JP2008173462A - センサシステム用半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ(TD1,AS1,PD1,GS1)、A/D変換回路(AD1)、マイクロプロセッサ(CPU1)、メモリ(MEM1)、送信回路(RF1)、及び、電力発生装置(CM1)を備えたセンサチップ(SCHIP1)を構成する。センサ、A/D変換回路、マイクロプロセッサ、メモリ、及び、送信回路は、一方の基板面(SIDE1)上に形成し、また、電力発生装置は、前記基板面とは逆の基板面(SIDE2)上に形成する。
【選択図】図1
Description
RFIDチップには、単なるID以外に、商品についての情報等を不揮発メモリに書き込むことも可能である。例えば、特開2001−187611号公報(以下、「特許文献3」という。)には、食品(例えば、ビール樽等。)流通管理システムへの応用例が開示されている。特許文献3では、RFIDチップ、センサボード、及び、小型電池から構成されたセンサ付きIDタグをビール樽に埋め込んで、センサボードで読み取られたビール樽の温度を随時RFIDチップ内の不揮発メモリに書き込んで蓄積する。最終的に、ユーザに届けられた際に、ユーザ側でRFリーダにて流通時の温度情報を読み出す。このような構成により、不適切な温度条件で放置されていなかったか等の情報を電子的に記録し、その記録情報を読み出すことができる。
一方、特開2002−58648号公報(以下、「特許文献4」という。)には、RFIDチップを位置検出に応用した例が開示されている。この例では、マウス等の実験用小動物にRFIDチップを付ける。同時に、マウスの飼育箱を升目状の細かいエリアに区切り、エリア毎にRFIDリーダーを複数配置する。複数のRFIDリーダーのうち、どのRFIDリーダーで読み取られたかを記録することにより、マウスの動きを検出する。さらに、RFIDチップのID情報を活用することにより、個々のマウスを判別することが可能である。このような構成により、どのマウスがどのように活動しているのかを把握することができる。
(実施例1)
センサシステム用半導体装置すなわちセンサチップの構成の一実施例を図1(a)、(b)に示す。図1(a)には、センサチップの一方の主面を、また、図1(b)には、図1(a)とは逆の主面を示している。センサチップ(SCHIP1)は、第1の半導体集積回路(CHIP1)、第2の半導体集積回路(CHIP2)、発光ダイオード(LED)チップ(LED1)、コンデンサ(C1、C2、C3)、インダクタ(L1)、及び、これらを搭載するための基板(BO1)から構成される。このうち、基板(BO1)には、これらのチップ間を結線するための配線パターン、後述する高周波送受信回路で使用するアンテナ(ANT1〜4)パターン、及び、後述するセンサ回路(GS1)で使用する電極(GSR1〜4)パターン等が、銅あるいは金等の金属で描かれている。これらについては、通常、MCP(Multi Chip Package)チップとして用いられているのと同様のもので構成されている。
、検知あるいは高周波により無線でデータを送信することが可能である。本実施例のように、健康管理機器に使用する場合は、検知に要求される間隔は、最短でも、1秒間に10回も取れれば充分であると考えられる(例えば、比較的周期が短い脈拍でも1秒程度の周期である)。このため、本発明のように、0.1秒(=100m秒)間隔で間欠動作を行ったとしても、実用上何の支障も来たさない。さらに、図7の動作モード設定ルーチンP120で、例えば、10回に1回だけに絞る等の設定を行うことも可能である。最も電力が要求されるデータ送信の頻度を減らせば、コンデンサC1に蓄えられた電荷の消費が押さえられ、充電にかかる時間を短縮でき、検知の回数を増やすことも可能である。このように、本発明のセンサチップでは、本発明に特有な電源制御回路と、MEMSプロセスで作成された超小型発電機を組み合わせることにより、電池なしで自律的に動作することが可能である。
(実施例2)
実施例1では、MCP構成により、本発明のセンサチップを構成する例を説明した。一方、MEMSプロセスは半導体プロセス互換であるため、MEMS可変容量コンデンサを、センサ、マイクロプロセッサ等の他の回路とともに、1チップ上に集積することが可能である。MEMS可変容量コンデンサをセンサ、マイクロプロセッサ等の他の回路と混載して形成したセンサチップを図22に示す。このような構成にしてもセンサチップの小型化を図ることができる。しかし、MEMS可変容量コンデンサに要求される面積は比較的大きい。このため、図22に示すような構成を採ると、大きなMEMS可変容量コンデンサを用いる場合には、センサチップの十分な小型化が図りにくい。
(実施例3)
実施例1では、図1に示すように、本発明のセンサチップに特有なMCP構成で、MEMS可変容量を使用した小型発電機、センサ、マイクロプロセッサ、メモリ、高周波回路、電源制御回路等を集積することにより、小型・軽量の健康管理機器を実現できることを示した。一方、これ以外にも、同程度のサイズで、0.1mW程度の電力を供給可能な発電機または電池が存在する。
(実施例4)
以上の実施例では、センサチップに内蔵する微小電力RF送信回路によりセンサデータを直接、外部機器(例えば、図3の健康管理モニタ)に送信する例を説明した。しかし、実施例1でも説明したように、送信できるRF電力が限られている。このため、外部機器との無線接続距離は、通常、1〜2mとされている。さらに、実施例3で説明したようなボタン電池とのハイブリット構成を採用した場合にも、電池寿命を考慮すると、送信電力をむやみに増加させることもできない。この問題を解決する目的で使用するのが、本実施例で説明する小型無線中継チップである。
(実施例5)
次に、本発明のセンサチップまたは無線中継チップを用いた応用例について、図28に従って説明する。
CHIP1,CHIP2,CHIP3,CHIP4…半導体集積回路、
CM1…可変容量コンデンサ、
CPU1…マイクロプロセッサ、
AD1…A/D変換回路、
MEM1…メモリ、
PC1…電源供給回路、
RF1,RF2,RF3…高周波送受信回路、
TD1…温度センサ、
AS1…加速度センサ、
PD1…赤外/赤色光センサ、
MA1…永久磁石、
BA3…太陽電池、
BA4…ゼーベック素子、
BA5…ボタン電池、
RCHIP1,RCHIP60,RCHIP61,RCHIP62,RCHIP63,RCHIP64…無線中継チップ。
Claims (10)
- センサと、
上記センサにより検知したデータを処理するマイクロプロセッサと、
上記処理されたデータを外部へ無線送信する送信回路と、
上記センサ、上記マイクロプロセッサ、上記送信回路に電力を供給するための電力発生装置と、
上記電力発生装置からの電力の供給を制御する電源制御回路と、を有し
上記電源制御回路は、上記センサ、上記マイクロプロセッサ、及び上記送信回路に間欠的に電力を供給し、
上記センサ、上記マイクロプロセッサ、及び上記送信回路は上記電力の供給を受けて動作する半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置において、
上記センサにより検知したデータを格納するメモリをさらに有し、
上記送信回路は、上記メモリに格納されたデータをまとめて無線送信する半導体装置。 - 請求項1又は2に記載の半導体装置において、
タイマをさらに有し、
上記電源制御回路は、上記タイマにより設定された時間間隔で上記センサ、上記マイクロプロセッサ、及び上記送信回路に電力を供給する半導体装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の半導体装置において、
上記電力発生装置からの電力を蓄電するコンデンサをさらに有し、
上記電源制御回路は、上記コンデンサに蓄電された電力を上記センサ、上記マイクロプロセッサ、及び上記送信回路に供給する半導体装置。 - 請求項4に記栽の半導体装置において、
上記コンデンサに蓄電された電力を監視する電荷監視回路をさらに有し、
上記電荷監視回路が上記コンデンサに十分な電力が蓄電されたと判断した場合に、上記電源制御回路は上記コンデンサに蓄電された電力を上記センサ、上記マイクロプロセッサ、及び上記送信回路に供給する半導体装置。 - 請求項1乃至5の何れかに記載の半導体装置において、
上記センサは、加速度センサである半導体装置。 - 請求項1乃至5の何れかに記載の半導体装置において、
上記センサは、赤色光または赤外光を透過する物質で覆われている光学センサである半導体装置。 - 請求項1乃至7の何れかに記載の半導体装置において、
上記電力発生装置は、ボタン電池である半導体装置。 - 請求項1乃至7の何れかに記載の半導体装置において、
上記電力発生装置は、光エネルギーを利用して発電するものである半導体装置。 - 請求項3乃至7の何れかに記載の半導体装置において、
上記センサにより検知した信号を増幅してディジタル信号に変換するA/D変換回路をさらに有し、
上記センサ、上記マイクロプロセッサ、上記送信回路、上記メモリ、及び上記A/D変換回路は、一つの半導体基板の上に形成されている半導体装置。
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015506512A (ja) * | 2011-12-27 | 2015-03-02 | ザ ジレット コンパニー | 製品情報を提供するための装置及び方法 |
JP2015136229A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体集積回路およびその動作方法 |
JP2015146453A (ja) * | 2010-12-22 | 2015-08-13 | アナログ ディヴァイスィズ インク | 垂直集積システム |
JP2016097075A (ja) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 株式会社人間と科学の研究所 | 生体情報検出装置 |
JP2017029701A (ja) * | 2015-07-06 | 2017-02-09 | ジジュン ワン | スマートスポーツ保護装置 |
JP2018073025A (ja) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 日本電信電話株式会社 | センシングシステム、可搬型無線中継装置およびユーザ特定方法 |
US10338132B2 (en) | 2016-04-19 | 2019-07-02 | Analog Devices Global | Wear-out monitor device |
US10365322B2 (en) | 2016-04-19 | 2019-07-30 | Analog Devices Global | Wear-out monitor device |
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JP2023538459A (ja) * | 2020-09-25 | 2023-09-07 | アエスキュラップ アーゲー | 滅菌回路モニタリングのためのモジュール式検出システムおよび滅菌材料回路をモニタリングするための方法 |
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Cited By (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015146453A (ja) * | 2010-12-22 | 2015-08-13 | アナログ ディヴァイスィズ インク | 垂直集積システム |
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JP2015506512A (ja) * | 2011-12-27 | 2015-03-02 | ザ ジレット コンパニー | 製品情報を提供するための装置及び方法 |
JP2015136229A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体集積回路およびその動作方法 |
JP2016097075A (ja) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 株式会社人間と科学の研究所 | 生体情報検出装置 |
JP2023002628A (ja) * | 2015-03-02 | 2023-01-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 環境センサ |
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JP2021005416A (ja) * | 2015-03-02 | 2021-01-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 環境センサ |
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US11024525B2 (en) | 2017-06-12 | 2021-06-01 | Analog Devices International Unlimited Company | Diffusion temperature shock monitor |
US10730743B2 (en) | 2017-11-06 | 2020-08-04 | Analog Devices Global Unlimited Company | Gas sensor packages |
US11587839B2 (en) | 2019-06-27 | 2023-02-21 | Analog Devices, Inc. | Device with chemical reaction chamber |
JP2023538459A (ja) * | 2020-09-25 | 2023-09-07 | アエスキュラップ アーゲー | 滅菌回路モニタリングのためのモジュール式検出システムおよび滅菌材料回路をモニタリングするための方法 |
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