JP2006039789A

JP2006039789A - 温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリア

Info

Publication number: JP2006039789A
Application number: JP2004216706A
Authority: JP
Inventors: Takuya Higuchi; 拓也樋口
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】電池の消耗を少なくでき、大規模な不揮発メモリを必要とせず、特別の測定器を用いることなく温度環境変化の有無情報を確認することができ、情報を改ざんすることが難しい温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアを提供する。
【解決手段】温度変化検出部は、スイッチング素子と、該スイッチング素子に直列接続された電池と、ＩＣチップ内部に設けられた以下の、クロック信号を生成するクロック生成回路部と、温度情報を蓄積するための不揮発メモリ部と、前記クロック生成回路により発生されたクロックの制御の下、前記不揮発メモリ部への書き込み、読み込み動作を制御するメモリ制御回路部とを、その構成部とし、スイッチング素子のＯＮ状態で前記電池をその電圧源として、スイッチング素子のＯＮ状態に対応してクロック信号を生成し、それにもとづく指示でメモリ制御回路部を動作し、不揮発メモリ部に温度変化有りの温度情報を書き込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアに関する。

情報の機密性の面からＩＣカードが次第に普及されつつ中、近年では、読み書き装置（リーダライタ）と接触せずに情報の授受を行う非接触型のＩＣカードが提案され、中でも、外部の読み書き装置との信号交換を、あるいは信号交換と電力供給とを電磁波により行う方式のものが実用化されつつある。
このような中、データを搭載したＩＣを、アンテナコイルと接続した、シート状ないし札状の非接触式のＩＣタグが、近年、種々提案され、商品や包装箱等に付け、万引き防止、物流システム、商品管理等に利用されるようになってきた。
勿論、ＩＣを持たない単なる共振タグも物品の存在感知に用いられている。

上記ＩＣを持たない単なる共振タグやＩＣタグは、いずれも、物品の存在感知や、物品の識別を行うもので、外的要因の変化をとらえるものではない。
個別に設定した共振周波数を持つ共振タグの場合も、物品の存在感知や、物品の識別を行うもので、外的要因の変化をとらえるものではない。
物品の温度の変化を把握するために、たとえば、温度センサとＣＰＵ、メモリと電池を内蔵したボタン型の温度モニタデバイスの使用も考えられるが、センサ、ＣＰＵ、メモリ、電池を内蔵するため１ケ数千円と高価で、内蔵電池で動くため寿命が短い。
また、温度変化により色変化するサーモラベルのようなものがあるが、自動で個別識別する機能はなく、ひとつひとつ目視による確認が必要であり、簡便に検出することができない。
このように、従来、タグは、物品の存在感知や物品の識別を行うために専ら用いられ、物品の温度等環境の変化を把握するためには、温度モニタデバイスのように高価であったり、あるいは、サーモラベルのように扱いに手間がかかるため、物品の環境変化を把握するためには用いられていなかった。
尚、共振タグの周波数識別方法としては、従来から、特開２０００−４９６５５号公報（特許文献１）に記載のように、ディップメーター方式とエコー波感知方式等が知られている。
特開２０００−４９６５５号公報

このような中、最近では、電源を有しない温度変化検出機能付きＩＣタグ（以下、センサタグとも言う）も出てくるようになり、例えば、特開平１０−２２７７０２（特許文献２）に記載されている「温度依存性の大きな強誘電体を用いて形成した強誘電体キャパシタを容量性素子として組み込んだ共振回路を構成し、前期強誘電体キャパシタの容量の温度依存性に起因して変化する前記共振回路の共振回路の共振周波数を検知する事により、温度を計測」する形態のものが挙げられる。
特開平１０−２２７７０２号公報しかし、このようなセンサタグは、共振周波数を測定するディップメータなどの測定器と組で使用する為、たとえば荷物の積み替えなど周囲に測定器の無い環境では、外部環境（温度）が正常に保たれたか保証できないという欠点があった。

また、特開２００１−２５１６８７号公報（特許文献２）には、温度センサ、ＣＰＵ、電源などを搭載し、温度を逐一監視し、ある一定温度を超えたときに、携帯電話等に情報を送信する方式のものが記載されているが、この方式の場合、温度センサの情報として、全ての時間の温度をサンプリングする形態を取っていて、そのデータを格納する大規模な不揮発メモリが必要であった。
また、温度情報サンプリング時において、電源供給を電池のみでまかなう為、すぐに電池交換しなければならないという問題があった。
特開２００１−２５１６８７号公報

上記のように、従来の電源を有しない温度変化検出機能付きのセンサタグは、共振周波数を測定するディップメータなどの測定器と組で使用する為、周囲に測定器の無い環境では、該センサタグに所定の温度環境変化があったか否かを保証することができず、その対応が求められていた。
また、従来の電源を搭載する温度変化検出機能付きのセンサタグは、大規模な不揮発メモリが必要であり、電源供給を電池のみでまかなう為、すぐに電池交換しなければならないという問題があった。
本発明はこれに対応するもので、具体的には、メモリを有するＩＣチップを内蔵し、スイッチング素子をセンサとして用いて温度変化検出部を形成している、温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアで、且つ、該温度変化検出部を動作する電池の消耗を少なくでき、大規模な不揮発メモリを必要とせず、特別の測定器を用いることなく、確実に、その所定の温度環境変化の有無情報を確認することができ、情報を改ざんすることが難しい非接触型のデータキャリアを提供しようとするものである。

本発明の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアは、メモリを有するＩＣチップを内蔵した非接触型のデータキャリアで、且つ、スイッチング素子をセンサとして用いて温度変化検出部を形成している、温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアであって、温度変化検出部は、前記スイッチング素子と、該スイッチング素子に直列接続された電池と、前記ＩＣチップ内部に設けられた以下の、クロック信号を生成するクロック生成回路部と、温度情報を蓄積するための不揮発メモリ部と、前記クロック生成回路により発生されたクロックの制御の下、前記不揮発メモリ部への書き込み、読み込み動作を制御するメモリ制御回路部とを、その構成部とし、その各部はスイッチング素子のＯＮ状態で前記電池をその電圧源とするもので、スイッチング素子のＯＮ状態に対応して、クロック生成回路によりクロック信号が生成され、該クロック信号にもとづく指示でメモリ制御回路部を動作し、メモリ制御回路部の制御のもとに、不揮発メモリ部に温度変化有りの温度情報を書き込むものであり、前記スイッチング素子は、ある温度以上になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以下になるとスイッチＯＦＦで非導通となる、あるいは、ある温度以下になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以上になるとスイッチＯＦＦで非導通となるスイッチング素子であることを特徴とするものである。
そして、上記の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアであって、不揮発メモリの所定のアドレスには、温度情報を書き込む不揮発メモリのアドレス情報が格納されており、メモリ制御回路部は、クロック生成回路部からのクロック信号にて、カウンターを動作し、カウンターが決められた値になったとき、制御信号を発生し、不揮発メモリ部の前記所定のアドレスにあるアドレス情報を読み出し、更に、読み出したアドレスにカウンターの情報を書き込むとともに、不揮発メモリ部の前記所定のアドレスに、次の書込みアドレスを書き込むものであることを特徴とするものである。
そして、上記のいずれかの温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアであって、非接触型のＩＣタグであることを特徴とするものである。
尚、温度情報を書き込む不揮発メモリのアドレス情報が格納されている、所定のアドレスとしては、通常、先頭番地を用いる。

（作用）
本発明の温度センサ機能付き非接触型のデータキャリアは、このような構成にすることにより、メモリを有するＩＣチップを内蔵し、スイッチング素子をセンサとして用いて温度変化検出部を形成している、温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアで、且つ、該温度変化検出部を動作する電池の消耗を少なくでき、大規模な不揮発メモリを必要とせず、特別の測定器を用いることなく、確実に、その所定の温度環境変化の有無情報を確認することができ、情報を改ざんすることが難しい非接触型のＩＣタグ、非接触型のＩＣカード等の非接触型のデータキャリアを提供を可能としている。
具体的には、温度変化検出部は、前記スイッチング素子と、該スイッチング素子に直列接続された電池と、前記ＩＣチップ内部に設けられた以下の、クロック信号を生成するクロック生成回路部と、温度情報を蓄積するための不揮発メモリ部と、前記クロック生成回路により発生されたクロック信号の制御の下、前記不揮発メモリ部への書き込み、読み込み動作を制御するメモリ制御回路部とを、その構成部とし、その各部はスイッチング素子のＯＮ状態で前記電池をその電圧源とするもので、スイッチング素子のＯＮ状態に対応して、クロック生成回路によりクロック信号が生成され、該クロック信号にもとづく指示でメモリ制御回路部を動作し、メモリ制御回路部の制御のもとに、不揮発メモリ部に温度変化有りの温度情報を書き込むものであり、前記スイッチング素子は、ある温度以上になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以下になるとスイッチＯＦＦで非導通となる、あるいは、ある温度以下になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以上になるとスイッチＯＦＦで非導通となるスイッチング素子であることにより、これを達成している。
即ち、スイッチング素子がＯＮした時のみに、温度変化検出部の各部は電池から電圧を供給されて、スイッチＯＮ状態の情報を不揮発性メモリに書き込むため、構造的には、情報を書き込むための不揮発メモリの容量を小さくでき、また、電池の消費を抑制でき、電池を長時間使用できることを可能にできる。

本発明は、上記のように、電池の消耗を少なくでき、大規模な不揮発メモリを必要とせず、特別の測定器を用いることなく、確実に、その所定の温度環境変化の有無情報を確認することができ、該情報を改ざんすることが難しい非接触型のＩＣタグ、非接触型のＩＣカード等の非接触型のデータキャリアの提供を可能とした。

本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアの実施の形態の１例の概略構成図で、図２は温度変化検出部の処理フローの１例を示したフロー図である。
尚、図２中、Ｓ１１〜Ｓ１８は処理ステップを示す。
図１中、１００はＩＣタグ、１０１は基材、１１０はＩＣチップ、１１１はアナログＲＦ部、１１２はＩＣタグ制御回路部、１１３はメモリ制御回路部、１１４は不揮発性メモリ部、１１５はクロック生成回路部、１２０はコイル、１３０はスイッチング素子、１４０は温度変化検出部、１５０は電池である。

本発明の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアの実施の形態の１例を図１に基づいて説明する。
本例の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアは、メモリを有するＩＣチップ１１０を内蔵した非接触型のデータキャリアで、且つ、スイッチング素子１３０をセンサとして用いて所定の昇温変化を検出する温度変化検出部１４０を形成している、温度変化検出機能付き非接触型のＩＣタグ１００である。
そして、通常の非接触ＩＣタグと同様に物品に添付して用いられ、コイル１２０に接続して外部機器（リーダライタ）と電磁波により信号の授受およびエネルギー供給がなされ、非接触にてデータの授受を行うが、これに加え、所定の昇温変化の有無を確認できるものである。
本例の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアは、図１に示すように、ＩＣチップ１１０、コイル１２０、スイッチング素子１３０、電池１５０を基材１０１に配設したもので、ＩＣチップ１１０には、通常の非接触ＩＣタグと同様に、コイル１２０に接続して、外部機器（リーダライタ）との信号の送受信を行うための送信回路、受信回路や、外部回路から供給されたエネルギーを元に各部に動作電圧を供給するための電源部等を備えたアナログＲＦ部１１１、データを蓄積するための不揮発性メモリ部１１４とＩＣタグの動作を制御するためのＩＣタグ制御回路部１１２を備え、更にこれに加え、温度変化検出部１４０の構成部としての、メモリ制御回路部１１３、クロック生成回路部１１５とを備えたもので、不揮発性メモリ部１１４は、温度変化検出部１４０の構成部としても利用されるものである。
メモリ内に書き込まれた温度情報は、通常の非接触型の動作で外部機器（リーダライタ）に通信することが可能である。

本例の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアにおける温度変化検出部１４０は、スイッチング素子１３０と、該スイッチング素子１３０に直列接続された電池１５０と、ＩＣチップ１１０の内部に設けられた、クロックを発生するクロック生成回路部１１５と、温度情報を蓄積するための不揮発メモリ部１１４と、該不揮発メモリ部１１４への書き込み、読み込み動作を制御するメモリ制御回路部１１３とを、その構成部としている。
そして、温度変化検出部１４０の、クロック生成回路部１１５、メモリ制御回路部１１３、不揮発メモリ部１１４は、いずれも、スイッチング素子１３０のＯＮ状態で電池１５０をその電圧源とするもので、スイッチング素子１３０のＯＮ状態に対応して、クロック生成回路１１５によりクロックが生成され、該クロックにもとづく指示でメモリ制御回路部１１３を動作し、メモリ制御回路部１１３の制御のもとに、不揮発メモリ部１１４に温度変化有りの温度情報を書き込むものである。
ここでのスイッチング素子１３０は、ある温度Ｔ１以上になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度Ｔ２以下になるとスイッチＯＦＦで非導通となるバイメタル方式のスイッチング素子である。

本例の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアにおける温度変化検出部１４０の、所定の昇温変化を検出する動作を、以下、図２に基づいて簡単に説明しておく。
先ず、温度Ｔ０（常温）の初期状態においてスイッチング素子１３０のスイッチはＯＦＦ状態で非導通である。（Ｓ１１）
この後、環境温度が上昇しこれに伴い、スイッチング素子１３０は温度Ｔ１を越えたとすると、スイッチング素子１３０の温度がＴ１に達した時点で、スイッチＯＮとなる。（Ｓ１２）
スイッチング素子１３０のスイッチがＯＮとなると、これに直列接続されている電池１５０の電圧が、ＩＣチップ１１０内の温度変化検出部１４０を構成するクロック生成回路部１１５、メモリ制御回路部１１３、不揮発性メモリ部１１４へ供給され、これら各部は動作可能状態となる。
そして、まず、クロック生成回路部１１５はクロック信号を生成することとなるが（Ｓ１３）、このクロック信号の生成のもとにメモリ制御回路部１１３が動作する。
そして、メモリ制御回路部１１３は、クロック信号にて、そのカウンターを動作する。（Ｓ１４）
前記カウンターが決められた値になったとき、メモリ制御回路部１１３は、不揮発メモリ部１１４への制御信号を発生し、情報を読み出し、書き込みを行うが、先ず、その先頭番地（先頭アドレスとも言う）のメモリ情報を読み出す。（Ｓ１５）
先頭番地には、時間等の温度情報を示す前記カウンターのカウント値を書き込む不揮発メモリのアドレスが格納されている。
その後、読み出したアドレスに時間等の温度情報を示すカウンターのカウンターの情報を書き込む（Ｓ１６）。
次いで、前記先頭番地に、次のスイッチング素子１３０のスイッチＯＮ時のメモリ書込み場所を示すアドレスを不揮発メモリ部１１４内に書き込む。（Ｓ１７）
この後、環境温度が温度Ｔ２以下に下降したとし、環境温度の下降に伴い、スイッチング素子１３０は温度Ｔ２より降温し、スイッチング素子１３０の温度がＴ２に達した時点で、スイッチＯＦＦとなる。（Ｓ１２）
この後、スイッチング素子１３０の温度が昇温して温度Ｔ１に達した場合には、上記と同様に、Ｓ１２〜Ｓ１７の処理ステップを繰り返し、また、温度Ｔ１に達しない場合には、処理は行わず電池は消耗しない。
上記のように、この例の場合は、スイッチング素子１３０の温度に対応して、図２に示す処理ステップを行う。
このようにすることにより、特に、スイッチング素子１３０がスイッチＯＮ、スイッチＯＦＦ動作を繰り返す場合等において、そのＯＮ状態の時のみに、各回路部１１３〜１１５に電池１５０による電圧印加をＯＮし、またその時の温度情報をメモリに書き込むため、電池１５０の消耗が減る。
また、不揮発性メモリ部１１４は大きな容量を必要としない。

上記、実施の形態例は１例で、本発明の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアは、これに限定されない。
実施の形態例は昇温変化の場合であるが、降温変化の場合も挙げられる。
例えば、上記実施例の図１のスイッチング素子１３０に代え、ある温度以下になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以上になるとスイッチＯＦＦで非導通となるスイッチング素子を用いて、所定の降温変化を検出することができる温度変化検出部を備えた、温度変化検出機能付き非接触型のＩＣタグとしても良い。
また、温度特性の異なるバイメタルスイッチング素子を複数個、直列ないし並列に用いた形態のものも挙げられるが、この場合は、温度変化の範囲をより正確に記録することができる。
また、本例では、不揮発性メモリ部１１４をＩＣタグの電磁波による信号の記憶のメモリ部と、温度変化検出部１４０の記憶のメモリ部として兼用させているが、別個としても良いことは言うまでもない。

本発明の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアの実施の形態の１例の概略構成図である。温度変化検出部の処理フローの１例を示したフロー図である。

符号の説明

１００ＩＣタグ
１０１基材
１１０ＩＣチップ
１１１アナログＲＦ部
１１２ＩＣタグ制御回路部
１１３メモリ制御回路部
１１４不揮発性メモリ部
１１５クロック生成回路部
１２０コイル
１３０スイッチング素子
１４０温度変化検出部
１５０電池

Claims

メモリを有するＩＣチップを内蔵した非接触型のデータキャリアで、且つ、スイッチング素子をセンサとして用いて温度変化検出部を形成している、温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアであって、温度変化検出部は、前記スイッチング素子と、該スイッチング素子に直列接続された電池と、前記ＩＣチップ内部に設けられた以下の、クロック信号を生成するクロック生成回路部と、温度情報を蓄積するための不揮発メモリ部と、前記クロック生成回路により発生されたクロックの制御の下、前記不揮発メモリ部への書き込み、読み込み動作を制御するメモリ制御回路部とを、その構成部とし、その各部はスイッチング素子のＯＮ状態で前記電池をその電圧源とするもので、スイッチング素子のＯＮ状態に対応して、クロック生成回路によりクロック信号が生成され、該クロック信号にもとづく指示でメモリ制御回路部を動作し、メモリ制御回路部の制御のもとに、不揮発メモリ部に温度変化有りの温度情報を書き込むものであり、前記スイッチング素子は、ある温度以上になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以下になるとスイッチＯＦＦで非導通となる、あるいは、ある温度以下になるとスイッチＯＮで導通となり、また、ある温度以上になるとスイッチＯＦＦで非導通となるスイッチング素子であることを特徴とする温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリア。
請求項１に記載の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアであって、不揮発メモリの所定のアドレスには、温度情報を書き込む不揮発メモリのアドレス情報が格納されており、メモリ制御回路部は、クロック生成回路部からのクロック信号にて、カウンターを動作し、カウンターが決められた値になったとき、制御信号を発生し、不揮発メモリ部の前記所定のアドレスにあるアドレス情報を読み出し、更に、読み出したアドレスにカウンターの情報を書き込むとともに、不揮発メモリ部の前記所定のアドレスに、次の書込みアドレスを書き込むものであることを特徴とする温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリア。
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリアであって、非接触型のＩＣタグであることを特徴とする温度変化検出機能付き非接触型のデータキャリア。