JP2009543265A - 媒体ととともに使用される無線周波数中継器 - Google Patents

Abstract

CDまたはDVDのようなディスク（10）とともに使用される、放射周波数中継器（12）は、アンテナ（26）を有し、このアンテナは、ディスクの表面に、ディスクの記憶領域の外側の周囲に隣接するように導電性溶液を設置して、少なくとも一つの導電性領域を提供することにより形成される。中継器回路（28）がアンテナに結合され、アンテナから受信された信号に応じて、アンテナにRF信号が供給される。

Description

本発明は、デジタルビデオディスク（DVD）またはコンパクトディスク（CD）のような記憶媒体上で使用される中継器（トランスポンダ）回路と、無線周波数アンテナとの組み合わせに関する。

本願は、2006年6月30日に出願された米国仮出願第60／817,751号に対して、米国特許法119条（e）の優先権を主張するものであり、本内容は、本願の参照として取り入れられている。

多くの産業用および民生用の電子物品の監視用には、関心物を検出し、同定する無線周波数中継器が使用される。そのような用途に用いられる典型的な無線周波数（RF）中継器は、基板上に担持された電子回路に結合されたアンテナを有する。アンテナによって受信された質問信号に応じて、電子回路は、アンテナにより伝送される応答を発生し、これが基地局で受信される。応答信号の存在および特徴は、それぞれ、RF中継器を担持する物体の存在および特性を表す。

小売店環境における盗難の検出のため、前述のタイプのRF中継器の需要が増えている。現在では、多くの異なるタイプの物品が、中継器回路を担持しており、この回路は、顧客が物品を購入した後、店員により不活性化される。しかしながら、誰かが物品を購入せずに（および中継器を不活性化して）窃盗を試み、これを除去した場合、物品上の中継器は、窃盗検出システムの信号に呼応する。物品上のRF中継器からの応答により、窃盗検出システムがアラームを発し、窃盗犯が店を立ち去る前に、店のセキュリティ員が窃盗犯を取り押さえることが可能となる。現在では、窃盗検出用のRF中継器の有効性のため、多くの大型小売店が供給元に対して、販売品にそのような中継器を提供するよう要請している。

現在、物品監視用のタイプのRF中継器には、多くの形態がある。ある一般的なタイプの中継器は、接着タグを有し、この接着タグは、物品に接着される単一のパッケージ内に、アンテナと回路とを有する。他の配置は、分離アンテナを含み、これは、通常、物品にのり付けまたは接着された、導電性Mylar（登録商標）薄膜の形態であり、中継器回路を有する小型半導体チップに接続される。残念ながら、現在利用可能なタイプのRF中継器は、ある種の物品には、あまり適しておらず、特に、CDおよびDVDディスクには適していない。接着タグタイプのRF中継器回路がCDまたはDVDディスクの上部表面に設置されると、使用の際に、全体のディスクバランスが崩れてしまう。また、接着タグタイプのRF中継器をディスクの上部表面に設置すると、ディスク上に印刷されたアートワークが損なわれてしまう。また、このタイプのRF中継器をCDまたはDVDの上部表面に設置すると、RF中継器が容易に視認できるようになり、窃盗犯がRF中継器を無効化する可能性が高まり、これによりディスクの窃盗が容易になってしまう。

現在市販されている、CDおよびDVD用の別のタイプの中継器は、一組の半円形導電性Mylar（登録商標）円弧で構成され、これは、ディスクの周囲に接着され、中継器回路を含むチップの反対側の端部に取り付けられる。この配置では、いくつかの問題がある。まず、このタイプのRF中継器のコストは、ディスクの製造コストに対して有意に高く、このタイプの中継器の製作費は、コスト設定しなければ、あまりに高額になってしまう。第2に、従来のディスク製造環境では、ディスク対して、各々Mylar（登録商標）円弧を適用することは難しい。

従って、DVDまたはCDのようなディスクへの適用に、特に適したRF中継器に対する要望がある。

簡単に言うと、本発明の原理により、ディスク（例えばCDまたはDVD）のような記憶媒体に使用されるRF中継器回路が提供される。RF中継器は、アンテナを有し、このアンテナは、ディスクの記憶領域の外側の表面に導電性溶液を設置して、RFエネルギーを受信し放射することが可能な、少なくとも一つの導電性部分を提供することによりり形成される。

記憶領域の外側、すなわちCDまたはDVDディスクの、一般に金属化されていない環状領域に、アンテナを提供することにより、ディスクの記憶領域内にアンテナを配置するような従来の配置では難しかった、積層された複数のディスクの各々において、より信頼性のある読み取りが可能となるという利点が得られる。

図1および2には、それぞれ、本発明の原理の好適実施例による、RF中継器12（図2において最も良く視認できる）を具備する記憶媒体10の前方斜視図および上面図を示す。記憶媒体10は、一例として、CDまたはDVDのような光ディスクの形態で示されており、この光ディスクは、1または2以上の円形基板14で構成され、その各々は、主表面上に形成された記録層16を有し、他の基板上に間隔を開けて記録層が配置されている。通常、各基板14は、射出成型法で形成されたプラスチックの層を有し、その一つの主表面には、ピットのパターン（図示されていない）が形成されている。各基板のピットは、通常、アルミニウム、または金、銀、銅、亜鉛、およびアルミニウムのような1もしくは2以上の金属の合金である金属コーティングで被覆され、これにより、記録層16が形成される。金属で覆われたピットの配置は、対応する基板14上に担持されたデータを定める。実際には、各基板上に記録層16を形成するため、各基板の中央部の開口22を取り囲む環状領域20の外側に、金属化層が設置される。各記録層16の金属化層は、対応する基板14の周囲の直前まで延在しており、各基板の周囲に隣接して、非金属化領域が残されている。これは、図2において、最上部の基板14の周囲に隣接する、非金属化領域24で示されている。

接着／スペーサ層25により、基板14同士が他の基板に対して面するように配置され、両方の記録層16が同じ方向（例えば図1の場合、下向き）に配向されたディスク10が得られる。各基板14の開口22は、他の基板との位置合わせを容易にする。また、開口22は、スピンドル（図示されていない）を受容し、複数の記憶ディスクの積層および取り扱いが可能となる。

図2において最もよくわかるように示すように、RF中継器12は、中継器回路28に結合された、アンテナ26の組み合わせを有する。通常、中継器回路28は、半導体チップ、またはチップと組み合わせることが可能な各種部材を含む形態となっており、アンテナ26を介して、RF信号が受信され、この応答として、アンテナにより放射されるRF信号が発生する。中継器回路26の構成および動作は、良く知られている。

図2の一例としての実施例では、アンテナ26は、ディスク10の上部表面30（すなわち上部基板14の上部表面）の非金属化領域24に設置された導電性溶液を有する。通常、ここには、アートワークまたは他のディスク認識印章（図示されていない）が担持される。好適実施例では、アンテナ26は、ディスクの周囲に隣接する2つのストリップに、導電性溶液を設置することにより形成された、対向する放射素子を有するダイポールの形態となっている。ただし、他のタイプのアンテナも可能であり、ダイポールは、ディスクの構成を単純化するための一例である。

通常の場合、アンテナ26の形成に使用される導電性溶液は、ディスク10の上部表面30に印刷される導電性インクを有し、通常、アートワークおよび／または他の説明用印章の表面への印刷の際に、同時に印刷される。例えば、アンテナ26は、溶媒中に懸濁された銀粒子を含む銀インクを印刷することにより形成された、銀の層を有する。一旦溶媒が乾燥されると、銀粒子は、導電層を形成し、RF信号の受信および送信が可能となる。他のタイプの導電性インクまたは導電性材料、例えば導電性ゲルにより、アンテナ26を形成しても良い。

ディスク10へのアートワークの印刷の間に、ディスクの上部表面30にアンテナを形成することにより、統合されたRF中継器12を備えるディスク10の形成に必要な製造工程の数を最小限に抑制することが可能となる。また、ディスクへのアートワークの印刷に寄与する機器（図示されていない）を、アンテナ26の印刷用に、容易に適合させることができる。同じ機器を使用して、アンテナ26を印刷するため、製造コストが抑制される。

非金属化領域24に導電性溶液を設置して、アンテナ26を形成することにより、アンテナは、ディスク10の記憶領域の外側に配置され（すなわち、アンテナが各記録層16の金属化層の外側に配置されるようになり）、中継器回路26の信号を受信し送信する機能が有意に向上するという利点が得られる。以下に詳しく示すように、各記録層16を形成する金属コーティングは、アンテナ26により受信され、アンテナ26から送信されるRF信号に悪影響を及ぼす。アンテナ26を、各基板の記録層16が占める領域（すなわちデータ記憶領域）内に配置した場合、アンテナを非金属化領域24内に配置した場合と比較して、アンテナ放射に悪影響が生じることが認められている。従って、データ記憶領域の外側に、アンテナ26を配置することにより、中継器12によるおよび中継器12からの、より良好な信号受信が可能となり、これにより、相互に隣接して積層された複数のディスク10の各々の中継器12による、および中継器12からの、信号受信が可能となる。

金属化層がアンテナに及ぼす影響を評価するため、図3の3層ディスク構造100を用いて、シミュレーションを実施した。このディスクは、一組のポリカーボネート層102および104で構成され、各々は、アルミニウム層106により分離されている。ポリカーボネート層102および104の各々は、120mmの外径を有し、厚さは、0.6mmであり、ポリカーボネートの材料特性は、Er＝2.8、タンジェントデルタ（Tan delta）は、e^-4である。アルミニウム層106は、厚さが50nmであり、導電率は、38000000S（シーメンス）／mである。図3のディスク構造100は、図1および2に示すタイプの中継器（図示されていない）を有し、このアンテナは、上部ポリカーボネート層102の上部表面に設置された導電性溶液により形成され、アルミニウム層106の左側端部の外側（左）に配置される。

図4には、0.91GHzの周波数用のアルミニウム層106のない状態における、図3のディスク構造100により担持された中継器のアンテナの放射パターンを示す。図4からわかるように、アルミニウム層10がない場合、図3のディスク構造により担持された中継器のアンテナは、従来のダイポールアンテナによって示されるパターンと一致した放射パターンを示す。

図5には、アルミニウム層106が存在するときの、図3のディスク構造100により担持された中継器のアンテナの放射パターンを示す。図5の放射パターンは、アルミニウム層の存在のため、アルミニウム層の外側に中継器のアンテナを配置したにも拘わらず、図4の放射パターンに比べて幾分歪んでいる。中継器のアンテナがアルミニウム層106の領域内に配置された場合、より大きな歪みが生じることが予想される。従って、中継器のアンテナが、金属化されたDVDまたはCDの記憶領域内に配置される場合、中継器特性は、より大きな影響を受けることが示唆される。

以上、CDまたはDVDのような記憶媒体と組み合わせて使用されるRF中継器について示した。

本発明の好適実施例によるRF中継器を具備するディスクの前方斜視図である。 図1のディスクの上面図である。 図1のRF中継器用の放射パターンをシミュレーションするために使用した単純化されたディスク構造を示した図である。 図3のディスク構造において、中間層上にアルミニウムが存在しないときの、図1のRF中継器により放射されると予想される放射線のシミュレーションパターンを示した図である。 図3のディスク構造において、中間層上にアルミニウムが存在するときの、図1のRF中継器により放射されると予想される放射線のシミュレーションパターンを示した図である。

Claims (14)

1. 記憶領域を有する媒体と、無線周波数（RF）中継器（トランスポンダ）との組み合わせであって、
   前記媒体の前記記憶領域の外側の表面に、導電性溶液を設置して、少なくとも一つの導電性領域を提供することにより形成されたアンテナと、
   前記アンテナに取り付けられ、該アンテナから受信された信号に応じて、前記アンテナにRF信号を供給する中継器回路と、
   を有する組み合わせ。
2. 前記アンテナは、前記媒体の主表面に、前記媒体の最も外側の周囲に隣接して、前記導電性溶液を設置することにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の組み合わせ。
3. 前記媒体は、ディスクを有することを特徴とする請求項1に記載の組み合わせ。
4. 前記ディスクは、CDまたはDVDを有することを特徴とする請求項3に記載の組み合わせ。
5. 前記RF中継器の前記アンテナは、導電性インクを印刷することにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の組み合わせ。
6. 前記導電性インクは、銀を含むことを特徴とする請求項5に記載の組み合わせ。
7. 記憶領域を有するディスクと、無線周波数（RF）中継器（トランスポンダ）との組み合わせであって、
   前記ディスクの前記記憶領域の外側の主表面に、導電性インクを印刷して、少なくとも一つの導電性領域を提供することにより形成されたアンテナと、
   前記アンテナに取り付けられ、該アンテナから受信された信号に応じて、前記アンテナにRF信号を供給する中継器回路と、
   を有する組み合わせ。
8. 記憶領域を有する媒体に、無線周波数（RF）中継器（トランスポンダ）回路を提供する方法であって、
   前記媒体の前記記憶領域の外側の表面に、導電性液体を設置して、少なくとも一つの導電性領域を提供することにより、前記媒体上にアンテナを形成するステップと、
   前記アンテナから受信された信号に応じて、前記アンテナにRF信号が供給されるように、前記アンテナに中継器回路を結合するステップと、
   を有する方法。
9. 前記アンテナを形成するステップは、さらに
   前記媒体の主表面に、最も外側の周囲に隣接して、前記導電性溶液を設置するステップを有することを特徴とする請求項8に記載の方法。
10. 前記媒体は、ディスクを有することを特徴とする請求項8に記載の方法。
11. 前記ディスクは、CDまたはDVDを有することを特徴とする請求項10に記載の方法。
12. 前記アンテナを形成するステップは、さらに、
    導電性インクを印刷するステップを有することを特徴とする請求項8に記載の方法。
13. 前記導電性インクは、銀を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
14. 記憶領域を有するディスクに、無線周波数（RF）中継器（トランスポンダ）回路を提供する方法であって、
    前記ディスクの前記記憶領域の外側の表面の、前記ディスクの外側周囲に隣接して、導電性液体を設置して、少なくとも一つの導電性を提供することにより、前記ディスク上にアンテナを形成するステップと、
    前記アンテナから受信された信号に応じて、前記アンテナにRF信号が供給されるように、前記アンテナに中継器回路を結合するステップと、
    を有する方法。
    

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