JP2002515611A - 入射変調波を逆反射する通信装置 - Google Patents
入射変調波を逆反射する通信装置Info
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Abstract
(57)【要約】
パーソナルIDカードのような通信装置は、衣服の外側に身につけられるバッジ或いはラベルの形を取る。該バッジは、逆反射する繰返しパターンを形成された内側表面を有する透過性材料からなる第1の層(11)を備える。同様に透過性材料からなる第2の層(12)は、対応する繰返しパターンを有する内側表面を有する。電界をかけることによりその屈折率を変更することができる液晶材料からなる層(13)が、その2つの層に挟まれて形成される。層(13)の屈折率が第1の層(11)及び第2の層(12)の屈折率に近いとき、入射した放射は、ほとんど散乱することなく装置を通過する。しかしながら、層(13)の屈折率が電界をかけることにより変更されるとき、入射した放射は、層(13)と第1の層(11)との整合する境界面から逆反射される。その通信装置は、層(13)の屈折率を変更することにより、入射した放射を逆反射し、その放射を変調することができ、その結果、反射したビームは受信機に情報を搬送することができる。このようにして、ほとんど動作電力を必要としない装置を用いて、非接触の環境において情報を搬送することができる。
Description
【0001】 本発明は、簡単で、強度もある光トランスポンダとして機能し、IDカードの
ような個人用情報搬送手段として用いるのに適した通信装置に関する。
ような個人用情報搬送手段として用いるのに適した通信装置に関する。
【0002】 IDカードや、製品上のラベルに付されるバーコードのような他の情報搬送手
段は、増す増す機械化され、コンピュータ制御されるようになってきた今日の環
境において、そのようなカード及びバーコードを割り当てられた人間及び製品を
識別できるようにするために、世界中で一般的に用いられている。今のところ、
そのような情報搬送手段の開発は、表示することができる決まった情報の量を増
加すること、かつコンピュータ化された環境においてインタラクティブな「スマ
ートカード」を作製することに集中している。個人用情報搬送手段、例えば旅行
許可証の場合には、磁気ストライプ上に情報が記録されており、読取り装置を通
してカードに記憶された情報を読み出さなければならない。同様に、製品上のラ
ベルに付されたバーコードも、可搬型の読取り装置によって、或いはバーコード
を掃引する固定式の読取り装置によって読み取られる。
段は、増す増す機械化され、コンピュータ制御されるようになってきた今日の環
境において、そのようなカード及びバーコードを割り当てられた人間及び製品を
識別できるようにするために、世界中で一般的に用いられている。今のところ、
そのような情報搬送手段の開発は、表示することができる決まった情報の量を増
加すること、かつコンピュータ化された環境においてインタラクティブな「スマ
ートカード」を作製することに集中している。個人用情報搬送手段、例えば旅行
許可証の場合には、磁気ストライプ上に情報が記録されており、読取り装置を通
してカードに記憶された情報を読み出さなければならない。同様に、製品上のラ
ベルに付されたバーコードも、可搬型の読取り装置によって、或いはバーコード
を掃引する固定式の読取り装置によって読み取られる。
【0003】 米国特許第4,983,021号には、ある距離に位置する物体において用い
るのに適した反射装置システムが記載される。入射経路に沿って、電磁放射の送
信機に隣接する受信機に電磁放射を反射させて戻すために逆反射表面が用いられ
る。反射光の経路を選択的に遮断して、反射光を変調するために、逆反射体の前
面に個別のシャッタが設けられる。例えば、シャッタが液晶である場合、液晶の
透過性が、透明状態から不透明状態に変更される。
るのに適した反射装置システムが記載される。入射経路に沿って、電磁放射の送
信機に隣接する受信機に電磁放射を反射させて戻すために逆反射表面が用いられ
る。反射光の経路を選択的に遮断して、反射光を変調するために、逆反射体の前
面に個別のシャッタが設けられる。例えば、シャッタが液晶である場合、液晶の
透過性が、透明状態から不透明状態に変更される。
【0004】 本発明は、構成が簡単で、しかも製造コストが安価である、個人用情報搬送手
段として用いるのに適した通信装置を提供するものである。さらに個人用情報搬
送手段として、本発明は、情報搬送手段を読取り装置で掃引する必要性がなく、
装置内に記憶された情報を供給することができる光学手段(すなわち非接触の手
段)を提供するものである。さらに本発明は、仮に必要であったとしても、非常
に小型の、例えば太陽電池により提供されるような電源しか必要としない通信装
置を提供するものである。
段として用いるのに適した通信装置を提供するものである。さらに個人用情報搬
送手段として、本発明は、情報搬送手段を読取り装置で掃引する必要性がなく、
装置内に記憶された情報を供給することができる光学手段(すなわち非接触の手
段)を提供するものである。さらに本発明は、仮に必要であったとしても、非常
に小型の、例えば太陽電池により提供されるような電源しか必要としない通信装
置を提供するものである。
【0005】 本発明は、放射センサと、逆反射形状に形成された表面を有する調整可能な反
射層と、その調整可能な反射層の反射特性を変更するための調節手段と、前記反
射特性の変化を制御するために前記センサ及び調節手段と通信するコントローラ
とを備える通信装置を提供する。
射層と、その調整可能な反射層の反射特性を変更するための調節手段と、前記反
射特性の変化を制御するために前記センサ及び調節手段と通信するコントローラ
とを備える通信装置を提供する。
【0006】 前記調整可能な反射層は、電界に依存する屈折率を有する材料からなり、その
場合に、前記調節手段が前記調整可能な反射層に電界をかけるためのバイアス手
段を備えることが好ましい。
場合に、前記調節手段が前記調整可能な反射層に電界をかけるためのバイアス手
段を備えることが好ましい。
【0007】 好ましい実施形態では、調整可能な反射層の輪郭を形成された表面は、入射す
る放射線に対して実質的に透過性を有する外側層と接触し、それにより調整可能
な反射層の屈折率が、外側層の屈折率に略同じ屈折率と、外側層の屈折率と異な
る屈折率との間で調整可能である。別の外側層が、輪郭を形成された表面と反対
側の調整可能な反射層の表面に接触して設けられ、その別の外側層の表面と調整
可能な反射層との境界面が、輪郭を形成された表面の前面において散乱境界面を
形成し、それにより調節手段が、散乱境界面により引き起こされる放射線の散乱
の度合を調整する。
る放射線に対して実質的に透過性を有する外側層と接触し、それにより調整可能
な反射層の屈折率が、外側層の屈折率に略同じ屈折率と、外側層の屈折率と異な
る屈折率との間で調整可能である。別の外側層が、輪郭を形成された表面と反対
側の調整可能な反射層の表面に接触して設けられ、その別の外側層の表面と調整
可能な反射層との境界面が、輪郭を形成された表面の前面において散乱境界面を
形成し、それにより調節手段が、散乱境界面により引き起こされる放射線の散乱
の度合を調整する。
【0008】 代替的な実施形態では、調節手段は、調整可能な反射層に機械的な振動を加え
るために、調整可能な反射層と接触する圧電性層を備える。
るために、調整可能な反射層と接触する圧電性層を備える。
【0009】 逆反射された放射線は、調整可能な反射層により振幅変調される。代替的な方
法、或いは、追加の別方法では、逆反射された放射線は、調整可能な反射層によ
り位相/偏波変調される場合もある。
法、或いは、追加の別方法では、逆反射された放射線は、調整可能な反射層によ
り位相/偏波変調される場合もある。
【0010】 ここで言及される、逆反射形状に形成された表面とは、逆反射している、繰返
しの3次元パターンを有する表面を指すことを意図することが理解されよう。
しの3次元パターンを有する表面を指すことを意図することが理解されよう。
【0011】 さて、本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、例を示すものとして記載
されるであろう。
されるであろう。
【0012】 図1の通信装置は、印加される電界に応じて屈折率が変動する電界応答性(el
ectro-sensitive)材料からなる活性層2等の調整可能な反射層から構成される
。例えば活性層2は、電界に依存する屈折率を有する、ドープされた半導体材料
から構成してもよい。活性層2の第1の表面3は、コーナ・キューブの繰返しパ
ターンのような、逆反射する表面を構成するように形成される。活性層2の反対
側の表面4は平坦であり、放射吸収材料或いは塗料5でコーティングされる。
ectro-sensitive)材料からなる活性層2等の調整可能な反射層から構成される
。例えば活性層2は、電界に依存する屈折率を有する、ドープされた半導体材料
から構成してもよい。活性層2の第1の表面3は、コーナ・キューブの繰返しパ
ターンのような、逆反射する表面を構成するように形成される。活性層2の反対
側の表面4は平坦であり、放射吸収材料或いは塗料5でコーティングされる。
【0013】 1つ或いは複数の光検出器6(図1には1つのみが示される)が、第1の表面
3上に入射する電磁放射を検出するために、第1の表面3上に設けられることが
好ましい。別法では、光検出器6は、第2の表面4と放射吸収コーティング5と
の間の活性層2の第2の表面4上に取り付けてもよい。接点7が、活性層2の反
対側の端部に設けられ、電界が層全体にかけられるようにする。接点7及び1つ
或いは複数の光検出器6がコントローラ8に接続される。コントローラ8は、光
検出器6によって検出される入射する放射線に応じて、かつコントローラのメモ
リ領域に記憶された伝送のためのあらゆる情報に基づいて、活性層2にかけられ
る電磁界を制御する。また光検出器6は、コントローラ8の動作を維持するため
に用いられる電気エネルギーを生成する太陽電池として動作してもよい。
3上に入射する電磁放射を検出するために、第1の表面3上に設けられることが
好ましい。別法では、光検出器6は、第2の表面4と放射吸収コーティング5と
の間の活性層2の第2の表面4上に取り付けてもよい。接点7が、活性層2の反
対側の端部に設けられ、電界が層全体にかけられるようにする。接点7及び1つ
或いは複数の光検出器6がコントローラ8に接続される。コントローラ8は、光
検出器6によって検出される入射する放射線に応じて、かつコントローラのメモ
リ領域に記憶された伝送のためのあらゆる情報に基づいて、活性層2にかけられ
る電磁界を制御する。また光検出器6は、コントローラ8の動作を維持するため
に用いられる電気エネルギーを生成する太陽電池として動作してもよい。
【0014】 使用時に、活性層2は、通常、その包囲体の屈折率nsに略等しい屈折率を有
する。このモードでは、第1の表面3に入射する光は、第1の表面からほとんど
反射、或いは散乱せず、活性層2を通過し、その後活性層の第2の表面4上の光
吸収材料5によって吸収される。それゆえ、通信装置によては、ほとんど或いは
全く光は反射されない。コントローラ8と組み合わせて、光検出器6は、所定の
周波数であって、かつ/または所定の変動する信号を搬送しうる、所定の問合せ
信号等の入射放射線に対してのみ応答するようにプログラミングされる。問合せ
信号が検出されるとき、コントローラ8は、接点7を介して活性層2にかける電
界を変更する。またこれにより、屈折率が包囲体の屈折率と異なるように、活性
層2の屈折率がns+Δnに変更される。この活性層の屈折率の変化により、活
性層の第1の表面からの反射が生じるようになる。第1の表面が特定の形状に警
醒されていることにより、その表面は、変更された屈折率で逆反射体として作用
し、入射した放射線は略その放射経路に沿って反射して戻されるようになる。逆
反射される放射線が変調されて情報を搬送するように、加えられる電界が、コン
トローラ8の制御下で変更されるようにしてもよい。
する。このモードでは、第1の表面3に入射する光は、第1の表面からほとんど
反射、或いは散乱せず、活性層2を通過し、その後活性層の第2の表面4上の光
吸収材料5によって吸収される。それゆえ、通信装置によては、ほとんど或いは
全く光は反射されない。コントローラ8と組み合わせて、光検出器6は、所定の
周波数であって、かつ/または所定の変動する信号を搬送しうる、所定の問合せ
信号等の入射放射線に対してのみ応答するようにプログラミングされる。問合せ
信号が検出されるとき、コントローラ8は、接点7を介して活性層2にかける電
界を変更する。またこれにより、屈折率が包囲体の屈折率と異なるように、活性
層2の屈折率がns+Δnに変更される。この活性層の屈折率の変化により、活
性層の第1の表面からの反射が生じるようになる。第1の表面が特定の形状に警
醒されていることにより、その表面は、変更された屈折率で逆反射体として作用
し、入射した放射線は略その放射経路に沿って反射して戻されるようになる。逆
反射される放射線が変調されて情報を搬送するように、加えられる電界が、コン
トローラ8の制御下で変更されるようにしてもよい。
【0015】 問合せ信号を生成するリモート送受信機18は、反射された放射と、逆反射信
号に含まれるあらゆる情報を受信するように、放射源に隣接する検出器19を有
する。
号に含まれるあらゆる情報を受信するように、放射源に隣接する検出器19を有
する。
【0016】 図2では、活性層2が圧電性変調層9に載置される、代替的な通信装置/トラ
ンスポンダが示される。圧電性層9はコントローラ8に接続され、逆反射層2を
物理的に歪ませ、それによりその逆反射表面3から反射される放射を変調するよ
うに作用する。圧電装置は、数十MHzまでの周波数で動作することができ、そ
れにより反射された放射を変調して、大量のデータが、短時間に伝送されるよう
にする。
ンスポンダが示される。圧電性層9はコントローラ8に接続され、逆反射層2を
物理的に歪ませ、それによりその逆反射表面3から反射される放射を変調するよ
うに作用する。圧電装置は、数十MHzまでの周波数で動作することができ、そ
れにより反射された放射を変調して、大量のデータが、短時間に伝送されるよう
にする。
【0017】 図3には、さらに別の通信装置が示される。その通信装置は、屈折率nsの第
1の略透明な層11の外側の略平坦な表面に取り付けられた1つ或いは複数の放
射センサ10(図3に5個が示される)を備える。第1の層11の反対側の内側
表面は、浮き彫り状の繰返しの3−Dキューブ・コーナパターンに形成されてい
る。同様に、屈折率nsの第2の略透明な層12は、対応する繰返しパターン3
−Dキューブ・コーナパターンをエンボス加工された内側表面を有する。図3に
示されるように、第1及び第2の層11及び12は、それらのパターン化された
内側表面が互いに対面するように相互に位置付けられ、第1の層11の内側表面
上の突出部が、第2の層12の内側表面上の窪部(ウェル)と一致するように横
方向に整列される。
1の略透明な層11の外側の略平坦な表面に取り付けられた1つ或いは複数の放
射センサ10(図3に5個が示される)を備える。第1の層11の反対側の内側
表面は、浮き彫り状の繰返しの3−Dキューブ・コーナパターンに形成されてい
る。同様に、屈折率nsの第2の略透明な層12は、対応する繰返しパターン3
−Dキューブ・コーナパターンをエンボス加工された内側表面を有する。図3に
示されるように、第1及び第2の層11及び12は、それらのパターン化された
内側表面が互いに対面するように相互に位置付けられ、第1の層11の内側表面
上の突出部が、第2の層12の内側表面上の窪部(ウェル)と一致するように横
方向に整列される。
【0018】 第1及び第2の層11及び12は、印加された電界によりその屈折率を調節す
ることができ、屈折率の値が、na≒ns及びna+Δna≠nsのようなnaとna
+Δnaの間で変更可能である電界応答材料からなる、図1の活性層と同様の活
性層13により離隔される。内側のパターン化された表面と反対側の、第2の層
12の外側の略平坦な表面は、放射吸収層14で覆われる。
ることができ、屈折率の値が、na≒ns及びna+Δna≠nsのようなnaとna
+Δnaの間で変更可能である電界応答材料からなる、図1の活性層と同様の活
性層13により離隔される。内側のパターン化された表面と反対側の、第2の層
12の外側の略平坦な表面は、放射吸収層14で覆われる。
【0019】 コントローラ15は放射センサ10と通信し、電界が活性層全体にかけられる
ように配列された接点(図示せず)により、活性層13に接続される。図1の相
装置を参照して記載したのと同様に、コントローラ15は、センサ10が問合せ
信号を検出するのに応答して、かけられた電界を制御し、逆反射された信号の輝
度(強度)変調により逆反射された信号をエンコード(符号化)する。
ように配列された接点(図示せず)により、活性層13に接続される。図1の相
装置を参照して記載したのと同様に、コントローラ15は、センサ10が問合せ
信号を検出するのに応答して、かけられた電界を制御し、逆反射された信号の輝
度(強度)変調により逆反射された信号をエンコード(符号化)する。
【0020】 活性層13の屈折率が第1及び第2の層11及び12の屈折率と略同じである
ような状態にあるとき、装置に入射する大部分の放射は、第1の層11、活性層
13及び第2の層12を通って伝送され、放射吸収層14に至る。この層は装置
の背面から不要な反射が生じるのを防ぐとともに、伝送された光が装置を駆動す
るために用いられるように光電特性を有することが好ましい。ただし、場合によ
っては、小型の電池(図示せず)を用いてもよい。活性層13の屈折率が第1及
び第2の層11及び12と異なる状態にあるとき、活性層13の第1及び第2の
層11及び12との境界面において、入射した放射の反射が生じる。その境界面
における表面の形状(整合性)により、入射した放射は入射経路に沿って、確実
に逆反射して戻される。
ような状態にあるとき、装置に入射する大部分の放射は、第1の層11、活性層
13及び第2の層12を通って伝送され、放射吸収層14に至る。この層は装置
の背面から不要な反射が生じるのを防ぐとともに、伝送された光が装置を駆動す
るために用いられるように光電特性を有することが好ましい。ただし、場合によ
っては、小型の電池(図示せず)を用いてもよい。活性層13の屈折率が第1及
び第2の層11及び12と異なる状態にあるとき、活性層13の第1及び第2の
層11及び12との境界面において、入射した放射の反射が生じる。その境界面
における表面の形状(整合性)により、入射した放射は入射経路に沿って、確実
に逆反射して戻される。
【0021】 図4はさらに別の通信装置或いはトランスポンダを示しており、上記のように
、略透明な層11及び12は活性層13により離隔される。しかしながら図4で
は、第1の略透明な層11と活性層13との間の境界面は、散乱性境界面16で
ある。この構造を用いると、活性層13の屈折率が第1及び第2の層11及び1
2の屈折率に略等しい場合、入射した放射は、散乱性境界面16により全方向に
散乱される。活性層13の屈折率が電界をかけることにより変更されるとき、散
乱性境界面16は、入射した放射に関係する限りにおいて消失し、散乱は大きく
低減される。代わりに、入射した放射は、活性層13と第2の層12との間の逆
反射境界面17に衝突し、放射の大部分が同じ経路に沿って戻るようになる。図
4に示されるトランスポンダを用いる場合、逆反射される信号の変調は、散乱性
境界面16を「除去」することにより行われることが理解されよう。
、略透明な層11及び12は活性層13により離隔される。しかしながら図4で
は、第1の略透明な層11と活性層13との間の境界面は、散乱性境界面16で
ある。この構造を用いると、活性層13の屈折率が第1及び第2の層11及び1
2の屈折率に略等しい場合、入射した放射は、散乱性境界面16により全方向に
散乱される。活性層13の屈折率が電界をかけることにより変更されるとき、散
乱性境界面16は、入射した放射に関係する限りにおいて消失し、散乱は大きく
低減される。代わりに、入射した放射は、活性層13と第2の層12との間の逆
反射境界面17に衝突し、放射の大部分が同じ経路に沿って戻るようになる。図
4に示されるトランスポンダを用いる場合、逆反射される信号の変調は、散乱性
境界面16を「除去」することにより行われることが理解されよう。
【0022】 図3及び図4に示される装置の層11及び12は同じ屈折率を有するものとし
て記載されたが、それらの層が異なる屈折率を有する場合もあり、その場合には
入射した放射の逆反射は、活性層との1つの境界面でのみ生じうるものと考えら
れる。さらに上記の説明は、逆反射される信号の輝度(強度)変調について記載
してきたが、屈折率のような活性層の特性の変化により、逆反射される信号の位
相/偏波変調を行うこともできる。
て記載されたが、それらの層が異なる屈折率を有する場合もあり、その場合には
入射した放射の逆反射は、活性層との1つの境界面でのみ生じうるものと考えら
れる。さらに上記の説明は、逆反射される信号の輝度(強度)変調について記載
してきたが、屈折率のような活性層の特性の変化により、逆反射される信号の位
相/偏波変調を行うこともできる。
【0023】 入射放射源18に隣接して、ここで用いられるタイプの検出器19は、変調さ
れた戻り信号に含まれる任意の情報を抽出するために、どのタイプの変調がモニ
タされるかを判定するであろう。
れた戻り信号に含まれる任意の情報を抽出するために、どのタイプの変調がモニ
タされるかを判定するであろう。
【0024】 コントローラ8、15は、腕時計電池、太陽電池等の小型の電源(図示せず)
を備えいてもよい。好ましい形態では、通信装置は、問合せ信号が光検出器6或
いはセンサ10によって検出された場合にのみ動作する。それゆえ、活性層2、
13の調節を行う場合にのみ電源が必要とされ、従って非常の小型の電源しか必
要としない。当然、図3及び図4の場合には、活性層の屈折率を非反射状態に維
持するために、電源が必要とされる場合もある。上記のように、データトランス
ポンダ/通信装置は、入射光を用いて装置を駆動するように、太陽電池を備える
場合もある。
を備えいてもよい。好ましい形態では、通信装置は、問合せ信号が光検出器6或
いはセンサ10によって検出された場合にのみ動作する。それゆえ、活性層2、
13の調節を行う場合にのみ電源が必要とされ、従って非常の小型の電源しか必
要としない。当然、図3及び図4の場合には、活性層の屈折率を非反射状態に維
持するために、電源が必要とされる場合もある。上記のように、データトランス
ポンダ/通信装置は、入射光を用いて装置を駆動するように、太陽電池を備える
場合もある。
【0025】 屈折率が調整可能な任意の適切な材料を、活性層2、13のために用いること
ができる。その材料は、III/V半導体系のようなドープされた半導体材料、
或いは強誘電性或いは電傾(electro-clinic)液晶のような液晶であってもよい
。そのような材料を用いる場合、反射された放射を用いて10〜100kbit
s/sの速度で、データを伝送することができる。逆反射パターンが用いられる
ので、装置の角感度(angular sensitivity)の限度は、主に活性層の動作特性
によって制限される。一般に、光の供給、及び特に液晶の角感度を改善するため
の種々の方法が知られており、そのような改善法は本明細書に援用される。
ができる。その材料は、III/V半導体系のようなドープされた半導体材料、
或いは強誘電性或いは電傾(electro-clinic)液晶のような液晶であってもよい
。そのような材料を用いる場合、反射された放射を用いて10〜100kbit
s/sの速度で、データを伝送することができる。逆反射パターンが用いられる
ので、装置の角感度(angular sensitivity)の限度は、主に活性層の動作特性
によって制限される。一般に、光の供給、及び特に液晶の角感度を改善するため
の種々の方法が知られており、そのような改善法は本明細書に援用される。
【0026】 液晶を用いる場合、振幅変調を用いて直接映像を伝送することは比較的帯域幅
の効率がよいが、雑音耐性が低いため、高品質の受信信号を確保するためには大
きな電力が伝送されなければならない。多くの場合、その通信装置が用いられそ
うな環境では、周囲光及び人工光からの雑音に曝されるため、直接振幅変調以外
の変調方式が好ましい。そのような好ましい変調方式は、帯域幅利用効率が高く
、比較的電力効率のよい位相変調方式(PSK)及び横軸振幅変調(QAM)を
含む。実験的には、QAMが全てに優れていることがわかっている。
の効率がよいが、雑音耐性が低いため、高品質の受信信号を確保するためには大
きな電力が伝送されなければならない。多くの場合、その通信装置が用いられそ
うな環境では、周囲光及び人工光からの雑音に曝されるため、直接振幅変調以外
の変調方式が好ましい。そのような好ましい変調方式は、帯域幅利用効率が高く
、比較的電力効率のよい位相変調方式(PSK)及び横軸振幅変調(QAM)を
含む。実験的には、QAMが全てに優れていることがわかっている。
【0027】 多くの場合、伝送される電力を完全に変調することを想定する場合もあるが、
高い周波数では、液晶の応答により、実現できない可能性が高い。従って強磁性
或いは電傾液晶の周波数応答を測定する実験では、それぞれの液晶の場合に、光
学的応答において16dB/decade、20dB/decadeのロールオ
フが見られる。ビットレートに関して2、4、8、16及び32レベルの変調方
式の電力効率が検討された。一般にカットオフ周波数より低いビットレートでは
、2レベルの変調方式が最も効率がよいことがわかっている。しかしながら、ビ
ットレートが高くなると、16及び32レベルの変調方式が、より電力効率がよ
くなることがわかった。最もよいQAM変調方式を用いる場合、多値振幅変調方
式を用いて達成されるレベルより、約15dB改善される。
高い周波数では、液晶の応答により、実現できない可能性が高い。従って強磁性
或いは電傾液晶の周波数応答を測定する実験では、それぞれの液晶の場合に、光
学的応答において16dB/decade、20dB/decadeのロールオ
フが見られる。ビットレートに関して2、4、8、16及び32レベルの変調方
式の電力効率が検討された。一般にカットオフ周波数より低いビットレートでは
、2レベルの変調方式が最も効率がよいことがわかっている。しかしながら、ビ
ットレートが高くなると、16及び32レベルの変調方式が、より電力効率がよ
くなることがわかった。最もよいQAM変調方式を用いる場合、多値振幅変調方
式を用いて達成されるレベルより、約15dB改善される。
【0028】 QAM方式は、信号の立体配座(コンスタレーション)を形成するため、電気
信号の位相及び振幅変調からなる。これは、液晶セルに対する駆動波形の電気的
な位相変調を用いることにより、かつ多数のセルを用いて照明用放射を調節する
ことにより達成することができる。従って、16レベル方式は、各領域が1:2
:4:8の割合になるように配列され、個別に駆動される、4つの強誘電体セル
から構成することができる。
信号の位相及び振幅変調からなる。これは、液晶セルに対する駆動波形の電気的
な位相変調を用いることにより、かつ多数のセルを用いて照明用放射を調節する
ことにより達成することができる。従って、16レベル方式は、各領域が1:2
:4:8の割合になるように配列され、個別に駆動される、4つの強誘電体セル
から構成することができる。
【0029】 使用時に、例えば旅行許可証のように、通信装置は、人の衣服の外側にカード
として身につけられる。人が端末にアクセスしようとするとき、その人は、放射
源18及び読取り装置19からなる問合せ装置、すなわち読取り装置を通過する
。放射源18からの放射は、許可証の光検出器6或いはセンサ10に入射し、コ
ントローラ8、15を作動させる。コントローラが作動すると、その入射角度に
関係なく、許可証に入射した放射は反射され、逆反射表面或いは境界面によって
同じ経路に沿って戻される。反射した放射の振幅/位相/偏波は、屈折率のよう
な活性層の特性を変化させることにより変更され、反射した放射は、情報を読取
り装置19に供給するための搬送手段として機能するようになる。反射した放射
が、入射した放射と略同じ経路に沿って通過するので、読取り装置19は放射源
18に隣接して配置される。一旦反射した放射が検出されたなら、読取り装置1
9は、反射した放射の変調波に含まれる情報に基づいて、その許可証を承認する
。
として身につけられる。人が端末にアクセスしようとするとき、その人は、放射
源18及び読取り装置19からなる問合せ装置、すなわち読取り装置を通過する
。放射源18からの放射は、許可証の光検出器6或いはセンサ10に入射し、コ
ントローラ8、15を作動させる。コントローラが作動すると、その入射角度に
関係なく、許可証に入射した放射は反射され、逆反射表面或いは境界面によって
同じ経路に沿って戻される。反射した放射の振幅/位相/偏波は、屈折率のよう
な活性層の特性を変化させることにより変更され、反射した放射は、情報を読取
り装置19に供給するための搬送手段として機能するようになる。反射した放射
が、入射した放射と略同じ経路に沿って通過するので、読取り装置19は放射源
18に隣接して配置される。一旦反射した放射が検出されたなら、読取り装置1
9は、反射した放射の変調波に含まれる情報に基づいて、その許可証を承認する
。
【0030】 上記の通信装置は、IDカード又はタグとして、旅行許可証として、或いは倉
庫管理用の製品の荷印として用いることもできる。そのような場合には、そのト
ランスポンダを略クレジットカードの大きさにすることが好ましい。しかしなが
ら、そのトランスポンダの代替的な応用形態では、道路標識、信号或いは夜間反
射装置のような他の道路上の機構として用いることができる。トランスポンダが
道路標識として用いられる場合には、非常に大きく、例えば直径約50cmにす
る場合もある。この代替的な応用形態を用いる場合、トランスポンダは道路の端
に配置され、例えば自動車のヘッドライトからの光により起動される。トランス
ポンダにより提供されるその情報は、車両搭載のナビゲーションシステムで用い
る、例えば高速道路への進入合流点の識別子の形で提供されることもできる。
庫管理用の製品の荷印として用いることもできる。そのような場合には、そのト
ランスポンダを略クレジットカードの大きさにすることが好ましい。しかしなが
ら、そのトランスポンダの代替的な応用形態では、道路標識、信号或いは夜間反
射装置のような他の道路上の機構として用いることができる。トランスポンダが
道路標識として用いられる場合には、非常に大きく、例えば直径約50cmにす
る場合もある。この代替的な応用形態を用いる場合、トランスポンダは道路の端
に配置され、例えば自動車のヘッドライトからの光により起動される。トランス
ポンダにより提供されるその情報は、車両搭載のナビゲーションシステムで用い
る、例えば高速道路への進入合流点の識別子の形で提供されることもできる。
【0031】 また通信装置は、スマートカードの応用形態において、例えば自動道路料金徴
収システムの一部として用いることもできる。その通信装置は、メモリ内に、通
行料のプリペイドの度数についての固有の証明書及び詳細情報を記憶しているで
あろう。車両が放射源及び隣接した読取り装置を備える料金所を通過するとき、
通信装置が起動して反射された放射を変調し、メモリ内に記憶された情報を提供
するように、例えばその通信装置は、フロントガラスの角に搭載される。このよ
うにして、料金所では、その車が道路を走行し続けるだけの十分なクレジット(
残高)があるか否かを判定することができるであろう。この装置の利点は、活性
層の逆反射動作に起因して、角度の変位(ずれ)に比較的影響を受けないことで
ある。
収システムの一部として用いることもできる。その通信装置は、メモリ内に、通
行料のプリペイドの度数についての固有の証明書及び詳細情報を記憶しているで
あろう。車両が放射源及び隣接した読取り装置を備える料金所を通過するとき、
通信装置が起動して反射された放射を変調し、メモリ内に記憶された情報を提供
するように、例えばその通信装置は、フロントガラスの角に搭載される。このよ
うにして、料金所では、その車が道路を走行し続けるだけの十分なクレジット(
残高)があるか否かを判定することができるであろう。この装置の利点は、活性
層の逆反射動作に起因して、角度の変位(ずれ)に比較的影響を受けないことで
ある。
【0032】 その通信装置に関して想定される、さらに可能性のある使用形態は、電力分散
ネットワークである。高圧線の鉄塔に通信装置を搭載することにより、ケーブル
から近い電界を用いて、通信装置の活性層の屈折率を調節することができる。そ
れゆえ、通信装置から反射される放射は、電流値及び周波数を示すであろう。
ネットワークである。高圧線の鉄塔に通信装置を搭載することにより、ケーブル
から近い電界を用いて、通信装置の活性層の屈折率を調節することができる。そ
れゆえ、通信装置から反射される放射は、電流値及び周波数を示すであろう。
【0033】 上記の実施形態を用いる場合、問合せを行うために入射する放射は連続してい
るが、しかしながら問合せビームそれ自体が変調され、問合せユニットとトラン
スポンダとの間でより複雑な通信を行うことができる場合も想定される。このよ
うな構成では、新しいデータを、トランスポンダ或いはスマートカードのメモリ
に加えることができるであろう。別法では、トランスポンダを接続することがで
きる別個のプログラミングユニットによりデータを導入することもできる。
るが、しかしながら問合せビームそれ自体が変調され、問合せユニットとトラン
スポンダとの間でより複雑な通信を行うことができる場合も想定される。このよ
うな構成では、新しいデータを、トランスポンダ或いはスマートカードのメモリ
に加えることができるであろう。別法では、トランスポンダを接続することがで
きる別個のプログラミングユニットによりデータを導入することもできる。
【図1】 本発明による第1の通信装置の概略図である。
【図2】 本発明による第2の通信装置の概略図である。
【図3】 本発明による第3の通信装置の概略図である。
【図4】 本発明による第4の通信装置の概略図である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年4月28日(2000.4.28)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワーズ、デイヴィッド・ジョン イギリス国、オックスフォードシャー・オ ーエックス1・3ピージェイ、オックスフ ォード、パークス・ロード、オックスフォ ード・ユニヴァーシティ、デパートメン ト・オブ・エンジニアリング・サイエンス (72)発明者 シェアード、スティーヴン・ジェイ イギリス国、オックスフォードシャー・オ ーエックス1・3ピージェイ、オックスフ ォード、パークス・ロード、オックスフォ ード・ユニヴァーシティ、デパートメン ト・オブ・エンジニアリング・サイエンス (72)発明者 フォークナー、ジー・イー イギリス国、オックスフォードシャー・オ ーエックス1・3ピージェイ、オックスフ ォード、パークス・ロード、オックスフォ ード・ユニヴァーシティ、デパートメン ト・オブ・エンジニアリング・サイエンス Fターム(参考) 5K002 BA21 CA14 FA03 【要約の続き】 情報を搬送することができる。
Claims (13)
- 【請求項1】 放射センサと、逆反射形状に形成された表面を有する調整可
能な反射層と、前記調整可能な反射表面の反射特性を変更するための調節手段と
、前記センサ及び前記調節手段と通信を行って前記反射特性の変化を制御するコ
ントローラと、を備えることを特徴とする通信装置。 - 【請求項2】 前記調整可能な反射層は、電界に依存する屈折率を有する材
料からなることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 【請求項3】 前記調節手段は、前記調整可能な反射層に電界をかけるため
のバイアス手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 【請求項4】 前記調整可能な反射層の逆反射形状に形成された表面は、入
射する放射に対して実質的に透過性を有する外側層と接触し、それにより前記調
整可能な反射層の前記屈折率が、前記外側層の屈折率と略等しい屈折率と、前記
外側層の前記屈折率と異なる屈折率との間で調整可能であることを特徴とする請
求項2又は3に記載の通信装置。 - 【請求項5】 前記調整可能な反射層の、前記逆反射形状に形成された表面
と反対側の表面と接触して、さらに別の外側の層が設けられ、前記別の外側の層
と前記調整可能な反射層との境界面が、前記逆反射形状に形成された表面の前面
において散乱性境界面を形成し、それにより前記調節手段が、前記散乱性境界面
により生じる放射の散乱の度合を調整することを特徴とする請求項4に記載の通
信装置。 - 【請求項6】 前記調節手段は、前記調整可能な反射層に機械的な振動を加
えるために、前記調整可能な反射層と接触する圧電性層を備えることを特徴とす
る請求項1に記載の通信装置。 - 【請求項7】 前記放射センサは、1つ或いは複数の検出器であることを特
徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の通信装置。 - 【請求項8】 前記調整可能な反射層の前記逆反射形状に形成された表面の
裏面に設けられる放射吸収層をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至7の
いずれか一項に記載の通信装置。 - 【請求項9】 前記逆反射される放射は、前記調整可能な反射層により振幅
変調されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の通信装置。 - 【請求項10】 前記逆反射される放射は、前記調整可能な反射層により位
相および/または偏波変調されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一
項に記載の通信装置。 - 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか一項に記載される1つ或いは
複数の通信装置を備える道路標識。 - 【請求項12】 請求項1乃至11のいずれか一項に記載される通信装置か
ら構成されるIDカード。 - 【請求項13】 逆反射形状に形成された表面を有する調整可能な反射層を
備える電力モニタ装置と、電源の近傍に前記モニタ装置を搭載するための手段と
、を備える装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9810039.9 | 1998-05-11 | ||
GBGB9810039.9A GB9810039D0 (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Communications device |
PCT/GB1999/001386 WO1999059271A1 (en) | 1998-05-11 | 1999-05-11 | Communications device retroreflecting incident modulated radiation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002515611A true JP2002515611A (ja) | 2002-05-28 |
Family
ID=10831823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000548976A Withdrawn JP2002515611A (ja) | 1998-05-11 | 1999-05-11 | 入射変調波を逆反射する通信装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP1076947B1 (ja) |
JP (1) | JP2002515611A (ja) |
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ES (1) | ES2189421T3 (ja) |
GB (1) | GB9810039D0 (ja) |
WO (1) | WO1999059271A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006333395A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Kyocera Corp | 無線通信システム、無線発信装置、および無線受信装置 |
JP2017208557A (ja) * | 2011-06-13 | 2017-11-24 | ワイ−チャージ リミテッド | 空間分布レーザ共振器 |
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US7693426B2 (en) * | 2003-12-18 | 2010-04-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser-based communications with a remote information source |
US20060003701A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Daoud Bassel H | Alignment system for communications |
US6974219B1 (en) | 2004-07-09 | 2005-12-13 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc | Zero reflectance design for tilted devices |
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US8224189B1 (en) | 2007-02-02 | 2012-07-17 | Sunlight Photonics Inc. | Retro-directive target for free-space optical communication and method of producing the same |
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US8351793B2 (en) * | 2008-10-22 | 2013-01-08 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Free space optical communication with optical film |
WO2014009720A1 (en) | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Trw Limited | Remote sensing device and monitoring apparatus |
US9400414B2 (en) | 2012-11-19 | 2016-07-26 | Raytheon Company | Methods and apparatus for imaging without retro-reflection using a tilted image plane and structured relay optic |
US9018575B2 (en) | 2012-12-14 | 2015-04-28 | Raytheon Company | Non-retroreflective optical threat detection system and methods having an imaging detector aligned with a tilted image plane to reconstruct an image from plural image slices |
US9535245B1 (en) | 2012-12-14 | 2017-01-03 | Raytheon Company | Methods and apparatus for deceiving optical augmentation |
IL265022B2 (en) | 2016-08-26 | 2024-01-01 | Andrew Simon FILO | Retroreflective piezoelectric multilayer film modulator |
CN110312952B (zh) | 2017-02-20 | 2022-09-27 | 3M创新有限公司 | 光学制品和与其交互的系统 |
WO2019064108A1 (en) | 2017-09-27 | 2019-04-04 | 3M Innovative Properties Company | PERSONAL PROTECTIVE EQUIPMENT MANAGEMENT SYSTEM USING OPTICAL PATTERNS FOR EQUIPMENT AND SECURITY MONITORING |
US11709383B2 (en) | 2018-06-12 | 2023-07-25 | Raymond Hoheisel | Optical communication and power generation device and method |
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DE3319158A1 (de) * | 1983-05-26 | 1984-11-29 | Precitronic Gesellschaft für Feinmechanik und Electronic mbH, 2000 Hamburg | System zur elektrooptischen informationsuebertragung |
DE3905481C2 (de) * | 1988-02-23 | 2003-01-09 | Sony Corp | Verfahren und Vorrichtung für optischen Datenverkehr |
US4983021A (en) | 1988-08-10 | 1991-01-08 | Fergason James L | Modulated retroreflector system |
GB2240681A (en) * | 1990-01-23 | 1991-08-07 | British Telecomm | Communicator |
DE4031043A1 (de) * | 1990-10-01 | 1992-04-02 | Precitronic | Vorrichtung zum aussenden und empfangen von laserlicht |
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-
1998
- 1998-05-11 GB GBGB9810039.9A patent/GB9810039D0/en not_active Ceased
-
1999
- 1999-05-11 EP EP99920966A patent/EP1076947B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-11 ES ES99920966T patent/ES2189421T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-11 WO PCT/GB1999/001386 patent/WO1999059271A1/en active IP Right Grant
- 1999-05-11 DE DE69905710T patent/DE69905710T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-11 US US09/700,279 patent/US6721539B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-05-11 JP JP2000548976A patent/JP2002515611A/ja not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |