JP4176019B2 - 周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板 - Google Patents

Description

本出願は、２００１年１０月２５日に出願された米国特許出願第６０／３５１０５５号明細書（その全記載内容を本明細書の記載として援用する）の利益を主張するものである。

本発明は、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板に関するものである。

フロントガラスおよびバック・ライト（背面明り取り窓）などの自動車用透明体では、無線周波数波（ＲＦ波）（ＦＭ、ＡＭ、ＵＦＨ、ＶＨＦ、携帯電話など）を送受信するためのアンテナが、透明体の上、または、内部に組み付けられる。これらのアンテナは、透明体上に被着された導電性透明フィルムによって、または透明体に取り付けられた金属線または金属帯材によって形成することができる。

車両内部の熱増加を低減化するために、太陽エネルギーを吸収または反射する日照制御膜で、透明体を被覆することもできる。そのような日照制御膜は、通常、透明導電性膜である。典型的には、日照制御膜とアンテナは、日照制御膜がアンテナと同一表面上にあるか、または、アンテナから離れて位置するように、透明体に取り付けられる。

日照制御膜の欠点は、電波をも反射することであり、これにより、下側にあるアンテナの受信を損なうか、または、低下させる可能性のある点である。さらに、アンテナと導電性日照制御膜の一部が透明体を通してガルバニック電気接続を形成する（一般に「結合」と呼ばれる）ことは、珍しいことではなく、これにより、アンテナは離調し、機能が低下する。

ＲＦエネルギーの反射と結合の問題に対処するために、透明体のその部分を経てＲＦエネルギーをアンテナに伝達するのを容易にするように、アンテナを覆っている（すなわちアンテナの外部にある）日照制御膜の一部を除去することができる。しかし、日照制御膜を除去することにより、車両の内部に透過する太陽エネルギーが増大して、車両の温度が上昇することがある。

他の解決法は、日照制御膜にスリットを切って、周波数選択表面と一般に呼ばれるものを形成することである。「周波数選択表面」によって、太陽エネルギーを比較的高く反射および／または吸収するが、被覆表面にある間隔をおいて位置する狭い開口をＲＦエネルギーが通過することをも可能にする被覆表面を意味する。たとえば、米国特許第５３６４６８５号明細書は、電波の反射率が比較的高い層が、不連続な正方形のセグメントを有する格子パターンに分割され、このセグメントが、各セグメントの幅が電波の波長の１／２０より大きくならないように、層の中に切り込まれた一連の垂直スリットおよび水平スリットによって分離されるパネルを開示している。国際公開第９６／３１９１８号パンフレットおよび米国特許第５８６７１２９号明細書は、他のタイプの周波数選択表面を開示している。

これらの既知のシステムでは、スリットにより、ＲＦエネルギーが日照制御膜を通過することが可能になり、一方、膜の残りの部分は、車両内部の日照制御保護を提供する。そのようなスリット・パターンは許容可能であるが、スリット・パターンの製造には問題が生じる。たとえば、レーザなどの単一削除装置を使用して面積の大きなスリット・パターンを提供するために、レーザは、被覆の長さおよび幅にわたって非常に精確に横断しなければならず、複雑な精密移動装置の使用を必要とする。代替として、複数のレーザを使用して、パターンの隣接部分を形成することができる。しかし、この複数レーザ・プロセスでは、被覆において単一連続スリットを形成するために、１つのレーザによって形成された水平スリットなどのスリットが、隣接レーザによって断絶されることなく連続することができるように、隣接するレーザを慎重かつ精確に位置合わせしなければならないということに関して問題が生じる。レーザに内在する不正確さのために、または隣接するレーザが位置合わせ不良となる場合では、隣接するスリットが連続的ではない、すなわち位置合わせされていないなど、１つのレーザによって形成されたパターンが、他のレーザによって形成されたパターンからずれることがある。このパターンのずれは、比較的大きな面積の導電性日照制御被覆がほぼ完全なままであることを可能にすることによって、格子パターンの有効性を低下させ、その結果、ＲＦエネルギー反射率が高くなり、および／またはアンテナの隣接領域と結合して、アンテナの性能に悪影響を与えることがある。

したがって、本発明の課題は、前記問題のいくつかを軽減または排除することであり、周波数選択表面を導電性被覆の上に形成して成る基板および透明体を提供することを企図した。

かかる課題認識の下で、本発明の第一の観点によれば、以下の周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板が提供される。
基板と、
前記基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する前記被覆とを含み、
前記被覆が、
前記被覆にマーキングされた第１パターンを付与するために、前記被覆の一部が除去されて成る第一被覆除去部分と、
前記第１パターンに隣接して前記被覆にマーキングされた第２パターンを付与するために、前記被覆の一部が除去されて成る第二被覆除去部分と、
被覆帯材（「帯状をなす被覆部分」という意味である）の電気抵抗を増大させるように構成された前記被覆帯材によって前記第２パターンから前記第１パターンを分離させた状態で、前記第１パターンと前記第２パターンとを連結するために、前記被覆の一部が除去されて成る第三被覆除去部分とを含む、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。

本発明の第二の観点によれば、以下の周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板が提供される。
基板と、
前記基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する前記被覆と、
前記被覆にマーキングされた第１パターンと、
前記第１パターンに隣接して前記被覆にマーキングされた第２パターンであって、前記第１パターンが、被覆帯材によって、前記第２パターンから分離されて成る前記第２パターンと、
前記被覆帯材の電気抵抗を増大させるように、前記第１パターンに少なくとも近接する部分から、前記被覆帯材の少なくとも一部を通って、前記第２パターンに少なくとも近接する部分まで延びる少なくとも１つのコネクタ・セグメントとを含む、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。

本発明の第三の観点によれば、以下の周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板が提供される。
基板と、
前記基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する前記被覆と、
前記被覆にマーキングされた第１パターンと、
前記第１パターンに隣接して前記被覆にマーキングされた第２パターンであって、前記第１パターンが、被覆帯材によって、前記第２パターンから分離され、かつ、前記第１パターンおよび前記第２パターンが、ほぼ非導電性の線セグメントによって規定される複数の導電性被覆領域を、それぞれ、含む格子パターンである前記第２パターンと、
前記被覆帯材の電気抵抗を増大させるように、前記第１パターンに少なくとも近接する部分から、前記被覆帯材の少なくとも一部を通って、前記第２パターンに少なくとも近接する部分まで延びる少なくとも１つのコネクタ・セグメントとを含む、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。

本発明の第四の観点によれば、以下の周波数選択表面を有する、被覆された透明体が提供される。
透明基板と、
前記透明基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する電磁エネルギー減衰透明被覆と、
前記透明被覆にマーキングされた第１パターンと、
前記第１パターンに隣接して前記透明被覆にマーキングされた第２パターンであって、電気抵抗を増大させるように構成された、前記透明被覆の帯材（「帯状をなす被覆部分」という意味である）によって、前記第１パターンが前記第２パターンから分離されて成る前記第２パターンとを含む、周波数選択表面を有する透明体。

本発明品を製造するための好適方法は、第１マーキング・フィールドおよび第１マーキング許容誤差を規定する段階と、第２マーキング・フィールドおよび第２マーキング許容誤差を規定する段階と、第１マーキング・フィールド内において被覆の選択部分をマーキングして、第１パターンを規定する段階と、第１パターンおよび第２パターンが、マーキング装置の組合せ許容誤差に少なくとも等しい距離だけ互いに離れるように、第２マーキング・フィールド内において被覆の選択部分をマーキングして、第２パターンを規定する段階と、被覆帯材の電気抵抗を大きく増大させる手法で、第１パターンと第２パターンとの間の被覆帯材に少なくとも１つのコネクタ・セグメントをマーキングする段階とを含む。１つの非限定的な実施例では、被覆帯材のマーキングは、第１パターンと第２パターンとを相互接続する被覆帯材の少なくとも一部の内部において、少なくとも１つのコネクタ・セグメントをマーキングする段階を含む。他の非限定的な実施例では、該方法は、被覆を基板上に付着させる段階と、被覆された基板を追加の基板と組み合わせて積層を形成する段階と、少なくとも１つのアンテナ要素が、被覆から間隔をおいて配置され、かつ第１パターンおよび第２パターンに隣接するように、少なくとも１つのアンテナ要素を積層の中に組み込む段階とを含む。

本発明品を製造するための別の好適方法は、電気抵抗を有する被覆を基板の上に付着させる段階と、第１パターンを被覆において形成する段階と、第２パターンを被覆において形成し、第１パターンおよび第２パターンが、被覆帯材によって分離される段階と、被覆帯材の電気抵抗が大きく増大するように、被覆帯材を構成する段階とを含む。

本発明の一実施形態によれば、基板は、第１パターンに少なくとも近接した部分から、被覆帯材の少なくとも一部を経て、第２パターンに少なくとも近接する部分まで延びる少なくとも１つのコネクタ・セグメントをさらに含む。
別の実施形態によれば、基板は、少なくとも１つのガラス・プライを含み、被覆から間隔をおいて配置され、かつ第１パターンおよび第２パターンに隣接する少なくとも１つのアンテナをさらに含む積層透明体である。

本明細書で使用する際に、「内部」、「外部」、「上」、「下」、「上部」、「底部」などの空間または方向に関する用語は、図面に示されているように、本発明に関係付けられる。しかし、本発明は、様々な代替配向を想定することができ、したがって、そのような用語は、限定的であると見なされるべきではないことを理解されたい。さらに、明細書および請求項において使用される寸法、物理的特性、処理パラメータ、要素の量、反応条件などを表すすべての数字は、すべての事例において「約」という用語によって修正されることを理解されたい。したがって、特に断りがない限り、以下の明細書および請求項において記述される数値は、近似であり、本明細書によって獲得することを追及する望ましい特性に応じて変化することがある。少なくとも、等価な原理を請求項の範囲に適用することを限定する試行としてではなく、各数値は、報告された有効桁数を考慮し、通常の切上げ技法を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。さらに、本明細書において開示されるすべての範囲は、開始範囲値および終了範囲値を含み、内部に包含されるあらゆるすべての準範囲を含むことを理解されたい。たとえば、「１から１０」の記述範囲は、最小値１と最大値１０の間（１と１０を含む）のあらゆるすべての準範囲を含むと見なされるべきである。すなわち、すべての準範囲は、１から６．ｌなど、最小値１またはそれ以上で始まり、５．５から１０など、最大値１０またはそれ以下で終了する。さらに、本明細書で使用する際に、「上に付着」または「上に提供」という用語は、表面上に付着または提供されているが、表面とは必ずしも接触していないことを意味する。たとえば、基板の「上に付着された」被覆は、付着被覆と基板との間に配置された同じまたは異なる組成の１つまたは複数の他の被覆の存在を排除するものではない。

本発明による周波数選択表面を被覆された基板の上に作成する例示的な方法について、自動車透明体の上の日照制御被覆において周波数選択表面を形成することに関する使用法を具体的に参照して、以下に記述する。しかし、本発明は、日照制御被覆と共に使用することに限定されず、限定的ではなくＲＦエネルギーなど、被覆された基板を通過することが望ましい周波数範囲の電磁エネルギーの透過を反射、吸収、または減衰させるあらゆる被覆と共に実施することができることを理解されたい。さらに、本発明は、地上車両の透明体と共に使用することに限定されず、いくつか例を挙げれば、航空、宇宙、水上、および水中車両用の建築用窓および透明体などであるがこれらに限定されない、あらゆる所望の基板で実施することができる。

図１は、基板２０の少なくとも一部の上に付着された被覆２２を有する基板２０を示す。被覆２２は、ＡＭ、ＦＭ、ＵＨＦ、ＶＨＦ帯域のＲＦエネルギーまたはマイクロ波エネルギーなどであるがこれらに限定されない、所望の周波数範囲の電磁エネルギーの透過を反射、吸収、または減衰させる被覆とすることができる。周波数選択表面（ＦＳＳ）２４が、本発明により、以下で記述するように、被覆２２において形成される。図１の例示的なＦＳＳ２４は、矢印線２７によって示す距離だけ第２パターン２６から間隔をおいて位置する第１パターン２５を有する。

基板２０は、本発明では非限定的であり、不透明、半透明、透明、またはほぼ透明な基板など、任意の望ましい特性を有する任意の誘電体材料とすることができる。用語「ほぼ透明」は、６０％以上の可視光線透過率を有することを意味する。用語「半透明」は、０％よりも大きいが６０％よりも小さい可視光線透過率を有することを意味する。用語「不透明」は、０％の可視光線透過率を有することを意味する。適切な基板の例には、プラスチック基板（ポリアクリレート、ポリカーボネート、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など）、セラミック基板、ガラス基板、またはその混合物もしくは組合せがあるが、これらに限定されるものではない。たとえば、基板は、従来の無色のソーダ・ライム・シリカ・ガラス（すなわち、クリア・ガラス）にすることができ、または、淡色ガラスもしくは着色ガラス、ホウケイ酸ガラス、加鉛ガラス、強化ガラス、非強化ガラス、焼きなましガラス、もしくは熱強化ガラスとすることができる。ガラスは、従来のフロート・ガラス、平坦ガラス、またはフロート・ガラス・リボンなど、あらゆる種類のものが可能であり、可視光線透過率、紫外線透過率、赤外線透過率、および／または全太陽エネルギー透過率など、任意の光学特性を有する任意の組成とすることができる。本発明の実施に適するガラスの種類は、たとえば、米国特許第４７４６３４７号明細書、同４７９２５３６号明細書、５２４０８８６号明細書、同５３８５８７２号明細書、および同５３９３５９３号明細書に記載されているが、限定と見なされるべきではない。たとえば、基板２０は、いくつか例を挙げれば、フロート・ガラス・リボン、建築用窓のガラス・ペイン、スカイライト、絶縁ガラス・ユニットの１つのペイン、フロントガラス、バック・ライト、もしくはサン・ルーフなどの自動車透明体のプライ、または航空機の透明体から切り出されたセクションとすることができる。

被覆２２は、望ましい周波数領域の電磁放射の透過を反射、吸収、または減衰させる任意の被覆とすることができる。所望の周波数領域は、たとえば、マイクロ波エネルギーとすることができ、より一般的には、慣例的なＡＭ、ＦＭ、および／またはテレビジョン帯域（ＵＨＦおよび／またはＶＨＦ帯域など）のＲＦエネルギーとすることができる。たとえば、被覆２２は、基板２０の表面２８の少なくとも一部の上に付着された日照制御被覆とすることができる。本明細書で用いる用語「日照制御被覆」は、被覆されていない基板と比較して、上に被覆が付着されている被覆の放射率、日除け係数、透過率、吸収率、吸収率、反射率などであるがこれらに限定されない、１つまたは複数の日照制御特性を修正する、またはそれらに影響を与える被覆を指す。日照制御被覆は、ＵＶ領域（４００ｎｍ未満）、可視領域（４００ｎｍから７８０ｎｍ）、またはＩＲ領域（７８０ｎｍを超える）などであるがこれらに限定されない電磁スペクトルの１つまたは複数の選択領域を遮蔽、吸収、反射、またはろ過することができる。適切な日照制御被覆の非限定的な例は、米国特許第４８９８７８９号明細書、同第５８２１００１号明細書、同第４７１６０８６号明細書、同第４６１０７７１号明細書、同第４９０２５８０号明細書、同第４７１６０８６号明細書、同第４８０６２２０号明細書、同第４８９８７９０号明細書、同第４８３４８５７号明細書、同第４９４８６７７号明細書、同第５０５９２９５号明細書、および同第５０２８７５９号明細書と、また米国特許出願第０９／０５８４４０号明細書とにおいて見られる。日照制御被覆２２は、同じまたは異なる組成または機能の１つまたは複数の被覆膜を有することができる。本明細書で使用する際に、「層」または「膜」という用語は、望ましいまたは選択された被覆組成の被覆領域を指す。「被覆」は、１つまたは複数の「層」または「膜」からなる。

日照制御被覆２２は、単一層または複数層の被覆とすることができ、１つまたは複数の金属、金属酸化物、非金属、半金属、半導体、および／またはその合金、化合物、合成物、組合せ、もしくは混合物を備えることができる。たとえば、日照制御被覆２２は、単一層金属酸化物被覆、複数層金属酸化物被覆、非金属酸化物被覆、または複数層被覆とすることができる。本発明の実施に適切な日照制御被覆の非限定的な例は、ＳＵＮＧＡＴＥ（登録商標）およびＳＯＬＡＲＢＡＮ（登録商標）の被覆の系統でペンシルバニア州ピッツバーグのＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている。そのような日照制御被覆は、通常、可視光に対して透過性またはほぼ透過性であることが好ましい、金属酸化物または金属酸化物の合金などの誘電体材料または反射防止材料を備える１つまたは複数の反射防止被覆膜を含む。日照制御被覆２２は、金、銀、もしくは銅などの貴金属、またはその組合せもしくは合金など、反射金属を備える赤外線反射膜を含むこともでき、当技術分野で既知であるように、金属反射層の上および／または下に配置されたチタニウムなどのプライマ膜または遮断膜をさらに備えることができる。

日照制御被覆２２は、任意の従来の方式で付着させることができ、方式には、マグネトロン・スパッタ真空蒸着（ＭＳＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、噴霧熱分解（すなわち熱分解付着）、大気圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）、低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、プラズマ促進ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、プラズマ補助ＣＶＤ（ＰＡＣＶＤ）、熱または電子ビーム蒸着、陰極アーク付着、プラズマ噴霧付着、および湿潤化学付着（ゾルゲル、ミラー銀メッキなど）があるが、これらに限定されるものではない。

本発明の１つの例示的な実施例では、ＦＳＳ２４は、２つ以上の隣接するマーキング装置によって形成される。本明細書および特許請求の範囲で用いる用語「マーク」または「マーキング」は、被覆の導電性を遮断すること、あるいはまた、被覆の導電性を遮断する作業を意味し、切断、削除、溶融、融除、除去等の作業によって実行される。本明細書で使用する際に、「マーキング装置」という用語は、好ましくは基本となる基板２０に悪影響を与えずに、被覆２２の一部をマーキングすることができるあらゆる装置を指す。マーキング装置は、機械的カッタ、マスク、またはレーザなどであるがこれらに限定されない任意の望ましいタイプとすることができる。第１マーキング装置（図示せず）の第１マーキング・フィールド３０および第２マーキング装置（図示せず）の隣接する第２マーキング・フィールド３２が、図１の破線によって概略的に示されており、これは、内部において、それぞれのマーキング装置が被覆を削除などマーキングすることができる領域を表す。必要ではないが、本発明の１つの非限定的な実施例では、第１マーキング装置および第２マーキング装置は、互いに隣接する。当業者なら理解するように、各マーキング装置は、マーキングされている表面からマーキング装置までの距離と、マーキング装置の運動の度合い、運動の精度などの性能パラメータとによって規定される関連するマーキング・フィールドを有する。マーキング・フィールド３０、３２は、被覆を削除するなど、内部においてマーキング装置が動作することができる最大に可能な領域を表す必要はない。むしろ、マーキング装置３０、３２は、内部において関連するマーキング装置が動作することができる可能な領域全体の一部とすることができる。したがって、マーキング・フィールド３０、３２は、内部において関連するマーキング装置が動作することができ、かつ内部においてそのマーキング装置によって離散パターンを削除することができる領域を表す。マーキング・フィールド３０、３２は、図１では円として概略的に示されている。しかし、マーキング装置は、円、正方形、楕円、矩形、三角形などであるがこれらに限定されない、任意の形状のマーキング・フィールドを規定することができ、隣接マーキング・フィールドを異なる形状にしてもよい。また、マーキング・フィールド３０、３２を表す図１に示した破線は、単に例示のためであり、内部においてマーキング装置が動作することができる架空の境界を表すことを理解されたい。そのようなフィールドを、被覆２２の上において実際に見ることはできない。

さらに、各マーキング装置は、関連するマーキング許容誤差を有する。「マーキング許容誤差」によって、装置の精度を意味し、たとえば、装置が基板から所与の距離に配置されたときに、基板上の同じ所望の位置において線または線セグメントなどの形状を反復してマーキングするマーキング装置の能力などである。そのようなマーキング許容誤差は、通常、装置が、動作中に、所望の位置からどの程度変化または逸脱することができるかを表すプラスまたはマイナス（「±」）の値によって表される。装置のマーキング許容誤差は、通常、装置の製造業者によって提供される。代替として、装置のマーキング許容誤差は、基板上において特定の位置（「セット位置」）をマーキングするために、装置を反復して向け、次いで、セット位置からの実際のマークの変化を測定することによって決定することができる。第１マーキング装置および第２マーキング装置のマーキング許容誤差の絶対値の和は、本明細書では、２つのマーキング装置の「許容誤差スタック」または「組合せ許容誤差」として規定される。たとえば、１つのマーキング装置のマーキング許容誤差が±０．３ｍｍであり、第２マーキング装置のマーキング許容誤差が±０．１ｍｍである場合、組合せ許容誤差は、０．４ｍｍである（０．３ｍｍ＋０．１ｍｍ＝０．４ｍｍ）。

第１パターン２５は、第１マーキング・フィールド３０の内部において、第１マーキング装置（第１レーザなどであるがこれらに限定されない）によってマーキングされる。第２パターン２６は、第２マーキング・フィールド３２の内部において、第２マーキング装置（第２レーザなどであるがこれらに限定されない）によってマーキングされる。図１に示す例では、第１パターン２５および第２パターン２６は、両方とも、被覆２２を複数の四辺形被覆領域４４に分割する非導電性の垂直線セグメント４０および水平線セグメント４２によって形成された格子として示されている。切断線セグメント４０、４２は、被覆２２を通って基板表面２８まで延びて、導電性被覆領域４４の間に非導電性またはほぼ非導電性の断絶またはギャップを形成することが好ましい。本発明は、格子パターンの形成に限定されるものではなく、線セグメント４０、４２は、任意の形状のパターンを形成するように、あらゆる構成、すなわち線形、曲線、または両方の組合せとすることができる。さらに、被覆領域４４は、２つのパターン２５、２６の間で異なるサイズおよび形状とすることができ、さらに、同じパターン内で異なるサイズおよび形状とすることができる。

以前の方法とは対照的に、本発明のＦＳＳ２４は、垂直線セグメント４０および水平線セグメント４２を延長して、パターン化される全表面にわたって単一格子パターンを形成することによっては形成されない。むしろ、個々の、すなわち別々のパターンが、個々のマーキング装置のマーキング・フィールド内に形成され、隣接パターン２５、２６は、被覆２２の中間導電性被覆領域または帯材４６によって分離される。１つの非限定的な実施例では、隣接パターン２５、２６の間の距離２７は、２つのパターン２５および２６が重ならないことを保証するために、マーキング装置の組合せ許容誤差より大きくなるように構成される。たとえば、第１マーキング装置が±０．２５ｍｍのマーキング許容誤差を有し、第２マーキング装置が±０．２５ｍｍのマーキング許容誤差を有する場合、パターン２５および２６は、２つのパターン２５、２６の間の距離２７が、２つのパターン２５、２６が重ならないことを保証するために、０．５ｍｍより大きくなるようにマーキングされる。

本発明の１つの例示的な実施では、図１に概略的に示すように、マーキング装置は、第１マーキング装置のマーキング・フィールド３０が、第２マーキング装置の隣接マーキング・フィールドと重なるように配置される。１つの非限定的な実施例では、マーキング装置は、マーキング・フィールド３０、３２が、２つのパターン２５、２６の間の距離２７と隣接マーキング装置の組合せ許容誤差との和に等しいかまたはそれより大きい矢印線３４によって示す距離だけ重なるように配置される。たとえば、第１マーキング装置が±０．２５ｍｍのマーキング許容誤差を有し、第２マーキング装置は、±０．２５ｍｍのマーキング許容誤差を有し、パターン２５、２６が、０．７５ｍｍの距離２７によって分離される場合、距離３４は、少なくとも１．２５ｍｍであるはずである（すなわち、０．２５ｍｍ＋０．２５ｍｍ＋０．７５ｍｍ）。

隣接するパターン２５と２６との間の中間導電性被覆帯材４６は、ある周波数において共振し、関連するアンテナ要素（以下でより詳細に議論するアンテナ要素）の受信と干渉する信号を再伝送することがあることが判明した。さらに、被覆帯材４６は、隣接アンテナ要素と結合することもあり、アンテナの性能が低下することになる。

これらの状態を回避するために、隣接するパターン間の被覆帯材４６は、被覆帯材４６の電気抵抗を大きく増大させるように構成される。「被覆帯材４６の電気抵抗を大きく増大させる」ことによって、被覆帯材４６の形状および他の修正の結果として、帯材４６の上端９０から帯材４６の下端９２まで測定した被覆帯材４６の電気抵抗が、少なくとも３倍になる、または少なくとも５倍になる、または少なくとも１０倍になるなど、少なくとも２倍になることを意味する。

本発明の１つの非限定的な実施例では、パターン２５および２６は、帯材４６が、たとえば１００：１または２００：１または３００：１など、少なくとも５０：１のアスペクト比（帯材の高さ（上端９０から下端９２までの長さ）と帯材の幅との比）を有するように帯材４６を構成するように互いに関して配置される。そのような狭い帯材構成により、帯材の上端から下端まで測定した帯材の電気抵抗が増大し、これにより、帯材４６による関連するアンテナ要素との結合が低減され、また、導電性帯材４６において生成されるＲＦ電流フローが低減され、したがって受信が改善される。

帯材４６によって生成されるこれらの状態を回避する他の方式は、帯材の上端から下端まで測定した帯材の電気抵抗を増大させるために、帯材の連続性を断絶させることである。以上で議論したように、電気抵抗が増大することにより、帯材における結合およびＲＦ電流フローが低減され、その結果、アンテナ要素による受信が改善される。このために、本発明の１つの非限定的な実施例では、１つまたは複数のコネクタ・セグメント５０が、たとえば第１マーキング装置または第２マーキング装置の一方によって、隣接する第１パターン２５と第２パターン２６との間の帯材４６においてマーキングされる。１つの非限定的な実施例では、セグメント５０は、不連続コネクタ・セグメントである。用語「不連続」は、コネクタ・セグメント５０が、図１に示した本発明の具体的な非限定的実施例では水平セグメントである線セグメント４２と整列していないか、または、その延長部ではないことを意味する。コネクタ・セグメント５０は、中間導電性帯材４６内におけるセグメント５０の集合体が、被覆帯材４６の連続性を断続させ、帯材の電気抵抗を著しく増大させるように配置および構成される。線セグメント５０は、線セグメントの集合体が、帯材４６の電気抵抗を著しく増大させることを条件として、連続的な直線または曲線のセグメント、または複数の線セグメントなどであるがこれらに限定されない、任意の構成とすることができる。本発明の１つの非限定的な実施例では、コネクタ・セグメント５０の第１端部は、第１パターン２５に少なくとも近接して延び、セグメントは、帯材４６の少なくとも一部を通って延び、コネクタ・セグメント５０の対向する第２端部は、第２パターン２６に少なくとも近接して延びる。他の非限定的な実施例では、セグメント５０は、１つのパターンの少なくとも１つの被覆領域４４まで延び、他の非限定的な実施例では、セグメント５０は、各隣接パターンの少なくとも１つの被覆領域４４まで延びる。他の非限定的な実施例では、セグメント５０は、１つのパターンの少なくとも１つの被覆領域４４の中に延び、他の非限定的な実施例では、セグメント５０は、各隣接パターンの少なくとも１つの被覆領域４４の中に延びる。上記で議論したようなコネクタ・セグメント構成では、セグメント５０は、隣接パターンの隣接被覆領域の間において延びる必要はなく、単に、１つのパターンの１つの被覆領域４４から隣接パターンの１つの被覆領域４４まで延びればよいことを理解されたい。

本発明の１つの非限定的な実施例では、コネクタ・セグメント５０が、少なくとも各パターン２５、２６まで延び、各パターン２５、２６の中まで延びるのが最も可能性が高いように、コネクタ・セグメント５０は、２つのパターン２５、２６の間の望ましい距離２７とマーキング装置の組合せ許容誤差とを加えた距離より長い長さを有する。たとえば、第１マーキング装置および第２マーキング装置の両方が、±０．２５ｍｍのマーキング許容誤差を有し、かつパターン２５、２６が距離０．７５ｍｍだけ分離するように設計された場合、コネクタ・セグメント５０は、１．２５ｍｍ（すなわち、０．２５＋０．２５＋０．７５）より長い長さを有するべきである。

導電性帯材４６を通って延びる複数セグメント５０を含む本発明の実施例では、セグメント５０は、平行とすることができるが、平行である必要はないことを理解されたい。１つの非限定的な実施例では、セグメント５０は、隣接するパターン間の被覆帯材４６の内部において、互いに交差する。他の非限定的な実施例では、複数セグメント５０は、マーキング済みパターンの同じ被覆領域４４の間において延びる。

本発明の１つの非限定的な実施例では、図２に示す周波数選択表面４８は、以下の寸法および許容誤差を有する４つのレーザ削除装置を使用して、複数層導電性被覆において形成された：マーキング・フィールド＝３０５ｍｍ×３０５ｍｍ（フィールドのコーナは使用不可）；マーキング許容誤差＝±０．２５ｍｍ；隣接格子パターン間距離＝０．７５ｍｍ；各格子は２００ｍｍの幅×３００ｍｍの長さであった；線間隔＝３．５ｍｍ；マーキング・フィールドの重なり＝０．２５ｍｍ；コネクタ・セグメントの長さ＝１．７５ｍｍ。

図２は、４つの隣接マーキング装置のマーキング・フィールドにおいて本発明により形成され、かつ導電性領域５９によって分離された４つの隣接する格子パターン５２、５４、５６、５８を有するＦＳＳ４８を示す。格子は、以前に議論したように、非導電性のスリットまたは線セグメントによって分離された四辺形導電性被覆領域によって形成される。１つまたは複数のコネクタ・セグメント６０が、ＦＳＳ４８を形成するように、導電性領域５９を通って格子パターン５２、５４、５６、５８の各隣接する対の間において延びる。図２に示す本発明の非限定的な実施例では、パターン５２など、パターンの少なくとも１つは、たとえば１００ｍｍから５００ｍｍ、たとえば２００ｍｍから４００ｍｍ、たとえば約３００ｍｍなど、５０ｍｍから５００ｍｍの範囲の幅Ｗと、たとえば１００ｍｍから５００ｍｍ、たとえば１００ｍｍから３００ｍｍ、たとえば２００ｍｍなど、５０ｍｍから５００ｍｍの範囲の長さＬとを有する。１つの非限定的な実施例では、個々の被覆領域（すなわち、パターンを作成する正方形）は、たとえば３ｍｍから４ｍｍの幅と３ｍｍから４ｍｍの長さ、たとえば３．５ｍｍの幅×３．５ｍｍの長さなど、１ｍｍから５ｍｍの幅と約１ｍｍから５ｍｍの長さの範囲にある。１つの非限定的な実施例では、導電性領域５９は、たとえば０．２ｍｍから１．５ｍｍ、たとえば０．２５ｍｍから約１．２５ｍｍなど、０．１ｍｍから２ｍｍの幅を有する。１つの非限定的な実施例では、コネクタ・セグメント６０は、たとえば１．５ｍｍから４．５ｍｍ、たとえば２ｍｍから４ｍｍ、たとえば２ｍｍから３ｍｍなど、１ｍｍから５ｍｍの範囲の長さを有することができる。

図３、図４は、複数基板を有する構造に組み込まれている、本発明により形成される２つのＦＳＳ６６および６８を有する積層自動車透明体６４を示す。より具体的であるが、本発明を限定せずに、図４に示すように、積層透明体６４は、ポリビニル・ブチラールなど、プラスチック中間層７４によって第２内部ガラス・プライ７２から間隔をおいて配置された第１外部ガラス・プライ７０によって形成される。積層化の前に、第１プライ７０の表面７５は、日照制御被覆７６で被覆される。被覆７６は、図３に示すように、第１プライ７０の上に２つの間隔をおいて配置された周波数選択表面６６、６８を形成するように、上記で記述したように切断またはマーキングされる。本発明では非限定的であるが、一実施例では、上方ＦＳＳ６６および下方ＦＳＳ６８のそれぞれは、上記で記述し、かつ図２に示すように、２つ以上の縦方向に隣接するパターンによって形成することができる。ＦＳＳ６６および６８は、平坦ガラス・シートの上に形成することができ、この平坦ガラス・シートは、第１プライ７０を形成するために、その後湾曲および／または熱処理される。代替として、ＦＳＳ６６および６８は、第１プライ７０を形成するために、被覆された基板を湾曲および／または熱処理した後、形成することができる。

１つまたは複数のアンテナを、透明体６４の上または内部において提供することができる。アンテナは、導電性の透明な膜および／または金属線または帯材などであるがこれらに限定されない、あらゆる従来のタイプとすることができる。たとえば、本発明を限定せずに、第２プライ７２の内表面７０上（すなわち、第１プライ７０と第２プライ７２との間）、または中間層７４の内部、または第２プライ７２の外表面上（たとえば、車両の内部に対面する）にアンテナを配置することができる。しかし、あらゆる場合において、アンテナは、周波数選択表面が形成される被覆７６から間隔をおいて配置される。すなわち、中間層７４および／またはプライ７２の一部は、アンテナと被覆７６との間において延びる。たとえば、一実施例では、第２プライ７２は、１つまたは複数の上方ＦＭアンテナ７８と、１つまたは複数の中間ＡＭアンテナ８０と、外表面７７の上に配置された１つまたは複数の下方ＦＭアンテナあるいはＵＨＦアンテナ８２とを含む。ＡＭ周波数は、導電性日照制御被覆による結合をよりしにくいので、被覆７６は、ＡＭアンテナ８０に隣接する領域では依然として完全のままであることができる。すなわち、被覆７６のこの領域では、ＦＳＳを切断する必要はない。しかし、本発明のＦＳＳは、所望であれば、ＡＭアンテナ８０から削除することができる。本発明により形成されるＦＳＳ６６および６８は、ＦＭアンテナ７８およびＵＨＦアンテナ８２に隣接する導電性日照制御被覆７６において形成することができる。すなわち、透明体６４を通過してアンテナ７８および８２に至る電磁信号は、結合を低減し、アンテナ７８、８２による受信を増大させるために、まず、周波数選択表面の少なくとも一部を通過しなければならない。

格子パターンのほぼ線形のシリーズを図２に示しているが、本発明は、そのような線形パターンに限定されないことを理解されたい。たとえば、図５は、隣接するパターンの間において延びるコネクタ・セグメント９４を有するほぼ矩形の形態にある本発明の４つのパターン８４、８６、８８、９０を示す。

したがって、本発明の１つの例示的な実施では、ＦＳＳは、１つまたは複数のマーキング装置のマーキング・フィールド内に別々に形成された２つ以上の個々のパターンによって形成され、導電性帯材または領域が、隣接するパターンの間に配置される。コネクタ・セグメントが、導電性帯材の導電性およびＲＦエネルギー反射率を低減するように、隣接するパターンの間において延びる。

下記のことが理解されるであろう。すなわち、複数のマーキング装置を使用して、上記で議論したように１つまたは複数のパターンをマーキングするとき、装置の動作は、順次とすることができる。すなわち、第１装置が第１パターンを完成し、その後、第２装置が第２パターンを開始する。または、装置の動作は、同時とすることができる。すなわち、２つ以上の装置が、同時に２つ以上のパターンをマーキングする。または、この２つの組合せとすることができる。すなわち、第１装置が第１パターンを開始し、一方、第２装置はマーキングしておらず、かつ第１パターンが完成する前に、第２装置が第２パターンのマーキングを開始する。

上記で議論した例示的な実施例は、積層透明体を形成する際の本発明の実施を対象としていたが、本発明は、積層透明体に関する使用に限定されるものではない。たとえば、図６は、本発明の特徴を組み込んでいるモノリシック・アーティクル１００を示す。「モノリシック」によって、ガラス・シートまたは基板２０に関して上記で議論したあらゆる材料など、単一構造支持体またはプライ１０２を有することを意味する。プライ１０２は、第１主要表面１０４と、第２の対向する主要表面１０６とを有する。日照制御被覆などの被覆１０８を、表面１０４など、主要表面の１つのすべてまたは一部の上に付着させることができる。ＦＭアンテナ１１０および１１２など、１つまたは複数の従来のアンテナを、他の主要表面１０６の上に配置することができる。アンテナ１１０および１１２は、たとえば、シルクスクリーンが表面１０６の上に印刷されている、従来の銀セラミック・タイプのアンテナとすることができる。

１１４および１１６など、１つまたは複数のＦＳＳは、ＲＦエネルギーなどの電磁エネルギーが被覆１０４を通過してアンテナ１１０および１１２まで至るのを改善するために、アンテナ１１０、１１２に隣接して、すなわちアンテナ１１０、１１２から外へ、上記で記述したプロセスによって、被覆１０４において形成することができる。

本発明の他の態様では、１つまたは複数のＦＳＳは、単一レーザなど、単一のマーキング装置を使用して被覆において作成することができる。たとえば、マーキング・フィールドが、削除される被覆の一部の上に規定されるように、レーザを配置することができる。規定されたマーキング・フィールドは、レーザが内部において動作することができる実際の領域のすべてまたは一部を表すことができる。レーザは、マーキング・フィールド内においてパターン（第１パターン）を削除することができ、次いで、基板および／またはレーザを他に対して動かして、マーキング・フィールドを基板上の新しい位置に配置することができ、他のパターン（第２パターン）をマーキングすることができる。コネクタ・セグメントは、基板の移動中に削除することができる。代替として、第１パターンをマーキングした後、新しい位置のマーキング・フィールドが、以前のマーキング・フィールドの領域と重複するように（図１に関して上記で記述したように）、基板および／またはレーザを他に対して動かすことができ、第２パターンおよびコネクタ・セグメントを被覆において削除することができる。

本発明の一態様では、別々のパターンおよびコネクタ・セグメントは、具体的には透明体の視覚領域内において使用される場合、審美的に快適な全ＦＳＳを呈示する。

以上の記述において開示した概念から逸脱せずに、本発明に対して修正を実施することができることを当業者なら容易に理解するであろう。したがって、本明細書において詳細に記述した具体的な実施例は、単なる例示であり、添付の請求項およびそのあらゆるすべての等価物の全範囲を与えられるべきである本発明の範囲を限定するものではない。

本発明の特徴を組み込んでいる、周波数選択表面を基板上の被覆の中にマーキングする方法を示す概略的な平面図（縮尺調整されていない）である。 自動車の透明体の上に形成された本発明の周波数選択基板の平面図（縮尺調整されていない）である。 本発明の特徴を組み込んでいる、積層自動車透明体の前面図（縮尺調整されていない）である。 周波数選択表面および関連するアンテナ要素を示す、図３に示した積層自動車透明体の線ＩＶ−ＩＶに沿って取った断面図（縮尺調整されていない）である。 本発明の特徴を組み込んでいる、代替周波数選択表面の平面図（縮尺調整されていない）である。 本発明の特徴と組み込んでいる、他の被覆された基板の図４と同様の断面図（縮尺調整されていない）である。

Claims (35)

1. 周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板であって、
   基板と、
   前記基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する前記被覆とを含み、
   前記被覆が、
   前記被覆にマーキングされた第１パターンを付与するために、前記被覆の一部が除去されて成る第一被覆除去部分と、
   前記第１パターンに隣接して前記被覆にマーキングされた第２パターンを付与するために、前記被覆の一部が除去されて成る第二被覆除去部分と、
   被覆帯材の電気抵抗を増大させるように構成された前記被覆帯材によって前記第２パターンから前記第１パターンを分離させた状態で、前記第１パターンと前記第２パターンとを連結するために、前記被覆の一部が除去されて成る第三被覆除去部分とを含む、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
2. 前記被覆帯材が、少なくとも５０：１のアスペクト比を有する請求項１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
3. 周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板であって、
   基板と、
   前記基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する前記被覆と、
   前記被覆にマーキングされた第１パターンと、
   前記第１パターンに隣接して前記被覆にマーキングされた第２パターンであって、前記第１パターンが、被覆帯材によって、前記第２パターンから分離されて成る前記第２パターンと、
   前記被覆帯材の電気抵抗を増大させるように、前記第１パターンに少なくとも近接する部分から、前記被覆帯材の少なくとも一部を通って、前記第２パターンに少なくとも近接する部分まで延びる少なくとも１つのコネクタ・セグメントとを含む、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
4. 前記被覆帯材が、該被覆帯材の前記被覆の電気抵抗を少なくとも５倍に増大させるように構成されて成る請求項１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
5. 前記被覆が日照制御被覆である請求項１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
6. 前記日照制御被覆が、２つ以上の銀層および２つ以上の誘電体層を含む請求項５に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
7. 前記基板がガラス基板である請求項１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
8. 前記ガラス基板が、少なくとも１つのガラス・プライを含む積層基板である請求項７に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
9. 前記積層が、積層透明体であり、前記被覆から間隔をおいて配置され、かつ前記第１パターンおよび前記第２パターンに隣接する少なくとも１つのアンテナをさらに含む請求項８に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
10. 前記第１パターンおよび前記第２パターンが、非導電性の線セグメントによって規定される複数の導電性被覆領域を、それぞれ、含む格子パターンである請求項１に記載のされた周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
11. 前記被覆帯材が、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの幅を有する請求項１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
12. 前記被覆帯材が、０．２５ｍｍ〜１．２５ｍｍの幅を有する請求項１１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
13. 周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板であって、
    基板と、
    前記基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する前記被覆と、
    前記被覆にマーキングされた第１パターンと、
    前記第１パターンに隣接して前記被覆にマーキングされた第２パターンであって、前記第１パターンが、被覆帯材によって、前記第２パターンから分離され、かつ、前記第１パターンおよび前記第２パターンが、非導電性の線セグメントによって規定される複数の導電性被覆領域を、それぞれ、含む格子パターンである前記第２パターンと、
    前記被覆帯材の電気抵抗を増大させるように、前記第１パターンに少なくとも近接する部分から、前記被覆帯材の少なくとも一部を通って、前記第２パターンに少なくとも近接する部分まで延びる少なくとも１つのコネクタ・セグメントとを含む、周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
14. 前記少なくとも１つのコネクタ・セグメントが、前記第１パターンの少なくとも１つの導電性被覆領域から前記第２パターンの少なくとも１つの導電性被覆領域まで延びている請求項１３に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
15. 前記少なくとも１つのコネクタ・セグメントが不連続コネクタ・セグメントである請求項１４に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
16. 前記コネクタ・セグメントが１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の長さを有する請求項１４に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
17. 前記基板が、少なくとも１つのガラス・プライを含むとともに、前記被覆から間隔をおいて配置され、かつ前記第１パターンおよび前記第２パターンに隣接する少なくとも１つのアンテナをさらに含む積層透明体である、請求項１４に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
18. 複数の前記導電性被覆領域が四辺形である請求項１４に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
19. 複数の前記導電性被覆領域が、２ｍｍ〜５ｍｍの長さ範囲と、２ｍｍ〜５ｍｍの幅範囲にある請求項１８に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
20. 複数の前記導電性被覆領域が、３ｍｍ〜４ｍｍの長さ範囲と、３ｍｍ〜４ｍｍの幅範囲にある請求項１９に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
21. 各格子パターンが、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲の長さと、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲の幅とを有する請求項１０に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
22. 各格子パターンが、２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲の長さと、２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲の幅とを有する請求項２１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
23. 前記被覆における少なくとも１つの追加のパターンを含み、該少なくとも１つの追加のパターンは、電気抵抗を増大させるように構成された追加の被覆帯材によって、前記第１被覆または前記第２被覆から離隔して前記第１被覆または前記第２被覆に隣接している請求項１に記載された周波数選択表面を有する電磁エネルギー減衰被覆付き基板。
24. 周波数選択表面を有する透明体であって、
    透明基板と、
    前記透明基板の少なくとも一部の上に付着された電気抵抗を有する電磁エネルギー減衰透明被覆と、
    前記透明被覆にマーキングされた第１パターンと、
    前記第１パターンに隣接して前記透明被覆にマーキングされた第２パターンであって、電気抵抗を増大させるように構成された、前記透明被覆の帯材によって、前記第１パターンが前記第２パターンから分離されて成る前記第２パターンとを含む、周波数選択表面を有する透明体。
25. 前記透明基板が、少なくとも１つのガラス・プライを含む積層基板である請求項２４に記載された透明体。
26. 前記透明被覆の帯材が、少なくとも５０：１のアスペクト比を有する請求項２４に記載された透明体。
27. 前記第１パターンに少なくとも近接する部分から、前記透明被覆の帯材の少なくとも一部を通って、前記第２パターンに少なくとも近接する部分まで延びる少なくとも１つのコネクタ・セグメントを更に含む請求項２４に記載された透明体。
28. 前記透明被覆の帯材が、該帯材における前記透明被覆の電気抵抗を少なくとも５倍に増大させるように構成されて成る請求項２４に記載された透明体。
29. 前記透明被覆が日照制御被覆である請求項２４に記載された透明体。
30. 前記透明基板が、前記透明被覆から間隔をおいて配置され、かつ前記第１パターンおよび前記第２パターンに隣接する少なくとも１つのアンテナを更に含む請求項２４に記載された透明体。
31. 前記第１パターンおよび前記第２パターンが、非導電性の線セグメントによって規定される複数の導電性被覆領域を、それぞれ、含む格子パターンである請求項２４に記載された透明体。
32. 前記透明被覆の帯材が、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍの幅を有する請求項２４に記載された透明体。
33. 前記コネクタ・セグメントが１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の長さを有する請求項２７に記載された透明体。
34. 各格子パターンが、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲の長さと、１００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲の幅とを有する請求項２４に記載された透明体。
35. 前記透明被覆における少なくとも１つの追加のパターンを含み、該少なくとも１つの追加のパターンは、電気抵抗を増大させるように構成された追加の透明被覆の帯材によって、前記第１被覆または前記第２被覆から離隔して前記第１被覆または前記第２被覆に隣接している請求項２４に記載された透明体。

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