に示すように、アンテナ26が回転スピンドル24の内部に収まっており回転スピンドルの下部に凸部がない点と、磁気シールドの位置が回転スピンドルと繋がった情報記録媒体保持部材受け部に密接している点が実施の形態3とは異なり、他の部分は共通する。
なお、図9では書き込み読み出し本体14の部分はアンテナ6のみを示し、他の回路等は図示していない。
図9でもアンテナ25は情報記録媒体保持部材受け部23aに設けられ、情報記録媒体22が情報記録媒体保持部材23aと23bに密接して回転スピンドル24に固定されており、一緒に回転するようになっている。情報記録媒体保持部材の受け部23aにはアンテナ25が情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設されていて、情報記録媒体22が情報記録媒体保持部材の受け部23aにどの向きに置かれても常にRFID3と近傍の位置が保たれるようになっている。アンテナ25は、RFID3内のアンテナ7より広い投影面積になっている。この結果、RFID3内のアンテナ7からの電波が弱くともアンテナ25で受信することが十分に可能である。
そして、このアンテナ25で受けた信号を増幅回路28で増幅してアンテナ26に伝え、アンテナ26で送信しアンテナ6で受ける。増幅回路28への電力供給は実施の形態3の場合と同様である。
このアンテナ26もアンテナ25と同様に情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設され、固定されたアンテナ6に対してアンテナ26が回転しても常に両者の位置が同距離で保たれる。この結果、アンテナ26からの電波もアンテナ6で受信することが可能である。このように回転している情報記録媒体22内のRFID3からも書き込み読み出し本体14の固定されたアンテナ6にデータを送ることができる。反対に、書き込み読み出し本体14から情報記録媒体22のRFID3へは、アンテナ6からアンテナ26、アンテナ25を介してRFID3へとデータが送られる。
図9に示すように、アンテナ26は、実施の形態3とは異なり回転スピンドル24の内部に収まっていて回転スピンドルの下部には凸部がない。また、情報記録媒体22上に記録された情報を読み出したり書き込んだり書き換えたりするのに用いるピックアップ27もRFID3と書き込み読み出し本体14との間を通信するアンテナ25、26、6も情報記録媒体22に対して同じ方向にある。さらに、磁気シールド29を情報記録媒体保持部材受け部23aに密接して設けている。この結果、本発明の実施の形態4のRFID内蔵情報記録媒体の駆動方法では実施の形態3より一層、情報記録媒体22を収納する高さを低くすることが可能になる。
磁気シールド29を設けているため、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信との混線を防止することができる。
磁気シールド29がない場合でも、互いの通信をエラー訂正機能のあるデジタル信号で行うことで実施は可能である。
もちろん、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信とで電波の周波数を変えても構わない。
情報記録媒体保持部材受け部23aや回転スピンドル24は剛性の観点から金属を用いる場合があるが、この場合は電波が反射さえたり吸収されたりして、アンテナ間での送受信が乱されやすい。そこで、アンテナ25やアンテナ26が設けられている基体との間に、透磁率が10000以上の高透磁率材料を敷くのが望ましい。高透磁率材料としては、例えば、鉄とニッケルの合金からなるパーマロイがよい。高透磁率材料単独でなく、誘電体材料との層構造でも構わない。また、アンテナと高透磁率材料または基体との間で電気が流れないように、絶縁体材料でアンテナを被覆することが望ましい。
情報記録媒体22上のRFID3はアンテナ25がある情報記録媒体保持部材受け部23aに近い方に設けるのがRFID3とアンテナ25との間での送受信に電波強度の点から有利である。
また、RFID3内のアンテナ7は、情報記録媒体22のアンテナ25と対向する表面に向けて設けることがRFID3とアンテナ25との間での送受信に電波強度の点から有利である。
RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との距離は、5mm以下の場合に送受信が可能であった。増幅回路28を設けたことにより、アンテナ6とアンテナ26との距離を20mmに広げても送受信が可能であった。
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体は実施の形態2と同様でディスクの形をしている。しかし、実施の形態2から実施の形態4までの情報記録媒体22ではRFID3は情報記録媒体保持部材受け部23aに収まる内径の部分に設けられていた。これに対して、本実施の形態では、図10に示すように、RFID3は情報記録媒体22が情報記録媒体保持部材受け部23aと密接するクランプ領域にはなく、クランプ領域とデータ領域との間の領域に設ける。
より具体的なRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面形状を図11に示す。図11において、情報記録媒体22は、厚さ1.1mmの基板に情報記録層を積層し、厚さ0.1mmのカバー層を設けたブルーレイディスクの構造をしている。ここで、基板33は射出成形された厚さ1.1mmの基板であり、基板33上にスパッタ法等で成膜層(情報記録層)34を設けさらに紫外線硬化樹脂で厚さ0.1mmのカバー層35を設けている。基板33の内孔近傍には環状凸部であるリブ36が設けられ、ディスクを重ねた場合に信号面が擦れないようにできている。
ここで、基板33上に紫外線硬化樹脂をスピンコート法などにより塗布し、樹脂を硬化させる前に厚さ0.1mmのカバー層35より内側で、かつ、クランプ領域より外側にRFID3を置いてから硬化させる。RFID3は、直径33mmから42mm未満の範囲に配置するのが好ましい。この際に用いるRFID3の厚さは0.1mmより薄いものを使用し、表面を紫外線硬化樹脂で覆い、RFID3が容易に情報記録媒体22から外れないようにする。この結果、RFIDタグ内蔵情報記録媒体は、RFIDのない通常のブルーレイディスクの規格を満たすようにできるため、ブルーレイディスク用の駆動装置に挿入しても駆動装置と情報記録媒体を物理的に破壊する恐れはなくなる。
また、RFID3のアンテナ7はカバー層35の表面側に向けることが好ましい。これによりRFID3内のアンテナ7とアンテナ25との距離が近づくので通信がより容易になる効果がある。また、アンテナ25はRFID3内のアンテナ7より広い投影面積になっている。
本実施の形態では、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との距離は5mm以下の場合に送受信が可能であった。
カバー層35を形成するのは情報記録媒体22の最終作製工程であるので、事前に良品と選別されたRFID3を最後に埋め込むことで歩留まりが向上する。また、RFID3を情報記録媒体22上に設けるのに情報記録媒体22に特別に何もする必要がないため、RFID3を情報記録媒体22に埋め込む工程以外は従来の生産工程を用いることができるので生産効率がよい。
本発明の実施の形態5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法は、図10に示すように実施の形態4の図9と比べるとアンテナ6がアンテナ26から遠くにある。これはRFID3のアンテナ7から送信される電波が弱くともアンテナ7の近傍にアンテナ25があるため十分受信が可能であり、アンテナ7からの弱い電波に対応してアンテナ25から得られる電気信号が弱くとも増幅回路28で増幅されるため、アンテナ26から送信される電波は図10に示すようにアンテナ6が離れていても十分受信が可能なためである。反対にアンテナ6から送信される電波もアンテナ26で受信可能であり、アンテナ25を介してRFID3内のアンテナ7で受信可能となる。したがって、情報記録媒体22上のRFID3と書き込み読み出し本体14との間でデータの書き込み読み出しが可能である。
アンテナ6とアンテナ26との間に情報記録媒体22を挟む形態にすると情報記録媒体22上の金属反射膜で電波の送受信が乱されやすくなるので、アンテナ6とアンテナ26との間に情報記録媒体22を挟まない方が望ましい。
本発明の実施の形態5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法では、実施の形態4と同様に回転スピンドル24の近傍に突き出した部材がなく、情報記録媒体22上に記録された情報を読み出したり書き込んだり書き換えたりするのに用いるピックアップ27もRFID3と書き込み読み出し本体14との間を通信するアンテナ25、26、6も情報記録媒体22に対して同じ方向にある。磁気シールド29も情報記録媒体保持部材受け部23aに密接して設けている。さらに、書き込み読み出し本体14のアンテナ6をアンテナ26から離して設置している。そのため、本発明の実施の形態5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFID内蔵情報記録媒体の駆動方法ではより一層、情報記録媒体22を収納する高さを低くすることが可能になる。また、書き込み読み出し本体14を回路設計の観点から情報記録媒体22に対してピックアップ27と同じ側の適切な位置に配置することが可能になる。
磁気シールド29を設けているため、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信との混線を防止することができる。
もちろん、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信とで、電波の周波数を変えて、磁気シールド29をなくしても構わない。
情報記録媒体保持部材受け部23aや回転スピンドル24は剛性の観点から金属を用いる場合があるが、この場合は電波が反射さえたり吸収されたりしてアンテナ間での送受信が乱されやすい。そこで、アンテナ25やアンテナ26が設けられている基体との間に透磁率が10000以上の高透磁率材料を敷くのが望ましい。高透磁率材料としては例えば鉄とニッケルの合金からなるパーマロイがよい。高透磁率材料単独でなく誘電体材料との層構造でも構わない。また、アンテナと高透磁率材料または基体との間で電気が流れないように絶縁体材料でアンテナを被覆することが望ましい。
(実施の形態6)
本発明の実施の形態6のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体は実施の形態2と同様でディスク形状をしている。
この情報記録媒体22は、情報記録媒体保持部材押え部23bで押えられている領域(クランプ領域)で情報記録媒体保持部材押え部23bに近い側にアンテナをICチップ内に内蔵したRFID3を設けている。この場合も基板に同心円状の溝を設け、溝深さより薄いRFID3を紫外線硬化樹脂で表面を覆うように埋め込む。
図12では、書き込み読み出し本体14の部分はアンテナ6のみを示し、他の回路等は図示していない。
図12において、情報記録媒体22上のRFID3内のアンテナ7と通信するアンテナ25は、情報記録媒体保持部材押え部23bの情報記録媒体22と対向する面に近い部分に埋め込まれている。情報記録媒体保持部材押え部23bには、アンテナ25以外にアンテナ25から繋がった増幅回路28とアンテナ26が設けられている。
このアンテナ25は、情報記録媒体22を回転させるモータ(図示せず)に連結された回転スピンドル24の回転軸を中心とする同心円状に設ける。これにより、情報記録媒体保持部材押え部23bが情報記録媒体22にどの向きに置かれても常にRFID3とアンテナ25とが近傍の位置を保つようになっている。アンテナ25はRFID3内のアンテナ7より広い投影面積になっている。この結果、RFID3内のアンテナ7からの電波が弱くとも十分にアンテナ25で受信することが可能である。
そして、このアンテナ25で受けた信号を増幅回路28で増幅してアンテナ26に伝え、アンテナ26で送信しアンテナ6で受信する。増幅回路28への電力供給は、実施の形態3の場合と同様に図8で示すようにアンテナ6からの電波をアンテナ26で受け電源回路30で電力として充電することで得る。そこで、RFID3のアンテナ7からの電波が弱くとも増幅回路28で信号を大きくすることでアンテナ26からアンテナ6に送信する電波の強度を大きく保つことで信号の受け渡しでの誤りの恐れがなくなる。また、アンテナ26とアンテナ6との間の距離を広げることができる。
このアンテナ26もアンテナ25と同様に情報記録媒体22の回転軸を中心とする円周状に埋設され、固定されたアンテナ6に対してアンテナ26が回転しても常に両者の位置が同距離で保たれる。この結果、アンテナ26からの電波もアンテナ6で安定して受信することが可能である。このように回転している情報記録媒体22内のRFID3からも書き込み読み出し本体14の固定されたアンテナ6にデータを送ることができる。反対に、書き込み読み出し本体14から情報記録媒体22のRFID3へは、アンテナ6からアンテナ26、アンテナ25を介してRFID3へとデータが送られる。
アンテナ26とアンテナ6との間に情報記録媒体22を挟む形態にすると情報記録媒体22上の金属反射膜で電波の送受信が乱されるので、アンテナ26とアンテナ6との間に情報記録媒体22を挟まない方がよい。
情報記録媒体22自体に磁力で保持するハブ等が設けられていない情報記録媒体22を回転させるためには情報記録媒体保持部材受け部23aと情報記録媒体保持部材押え部23bとで情報記録媒体22を挟んで保持する必要があり、本実施の形態6では、情報記録媒体22上にRFID3を設けただけであるため、新たな部材は必要ない。また、増幅回路28などの回路部分はICチップにすることが可能で特別大きな体積を必要としない。そこで、情報記録媒体22を収める周辺の体積はRFID3を情報記録媒体22に設けるか否かで変わらないようにできる。
図12ではアンテナ25とアンテナ26との間で磁気シールドを設けていないが、電波の使用周波数が同じ場合は磁気シールドする方が、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信とアンテナ26とアンテナ6との間の通信との混線を防止するために望ましい。しかし、磁気シールドがない場合でも、互いの通信をエラー訂正機能のあるデジタル信号で行うことで実施は可能である。
もちろん、RFID3内のアンテナ7とアンテナ25との間の通信と、アンテナ26とアンテナ6との間の通信とで、電波の周波数を変えて磁気シールドをしなくても構わない。
情報記録媒体保持部材押え部23bが金属の場合は、電波が反射さえたり吸収されたりしてアンテナ間での送受信が乱されやすい。そこで、アンテナ25やアンテナ26が設けられている基体との間に、透磁率が10000以上の高透磁率材料を敷くのが望ましい。高透磁率材料としては、例えば、鉄とニッケルの合金からなるパーマロイがよい。高透磁率材料単独でなく誘電体材料との層構造でも構わない。また、アンテナと高透磁率材料または基体との間で電気が流れないように、絶縁体材料でアンテナを被覆することが望ましい。
RFID3内のアンテナ7は、情報記録媒体22のアンテナ25に対向する側の表面に向けて設けることが、RFID3とアンテナ25との間での送受信に電波強度の点から有利である。
本発明の実施の形態3から5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法では、磁気シールドとアンテナ周辺に用いた高透磁率材料を分けて記したが、磁気シールドには金属メッシュ状のもの以外に高透磁率材料も用いることができるので、磁気シールドをアンテナ周辺の高透磁率材料で兼用させても構わない。
本発明の実施の形態のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体では、RFIDタグは1個の場合を示したが、もちろん、複数個であっても構わない。
本発明の実施の形態で用いた、アンテナをICチップに内蔵したRFIDは非常に小さいので1個配置する程度では情報記録媒体の偏重芯を考慮する必要はない。しかし、複数個の場合は分散させて配置することが望ましい。
本発明にかかるRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法は、非接触でデータを受け渡しするRFIDタグとRFIDタグを内蔵する情報記録媒体とRFIDタグを内蔵した情報記録媒体を駆動する装置に応用できる。
本発明の実施の形態1のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体の側面図 本発明の実施の形態1のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いる情報記録媒体の情報を読み書きする本体の外観図 本発明の実施の形態1のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いる情報記録媒体の情報を読み書きする本体と情報記録媒体の断面図 本発明の実施の形態1のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置でのRFIDの情報を読み書きする回路ブロック図 本発明の実施の形態2のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置の一部とRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図 (a)本発明の実施の形態2のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いる単板構造のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図(b)本発明の実施の形態2のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いる貼り合せ構造のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図 本発明の実施の形態3のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置の一部とRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図 本発明の実施の形態3のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置でのRFIDでの情報を読み書きする回路ブロック図 本発明の実施の形態4のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置の一部とRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図 本発明の実施の形態5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置の一部とRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図 本発明の実施の形態5のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図 本発明の実施の形態6のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置の一部とRFIDタグ内蔵情報記録媒体の断面図
符号の説明
1,22 情報記録媒体
2 磁気フィルム
3 RFID
4 駆動装置
4a 隙間
5 磁気ヘッド
6,7,25,26 アンテナ
8,15,30 電源回路
9,16,31,32 無線周波数回路
10,17 変調回路
11,18 復調回路
12,19 CPU
13,20 メモリ
14 書き込み読み出し本体
21 入力装置
23 情報記録媒体保持部材
23a 情報記録媒体保持部材受け部
23b 情報記録媒体保持部材押え部
24 回転スピンドル
27 ピックアップ
28 増幅回路
29,29a,29b 磁気シールド
33 基板
34 成膜層
35 カバー層
36 リブ

Claims (23)

  1. ICチップに第1のアンテナを内蔵したRFIDを有するRFIDタグを内蔵した情報記録媒体を用い、前記RFID内の情報を書き込み読み出しするRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置において、
    前記情報記録媒体を保持する部材に前記第1のアンテナとの間で電波の送受信を行う第2のアンテナを設けることを特徴とするRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  2. 前記情報記録媒体は、磁気また光または光磁気を利用して情報を書き込み読み出しを行うものであることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  3. 前記第2のアンテナを設けた前記情報記録媒体の保持部材は、前記情報記録媒体を挟む部材、前記情報記録媒体を受ける部材、前記情報記録媒体を押える部材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  4. 前記情報記録媒体を前記情報記録媒体の保持部材で保持した際に、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナとの距離が5mm以下であることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  5. 前記第2のアンテナと前記情報記録媒体の保持部材との間に絶縁体材料を介して透磁率が10000以上の高透磁率材料を設けることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  6. 前記第2のアンテナで電波から電気に変換された信号を増幅する増幅回路を有することを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  7. 前記第2のアンテナと繋がった第3のアンテナと、第3のアンテナと通信する第4のアンテナを持つことを特徴とする請求項6記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  8. 前記第3のアンテナで受けた、第4のアンテナから送られた電波のエネルギーを電力に変換する電源回路を有し、前記増幅回路に電力を供給することを特徴とする請求項7記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  9. 前記情報記録媒体を回転する回転手段を有し、
    前記第2のアンテナは前記回転手段と同軸で円状とすることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  10. 第3のアンテナは前記第2のアンテナと同じ回転軸を中心とする円状で前記第2のアンテナと一緒に回転することを特徴とする請求項9記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  11. 前記第3のアンテナは回転軸の凹部に設けたことを特徴とする請求項10記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  12. 前記第3のアンテナと前記情報記録媒体が回転する軸部材との間に絶縁体材料を介して透磁率が10000以上の高透磁率材料を設けることを特徴とする請求項10記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置。
  13. ICチップにアンテナを内蔵したRFIDが埋設された情報記録媒体を用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法において、
    前記情報記録媒体を保持部材で保持した状態で、保持部材とRFIDとの間で信号の送受信を行うRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法。
  14. 前記情報記録媒体上のRFIDからの信号を増幅することを特徴とする請求項13記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法。
  15. 信号を増幅するエネルギーを非接触で供給することを特徴とする請求項14記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法。
  16. 信号を増幅するエネルギーを電波で供給することを特徴とする請求項14記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法。
  17. 前記情報記録媒体上のRFID内の情報を書き込み読み出しするのに間の2箇所で電波により非接触で伝達することを特徴とする請求項13記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法。
  18. 非接触で信号伝達する電波の周波数を2箇所で変えることを特徴とする請求項17記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動方法。
  19. データ領域より内側に内孔と同心円状の溝がある基板と、ICチップに第2のアンテナより投影面積が小さい第1のアンテナを内蔵した、基板の溝深さより薄いRFIDとを有し、第1のアンテナが基板の溝側を向くようにRFIDを基板の溝内に配置し、溝の周りと同じ高さに溝部を紫外線硬化樹脂で覆って硬化した、請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体。
  20. データ領域より内側に内孔と同心円状の溝がある第1の基板と、平坦な第2の基板と、ICチップに第2のアンテナより投影面積が小さい第1のアンテナを内蔵した、基板の溝深さより薄いRFIDとを有し、第1のアンテナが第1の基板の溝底側を向くようにRFIDを第1の基板の溝に配置し、第1の基板と第2の基板とを紫外線硬化樹脂を介して密着して硬化した、請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体。
  21. 内孔がある基板と、ICチップに第2のアンテナより投影面積が小さい第1のアンテナを内蔵したRFIDとを有し、基板のデータ領域より内側にRFIDより厚い一定厚さの紫外線硬化樹脂層を設け、紫外線硬化樹脂層にRFIDを埋設後に硬化した、請求項1記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体の駆動装置に用いるRFIDタグ内蔵情報記録媒体。
  22. 前記紫外線硬化樹脂層がデータ領域の紫外線硬化樹脂層と材料と厚さが同じである請求項21記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体。
  23. 前記紫外線硬化樹脂層がクランプ領域より外周側である請求項22記載のRFIDタグ内蔵情報記録媒体。
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