JPH01196518A - センサカード - Google Patents

センサカード

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JPH01196518A
JPH01196518A JP63020925A JP2092588A JPH01196518A JP H01196518 A JPH01196518 A JP H01196518A JP 63020925 A JP63020925 A JP 63020925A JP 2092588 A JP2092588 A JP 2092588A JP H01196518 A JPH01196518 A JP H01196518A
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JP
Japan
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sensor
card
temperature
data
output
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JP63020925A
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Hideaki Amano
天野 英昭
Yoshiaki Kudo
工藤 芳明
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野] 本発明は、外界の物理現象を検知するセンサをカード基
材に搭載したセンサカードに関し、特に、そのセンサカ
ード自身で検出結果の信号処理やデータ処理を行い、さ
らに、その検出値や処理されたデータを蓄積するととも
に、外部に取り出すことができるセンサカードに関する
〔背景技術〕
カード基材上に、温度や湿度あるいは放射線量等によっ
て変化する物質を部分的に塗布もしくは貼付して、セン
サ機能を果たすカードが提案されている。
例えば、カード表面に液晶カプセルインキを印刷し、温
度変化により変色するものなどが知られている。
このようなカードは、構造が簡単で、製造も容易である
が、検出結果を変色等により知ることができるのみで、
そのカードから検出結果を直接電気信号として取り出す
ことができない、また、検出時の一時的な値を定性的に
知るだけで、検出結果を定量的に蓄積したり、経時的な
変化を記憶しておくことができない、このため、極めて
限定された用途にしか使用できなかった。
本発明の目的は、外界の物理現象を検出して、その検出
値を信号処理、データ処理できるとともに、その結果の
蓄積ができ、さらにその蓄積されたデータを外部に取り
出すことができる携帯性に優れたセンサカードを提供す
ることである。
〔発明の開示〕
前記目的を達成するために、本発明によるカードセンサ
は、外界の物理現象を検出して電気信号に変換するセン
サと、前記センサの出力を演算処理してその検出値をメ
モリ内に記憶する集積回路と、前記集積回路のメモリ内
に記憶された検出値を出力する出力端子とを、1枚のカ
ード基材中に搭載した構成としである。
前記センサとしては、外界の物理的現象を電気信号に変
換するトランスデユーサであればよく、物理現象に応じ
て、熱関係ではゼーベ・7り効果を利用した温電変換素
子、電子放射関係では熱電子効果を利用した熱電変換素
子、磁電関係ではホール効果を利用したホール素子や磁
、気抵抗効果を利用した電磁抵抗素子、圧電関係では圧
電効果を利用した圧電変換素子等、その他にも、光関係
、音関係、金属関係、磁性関係、光電関係、放射能関係
、化学関係の諸効果を利用した素子を用いることができ
る。
このセンサの出力は、通常1チツプで構成される集積回
路(IC)に入力される。集積回路内のマイクロプロセ
ッサに人力される前に、I10インターフェイス内の信
号前処理回路で前処理される。
信号前処理回路の例としては、センサの種類によって異
なるが、例えば、センサ出力が微少な場合にはその出力
を増幅する増幅回路、センサ出力が高インピーダンスの
場合には低インピーダンスに変換するインピーダンス変
換回路、センサ出力が交流出力の場合には実効値に変換
して直流出力にする実効値変換回路、センサの電流出力
を電圧に変換する電流電圧変換回路、センサ出力のダイ
ナミックレンジが広い場合には対数回路を用いて圧縮す
る対数圧縮回路、センサ出力に雑音成分を含む場合には
その雑音成分を除去するフィルタリング回路、ゲイン調
整を行うゲインコントロール回路等が挙げられる。
また、センサ出力がアナログ値の場合に、アナログ−デ
ジタル(A−D)変換器により、デジタル値に変換して
入力する。A−D変換器としては、シングル、デュアル
、トリプルスロープ等の積分形や、入力電圧とD−A変
換器のアナログ出力値を比較する逐次比較形等の変換器
を用いることができる。また、A−D変換器によって得
られたデジタルデータは、ルックアップテーブルを用い
て、信号の補正、補償を行うことができる。なお、この
ルックアップテーブルは、外部からの操作により変更す
ることもできる。
センサの数は、1個でも複数個でもよいが、複数個設け
た場合には、A−D変換器を効率よく動作させるために
、マルチプレクサを用いることができる。マルチプレク
サの処理により、複数のセンサ出力に対して、時分割処
理を行えば、複数のセンサの出力を同時に処理すること
ができる。
さらに、変化の速い信号の場合には、その信号を正しく
変換するためにサンプルホールド回路を設けることもで
きる。
本発明によるセンサカードは、単に、信号処理された検
出値を記憶するのみでなく、その検出値を演算または判
断する機能を持たせることもできる。つまり、カード基
材に内蔵されたマイクロプロセッサによりそのデータを
演算処理したのちに、RAM (ランダム・アクセス・
メモリ)内に記憶させてもよい、このマイクロプロセッ
サは、同じくカード基材に内蔵されたROM (リード
・オンリ・メモリ)内に格納された制御プログラムに従
って動作する。このROMのメモリ内容は、固定的であ
ってもよいが、EEP−ROMを用いて、外部から書き
換えることができるようにしてもよい0例えば、センサ
の感度の調整9時分割処理を行う場合のサンプリングレ
ートの変更等や制御動作中のしきい値の変更等を行うこ
とができる。
センサ出力のデジタル化されたデータまたは、演算処理
されたデータは、カード基材に内蔵されたRAM上に格
納される。
RAM上に記憶されたデータは、物理的な接点を通し、
もしくは、磁気により非接触で外部に信号を取り出すこ
とができる。
なお、センサ出力によるデータをRAMに記録して、前
記接点から取り出すだけでなく、カード基材に各種の発
光体2発音体、振動体等を装着して、センサ出力がある
しきい値を越えると、人間の五感で識別できる信号を発
生するようにすることもできる。
カードの有する機能、すなわち、センサ出力を処理、蓄
積する動作をスタート、エンドさせる方式は、種々ある
が、例えば押しボタン等のスイツチを用いて人為的に作
動の開始、終了を行わせてもよいし、センサ出力がある
値を越えたら作動しある値以下になったら作動を停止す
るようにしてもよい。さらに、タイマを内蔵させ、作動
時間の範囲を制限したり、ある一定の時間毎にセンサ出
力のサンプリングをすることも可能である。
以上の機能を実現するためには、カード内に電源を有す
る必要があるが、例えば、水銀電池、リチウム電池、太
陽電池等の電源を使用することができる。
このセンサカードの具体的な利用方法としては、以下の
ようなものが挙げられる。
(a)  温度検出できるセンサカードを恒温槽内の各
場所に設置し、温度分布の測定をする。
(b)食品や生物を一定の環境(温度、湿度)に保って
輸送する場合に、センサカードで輸送中の雰囲気温度等
を記録する。
(C)  放射線量を検出できるセンサカードを、放射
線作業従事者に持たせ、24時間を通して被爆量を記録
する。
(d)UVliを検出できるセンサカードを食品につけ
て、UV灯の下を通過させて、実際に照射されるUV量
を測定する。
(e)  圧力および温度を検出できるセンサカードを
反応釜の各場所に設置し、反応ガスの圧力、温度を測定
する。
(f)  センサカード内に、例えば、ある個人の心臓
の脈動を記録しておき、運動時に携帯させ、センサが検
知した心臓の脈動を、すでに記録された値と比較して、
プロセッサが異常と判断したら警報を発生する。
〔実施例〕
以下、図面等を参照して、実施例につき、本発明の詳細
な説明する。
第1図は、本発明によるセンサカードの第1の実施例を
示した図、第2図は、同第1の実施例カードの集積回路
を示したブロック図である。。
第1の実施例のセンサカード1は、温度を検出できるセ
ンサカードであり、低温状態を維持する必要のある食品
や生物などを輸送する際に、輸送中の雰囲気温度の検出
、記録をする場合等に使用することができる。
第1図において、10はカード基材、11は温度センサ
、12はtCCアンプ13は外部接続用端子、14は発
音体、15は電源である。
カード基材10は、ポリエーテルサルフォン樹脂(PE
S)等の樹脂を用いて成形されており、その−辺に温度
センサ11が搭載されている。
温度センサ11は、温度変化を電気信号として検出する
トランスデユーサであり、例えば、クロメルアロメル熱
電対を用いた素子が使用されている。この温度センサ1
1の出力は、カード基材10の内部に設けられた接続線
を介して、ICチップ12に接続されている。
ICチップ12には、後述するように、信号処理、デー
タ処理、プログラムまたはデータの読み出し、書き込み
等ができる1チツプ形のICである。このICチップ1
2には、外部接続用端子13が蒸着または溶着により設
けられており、記憶されたデータを外部に取り出すこと
ができる。また、検出された値が予め設定された条件の
値であると、マイクロプロセッサ22で判断された場合
には、発音体14から信号音を発生して警報することが
できる。
カード基材10内には、センサ11.ICチップ12お
よび発音体14等を作動させるためにリチウム電池等の
電源15が埋設されている。
次に、第2図を参照して、ICチップ12内の回路とと
もに、この温度センサカードの動作を説明する。
このセンサカードを低温状態を維持して野菜を輸送する
ときに、その輸送箱内に挿入しておいたとする。
輸送中の温度は、温度センサ11により検出され、その
出力はI10インターフェイス21内の増幅器211で
増幅され、A−D変換器212によりデジタル信号に変
換されたのち、入出力ポート213を介して、マイクロ
プロセッサ22に入力される。
マイクロプロセッサ22では、ROM24内に格納され
た制御プログラムに従って、検出された温度と許容温度
とを比較して、検出値が許容範囲外のときには、入出力
ポート213を介して、発音体14に、警報信号を送出
し所定の警報音を発生させる。また、マイクロプロセッ
サ22に内蔵されたクロック回路により一定周期毎に、
検出された温度がRAM23内のデータメモリに記憶さ
れる。
RAM23内に記憶されたデータは、輸送後に、入出力
ポート213を介して、外部接続端子13からカードリ
ーダ等によってパソコン等の外部装置に取り出すことが
でき、さらに、2次的なデータ処理や記録をすることも
できる。
第3図は、本発明によるセンサカードの第2の実施例を
示した図、第4図は、同第2の実施例カードの集積回路
を示したブロック図である。
なお、第1の実施例と同様の機能を果たす部分には同一
を符号を付しである。
第2の実施例のセンサカードは、圧力センサ31と温度
センサ32の2つのセンサが搭載されており、このセン
サカードを自動車、航空機等の移動体の外壁面の複数箇
所に取り付け、移動中の各部位の圧力、温度を記録する
ようにしたものである。
圧力センサ31は、ストレンゲージを用いたセンサを使
用し、温度センサ32は、焦電効果を利用したセンサを
使用している。
これらのセンサ31.32の出力は、増幅器211A、
211Bで増幅された後に、マルチプレクサ214に入
力される。マルチプレクサ214は、マイクロプロセッ
サ22からの制御信号により、各センサ31.32から
の出力を、選択的にサンプルホールド回路215に接続
する。サンプルホールド回路215は、マイクロプロセ
ッサ22からの制御n信号により、入力されたアナログ
入力信号を標本化し、−時その値を保持する回路であり
、その値はA−D変換回路212に接続される。A−D
変換回路212は、その信号をデジタル信号に変換する
回路であり、その出力は、ルックアップテーブル116
を介して、入出力ポート213に接続される。ルックア
ップテーブル116では、デジタル化されたデータ信号
の補正、補償を行う、入出力ポート213から入力した
データは、データバスを通って、マイクロプロセッサ2
2に入力される。
マイクロプロセッサ22では、ROM24内に格納され
た制御プログラムに従って動作し、予め設定された移動
体の各部位の圧力、温度の安全値と、前述のように信号
処理された検出値とを比較して、その安全値を越えたと
きのみ、RAM23内に記憶するようにしである。
RAM23に記憶されたデータは、外部接続端子13か
ら外部に取り出すことができ、そのデータに基づいて、
移動体の移動条件が外壁に及ぼす影響を調査することが
できる。
第5図は、本発明によるセンサカードの第3の実施例を
示した外観図である。
第3の実施例のセンサカードは、温度センサ41を設け
、体温を測定するようにしたものである。
このセンサカードの内部回路は、第2図の回路から発音
体を除いた回路で実施することができる。
電源スィッチ42をオンすることにより検出動作を開始
し、内蔵された集積回路では単に検出した温度を経時的
に記録しておくのみである。このデータは、外部接続端
子13から外部に取り出すことができる。
〔発明の効果〕
以上詳しく説明したように、本発明によれば、外界の物
理現象を検出して、その検出値を信号処理、データ処理
してカード内のメモリに蓄積しておき、必要に応じて、
そのデータを取り出すことができる。この際、特定時間
の物理量を検出したり、その累計を算出したり、さらに
経時的な変化を追跡するこもできる。
また、センサの形態がカード状であるため、輸送、携帯
が容易であり、センサによって検出したデータをオフラ
インで蓄積することができる。従って、測定対象物の任
意の場所に設置することができるとともに、測定対象物
が移動体の場合でも付設でき大掛かりな設備がなくとも
、種々の物理量の検出ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるセンサカードの第1の実施例を
示した図、第2図は、同第1の実施例カードの集積回路
を示したブロック図である。 第3図は、本発明によるセンサカードの第2の実施例を
示した図、第4図は、同第2の実施例カードの集積回路
を示したブロック図である。 第5図は、本発明によるセンサカードの第3の実施例を
示した外観図である。 10・・・カード基材   11・・・温度センサ12
・・・ICチップ   13・・・外部接続用端子14
・・・発音体     15・・・電源21・・弓10
インターフェイス 22・・・マイクロプロセッサ 23・・・RAM      24・・・ROM31・
・・圧力センサ   32・・・温度センサ41・・・
温度センサ 特許出願人 大日本印刷株式会社 代 理 人 弁理士 鎌1)人馬 第1A図 第2図 第3図 12工。  第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  外界の物理現象を検出して電気信号に変換するセンサ
    と、前記センサの出力を演算処理してその検出値をメモ
    リ内に記憶する集積回路と、前記集積回路のメモリ内に
    記憶された検出値を出力する出力端子とを、1枚のカー
    ド基材中に搭載したセンサカード。
JP63020925A 1988-01-30 1988-01-30 センサカード Pending JPH01196518A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63020925A JPH01196518A (ja) 1988-01-30 1988-01-30 センサカード
US07/302,293 US4972099A (en) 1988-01-30 1989-01-27 Sensor card

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63020925A JPH01196518A (ja) 1988-01-30 1988-01-30 センサカード

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JPH01196518A true JPH01196518A (ja) 1989-08-08

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JP63020925A Pending JPH01196518A (ja) 1988-01-30 1988-01-30 センサカード

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