JP2004144683A - 温度センサ、温度測定装置、温度測定システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】無線タグの新たな応用として温度センサ及び温度測定装置を提供する。
【解決手段】温度センサ５０と温度測定装置１０とからなる温度測定システムであって、前記温度センサ５０は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成され、前記温度測定装置１０は、無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】温度センサ５０と温度測定装置１０とからなる温度測定システムであって、前記温度センサ５０は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成され、前記温度測定装置１０は、無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線タグを応用した温度センサ、温度測定装置、温度測定システム及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、新たな技術分野として無線タグが注目されている。無線タグの主な導入分野としては、履歴管理分野、ＩＤ管理分野、盗難防止分野などが想定されている。 履歴管理分野は、人や物の履歴情報を時系列的に管理するもので、小売業の商品管理・物流管理、製造業の容器・パレット管理等に適用されると予想される。ＩＤ管理は、ＩＤ情報をもとに人・物を識別したり、位置管理等に利用され、航空手荷物、入出室管理等の識別、追跡調査等に適用されると予想される。 盗難防止分野では、自動車キー、商品、美術館等への応用が予想される。
【０００３】
無線タグは、従来のバーコードに比べ、複数情報を一括処理できるマルチリード機能を有し、さらにデータ容量が大きいため商品と付帯情報の一体管理が可能となり、精度の高い商品管理が実現できる。こうした点を踏まえて、システムの付加価値が高い、履歴管理分野とＩＤ管理分野の発展がしていくものと考えられる。
これらの従来技術に関して以下の文献がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０９４２４８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無線タグの新たな応用として温度センサ、温度測定装置および温度測定システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の温度センサは、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成されている。また、本発明の温度測定装置は、前記無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを有する。
【０００７】
この構成によれば、温度測定装置が無線で共振回路の共振周波数を特定し、共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定することにより、温度を測定することができ、無線タグを応用して温度センサとすることができる。
【０００８】
ここで、前記共振回路はコイルとコンデンサとからなり、前記コンデンサの電極間には温度変化に応じて誘電率が変化する材料を備える構成としてもよい。
また、前記材料は強誘電体により構成してもよい。例えば、前記材料は、（ａ）チタン酸バリウム、（ｂ）バリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（ｃ）カルシウムとビスマスとタンタルとの化合物のうちの何れかとすることができる。
【０００９】
この構成によれば、共振回路がコイルとコンデンサという受動回路からなるので、安価かつ小型にすることができる。さらに、強誘電体材料の種類によって、温度センサの用途あるいは測定温度の範囲に適した種々の周波数対温度特性を容易に実現できる。
【００１０】
また、上記の温度測定装置は、さらに前記無線タグが特定温度にあるときユーザ入力された当該特定温度の値に従って、前記テーブルを補正する補正手段を有する構成としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、温度測定の精度を劣化させることなく、測定温度の信頼性を高めることができる。
ここで、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を履歴としてメモリに記録する記録手段とを備える構成としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、温度測定装置内のメモリに温度履歴を記録するので、リアルタイムに温度履歴を管理するのに適している。
また、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を無線タグに送信し、無線タグ内のメモリに温度を履歴として記録させる送信手段とを備える構成としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、温度センサ自身の内部メモリに温度履歴を記録するので、事後的に温度履歴を管理するのに適している。
さらに、本発明の温度測定装置は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して特定周波数の電波を送受信する送信手段と、当該送信電波の反射波の受信レベルに応じて前記無線タグの温度を判断する判別手段とを備える構成としてもよい。
【００１４】
ここで、前記送信手段は、ユーザ入力された監視温度に対応する共振周波数を前記特定周波数とし、前記判別手段は、前記受信レベルがしきい値よりも小さい場合は、無線タグがほぼ監視温度にあると判断するようにしてよもよい。
【００１５】
この構成によれば、周波数を変化させながら電波を送信するのではなく、監視温度に対応する特定周波数の電波を送信してその反射波の受信レベルを判断するので、電波送信から温度判断までの応答時間を速くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における温度測定システム１を保冷箱又は保温箱に適用した場合の全体構成を示す図である。
同図のように、温度測定システム１は温度測定装置１０と温度センサ５０とから構成され、本体５と蓋６とからなり保冷及び保温作用を有する保冷箱４に対して蓋６の裏側に温度センサ５０が貼り付けられている。保冷箱４には、例えば、ビール、ジュースなどの飲料水や野菜、肉、魚などの保冷すべき生鮮食料品、冷凍食品、暖かい弁当、熱々の麺類や焼きたてのピザなどの保温すべき食料品等が収められる。
【００１７】
温度センサ５０は、アンテナコイルＬと、このアンテナコイルＬに並列に接続されるコンデンサＣとからなる共振回路を備える無線タグであって、温度に依存して共振周波数が変化する構成となっている。
【００１８】
温度測定装置１０は、温度センサ５０に対して温度を測定するための電波を出射し、電波による電磁誘導によって非接触で温度センサ５０の共振回路を共振させ、その共振周波数の値によって温度センサ５０の温度を測定する。
【００１９】
図２は、図１に示される温度センサ５０の外観図である。同図のように、温度センサ５０は、上記アンテナコイルＬ及びコンデンサＣが形成される基材５４と、この基材５４の下面及び上面にそれぞれ貼着される一対の被覆部材５１，５７とを備える。基材５４及び被覆部材５１，５７は、電気絶縁性を有する薄いシート材で、同サイズの四角形に形成される。被覆部材５１、５７の少なくとも一方は熱伝導性の良い材料により構成され、内部のコンデンサＣに対する外部からの熱伝導性を高めることが望ましい。
【００２０】
図３は、図１及び図２に示される温度センサ５０の分解斜視図である。
図３に示されるように、温度センサ５０は、上記の基材５４、被覆部材５１，５７の他、基材５４の下面に貼着されるアンテナコイル５３（アンテナコイルＬ）と、一対の電極５２，５６と、この電極５２，５６間に介装される誘電体５５とをさらに備える。なお、基材５４のほぼ中央には四角形状に形成された窓５４ａが設けられ、基材５４の１つの角には、切り欠き５４ｂが形成される。
【００２１】
一対の電極５２，５６は、窓５４ａとほぼ同サイズに形成され、基材５４の下面側及び上面側にそれぞれ配設される。この一対の電極５２，５６と、誘電体５５とで、コンデンサＣが構成される。誘電体５５は、電極５２，５６と同様に窓５４ａとほぼ同サイズ、かつ、ほぼ一定の厚みに形成され、温度に応じて誘電率が変化する特性を有している。誘電体５５の材料としては、温度に依存して誘電率が変化する性質をもついわゆるペロブスカイト型化合物などを用いている。例えば、（化１）に示すチタン酸バリウム、（化２）に示すバリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（化３）に示すカルシウムとビスマスとタンタルとの化合物、（化４）に示すチタン酸ストロンチウムとニオビウム酸ストロンチウムの化合物など強誘電体材料（又は強誘電体セラミックス）を用いることができる。化学式中のｘは混合比率を示す。誘電体５５は温度に依存して誘電率が変化することから、コンデンサＣの容量も温度に依存して変化することになる。
【００２２】
【化１】
【００２３】
【化２】
【００２４】
【化３】
【００２５】
【化４】
【００２６】
アンテナコイル５３は、１本のストリップ線が複数回巻回されてなる。アンテナコイル５３の一方端５３ａは、電極５２と電気的に接続される。アンテナコイル５３の他方端は、切り欠き５４ｂと対応する位置に配設される接続端子５３ｂと電気的に接続される。一方、電極５６は、切り欠き５４ｂと対応する板に配設される接続端子５６ｂと電気的に接続される。両接続端子５３ｂ，５６ｂは、切り欠き５４ｂの位置においてかしめや圧接等によって電気的に接続される。この結果、アンテナコイル５３にこのコンデンサＣが並列に接続され、両者で共振回路が形成される。この共振回路は、温度に応じてコンデンサＣの容量が変化することから、温度に応じて共振周波数も変化する。それゆえ。温度測定装置１０から電波を出射して温度センサ５０の共振周波数を検知し、その共振周波数に対応する温度を特定する。
【００２７】
図４は、（化２）に示した材料で形成された場合の誘電体５５について、比誘電率εｒの温度特性を示す図である。同図において混合比率ｘ＝０．０２５の場合の比誘電率εｒは、例えば温度０度で約９３００、３０度で約６０００、９０度で約１２００、１２０度で約９００であり、温度に応じて変化することがわかる。
【００２８】
図５は、図４の温度特性（混合比率ｘ＝０．０２５）を有するコンデンサＣについて、容量の温度特性を示す図である。ただし、コンデンサＣの電極５２、５６が２ｍｍ四方の正方形、電極間の距離を０．５ｍｍとしている。同図においてコンデンサＣの容量は、例えば温度０度で６５９ｐＦ、３０度で６０２ｐＦ、９０度で８５ｐＦ、１２０度で６４ｐＦであり、温度に応じて変化することがわかる。
【００２９】
図６は、温度センサ５０のアンテナコイルＬとコンデンサＣとからなる共振回路の共振周波数の温度特性を示す図である。ただし、アンテナコイルＬのインダクタンスを０．０４μＨとしている。同図において共振周波数は、例えば温度０度で３１．６ＭＨｚ、３０度で３８．６ＭＨｚ、９０度で８６．３ＭＨｚ、１２０度で９９．７ＭＨｚであり、温度に応じて変化することがわかる。
【００３０】
図７は、図１に示される温度測定装置１０の外観構成を示す図である。
温度測定装置１０の機体表面には、止め具１１と、複数のボタンから構成される操作部２１と、操作メニューや測定温度や警告等を表示するためのＬＣＤ部２２と、警告等を音で知らせるためのスピーカ２３と、図示しないホスト等にデータを無線で送受信するためのアンテナ２５等が設けられている。
【００３１】
なお、操作部２１には、例えば、温度測定を指示するための測定ボタン２１ａ、温度を監視し特定温度になれば警告することを指示するための監視ボタン２１ｂ、周期的に温度測定して履歴を記録することを指示するための履歴ボタン２１ｃ、測定温度の補正をするための補正ボタン２１ｄ、監視温度や補正温度などの温度をセットするセットボタン２１ｅ、リセットするためのリセットボタン２１ｆなどから構成される。
【００３２】
図８は、温度センサ５０及び温度測定装置１０の電気的構成を示す図である。
温度センサ５０は、図３に示した各パーツによって、アンテナコイルＬと、温度によって容量が変化するコンデンサＣとからなるＬＣ共振回路を有する無線タグである。
【００３３】
温度測定装置１０は、大きく分けて入出力部２０とコントロール部３０とアンテナ部４０とからなる。
入出力部２０は、操作部２１と、ＬＣＤ部２２と、測定完了を音で知らせるためのスピーカ２３と、測定完了を振動で知らせるためのバイブモータ２４と、測定した温度の履歴情報その他のデータやコマンドをホストコンピュータ（図示せず）などに無線で送受信するためのアンテナ２５と、ホストコンピュータにデータを送受信するためのレベルコンバータ２６とを備える。
【００３４】
コントロール部３０は、その内部にプログラムを予め格納したＲＯＭ、操作部２１に操作されたボタン種別などのデータを一時的に保持するメモリ、プログラム実行時のワークエリアを提供するメモリ、時刻を計時するタイマ、プログラムを実行するＣＰＵ等により１チップで構成されるマイコン部３１と、Ｄ／Ａ変換部３２と、印加電圧に応じた発振周波数の高周波信号を出力する発振器であるＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３３と、アンテナ部４０によって受信された電波を復調する復調部３４と、Ａ／Ｄ変換部３５と、温度センサ５０の周波数対温度特性を示す温度テーブル３６ａと、温度の履歴を格納するための履歴テーブル３６ｂなどを記憶する不揮発性メモリ３６とを備える。
【００３５】
アンテナ部４０は、ＶＣＯ３３から出力された信号を増幅する増幅器４１と、増幅器４１によって増幅された信号を出射する送信用アンテナコイル４２と、温度センサ５０から電波を受信する受信用アンテナコイル４３と、受信用アンテナコイル４３によって受信された電気信号を増幅する増幅器４４とを備える。
【００３６】
図９は、温度テーブル３６ａの一例を示す図である。同図は、図６に示した周波数対温度特性に基づいて作成され、工場出荷時などに格納され、適宜ユーザにより補正される。同図では便宜上、温度間隔が不揃いであるが、１度あるいはそれ以下の間隔でよい。なお、温度テーブル３６ａの代わりに、ＶＣＯ３３の入力電圧のデジタル値（つまりＤ／Ａ変換部３２の入力データ）と温度との対応関係を示すテーブルとして構成してもよい。
【００３７】
図１０は、図８に示したマイコン部３１の制御により温度を測定する温度測定装置１０における各種の動作を示すフローチャートである。なお、図１０においてステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０９、Ｓ１１４は同じサブルーチンである。
【００３８】
マイコン部３１は、まず、ユーザから操作部２１を介して動作モードを指定する操作を受け付け、どの動作モードかを判断する（Ｓ１０１）。動作モードには、（Ａ）その時点の温度を測定する測定モード、（Ｂ）周期的に温度を測定して測定温度を履歴として蓄積する履歴モード、（Ｃ）指定した温度に達したかどうかを監視する監視モード、（Ｄ）測定温度の誤差を補正する補正モードなどがある。
【００３９】
（Ａ）測定モードの開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、温度センサ５０の現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１０２）、ＬＣＤ部２２に測定した温度Ｔｃを表示する（Ｓ１０３）。
【００４０】
現在温度Ｔｃの測定処理は、図１１に示すサブルーチンに従ってなされる。同図において、マイコン部３１は、Ｄ／Ａ変換部３２を介してＶＣＯ３３に与える電圧を徐々に変化させることにより、送信用アンテナコイル４２から出射される検知電波の周波数をスイープさせ（Ｓ１２０）、受信用アンテナコイル４３によって受信された電波の受信レベルが最低となるときの周波数を特定し（Ｓ１２１、図１２（ａ）参照）、温度テーブル３６ａから特定された周波数に対応する温度を読み出して現在の温度Ｔｃとする（Ｓ１２２）。ここで、送信周波数のスイープは、例えばマイコン部３１から出力するデジタル値を、温度テーブル３６ａの周波数の範囲で徐々に大きくすることにより、ＶＣＯ３３に入力される電圧を徐々に上げ、ＶＣＯ３３から出力される信号の周波数を徐々に上げることによりなされる。このようにして周波数をスイープすると、受信用アンテナコイル４３によって受信された電波の受信レベルは、温度センサ５０の共振周波数の少し手前で一定値から急速に低下し（図１２（ａ）参照）、共振周波数で最小となり、この周波数を超えると再び急速に増大し、一定値に戻る。すなわち、ディップが生じる。したがって、ディップ受信時におけるマイコン部３１から出力するデジタル値から、共振周波数を簡単に特定し、さらに温度テーブル３６ａに基づいて現在の温度Ｔｃを特定することができる。
【００４１】
さらに、温度測定装置１０は、測定モードでは現在の温度Ｔｃをユーザに知らせる。現在温度の測定は非接触でなされるので、ユーザが保冷箱４の蓋６を開けて外気が混入することによる温度上昇（又は低下）を無駄に発生させることなく、保冷箱４内部の現在の温度Ｔｃを知ることができる。例えば、保冷箱４の中身がビールであればおいしく飲むための温度にあるかどうか、ピザであればチーズがとろけそうな状態で美味しく食べる適温にあるかどうかを知ることができる。
【００４２】
なお、ＬＣＤ部２２への測定温度の表示と同時にスピーカ２３、バイブモータ２４により測定完了をユーザに報知してもよい。
また、温度センサ５０が図６に示した温度特性を有する場合には、約マイナス３０度から約３３度の範囲では約７度を境にして、１つの共振周波数に対して２つの温度が特定される。この場合には、温度測定装置１０は２つの温度を表示する。ユーザにどちらが正しいか判断を委ねることになる。あるいは、測定対象の温度範囲に対応した温度特性をもつ温度センサ５０及び温度測定装置１０を使用することが望ましい。
【００４３】
（Ｂ）履歴モードの開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、温度センサ５０の現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１０４）、測定した温度を日時などの付随データとともに不揮発性メモリ３６の履歴テーブル３６ｂに記録（追記）し（Ｓ１０５）、さらに一定時間（ここでは３分）経過したか否かを判断する（Ｓ１０６）。経過したと判断した場合にはＳ１０４に戻り、同様に上記測定と上記追記を行う。このように履歴モードでは、履歴テーブル３６ｂには、一定時間ごとの測定が付属情報とともに履歴として温度情報が記録される。
【００４４】
履歴モードの適用例として、生鮮食料品や冷凍食品の宅配における輸送記録や保管記録の一部として温度履歴を利用することができる。
また、温度センサ５０の他に一般的な無線タグと併用すれば、商品管理・物流管理、製造業の容器・パレット管理等と併用して温度履歴による温度管理も行うことができる。
【００４５】
また、履歴モードの他の適用例として、温度センサ５０を化学実験用の試験管などの器具に貼り付けた場合、その容器で発熱を伴う化学反応の実験を行う際に、温度履歴をとることができ、発熱量や反動速度の算出に役立つ。
【００４６】
（Ｃ）監視モード開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、まず、ユーザによる任意の温度を設定する操作を受け付け、受け付けた温度を監視温度Ｔｔとして内部に保持し（Ｓ１０７）、一定時間（ここでは１分）経過したか否かを判断する（Ｓ１０８）。マイコン部３１は、１分経過した場合には、現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１０９）、測定した温度Ｔｃと保持している監視温度Ｔｔとの差分ΔＴを算出し（Ｓ１１０）、差分ΔＴの絶対値がしきい値Ｔ１よりも小さいか否かを判定する（Ｓ１１１）。ここでしきい値は、予め定められた値であって、例えば０．５度などである。
【００４７】
さらに、マイコン部３１は差分ΔＴの絶対値がしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１１１：ｙｅｓ）、現在の温度Ｔｃが監視温度Ｔｔに達したものと判断して、スピーカ２３による音や、バイブモータ２４による振動、アンテナ２５からホストへの無線通信によって等によってその旨を警告する（Ｓ１１２）。また、マイコン部３１は差分ΔＴの絶対値がしきい値よりも小さくない場合には（Ｓ１１１：ｎｏ）、現在温度がまだ監視温度に達していない（図１２（ｂ）参照）ものと判断してステップＳ１０８に戻る。
【００４８】
このように、監視モードでは、温度測定装置１０はユーザにより任意に設定された監視温度に達した時点でその旨を警告する。
監視モードの適用例として、保冷箱４がビールを収容している場合、ユーザが美味しく飲める適温から外れる温度を監視温度Ｔｔとして設定しておけば、警告後に氷などの保冷剤を保冷箱４に補充することができ、再度適温に保つことができる。
【００４９】
また、監視モードの他の適用例として、温度センサ５０を日本酒の熱燗用の徳利に貼り付けた場合、監視温度として、日向燗なら３０〜３５℃、人肌燗なら３５〜４０℃、ぬる燗なら４０〜４５℃ 、上燗なら４５〜５０℃、熱燗なら５０〜５５℃、飛びっ切り燗なら５５℃程度の温度を、ユーザが設定しておけば、日本酒が監視温度に達した時点で警告することになる。監視温度の値はユーザの任意なので、ユーザの嗜好に適した燗をつけることができる。
【００５０】
（Ｄ）補正モード開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、まず、ユーザによる温度センサ５０の実際の温度Ｔａを入力する操作を受け付け、受け付けた温度を監視温度Ｔｔとして内部に保持する（Ｓ１１３）。例えば、ユーザは温度センサ５０を既知の温度にしておいた上で、その温度を実際の温度Ｔａとして入力する。ここで、既知の温度として、例えば、温度センサ５０を氷水に浸けた状態や氷の上においた状態にしておけば、０度補正ができるし、沸騰する湯に浸けられた状態にしておけば、１００度補正ができる。
【００５１】
次に、マイコン部３１は現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１１４）、測定された温度Ｔｃと実際の温度Ｔａとの差分ΔＴを算出し（Ｓ１１５）、その差分ΔＴがしきい値Ｔ２よりも大きいか否かを判断する。ここで、しきい値Ｔ２は誤差として許容可能な値で予め定められた値とする。
【００５２】
差分ΔＴがしきい値Ｔ２以下である場合、つまり測定温度Ｔｃが誤差の許容範囲内にある場合には（Ｓ１１６：ｎｏ）、マイコン部３１は、補正モードを終了する。この場合温度テーブル３６ａは補正の必要がない。
【００５３】
差分ΔＴがしきい値Ｔ２よりも大きい場合、つまり誤差の許容範囲を超えた場合には（Ｓ１１７）、マイコン部３１は、温度テーブル３６ａを補正する（Ｓ１１８）。ここでの補正は、最も簡単な方法として、温度テーブル３６ａの各欄における温度値を、ΔＴだけ差し引いた値に更新すればよい。
【００５４】
このように、補正モードでは、温度センサ５０の繰り返し利用、経年変化等により共振周波数が当初よりもずれてしまい、誤差ΔＴが許容できなくなったとしても、温度テーブル３６ａをより正しい値に補正するので、精度を劣化させることなく現在温度を測定することができる。
【００５５】
以上の説明してきたように、本実施の形態１における温度測定システム１によれば、温度センサ５０を貼り付けた測定対象物の温度を非接触で測定することができる。
【００５６】
なお、マイコン部３１は、図１１に示した監視モード処理（Ｓ１０７〜１１２）の代わりに、マイコン部３１の処理負荷が小さく、より速い周期で監視可能な処理として図１３に示す別の監視モードの処理を行うようにしてもよい。図１３において、マイコン部３１は、監視温度Ｔｔを受け付けた（Ｓ１３０）後、温度テーブル３６ａを参照して監視温度Ｔｔに対応する周波数を決定し（Ｓ１３１）、一定時間（ここでは１分）経過する毎に、Ｄ／Ａ変換部３２、ＶＣＯ３３及びアンテナ部４０を介して、当該周波数で電波を送信し（Ｓ１３３）、アンテナ部４０、復調部３４、Ａ／Ｄ変換部３５を介してその送信時の受信レベルを測定し（Ｓ１３４）、受信レベルがしきい値Ｖ１以下であれば（Ｓ１３５：ｙｅｓ）、警告をする（Ｓ１３６）。これは、温度センサ５０の温度が監視温度Ｔｔとは異なる温度である場合には受信レベルが比較的大きく（図１４の一点鎖線及び破線参照）、温度センサ５０が監視温度Ｔｔに達したときに受信レベルが最小になる（図１４の実線参照）ことを利用している。しきい値Ｖ１は同図の最小の受信レベルよりもいくらか大きい値でよい。
【００５７】
このように、図１３の監視モード処理では、図１１における周波数スイープが不要であり、監視温度Ｔｔに対応する一つの周波数で電波を送信するので、一定時間毎の処理（Ｓ１３３〜Ｓ１３５）時間を大きく短縮することができる。それゆえ、図１３の監視モード処理は、測定対象の温度変化が速い場合により適している。
【００５８】
また、上記の履歴モードにおいて、履歴をとる開始条件、終了条件を設定するようにしてもよい。例えば、開始条件又は終了条件としては、ユーザが予め設定した時刻の到来、ユーザが予め設定した温度又は温度範囲になったこととしてもよい。
【００５９】
さらに、図１０のＳ１０５において、履歴を追加する条件を設定してもよい。例えば、測定温度Ｔｃがユーザの予め設定した温度範囲内（又は範囲外）である場合のみ履歴に追加記録するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記履歴モードにおいて監視モードの警告をも行う（複合モードと呼ぶ）ようにしてもよい。その場合、図１０のＳ１１０〜Ｓ１１２のステップを、Ｓ１０５の直後に追加した構成とすればよい。
【００６１】
さらに、温度センサ５０は、図１５に示すように、被覆部材５１の下面にファスナーの一方の面（例えば、ループ材５９ａ）を貼着し、取り付け位置（蓋６の裏側）にファスナーの他方（例えば、フック材５９ｂ）を貼着し、簡単に温度センサ５０を取着したり取り外したりすることができるように構成してもよい。
また図１５のように、熱伝導性の高い材料でできた吸熱板を備える構成とし、周囲温度を反映しやすくしてもよい。
【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態１の温度センサ５０は受動的な素子であったが、本実施の形態では、温度センサ自身が無線タグとして温度履歴を内部に記録する構成について説明する。
図１６は、実施の形態２における温度センサ７０の外観を示す図である。同図の温度センサ７０は、図２に示した温度センサ５０と比べて、ＩＣチップ６０を追加した無線タグとなっている。
【００６３】
図１７は、温度センサ７０の機能的な構成を示すブロック図である。同図のように温度センサ７０は、アンテナコイルＬとコンデンサＣとＩＣチップ６０からなる。アンテナコイルＬ及びコンデンサＣは図３と同様の構成である。ＩＣチップ６０は、電力生成部７１、クロック再生部７２、復調部７３、変調部７４、マイコン部７５、メモリ７６を備え、無線により外部から電力供給を受けて、データを送受信するよう構成されている。
【００６４】
電力生成部７１は、外部の温度測定装置８０からアンテナ部（アンテナコイルＬ及びコンデンサＣ）を介して電力搬送電波を受信している間、電磁誘導方式、あるいは電磁結合方式によって誘起電力を生成して、ＩＣチップ６０内部に直流電源を供給する。そのため、電力生成部７１は、内部に誘起電力を整流するダイオードや、整流された誘起電力の電圧を平滑化したり直流電力を蓄電するコンデンサや、一定の値（Ｖｃｃ）に安定化するレギュレータなどを備える。ここで、電力搬送電波は、図１８に示す電力搬送波Ａ、ＡＳＫ変調波Ｂなどの高周波信号である。
【００６５】
クロック再生部７２は、受信された電力搬送波からクロック信号を再生し、マイコン部７５に供給する。
復調部７３は、アンテナ部を介して受信した高周波信号を復調することによりデータを取り出す。例えば、図１８に示すようなＡＳＫ変調波Ｂを復調し、その結果をデータＣとしてマイコン部７５に出力する。
【００６６】
変調部７４は、マイコン部７５から入力されるデータに基づいて高周波信号を変調する。例えば図１８に示すデータＤをＢＰＳＫ変調波Ｅにする。
マイコン部７５は、復調部７３により復調されたデータＣを解釈し、解釈の結果コマンドであれば、それに応じた応答又は処理を実行する。コマンドには、受信データをメモリ７６への書き込むことを指示するライトコマンドと、メモリ７６のデータを読み出して、変調部７４、アンテナ部を介して送信することを指示するリードコマンド等がある。
【００６７】
メモリ７６は、電力生成部７１による電力供給がなくても消えることのない不揮発性メモリである。
図１９は、本実施の形態における温度測定装置８０の機能的な構成を示すブロック図である。同図の温度測定装置８０は、図８に示した温度測定装置１０と比較して、コントロール部３０の代わりにコントロール部８１を備えている点が異なり、温度センサ７０との間でコマンド及びデータの送受信をするよう構成されている。以下、同じ構成要素は説明を省略して異なる構成要素を中心に説明する。
【００６８】
コントロール部８１は、コントロール部３０と比べて、新たに変調部８２が追加された点と、復調部３４の代わりに復調部８３を備える点とが異なっている。また、マイコン部３１内のＲＯＭに格納されているプログラムも異なっている。
【００６９】
変調部８２は、ＶＣＯ３３からの高周波信号をマイコン部３１からのデータＣに基づいて変調し、アンテナ部４０に出力する。ここでは、変調部８２は、図１８に示したＡＳＫ変調を行うものとする。また、変調部８２が無変調動作であれば、図１８に示した電力搬送波Ａが送信されることになる。周波数スイープにおいても同様に無変調である。
【００７０】
復調部８３は、温度センサ７０からアンテナ部４０を介して受信された電波を復調する。ここでは、ＢＰＳＫ復調をするものとする。
マイコン部３１は、ＲＯＭに格納されているプログラムの実行により、実施の形態１の機能に加えて、（１）測定した温度を温度センサ７０内部に履歴情報として記録させる処理と、（２）温度センサ７０内部に記録された温度履歴を読み出す処理とを行う。
（１）温度センサ７０内部に履歴情報を記録する処理
図２０は、マイコン部３１の制御により、温度センサ７０内部に温度履歴を記録させる処理を示すシーケンス図である。
【００７１】
同図の処理は、ユーザ操作に従って開始及び終了する。開始の操作を受けて温度測定装置８０内のマイコン部３１は、まず温度センサ７０の現在の温度Ｔｃを測定する（Ｓ１９０）。現在温度Ｔｃの測定は、実施の形態１に示した図１１の処理と同様に、マイコン部３１が周波数スイープ（Ｓ１９１）を行って、受信レベルが最小の周波数を求め、その周波数に基づいて温度テーブル３６ａから現在の温度を求める。
【００７２】
次に、マイコン部３１は温度センサ７０に測定した現在温度Ｔｃを温度情報として送信する処理を行う（Ｓ１９２）。具体的には、マイコン部３１は、電力搬送波の送信を開始し（Ｓ１９３）、温度センサ７０に電源が供給された状態にした後、変調部８２及びアンテナ部４０を介してライトコマンドを送信し（Ｓ１９４）、続けて温度情報（現在温度Ｔｃ及び日時など）を送信し（Ｓ１９５）、所定時間経過後に電力搬送波の送信を停止する（Ｓ１９６）。ここで、所定時間とは、温度センサ７０内部のメモリ書き込み動作完了に十分な時間をいう。また、コマンド及びデータ（温度情報）はＡＳＫ変調されたシリアルデータとして送信され、この送信時のＡＳＫ変調波も電力搬送波として機能するので、温度センサ７０は電源が供給された状態になっている。
【００７３】
さらに、温度測定装置８０内のマイコン部３１は、一定時間（同図では１０分）経過したとき（Ｓ２００）上記の現在温度Ｔｃ測定と温度情報送信処理とを行う。これにより、一定時間（１０分）間隔の温度情報を温度センサ７０に送信する。
【００７４】
一方、温度センサ７０においてマイコン部７５は、電源供給された状態になった後、コマンドを受信し（Ｓ１９７）、解釈した結果ライトコマンドであることから、引き続きデータ受信を行い（Ｓ１９８）、受信した温度情報をメモリ７６に履歴として記録（追記）する（Ｓ１９９）。メモリ７６への追記は、上記の一定時間間隔をおいて繰り返されるので、メモリ７６には履歴として温度情報が蓄積されていくことになる。
（２）温度センサ７０内部に記録された温度履歴を読み出す処理
図２１は、マイコン部３１の制御により、温度センサ７０内部に記録された温度履歴を温度測定装置８０に送信させる処理を示すシーケンス図である。
【００７５】
同図の処理も、ユーザ操作に従って開始及び終了する。開始の操作を受けて、温度測定装置８０内のマイコン部３１は、温度履歴読み出し処理を行う（Ｓ２０１）。具体的には、マイコン部３１は、電力搬送波信号Ａ（図１８参照）の送信を開始し（Ｓ２０２）、温度センサ７０を電源が供給された状態にした後、変調部８２及びアンテナ部４０を介してリードコマンドを送信し（Ｓ２０３）、さらに、温度センサ７０から送信される温度履歴を受信し（Ｓ２０４）、受信完了後に、電力搬送波信号の送信を停止する（Ｓ２０５）。これにより、温度センサ７０内部に蓄積されていた温度履歴が温度測定装置８０に転送される。転送された温度履歴は、さらに温度測定装置８０から外部のホストコンピュータにアンテナ２５を介して無線で送信され、温度測定の対象物の輸送管理などに役立てられる。
【００７６】
以上説明してきたように本実施の形態における温度測定システム２によれば、温度センサ７０自身の内部メモリに温度履歴を記録しておき、さらに温度測定装置８０にその温度履歴を転送することができる。
【００７７】
なお、温度センサ７０内のメモリ７６には温度履歴に加えて、温度測定対象物のＩＤ（商品ＩＤ）や、入出庫履歴（輸送履歴）を付属情報として記録してもよい。
【００７８】
また、温度測定装置８０から温度センサ７０に対するコマンドは、上記のライトコマンド、リードコマンドに限らず、リセットコマンドやメモリクリアコマンドなどを設けてもよい。
【００７９】
さらに、図２０、図２１における温度測定装置８０と温度センサ７０との間のコマンド又はデータ送受信に先立って、一方向又は双方向に認証シーケンスを行うように構成してもよい。
【００８０】
また、暗号化したデータを送受信する構成としてもよい。こうすれば、温度センサ７０が無線タグとして利用される場合に営業秘密に関する事項も安全に記録することができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、温度測定装置８０からの周波数スイープにより温度センサ７０の温度を測定しているが、温度センサ７０自身が周波数スイープにより温度を測定するよう構成してもよい。その場合の構成例として、図７の構成に加えて、ボタン電池や太陽電池などの電源部と、変調部７４後段に周波数スイープして電波を送信するための送信アンテナと、メモリ７６内部に上記の温度テーブルとを追加し、マイコン部７５において図１１に示した温度測定処理を行う構成とすればよい。その際、マイコン部７５は、受信レベルが最小の周波数をもって共振周波数と特定する代わりに、共振回路における誘導電流が最大になる時点をもって共振周波数を特定するようにしてもよい。あるいは、誘導電流が最大になる時点前記共振回路の共振周波数を検知し、検知された共振周波数に基づいて温度を特定する制御回路を設けてもよい。
【００８２】
（実施の形態３）
図２２は、本発明の実施の形態３における温度測定テムを複数の保冷箱に適用した場合の全体構成を示す図である。同図の温度測定システムは温度センサ７０ａ〜７０ｃと温度測定装置８０とから構成され、温度センサ７０ａ〜７０ｃはそれぞれ保冷箱の内部に貼り付けられている。
【００８３】
温度センサ７０ａ〜７０ｃは、それぞれ実施の形態２で説明した温度センサ７０と同様であるが、共振周波数の温度特性が互いに異なっている。すなわち、温度センサ７０ａ〜７０ｃは、同じ温度であっても共振周波数が異なるよう構成されている。例えば図２３の実線に示すように、温度が同じとき、温度センサ７０ａ〜７０ｃの共振周波数は、それぞれｆ１、ｆ２、ｆ３となっている。さらに、温度センサ７０ａ〜７０ｃは、利用される温度範囲において、その温度範囲内における共振周波数の範囲が重ならないような温度特性を有している。図２４に、温度センサ７０ａ〜７０ｃの共振周波数対温度特性の一例を示す。同図において、温度センサ７０ａ〜７０ｃは、０度〜３０度の温度範囲において、共振周波数の範囲が約３５〜４８ＭＨｚ、約４９〜６３ＭＨｚ、約６４〜７８ＭＨｚになっている。この温度特性の違いは、温度センサ７０ａ〜７０ｃにおけるコンデンサＣの面積や電極間距離や誘電体５５の特性の違い（つまり容量の違い）や、アンテナコイルＬの巻き数や直径の違い（つまりインダクタンスの違い）を持たせることにより容易に実現できる。このような温度特性の違いにより１台の温度測定装置８０により温度センサ７０ａ〜７０ｃの何れが共振しているのかを区別可能になる。
【００８４】
温度測定装置８０は、実施の形態２で説明したものと同様であるが、温度テーブル３６ａには図２４に示すような共振周波数対温度特性を表す温度テーブルが格納され、共振周波数に対応する温度を求めるとともに温度センサの区別も行う。
【００８５】
このような構成により、本実施の形態における温度測定システムは、実施の形態１と同様に、温度センサ７０ａ〜７０ｃの個別に測定モード、履歴モード、警告モード、補正モード、複合モードの各動作をするほか、複数履歴モード、複数警告モードをサポートする。温度測定装置８０は、複数履歴モードでは同時に複数の温度履歴をとり、複数警告モードでは同時に温度監視を行い、複数複合モードでは複数の温度履歴をとりつつ温度監視を行うことになる。
【００８６】
なお、複数履歴モードでは、温度測定装置８０内の不揮発性メモリ３６に記録するようにしてもよいし、各温度センサ内部のメモリ７６に記録してもよい。
また、温度センサ７０ａ〜７０ｃそれぞれにＩＤを付与しておき、温度測定装置８０と各温度センサとの間の通信ではＩＤにより区別することが望ましい。
【００８７】
（実施の形態４）
上記実施の形態１に係る温度センサ５０においては、アンテナコイル５３が１つの面上に平面的に形成されている。このような構成では、温度測定装置１０のアンテナ面と、アンテナコイル５３のなすタグ面とが平行になったときに最大の交信距離がえられる。言い換えれば、一定の距離の下では、アンテナ面とタグ面とが平行であるときに最大の電磁誘導が生じ、検出感度において方向依存性がある。このため、タグが傾いていると、電磁誘導が低下し、温度測定に際して共振周波数の特定が困難になる可能性がある。
【００８８】
そこで、実施の形態３における温度センサでは、アンテナコイルを立体的に形成することにより、上記の方向依存性の解消を図っている。
図２５は、本実施の形態における温度センサ５０Ａの構成を示す図であり、特に図２５（ａ）は温度センサ５０Ａの機械的構成の斜視図を、同図（ｂ）は温度センサ５０Ａの電気的構成の回路図を、それぞれ示している。なお、ここではアンテナコイルの立体的な構成の説明に主眼があるので、図２５（ａ）においては、コンデンサを構成する電極５２，５６、誘電体５５等の図示が省略されている。
【００８９】
この温度センサ５０Ａは、例えば１辺数ｍｍ程度と小型に形成された立方体６１の隣接する３面にアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚをそれぞれ形成し、アンテナコイルＬｘ〜Ｌｚを直列に接続することにより構成されている。この立方体６１は、絶縁体材料で形成されている。
【００９０】
温度測定装置１０のアンテナ面がアンテナコイルＬｘのなす面と平行である場合、このアンテナコイルＬｘとの間で電磁誘導が最も生じる。温度測定装置１０のアンテナ面がアンテナコイルＬｙあるいはアンテナコイルＬｚのなす面と平行である場合、このアンテナコイルＬｙあるいはアンテナコイルＬｚとの間で最も電磁誘導が生じる。一方、温度測定装置１０のアンテナ面がアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚのなす面からそれぞれ傾いている場合、アンテナ面に対するアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚの平行成分を合算した分電磁誘導が生じる。すなわち、一定の距離の元では、アンテナ面とタグ面とがいかなる角度をなしても常に、温度測定装置１０のアンテナ面があるアンテナコイルと平行であるときとほぼ同じ値の電磁誘導が生じる。このため、実施の形態１の場合に生じる電磁誘導の低下、方向依存性が解消され、共振周波数を確実に検出することができる。また、同図のアンテナコイルは、実施の形態２、３における温度センサ７０についても同様に適用できる。
【００９１】
なお、上記実施の形態では、立方体の３面だけにアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚをそれぞれ形成したが、残りの３面にもアンテナコイル形成してもよい。
また、上記実施の形態３では、平面にそれぞれ形成されたアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚを組み合わせることにより、３次元的なアンテナコイルを形成したが、図２６（ａ）に示されるように、凹面に１つのアンテナコイルＬ１を形成することにより３次元的なアンテナコイルを形成してもよい。また、凸面に１つのアンテナコイルＬ１を形成することにより３次元的なアンテナコイルを形成してもよいのはいうまでもない。このような簡易なアンテナコイルＬ１によっても、アンテナコイルＬｘ〜Ｌｚとほぼ同様な効果を得ることができる。
【００９２】
さらに、図２６（ｂ）に示されるように、球体６２の中心を３次元直交座標の原点とするＸ，Ｙ，Ｚ軸周りの球体表面に、アンテナコイルＬ２，Ｌ３，Ｌ４を形成し、アンテナコイルＬ２〜Ｌ４を直列に接続するように構成してもよい。
【００９３】
この場合においても、アンテナコイルＬｘ〜Ｌｚの場合と同様に、実施の形態１，２の場合に生じる電磁誘導の低下が解消され、共振周波数を確実に検出することができる。
【００９４】
また、上記各実施の形態では温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を、温度に依存して容量が変化するコンデンサＣにより実現する例を説明したが、このコンデンサＣの代わりに、温度に依存してインダクタンスが変化するコイルＬを用いる構成としてもよい。その場合、形状記憶合金を材料として特定温度における巻き線の間隔又は直径と、他の温度におけるそれらとが異なるコイルを利用してもよい。さらに、このコイルと温度に依存して容量が変化するコンデンサＣとを組み合わせて共振回路を構成してもよい。この場合、特定温度における共振周波数の変化を急峻にすることができる。
【００９５】
なお、各実施の形態の図１０、１１、１３、２０、２１に示したフローチャート又はシーケンス図は、温度測定装置１０、８０又は温度センサ７０内のマイコンにおいてプログラムとして実現していることは言うまでもない。このプログラムは、ＣＤなどの記録媒体や電気通信回線を通して流通及び配信可能である。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の温度センサは、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成されている。
この構成によれば、温度測定装置が無線で共振回路の共振周波数を特定し、共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定することにより、温度を測定することができ、無線タグを応用して温度センサとすることができるという効果がある。
【００９７】
ここで、前記共振回路はコイルとコンデンサとからなり、前記コンデンサの電極間には温度変化に応じて誘電率が変化する材料を備える構成としてもよい。
この構成によれば、共振回路がコイルとコンデンサという受動回路からなるので、安価かつ小型にすることができるという効果がある。
【００９８】
また、前記材料は強誘電体により構成してもよい。前記材料は、（ａ）チタン酸バリウム、（ｂ）バリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（ｃ）カルシウムとビスマスとタンタルとの化合物のうちの何れかとすることができる。
【００９９】
この構成によれば、強誘電体材料の種類によって、温度センサの用途あるいは測定温度の範囲に適した種々の周波数対温度特性を容易に実現できる。
ここで、前記温度センサは、さらにメモリと通信手段とマイコンとを有し、前記マイコンは、通信手段を介して受信した温度情報をメモリに記録する構成としてもよい。
【０１００】
また、前記マイコンは前記温度情報を履歴として蓄積する構成としてよい。さらに、前記マイコンは、通信手段を介して受信したコマンドに従って、メモリに記録された温度情報を読み出して通信手段を介して送信する構成としてもよい。
【０１０１】
この構成によれば、温度センサ内のメモリに測定結果の温度や温度の履歴を記録するので、商品輸送や保管に際して温度管理を行うのに適している。
ここで、前記温度センサは、さらにメモリと通信手段とマイコンとを有し、前記メモリは、前記共振回路における共振周波数対温度特性をテーブルとして記憶し、前記マイコンは、通信手段を介して周波数を変化させながら電波を送受信することにより前記共振回路の共振周波数を特定し、テーブルを参照することにより当該共振周波数に対応する温度を特定する構成としてもよい。また、前記マイコンは、前記特定された温度をメモリに記録するようにしてもよい。また、前記マイコンは、前記共振周波数の特定および温度の特定を周期的に行い、特定された温度をメモリに履歴として記録するようにしてもよい。
【０１０２】
この構成によれば、外部の温度測定装置などから温度センサの共振周波数を検知する必要がなく、温度センサ自身が単体で温度測定することができる。また、外部からの操作を必要とすることなく、温度センサ自身が単体で温度を測定し、内部のメモリに履歴として保持することができる。
【０１０３】
また、本発明の温度測定装置は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを備える。
【０１０４】
この構成によれば、無線タグを温度センサとして温度を測定することができ、例えば、無線タグを用いた商品管理・物流管理、製造業の容器・パレット管理等を履歴として管理する場合において、温度をも管理対象とすることができるという効果がある。
【０１０５】
ここで、前記温度測定装置は、さらに前記無線タグが特定温度にあるときユーザ入力された当該特定温度の値に従って、前記テーブルを補正するようにしてもよい。
【０１０６】
この構成によれば、温度測定の精度を劣化させることなく、測定温度の信頼性を高めることができる。
ここで、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を履歴としてメモリに記録する記録手段とを備える構成としてもよい。
【０１０７】
この構成によれば、温度測定装置内のメモリに温度履歴を記録するので、リアルタイムに温度履歴を管理・分析するのに適している。
また、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を無線タグに送信し、無線タグ内のメモリに温度を履歴として記録させる送信手段とを備える構成としてもよい。
【０１０８】
この構成によれば、温度センサ自身の内部メモリに温度履歴を記録するので、事後的に温度履歴を管理・分析するのに適している。
また、本発明の温度測定装置は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して特定周波数の電波を送受信する送信手段と、当該送信電波の反射波の受信レベルに応じて前記無線タグの温度を判断する判別手段とを備える構成としてもよい。
【０１０９】
ここで、前記送信手段は、ユーザ入力された監視温度に対応する共振周波数を前記特定周波数とし、前記判別手段は、前記受信レベルがしきい値よりも小さい場合は、無線タグがほぼ監視温度にあると判断するようにしてよもよい。
【０１１０】
この構成によれば、周波数を変化させながら電波を送信するのではなく、監視温度に対応する特定周波数の電波を送信してその反射波の受信レベルを判断するので、電波送信から温度判断までを高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における温度測定システムを保冷箱に適用した場合の全体構成を示す図である。
【図２】温度センサの外観図である。
【図３】温度センサの分解斜視図である。
【図４】誘電体５５における比誘電率εｒの温度特性の一例を示す図である。
【図５】コンデンサＣにおける容量の温度特性を示す図である。
【図６】共振回路の共振周波数の温度特性を示す図である。
【図７】温度測定装置の外観構成を示す図である。
【図８】温度センサ及び温度測定装置の電気的構成を示す図である。
【図９】温度テーブルの一例を示す図である。
【図１０】マイコン部の制御による温度測定装置における各種の動作を示すフローチャートである。
【図１１】現在温度Ｔｃの測定処理を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）スイープされる周波数と受信レベルを示す図である。
（ｂ）現在温度と監視温度における周波数と受信レベルを示す図である。
【図１３】別の監視モード処理を示すフローチャートである。
【図１４】監視温度に対応する周波数と受信レベルを示す図である。
【図１５】下面にファスナーを上面に熱伝導性の高い材料でできた吸熱板を有する温度センサの外観図である。
【図１６】実施の形態２における温度センサの外観を示す図である。
【図１７】温度センサの機能的な構成を示すブロック図である。
【図１８】温度センサと温度測定装置とで送受信される各種信号波形を示す図である。
【図１９】温度測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図２０】マイコン部の制御により、温度センサ内部に温度履歴を記録させる処理を示すシーケンス図である。
【図２１】マイコン部の制御により、温度センサ７０に記録された温度履歴を温度測定装置に送信させる処理を示すシーケンス図である。
【図２２】実施の形態３において温度測定テムを複数の保冷箱に適用した場合の全体構成を示す図である。
【図２３】複数の温度センサの受信レベルと共振周波数を示す図である。
【図２４】複数の温度センサの共振周波数対温度特性の一例を示す。
【図２５】（ａ）温度センサの機械的構成の斜視図を示す図である。
（ｂ）温度センサの電気的構成の回路図を示すである。
【符号の説明】
１０ 温度測定装置
１１ 止め具
２０ 入出力部
２１ 操作部
２１ａ 測定ボタン
２１ｂ 監視ボタン
２１ｃ 履歴ボタン
２１ｄ 補正ボタン
２１ｅ セットボタン
２１ｆ リセットボタン
２２ ＬＣＤ部
２３ スピーカ
２４ バイブモータ
２５ アンテナ
２６ レベルコンバータ
３０ コントロール部
３０ 約マイナス
３１ マイコン部
３２ Ｄ／Ａ変換部
３３ ＶＣＯ
３４ 復調部
３５ Ａ／Ｄ変換部
３６ 不揮発性メモリ
３６ａ 温度テーブル
３６ａ 場合温度テーブル
３６ｂ 履歴テーブル
４０ アンテナ部
４１ 増幅器
４２ 送信用アンテナコイル
４３ 受信用アンテナコイル
４４ 増幅器
５０ 温度センサ
５１ 被覆部材
５１，５７ 被覆部材
５２ 電極
５２，５６ 電極
５３ アンテナコイル
５３ａ 一方端
５３ｂ 接続端子
５３ｂ，５６ｂ 両接続端子
５４ 基材
５４ａ 窓
５５ 誘電体
５６ 電極
５６ｂ 接続端子
５９ａ ループ材
５９ｂ フック材
６０ ＩＣチップ
６１ 立方体
６２ 球体
７０ 温度センサ
７０ａ〜７０ｃ 温度センサ
７１ 電力生成部
７２ クロック再生部
７３ 復調部
７４ 変調部
７５ マイコン部
７６ メモリ
８０ 温度測定装置
８１ コントロール部
８２ 変調部
８３ 復調部
【図２６】（ａ）３次元アンテナコイルの一例を示す図である。
（ｂ）３次元アンテナコイルの他の例を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線タグを応用した温度センサ、温度測定装置、温度測定システム及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、新たな技術分野として無線タグが注目されている。無線タグの主な導入分野としては、履歴管理分野、ＩＤ管理分野、盗難防止分野などが想定されている。 履歴管理分野は、人や物の履歴情報を時系列的に管理するもので、小売業の商品管理・物流管理、製造業の容器・パレット管理等に適用されると予想される。ＩＤ管理は、ＩＤ情報をもとに人・物を識別したり、位置管理等に利用され、航空手荷物、入出室管理等の識別、追跡調査等に適用されると予想される。 盗難防止分野では、自動車キー、商品、美術館等への応用が予想される。
【０００３】
無線タグは、従来のバーコードに比べ、複数情報を一括処理できるマルチリード機能を有し、さらにデータ容量が大きいため商品と付帯情報の一体管理が可能となり、精度の高い商品管理が実現できる。こうした点を踏まえて、システムの付加価値が高い、履歴管理分野とＩＤ管理分野の発展がしていくものと考えられる。
これらの従来技術に関して以下の文献がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−０９４２４８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無線タグの新たな応用として温度センサ、温度測定装置および温度測定システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の温度センサは、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成されている。また、本発明の温度測定装置は、前記無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを有する。
【０００７】
この構成によれば、温度測定装置が無線で共振回路の共振周波数を特定し、共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定することにより、温度を測定することができ、無線タグを応用して温度センサとすることができる。
【０００８】
ここで、前記共振回路はコイルとコンデンサとからなり、前記コンデンサの電極間には温度変化に応じて誘電率が変化する材料を備える構成としてもよい。
また、前記材料は強誘電体により構成してもよい。例えば、前記材料は、（ａ）チタン酸バリウム、（ｂ）バリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（ｃ）カルシウムとビスマスとタンタルとの化合物のうちの何れかとすることができる。
【０００９】
この構成によれば、共振回路がコイルとコンデンサという受動回路からなるので、安価かつ小型にすることができる。さらに、強誘電体材料の種類によって、温度センサの用途あるいは測定温度の範囲に適した種々の周波数対温度特性を容易に実現できる。
【００１０】
また、上記の温度測定装置は、さらに前記無線タグが特定温度にあるときユーザ入力された当該特定温度の値に従って、前記テーブルを補正する補正手段を有する構成としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、温度測定の精度を劣化させることなく、測定温度の信頼性を高めることができる。
ここで、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を履歴としてメモリに記録する記録手段とを備える構成としてもよい。
【００１２】
この構成によれば、温度測定装置内のメモリに温度履歴を記録するので、リアルタイムに温度履歴を管理するのに適している。
また、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を無線タグに送信し、無線タグ内のメモリに温度を履歴として記録させる送信手段とを備える構成としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、温度センサ自身の内部メモリに温度履歴を記録するので、事後的に温度履歴を管理するのに適している。
さらに、本発明の温度測定装置は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して特定周波数の電波を送受信する送信手段と、当該送信電波の反射波の受信レベルに応じて前記無線タグの温度を判断する判別手段とを備える構成としてもよい。
【００１４】
ここで、前記送信手段は、ユーザ入力された監視温度に対応する共振周波数を前記特定周波数とし、前記判別手段は、前記受信レベルがしきい値よりも小さい場合は、無線タグがほぼ監視温度にあると判断するようにしてよもよい。
【００１５】
この構成によれば、周波数を変化させながら電波を送信するのではなく、監視温度に対応する特定周波数の電波を送信してその反射波の受信レベルを判断するので、電波送信から温度判断までの応答時間を速くすることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における温度測定システム１を保冷箱又は保温箱に適用した場合の全体構成を示す図である。
同図のように、温度測定システム１は温度測定装置１０と温度センサ５０とから構成され、本体５と蓋６とからなり保冷及び保温作用を有する保冷箱４に対して蓋６の裏側に温度センサ５０が貼り付けられている。保冷箱４には、例えば、ビール、ジュースなどの飲料水や野菜、肉、魚などの保冷すべき生鮮食料品、冷凍食品、暖かい弁当、熱々の麺類や焼きたてのピザなどの保温すべき食料品等が収められる。
【００１７】
温度センサ５０は、アンテナコイルＬと、このアンテナコイルＬに並列に接続されるコンデンサＣとからなる共振回路を備える無線タグであって、温度に依存して共振周波数が変化する構成となっている。
【００１８】
温度測定装置１０は、温度センサ５０に対して温度を測定するための電波を出射し、電波による電磁誘導によって非接触で温度センサ５０の共振回路を共振させ、その共振周波数の値によって温度センサ５０の温度を測定する。
【００１９】
図２は、図１に示される温度センサ５０の外観図である。同図のように、温度センサ５０は、上記アンテナコイルＬ及びコンデンサＣが形成される基材５４と、この基材５４の下面及び上面にそれぞれ貼着される一対の被覆部材５１，５７とを備える。基材５４及び被覆部材５１，５７は、電気絶縁性を有する薄いシート材で、同サイズの四角形に形成される。被覆部材５１、５７の少なくとも一方は熱伝導性の良い材料により構成され、内部のコンデンサＣに対する外部からの熱伝導性を高めることが望ましい。
【００２０】
図３は、図１及び図２に示される温度センサ５０の分解斜視図である。
図３に示されるように、温度センサ５０は、上記の基材５４、被覆部材５１，５７の他、基材５４の下面に貼着されるアンテナコイル５３（アンテナコイルＬ）と、一対の電極５２，５６と、この電極５２，５６間に介装される誘電体５５とをさらに備える。なお、基材５４のほぼ中央には四角形状に形成された窓５４ａが設けられ、基材５４の１つの角には、切り欠き５４ｂが形成される。
【００２１】
一対の電極５２，５６は、窓５４ａとほぼ同サイズに形成され、基材５４の下面側及び上面側にそれぞれ配設される。この一対の電極５２，５６と、誘電体５５とで、コンデンサＣが構成される。誘電体５５は、電極５２，５６と同様に窓５４ａとほぼ同サイズ、かつ、ほぼ一定の厚みに形成され、温度に応じて誘電率が変化する特性を有している。誘電体５５の材料としては、温度に依存して誘電率が変化する性質をもついわゆるペロブスカイト型化合物などを用いている。例えば、（化１）に示すチタン酸バリウム、（化２）に示すバリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（化３）に示すカルシウムとビスマスとタンタルとの化合物、（化４）に示すチタン酸ストロンチウムとニオビウム酸ストロンチウムの化合物など強誘電体材料（又は強誘電体セラミックス）を用いることができる。化学式中のｘは混合比率を示す。誘電体５５は温度に依存して誘電率が変化することから、コンデンサＣの容量も温度に依存して変化することになる。
【００２２】
【化１】
【化２】
【化３】
【化４】
アンテナコイル５３は、１本のストリップ線が複数回巻回されてなる。アンテナコイル５３の一方端５３ａは、電極５２と電気的に接続される。アンテナコイル５３の他方端は、切り欠き５４ｂと対応する位置に配設される接続端子５３ｂと電気的に接続される。一方、電極５６は、切り欠き５４ｂと対応する板に配設される接続端子５６ｂと電気的に接続される。両接続端子５３ｂ，５６ｂは、切り欠き５４ｂの位置においてかしめや圧接等によって電気的に接続される。この結果、アンテナコイル５３にこのコンデンサＣが並列に接続され、両者で共振回路が形成される。この共振回路は、温度に応じてコンデンサＣの容量が変化することから、温度に応じて共振周波数も変化する。それゆえ。温度測定装置１０から電波を出射して温度センサ５０の共振周波数を検知し、その共振周波数に対応する温度を特定する。
【００２７】
図４は、（化２）に示した材料で形成された場合の誘電体５５について、比誘電率εｒの温度特性を示す図である。同図において混合比率ｘ＝０．０２５の場合の比誘電率εｒは、例えば温度０度で約９３００、３０度で約６０００、９０度で約１２００、１２０度で約９００であり、温度に応じて変化することがわかる。
【００２８】
図５は、図４の温度特性（混合比率ｘ＝０．０２５）を有するコンデンサＣについて、容量の温度特性を示す図である。ただし、コンデンサＣの電極５２、５６が２ｍｍ四方の正方形、電極間の距離を０．５ｍｍとしている。同図においてコンデンサＣの容量は、例えば温度０度で６５９ｐＦ、３０度で６０２ｐＦ、９０度で８５ｐＦ、１２０度で６４ｐＦであり、温度に応じて変化することがわかる。
【００２９】
図６は、温度センサ５０のアンテナコイルＬとコンデンサＣとからなる共振回路の共振周波数の温度特性を示す図である。ただし、アンテナコイルＬのインダクタンスを０．０４μＨとしている。同図において共振周波数は、例えば温度０度で３１．６ＭＨｚ、３０度で３８．６ＭＨｚ、９０度で８６．３ＭＨｚ、１２０度で９９．７ＭＨｚであり、温度に応じて変化することがわかる。
【００３０】
図７は、図１に示される温度測定装置１０の外観構成を示す図である。
温度測定装置１０の機体表面には、止め具１１と、複数のボタンから構成される操作部２１と、操作メニューや測定温度や警告等を表示するためのＬＣＤ部２２と、警告等を音で知らせるためのスピーカ２３と、図示しないホスト等にデータを無線で送受信するためのアンテナ２５等が設けられている。
【００３１】
なお、操作部２１には、例えば、温度測定を指示するための測定ボタン２１ａ、温度を監視し特定温度になれば警告することを指示するための監視ボタン２１ｂ、周期的に温度測定して履歴を記録することを指示するための履歴ボタン２１ｃ、測定温度の補正をするための補正ボタン２１ｄ、監視温度や補正温度などの温度をセットするセットボタン２１ｅ、リセットするためのリセットボタン２１ｆなどから構成される。
【００３２】
図８は、温度センサ５０及び温度測定装置１０の電気的構成を示す図である。
温度センサ５０は、図３に示した各パーツによって、アンテナコイルＬと、温度によって容量が変化するコンデンサＣとからなるＬＣ共振回路を有する無線タグである。
【００３３】
温度測定装置１０は、大きく分けて入出力部２０とコントロール部３０とアンテナ部４０とからなる。
入出力部２０は、操作部２１と、ＬＣＤ部２２と、測定完了を音で知らせるためのスピーカ２３と、測定完了を振動で知らせるためのバイブモータ２４と、測定した温度の履歴情報その他のデータやコマンドをホストコンピュータ（図示せず）などに無線で送受信するためのアンテナ２５と、ホストコンピュータにデータを送受信するためのレベルコンバータ２６とを備える。
【００３４】
コントロール部３０は、その内部にプログラムを予め格納したＲＯＭ、操作部２１に操作されたボタン種別などのデータを一時的に保持するメモリ、プログラム実行時のワークエリアを提供するメモリ、時刻を計時するタイマ、プログラムを実行するＣＰＵ等により１チップで構成されるマイコン部３１と、Ｄ／Ａ変換部３２と、印加電圧に応じた発振周波数の高周波信号を出力する発振器であるＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３３と、アンテナ部４０によって受信された電波を復調する復調部３４と、Ａ／Ｄ変換部３５と、温度センサ５０の周波数対温度特性を示す温度テーブル３６ａと、温度の履歴を格納するための履歴テーブル３６ｂなどを記憶する不揮発性メモリ３６とを備える。
【００３５】
アンテナ部４０は、ＶＣＯ３３から出力された信号を増幅する増幅器４１と、増幅器４１によって増幅された信号を出射する送信用アンテナコイル４２と、温度センサ５０から電波を受信する受信用アンテナコイル４３と、受信用アンテナコイル４３によって受信された電気信号を増幅する増幅器４４とを備える。
【００３６】
図９は、温度テーブル３６ａの一例を示す図である。同図は、図６に示した周波数対温度特性に基づいて作成され、工場出荷時などに格納され、適宜ユーザにより補正される。同図では便宜上、温度間隔が不揃いであるが、１度あるいはそれ以下の間隔でよい。なお、温度テーブル３６ａの代わりに、ＶＣＯ３３の入力電圧のデジタル値（つまりＤ／Ａ変換部３２の入力データ）と温度との対応関係を示すテーブルとして構成してもよい。
【００３７】
図１０は、図８に示したマイコン部３１の制御により温度を測定する温度測定装置１０における各種の動作を示すフローチャートである。なお、図１０においてステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０９、Ｓ１１４は同じサブルーチンである。
【００３８】
マイコン部３１は、まず、ユーザから操作部２１を介して動作モードを指定する操作を受け付け、どの動作モードかを判断する（Ｓ１０１）。動作モードには、（Ａ）その時点の温度を測定する測定モード、（Ｂ）周期的に温度を測定して測定温度を履歴として蓄積する履歴モード、（Ｃ）指定した温度に達したかどうかを監視する監視モード、（Ｄ）測定温度の誤差を補正する補正モードなどがある。
【００３９】
（Ａ）測定モードの開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、温度センサ５０の現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１０２）、ＬＣＤ部２２に測定した温度Ｔｃを表示する（Ｓ１０３）。
【００４０】
現在温度Ｔｃの測定処理は、図１１に示すサブルーチンに従ってなされる。同図において、マイコン部３１は、Ｄ／Ａ変換部３２を介してＶＣＯ３３に与える電圧を徐々に変化させることにより、送信用アンテナコイル４２から出射される検知電波の周波数をスイープさせ（Ｓ１２０）、受信用アンテナコイル４３によって受信された電波の受信レベルが最低となるときの周波数を特定し（Ｓ１２１、図１２（ａ）参照）、温度テーブル３６ａから特定された周波数に対応する温度を読み出して現在の温度Ｔｃとする（Ｓ１２２）。ここで、送信周波数のスイープは、例えばマイコン部３１から出力するデジタル値を、温度テーブル３６ａの周波数の範囲で徐々に大きくすることにより、ＶＣＯ３３に入力される電圧を徐々に上げ、ＶＣＯ３３から出力される信号の周波数を徐々に上げることによりなされる。このようにして周波数をスイープすると、受信用アンテナコイル４３によって受信された電波の受信レベルは、温度センサ５０の共振周波数の少し手前で一定値から急速に低下し（図１２（ａ）参照）、共振周波数で最小となり、この周波数を超えると再び急速に増大し、一定値に戻る。すなわち、ディップが生じる。したがって、ディップ受信時におけるマイコン部３１から出力するデジタル値から、共振周波数を簡単に特定し、さらに温度テーブル３６ａに基づいて現在の温度Ｔｃを特定することができる。
【００４１】
さらに、温度測定装置１０は、測定モードでは現在の温度Ｔｃをユーザに知らせる。現在温度の測定は非接触でなされるので、ユーザが保冷箱４の蓋６を開けて外気が混入することによる温度上昇（又は低下）を無駄に発生させることなく、保冷箱４内部の現在の温度Ｔｃを知ることができる。例えば、保冷箱４の中身がビールであればおいしく飲むための温度にあるかどうか、ピザであればチーズがとろけそうな状態で美味しく食べる適温にあるかどうかを知ることができる。
【００４２】
なお、ＬＣＤ部２２への測定温度の表示と同時にスピーカ２３、バイブモータ２４により測定完了をユーザに報知してもよい。
また、温度センサ５０が図６に示した温度特性を有する場合には、約マイナス３０度から約３３度の範囲では約７度を境にして、１つの共振周波数に対して２つの温度が特定される。この場合には、温度測定装置１０は２つの温度を表示する。ユーザにどちらが正しいか判断を委ねることになる。あるいは、測定対象の温度範囲に対応した温度特性をもつ温度センサ５０及び温度測定装置１０を使用することが望ましい。
【００４３】
（Ｂ）履歴モードの開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、温度センサ５０の現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１０４）、測定した温度を日時などの付随データとともに不揮発性メモリ３６の履歴テーブル３６ｂに記録（追記）し（Ｓ１０５）、さらに一定時間（ここでは３分）経過したか否かを判断する（Ｓ１０６）。経過したと判断した場合にはＳ１０４に戻り、同様に上記測定と上記追記を行う。このように履歴モードでは、履歴テーブル３６ｂには、一定時間ごとの測定が付属情報とともに履歴として温度情報が記録される。
【００４４】
履歴モードの適用例として、生鮮食料品や冷凍食品の宅配における輸送記録や保管記録の一部として温度履歴を利用することができる。
また、温度センサ５０の他に一般的な無線タグと併用すれば、商品管理・物流管理、製造業の容器・パレット管理等と併用して温度履歴による温度管理も行うことができる。
【００４５】
また、履歴モードの他の適用例として、温度センサ５０を化学実験用の試験管などの器具に貼り付けた場合、その容器で発熱を伴う化学反応の実験を行う際に、温度履歴をとることができ、発熱量や反動速度の算出に役立つ。
【００４６】
（Ｃ）監視モード開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、まず、ユーザによる任意の温度を設定する操作を受け付け、受け付けた温度を監視温度Ｔｔとして内部に保持し（Ｓ１０７）、一定時間（ここでは１分）経過したか否かを判断する（Ｓ１０８）。マイコン部３１は、１分経過した場合には、現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１０９）、測定した温度Ｔｃと保持している監視温度Ｔｔとの差分ΔＴを算出し（Ｓ１１０）、差分ΔＴの絶対値がしきい値Ｔ１よりも小さいか否かを判定する（Ｓ１１１）。ここでしきい値は、予め定められた値であって、例えば０．５度などである。
【００４７】
さらに、マイコン部３１は差分ΔＴの絶対値がしきい値よりも小さい場合には（Ｓ１１１：ｙｅｓ）、現在の温度Ｔｃが監視温度Ｔｔに達したものと判断して、スピーカ２３による音や、バイブモータ２４による振動、アンテナ２５からホストへの無線通信によって等によってその旨を警告する（Ｓ１１２）。また、マイコン部３１は差分ΔＴの絶対値がしきい値よりも小さくない場合には（Ｓ１１１：ｎｏ）、現在温度がまだ監視温度に達していない（図１２（ｂ）参照）ものと判断してステップＳ１０８に戻る。
【００４８】
このように、監視モードでは、温度測定装置１０はユーザにより任意に設定された監視温度に達した時点でその旨を警告する。
監視モードの適用例として、保冷箱４がビールを収容している場合、ユーザが美味しく飲める適温から外れる温度を監視温度Ｔｔとして設定しておけば、警告後に氷などの保冷剤を保冷箱４に補充することができ、再度適温に保つことができる。
【００４９】
また、監視モードの他の適用例として、温度センサ５０を日本酒の熱燗用の徳利に貼り付けた場合、監視温度として、日向燗なら３０〜３５℃、人肌燗なら３５〜４０℃、ぬる燗なら４０〜４５℃ 、上燗なら４５〜５０℃、熱燗なら５０〜５５℃、飛びっ切り燗なら５５℃程度の温度を、ユーザが設定しておけば、日本酒が監視温度に達した時点で警告することになる。監視温度の値はユーザの任意なので、ユーザの嗜好に適した燗をつけることができる。
【００５０】
（Ｄ）補正モード開始の操作がなされた場合、マイコン部３１は、まず、ユーザによる温度センサ５０の実際の温度Ｔａを入力する操作を受け付け、受け付けた温度を監視温度Ｔｔとして内部に保持する（Ｓ１１３）。例えば、ユーザは温度センサ５０を既知の温度にしておいた上で、その温度を実際の温度Ｔａとして入力する。ここで、既知の温度として、例えば、温度センサ５０を氷水に浸けた状態や氷の上においた状態にしておけば、０度補正ができるし、沸騰する湯に浸けられた状態にしておけば、１００度補正ができる。
【００５１】
次に、マイコン部３１は現在の温度Ｔｃを測定し（Ｓ１１４）、測定された温度Ｔｃと実際の温度Ｔａとの差分ΔＴを算出し（Ｓ１１５）、その差分ΔＴがしきい値Ｔ２よりも大きいか否かを判断する。ここで、しきい値Ｔ２は誤差として許容可能な値で予め定められた値とする。
【００５２】
差分ΔＴがしきい値Ｔ２以下である場合、つまり測定温度Ｔｃが誤差の許容範囲内にある場合には（Ｓ１１６：ｎｏ）、マイコン部３１は、補正モードを終了する。この場合温度テーブル３６ａは補正の必要がない。
【００５３】
差分ΔＴがしきい値Ｔ２よりも大きい場合、つまり誤差の許容範囲を超えた場合には（Ｓ１１７）、マイコン部３１は、温度テーブル３６ａを補正する（Ｓ１１８）。ここでの補正は、最も簡単な方法として、温度テーブル３６ａの各欄における温度値を、ΔＴだけ差し引いた値に更新すればよい。
【００５４】
このように、補正モードでは、温度センサ５０の繰り返し利用、経年変化等により共振周波数が当初よりもずれてしまい、誤差ΔＴが許容できなくなったとしても、温度テーブル３６ａをより正しい値に補正するので、精度を劣化させることなく現在温度を測定することができる。
【００５５】
以上の説明してきたように、本実施の形態１における温度測定システム１によれば、温度センサ５０を貼り付けた測定対象物の温度を非接触で測定することができる。
【００５６】
なお、マイコン部３１は、図１１に示した監視モード処理（Ｓ１０７〜１１２）の代わりに、マイコン部３１の処理負荷が小さく、より速い周期で監視可能な処理として図１３に示す別の監視モードの処理を行うようにしてもよい。図１３において、マイコン部３１は、監視温度Ｔｔを受け付けた（Ｓ１３０）後、温度テーブル３６ａを参照して監視温度Ｔｔに対応する周波数を決定し（Ｓ１３１）、一定時間（ここでは１分）経過する毎に、Ｄ／Ａ変換部３２、ＶＣＯ３３及びアンテナ部４０を介して、当該周波数で電波を送信し（Ｓ１３３）、アンテナ部４０、復調部３４、Ａ／Ｄ変換部３５を介してその送信時の受信レベルを測定し（Ｓ１３４）、受信レベルがしきい値Ｖ１以下であれば（Ｓ１３５：ｙｅｓ）、警告をする（Ｓ１３６）。これは、温度センサ５０の温度が監視温度Ｔｔとは異なる温度である場合には受信レベルが比較的大きく（図１４の一点鎖線及び破線参照）、温度センサ５０が監視温度Ｔｔに達したときに受信レベルが最小になる（図１４の実線参照）ことを利用している。しきい値Ｖ１は同図の最小の受信レベルよりもいくらか大きい値でよい。
【００５７】
このように、図１３の監視モード処理では、図１１における周波数スイープが不要であり、監視温度Ｔｔに対応する一つの周波数で電波を送信するので、一定時間毎の処理（Ｓ１３３〜Ｓ１３５）時間を大きく短縮することができる。それゆえ、図１３の監視モード処理は、測定対象の温度変化が速い場合により適している。
【００５８】
また、上記の履歴モードにおいて、履歴をとる開始条件、終了条件を設定するようにしてもよい。例えば、開始条件又は終了条件としては、ユーザが予め設定した時刻の到来、ユーザが予め設定した温度又は温度範囲になったこととしてもよい。
【００５９】
さらに、図１０のＳ１０５において、履歴を追加する条件を設定してもよい。例えば、測定温度Ｔｃがユーザの予め設定した温度範囲内（又は範囲外）である場合のみ履歴に追加記録するようにしてもよい。
【００６０】
また、上記履歴モードにおいて監視モードの警告をも行う（複合モードと呼ぶ）ようにしてもよい。その場合、図１０のＳ１１０〜Ｓ１１２のステップを、Ｓ１０５の直後に追加した構成とすればよい。
【００６１】
さらに、温度センサ５０は、図１５に示すように、被覆部材５１の下面にファスナーの一方の面（例えば、ループ材５９ａ）を貼着し、取り付け位置（蓋６の裏側）にファスナーの他方（例えば、フック材５９ｂ）を貼着し、簡単に温度センサ５０を取着したり取り外したりすることができるように構成してもよい。
また図１５のように、熱伝導性の高い材料でできた吸熱板を備える構成とし、周囲温度を反映しやすくしてもよい。
【００６２】
（実施の形態２）
実施の形態１の温度センサ５０は受動的な素子であったが、本実施の形態では、温度センサ自身が無線タグとして温度履歴を内部に記録する構成について説明する。
図１６は、実施の形態２における温度センサ７０の外観を示す図である。同図の温度センサ７０は、図２に示した温度センサ５０と比べて、ＩＣチップ６０を追加した無線タグとなっている。
【００６３】
図１７は、温度センサ７０の機能的な構成を示すブロック図である。同図のように温度センサ７０は、アンテナコイルＬとコンデンサＣとＩＣチップ６０からなる。アンテナコイルＬ及びコンデンサＣは図３と同様の構成である。ＩＣチップ６０は、電力生成部７１、クロック再生部７２、復調部７３、変調部７４、マイコン部７５、メモリ７６を備え、無線により外部から電力供給を受けて、データを送受信するよう構成されている。
【００６４】
電力生成部７１は、外部の温度測定装置８０からアンテナ部（アンテナコイルＬ及びコンデンサＣ）を介して電力搬送電波を受信している間、電磁誘導方式、あるいは電磁結合方式によって誘起電力を生成して、ＩＣチップ６０内部に直流電源を供給する。そのため、電力生成部７１は、内部に誘起電力を整流するダイオードや、整流された誘起電力の電圧を平滑化したり直流電力を蓄電するコンデンサや、一定の値（Ｖｃｃ）に安定化するレギュレータなどを備える。ここで、電力搬送電波は、図１８に示す電力搬送波Ａ、ＡＳＫ変調波Ｂなどの高周波信号である。
【００６５】
クロック再生部７２は、受信された電力搬送波からクロック信号を再生し、マイコン部７５に供給する。
復調部７３は、アンテナ部を介して受信した高周波信号を復調することによりデータを取り出す。例えば、図１８に示すようなＡＳＫ変調波Ｂを復調し、その結果をデータＣとしてマイコン部７５に出力する。
【００６６】
変調部７４は、マイコン部７５から入力されるデータに基づいて高周波信号を変調する。例えば図１８に示すデータＤをＢＰＳＫ変調波Ｅにする。
マイコン部７５は、復調部７３により復調されたデータＣを解釈し、解釈の結果コマンドであれば、それに応じた応答又は処理を実行する。コマンドには、受信データをメモリ７６への書き込むことを指示するライトコマンドと、メモリ７６のデータを読み出して、変調部７４、アンテナ部を介して送信することを指示するリードコマンド等がある。
【００６７】
メモリ７６は、電力生成部７１による電力供給がなくても消えることのない不揮発性メモリである。
図１９は、本実施の形態における温度測定装置８０の機能的な構成を示すブロック図である。同図の温度測定装置８０は、図８に示した温度測定装置１０と比較して、コントロール部３０の代わりにコントロール部８１を備えている点が異なり、温度センサ７０との間でコマンド及びデータの送受信をするよう構成されている。以下、同じ構成要素は説明を省略して異なる構成要素を中心に説明する。
【００６８】
コントロール部８１は、コントロール部３０と比べて、新たに変調部８２が追加された点と、復調部３４の代わりに復調部８３を備える点とが異なっている。また、マイコン部３１内のＲＯＭに格納されているプログラムも異なっている。
【００６９】
変調部８２は、ＶＣＯ３３からの高周波信号をマイコン部３１からのデータＣに基づいて変調し、アンテナ部４０に出力する。ここでは、変調部８２は、図１８に示したＡＳＫ変調を行うものとする。また、変調部８２が無変調動作であれば、図１８に示した電力搬送波Ａが送信されることになる。周波数スイープにおいても同様に無変調である。
【００７０】
復調部８３は、温度センサ７０からアンテナ部４０を介して受信された電波を復調する。ここでは、ＢＰＳＫ復調をするものとする。
マイコン部３１は、ＲＯＭに格納されているプログラムの実行により、実施の形態１の機能に加えて、（１）測定した温度を温度センサ７０内部に履歴情報として記録させる処理と、（２）温度センサ７０内部に記録された温度履歴を読み出す処理とを行う。
（１）温度センサ７０内部に履歴情報を記録する処理
図２０は、マイコン部３１の制御により、温度センサ７０内部に温度履歴を記録させる処理を示すシーケンス図である。
【００７１】
同図の処理は、ユーザ操作に従って開始及び終了する。開始の操作を受けて温度測定装置８０内のマイコン部３１は、まず温度センサ７０の現在の温度Ｔｃを測定する（Ｓ１９０）。現在温度Ｔｃの測定は、実施の形態１に示した図１１の処理と同様に、マイコン部３１が周波数スイープ（Ｓ１９１）を行って、受信レベルが最小の周波数を求め、その周波数に基づいて温度テーブル３６ａから現在の温度を求める。
【００７２】
次に、マイコン部３１は温度センサ７０に測定した現在温度Ｔｃを温度情報として送信する処理を行う（Ｓ１９２）。具体的には、マイコン部３１は、電力搬送波の送信を開始し（Ｓ１９３）、温度センサ７０に電源が供給された状態にした後、変調部８２及びアンテナ部４０を介してライトコマンドを送信し（Ｓ１９４）、続けて温度情報（現在温度Ｔｃ及び日時など）を送信し（Ｓ１９５）、所定時間経過後に電力搬送波の送信を停止する（Ｓ１９６）。ここで、所定時間とは、温度センサ７０内部のメモリ書き込み動作完了に十分な時間をいう。また、コマンド及びデータ（温度情報）はＡＳＫ変調されたシリアルデータとして送信され、この送信時のＡＳＫ変調波も電力搬送波として機能するので、温度センサ７０は電源が供給された状態になっている。
【００７３】
さらに、温度測定装置８０内のマイコン部３１は、一定時間（同図では１０分）経過したとき（Ｓ２００）上記の現在温度Ｔｃ測定と温度情報送信処理とを行う。これにより、一定時間（１０分）間隔の温度情報を温度センサ７０に送信する。
【００７４】
一方、温度センサ７０においてマイコン部７５は、電源供給された状態になった後、コマンドを受信し（Ｓ１９７）、解釈した結果ライトコマンドであることから、引き続きデータ受信を行い（Ｓ１９８）、受信した温度情報をメモリ７６に履歴として記録（追記）する（Ｓ１９９）。メモリ７６への追記は、上記の一定時間間隔をおいて繰り返されるので、メモリ７６には履歴として温度情報が蓄積されていくことになる。
（２）温度センサ７０内部に記録された温度履歴を読み出す処理
図２１は、マイコン部３１の制御により、温度センサ７０内部に記録された温度履歴を温度測定装置８０に送信させる処理を示すシーケンス図である。
【００７５】
同図の処理も、ユーザ操作に従って開始及び終了する。開始の操作を受けて、温度測定装置８０内のマイコン部３１は、温度履歴読み出し処理を行う（Ｓ２０１）。具体的には、マイコン部３１は、電力搬送波信号Ａ（図１８参照）の送信を開始し（Ｓ２０２）、温度センサ７０を電源が供給された状態にした後、変調部８２及びアンテナ部４０を介してリードコマンドを送信し（Ｓ２０３）、さらに、温度センサ７０から送信される温度履歴を受信し（Ｓ２０４）、受信完了後に、電力搬送波信号の送信を停止する（Ｓ２０５）。これにより、温度センサ７０内部に蓄積されていた温度履歴が温度測定装置８０に転送される。転送された温度履歴は、さらに温度測定装置８０から外部のホストコンピュータにアンテナ２５を介して無線で送信され、温度測定の対象物の輸送管理などに役立てられる。
【００７６】
以上説明してきたように本実施の形態における温度測定システム２によれば、温度センサ７０自身の内部メモリに温度履歴を記録しておき、さらに温度測定装置８０にその温度履歴を転送することができる。
【００７７】
なお、温度センサ７０内のメモリ７６には温度履歴に加えて、温度測定対象物のＩＤ（商品ＩＤ）や、入出庫履歴（輸送履歴）を付属情報として記録してもよい。
【００７８】
また、温度測定装置８０から温度センサ７０に対するコマンドは、上記のライトコマンド、リードコマンドに限らず、リセットコマンドやメモリクリアコマンドなどを設けてもよい。
【００７９】
さらに、図２０、図２１における温度測定装置８０と温度センサ７０との間のコマンド又はデータ送受信に先立って、一方向又は双方向に認証シーケンスを行うように構成してもよい。
【００８０】
また、暗号化したデータを送受信する構成としてもよい。こうすれば、温度センサ７０が無線タグとして利用される場合に営業秘密に関する事項も安全に記録することができる。
【００８１】
さらに、本実施の形態では、温度測定装置８０からの周波数スイープにより温度センサ７０の温度を測定しているが、温度センサ７０自身が周波数スイープにより温度を測定するよう構成してもよい。その場合の構成例として、図７の構成に加えて、ボタン電池や太陽電池などの電源部と、変調部７４後段に周波数スイープして電波を送信するための送信アンテナと、メモリ７６内部に上記の温度テーブルとを追加し、マイコン部７５において図１１に示した温度測定処理を行う構成とすればよい。その際、マイコン部７５は、受信レベルが最小の周波数をもって共振周波数と特定する代わりに、共振回路における誘導電流が最大になる時点をもって共振周波数を特定するようにしてもよい。あるいは、誘導電流が最大になる時点前記共振回路の共振周波数を検知し、検知された共振周波数に基づいて温度を特定する制御回路を設けてもよい。
【００８２】
（実施の形態３）
図２２は、本発明の実施の形態３における温度測定テムを複数の保冷箱に適用した場合の全体構成を示す図である。同図の温度測定システムは温度センサ７０ａ〜７０ｃと温度測定装置８０とから構成され、温度センサ７０ａ〜７０ｃはそれぞれ保冷箱の内部に貼り付けられている。
【００８３】
温度センサ７０ａ〜７０ｃは、それぞれ実施の形態２で説明した温度センサ７０と同様であるが、共振周波数の温度特性が互いに異なっている。すなわち、温度センサ７０ａ〜７０ｃは、同じ温度であっても共振周波数が異なるよう構成されている。例えば図２３の実線に示すように、温度が同じとき、温度センサ７０ａ〜７０ｃの共振周波数は、それぞれｆ１、ｆ２、ｆ３となっている。さらに、温度センサ７０ａ〜７０ｃは、利用される温度範囲において、その温度範囲内における共振周波数の範囲が重ならないような温度特性を有している。図２４に、温度センサ７０ａ〜７０ｃの共振周波数対温度特性の一例を示す。同図において、温度センサ７０ａ〜７０ｃは、０度〜３０度の温度範囲において、共振周波数の範囲が約３５〜４８ＭＨｚ、約４９〜６３ＭＨｚ、約６４〜７８ＭＨｚになっている。この温度特性の違いは、温度センサ７０ａ〜７０ｃにおけるコンデンサＣの面積や電極間距離や誘電体５５の特性の違い（つまり容量の違い）や、アンテナコイルＬの巻き数や直径の違い（つまりインダクタンスの違い）を持たせることにより容易に実現できる。このような温度特性の違いにより１台の温度測定装置８０により温度センサ７０ａ〜７０ｃの何れが共振しているのかを区別可能になる。
【００８４】
温度測定装置８０は、実施の形態２で説明したものと同様であるが、温度テーブル３６ａには図２４に示すような共振周波数対温度特性を表す温度テーブルが格納され、共振周波数に対応する温度を求めるとともに温度センサの区別も行う。
【００８５】
このような構成により、本実施の形態における温度測定システムは、実施の形態１と同様に、温度センサ７０ａ〜７０ｃの個別に測定モード、履歴モード、警告モード、補正モード、複合モードの各動作をするほか、複数履歴モード、複数警告モードをサポートする。温度測定装置８０は、複数履歴モードでは同時に複数の温度履歴をとり、複数警告モードでは同時に温度監視を行い、複数複合モードでは複数の温度履歴をとりつつ温度監視を行うことになる。
【００８６】
なお、複数履歴モードでは、温度測定装置８０内の不揮発性メモリ３６に記録するようにしてもよいし、各温度センサ内部のメモリ７６に記録してもよい。
また、温度センサ７０ａ〜７０ｃそれぞれにＩＤを付与しておき、温度測定装置８０と各温度センサとの間の通信ではＩＤにより区別することが望ましい。
【００８７】
（実施の形態４）
上記実施の形態１に係る温度センサ５０においては、アンテナコイル５３が１つの面上に平面的に形成されている。このような構成では、温度測定装置１０のアンテナ面と、アンテナコイル５３のなすタグ面とが平行になったときに最大の交信距離がえられる。言い換えれば、一定の距離の下では、アンテナ面とタグ面とが平行であるときに最大の電磁誘導が生じ、検出感度において方向依存性がある。このため、タグが傾いていると、電磁誘導が低下し、温度測定に際して共振周波数の特定が困難になる可能性がある。
【００８８】
そこで、実施の形態３における温度センサでは、アンテナコイルを立体的に形成することにより、上記の方向依存性の解消を図っている。
図２５は、本実施の形態における温度センサ５０Ａの構成を示す図であり、特に図２５（ａ）は温度センサ５０Ａの機械的構成の斜視図を、同図（ｂ）は温度センサ５０Ａの電気的構成の回路図を、それぞれ示している。なお、ここではアンテナコイルの立体的な構成の説明に主眼があるので、図２５（ａ）においては、コンデンサを構成する電極５２，５６、誘電体５５等の図示が省略されている。
【００８９】
この温度センサ５０Ａは、例えば１辺数ｍｍ程度と小型に形成された立方体６１の隣接する３面にアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚをそれぞれ形成し、アンテナコイルＬｘ〜Ｌｚを直列に接続することにより構成されている。この立方体６１は、絶縁体材料で形成されている。
【００９０】
温度測定装置１０のアンテナ面がアンテナコイルＬｘのなす面と平行である場合、このアンテナコイルＬｘとの間で電磁誘導が最も生じる。温度測定装置１０のアンテナ面がアンテナコイルＬｙあるいはアンテナコイルＬｚのなす面と平行である場合、このアンテナコイルＬｙあるいはアンテナコイルＬｚとの間で最も電磁誘導が生じる。一方、温度測定装置１０のアンテナ面がアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚのなす面からそれぞれ傾いている場合、アンテナ面に対するアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚの平行成分を合算した分電磁誘導が生じる。すなわち、一定の距離の元では、アンテナ面とタグ面とがいかなる角度をなしても常に、温度測定装置１０のアンテナ面があるアンテナコイルと平行であるときとほぼ同じ値の電磁誘導が生じる。このため、実施の形態１の場合に生じる電磁誘導の低下、方向依存性が解消され、共振周波数を確実に検出することができる。また、同図のアンテナコイルは、実施の形態２、３における温度センサ７０についても同様に適用できる。
【００９１】
なお、上記実施の形態では、立方体の３面だけにアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚをそれぞれ形成したが、残りの３面にもアンテナコイル形成してもよい。
また、上記実施の形態３では、平面にそれぞれ形成されたアンテナコイルＬｘ〜Ｌｚを組み合わせることにより、３次元的なアンテナコイルを形成したが、図２６（ａ）に示されるように、凹面に１つのアンテナコイルＬ１を形成することにより３次元的なアンテナコイルを形成してもよい。また、凸面に１つのアンテナコイルＬ１を形成することにより３次元的なアンテナコイルを形成してもよいのはいうまでもない。このような簡易なアンテナコイルＬ１によっても、アンテナコイルＬｘ〜Ｌｚとほぼ同様な効果を得ることができる。
【００９２】
さらに、図２６（ｂ）に示されるように、球体６２の中心を３次元直交座標の原点とするＸ，Ｙ，Ｚ軸周りの球体表面に、アンテナコイルＬ２，Ｌ３，Ｌ４を形成し、アンテナコイルＬ２〜Ｌ４を直列に接続するように構成してもよい。
【００９３】
この場合においても、アンテナコイルＬｘ〜Ｌｚの場合と同様に、実施の形態１，２の場合に生じる電磁誘導の低下が解消され、共振周波数を確実に検出することができる。
【００９４】
また、上記各実施の形態では温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を、温度に依存して容量が変化するコンデンサＣにより実現する例を説明したが、このコンデンサＣの代わりに、温度に依存してインダクタンスが変化するコイルＬを用いる構成としてもよい。その場合、形状記憶合金を材料として特定温度における巻き線の間隔又は直径と、他の温度におけるそれらとが異なるコイルを利用してもよい。さらに、このコイルと温度に依存して容量が変化するコンデンサＣとを組み合わせて共振回路を構成してもよい。この場合、特定温度における共振周波数の変化を急峻にすることができる。
【００９５】
なお、各実施の形態の図１０、１１、１３、２０、２１に示したフローチャート又はシーケンス図は、温度測定装置１０、８０又は温度センサ７０内のマイコンにおいてプログラムとして実現していることは言うまでもない。このプログラムは、ＣＤなどの記録媒体や電気通信回線を通して流通及び配信可能である。
【００９６】
【発明の効果】
本発明の温度センサは、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成されている。
この構成によれば、温度測定装置が無線で共振回路の共振周波数を特定し、共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定することにより、温度を測定することができ、無線タグを応用して温度センサとすることができるという効果がある。
【００９７】
ここで、前記共振回路はコイルとコンデンサとからなり、前記コンデンサの電極間には温度変化に応じて誘電率が変化する材料を備える構成としてもよい。
この構成によれば、共振回路がコイルとコンデンサという受動回路からなるので、安価かつ小型にすることができるという効果がある。
【００９８】
また、前記材料は強誘電体により構成してもよい。前記材料は、（ａ）チタン酸バリウム、（ｂ）バリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（ｃ）カルシウムとビスマスとタンタルとの化合物のうちの何れかとすることができる。
【００９９】
この構成によれば、強誘電体材料の種類によって、温度センサの用途あるいは測定温度の範囲に適した種々の周波数対温度特性を容易に実現できる。
ここで、前記温度センサは、さらにメモリと通信手段とマイコンとを有し、前記マイコンは、通信手段を介して受信した温度情報をメモリに記録する構成としてもよい。
【０１００】
また、前記マイコンは前記温度情報を履歴として蓄積する構成としてよい。さらに、前記マイコンは、通信手段を介して受信したコマンドに従って、メモリに記録された温度情報を読み出して通信手段を介して送信する構成としてもよい。
【０１０１】
この構成によれば、温度センサ内のメモリに測定結果の温度や温度の履歴を記録するので、商品輸送や保管に際して温度管理を行うのに適している。
ここで、前記温度センサは、さらにメモリと通信手段とマイコンとを有し、前記メモリは、前記共振回路における共振周波数対温度特性をテーブルとして記憶し、前記マイコンは、通信手段を介して周波数を変化させながら電波を送受信することにより前記共振回路の共振周波数を特定し、テーブルを参照することにより当該共振周波数に対応する温度を特定する構成としてもよい。また、前記マイコンは、前記特定された温度をメモリに記録するようにしてもよい。また、前記マイコンは、前記共振周波数の特定および温度の特定を周期的に行い、特定された温度をメモリに履歴として記録するようにしてもよい。
【０１０２】
この構成によれば、外部の温度測定装置などから温度センサの共振周波数を検知する必要がなく、温度センサ自身が単体で温度測定することができる。また、外部からの操作を必要とすることなく、温度センサ自身が単体で温度を測定し、内部のメモリに履歴として保持することができる。
【０１０３】
また、本発明の温度測定装置は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを備える。
【０１０４】
この構成によれば、無線タグを温度センサとして温度を測定することができ、例えば、無線タグを用いた商品管理・物流管理、製造業の容器・パレット管理等を履歴として管理する場合において、温度をも管理対象とすることができるという効果がある。
【０１０５】
ここで、前記温度測定装置は、さらに前記無線タグが特定温度にあるときユーザ入力された当該特定温度の値に従って、前記テーブルを補正するようにしてもよい。
【０１０６】
この構成によれば、温度測定の精度を劣化させることなく、測定温度の信頼性を高めることができる。
ここで、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を履歴としてメモリに記録する記録手段とを備える構成としてもよい。
【０１０７】
この構成によれば、温度測定装置内のメモリに温度履歴を記録するので、リアルタイムに温度履歴を管理・分析するのに適している。
また、前記温度測定装置は、さらに検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、周期的に特定された温度を無線タグに送信し、無線タグ内のメモリに温度を履歴として記録させる送信手段とを備える構成としてもよい。
【０１０８】
この構成によれば、温度センサ自身の内部メモリに温度履歴を記録するので、事後的に温度履歴を管理・分析するのに適している。
また、本発明の温度測定装置は、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して特定周波数の電波を送受信する送信手段と、当該送信電波の反射波の受信レベルに応じて前記無線タグの温度を判断する判別手段とを備える構成としてもよい。
【０１０９】
ここで、前記送信手段は、ユーザ入力された監視温度に対応する共振周波数を前記特定周波数とし、前記判別手段は、前記受信レベルがしきい値よりも小さい場合は、無線タグがほぼ監視温度にあると判断するようにしてよもよい。
【０１１０】
この構成によれば、周波数を変化させながら電波を送信するのではなく、監視温度に対応する特定周波数の電波を送信してその反射波の受信レベルを判断するので、電波送信から温度判断までを高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における温度測定システムを保冷箱に適用した場合の全体構成を示す図である。
【図２】温度センサの外観図である。
【図３】温度センサの分解斜視図である。
【図４】誘電体５５における比誘電率εｒの温度特性の一例を示す図である。
【図５】コンデンサＣにおける容量の温度特性を示す図である。
【図６】共振回路の共振周波数の温度特性を示す図である。
【図７】温度測定装置の外観構成を示す図である。
【図８】温度センサ及び温度測定装置の電気的構成を示す図である。
【図９】温度テーブルの一例を示す図である。
【図１０】マイコン部の制御による温度測定装置における各種の動作を示すフローチャートである。
【図１１】現在温度Ｔｃの測定処理を示すフローチャートである。
【図１２】（ａ）スイープされる周波数と受信レベルを示す図である。
（ｂ）現在温度と監視温度における周波数と受信レベルを示す図である。
【図１３】別の監視モード処理を示すフローチャートである。
【図１４】監視温度に対応する周波数と受信レベルを示す図である。
【図１５】下面にファスナーを上面に熱伝導性の高い材料でできた吸熱板を有する温度センサの外観図である。
【図１６】実施の形態２における温度センサの外観を示す図である。
【図１７】温度センサの機能的な構成を示すブロック図である。
【図１８】温度センサと温度測定装置とで送受信される各種信号波形を示す図である。
【図１９】温度測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図２０】マイコン部の制御により、温度センサ内部に温度履歴を記録させる処理を示すシーケンス図である。
【図２１】マイコン部の制御により、温度センサ７０に記録された温度履歴を温度測定装置に送信させる処理を示すシーケンス図である。
【図２２】実施の形態３において温度測定テムを複数の保冷箱に適用した場合の全体構成を示す図である。
【図２３】複数の温度センサの受信レベルと共振周波数を示す図である。
【図２４】複数の温度センサの共振周波数対温度特性の一例を示す。
【図２５】（ａ）温度センサの機械的構成の斜視図を示す図である。
（ｂ）温度センサの電気的構成の回路図を示すである。
【符号の説明】
１０ 温度測定装置
１１ 止め具
２０ 入出力部
２１ 操作部
２１ａ 測定ボタン
２１ｂ 監視ボタン
２１ｃ 履歴ボタン
２１ｄ 補正ボタン
２１ｅ セットボタン
２１ｆ リセットボタン
２２ ＬＣＤ部
２３ スピーカ
２４ バイブモータ
２５ アンテナ
２６ レベルコンバータ
３０ コントロール部
３０ 約マイナス
３１ マイコン部
３２ Ｄ／Ａ変換部
３３ ＶＣＯ
３４ 復調部
３５ Ａ／Ｄ変換部
３６ 不揮発性メモリ
３６ａ 温度テーブル
３６ａ 場合温度テーブル
３６ｂ 履歴テーブル
４０ アンテナ部
４１ 増幅器
４２ 送信用アンテナコイル
４３ 受信用アンテナコイル
４４ 増幅器
５０ 温度センサ
５１ 被覆部材
５１，５７ 被覆部材
５２ 電極
５２，５６ 電極
５３ アンテナコイル
５３ａ 一方端
５３ｂ 接続端子
５３ｂ，５６ｂ 両接続端子
５４ 基材
５４ａ 窓
５５ 誘電体
５６ 電極
５６ｂ 接続端子
５９ａ ループ材
５９ｂ フック材
６０ ＩＣチップ
６１ 立方体
６２ 球体
７０ 温度センサ
７０ａ〜７０ｃ 温度センサ
７１ 電力生成部
７２ クロック再生部
７３ 復調部
７４ 変調部
７５ マイコン部
７６ メモリ
８０ 温度測定装置
８１ コントロール部
８２ 変調部
８３ 復調部
【図２６】（ａ）３次元アンテナコイルの一例を示す図である。
（ｂ）３次元アンテナコイルの他の例を示す図である。
Claims (40)
- 温度を検出するための温度センサであって、
温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成されたことを特徴とする温度センサ。 - 前記共振回路はコイルとコンデンサとからなり、
前記コンデンサの電極間には温度変化に応じて誘電率が変化する材料を備えることを特徴とする請求項１記載の温度センサ。 - 前記材料は強誘電体であることを特徴とする請求項１記載の温度センサ。
- 前記材料は、（ａ）チタン酸バリウム、（ｂ）バリウムとカドミウムと酸化チタンとの化合物、（ｃ）カルシウムとビスマスとタンタルとの化合物のうちの何れかであることを特徴とする請求項３記載の温度センサ。
- 前記温度センサは、さらに、メモリとマイコンとを有し、
前記マイコンは、前記共振回路の共振周波数に基づいて測定された温度をメモリに記録することを特徴とする請求項２記載の温度センサ。 - 前記温度センサは、さらに通信手段を有し、
前記マイコンは、通信手段を介して受信した温度情報をメモリに記録する
ことを特徴とする請求項５記載の温度センサ。 - 前記マイコンは前記温度情報を履歴として蓄積する
ことを特徴とする請求項６記載の温度センサ。 - 前記マイコンは、通信手段を介して受信したコマンドに従って、メモリに記録された温度情報を読み出して通信手段を介して送信する
ことを特徴とする請求項６記載の温度センサ。 - 前記温度センサは、さらにメモリとマイコンとを有し、
前記マイコンは、前記共振回路の共振周波数を検知し、検知された共振周波数に基づいて温度を特定し、
前記マイコンは、制御回路に特定された温度をメモリに記録する
ことを特徴とする請求項２記載の温度センサ。 - 前記温度センサは、さらにメモリと通信手段とマイコンとを有し、
前記メモリは、前記共振回路における共振周波数対温度特性をテーブルとして記憶し、
前記マイコンは、通信手段を介して周波数を変化させながら電波を送受信することにより前記共振回路の共振周波数を特定し、テーブルを参照することにより当該共振周波数に対応する温度を特定する
ことを特徴とする請求項２記載の温度センサ。 - 前記マイコンは、前記特定された温度をメモリに記録することを特徴とする請求項１０記載の温度センサ。
- 前記マイコンは、前記共振周波数の特定および温度の特定を周期的に行い、特定された温度をメモリに履歴として記録する
ことを特徴とする請求項１０記載の温度センサ。 - 前記マイコンは、通信手段を介して受信したコマンドに従って、メモリに記録された温度履歴を読み出して通信手段を介して送信する
ことを特徴とする請求項１２記載の温度センサ。 - 前記温度センサは平面体である
ことを特徴とする請求項２、６又は１３記載の温度センサ。 - 前記温度センサは、さらに、前記平面体に貼着された面状ファスナーを備えることを特徴とする請求項１４記載の温度センサ。
- 前記温度センサは、さらに、前記平面体に貼着された熱伝導性を有する部材を備えることを特徴とする請求項１４記載の温度センサ。
- 前記アンテナコイルは立体的に形成される
ことを特徴とする請求項２、６又は１３項記載の温度センサ。 - 前記アンテナコイルは、１つのコイルが螺旋状に巻かれて構成されることを特徴とする請求項１７項記載の温度センサ。
- 前記アンテナコイルは、二以上のコイルの巻き面が直交するように接続されて構成されることを特徴とする請求項１７項記載の温度センサ。
- 温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、
検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする温度測定装置。 - 前記検知手段は、
周波数を変えながら電波を送信する送信手段と、
無線タグからの反射波のレベルを測定する測定手段と、
測定されたレベルが最小となる周波数を共振周波数と判定する判定手段と
を有することを特徴とする請求項２０記載の温度測定装置。 - 前記特定手段は、
前記共振回路における共振周波数対温度特性をテーブルとして記憶するメモリ手段と、
検知された共振周波数に対応する温度を前記テーブルに基づいて特定する特定手段と
を備えることを特徴とする請求項２１記載の温度測定装置。 - 前記温度測定装置は、さらに
表示、振動、音、無線通信の何れか又はこれらの二以上の組み合わせにより、特定された温度を出力する出力手段を備える
ことを特徴とする請求項２２記載の温度測定装置。 - 前記温度測定装置は、さらに
前記無線タグが特定温度にあるときユーザ入力された当該特定温度の値に従って、前記テーブルを補正する補正手段を有する
ことを特徴とする請求項２２記載の温度測定装置。 - 前記温度測定装置は、さらに
検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、
周期的に特定された温度を履歴としてメモリに記録する記録手段と
を備えることを特徴とする請求項２０記載の温度測定装置。 - 前記温度測定装置は、さらに
検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、
周期的に特定された温度を無線タグに送信し、無線タグ内のメモリに温度を履歴として記録させる送信手段と
を備えることを特徴とする請求項２０記載の温度測定装置。 - 前記送信手段は、無線タグに対して温度履歴の送信を指示するコマンドを送信し、
前記温度測定装置は、さらに、コマンドに従って無線タグから送信される温度履歴を受信する受信手段を備える
ことを特徴とする請求項２６記載の温度測定装置。 - 前記温度測定装置は、さらに
ユーザによる監視温度の設定を受け付ける受付手段と、
検知手段及び特定手段により周期的に温度を特定させるよう制御する制御手段と、
特定された温度が監視温度に達したか否かを判定する判定手段と、
達したと判定されたとき警告を発する警告手段と
を備えることを特徴とする請求項２０記載の温度測定装置。 - マイコンと、メモリと、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグとの間で無線通信する通信手段とを備えた温度測定装置であって、
前記メモリは、前記共振回路における共振周波数対温度特性をテーブルとして記憶し、
前記マイコンは、通信手段を介して周波数を変化させながら電波を送受信することにより前記共振回路の共振周波数を特定し、テーブルを参照することにより当該共振周波数に対応する温度を特定する
ことを特徴とする温度測定装置。 - 前記マイコンは、さらに
周期的に共振周波数及び温度の特定を行い、特定された温度を履歴として前記メモリに記録する
ことを特徴とする請求項２９記載の温度測定装置。 - 前記マイコンは、さらに
周期的に共振周波数及び温度の特定を行い、特定された温度を通信手段を介して無線タグに送信し、無線タグ内のメモリに温度を履歴として記録させる
ことを特徴とする請求項２９記載の温度測定装置。 - 前記マイコンは、通信手段を介して無線タグに温度履歴を送信するよう指示するコマンドを送信し、
当該コマンドに従って無線タグから通信手段を介して送信される温度履歴を受信する
ことを特徴とする請求項３１記載の温度測定装置。 - 前記マイコンは、さらに
ユーザによる監視温度の設定を受け付け、周期的に共振周波数及び温度の特定を行い、特定された温度が監視温度に達したか否かを判定し、達したと判定されたとき警告を出力する
ことを特徴とする請求項２９記載の温度測定装置。 - 前記マイコンは、さらに
前記無線タグが特定温度にあるときユーザ入力された特定温度の値に従って、前記テーブルを補正する
ことを特徴とする請求項２９記載の温度測定装置。 - 温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して特定周波数の電波を送受信する送信手段と、
当該送信電波の反射波の受信レベルに応じて前記無線タグの温度を判断する
判別手段と
を備えることを特徴とする温度測定装置。 - 前記送信手段は、ユーザ入力された監視温度に対応する共振周波数を前記特定周波数とし、
前記判別手段は、前記受信レベルがしきい値よりも小さい場合は、無線タグがほぼ監視温度にあると判断する
ことを特徴とする請求項３５記載の温度測定装置。 - 温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知ステップと、
検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定ステップと
を有することを特徴とする温度測定方法。 - 温度センサと温度測定装置とからなる温度測定システムであって、
前記温度センサは、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成され、
前記温度測定装置は、無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグの温度を特定する特定手段とを有する
ことを特徴とする温度測定システム。 - 複数の温度センサと温度測定装置とからなる温度測定システムであって、
前記各温度センサは、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を有する無線タグとして構成され、
前記温度測定装置は、無線タグに対して電波を送受信することにより、前記共振回路の共振周波数を検知する検知手段と、検知された共振周波数に基づいて無線タグおよび無線タグの温度を特定する特定手段とを有し、
前記複数の無線タグは、同じ温度範囲に対して異なる周波数範囲をもつことを特徴とする温度測定システム。 - マイコンと、メモリと、温度に依存して共振周波数が変化する共振回路を備えた無線タグと無線通信する通信手段とを備えた温度測定装置用のプログラムであって、
通信手段を介して周波数を変化させながら電波を送受信することにより前記共振回路の共振周波数を特定するステップと、
当該共振周波数に基づいて温度を特定するステップと
をマイコンに実行させることを特徴とするプログラム。
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