(57)【要約】【課題】  ＱＰＳＫ変調などのより高いビットレートの変調処理を取り入れてバック・スキャッタ方式のデータ通信の伝送レートを向上させる。【解決手段】  第２〜第４の信号路にはそれぞれ位相器３５４、３５７、３６０が挿入されており、第１の信号路に入力されたキャリアと比較してそれぞれ９０度、１８０度、２７０度の位相差を作り出す。したがって、送信データを２ビットずつに区切り、高周波スイッチ３５１、３５２…のオン／オフの組み合わせにより２ビットの０と１の組み合わせに応じた信号路に切り替え、４通りの位相差をキャリアに割り当てることにより、ＱＰＳＫ変調を実現する。【選択図】  図２
2005136666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信電波の反射を利用したバック・スキャッタ方式によりデータ通信を行なう無線通信装置であって、データ送信部は、
転送先から到来する電波を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信した電波を入力する入力端及び受信電波の反射波を送出する出力端と、
ｋ番目の信号路が（ｋ−１）π／２n-1だけの位相差を与える、前記入力端と前記出力端の間に並列的に接続されたｎ通りの信号路と（但し、１≦ｋ≦ｎ）、
送信データに応じていずれかの信号路を選択することによりｎ通りの位相の異なる反射波を形成する信号路選択手段を備え、
受信電波に対する反射波の位相差パターンを以って送信データを表す、
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
ｋ番目の信号路は（ｋ−１）π／２nの位相差を与え（但し、１≦ｋ≦ｎ）、
前記信号路選択手段は、送信データを２n-1ビットずつに区切り、２n-1ビットの０と１の組み合わせに応じた信号路を選択して反射波に位相を割り当てて、２n相ＰＳＫ変調を行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
いずれの位相器も通過せずに受信電波を直接反射する第１の反射波を得る第１の信号路と、λ／４の位相差を与える位相器を直列接続し前記第１の反射波と比較してπ／２だけ位相がシフトした第２の反射波を得る第２の信号路と、λ／２の位相差を与える位相器を直列接続し前記第１の反射波と比較してπだけ位相がシフトした第３の反射波を得る第３の信号路と、３λ／４の位相差を与える位相器を直列接続し前記第１の反射波と比較して３π／２だけ位相がシフトした第４の反射波を得る第４の信号路を備え、
前記信号路選択手段は、送信データを２ビットずつに区切り、２ビットの０と１の組み合わせに応じた信号路を選択して反射波に位相を割り当てて、ＱＰＳＫ変調を行なう、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定周波数帯のマイクロ波を用いた電波通信方式による無線通信装置に係り、特に、超近距離に限定される機器間で低消費電力化を実現する無線通信装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、アンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用したバック・スキャッタ方式により超近距離のデータ通信を行なう無線通信装置に係り、特に、より高いビットレートの変調処理を取り入れてバック・スキャッタ方式のデータ通信の伝送レートを向上させる無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
局所でのみ適用可能な無線通信手段の一例として、ＲＦＩＤを挙げることができる。ＲＦＩＤとは、タグとリーダとから構成されるシステムで、タグに格納された情報をリーダで非接触に読み取るシステムである。他の呼び方として、「ＩＤシステム、データ・キャリア・システム」などがあるが、世界的に共通なのが、このＲＦＩＤシステムである。略してＲＦＩＤという場合もある。日本語に訳すると「高周波（無線）を使用した認識システム」となる。タグとリーダライタの間の通信方法には、電磁結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【０００４】
ＲＦＩＤタグは、固有の識別情報を含んだデバイスであり、特定周波数の電波を受信したことに応答して識別情報に相当する変調周波数の電波を発振する動作特性を持ち、読み取り装置側でＲＦＩＤタグの発振周波数を基にそれが何であるかを特定することができる。したがって、ＲＦＩＤを用いたシステムでは、ＲＦＩＤタグに書き込まれている固有のＩＤを利用して、物品の判別や所有者の判別などを行なうことができる。現在、ＲＦＩＤシステムは、入退室を管理するシステムや、物流における物品識別システム、食堂などでの料金清算のシステム、ＣＤやソフトウェアなどの販売店での無断持ち出し防止システムなど、多数のシステムで利用されている。
【０００５】
例えば、送受信及びメモリ機能を備えたＩＣチップと、該チップの駆動源と、アンテナとをパッケージ化して無線識別装置を小型に製作することができる（例えば、特許文献１を参照のこと）。この無線識別装置によれば、物品などに関するさまざまのデータをアンテナ経由でＩＣチップの受信手段に送信し、その出力をメモリに蓄積しておくとともに、必要に応じてメモリ内のデータを読み出して、アンテナを介して無線で外部に供給することができる。したがって、物品などの存在や位置を迅速且つ容易に確認したり追跡したりすることが可能である。
【０００６】
図６には、従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示している。参照番号１０１は、ＲＦＩＤのタグ側に相当し、タグ・チップ１０２とアンテナ１０３で構成される。アンテナ１０３には、半波長のダイポール・アンテナなどが使用される。タグ・チップ１０２は、変調部１１０と、整流・復調部１１２、メモリ部１１３で構成される。
【０００７】
タグ・リーダ１００より送信された電波ｆoは、アンテナ１０３で受信され、整流・復調部１１０に入力される。ここで、受信電波ｆoは整流され、直流電源に変換されると同時に、この直流電源により復調機能が動作開始し、タグ１０１に対する読み取り信号であることが認識される。電波ｆoの受信により発生した電源は、メモリ部１１３及び変調部１１０にも供給される。
【０００８】
メモリ部１１３は、あらかじめ内部に格納されているＩＤ情報を読み出し、変調部１１０に送信データとして送る。変調部１１０は、ダイオード・スイッチ１１１で構成され、送信データのビット・イメージに従ってダイオード・スイッチ１１１のオン／オフ動作を繰り返す。すなわち、データが１の場合は、スイッチがオン状態となり、アンテナはアンテナ・インピーダンス（例えば５０オーム）で終端される。このとき、タグ・リーダ１００からの電波は吸収される。また、データが０の場合は、スイッチがオフとなり、ダイオード・スイッチ１１１はオープン状態となり、同時にアンテナの終端もオープン状態となる。このとき、タグ・リーダ１００からの電波は反射され、送信元に戻ることになる。このように到来した電波の反射又は吸収のパターンによってデータを表現する通信方法は「バック・スキャッタ方式」と呼ばれる。このようにして、タグ１０１は無電源で内部の情報をリーダ側に送ることが可能となる。
【０００９】
一方のタグ・リーダ１００は、携帯情報端末などのホスト機器１０６と、タグ・リーダ・モジュール１０４と、タグ・リーダ・モジュール１０４に接続されたアンテナ１０５で構成される。
【００１０】
ホスト機器１０６は、タグ１０１のリード指示をホスト・インターフェース部１２１経由で通信制御部１２０に通知する。ベースバンド処理部１１９は、通信制御部１２０からのタグのリード・コマンドを受け取ると、送信データに対して所定の編集処理を施し、さらにフィルタリングを行なった後、ベースバンド信号としてＡＳＫ変調部１１７に送る。ＡＳＫ変調部１１７は、周波数シンセサイザ１１６の周波数ｆoを用いてＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：振幅シフト・キーイング）変調を行なう。
【００１１】
周波数シンセサイザ１１６の周波数設定は、通信制御部１２０により行なわれる。一般に、ＲＦタグからの信号の定在波やマルチパスの軽減のために、タグへの送信周波数はホッピングして用いられる。このホッピングの指示も通信制御部１２０により行なわれる。ＡＳＫ変調が施された送信信号は、サーキュレータ１１４を経由し、アンテナ１０５よりタグ１０１に向けて放射される。
【００１２】
タグ１０１からは、バック・スキャッタ方式による反射により（前述）、タグ・リーダ１００からの送信信号と同一周波数の信号が戻される。この信号は、タグ・リーダ１００のアンテナ１０５で受信され、ミキサ１１５に入力される。ミキサ１１５には送信と同じローカル周波数ｆoが入力されるので、ミキサ１１５の出力にはタグ１０１側で変調を施した信号が現れることになる。復調部１１８は、この信号から１／０のデータを復調し、通信制御部１１９に送る。通信制御部１１９では、データをデコードし、タグ１０１内のメモリ１１３に格納されていたデータ（ＩＤ）を取り出し、ホスト・インターフェース部１２０からホスト機器１０６に転送する。
【００１３】
上述したような仕組みにより、タグ・リーダ１００はタグ１０１内の情報を読み出すことができる。タグ・リーダは、一般的にはタグ・ライタとしても使用することが可能で、ホスト機器１０６側の指定データをタグ１０１内のメモリ１１３に書き込むことができる。
【００１４】
従来、このようなバック・スキャッタ方式の無線通信システムは、通信範囲が超近距離に限定されることから、ＲＦＩＤタグに代表されるように、物品や人などの識別や認証に適用されることが多かった。
【００１５】
他方、バック・スキャッタ方式の無線通信は、通信距離を限定するならば、極めて消費電力の低い無線伝送路を確立することができるという特徴も備えている。最近では、実装技術の向上とも相俟ってメモリ機能を搭載したＩＣチップが出現し、さらにこのメモリ容量が増大してきている。したがって、識別・認証情報のように比較的短いデータの通信を行なうだけでなく、一般的なデータ伝送にもバック・スキャッタ方式の通信を採り入れたいという要望がある。
【００１６】
ところが、これまでのバック・スキャッタ方式の通信システムにおいては、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）などの比較的ビットレートの低い変調方式が採用されていることから、伝送速度の面で問題がある。
【００１７】
【特許文献１】特開平６−１２３７７３号公報
【非特許文献１】クラウス・フィンケンツェラー著（ソフト工学研究所訳）「ＲＦＩＤハンドブック  非接触ＩＣカードの原理と応用」（日刊工業新聞社）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、アンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用したバック・スキャッタ方式により超近距離のデータ通信を好適に行なうことができる、優れた無線通信装置を提供することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、より高いビットレートの変調処理を取り入れてバック・スキャッタ方式のデータ通信の伝送レートを向上させることができる、優れた無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、受信電波の反射を利用したバック・スキャッタ方式によりデータ通信を行なう無線通信装置であって、データ送信部は、
転送先から到来する電波を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信した電波を入力する入力端及び受信電波の反射波を送出する出力端と、
ｋ番目の信号路が（ｋ−１）π／２n-1だけの位相差を与える、前記入力端と前記出力端の間に並列的に接続されたｎ通りの信号路と（但し、１≦ｋ≦ｎ）、
送信データに応じていずれかの信号路を選択することによりｎ通りの位相の異なる反射波を形成する信号路選択手段を備え、
受信電波に対する反射波の位相差パターンを以って送信データを表す、
ことを特徴とする無線通信装置である。
【００２１】
ここで、ｋ番目の信号路は（ｋ−１）π／２nの位相差を与えている（但し、１≦ｋ≦ｎ）。そして、前記信号路選択手段は、送信データを２n-1ビットずつに区切り、２n-1ビットの０と１の組み合わせに応じた信号路を選択して反射波に位相を割り当てて、２n相ＰＳＫ変調を行なうことができる。
【００２２】
本発明に係る無線通信装置は、例えば、いずれの位相器も通過せずに受信電波を直接反射する第１の反射波を得る第１の信号路と、λ／４の位相差を与える位相器を直列接続し前記第１の反射波と比較してπ／２だけ位相がシフトした第２の反射波を得る第２の信号路と、λ／２の位相差を与える位相器を直列接続し前記第１の反射波と比較してπだけ位相がシフトした第３の反射波を得る第３の信号路と、３λ／４の位相差を与える位相器を直列接続し前記第１の反射波と比較して３π／２だけ位相がシフトした第４の反射波を得る第４の信号路を備えている。
【００２３】
このような場合、前記信号路選択手段は、送信データを２ビットずつに区切り、２ビットの０と１の組み合わせに応じた信号路を選択して反射波に位相を割り当てて、ＱＰＳＫ変調を行なうことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アンテナの終端操作に基づく受信電波の吸収と反射を利用したバック・スキャッタ方式により超近距離のデータ通信を好適に行なうことができる、優れた無線通信装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、ＱＰＳＫ変調などのより高いビットレートの変調処理を取り入れてバック・スキャッタ方式のデータ通信の伝送レートを向上させることができる、優れた無線通信装置を提供することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、画像データなどをデジタル・カメラや携帯電話などのポートブル機器から、ＰＣやテレビ、プリンタなどの機器へ無線伝送する際の低消費電力化を実現することができる、優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することができる。
【００２７】
また、本発明によれば、超近距離に限定される機器間で送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において低消費電力化を実現することができる、優れた無線通信システム並びに無線通信装置を提供することができる。
【００２８】
本発明によれば、無線ＬＡＮに比べて、桁違いの超低消費画像伝送がモバイル機器で実現出来る。これによりモバイル機器のバッテリ寿命を大幅増やすことが可能となる。
【００２９】
また、本発明によれば、データ送信側としてのモバイル機器の無線伝送モジュールは、無線ＬＡＮに比べて、低コスト化が容易に実現することができる。また、モバイル側の無線伝送モジュールは、電波法において無線局の対象にならないため、適合証明などの認定作業が不要となる。
【００３０】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００３２】
本発明は、超近距離に限定される機器間で送信比率が通信のほとんどを占めるような通信形態において、低消費電力化を実現することを目的とするものであり、ＲＦＩＤで用いられるバック・スキャッタ方式に基づく反射波を利用して無線伝送を行なう。ＲＦＩＤシステム自体は、局所でのみ適用可能な無線通信手段の一例として当業界において広く知られている。
【００３３】
ＲＦＩＤは、タグとリーダとから構成されるシステムで、タグに格納された情報をリーダで非接触に読み取るシステムであるＲＦＩＤタグは、固有の識別情報を含んだデバイスであり、特定周波数の電波を受信したことに応答して識別情報に相当する変調周波数の電波を発振する動作特性を持ち、読み取り装置側でＲＦＩＤタグの発振周波数を基にそれが何であるかを特定することができる。タグとリーダライタの間の通信方法には、電磁結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。本発明は、このうち、２．４ＧＨｚ帯などのマイクロ波を用いた電波通信方式に関連する。
【００３４】
図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信装置３００のハードウェア構成を模式的に示している。図示の無線通信装置３００は、デジタル・カメラやカメラ付き携帯電話などの画像データの伝送元となる機器に相当し、例えばバッテリ（図示しない）を主電源として駆動する。
【００３５】
デジタル・カメラ単体としては、カメラ部３０２と、信号処理部３０３と、メモリ・カード・インターフェース部３０４と、操作／表示部３０５と、ＵＳＢインターフェース部３０６で構成される。
【００３６】
信号処理部３０３は、カメラ部３０２で入力された画像データをＪＰＥＧ （Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）などの所定のフォーマットの画像データに変換し、メモリ・カード・インターフェース部２０４を介して外部のメモリ・カード３０７に格納する。
【００３７】
操作表示部３０５は、画像表示、各種設定などを行なう。ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）インターフェース部３０６は、ＰＣにＵＳＢインターフェースを用いて画像転送を行なう際に使用される。
【００３８】
本実施形態に係る無線通信装置３００は、無線伝送モジュール３０８として、電波通信方式に基づくＲＦＩＤタグが用いられている。
【００３９】
無線伝送モジュール３０８は、アンテナ３０９と、高周波スイッチ３１０並びに高周波スイッチ３１１と、バンドパス・フィルタ３１２と、ＡＳＫ検波部３１３とで構成される。本実施形態では、無線電波の周波数として２．４ＧＨｚ帯を用いる。
【００４０】
画像転送を始めとするデータ伝送を行なう場合、高周波スイッチ３１１は、信号処理部３０３からの制御信号により、ＡＳＫ検波部３１３とともにオフに制御され、オープン状態になる。無線伝送モジュール部３０８は、信号処理部３０３によってメモリ・カード３０７より読み出された画像データを受け取ると、データのビット・イメージに従ってアンテナ３０９に接続された他方の高周波スイッチ３１０のオン／オフ動作を行なう。例えば、データが１のときは高周波スイッチ３１０をオンに、データが０のときオフとする。
【００４１】
図示の通り、高周波スイッチ３１０がオンのときは、アンテナ３０９はグランドにショートされ、転送先から到来する電波（後述）は吸収される。一方、高周波スイッチ３１０がオフのときは、アンテナ３０９はオープンとなり、転送先から到来する電波は反射される。この動作は、転送先から到来する電波に対して、高周波スイッチ３１０のオンとオフにより位相差１８０度の反射波を作ることになる。したがって、転送先では、送信電波の反射の位相を検出ことによって、画像データなどの送信データ信号を読み取ることができる。
【００４２】
すなわち、画像データは、基本的に、高周波スイッチのオン／オフ操作に伴うアンテナ負荷インピーダンスの変動によって生じる転送先からの電波のＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調された反射波として、バック・スキャッタ方式で送信されることになる。無線伝送モジュール３０８からの反射波信号は、ＰＳＫ変調波と等価である。
【００４３】
高周波スイッチ３１０は一般的にガリウム砒素のＩＣで構成され、その消費電力は数１０μＷ以下である。したがって、上述した通信方式によれば、超低消費の無線画像伝送を実現することができる。
【００４４】
一方、データ受信時には、信号処理部３１１からの制御信号により、高周波スイッチ３１１はＡＳＫ検波部３１３とともにオンに制御される。
【００４５】
バンドパス・フィルタ３１２並びにＡＳＫ検波部３１３は、転送先からＡＳＫ変調された送達確認信号の受信時に用いるが、この２つのブロックは、伝送の送達確認を行なわない一方向の伝送であれば不要となる。一方、送達確認が行なわれる場合、その制御は、信号処理部３０３で行なわれる。
【００４６】
バンドパス・フィルタ３１２は、２．４ＧＨｚ帯の周波数を通過させ、他の周波数帯を減衰される目的で使用される。送達確認を行なう場合に必要なＡＳＫ検波部３１３の消費電力は３０ｍＷ以下で実現することができる。
【００４７】
したがって、図１に示した無線通信装置において画像データなどのデータ伝送を行なうときの平均電力としては、送達確認方式の場合で１０ｍＷ以下、一方向伝送では、数１０μＷでデータ伝送が可能である。これは、一般的な無線ＬＡＮシステムにおける平均消費電力と比較すると、圧倒的な性能差である。
【００４８】
また、本発明は、到来した電波の反射を利用するバック・スキャッタ方式により低電力でデータ伝送を行なう無線通信装置に関するものであるが、その他の実施形態として、無線伝送モジュール部３０８の反射波の変調方式として、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式を適用することができる。ＰＳＫからＱＰＳＫ方式に変更した目的は、データの高速化である。上述のＰＳＫ変調方式では１８０度だけずれた移相にそれぞれ０と１を割り当てるのに対し、ＱＰＳＫ変調方式ではπ／２だけずれた０相、π／２相、π相、３π／２相にそれぞれ（０，０）、（０，１）、（１，０）、（１，１）を割り当てて伝送することから、ビットレートが向上する。これを一般化すれば、２n相ＰＳＫ変調方式ではπ／２n-1ずつずれた２n相にデータを割り当てることから、単純にはｎが増加すればビットレートが向上することになる。
【００４９】
図２には、この実施形態に係る無線通信装置の構成を示している。無線伝送モジュール３０８は、３つのポートＣ１、Ｃ２、Ｃ３を持つサーキュレータ３５０と、サーキュレータ３５０のポートＣ２に接続されたアンテナ３０９と、高周波スイッチ３５１及び３５２が直列接続されてなる第１の信号路と、高周波スイッチ３５３と位相器３５４と高周波スイッチ３５５が直列接続されてなる第２の信号路と、高周波スイッチ３５６と位相器３５７と高周波スイッチ３５８が直列接続されてなる第３の信号路と、高周波スイッチ３５９と位相器３６０と高周波スイッチ３６１が直列接続されてなる第４の信号路とを備えている。各位相器３５４、３５７、３６０は、２．４ＧＨｚ帯で、それぞれλ／４、λ／２、３λ／４となるようなストリップ・ラインなどの線路、又は電圧制御で位相を可変できるアクティブな位相器で構成される。
【００５０】
第１〜第４の信号路は、サーキュレータ３５０のポートＣ１とＣ３に並列的に接続されている。また、各高周波スイッチ３５１、３５２…は、データ・でコーダ３６２によって送信データに応じてオン／オフ操作される。
【００５１】
サーキュレータ３５０は、信号をＣ１→Ｃ２、Ｃ２→Ｃ３の方向に伝達するという方向性を持つ。この方向性を利用し、アンテナ３０９をＣ２に接続し、Ｃ２からの入力信号をＣ３から取り出し、第１〜第４の信号路においてそれぞれ異なる位相差を与える処理をしてからＣ１に戻すことにより、Ｃ２には位相シフト処理をされた反射波が得られる。
【００５２】
上述したように、バック・スキャッタ方式では、高周波スイッチのオン／オフ切り替えにより到来した電波の吸収／反射を切り替えて、データ伝送を実現する。ここで、高周波スイッチ３５１、３５２…の切り替え速度には限界があるので、高速化するためには、一度の切り替えにおいて複数のビット情報を送る必要がある。
【００５３】
上述した第２〜第４の信号路にはそれぞれ位相器３５４、３５７、３６０が挿入されており、第１の信号路に入力されたキャリアと比較してそれぞれ９０度、１８０度、２７０度の位相差を作り出す。したがって、高周波スイッチ３５１、３５２…のオン／オフの組み合わせにより、キャリアが通過する信号路を切り替え、４通りの位相差を与えることができる。
【００５４】
例えば、高周波スイッチ３５１及び３５２のみがオンとなるとき、第１の信号路が選択される。すなわち、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、そのままポートＣ１及びＣ２を通って、アンテナ３０９から反射波として送出される。
【００５５】
また、高周波スイッチ３５３及び３５５のみがオンとなるとき、第２の信号路が選択される。すなわち、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、位相器３５４でλ／４だけシフトし、ポートＣ１及びＣ２を通ってアンテナ３０９から反射波として送出される。
【００５６】
また、高周波スイッチ３５６及び３５８のみがオンとなるとき、第３の信号路が選択される。すなわち、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、位相器３５７でλ／２だけシフトし、ポートＣ１及びＣ２を通ってアンテナ３０９から反射波として送出される。
【００５７】
また、高周波スイッチ３５９及び３６１のみがオンとなるとき、第３の信号路が選択される。すなわち、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、位相器３６０で３λ／４だけシフトし、ポートＣ１及びＣ２を通ってアンテナ３０９から反射波として送出される。
【００５８】
画像転送などのデータ伝送を行なう場合、無線伝送モジュール部３０８では、データを２ビットずつに区切り、２ビットの０と１の組み合わせに応じた位相をキャリアに割り当てることにより、ＱＰＳＫ変調を実現するようになっている。
【００５９】
具体的には、無線伝送モジュール部３０８は、信号処理部３０３によってメモリ・カード３０７より読み出された画像データを受け取ると、データのビット・イメージをデータ・デコード部３６２に送る。そして、データ・デコード部３６２は、データを２ビットずつに区切り、００のときは高周波スイッチ３５１及び３５２をオンにし、その他の高周波スイッチをオフにする。また、０１のときは、高周波スイッチ３５３及び３５５をオンにし、その他の高周波スイッチをオフにする。また、１１のときは、高周波スイッチ３５６及び３５８をオンにし、その他の高周波スイッチをオフにする。また、１０のときは、高周波スイッチ３５９及び３６１をオンにし、その他の高周波スイッチをオフにするように動作する。
【００６０】
ここで、データが００のときは、高周波スイッチ３５１及び３５２のみがオンとなるため、第１の信号路が選択され、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、位相がシフトすることなくそのままポートＣ１及びＣ２を通って、アンテナ３０９から反射波として送出される。
【００６１】
また、データが０１のときは、高周波スイッチ３５３及び３５５のみがオンとなるため、第２の信号路が選択され、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、データ００のときと比較して、位相器３５４でλ／４だけシフトした後、ポートＣ１及びＣ２を通って、アンテナ３０９から反射波として送出される。
【００６２】
また、データが１１のときは、高周波スイッチ３５６及び３５８のみがオンとなるため、第３の信号路が選択され、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、データ００のときと比較して、位相器３５７でλ／２だけシフトした後、ポートＣ１及びＣ２を通って、アンテナ３０９から反射波として送出される。
【００６３】
また、データが１０のときは、高周波スイッチ３５９及び３６１のみがオンとなるため、第４の信号路が選択され、サーキュレータ３５０のポートＣ２及びＣ３から入力されたキャリアは、データ００のときと比較して、位相器３６０で３λ／４だけシフトした後、ポートＣ１及びＣ２を通って、アンテナ３０９から反射波として送出される。
【００６４】
本実施形態では、第１〜第４の信号路上には高周波スイッチ３５１と３５２、３５３と３５５、３５６と３５８、３５９と３６１の各組み合わせが配設されているが、いずれか一方のスイッチ１つで構成することも可能である。但し、各高周波スイッチ内で若干の位相シフトがあることが予想されるため、すべての位相点が同じような位相シフトを持つように敢えて、２つ使用している次第である。
【００６５】
このようして、データ２ビットの値に従い、相互に９０度ずつ位相の異なる４つの位相を有する反射波を作ることが可能となり、ＱＰＳＫ変調された反射波を作ることができる。
【００６６】
なお、図２に示した無線伝送モジュール３０８において、ＰＳＫ変調も掛けることが可能となる。この場合、第２の信号路上の高周波スイッチ３５３及び３５５と、第４の信号路上の高周波スイッチ３５９及び３６１を制御しない。そして、データ０のときは第１の信号路上の高周波スイッチ３５１及び３５２のみをオンにする。また、データ１のときは第３の信号路上の高周波スイッチ３５６及び３５８のみをオンにし、データ０のときと比較して反射波の位相を１８０度だけシフトする。したがって、同じ回路で、ＱＰＳＫとＰＳＫの２つの変調方式に対応可能となる。これは、通信中にもダイナミックに可変できることを意味する。
【００６７】
また、本発明に係る多相変調波の生成方法は、本発明のデータ伝送への適用以外にも電源を持たない一般のＲＦＩＤとしても有効である、という点を十分理解されたい。
【００６８】
また、図２に示したＯＰＳＫ変調を適用したバック・スキャッタ方式の無線通信装置のさらなる発展形として、７個のλ／８の位相器と１６個の高周波スイッチを同様にサーキュレータ３５０のポートＣ１及びＣ３に並列接続することにより、０００からデータ１１１までの８通りのデータに対して４５度ずつの位相を割り当てる８相ＰＳＫを作ることも可能となる。
【００６９】
図３には、本実施形態において、図２に示した無線通信装置からの伝送データを受信する無線通信装置のハードウェア構成を模式的に示している。図示の無線通信装置は、受信した画像データを表示出力するＰＣやテレビ、印刷出力するプリンタなどの画像再生装置に相当する。
【００７０】
本実施形態では、画像データは反射波で伝送されるため、無線受信モジュール４００からは反射波を作り出すための無変調のキャリアを送信する必要がある。  無線受信モジュール４００は、２．４ＧＨｚ帯のアンテナ４０１と、サーキュレータ４０２と、受信部４０３と、送信部４０６と、周波数シンセサイザ４０９と、通信制御部４１０と、ホスト・インターフェース部４１１で構成される。さらに、受信部４０３は、直交検波部４０４とＡＧＣ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ４０５で構成される。また、送信部４０６は、ミキサ４０８とパワー・アンプ４０７で構成される。ホスト・インターフェース部４１１は、ＰＣなどのホスト機器４１２に接続され、受信した画像データを転送する。
【００７１】
無線受信モジュール４００から無変調キャリアを送信するためには、通信制御部４１０からミキサ４０８に対してある直流電圧を与えることにより実現される。送信する無変調キャリアの周波数は、通信制御部４１０から制御される周波数シンセサイザの周波数で決まる。本実施形態では２．４ＧＨｚ帯を用いている。ミキサ４０８から出力される無変調キャリアは、パワー・アンプ４０７にて所定のレベルまで増幅され、サーキュレータ４０２経由でアンテナ４０１より送出される。
【００７２】
画像伝送装置３００からの反射波は、無線受信モジュール４００（前述）から送信される周波数と同じである。この反射波は、アンテナ４０１で受信され、サーキュレータ４０２経由で受信部４０３に入力される。直交検波部４０４には、送信と同じローカル周波数が入力されるため、直交検波部４０４の出力には、画像伝送装置３００で掛けられたＰＳＫ又はＱＰＳＫ変調波が現れることになる。 但し、受信した信号はローカル信号と位相が異なるため、Ｉ軸信号とＱ軸信号には、その位相差に応じた変調信号が現われる。
【００７３】
ＡＧＣアンプ部４０５では、最適値にゲインを制御され、その出力信号は、通信制御部４１０に渡される。通信制御部４１０では、Ｉ軸及びＱ軸の各信号よりキャリア再生とクロック再生を含むＰＳＫ又はＱＰＳＫ復調を行なう。そして、正しく復元されたデータは、ホスト・インターフェース部４１１経由で、ホスト機器４１２に転送される。
【００７４】
画像伝送装置３００からのデータの送達確認を行なう場合、通信制御部４１０は、受信したパケット・データが正しければ肯定応答のＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を、誤っていれば否定応答のＮＡＫ(Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ)のデジタル・データを、それぞれミキサ４０８に転送し、ＡＳＫ変調をかける。データの正誤は、画像データ・パケットに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号で判断する。
【００７５】
図４には、図２に示した画像伝送装置としての無線通信装置３００と図３に示した画像表示装置としての無線通信装置４００間で無線伝送を行なうための制御シーケンスを示している。但し、図示の例では、両装置間で送達確認を行なうことを想定する。以下、この制御シーケンスについて説明する。
【００７６】
（ステップ１）
画像伝送装置側では、例えばユーザが手動にてデータ送信モードに設定される。
【００７７】
（ステップ２）
同様に、画像表示装置側では、例えばユーザが手動にてデータ受信待ちモードに設定される。
【００７８】
（ステップ３）
画像の転送先である画像表示装置は、画像伝送装置側で反射波を形成するための無変調キャリアを送信する。
【００７９】
（ステップ４）
無変調キャリアを受信した画像伝送装置は、反射波を用いて、データ送信要求を行なう。
【００８０】
（ステップ５）
データ送信要求を受信した画像表示装置は、ＡＳＫ変調により送信許可を送信する。
【００８１】
（ステップ６）
画像表示装置は、反射波形成用の無変調キャリアを送信する。
【００８２】
（ステップ７）
無変調キャリアを受信した画像伝送装置は、反射波を用いて、パケット化されたデータの送信を行なう。このとき、データを２ビットずつに区切り、２ビットの０と１の組み合わせに応じた位相を割り当てることにより、ＱＰＳＫ変調を行なう（前述）。
【００８３】
（ステップ８）
画像表示装置は、受信したパケット・データをＱＰＳＫ復調し、データを復元する。受信データが正しければ、ＡＳＫ変調で肯定応答のＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送る。間違っていれば、否定応答のＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信する。ここで、データの正誤は、データ・パケットに付加されたＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号で判断することができる。
【００８４】
画像表示装置がＡＣＫ又はＮＡＫの送達確認信号を送信する際に、同一信号内に画像伝送装置に対するコマンドを含めることも可能である。例えば、画像表示装置から画像伝送装置に対して、スライドショーの要求をする場合などが考えられる。
【００８５】
これにより、画像表示装置から画像伝送装置をリモートコントロールすることが可能となる。さらに、テレビなどのように画像表示装置が赤外線リモコンで操作できる場合は、赤外線リモコン→画像表示装置→画像伝送装置とコマンドを送ることにより、赤外線リモコンから間接的に画像伝送装置を制御することが可能となる。
【００８６】
以降、データの終了まで、ステップ６〜ステップ８の処理は繰り返し実行される。
【００８７】
上述した実施形態では、画像転送であることから、データの送達確認のため、双方向通信とした。但し、ビデオ・カメラなどのストリーミング・データの転送を行なう際には、一方向の伝送でも構わない。この場合、画像表示装置からＡＳＫ変調された送達確認信号は不要となることから、画像伝送装置側もその受信が不要となり、さらなる低消費電力化を実現することができる。
【００８８】
また、図４に示したような制御シーケンスを行なう上で、画像伝送装置側では発振器を持つ必要がない、という点を十分理解されたい。
【００８９】
なお、図１に示した例では、画像伝送装置側は、デジタル・カメラなどの撮影装置に無線伝送モジュール３０８が内蔵されているが、勿論、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、無線伝送モジュールが外付けアダプタなどで構成され、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）やその他のインターフェース規格に基づいて装置本体の外部接続する形態で提供するようにしてもよい。
【００９０】
図５には、無線伝送モジュールが、アダプタ・タイプで構成されている場合の構成例を模式的に示している。
【００９１】
図示の通り、画像伝送装置は、カメラ部６０２と、信号処理部６０３と、メモリ・カード・インターフェース部６０４と、操作／表示部６０５と、ＵＳＢインターフェース部６０６と、メモリ・カード６０７を備えている。これらのコンポーネントは、図６に示した従来の無線ＬＡＮ機能付きデジタル・カメラの参照番号２０２〜２０７でそれぞれ示されているコンポーネントと略同一でよい。
【００９２】
一般、ＵＳＢインターフェース部６０６は、スレーブとして働き、信号処理部６０３がメモリ・カード・インターフェース部６０４を介してメモリ・カード６０７から読み込んだ目的の画像データを、ＵＳＢケーブルでＵＳＢホストであるＰＣに転送する際に用いられる。図４に示した実施形態では、このＵＳＢインターフェースは、ホストに切り替えられて働き、外部のＵＳＢ接続されているスレーブ側機器の無線伝送モジュール６０１と接続し、図１と等価な装置を構成することが可能になる。
【００９３】
無線伝送モジュール６０１は、例えば参照番号６２０で示すような、ＵＳＢコネクタとアンテナ６０９の付いた外観形状のアダプタとして考えられる。
【００９４】
図５で示す無線伝送モジュール６０１は、図２に示した無線伝送モジュール３０８に、ＵＳＢインターフェース部６１４が追加されていること以外は略同一である。
【００９５】
画像転送を行なう場合、高周波スイッチ３１１は、信号処理部３０３により、ＡＳＫ検波部３１３とともにオフに制御され、オープン状態になる。また、無線伝送モジュール部３０８では、メモリ・カード６０７から読み出された画像データをホスト側ＵＳＢインターフェース部６０６とスレーブ側ＵＳＢインターフェース部６１４経由で受け取る。そして、データ２ビットの値に従い、相互に９０度ずつ位相の異なる４つの位相を有する反射波を作ることが可能となり、ＱＰＳＫ変調された反射波を作る（前述）。例えば、データが０１のときには反射波の位相は９０度だけシフトし、データが１１のときには反射波の位相は１８０度だけシフトし、データが１０のときには反射波の位相は２７０度だけシフトする。
【００９６】
一方、受信時は、バンドパス・フィルタ並びにＡＳＫ検波部は、転送先からＡＳＫ変調された送達確認信号を受信処理するために用いる（前述）。但し、伝送の送達確認を行なわない、一方向の伝送であれば、この２つのブロックは不要である。送達確認の制御は、通信制御部６０８で行なわれる。バンドパス・フィルタ６１２は、２．４ＧＨｚ帯の周波数を通過させ、他の周波数帯を減衰される目的で使用される。
【００９７】
図５に示したような構成であっても、図１に示した装置構成と同様に、超低消費の画像伝送を実現することができる。モバイル機器本体の小型化が加速する中で、本実施形態のようなアダプタ・タイプの無線伝送モジュールはとりわけ有効であると思料される。本実施形態では、デジタル・カメラなどの装置本体との接続用インターフェースとしてＵＳＢを用いたが、他のインターフェースを用いても勿論構わない。
【００９８】
なお、特開平１０−２０９９１４号公報には、質問器と質問器から空間的に離隔して位置する複数のタグを有して構成されるデュプレックス無線通信システムにおいて、質問器は連続波（ＣＷ）無線信号をシステム内の少なくとも１つのタグに送信するものについて提案がなされており、情報信号に基づいてサブ搬送信号をＱＰＳＫ変調する点が記載されている。しかしながら、同公報では、ＱＰＳＫ変調方式により１次変調されたサブ搬送信号を用いてさらにＡＳＫ変調方式により２次変調を行なっている（例えば同公報の第３図を参照のこと）。この場合、実際の伝送レートはＡＳＫ変調方式の能力に制限され、言い換えれば、ここで採用されているＱＰＳＫ変調方式は伝送レートの向上には寄与していない。また、ＤＣオフセットやミキサ・ノイズの問題がある。これに対し、本発明では、転送先からの受信電波に対し送信データのビット・イメージに応じてキャリアが通過する信号路を切り替え、位相差を与えた反射波を生成することにより、主搬送波をＱＰＳＫ変調しているので、構成は明らかに相違する。
【００９９】
［追補］
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、ＱＰＳＫ変調を採用したバック・スキャッタ方式の無線通信装置の構成を示した図である。
【図３】図３は、図２に示した無線通信装置からの伝送データを受信する無線通信装置のハードウェア構成を模式的に示した図である。
【図４】図４は、図２に示した画像伝送装置としての無線通信装置３００と図５に示した画像表示装置としての無線通信装置４００間で無線伝送を行なうための制御シーケンスを示した図である。
【図５】図５は、無線伝送モジュールが、アダプタ・タイプで構成されている場合の構成例を模式的に示した図である。
【図６】図６は、従来のＲＦＩＤシステムの構成例を示した図である。
【符号の説明】
【０１０１】
３００…無線通信装置
３０２，６０２…カメラ部
３０３，６０３…信号処理部
３０４，６０４…メモリ・カード・インターフェース部
３０５…操作／表示部
３０６，６０６…ＵＳＢインターフェース部
３０７，６０７…メモリ・カード
３０８…無線伝送モジュール
３０９，６０９…アンテナ
３５０…サーキュレータ
３５１，３５２，３５３，３５５，３５６，３５８，３５９，３６１…高周波スイッチ
６１０，６１１…高周波スイッチ
３５４，３５７，３６０…位相器
４００…無線受信モジュール
４０１…アンテナ
４０２…サーキュレータ
４０３…受信部
４０４…直交検波部
４０５…ＡＧＣアンプ
４０６…送信部  
４０７…パワー・アンプ
４０８…ミキサ
４０９…周波数シンセサイザ
４１０…通信制御部
４１１…ホスト・インターフェース部
４１２…ホスト機器
６１４…ＵＳＢインターフェース部
【図１】
2005136666.tif 000003
【図２】
2005136666.tif 000004
【図３】
2005136666.tif 000005
【図４】
2005136666.tif 000006
【図５】
2005136666.tif 000007
【図６】
2005136666.tif 000008