DE112006001106T5

DE112006001106T5 - Optische Identifikationschips

Info

Publication number: DE112006001106T5
Application number: DE112006001106T
Authority: DE
Inventors: Frank Syracuse Levinson
Original assignee: Finisar Corp
Current assignee: Finisar Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2008-03-20
Also published as: GB0719237D0; CN101194275A; WO2006116754A3; GB2439021A; WO2006116754A2; US7819328B2; CA2603991A1; US20060248576A1; CN101194275B

Abstract

Optisches Identifikationselement, umfassend:
einen ersten Chip, der Identifikationsinformationen enthält und auf Signale reagiert, die die Identifikationsinformationen anfordern; und
einen zweiten Chip in Kommunikation mit dem ersten Chip, wobei der zweite Chip folgendes enthält:
einen optischen Empfänger, der ankommende optische Signale von einer Identifikationslesegeräteinrichtung empfängt; und
einen optischen Sender, der abgehende optische Signale überträgt, in denen die von dem ersten Chip gelieferten Identifikationsinformationen enthalten sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Das Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Identifikationssysteme. Ausführungsformen der Erfindung betreffen insbesondere optische Identifikationselemente, die dahingehend arbeiten, ankommende optische Signale zu empfangen und abgehende optische Signale zu senden, die Identifikationsinformationen enthalten.
2. Allgemeiner Stand und relevante Technik
Die Funkfrequenzidentifikation (RFID) ist eine relativ neue Technologie, die in den vergangenen Jahren in einer Vielfalt von Anwendungen breit aufgegriffen worden ist und dazu beiträgt, zu revolutionieren, wie Verbraucher einkaufen, wie Lagerbestand verwaltet wird, und selbst wie wir uns selber, unsere Kinder und unsere Gemeinwesen sicher und geschützt halten.
Die Funkfrequenzidentifikation arbeitet durch einbetten eines Siliziumchips (das heißt eines "RFID-Chips") in das Gewebe, in die Haut oder die Verpackung der Einrichtung oder des physischen Gegenstands, die oder der verfolgt oder identifiziert werden soll. Nachdem sich der RFID-Chip an seiner Stelle befindet, wird ein recht starker Hochfrequenzstrahl (HF) in der Regel von 1 GHz emittiert. Der HF-Strahl umgibt effektiv die Einrichtung und Energie von dem Strahl wird dazu verwendet, den RFID-Chip vorübergehend zu speisen oder zu bestromen. Während der RFID-Chip bestromt wird, sendet der Chip schließlich (in der Regel in einem Bruchteil einer Sekunde) seinen eigenen HF-Strahl zurück an einen Empfänger aus, wieder in der Regel im Bereich von etwa 1 GHz. Das von dem bestromten RFID-Chip übertragene HF-Signal enthält codierte Daten, die den Empfang von Identifikationsinformationen durch den Empfänger gestatten. Im allgemeinen kann das von dem RFID-Chip emittierte HF-Signal dazu verwendet werden, die Anwesenheit oder Existenz einer mit einem RFID-Chip ausgestatteten Einrichtung zu verifizieren, den physischen Ort der ausgestatteten Einrichtung zu identifizieren, in dem RFID-Chip gespeicherte Informationen zu erhalten oder eine Kombination aus diesen Operationen durchzuführen.
Einer der Mängel von RFID-Systemen betrifft die Sicherheit. Bei vielen RFID-Systemen sind Sicherheit und Privatsphäre ein Anliegen, weil die RFID-Chips unter Verwendung von Funkeinrichtungen gelesen werden können. Bei Verwendung von RFID-Einrichtungen haben Benutzer nicht immer die Kontrolle darüber, wann der RFID-Chip gelesen wird, oder besitzen notwendigerweise die Fähigkeit, andere daran zu hindern, den RFID-Chip zu lesen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Diese und weitere Beschränkungen werden durch Ausführungsformen der Erfindung überwunden, die optische Identifikationssysteme betreffen. Ein optisches Identifikationselement (ID) kann in das Gewebe, die Haut oder Verpackung eines Objekts eingebettet oder damit verbunden werden. Das optische ID-Element wird optisch gelesen und kann zur Verwendung mit verschiedenen Frequenzen ausgelegt werden.
Bei einer Ausführungsform wird ein optisches ID-Element zum Verfolgen von mit einem Objekt assoziierten Informationen verwendet. Das optische ID-Element enthält einen ersten Chip mit einer Optikbaugruppe. Die Optikbaugruppe erzeugt als Reaktion auf einfallendes Licht von einem Lesegerät eine Spannung. Die Optikbaugruppe enthält auch ein lichtemittierendes Element, das dazu verwendet werden kann, Daten an das Lesegerät zu übermitteln. Ein zweiter Chip liefert die Datenverwaltung für im zweiten Chip gespeicherte Informationen und das Lesegerät sammelt die Informationen aus der Datenverwaltung. Die von dem einfallenden Licht erzeugte Leistung ermöglicht, daß das optische ID-Element die codierten und/oder gespeicherten Daten zurück zum Lesegerät überträgt.
Diese und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich umfassender aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen oder können durch die Ausübung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden, wie im folgenden dargelegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum weiteren Verdeutlichen der obigen und weiterer Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung wird eine eingehendere Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wiedergegeben. Es versteht sich, daß diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und deshalb nicht so angesehen werden sollen, als wenn sie ihren Schutzbereich beschränken. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifizität und Detail durch die Verwendung der beiliegen den Zeichnungen beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 ein beispielhaftes Umfeld zum Implementieren der Ausführungsformen der Erfindung,
2 eine Ausführungsform eines optischen Identifikationselements, das einen Optikbaugruppenchip und einen Datenverwaltungschip enthält; und
3 eine weitere Ausführungsform eines Optikbaugruppenchips, die unter Verwendung von Lichtsignalen mit bestimmten Frequenzen mit einem Lesegerät kommuniziert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung betrifft Identifikationseinrichtungen, die im optischen Bereich arbeiten (zum Beispiel in dem sichtbaren oder in dem IR- oder einem anderen fast sichtbaren Teil des Spektrums) und dazu verwendet werden können, die meisten der Funktionen auszuüben, die herkömmlicherweise von RFID-Systemen ausgeübt werden, und auf neue Anwendungen angewendet werden können. Die grundlegende optische Identifikationseinrichtung enthält zwei Chips, die zusammengestapelt sind und ein einzelnes Element bilden. Das resultierende optische Identifikationselement (im folgenden "optisches ID-Element") kann nur 1 mm³ groß oder noch kleiner sein und kann in der Zukunft mit weiterer Verbesserung grundlegender Halbleiterprozesse dafür ausgelegt werden, viel kleiner zu sein.
Einer der beiden Chips ist ein reines CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Bauelement, das die Identifikationsinformationen verwaltet, Daten von ankommenden optischen Signalen empfängt und zu codierende Daten in abgehenden optischen Signalen liefert. Der CMOS-Chip ist mit dem anderen Chip gekoppelt, der bei einer Ausführungsform ein optisches Bauelement ist, das 1) einen Fotodetektor, der Licht empfängt, um lokal Energie zu erzeugen und Daten zu empfangen, wenn sie gesendet worden sind, und 2) einen VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser – oberflächenemittierenden Laser), der ein optisches Signal erzeugen und übertragen kann, enthält.
Das optische Bauelement, das Teil des optischen ID-Elements ist, ist ein Halbleiterchip, der wie oben erwähnt sowohl eine Fotodiode als auch einen Laser enthält. Beim Betrieb empfängt der Fotodetektor ein ankommendes Signal (zum Beispiel einen von einer Lesegeräteinrichtung emittierten IR-Strahl). Das ankommende Signal erzeugt unter dem photovoltaischen Effekt einen Strom in der Fotodiode des optischen Bauelements der ausreicht, um elektrischen Strom für den CMOS-Chip zu liefern und elektrischen Strom zum Vorspannen des in dem optischen Bauelement enthaltenen Lasers zu liefern. Somit wird das von dem Fotodetektor empfangene ankommende Signal in elektrische Energie umgewandelt, die das optische ID-Element bestromt.
Die optischen ID-Elemente der Erfindung besitzen im Vergleich zu herkömmlichen RFID-Chips mehrere Vorteile. Beispielsweise erfordert das Kommunizieren mit RFID-Chips spezialisierte HF-Sende- und Empfängergeräte. Im Gegensatz dazu existieren bereits Dutzende oder Hunderte von Millionen oder mehr Einrichtungen, die zweckmäßigerweise dafür ausgelegt werden können, als ID-Lesegeräte zu arbeiten, die mit den optischen ID-Elementen der Erfindung arbeiten können. Zudem ist es wahrscheinlich, daß diese Einrichtungen in den kommenden Jahren noch üblicher sein werden. Insbesondere enthalten viele existierende Mobiltelefone, PDAs und andere tragbare oder drahtlose Einrichtungen Ports, die unter Verwendung der IRDA-Normen (Infrared Data Association) arbeiten (das heißt "IRDA-Ports"). Die optischen ID-Elemente der Erfindung können dafür ausgelegt werden, auf den Infrarotfrequenzen zu arbeiten, die von den IRDA-Ports dieser existierenden Einrichtungen verwendet werden. Dieses Merkmal der Erfindung kann wirksam eingesetzt werden, damit riesige Mengen existierender und zukünftiger Einrichtungen im wesentlichen alle Funktionen ausführen, die zuvor nur von RFID-Systemen mit spezialisierten Geräten ausgeführt wurden, sowie zahlreiche andere Funktionen. Beispielsweise können existierende Mobiltelefone optische-ID-Element-Empfänger werden, die Preise von Waren in Geschäften prüfen, Waren einkaufen, gefälschte Waren identifizieren usw. können.
Außerdem sind die Kosten, um optische ID-Elemente zu erhalten, im allgemeinen vergleichbar mit den Kosten von RFID-Chips. Weil die Empfänger und Sender in dem Sendeempfängerchip der optischen ID-Elemente nur selten und nur für sehr kurze Zeitperioden verwendet werden, brauchen die Qualität und Langlebigkeit der Empfänger- und Senderelemente nicht den Normen zu entsprechen, die gegenwärtig für optische Kommunikations- und Datennetzsendeempfänger existieren, die manchmal über lange Zeitperioden kontinuierlich verwendet werden.
Weil die optischen ID-Elemente im allgemeinen nur dann arbeiten, wenn sie für die ID-Empfänger sichtbar sind, können die optischen ID-Elemente in Bausteine plaziert werden, die für die optische Wellenlänge (zum Beispiel Infrarot) transparent sind, die mit den Signalen assoziiert ist, die von den optischen ID-Elementen empfangen und von diesen emittiert wird. Analog arbeiten jedoch herkömmliche RFID-Einrichtungen im allgemeinen nur in Einrichtungen, die für HF-Wellenlängen transparent sind. Der Chipbaustein der optischen ID-Elemente der Erfindung kann insgesamt klein und geformt sein.
Außerdem befassen sich die optischen ID-Elemente der Erfindung mit vielen der Belange hinsichtlich Privatsphäre, die mit herkömmlichen RFID-Chips assoziiert sind, und überwinden sie. Weil die optischen ID-Elemente der Erfindung im sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums oder in benachbarten Gebieten wie etwa Infrarot arbeiten, ist es im allgemeinen relativ leicht für jene, die Einrichtungen besitzen, die mit optischen ID-Elementen ausgestattet sind, zu wissen, ob sie gelesen werden können. Wenn insbesondere ein optisches ID-Element der Erfindung für das Auge nicht sichtbar ist, wird es im allgemeinen nicht gelesen (das heißt kann von nicht autorisierten Einzelpersonen nicht gelesen werden). Somit können jene, die ausgestattete Einrichtungen besitzen, wissen, wann die ID-Elemente gelesen werden können, und können entscheiden, wann die Einrichtungen gelesen werden sollen (zum Beispiel, indem die optischen ID-Elemente sichtbar gemacht werden). Zudem können die optischen ID-Elemente programmiert und geändert werden. Eine starke Verschlüsselung ist mit den optischen ID-Elementen möglich, und sie können als Plattform für das Markieren von Einrichtungen in einer vernetzen Umgebung für andere Zwecke als einfach ID-Verfolgung verwendet werden.
Die Figuren veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung ausführlicher. 1 zeigt ein geeignetes Umfeld zum Implementieren von Ausführungsformen der Erfindung. Bei diesem Beispiel ist ein optisches ID-Element 102 an einem Objekt 100 angebracht worden. Das optische ID-Element 102 kann an der Verpackung des Objekts, der Haut oder einem anderen Aspekt des Objekts 100 angebracht werden. Um gelesen zu werden, sollte das optische ID-Element 102 mindestens für das Lesegerät sichtbar sein. Das optische ID-Element 102 könnte beispielsweise unter Verwendung eines Materials überformt werden, das für das bei der Kommunikation mit dem optischen ID-Element 102 verwendete Licht transparent ist.
Das optische ID-Element 102 wird durch ein Lesegerät 106 mit Licht 104 aktiviert. Wie zuvor beschrieben, kann das Licht 104 von IRDA-Ports vieler Einrichtungen einschließlich Mobiltelefonen und PDAs erzeugt werden. Das optische ID-Element 102 kann derart ausgebildet sein, daß die Wellenlänge des vom Lesegerät 106 emittierten Lichts 104 die optischen Komponenten des optischen ID-Elements 102 aktiviert.
Die übliche Verfügbarkeit von IRDA-Ports an vielen Einrichtungen stellt sicher, daß Lesegeräte ohne weiteres zur Verfügung stehen. Außerdem können Ausführungsformen der Erfindung sich die Fähigkeiten dieser Lesegeräte zunutze machen. Mobiltelefone, als Beispiel, können verwendet werden, um Telefonanrufe zu machen, die anhand der gesammelten Daten ein Objekt verifizieren oder authentifizieren.
Mit den von dem optischen ID-Element 102 gespeicherten und von dem Lesegerät 106 abgerufenen Informationen können Lagerbestandsdaten verfolgt und aktualisiert werden. Die auf dem optischen ID-Element 102 gespeicherten Informationen sind jedoch nicht notwendigerweise auf Lagerbestandsdaten beschränkt. Beispielsweise können zu den Daten, die von dem optischen ID-Element 102 gespeichert werden, Preisdaten, Verifikationsdaten, Fälschungsschutzdaten, Verkaufeinschränkungsdaten und dergleichen zählen. Wenn das Lesegerät 106 beispielsweise ein Mobiltelefon ist, kann das Abrufen von Daten aus dem optischen ID-Element 102 eine Telefonnummer und eine verschlüsselte Kennung, anhand derer die Authentizität des Objekts 100 verifiziert werden kann, enthalten.
Allgemeiner kann das optische ID-Element 102 weiterhin zusätzliche Sensoren enthalten, die die Fähigkeit besitzen, Daten zu speichern. Beispielsweise kann ein Temperatursensor integriert sein und periodisch derart gelesen werden, daß auch die Temperaturdaten von dem Lesegerät 106 gelesen werden können. Der Strom für den in das optische ID-Element 102 integrierten Sensor kann von einer Batterie oder wie unten beschrieben von dem optischen ID-Element selbst kommen, wenn optische Energie der entsprechenden Frequenz auf das optische ID-Element 102 fällt. Ob zusätzliche Sensoren aufgenommen werden, kann von der Anwendung und/oder auch von den Kosten abhängig sein. Auch können die durch das Lesegerät 106 von dem optischen ID-Element 102 erhaltenen Daten verschlüsselt sein.
Nachdem Informationen von dem Lesegerät 106 gesammelt worden sind, kann das Lesegerät 106 die Daten an ein Serversystem 108 übertragen, das eine Datenbank 110 auf der Basis der gesammelten Daten aktualisieren, auf die Datenbank für zusätzliche Informationen auf der Basis der gesammelten Daten zugreifen kann und dergleichen oder eine beliebige Kombination davon. Bei einem Lagerbestandsszenarium kann das optische ID-Element 102 während eines Verkaufs oder während einer Zustellung des Produkts gelesen werden, was zu einer Aktualisierung der Lagerbestanddatenbank 110 führt. Andererseits kann ein Preisscan Informationen sammeln, anhand derer der aktuelle Preis aus der Datenbank 110 erhalten wird.
Die Kommunikation zwischen dem Lesegerät 106 und dem Serversystem 108 kann unter Verwendung von drahtlosen Netzen (WiFi, Mobil-HF-Netzen, Bluetooth usw.) erfolgen. Außerdem kann das Lesegerät 106 die gesammelten Daten speichern, die dann zu einem späteren Zeitpunkt auf das Serversystem 108 heruntergeladen werden. Somit können von einem Lesegerät Daten von mehreren optischen ID-Elementen gesammelt werden, bevor die gesammelten Daten übertragen werden. Bei einem Beispiel kann ein Mobiltelefon Zugriff auf das optische ID-Element 102 haben, um den Preis des Objekts 100 zu prüfen, während nur ein Lesegerät 106 mit Autorität die gesammelten Informationen zum Aktualisieren des Lagerbestands verwenden kann. Dies erweitert den Einsatz des optischen ID-Elements 102 und liefert dabei weiterhin Schutz für und kontrolliert den Zugang auf die von dem optischen ID-Element 102 gespeicherten Daten. Somit kann das von dem Lesegerät emittierte Licht auch Codes oder verschlüsselte Daten enthalten, anhand derer das Lesegerät authentisiert oder die Erlaubnisse des Lesegeräts 106 bestimmt werden können. Auf diese Weise können die von dem optischen ID-Element gespeicherten Daten nur dann gelesen werden, wenn Belange hinsichtlich Autorität und Privatsphäre verbessert werden können.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des optischen ID-Elements 102. Das optische ID-Element 102 enthält eine Optikbaugruppe 202 und ein Datenverwaltungssystem 204. Die Optikbaugruppe 202 enthält in der Regel Halbleiterelemente wie etwa Fotodioden, die als Reaktion auf einfallendes Licht Strom erzeugen. Die Optikbaugruppe 202 kann auch Halbleiterelemente wie etwa oberflächenemittierende Laser (VCSELs) enthalten, die die Fähigkeit besitzen bei den entsprechenden Spannungen Licht zu erzeugen.
Somit erzeugt das von einem Lesegerät erzeugte und auf die Optikbaugruppe 202 ein fallende Licht eine Spannung und einen Strom, die von der Datenverwaltung 204 verwendet werden können. Wie bereits angegeben, kann das einfallende Licht auch moduliert werden, um Zugang zu verifizieren und/oder die Datenverwaltung 204 zu programmieren. Unter Verwendung des gelieferten Stroms von der Optikbaugruppe 202 kann die Datenverwaltung auf die Objektdaten 206 zugreifen und die Objektdaten unter Verwendung des Lichtübertragungsaspekts der Optikbaugruppe 202 übertragen. Die Datenverwaltung 204 ist bei einer Ausführungsform ein CMOS-Bauelement oder -Chip, das oder der Informationen und Signale verwaltet.
Die Datenverwaltung 204 kann beim Empfang von Leistung (in der Form von Spannung und/oder Strom) von der Optikbaugruppe 202 die Signale erzeugen, die benötigt werden, um Informationen an das Lesegerät 106 zu übermitteln, auf codierte Daten zuzugreifen, in den Speicher zu schreiben und dergleichen oder eine beliebige Kombination davon. Die Daten können an ein Lesegerät 106 übermittelt werden, indem eine lichterzeugende Einrichtung, die in der Optikbaugruppe enthalten ist, moduliert wird. In diesem Fall enthält die Optikbaugruppe auch einen VCSEL oder eine andere lichtemittierende Einrichtung, die von dem Strom oder der Spannung angetrieben werden kann, der oder die als Reaktion auf eingegebenes Licht von dem Lesegerät 106 erzeugt wird. Die Datenverwaltung 204 kann mit der Optikbaugruppe 202 auf eine Weise verbunden sein, die es gestattet, daß Licht moduliert und somit vom Lesegerät 106 gesammelt wird. Alternativ kann die Datenverwaltung 204 Sensoren sowie HF-Komponenten enthalten, die über das Lesegerät 106 aktiviert werden können, wie oben beschrieben.
3 zeigt eine Ausführungsform der mit einer Datenverwaltung 204 verbundenen Optikbaugruppe 202. Die Optikbaugruppe enthält ein Halbleiterbauelement einschließlich eines Lasers 210 und Fotodioden 208. Das Licht 206, das in einer mit IFRD assoziierten Wellenlänge vorliegen kann, wird von dem Lesegerät 106 erzeugt und kann von einer Linse 216 auf die Fotodioden 208 fokussiert werden. Als Reaktion auf das Licht 206 können die Fotodioden den Strom und die Spannung erzeugen, die zum Antreiben der Datenverwaltung 204 benötigt werden.
Die von den Fotodioden 208 erzeugte Spannung kann auch den Laser 210 derart vorspannen, daß der Laser 210 Licht 214 emittiert, das von der Linse 216 fokussiert und von dem Lesegerät 106 gelesen werden kann. Die Datenverwaltung 204 kann ein Steuersignal 218 erzeugen, das den Transistor 212 steuert. Die Fähigkeit zum Steuern des Zustands des Transistors 212 ermöglicht das Modulieren des von dem Laser 210 emittierten Lichts 214. Dies ist eine Darstellung, wie ein Lesegerät Informationen von einem optischen ID-Element sammeln kann. Beispiele für optische Einrichtungen, die die oben beschriebenen Funktionen liefern können und die in optischen ID-Elementen gemäß der Erfindung verwendet werden können, werden in den US-Patent-Anmeldungsveröffentlichungen Nr. US 2004/0208600 A1 und US 2003/0223756 A1 beschrieben und veranschaulicht, die beide durch Bezugnahme hier aufgenommen sind.
Das optische ID-Element 102 kann zu einem einzelnen IC (integrierte Schaltung) integriert werden oder kann unter Verwendung von zwei ICs implementiert werden. Zudem kann die Optikbaugruppe einschließlich der Fotodioden und des Lasers eine monolithische Struktur sein. Die von dem Laser 210 erzeugte Wellenlänge kann die gleiche sein wie die von den Fotodioden 208 verwendete Wellenlänge zum Erzeugen eines Stroms oder von dieser verschieden sein.
Vorteilhafterweise kann ein Benutzer steuern, wann die optischen ID-Elemente gelesen werden, und andere Benutzer können das optische ID-Element nicht ohne Wissen des Benutzers lesen.
Das optische ID-Element 102 kann sehr klein sein. Beispielsweise kann das optische ID-Element 102 unauffällig in Schmuck (zum Beispiel Uhren und dergleichen) plaziert und zum Vereiteln von Fälschern verwendet werden. Selbst unter der Annahme, daß ein Fälscher einen Chip in dem gefälschten Schmuck plazieren könnte, wäre es sehr unwahrscheinlich, daß der Chip die Zahlen haben könnte, die zum Authentisieren des entsprechenden Schmucks benötigt werden. Ein Käufer könnte sein Mobiltelefon zum Lesen des optischen ID-Elements und zum Verifizieren des Dialogs mit einer Uhr verwenden, indem ein Gespräch oder eine SMS-Nachricht, an einen Server beim Hersteller eingeleitet wird, um die Authentizität zu verifizieren.
Es können auch Ausführungsformen der Erfindung ausgeübt werden, wo der VCSEL und die Fotodioden getrennt und keine monolithische Struktur sind. CMOS-Strukturen können sehr klein sein (gegenwärtig in der Größenordnung von 45 Nanometern für den nächsten Knoten). Folglich könnte eine einzelne Siliziumzelle auf dem Chip die Leistung liefern, und nur ein VCSEL wird benötigt, um die Gesamteinrichtung zu vervollständigen. Die Fotodiode/der Empfänger könnte auf dem CMOS-Chip selbst integriert werden. Für eine Größe von 45 Nanometern erfordert ein Chip wahrscheinlich in der Größenordnung von 0,45 Volt für den Betrieb, und etwa 0,5 Volt werden in einer einzelnen Si-Fotozelle erzeugt.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden, ohne von ihrem Gedanken oder ihren essentiellen Charakteristiken abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind auch in jeglicher Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen. Die folgenden Ansprüche werden vorgelegt, um verschiedene neuartige Merkmale der vorliegenden Erfindung darzustellen. Die Ansprüche sind für die Ausführungsformen der Erfindung nicht erschöpfend, noch sollen sie als den Schutzbereich der Erfindung beschränkend ausgelegt werden. Zudem kann die hier detailliert offengelegte Erfindung mit anderen Ansprüchen definiert werden, einschließlich jenen, die in etwaigen verwandten, nicht vorläufigen Anwendungen enthalten sein werden, die während der Rechtsanhängigkeit dieser vorläufigen Anmeldung eingereicht werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Ein optisches Identifikationselement. Das optische Identifikationselement ist mit einem Objekt assoziiert und enthält mit dem Objekt assoziierte codierte oder gespeicherte Informationen. Das optische Identifikationselement enthält eine Optikbaugruppe, die elektrische Leistung als Reaktion auf einfallendes Licht von einem Lesegerät erzeugt. Die erzeugte elektrische Leistung wird von dem optischen Identifikationselement dazu verwendet, zumindest die Daten abzurufen und dann die Daten optisch zurück zum Lesegerät zu übertragen.

Claims

Optisches Identifikationselement, umfassend: einen ersten Chip, der Identifikationsinformationen enthält und auf Signale reagiert, die die Identifikationsinformationen anfordern; und einen zweiten Chip in Kommunikation mit dem ersten Chip, wobei der zweite Chip folgendes enthält: einen optischen Empfänger, der ankommende optische Signale von einer Identifikationslesegeräteinrichtung empfängt; und einen optischen Sender, der abgehende optische Signale überträgt, in denen die von dem ersten Chip gelieferten Identifikationsinformationen enthalten sind.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 1, wobei der optische Sender einen VCSEL enthält.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 1, wobei die optischen Signale sich in dem Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums befinden.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 3, wobei der optische Empfänger und der optische Sender dafür ausgelegt sind, mit einem Infrarotport einer Identifikationslesegeräteinrichtung zu kommunizieren.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 4, wobei die Identifikationslesegeräteinrichtung ein Mobiltelefon oder ein PDA ist, das oder der den Infrarotport enthält.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 1, wobei die optischen Signale im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegen.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 1, wobei der zweite Chip: elektrische Leistung an den ersten Chip liefert, damit der erste Chip arbeiten kann; und ein elektrisches Signal an den ersten Chip mit einer Anforderung für die darauf codierten Identifikationsinformationen liefert.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 7, weiterhin umfassend einen Sensor, der elektrische Leistung von dem zweiten Chip empfängt.
Verfahren zum Verwenden des optischen Identifikationselements nach Anspruch 1, zum Liefern der Identifikationsinformationen an die Identifikationslesegeräteinrichtung, umfassend: Empfangen eines ankommenden optischen Signals von der Identifikationslesegeräteinrichtung, das eine Anforderung für die Identifikationsinformationen enthält; und Senden eines abgehenden optischen Signals an die Identifikationslesegeräteinrichtung, das die angeforderten Identifikationsinformationen enthält.
Verfahren zum Bestätigen der Authentizität eines Objekts, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Speichern von Informationen in einem optischen ID-Element, das in einem Objekt eingebettet ist, wobei das optische ID-Element folgendes enthält: einen ersten Chip, der Leistung als Reaktion auf einfallendes Licht erzeugt und der Daten durch Erzeugen von ausgegebenem Licht überträgt; und einen zweiten Chip, der eine Datenverwaltung für das optische ID-Element liefert und von der von dem ersten Chip erzeugten Leistung betrieben wird; Empfangen von einfallendem Licht von einem Lesegerät; Liefern von Ausgabedaten an das Lesegerät, wobei die Ausgabedaten Informationen enthalten, durch die ein Benutzer des Lesegeräts eine Authentizität des Objekts verifizieren kann.
Optisches Identifikationselement in einem System, das mit Objekten assoziierte Informationen verfolgt, zur Verwendung beim Verfolgen der Informationen, wobei das optische Element folgendes umfaßt: einen ersten Chip mit einer Optikbaugruppe, wobei die Optikbaugruppe elektrische Leistung als Reaktion auf einfallendes Licht erzeugt, wobei die Optikbaugruppe weiterhin ein lichtemittierendes Element umfaßt; und einen zweiten Chip, der eine Datenverwaltung für im zweiten Chip gespeicherte Informationen liefert, wobei ein Lesegerät die Informationen von dem zweiten Chip durch Erzeugen des einfallenden Lichts sammelt.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 11, wobei die Optikbaugruppe weiterhin folgendes umfaßt: eine Halbleiterstruktur, die mehrere Fotodioden enthält, die einen Strom als Reaktion auf eine erste Wellenlänge des einfallenden Lichts erzeugen, und wobei das lichtemittierende Element in der Halbleiterstruktur enthalten ist und einen Laser umfaßt, der Licht mit einer zweiten Wellenlänge emittiert.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 12, wobei die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge IFRD-Wellenlängen oder Wellenlängen sichtbaren Lichts sind.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 13, wobei die erste Wellenlänge und die zweite Wellenlänge im wesentlichen die gleiche Wellenlänge sind.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 12, wobei die Halbleiterstruktur weiterhin einen Transistor umfaßt, durch den der zweite Chip von dem Laser emittiertes Licht modulieren kann.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 12, wobei der Laser ein oberflächenemittierender Laser ist und wobei die Halbleiterstruktur eine monolithische Struktur ist.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 12, wobei die Datenverwaltung eine oder mehrere von Lesegerätenauthentifizierung oder (Lakune) enthält.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 17, wobei die an ein Lesegerät gelieferten Daten von der Datenverwaltung durch Zeugnisse des Lesegeräts gesteuert werden, die in das einfallende Licht moduliert werden.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 12, wobei die Datenverwaltung die Daten durch Modulieren des Lasers an das Lesegerät liefert.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 12, wobei das Lesegerät ein Mobiltelefon oder ein PDA ist.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 20, wobei das Lesegerät einen Authentifizierungsdienst anruft und anhand der gesammelten Daten ein mit dem optischen ID-Element assoziiertes Objekt verifiziert.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 20, wobei die Optikbaugruppe eine bei 45 Nanometern startende CMOS-Struktur für jeden Knoten ist.
Optisches Identifikationselement nach Anspruch 22, wobei die Optikbaugruppe mindestens eine Fotodiode enthält, die mit einem lichtübertragenden Element auf einem einzelnen Chip integriert ist.