JP4651042B2 - セキュリティ用レゾナンスタグおよびセキュリティ用レゾナンスタグの製造方法 - Google Patents

Description

発明の属する技術分野
本発明は請求項１の上位概念記載のセキュリティ用レゾナンスタグおよび請求項４の上位概念記載のセキュリティ用レゾナンスタグの製造方法に関する。

背景技術
セキュリティ用レゾナンスタグは、例えば電子商品監視システム（ＥＡＳシステム）において、店舗または倉庫などからの商品の不正持ち出しを検出するために用いられている。この種のセキュリティ用レゾナンスタグは誘電体材料シート上に大量生産される。この誘電体材料シートの両側に設けられた導電性材料層パターンのインダクタおよびキャパシタにより適切な共振周波数を有する共振回路が形成され、その共振周波数が店舗等の出入口に配置された適切な装置を介して検出されるのである。こうしたセキュリティ用レゾナンスタグは例えば欧州特許第０２８５５５９号明細書から公知である。

日本国公開第０２−３１０６９６号明細書から、キャパシタエレメントの周囲に沿って部材をカットし、カットされたキャパシタ部分をインダクタ平面から折り曲げ、インダクタを通る磁束を浸透させるためにこの部分を開放させることが知られている。ただし、実験から、このタイプのＥＡＳタグでは、共振周波数にかなりの変動が生じて検出レートが低下してしまうことが判明した。また本願の発明者は日本国公開第０２−３１０６９６号明細書に記載された方法にしたがって製造されたＥＡＳタグを市場では確認していない。

本発明の概要
本発明の課題は、セキュリティ用レゾナンスタグの検出レベルを向上させ、正確な共振周波数を維持し、同時にタグのサイズを小さく保つことである。

この課題は請求項１の特徴により解決される。

本発明では、インダクタを通る磁束を浸透させるためにインダクタの中央部が開放される。これにより高い検出レートが達成され、共振周波数は狭い範囲内で維持される。なお折り曲げ動作はインダクタパターンの反対側へ向かって行われ、キャパシタプレートの折り曲げられた部分の形状およびサイズに相応するシールドプレートが設けられる。本発明はさらにこうしたセキュリティ用レゾナンスタグの製造方法にも関する。

本発明のセキュリティ用レゾナンスタグの有利な実施形態およびその利点は従属請求項および以下の説明から明らかとなるはずである。

図面の簡単な説明
以下に本発明を図示の実施例に則して詳細に説明する。図１には店舗などの出入口に配置された送受信機がタグを検出する状況の概略図が示されている。図２には図１の状況で検出レベルの改善を図る手段の等価回路図が示されている。図３には本発明のセキュリティ用レゾナンスタグの誘電体材料シートの第１の側の導電性材料層パターンが示されている。図４には本発明のセキュリティ用レゾナンスタグの誘電体材料シートの第２の側の導電性材料層パターンが示されている。図５には図３，図４のタグにおいて切り出されて途中まで捲り上げられたキャパシタの様子が示されている。図６には図５のタグにおいて完全に折り曲げられたキャパシタの様子が示されている。図７にはキャパシタの折り曲げを行う手段の概略図が示されている。図８には本発明のセキュリティ用レゾナンスタグをＣＤまたはＤＶＤの上部または内部に取り付ける実施例が示されている。

有利な実施例の説明
図１，図２に則してセキュリティ用レゾナンスタグの品質について以下に考察する。図１，図２では、タグ１は電子商品監視システム（ＥＡＳシステム）の送信機Ｔｘと受信機Ｒｘとのあいだに存在する。送信機は特定の周波数レンジの無線周波数信号を送信しており、共振周波数を有するタグがこの送受信機のレンジ内にあるときにはつねに受信機がタグの共振周波数を検出する。

検出レートまたは検出品質は共振回路のＱ値およびその物理的サイズに依存する。式

から、高いＱ値を得るためには、低いｒ値、高いＬ値および低いＣ値が必要であることがわかる。低いｒ値はタグとして導電性材料、例えば銀を選択することにより得られ、高いＬ値はインダクタに複数の巻線を設けることにより得られ、また低いＣ値はキャパシタンスの小さいキャパシタを選択することにより得られる。

ただし実際には、銀はきわめて高価であり、またインダクタコイルの巻線数を増大するとタグの材料および表面積も増大するので、タグ全体の価格が上昇する。また、導電性材料の材料コストを節約しようとして小さい巻線を多数用意しても、ｒ値は増大する。さらに、例えば１０ｐＦほどのきわめて小さいキャパシタンスを有するキャパシタを選択すると、共振回路が散乱容量などの外部影響を感受しやすくなり、共振周波数が変化してしまう。

このように、ＥＡＳシステムの共振回路の設計では価格、サイズその他の要素のあいだの妥協点を見出さなければならない。市場では、検出レートおよびＱ値が高く、安価でかつ小さなタグが所望される。したがって共振回路は通常、ポリプロピレンまたはポリエチレンから成る誘電体材料シートと、その両側に形成されるアルミニウムから成る導電性材料層とを含む。

図２にはＥＡＳシステムおよびインダクタＬ１，Ｌ２，Ｌ３間の相互インダクタンス係数Ｍ１２，Ｍ２３に相応する等価回路図が示されている。タグの共振回路での損失抵抗ｒ，測定回路での入力抵抗Ｒが表されている。測定電圧Ｖｍはタグの共振回路からの信号強度である。共振回路Ｌ２，ｒ，Ｃは送信機コイルＬ１と受信機コイルＬ３とのあいだに位置している。受信信号強度Ｖｍの式は

となり、ここでω_０は２πｆ_０［ｆ_０は共振周波数］に等しい。Ｖ１は信号発生器の電圧である。コイルＬ１，Ｌ２，Ｌ３［断面積Ｓ１，Ｓ３＞Ｓ２］が図示のように構成されている場合、相互インダクタンスは

となり、ここでＫ１２，Ｋ２３は定数である。式（２），式（３）を用いて

が得られる。ここでＫは定数であり、Ｑは共振回路の品質

の尺度であり、Ｓは磁束に包囲される面積である。上の式からＶｍがＱ＊Ｓに比例することがわかる。したがってタグを改善するには、ＱまたはＳ、またはＱおよびＳの双方を増大すればよい。

コイルの中心を通過する磁束は、図３，図４からわかるように、通常のタグではその位置にあるキャパシタによって部分的に阻止される。コイルの中心を通る磁束を増大するために、キャパシタの面積をできるだけ小さくすることが望まれる。前述したように、所定の最小サイズのキャパシタを使用したとしても、磁束通過のためのコイル中心の開放面積は制限される。本発明では、キャパシタをコイル中心から除去し、コイル中心を通る磁束を増大させ、これによりＥＡＳシステムの検出レートを大幅に増大することができる。

図３には誘電体材料シート２の第１の側の導電性材料層パターンが示されている。ここには、インダクタ３，このインダクタの第１の端部に接続されかつインダクタの内部に配置された第１のキャパシタプレート４，およびインダクタの反対側の第２の端部に接続された第１の接続素子５が形成されている。図４には誘電体材料シート２の第２の側の、図３のパターンに重なるべき導電性材料層パターンが示されている。この第２の側には、第１のキャパシタプレートに対向する第２のキャパシタプレート６，およびこの第２のキャパシタプレートに接続されかつ第１の接続素子に対向するシールドプレート７が形成されている。シールドプレート７は第１のキャパシタプレート４および第２のキャパシタプレート６の形状およびサイズに相応する形状およびサイズの導電性材料のパッチとなる。

図５に示されているように、第１のキャパシタプレート４および第２のキャパシタプレート６はキャパシタの周囲に沿ってカットされ、インダクタ３内部の中央位置から折り曲げられる。図６に示されているカットされたキャパシタ４，６は、シールドプレート７に重なるように、折り曲げ線１０によって完全に折り曲げられている。

シールドプレート７とインダクタ３の巻線とのあいだの容量結合が一定であることにより、シールドプレート７に重なるようにキャパシタ４，６を折り曲げれば、共振周波数に良好に定義された変化が生じる。折り曲げられたキャパシタ４，６からシールドプレート７までの距離は正確に固定される。

キャパシタを折り曲げる際に生じうる機械的トレランスを補償するために、シールドプレート７は有利にはキャパシタプレート４，６よりも大きな寸法で設けられる。これによりキャパシタプレート４，６の折り曲げ後もつねにこれらがシールドプレート７の周内に位置する。

第１の接続素子５とシールドプレート７とのあいだの電気コンタクト８は、有利には、キャパシタプレート４，６の折り曲げ前後に、接続素子５，７の領域で誘電体材料シート２を貫通する不規則な孔により設けられる。

キャパシタの周囲に沿ったキャパシタプレート４，６のカット９は機械的手段による切削、レーザー切削、加熱などにより行われる。キャパシタ４，６の折り曲げの第１プロセスは機械的手段またはエアジェットなどにより行われる。キャパシタ４，６の折り曲げを行う機械的手段の例が図７に示されている。ここでは折り曲げツール１２が誘電体材料シート２の上方に定置されており、誘電体材料シートはこの折り曲げツールへ向かって運動し、通過の際にキャパシタ４，６が捲り上げられる。捲り上げられたキャパシタ４，６をさらに折り曲げてタグの上方のシールドプレート７に密着させるために、ローラ型ツール１３が図１２の誘電体材料シート２の運動方向で見て折り曲げツール１２の直後に配置されている。

本発明のタグはＣＤまたはＤＶＤ用のＥＡＳタグに特に適している。これは、タグの中央の孔をＣＤまたはＤＶＤの孔の上方に配置することにより、無線周波数フィールドの通過を妨げる金属層のない箇所にタグのコイルが位置するようになるからである。従来技術によって製造される従来のタグでは、サイズが小さくＥＡＳシステムで検出されなくなってしまうので、こうした構成は不可能である。

本発明のタグは、図８に示されているように、ＣＤまたはＤＶＤの中央に配置されても良いし、またＤＶＤのレイヤ間に組み込まれても良い。後者の場合には、ＥＡＳタグはディスクを破壊しないかぎり取り外すことができなくなる。

本発明の構造により共振回路のスペックが１０〜２０％の範囲まで改善され、しかもそのサイズを低減することができる。このようなタグの製造にかかる主たるコストは製造コストであるので、サイズが低減されれば相応にタグ価格も低減することができる。

本発明を有利な実施例に則して説明したが、当該分野の技術者であれば、特許請求の範囲に示された本発明の範囲から離れることなく、実施例に種々の修正を加えられることが明らかである。

店舗などの出入口に配置された送受信機がタグを検出する状況の概略図である。 図１の状況で検出レベルの改善を図る手段の等価回路図である。 本発明のタグの誘電体材料シートの第１の側の導電性材料のパターン層を示す図である。 本発明のタグの誘電体材料シートの第２の側の導電性材料のパターン層を示す図である。 捲り上げられたキャパシタの様子を示す図である。 完全に折り曲げられたキャパシタの様子を示す図である。 キャパシタの折り曲げを行う手段の概略図である。 本発明のタグをＣＤまたはＤＶＤの上部または内部に取り付ける実施例を示す図である。

Claims (5)

1. 第１の側および第２の側に導電性材料層パターン（３〜７）を備えた誘電体材料シート（２）が設けられており、
   誘電体材料シート（２）の第１の側の導電性材料層パターンは、インダクタ（３）、該インダクタの第１の端部に接続されかつ該インダクタの内部に配置された第１のキャパシタプレート（４）、および、該インダクタの第２の端部に接続された第１の接続素子（５）を形成しており、
   誘電体材料シート（２）の第２の側の導電性材料層パターンは、第１のキャパシタプレート（４）に対向する第２のキャパシタプレート（６）、および、該第２のキャパシタプレートに接続されかつ第１の接続素子（５）に対向する第２の接続素子（７）を形成しており、
   第１の接続素子（５）および第２の接続素子（７）は電気的に接続されており、
   誘電体材料シート（２）は第１のキャパシタプレート（５）および第２のキャパシタプレート（６）の周囲に沿ってカットされ、カットされた部分がインダクタの平面から折り曲げられて、インダクタを通る磁束の浸透のためにこの部分が開放されている、
   セキュリティ用レゾナンスタグ（１）において、
   カットされたキャパシタ（４，６）は誘電体材料シート（２）の第２の側へ折り曲げられており、
   該折り曲げによって、キャパシタの下方にシールドプレート（７）となる接続素子が位置し、該キャパシタがインダクタの所定の部分にわたって延在する
   ことを特徴とするセキュリティ用レゾナンスタグ。
2. シールドプレート（７）の形状およびサイズは折り曲げられたキャパシタ（４，６）の形状およびサイズに相応する、請求項１記載のレゾナンスタグ。
3. 導電性材料層パターン（３〜７）は、タグがＣＤまたはＤＶＤの上部または内部に位置しかつ該ＣＤまたはＤＶＤの中央孔の周囲にキャパシタの折り曲げによる孔が位置するように形成される、請求項１または２記載のレゾナンスタグ。
4. 第１の側および第２の側に導電性材料層パターン（３〜７）を備えた誘電体材料シート（２）を準備し、ここで導電性材料層パターンによりインダクタ（３）およびその内部に配置された第１のキャパシタプレートおよび第２のキャパシタプレートを有するキャパシタ（４，６）から成る共振回路を形成するステップと、
   第１のキャパシタプレートおよび第２のキャパシタプレート（４，６）の周囲に沿って誘電体材料シート（２）をカットし、カットされた部分をインダクタ（３）の平面から折り曲げて、インダクタを通る磁束の浸透のためにこの部分を開放するステップと
   を有する
   請求項１から３までのいずれか１項記載のセキュリティ用レゾナンスタグの製造方法において、
   折り曲げの際には導電性材料層パターンのインダクタ（３）の形成されている側とは反対の側へキャパシタを折り曲げる
   ことを特徴とするセキュリティ用レゾナンスタグの製造方法。
5. エアジェットまたは機械的手段を用いてあらかじめキャパシタ部分を捲り上げ、タグが折り曲げツール（１２）およびローラ（１３）を通過する際に捲り上げたキャパシタ部分を完全に折り曲げ、タグ表面に密着するようにプレスする、請求項４記載の方法。

Images