JP2007282045A - 光通信システム、光idタグ及び情報送信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】通信効率を向上できるようにする。
【解決手段】光を通信媒体として、光IDリーダとの間で情報を通信する光IDタグであって、情報が記憶されるメモリと、反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDと、第1のLCDを駆動する第1のパルス信号及び第2のLCDを駆動する第2のパルス信号を出力する出力手段と、第1のパルス信号に対する第2のパルス信号の位相を、情報に応じて制御する制御手段とを設けるようにした。
【選択図】図4
【解決手段】光を通信媒体として、光IDリーダとの間で情報を通信する光IDタグであって、情報が記憶されるメモリと、反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDと、第1のLCDを駆動する第1のパルス信号及び第2のLCDを駆動する第2のパルス信号を出力する出力手段と、第1のパルス信号に対する第2のパルス信号の位相を、情報に応じて制御する制御手段とを設けるようにした。
【選択図】図4
Description
本発明は光通信システム、光IDタグ及び情報送信方法に関し、小型の無線ICチップから情報を読み取る場合に適用して好適なものである。
近年、バーコードに代わる物品の識別又は管理技術として、RFID(Radio Frequency IDentification)が注目されている。
このRFIDでは、無線ICタグ(あるいは無線ICチップ)と呼ばれる小型の無線装置内に情報を記憶し、この情報に基づいて物品の識別又は管理が行われる。
具体的には、例えば、無線ICタグが製品管理に用いられる場合、各製品につき1つの無線ICタグがそれぞれ設けられ、当該無線ICタグには、製品の製造番号及び製造年月日など、その製品に関する製造情報が保持される。
また例えば、無線ICタグが情報提供に用いられる場合、各広告媒体に対して1又は2以上の無線ICタグがそれぞれ設けられ、当該無線ICタグには、自社のホームページのURL(Uniform Resource Locater)や、広告製品に関する情報など、その広告媒体に関する提供情報が保持される。
この無線ICタグや、該無線ICタグから送信される無線信号から情報を読み取るリーダとしては種々のものが提案され、なかには、無線ICタグと、リーダとが光通信により情報を授受するようにした光通信システムが提案されている(例えば特許文献1参照)。
この光通信システムでは、光IDリーダは、光IDタグに向けて光ビームを放射し、光IDタグから放射された光信号を受光して、光IDタグに保持された情報を読み取る光IDリーダ部を備えている。
一方、光IDタグは、情報を記憶するメモリと、光IDリーダから放射された光ビームを、メモリに記憶された情報で変調して光信号に変換する光変換部と、この変調された光信号を光ビームの入射方向に反射する光反射部とを備えている。この光変調部の例として、光吸収型の液晶変調器などが挙げられている。
この光通信システムによれば、空間中に近接して存在する複数の光IDタグの識別を離れた場所から行うことが可能となり、光IDリーダをリモコンのように用いて読み取ることが可能となる。
特開2006−11948公報
ところでかかる光吸収型の液晶変調器として1枚のLCDの液晶配向を制御することで、情報で変調された光信号を生成する構成を採用した場合、上述の光通信システムにおいては、受信側の標本化周期に多値レベルで表現しようとすると、その液晶配向の制御を短期間に行うことが困難となるため、2値レベルで表現するものと考えられる。そうすると、通信効率が悪くなる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、通信効率を向上し得る光通信システム、光IDタグ及び情報送信方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明は、光を通信媒体として、光IDタグと光IDリーダとの間で情報を通信する光通信システムであって、光IDリーダには、光を放射する放射手段と、放射方向から到来する光の戻り光を光電変換する光電変換手段と、光電変換手段により光電変換結果得られる信号から、情報を抽出する抽出手段とを設け、光IDタグには、情報が記憶されるメモリと、反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDと、第1のLCDを駆動する第1のパルス信号と、第2のLCDを駆動する第2のパルス信号との位相を、情報に応じて制御する制御手段とを設けるようにした。
この光通信システムでは、反射板から2つのLCD及び偏向板を順次介して放射する反射光のパターンは、第1のパルス信号と、その第1のパルス信号に対して、情報に応じて位相をずらした第2のパルス信号との論理和となる。したがって、この光通信システムでは、LCDの配向切換自体はそのままの状態としつつも、当該位相の程度に応じて、受信側の標本化周期内で多値レベルを表現することが可能となる。
また本発明は、光を通信媒体として、光IDリーダとの間で情報を通信する光IDタグであって、情報が記憶されるメモリと、反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDと、第1のLCDを駆動する第1のパルス信号及び第2のLCDを駆動する第2のパルス信号を出力する出力手段と、第1のパルス信号に対する第2のパルス信号の位相を、情報に応じて制御する制御手段とを設けるようにした。
この光IDリーダでは、反射板から2つのLCD及び偏向板を順次介して放射する反射光のパターンは、第1のパルス信号と、その第1のパルス信号に対して、情報に応じて位相をずらした第2のパルス信号との論理和となる。したがって、この光通信システムでは、LCDの配向切換自体はそのままの状態としつつも、当該位相の程度に応じて、受信側の標本化周期内で多値レベルを表現することが可能となる。
さらに本発明は、光を通信媒体として情報を送信する情報送信方法であって、メモリに記憶された情報を読み出すとともに、反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDを駆動する第1のパルス信号及び第2のパルス信号の出力を開始する第1のステップと、第1のパルス信号に対する第2のパルス信号の位相を、情報に応じて制御する第2のステップとを設けるようにした。
従って、この情報送信方法では、反射板から2つのLCD及び偏向板を順次介して放射する反射光のパターンは、第1のパルス信号と、その第1のパルス信号に対して、情報に応じて位相をずらした第2のパルス信号との論理和となる。したがって、この光通信システムでは、LCDの配向切換自体はそのままの状態としつつも、当該位相の程度に応じて、受信側の標本化周期内で多値レベルを表現することが可能となる。
本発明によれば、LCDの配向切換自体はそのままの状態としつつも、当該位相の程度に応じて、受信側の標本化周期内で多値レベルを表現させることを可能としたことにより、通信効率を向上し得る光通信システム、光IDタグ及び情報送信方法を実現することができる。
以下図面について、本発明を適用した一実施の形態を詳述する。
(1)本実施の形態による光通信システムの全体構成
図1において、本実施の形態による光通信システム1の全体構成を示し、光IDリーダ2と、光IDタグ3とによって構成される。
図1において、本実施の形態による光通信システム1の全体構成を示し、光IDリーダ2と、光IDタグ3とによって構成される。
この光IDリーダ2は、携帯型に形成されており、ユーザ操作に応じて光ビームL1を放射するようになされている。この光IDリーダ2が読取対象の光IDタグ3に向けられていた場合、該光IDリーダ2から放射される光ビームL1は、光IDタグ3に照射される。
光IDタグ3は、到来する光ビームL1をその入射方向に反射させ、該反射した光ビーム(以下、これを戻り光ビームと呼ぶ)L2に、内部メモリに記憶された情報を重畳させる。
光IDリーダ2は、放射した光ビームL1の戻り光として到来する戻り光ビームL2を受光し、この受光結果から、該戻り光ビームL2に重畳された光IDタグ3の情報を抽出し、これを内部のメモリに記憶する。
このようにしてこの光通信システム1は、ユーザに対して、光IDリーダ2をあたかもリモートコントローラとして用いさせることができるようになされている。
(1−1)光IDリーダの構成
次に、光IDリーダ2の構成について具体的に説明する。図1に示したように、この光IDリーダ2は、該光IDリーダ2全体の制御を司る制御回路10に対して、入力部11、出力部12及び情報抽出部12を結線して構成される。
次に、光IDリーダ2の構成について具体的に説明する。図1に示したように、この光IDリーダ2は、該光IDリーダ2全体の制御を司る制御回路10に対して、入力部11、出力部12及び情報抽出部12を結線して構成される。
この制御回路10は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、クロック発生器及びフラッシュメモリを含むコンピュータ構成でなり、該制御回路10には、ユーザ操作に応ずる各種命令が入力部11から供給される。
制御回路10は、入力部11から情報の読み取り命令を受けた場合、情報抽出部12を制御する。この場合、情報抽出部12は、LED12Aから光ビームL1を放射させ、このLED12Aが向けられた光IDタグ3で反射され、該光IDタグ3に保持された情報に基づいて変調される戻り光ビームL2を、PD12Bを介して受光する。
また情報抽出部12は、このPD12bでの受光結果を復調することによって、戻り光ビームL2に重畳された情報を取得し、これを制御回路10に送出する。
制御回路10は、この情報をフラッシュメモリに記憶するとともに、当該情報の内容を、出力部13を介してユーザに通知する。
このようにして光IDリーダ2は、光IDタグ3に保持された情報を取得することができるようになされている。
(1−2)光IDタグの構成
次に、光IDタグ3の構成について具体的に説明する。図1に示したように、この光IDタグ3は、受光部21、蓄電部22、変調回路23、メモリ24及び光学ユニット25によって構成される。
次に、光IDタグ3の構成について具体的に説明する。図1に示したように、この光IDタグ3は、受光部21、蓄電部22、変調回路23、メモリ24及び光学ユニット25によって構成される。
この光IDタグ3では、光IDリーダ2から光ビームL1が照射された場合、受光部21は、この光ビームL1を光電変換する。蓄電部22は、この光電変換結果を整流し、当該整流により得られる電圧のレベルを一定となるように調整し、この調整後の電圧を変調回路23に出力する。
変調回路23は、蓄電部22から出力される電圧を駆動電圧として起動し、メモリ24に記憶された情報を読み出す。そして変調回路23は、この情報に基づいて、所定のパルス信号を生成し、該生成したパルス信号を光学ユニット25に出力する。
光学ユニット25は、図2に示すように、反射板30を底層として、2枚のLCD31A、31B及び偏向板32を順次積層した構造となっている。このLCD31A、31Bは、変調回路23から出力されるパルス信号によって駆動し、偏向板32に対して垂直又は水平に液晶配向する。
この液晶配向が偏向板32に対して垂直である場合、光IDリーダ2からこの光学ユニット25に入射し、底層の反射板30でその入射方向に反射した戻り光ビームL2は、偏向板32に吸収される。一方、液晶配向が偏向板32に対して水平である場合、反射板30からの戻り光ビームL2は、偏向板32を透過する。
したがって、この偏向板32から光IDリーダ2に向けて放射される戻り光ビームL2は、変調回路23から出力されるパルス信号、つまりメモリ24の情報に応じた点滅パターンに変調されることとなる。光IDリーダ2では、この戻り光ビームL2から情報が抽出される。
このようにして光IDタグ3は、バッテリーレス状態において、光IDリーダ2から照射される光ビームL1を通信媒体として、メモリ24に記憶された情報を光IDリーダ2に伝達することができるようになされている。
ここで、この実施の形態における光IDタグ3においては、かかる受光部21、蓄電部22、変調回路23、メモリ24及び光学ユニット25を、樹脂製の薄厚の筺体に収納するようになされており、これにより筺体外からの塵や水分の流入を防止しかつ簡易に持ち運びし得るようになされている。
具体的には、例えば図3に示すように、蓄電部22は、矩形状でなる薄厚の筺体BD内の基板BSの所定位置に設けられ、受光部21は、該基板BSにおける一方の表面(光ビームL1が入射される側の面)の所定位置に設けられる。この受光部11の近傍であって基板BSの中央には、光学ユニット25が設けられ、該基板における他方の表面の所定位置には、変調回路23とメモリ24とがICチップCPとして設けられる。
この図5に示す収納構造によれば、筺体BD表面のうち厚み方向における表面の一方だけを、光IDリーダ2に対する光ビームL1の入射面とすることができ、基板BSの同一表面上にICチップCP及び光学ユニット25を設ける場合に比して、該光学ユニット25及び受光部21の実装面積を大きく確保することが可能となる。
(2)LCDの制御手法
次に、変調回路23による、LCD31A及びLCD31Bの制御手法について、図4を用いて具体的に説明する。この図4では、受信側の光IDリーダ3でのサンプリングレートが毎秒8回である場合を例としている。
次に、変調回路23による、LCD31A及びLCD31Bの制御手法について、図4を用いて具体的に説明する。この図4では、受信側の光IDリーダ3でのサンプリングレートが毎秒8回である場合を例としている。
この図4において、変調回路23では、デューティ比50[%]の第1のパルス信号PL1を出力するパルス発生源と、該第1のパルス信号PL1の立上区間及び立下区間よりも狭い区間でなるデューティ比50[%]の第2のパルス信号PL2を出力するパルス発生源とが設けられている。
変調回路23は、一方のパルス発生源から出力される第1のパルス信号PL1をLCD31A及びLCD31Bのうち例えばLCD31Bに送出し、他方のパルス発生源から出力される第2のパルス信号PL2をLCD31Aに送出する。
このパルス信号PL1、PL2の立下区間(Lowパルス区間)では、対応するLCD31B、31Aの液晶配向は偏向板32に対して水平であるため、戻り光ビームL2は偏向板32を透過する。一方、立上区間(Highパルス区間)では、対応するLCD31B、31Aが駆動し、その液晶配向は偏向板32に対して垂直となる結果、戻り光ビームL2は偏向板32に吸収される。
したがって、LCD31(31A及び31B)に出力されるパルス信号PL1、PL2のいずれか一方又は双方が立上区間ST1となる場合には、LCD31Bから戻り光ビームL2は放射されず、当該パルス信号PL1、PL2のいずれもが立下区間ST2となる場合にのみ戻り光ビームL2が放射される。
この結果、このLCD31Bから光IDリーダ3に向かう戻り光ビームL2の点滅パターンは、第1のパルス信号PL1と、第2のパルス信号PL2との論理和となる。
ここで、この実施の形態における変調回路23は、第1のパルス信号PL1及び第2のパルス信号PL2を対応するLCD31A及び31Bに送出する場合、第1のパルス信号PL1を基準とし、この第1のパルス信号PL1に対する第2のパルス信号PL2の位相を、情報に応じて制御するようになされている。
したがって、この実施の形態の場合、図5に示すように、LCD31A、31Bの配向切換自体はそのままの状態としつつも、第1のパルス信号PL1に対する第2のパルス信号PL2の位相の程度を可変することで、受信側の光ICリーダ2における標本化周期内で多値レベルを表現することが可能となる。
このようにして変調回路23は、LCD31A及びLCD31Bの配向状態を制御することができるようになされている。
(3)液晶配向制御処理手順
次に、上述した変調回路23の液晶配向制御処理手順について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。
次に、上述した変調回路23の液晶配向制御処理手順について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。
この図6において、変調回路23は、蓄電部22から出力される電圧を受けることにより起動すると、この液晶配向制御処理手順をステップSP0において開始し、続くステップSP1において、メモリ24に記憶された情報を読み出すとともに、該電圧に基づいてパルス発信源を駆動して第1のパルス信号PS1及び第2のパルス信号PS2の出力を開始させる。
また変調回路23は、続くステップSP2において、パルス発信源から出力される第1のパルス信号PS1に対する、第2のLCDを駆動する第2のパルス信号PS2の位相の程度を、ステップSP1で読み出した情報に応じて切り換えた後、次のステップSP3に進んでこの液晶配向制御処理手順を終了する。
(4)動作及び効果
以上の構成において、この光通信システム1の光ICタグ3は、第1のパルス信号PL1及び第2のパルス信号PL2を対応するLCD31A及び31Bに送出するとき、第1のパルス信号PL1を基準とし、この第1のパルス信号PL1に対する第2のパルス信号PL2の位相の程度を、メモリ24に記憶された情報に応じて切り換える。
以上の構成において、この光通信システム1の光ICタグ3は、第1のパルス信号PL1及び第2のパルス信号PL2を対応するLCD31A及び31Bに送出するとき、第1のパルス信号PL1を基準とし、この第1のパルス信号PL1に対する第2のパルス信号PL2の位相の程度を、メモリ24に記憶された情報に応じて切り換える。
反射板30から2つのLCD31A及び31B及び偏向板32を順次介して放射する反射光ビームL2のパターンは、第1のパルス信号と、その第1のパルス信号に対して、情報に応じて位相をずらした第2のパルス信号との論理和となる(図4)。したがって、この光ICタグ3では、LCD31A及び31Bの配向切換自体はそのままの状態としつつも、当該位相の程度に応じて、受信側の光IDリーダ2に対して多値のデータを送信することが可能となる(図5)。
そうすると、この光通信システム1では、2値のデータを送信する場合に比して、メモリ24に記憶された情報の通信効率が向上するため、例えば、光IDタグ2に保持させる情報のデータ長の制限を緩和することができ、また通信時の短縮化によりユーザの煩わしさを低減することができる。
また、この光ICタグ3では、第1のパルス信号PLと、第2のパルス信号PL2との関係として、第2のパルス信号PS2は、第1のパルス信号PL1における立上区間及び立下区間よりも狭い区間のものが選定されている。
基準となる第1のパルス信号PL1における立上区間及び立下区間と同じもの、あるいは広いものを選定したときには、メモリ24に記憶された情報に応じて切り換えが、その情報の内容に応じて困難となる場合があるが、このような事態は、かかる選定によって未然に回避することができる。このことは本出願人による実験結果で既に確認されている。
以上の構成によれば、CD31A及び31Bの配向切換自体はそのままの状態としつつも、当該位相の程度に応じて、受信側の光IDリーダ2に対して多値のデータを送信できるようにしたことにより、通信効率を向上し得る光通信システム1を実現できる。
(5)他の実施の形態
上述の実施の形態においては、反射射30及び偏向板32の間に2枚のLCD31A、31Bを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに加えて、さらに1又は2以上のLCDを設けるようにしてもよい。
上述の実施の形態においては、反射射30及び偏向板32の間に2枚のLCD31A、31Bを設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに加えて、さらに1又は2以上のLCDを設けるようにしてもよい。
この場合、変調回路23には、さらに加えた1又は2以上のLCDを駆動するパルス信号を出力するパルス発生源を設ける。そして変調回路23において、第1のパルス信号PL1を基準とし、この第1のパルス信号PL1に対する、第2のパルス信号PL2、及び、当該パルス発生源から出力される1又は2以上のパルス信号の位相の程度を、情報に応じて切り換える。このようにすれば、上述の実施の形態の場合に比して、受信側に対して、LCD数を増加させた分だけ多くの情報量のデータを、標本化周期内に伝達することができるため、より一段と通信効率を向上することができる。
また、2枚のLCD31A、31Bに1又は2以上のLCDを加えた場合、変調回路23において、メモリ24に記憶される情報のデータ長に応じて、駆動対象のLCDを決定し、第1のパルス信号PL1に対する、第2のパルス信号PL2、及び、該決定したLCDに対応するパルス信号の位相の程度を、情報に応じて切り換えるようにしてもよい。このようにすれば、必要最小限の駆動電力で情報を送信することが可能となる。したがって、上述の光ICタグ3のように、受信側の微弱電波の受信に応じて誘起される電圧に基づいて起動するような構成を採用している場合には特に有用となる。
本発明は、物品を識別する、あるいは、物品を管理する分野に利用可能である。
1……光通信システム、2……光IDリーダ、3……光IDタグ、21……受光部、22……蓄電部、23……変調回路、24……メモリ、25……光学ユニット、30……反射板、31A、31B……LCD、32……偏向板、L1……光ビーム、L2……戻り光ビーム。
Claims (6)
- 光を通信媒体として、光IDタグと光IDリーダとの間で情報を通信する光通信システムであって、
上記光IDリーダは、
光を放射する放射手段と、
上記光の放射方向から到来する、上記情報に応じて変調された戻り光を光電変換する光電変換手段と、
上記光電変換手段での光電変換結果を復調し、上記情報を抽出する抽出手段と
を具え、
上記光IDタグは、
上記情報が記憶されるメモリと、
反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDと、
第1のLCDを駆動する第1のパルス信号と、第2のLCDを駆動する第2のパルス信号との位相を、上記情報に応じて制御する制御手段と
を具えることを特徴とする光通信システム。 - 光を通信媒体として、光IDリーダとの間で情報を通信する光IDタグであって、
上記情報が記憶されるメモリと、
反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDと、
上記第1のLCDを駆動する第1のパルス信号及び上記第2のLCDを駆動する第2のパルス信号を出力する出力手段と、
上記第1のパルス信号に対する上記第2のパルス信号の位相を、上記情報に応じて制御する制御手段と
を具えることを特徴とする光IDタグ。 - 上記制御手段は、
上記第1のパルス信号に対する上記第2のパルス信号の位相の程度を、上記情報に応じて切り換える
ことを特徴とする請求項2に記載の光IDタグ。 - 上記第2のLCDは、複数のLCDを積層してなり、
上記出力手段は、上記複数のLCDをそれぞれ駆動する各上記第2のパルス信号を出力し、
上記制御手段は、上記第1のパルス信号に対する各上記第2のパルス信号の位相を、上記情報に応じて制御する
ことを特徴とする請求項2に記載の光IDタグ。 - 上記制御手段は、
上記情報のデータ長に応じて、上記複数のLCDのうち駆動対象のLCDを決定する
ことを特徴とする請求項4に記載の光IDタグ。 - 光を通信媒体として情報を送信する情報送信方法であって、
メモリに記憶された上記情報を読み出すとともに、反射板及び偏向板の間に設けられた第1及び第2のLCDを駆動する第1及び第2のパルス信号の出力を開始させる第1のステップと、
上記第1のパルス信号に対する、上記第2のパルス信号の位相を、上記情報に応じて制御する第2のステップと
を具えることを特徴とする情報送信方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2006-04-10 JP JP2006107862A patent/JP2007282045A/ja active Pending
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