(57)【要約】【目的】  導電性金属の連続ループとして形成されたバンド（帯）が近距離無線通信を干渉しない構造とする。【解決手段】  本発明は、近距離無線通信(NFC)を可能にするリング（指輪）とNFCを可能にするリングの作成する方法であって、その作成方法は、貫通スリットによって互いに分離された２つの端部を有する、リング用の導電性バンドを用意し、NFCアンテナとNFCチップとを有するNFCコイルを、該NFCコイルよりも外周が小さく非導電性である連続したスリーブに装着し前記２つの端部が互いに分離されたままとなるように前記スリーブを前記バンドの内側に取り付け、それによってNFC対応リングが形成されることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近距離無線通信(NFC)を可能にするリングを作成する方法であって、以下のステップを含む、
ａ)  貫通スリットによって互いに分離された２つの端部を有する、リング用の導電性バンドを用意し、
ｂ）  NFCアンテナとNFCチップとを有するNFCコイルを、該NFCコイルよりも外周が小さく非導電性である連続したスリーブに装着し、
ｃ)  前記２つの端部が互いに分離されたままとなるように前記スリーブを前記バンドの内側に取り付け、それによってNFC対応リングが形成される
ことを特徴とする近距離無線通信を可能にするリングの作成方法。
【請求項２】
前記NFCコイルの直径は、同一平面上にあるが反対方向にあるNFCアンテナに２つ折りを適用することによって、前記スリーブの外周に適合するように短くされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記NFCコイルは、前記スリーブの外周に沿った凹部に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の方。
【請求項４】
前記NFCコイルは、導電性でないエポキシ樹脂または接着剤で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スリーブは接着剤によって前記バンドに取り付けられ、前記スリーブの凹部のみが前記接着剤を受けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記バンドが、金または銀からなる群から選択された金属で形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記リングの前記貫通スリットは、非導電性材料で充填されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
近距離無線通信可能なリングであって、NFCアンテナとチップとを有するNFCコイルで覆われた非導電性スリーブを有し、前記NFCコイルは、貫通スリットによって分離された２つの端部を有する導電性リングバンドで覆われ、前記NFCアンテナは、同一平面上であるが反対方向にある２つの折り目を備え、前記NFCコイルを前記スリーブに直接取り付けることを特徴とする近距離無線通信可能なリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2019年5月8日に出願された米国仮特許出願番号62/845,019号,
及び2019年5月３０日に出願された米国特許出願番号16/426,429号についての優先権を主張し、これはそれらの全体が引用により本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
本発明は、一般に、宝飾品の分野に関し、より具体的には、金属帯の内側輪郭に沿った近距離無線通信(NFC)アンテナを有するリング、および、NFCアンテナを実質的に覆う金属帯を含んだ、近距離無線通信(NFC)に使用するためのリングの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
最近、宝石は、近距離無線通信(NFC)技術と共に使用するように適合されている。近距離無線通信(NFC)は、無線周波数識別(RFID)のより研ぎ澄まされたバージョンである。NFCは、約4-10cmの最大範囲内で動作し、一般にイニシエータおよびターゲットと呼ばれる２つのデバイス間の磁界の変調を含む。イニシエータは、無線周波数フィールドを生成し、ターゲットは、イニシエータからの電力を用いて生成されたフィールドを変調する。NFC対応機能は、今やスマートフォンおよび他の電子デバイスに共通に組み込まれている
【０００４】
NFCアンテナ設計を伴う課題としては、NFCアンテナを金属または他の導電材料で包囲するとき、NFCアンテナの性能が著しく低下することである。具体的には、NFCアンテナと同じ平面に沿ってかつそれに沿って金属を包むことは、イニシエータとターゲットとの間の通信を妨げる。この目的のために、フイン(Huynh)による米国特許第9,824,310号は、宝飾品のベゼル内にNFCアンテナが配置され、ベゼルが外側にフランジ形状とされた対向端部を含み、干渉を防止する宝飾品を開示している。さらにフインによる米国特許10,108,900号では、NFCアンテナがベゼル内に配置され、ベゼルが開閉されて、連続的な導電性ループをそれぞれ開閉することによって、イニシエータとターゲットとの間の近距離無線通信を拒否或いは許可することを可能にする宝飾品を提供する。
【０００５】
現況の技術状態は、NFCアンテナがベゼルに成功して配置されていることを示しているが、NFCアンテナは、リングのバンド部分上にまだうまく配置されていない。これは、従来からそのバンドは、導電性金属の連続ループとして形成されており、上述したように、近距離無線通信の邪魔をする。したがって、近距離無線通信と共に使用するためのリングのバンド部分を適合させる必要性が残っている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、金属バンドの内側輪郭に続く近距離無線通信アンテナを有するリングを新規に提示し、NFCコイルが金属バンドの内側輪郭に続く近距離無線通信(NFC)に使用するためのリングを作成する方法を提供する。すなわち、NFCリングは、その導電性のバンドを備えていても、近距離無線通信を介して電子データを送信し、記憶し、受信することができる。
【０００７】
上記は、近距離無線通信が可能なリングによる、本発明の一態様によって達成されるものである。そのリングは、NFCコイルで巻かれた電気的に非導電性のスリーブを含み、それ（NFCコイル）自体は、NFCアンテナおよびNFCチップを含む。NFCコイルは、導電性バンドによって覆われているが、導電性バンドから空間的に分離されており、この導電性バンドは、貫通スリットによって分離された２つの端部を有する。NFCアンテナは、同一平面上にあるが逆方向(Z（字状に）折り)に折り畳まれた２つ折りであり、これにより、NFCコイルをスリーブに直接嵌めこむ。その貫通スリットを維持することにより、NFCリングは、近距離無線通信中にイニシエータとして機能するNFC対応デバイスと通信することができる。さらに、NFCアンテナの折り畳みは、同じNFCコイルが、異なるサイズを有するスリーブに対してぴったりと嵌合することを可能させる。
【０００８】
本発明の関連する態様では、近距離無線通信(NFC)可能なリングを作成する方法も提供され、この方法は、貫通スリットによって互いに分離された2つの端部を有するリング用の導電性バンドを提供するステップと、NFCアンテナおよびチップによって規定されるNFCコイルを、嵌合前のNFCコイルよりも小さい周囲を有し、非導電性であるスリーブに対して取り付けるステップと、前記スリーブを前記バンドの内側に取り付けて、NFC対応リングを形成するステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
いくつかの実施形態では、NFCコイルは、２つの折り目を適用することによって、NFCアンテナを同じ平面上にあるが反対方向(Ｚ折)であるものとし、スリーブの外周に適合するように短くされる。いくつかの実施形態では、NFCコイルは、スリーブの外周上の凹部に取り付けられる。
【００１０】
NFCコイルは、好ましくは、導電性でないエポキシ樹脂または接着剤で被覆され、導電性バンドに対して保護バリアを提供することができ、スリーブをバンドに接着させてNFCリングを形成することを助けることができる。いくつかの実施形態では、スリーブは接着剤によってバンドに取り付けられ、スリーブの凹領域のみが接着剤を受ける。
【００１１】
本明細書に記載の製造物および方法においては、バンドは、金属、金属合金、金または銀などの導電性材料で形成され、貫通スリットは、バンドの対向する端部が互いに離間するように、バンドをスリーブに固定的に接着することによって、NFCリング内に保持される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の実施形態は、明細書の一部を形成し、好ましい実施形態を表す添付図面を参照することにより、よりよく理解することができる。図面中の構成要素は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ本発明の原理を説明する上で強調されている。また、図面において、同一の参照番号は、いくつかの図面を通して対応する部品を示す。
【００１３】
【図１Ａ】NFCリング１０を示す斜視図であり、
【図１Ｂ】図１Ａに示したNFCリング１０の破断側面図である。
【図２】リング１０の部分的な分解図である。
【図３】リング１０の部分的な分解図である。
【図４】リング１０の部分的な分解図である。
【図５Ａ】NFCコイル１４を連続した非導電性スリーブに取り付ける方法を示す工程図である。
【図５Ｂ】NFCコイル１４を連続した非導電性スリーブに取り付ける方法を示す工程図である。
【図５Ｃ】NFCコイル１４を連続した非導電性スリーブに取り付ける方法を示す工程図である。
【発明の実施の形態】
【００１４】
開示を明確にするために、これに限定されるものではないが、本発明は、異なる詳細な実施形態に従って説明されるが、当業者は、本明細書のガイダンスによって、一実施形態の特徴を他の実施形態と組み合わせた特徴を認識することができ、したがって、そのような組合せが本発明の意図された範囲内にある。
【００１５】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。この文書に記載された定義が、当該技術分野で述べられた定義とは反対であるか、あるいは矛盾を生じる場合には、この文書に記載された定義は、矛盾した定義よりも説得できるものとなる。
【００１６】
本明細書で使用されている”バンド”、”リングのバンド”および”リングバンド”という用語は、着用時に指を取り囲むリングの部分を指す。これらのバンドは、宝飾品産業におけるシャンクとも呼ばれることができる。
【００１７】
本明細書で使用される”導電性”および”電気的に導電な”の用語は、もしNFCコイルと同じ平面上にあり、NFCコイルを取り囲む場合に、その材料が、イニシエータとターゲットとの間の近距離無線通信を妨げるほど十分に高い程度に電気を伝導する材料を指す。最も導電性のある要素は銀であり、続いて銅および金があり、その各々は高導電性である。導電性のＳＩ単位はＳ/mである。本明細書で使用される場合、”導電性”または”電気的な導電性”とは、少なくとも約106S/mの導電率を有するが、好ましくは少なくとも107S/mの導電率を有する材料に言及する。
【００１８】
本明細書で使用される用語”非導電性”は、NFCコイルを完全に包囲している場合に、NFCコイルとの近距離無線通信を妨げない材料を指す。”非導電性材料”は、絶縁体とも呼ばれる。非導電性材料は、種々のポリマーを含み、プラスチック、ゴム、ガラスおよびセラミックを含むことができる。本明細書で使用されるように、非導電性材料は、102S/m未満の導電率を有するが、好ましくは、約10-5S/m未満、より好ましくは10-14S/m以下である。
【００１９】
本明細書で使用される用語”導電性”は、約20℃における電気伝導度を意味する。材料の試料の導電度は、表１に提供される。
【表１】
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【００２０】
本明細書で使用される”近距離無線通信コイル”または”NFCコイル”という用語は、近距離通信アンテナ(NFCアンテナ)に接続された近距離通信チップ(NFCチップ)を指し、近距離通信中にターゲットとして機能する。本明細書で使用される用語”近距離無線通信チップ”または”NFCチップ”は、電子通信技術分野で知られているように、近距離無線通信規格の下で受動ターゲットとして作用することができる非電源チップを指す。近距離無線通信は、典型的には、約4-10cm以下の距離、および約13.56MHzの周波数で動作する。近距離無線通信は、互いの近距離電磁ｆフィールド内に配置された2つのループアンテナ間の電磁誘導を使用して動作し、イニシエータとターゲットとの間に空芯変圧器を効果的に形成する。より具体的には、イニシエータデバイスは、キャリアフィールドを提供し、ターゲットデバイスは、既存のフィールドを変調することによって応答する。これにより、NFCチップは、イニシエータ供給の電磁界からその動作電力を引き出す。本明細書で使用される”NFC対応デバイス”は、NFCチップに電力を供給するためのイニシエータとして機能するスマートフォンまたはタブレットコンピュータのようなデバイスを指す。NFCチップは、現在、約96バイトと4MBとの間の記憶されているメモリを有する。NFCチップは、読み取り専用とすることもできるが書き換え可能であることが好ましい。NFCソフトウェアを搭載したNFC対応デバイスを用いて、NFCチップへの読み書きを行うことができる。用語”NFCコイル”および”NFCチップ”および”NFCアンテナ”は、現在の近距離通信規格を包摂するものとされ、ならびにリングを形成する残りの要素に関連して動作することができるさらなる改善を含むことを意図している。
【００２１】
本明細書で使用される用語”カバー”は、他の層の上に少なくとも部分的に配置される層を指す。用語”カバー”は、層間の直接的な接触を必要としない。
【００２２】
バンド、スリーブ、又はNFCコイルについて言及するときの用語”内側”は、内側表面を指し、内部空洞ではない。バンド、スリーブ、又はNFCコイルについて言及するときの用語”外側”は、内側表面とは反対側の外側面を指す。
【００２３】
図１Aから図２に示すように、本発明は、導入により、近距離無線通信を可能にするリング１０と、NFC対応デバイスとのNFC通信を可能にするリング１０を作成する方法とを提供する。リング１０は、NFCコイル１４が巻かれた非導電性スリーブ１２を含み、NFCコイル１４は、NFCアンテナ１６およびNFCチップ１８を含む。NFCコイル１４は、導電性バンド２０によって覆われており、直接接触していないバンド２０の２つの端部２１A、２１Bは、貫通スリット２２によって互いに分離されている。この貫通スリット２２は、導電性バンド２０が、リング１０と、適切なスマートフォンのようなNFC対応デバイスとの間の近距離無線通信に干渉することを防止する。図５Bに示すように、NFCコイル１４は、NFCアンテナ１６の2つの折り目１７A、１７Bによってスリーブ１２に嵌めこまれ、NFCアンテナ１６は、好ましくは、Z折りを形成し、よって同一平面上ながら互いに反対方向にあることを特徴とする。この折り曲げによって、NFCコイル１４の直径は、スリーブ１２への緊密な嵌合により低減させることができ、また、同じNFCコイル１４を、異なるサイズのスリーブ１２に使用することが可能となってリング１０を得ることができる。このため本発明は、異なるサイズのスリーブ１２であっても同じNFCコイル１４の使用をもたらすことができ、複数の異なるサイズのスリーブ１２のうちの選択された１つのスリーブ１２に取り付けるためのNFCコイル１４を折り曲げる工程を含むことになる。
【００２４】
図２にさらに明確に示されるように、導電性材料で形成されたバンド２０は、貫通スリット２２によって互いに分離された２つの端部２１A、２１Bを有し、貫通スリット２２は、NFCリング１０が、NFCコイル１４と同じ平面上で連続的な電気ループを有することを防止するために、完全な貫通スリット２２またはギャップでなければならない。この連続的な電気ループの切断は、NFCコイル１４とNFC対応装置との間の近距離無線通信を可能とさせることが判明している。NFCコイル１４の周りの連続的な電気的ループが回避されるので、バンド２０は、宝飾分野で使用される様々な導電性材料から形成することができる。使用可能な導電性材料の非限定的な例としては、金および銀が挙げられる。したがって、一部の実施形態では、バンド２０は、金属または1つ以上の金属の合金から形成される。当業者は、NFCリング１０およびNFCリング１０の製造方法が、金属の合金化方法に関して非限定的であることを理解するであろう。
【００２５】
貫通スリット２２は、円形のバンド２０を切断またはスライスして形成することができる。また、貫通スリッ２２は、金または銀から形成されるバンド２０からの近距離無線通信の干渉を防止するために、２、３ミリメートルの幅だけを必要とすることが判明した。これにより、貫通スリット２２は少なくとも２ミリメートルであり、それでバンド２０の対向する切断端部２１A、２１B間の直接的な接触を防止する。他の実施形態では、貫通スリット２２は、端部２１A、２１Bの間を３乃至５ミリメートルにする。
【００２６】
また、図２に示すように、バンド２０は、その内面に沿って凹部２４または凹形状を有していてもよい。この凹部２４または凹面は、スリーブ１２の挿入後に、NFCコイル１４とバンド２０との間にギャップを提供することができる。図３に示すように、凹部２４または凹状の形状は、スリーブ１２をバンド２０に取り付ける際にエポキシ樹脂２６のような接着剤を塗布するための表面を提供することができ、さらに、凹部２４または凹面は、包まれたNFCコイル１４を有するスリーブ１２のバンド２０への挿入に必要な公差を低減することができる
【００２７】
スリーブ１２は、非導電性材料から形成される。適切な材料の例は、種々のポリマーおよびプラスチックを含む。スリーブ１２は、複数の機能を提供できる。例えば、スリーブ１２は、NFCコイル１４と、NFCリング１０に挿入された指との間の物理的なバリアとして作用し、それによって、脆弱なNFCコイル１４が壊れることから保護する。さらに、スリーブ１２は、それによってNFCコイル１４が囲まれてNFCコイル１４に剛性を付与する基板を提供する。また図４により明確に示されるように、バンド２０に適合するスリーブ１２を最適化して形成でき、NFC対応リング１０の外郭が連続的で滑らかであるようにできる。さらには、図１Bに示すように、スリーブ１２は、NFCリング１０に剛性を付与することにより、NFCリング１０に圧縮力が加わっても、バンド２０の対向端部２１A、２１Bをわずかに離れた状態、例えば僅かなミリメータの離間だけで保持することができ、圧縮力がNFCリング１０に加わった時でも近距離無線通信を確実に行うことができる
【００２８】
図５Aに示すように、NFCコイル１４の直径は、スリーブ１２の直径よりも実質的に大きいことが多い。いくつかの実施形態では、NFCコイル１４の直径は、スリーブ１２の直径よりも1-5%大きい。他の実施形態では、NFCコイル１４は、スリーブ１２よりも直径が5-10%大きい。他の実施形態では、NFCコイル１４は、スリーブ１２よりも直径が10%-15%大きい。他の実施形態では、NFCコイル１４は、スリーブ１２よりも直径が15%-20%大きい。他の実施形態では、NFCコイル１４は、スリーブ１２よりも直径が20%-25%大きい。他の実施形態では、NFCコイル１４は、スリーブ１２よりも直径が25%-45%大きい。一方、この大きな直径は、嵌合中にNFCコイル１４を介して異なる直径(異なるサイズの指のための)の嵌合スリーブ１２を嵌合するのを助ける。しかしながら、他方、この大きな直径は、NFCコイル１４をスリーブ１２に取り付けることを困難にする。すなわち、NFCコイル１４の内面を固体面に直接配置することが好ましいが、このような厳しい公差でNFCコイル１４を変更することは、NFCコイル１４をスリーブ１２上に位置決めすることを困難にさせる。NFCコイル１４がねじられている場合には、それは破損する危険性がある。
【００２９】
図５Ａ、５Ｃに示すように、小径のスリーブ１２に対してより大径のNFCコイル１４を確実に嵌合させる技術的課題は、一実施形態では、２つの折り目１７A、１７BをNFCアンテナ１６に適用することによって解決され、これら2つの折り目１７A、１７Bは、好ましくは、Z折りであり、これは、同一平面上ではあるが、反対方向になることを特徴とする。このように、NFCコイル１４を連続スリーブ１２に対して挿入することは、スリーブ１２をNFCコイル１４を介して挿入し、NFCアンテナ１６を折り曲げて、NFCコイル１４の径をスリーブ１２の外側面の径程度に小さくして、スリーブ１２の外周全体に沿って接触させることにより行われる。スリーブ１２または巻き付けられたスリーブ１２に接着剤を塗布することにより、NFCコイル１４の摺動を防止することができる。図５Cは、折り曲げ後のスリーブ１２へのNFCコイル１４の結果としての緊密な嵌合を示す。
【００３０】
図２に戻って、好ましい実施形態では、スリーブ１２は、NFCコイル１４を位置決めするための凹部１３を有している。このように、NFCリング１０を製造する方法は、凹部１３を有するスリーブ１２を提供し、NFCコイル１４を凹部13内に、次いで、スリーブ１２に対して、取り付けることを含むことができる。当然ながら、凹部１３は、NFCコイル１４よりも広いことが好ましい。さらに好ましくは、図２および図３にまとめて示すように、凹部１３は、NFCコイル１４を保護するために、またはバンドへの結合を助けるために、NFCコイル14上に接着剤または他のエポキシ樹脂を積層するための追加の空間を提供する。すなわち、凹部１３によって形成されるこの追加の空間における非導電性材料の配置または取り付けは、導電性バンド２０とNFCコイル１４との間に位置する非導電性バリアとして作用させることができる。
【００３１】
この場合も、図３乃至図５に示すように、一旦、NFCコイル１４がスリーブ１２に対して巻き付けられ折り畳まれると、好ましくは、エポキシ樹脂２６で被覆され、バンド２０に接着されて、NFC対応リング１０が形成される。一旦接着されると、スリーブ１２は、バンド２０に追加の構造的支持を提供し、したがって、バンド２０の端部２１Ａ、２１Ｂが互いに接触することが防止される。いくつかの実施形態では、貫通スリット２２は、非導電性接着剤またはポリマーのような非導電性材料で充填される。
【００３２】
上記の開示に鑑みて、本発明は、その精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施することができる。前述の特定の実施形態は、これに限定されるものではないが、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
2020184764.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2020184764.tif 000009
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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