JP2012240794A - センサタグ、センサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】流通物品への取付け方向の自由度を向上させたセンサタグ、及び当該センサタグを備えるセンサシステムを提供する。
【解決手段】センサタグ１０は、ケーシング１３と、アンテナ１５と、sensIC１６と、アンテナ１７と、sensIC１８と、図３（Ａ）に示すＲＦＩＤタグ１１を覆うケーシング１３表面上の位置に配置された金属板１４と、金属板１４をスライド自在に保持するレールＲと、一方の端がケーシング１３の端に固定され、他方の端が金属板１４に接続されたバネ１９Ａ、１９Ｂと、ケーシング１３表面上へ突出する氷Ｉと、を備えている。氷Ｉの温度が融点を超えると、氷Ｉは、固体から液体の水Ｗに相変態する。水Ｗの状態では、バネ１９Ａ、１９Ｂの収縮する力に抗することができず、金属板１４は、図３（Ｂ）に示すようにＲＦＩＤタグ１２側へ移動し、金属板１４がＲＦＩＤタグ１２を覆う。
【選択図】図３

Description

この発明は、任意の物理量を検知するセンサタグ、及び当該センサタグを備えるセンサシステムに関する。

従来より、温度管理を必要とする物品（例えば医薬品や生鮮食料品）の流通過程で、その物品が許容できない所定温度（例えば０℃）以上に上昇したかどうかを検知するセンサシステムが知られている。
例えば非特許文献１において、ＲＦＩＤを用いたセンサタグを備えるセンサシステムが提案されている。

図１は、非特許文献１のセンサタグ１の構成を示す概念図である。
センサタグ１は、2つのＲＦＩＤタグＡ、Ｂと金属板４とを備えており、流通物品に取り付けられるものである。金属板４は、図１（Ａ）に示す初期状態において、ＲＦＩＤタグA側に氷で固定されている。そのため、センサタグ１の温度が０℃以下である限り、金属板４は図１（Ａ）に示すＲＦＩＤタグＡを覆う位置で氷により保持される。

一方、流通過程において閾値（0℃）を超えると、氷が溶けて水になり、金属板４を保持することができなくなって、金属板４は、図１（Ｂ）に示すようにＲＦＩＤタグＢ側に重力移動する。金属板４がＲＦＩＤタグＢを覆う位置にあるときにＲＦＩＤリーダとセンサタグ１とがID情報の認証を行うと、ＲＦＩＤリーダは、金属板４に覆われているＲＦＩＤタグＢと通信できないため、ＲＦＩＤタグＡからのID情報だけをＲＦＩＤリーダが検波することになる。これにより、非特許文献１のセンサシステムは、流通過程でセンサタグ１が所定温度以上に上昇したことを検知する。

R. Bhattacharyya, C. Floerkemeier and S. Sarma、"Low-Cost,Ubiquitous RFID-Tag-Antenna-Based Sensing "、Proceedings of the IEEE-RFID:A Unique Radio Innovation for the 21st Century、米国、ＩＥＥＥ、２０１０年９月、Vol.98No.9、p 1593-1600

しかしながら、上記非特許文献１では、金属板４をＲＦＩＤタグAからＲＦＩＤタグＢに移動させる力に重力を用いている。そのため、流通物品へのセンサタグ１の取付け方向が鉛直方向に限られてしまうという問題がある。

そこで、本願発明の目的は、流通物品への取付け方向の自由度を向上させたセンサタグ、及び当該センサタグを備えるセンサシステムを提供することにある。

本発明のセンサタグは、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。

（１）電磁波の受信と送信を行う第１アンテナと、
前記電磁波が前記第１アンテナで受信されたとき、前記電磁波を送信してきた通信機と前記第１アンテナを介して通信する第１デバイスと、
前記電磁波の受信と送信を行う第２アンテナと、
前記電磁波が前記第２アンテナで受信されたとき、前記電磁波を送信してきた前記通信機と前記第２アンテナを介して通信する第２デバイスと、
前記第１、第２アンテナ及び前記第１、第２デバイスを実装するケーシングと、
前記ケーシングにおける前記第２アンテナを覆わない第１位置に配置され、前記電磁波を遮蔽する遮蔽物と、
任意の物理量が所定閾値を越えるまで、前記遮蔽物を前記第１位置で保持する固体状態の相変態物質であって、前記任意の物理量が前記所定閾値を越えたとき、流動可能な状態へ相変態する相変態物質と、
前記相変態物質が前記固体状態から前記流動可能な状態へ相変態したとき、前記遮蔽物を、前記第１位置から前記第２アンテナの少なくとも一部を覆う前記ケーシングの第２位置へ強制的に移動させる移動部と、
を備える。

この構成では、相変態物質に関する物理量が所定閾値を超えるまで、遮蔽物は第１位置で相変態物質により保持される。遮蔽物が第１位置にあるときに通信機とセンサタグとが通信を行うと、通信機は、第１デバイス及び第２デバイスの両方からの信号、又は第２デバイスからの信号だけを受信することになる。これにより、通信機は流通過程で物品に係る物理量が所定閾値を超えていないことを検知する。

一方、相変態物質に関する物理量が所定閾値を超えると、相変態物質は、流動可能な状態に相変態する。流動可能な状態では、移動部による力に抗することができず、遮蔽物は、第２位置へ強制的に移動させられ、遮蔽物が第２アンテナを覆う。このとき、通信機とセンサタグとが通信を行うと、通信機は、第２アンテナが遮蔽されている第２デバイスと通信できないため、第１デバイスからの信号だけを通信機が受信することになる。これにより、通信機は、流通過程で物品に係る物理量が所定閾値を超えたことを検知する。

以上より、この構成における遮蔽物の移動には、上記非特許文献１のように重力でなく、移動部による力を用いている。そのため、この構成のセンサタグによれば、流通物品へのセンサタグの取り付け方向の自由度を向上させることができる。

（２）前記移動部は、前記遮蔽物に接続された弾性体であり、
前記相変態物質は、前記任意の物理量が前記所定閾値を越えるまで、前記弾性体の収縮力または伸張力に抗して前記遮蔽物を前記第１位置で保持し、前記遮蔽物の移動を制限する。

この構成において弾性体は、自身の収縮力または伸張力で、遮蔽物を第２位置へ移動させようとする。そこで、この構成では、第１位置で遮蔽物を保持するため、弾性体の収縮力または伸張力に抗する相変態物質が備えられている。これにより、任意の物理量が所定閾値を越えるまで、遮蔽物は第１位置で相変態物質により保持される。

（３）前記移動部は、前記第１位置から前記第２位置までの区間に敷かれた吸収シートであり、
前記任意の物理量は、前記相変態物質の温度であり、
前記遮蔽物は、前記電磁波を遮蔽する複数の粒子であり、
前記相変態物質は、前記遮蔽物を含有し、前記固体状態から前記流動可能な液体状態へ相変態したとき、前記吸収シートに吸収される。

この構成では、相変態物質の温度が所定温度を超えていない場合、相変態物質が溶融せず固体状態を維持するため、吸収シートに吸収されることもない。
一方、相変態物質の温度が所定温度を超えると、遮蔽物粒子を含有した相変態物質が溶融して液体に相変態し、吸収シートに吸収されて、遮蔽物粒子が第１位置から第２位置までの区間に拡散する。即ち、遮蔽物粒子が第２アンテナ上に拡散する。そのため、通信機は、第２デバイスとの通信が不可能となり、第１デバイスから信号のみを受信する。

（４）前記相変態物質は、氷であり、
前記任意の物理量は、前記相変態物質の温度であり、
前記所定閾値は、水の融点である。

（５）前記第１、第２デバイスは、前記通信機から送信される前記電磁波から動作電源を取得し、動作する。

この構成では、センサタグに電池を搭載させなくとも済むため、センサタグを安価に製造することができる。

（６）前記任意の物理量がそれぞれ異なる前記移動部を複数備え、
前記複数の移動部は、複数の物理量の内、少なくとも１つの物理量が前記所定閾値を越えたとき、前記遮蔽物を前記第１位置から前記第２位置へ移動させる。

この構成によれば、複数の物理量の内、少なくとも1つの所定閾値を超えたことを検知することができる。

（７）前記第１、第２デバイスは、ID情報を記憶し、RF信号を前記ID情報で変調するＩＣで構成される。

この構成では、通信機との通信にＩＤ情報を用いる。

（８）前記第１デバイスは、第１ID情報を記憶し、RF信号を前記第１ID情報で変調してから前記第１アンテナを介して前記通信機に送信し、
前記第２デバイスは、前記第１ID情報と異なる第２ID情報を記憶し、RF信号を前記第２ID情報で変調してから前記第２アンテナを介して前記通信機に送信する。

この構成では、通信機が、受信したＩＤ情報から、通信相手のデバイスを特定することができる。

（９）前記第１、第２デバイスは、共振デバイスで構成される。

この構成では、通信機との通信において共振周波数を利用する。共振デバイスは、上記（７）のＲＦＩＤのＩＣに比べて安価に製造できる。

（１０）前記第１デバイスは、前記電磁波が前記第１アンテナで受信されたとき、第１共振周波数の前記電磁波を前記第１アンテナを介して前記通信機に送信し、
前記第２デバイスは、前記電磁波が前記第２アンテナで受信されたとき、前記第１共振周波数と異なる周波数の第２共振周波数の前記電磁波を前記第２アンテナを介して前記通信機に送信する。

この構成では、通信機が、受信した信号の周波数から、通信相手のデバイスを特定することができる。

（１１）前記第１、第２デバイスは、圧電共振デバイスで構成される。

この構成では、第１、第２デバイスの共振が鋭くなるため、通信機が、受信した信号の周波数から、通信相手のデバイスを容易に特定することができる。

また、本発明のセンサシステムは、前記課題を解決するために以下の構成を備えている。

（１２）上記（１）〜（１１）のいずれかのセンサタグと、
前記センサタグと前記電磁波によって通信する通信機と、を備える。

この構成により、上記（１）〜（１１）のいずれかのセンサタグを用いることで、当該センサタグを備えるセンサシステムにも同様の効果を奏する。

この発明によれば、流通物品へのセンサタグの取り付け方向の自由度を向上させることができる。

非特許文献１のセンサタグ１の構成を示す概念図である。 本発明の第１の実施形態に係るセンサシステム１００のシステム構成図である。 図２に示すセンサタグ１０の構成を示す概念図である。 本発明の第２の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ２０の構成を示す概念図である。 本発明の第３の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ３０の構成を示す概念図である。 図６（Ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ４０の構成を示す概念図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ５０の構成を示す概念図である。 本発明の第６の実施形態に係るセンサシステム６００のシステム構成図である。

以下、本願発明の第１の実施形態に係るセンサシステムについて説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係るセンサシステム１００のシステム構成図である。図３は、図２に示すセンサタグ１０の構成を示す概念図である。

本実施形態のセンサシステム１００は、ＵＨＦ帯（例えば９５０MHz帯）パッシブＲＦＩＤ規格を利用してID情報の認証を行う。
なお、アンテナに励起する電力で動作するパッシブ方式の他に、電源から電力を得るアクティブ方式であっても本発明は実施可能である。

センサシステム１００は、ＲＦＩＤリーダ９とセンサタグ１０とを備える。このセンサシステム１００は、温度管理を必要とする物品（例えば医薬品や生鮮食料品）の流通過程で、その物品が許容できない所定温度（この実施形態では０℃）以上に上昇したかどうかを検知する。流通業者等は、その物品に付されたセンサタグ１０にＲＦＩＤリーダ９をかざすことにより、その物品が廃棄しなければならない状態になったかどうかを判断できる。

ＲＦＩＤリーダ９は、ＵＨＦ帯パッシブＲＦＩＤ規格の既存のものとする。
センサタグ１０は、樹脂製でカード状のケーシング１３と、ダイポール型のアンテナ１５と、アンテナ１５と接続するsensIC１６と、ダイポール型のアンテナ１７と、アンテナ１７と接続するsensIC１８と、を備える。センサタグ１０は、詳細を後述するが、温度を検知するタグである。ここで、アンテナ１５とsensIC１６とでＲＦＩＤタグ１１を構成し、アンテナ１７とsensIC１８とでＲＦＩＤタグ１２を構成する。ＲＦＩＤタグ１１、１２は、ＲＦＩＤリーダ９の無線通信エリア内に位置したときに、ＲＦＩＤリーダ９から送出されている電力搬送波から動作電源を取得し、動作する。

アンテナ１５、１７は、ＲＦＩＤリーダ９が送信するRF信号に結合する。sensIC１６は、ＵＨＦ帯パッシブＲＦＩＤ規格の汎用ICであり、アンテナ１５で受信したＲＦ信号を復調する。そして、sensIC１６は、予め記憶しているID情報でＲＦ信号を変調（例えばASK変調）し、アンテナ１５を介してＲＦＩＤリーダ９へ送信（応答）する。同様に、sensIC１８も、ＵＨＦ帯パッシブＲＦＩＤ規格の汎用ICであり、アンテナ１７で受信したRF信号を復調する。そして、sensIC１８も、予め記憶しているID情報でＲＦ信号を変調（例えばASK変調）し、アンテナ１７を介してＲＦＩＤリーダ９へ送信（応答）する。なお、sensIC１６とsensIC１８とは、異なるID情報を予め記憶している。

さらに、センサタグ１０は、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、ＲＦＩＤタグ１１を覆うケーシング１３表面上の位置に配置された金属板１４と、ケーシング１３表面に取り付けられ、金属板１４をスライド自在に保持するレールＲと、一方の端がケーシング１３の端に固定され、他方の端が金属板１４に接続されたバネ１９Ａ、１９Ｂと、ケーシング１３に形成されたテーパ状の孔部（不図示）からケーシング１３表面上へ突出する氷Ｉと、を備えている。

このバネ１９Ａ、１９Ｂは、自身の収縮する力で、金属板１４をＲＦＩＤタグ１２側へ移動させようとする。そこで、ケーシング１３には、アンテナ１７（第２アンテナ）を覆わずアンテナ１５（第１アンテナ）を覆う第１位置で金属板１４を保持するため、バネ１９Ａ、１９Ｂの収縮する力に抗する氷Ｉが配置されている。これにより、氷Ｉの温度が所定温度（この実施形態では０℃）以下である限り、金属板１４は図３（Ａ）に示すＲＦＩＤタグ１１を覆う第１位置で氷Ｉにより保持される。

なお、金属板１４が、本発明の「遮蔽物」に相当する。また、バネ１９Ａ、１９Ｂが、本発明の「弾性体」に相当する。また、氷Ｉが、本発明の「相変態物質」に相当する。また、ＲＦＩＤリーダ９が、本発明の「通信機」に相当する。また、アンテナ１５が本発明の「第１アンテナ」に相当し、アンテナ１７が本発明の「第２アンテナ」に相当する。また、sensIC１６が本発明の「第１デバイス」に相当し、sensIC１８が本発明の「第２デバイス」に相当する。

ケーシング１３は防水構造を有しており、sensIC１６、１８、及びアンテナ１５、１７は、図３（Ｂ）に示す水Ｗと接することがないよう、樹脂製のケーシング１３内に封止実装されている。

そして、ＲＦＩＤリーダ９は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、特定の周波数でRF信号を送信し、センサタグ１０の応答からID情報を検波する。

したがって、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように金属板１４がＲＦＩＤタグ１１を覆う位置にあるときにＲＦＩＤリーダ９とセンサタグ１０とがID情報の認証を行うと、ＲＦＩＤリーダ９は、金属板１４に覆われているＲＦＩＤタグ１１と通信できないため、sensIC１８からのID情報だけをＲＦＩＤリーダ９が検波することになる。これにより、ＲＦＩＤリーダ９は流通過程でセンサタグ１０が所定温度を超えていないことを検知する。

一方、氷Ｉの温度が一度でも融点（所定温度）を超えると、氷Ｉは、固体から液体の水Ｗに相変態する。水Ｗの状態では、バネ１９Ａ、１９Ｂの収縮する力に抗することができず、金属板１４は、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）に示すようにＲＦＩＤタグ１２側へ移動し、金属板１４がＲＦＩＤタグ１２を覆う。

このとき、ＲＦＩＤリーダ９とセンサタグ１０とがID情報の認証を行うと、ＲＦＩＤリーダ９は、金属板１４に覆われているＲＦＩＤタグ１２と通信できないため、sensIC１６からのID情報だけをＲＦＩＤリーダ９が検波することになる。これにより、ＲＦＩＤリーダ９は流通過程でセンサタグ１０が所定温度以上に上昇したことを検知する。即ち、流通業者等は、流通過程で、そのセンサタグ１０の付いた物品が廃棄しなければならない状態になったことを判断できる。

なお、流通過程において氷Ｉの温度が一旦所定温度以上となり、その後所定温度以下に戻った場合でも、金属板１４は、バネ１９Ａ、１９Ｂの収縮する力によりＲＦＩＤタグ１２側にある位置で保たれる。そのため、ＲＦＩＤリーダ９は、氷Ｉの温度が所定温度を1回以上超えたことを検知することが可能である。

以上より、金属板１４の移動には、上記非特許文献１のように重力でなく、バネ１９Ａ、１９Ｂの収縮力を用いている。そのため、この実施形態のセンサタグ１０及びセンサシステム１００によれば、流通物品へのセンサタグ１０の取り付け方向の自由度を向上させることができる。

なお、この実施形態ではＲＦＩＤの通信を不可能にする手段として金属板１４を用いたが、通信を不可能にするためには空間からみたＲＦＩＤタグ１１、１２のアンテナ１５、１７のインピーダンスを変化させることができればよいため、金属に限らない。例えば、高誘電率な誘電体、例えばウレタンのような樹脂、チタン酸バリウムのようなセラミックでもよい。

同様に、この実施形態では金属板１４を用いてアンテナ１５、１７全体を覆っているが、アンテナ１５、１７の当該インピーダンスを変化させることができればよいため、金属板１４は、アンテナ１５、１７の一部を覆う配置、大きさ、形状にしてもよい。また、金属板１４の形状も板状に限定されるわけではなく、線または線を複数束ねたものなどでもよい。

また、この実施形態では所定温度を0℃とし、金属板１４を保持する相変態物質に水を用いているが、所定温度は任意に選択することができ、金属板１４を保持する相変態物質は所定温度に応じて適切な材料が選択される。

また、この実施形態では、温度の変化を検知しているが、実施の際は、適当な材料を用いてその他の物理量（光量、液体濡れ、湿度、衝撃、放射能、磁界、静電気、電流など）の変化を検知しても構わない。例えば、金属板１４に代えて光軟化材料、例えば１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとエオシンの混合材料を用いると、光量の変化を検知できる。

また、この実施形態ではバネ１９Ａ、１９Ｂは収縮する方向に金属板１４とバネ１９Ａ、１９Ｂを配置したが、実施の際は、バネ１９Ａ、１９Ｂが伸張する方向に金属板１４とバネ１９Ａ、１９Ｂを配置してもよい。

また、この実施形態では金属板１４を移動させる手段としてバネ１９Ａ、１９Ｂを用いているが、ゴムやスポンジのような弾性体、磁石などでもよい。

また、sensIC１６やsensIC１８は汎用ICに限らず、専用ICとして構成しても良い。アンテナはダイポール型に限らず、モノポール型、ループアンテナ型などを使用してもよい。また、この実施形態では日本のＵＨＦ帯パッシブＲＦＩＤでの使用を想定したが、他国のＵＨＦ帯パッシブＲＦＩＤ用帯域(例えば８６８MHz, ９２０MHz)を使用してもよい。

以下、本願発明の第２の実施形態に係るセンサシステムについて説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ２０の構成を示す概念図である。第２の実施形態のセンサシステムは、センサタグ２０が金属板１４の代わりに金属箔２４を備える点で第１の実施形態のセンサシステムと相違する。その他の構成については同じである。

詳述すると、センサタグ２０は、図３に示すセンサタグ１０と同様に、ＲＦＩＤタグ１１，１２と、ケーシング１３と、を備える。さらに、センサタグ２０は、図４（Ａ）に示すように、ケーシング１３に設けられた固定部２３と、回転自在に両端が固定部２３に固定された金属棒２５と、一方の端が金属棒２５と接着し、ケーシング１３表面上のＲＦＩＤタグ１１を覆わない第１位置で金属棒２５に巻回された金属箔２４と、一方の端がケーシング１３の端に固定され、他方の端が金属箔２４の他方の端に接続されたバネ２９Ａ、２９Ｂと、ケーシング１３に形成されたテーパ状の孔部（不図示）からケーシング１３表面上へ突出する氷Ｉと、を備えている。

なお、金属箔２４が、本発明の「遮蔽物」に相当する。また、バネ２９Ａ、２９Ｂが、本発明の「弾性体」に相当する。また、アンテナ１７が本発明の「第１アンテナ」に相当し、アンテナ１５が本発明の「第２アンテナ」に相当する。また、sensIC１８が本発明の「第１デバイス」に相当し、sensIC１６が本発明の「第２デバイス」に相当する。

上記バネ２９Ａ、２９Ｂは、自身の収縮する力で金属箔２４を引っ張り、金属棒２５を回転させ、金属箔２４をＲＦＩＤタグ１１側へ引き出そうとする。そこで、ケーシング１３には、金属箔２４を第１位置で保持するため、バネ２９Ａ、２９Ｂの収縮する力による金属棒２５の回転力に抗する氷Ｉが配置されている。これにより、氷Ｉの温度が所定温度（この実施形態では０℃）以下である限り、金属棒２５の回転が氷Ｉにより制限され、金属箔２４は図４（Ａ）に示す第１位置で保持される。

一方、センサタグ２０の温度が一度でも所定温度を超えると、即ち氷Ｉの融点を超えると、氷Ｉは、固体から液体の水Ｗに相変態する。水Ｗの状態では、バネ２９Ａ、２９Ｂの収縮する力による金属棒２５の回転力に抗することができず、金属箔２４は、図４（Ｂ）に示すようにＲＦＩＤタグ１１側へ引き出され、ＲＦＩＤタグ１１を覆う。

よって、この実施形態では、氷Ｉの温度が所定温度を超えていない場合、ＲＦＩＤリーダ９はＲＦＩＤタグ１１およびＲＦＩＤタグ１２の両方のＩＤ情報を受信する。そして、氷Ｉの温度が所定温度を超えた場合、ＲＦＩＤリーダ９はＲＦＩＤタグ１２からのＩＤ情報のみを受信する。これにより、ＲＦＩＤリーダ９は流通過程でセンサタグ２０が所定温度を超えたことを検知する。

以上より、この実施形態のセンサタグ２０及びセンサシステムによれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のセンサタグ２０では、バネ２９Ａ、２９Ｂの収縮力でなく、金属棒２５の回転力に抗する氷Ｉを配置すればよいため、氷Ｉの量が第１実施形態より少なく済む。

従って、この実施形態のセンサタグ２０及びセンサシステムによれば、温度上昇に対する感度を向上できる。

なお、金属箔２４を赤や黄色の着色、または「ＮＧ」などの文字を記載しておくことで（図４（Ｂ）参照）、無線による検知に加え、目視での確認も可能である。

以下、本願発明の第３の実施形態に係るセンサシステムについて説明する。
図５は、本発明の第３の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ３０の構成を示す概念図である。第３の実施形態のセンサシステムは、センサタグ３０が金属板１４を氷Ｉの代わりに変形棒３９Ａ、３９Ｂで保持する点で第１の実施形態のセンサシステムと相違する。その他の構成については同じである。

この実施形態では、金属板１４に穴１４Ａ、Ｂを設け、ケーシング１３に設けられた変形棒３９Ａ、３９Ｂをその穴１４Ａ、Ｂに係止することで、金属板１４を保持する。変形棒３９Ａ、３９Ｂの材質は、形状記憶合金またはバイメタルである。この構成により、変形棒３９Ａ、３９Ｂの温度が所定温度（具体的には変態温度）以下である限り、金属板１４は図５に示すＲＦＩＤタグ１１を覆う位置で変形棒３９Ａ、３９Ｂにより保持される。

一方、変形棒３９Ａ、３９Ｂは温度によりその形状、具体的には反りが変化する。センサタグ３０の温度が所定温度を超えると、反りが所定の状態を超え、金属板１４に設けた穴１４Ａ、１４Ｂより外れる。これにより、金属板１４は、ＲＦＩＤタグ１２側へ移動し、金属板１４がＲＦＩＤタグ１２を覆う。

この実施形態では、変形棒３９Ａ、３９Ｂの温度が所定温度を超えていない場合、ＲＦＩＤリーダ９はＲＦＩＤタグ１２からのＩＤ情報のみを受信する。そして、変形棒３９Ａ、３９Ｂの温度が所定温度を超えた場合、ＲＦＩＤリーダ９はＲＦＩＤタグ１１からのＩＤ情報のみを受信する。

よって、この実施形態のセンサタグ３０及びセンサシステムによれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、第１実施形態のセンサタグ１０では氷Ｉが所定温度（０℃）を超えてから溶融するまでに多くの時間を要するが、この実施形態のセンサタグ３０では、形状記憶合金またはバイメタルが所定温度（変態温度）を超えるとすぐに変形する。

従って、この実施形態のセンサタグ３０及びセンサシステムによれば、温度上昇に対する応答速度を向上できる。

以下、本願発明の第４の実施形態に係るセンサシステムについて説明する。
図６（Ａ）は、本発明の第４の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ４０の構成を示す概念図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。第４の実施形態のセンサシステムは、センサタグ４０が遮蔽物である金属粒子を含有した氷４４と吸収シート４５とカバー４６とを備える点で、第２の実施形態のセンサシステムと相違する。その他の構成については同じである。

詳述すると、センサタグ４０は、ケーシング１３におけるアンテナ１５（第２アンテナ）を覆わない第１位置に配置され、遮蔽物である金属粒子を含有した氷４４と、第１位置から第２位置までの区間に敷かれた吸収シート４５と、氷４４が溶融した際に水が外部に漏れないよう氷４４及び吸収シート４５を覆うカバー４６とを備える。吸収シート４５の材質は不織布を用いる。なお、吸収シート４５とカバー４６が、本発明の「移動部」に相当する。

この実施形態では、氷４４の温度が所定温度を超えるまで、氷４４が溶融せず固体状態を維持するため、吸収シート４５に吸収されることもない。そのため、氷４４の温度が所定温度を超えていない場合では、ＲＦＩＤリーダ９がＲＦＩＤタグ１１およびＲＦＩＤタグ１２と通信可能な状態にある。

一方、氷４４の温度が所定温度を超えると、金属粒子を含有した氷４４が溶融して水に相変態し、吸収シート４５に吸収されて、金属粒子が第１位置から第２位置までの区間に拡散する。即ち、遮蔽物である金属粒子がアンテナ１５上に拡散する。そのため、ＲＦＩＤリーダ９は、ＲＦＩＤタグ１１との通信が不可能となり、ＲＦＩＤタグ１２からのＩＤ情報のみを受信する。

したがって、この実施形態のセンサタグ４０及びセンサシステムによれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のセンサタグ４０及びセンサシステムによれば、多くの物品の検査を自動かつ同時に行うことができる。

以下、本願発明の第５の実施形態に係るセンサシステムについて説明する。
図７は、本発明の第５の実施形態に係るセンサシステムに備えられるセンサタグ５０の構成を示す概念図である。第５の実施形態のセンサシステムは、センサタグ５０が複数の物理量「温度」「光」「液体濡れ」を検知する複数のセンサＴＳ、ＯＳ、ＮＳを備える点で、物理量「温度」だけを検知する第２の実施形態のセンサシステムと相違する。その他の構成については同じである。

詳述すると、第５の実施形態のセンサタグ５０は、上記第２の実施形態と同様の構造を持つ温度センサＴＳと、センサタグ５０に照射された光量を検知する光センサＯＳと、センサタグ５０の濡れ量を検知する濡れセンサＮＳと、を備える。温度センサＴＳと光センサＯＳと濡れセンサＮＳとの構造は同じであるが、金属箔５４、７４、８４を第１位置で保持する相変態物質の材質のみがそれぞれ異なる。光センサＯＳでは、金属箔８４を第１位置で保持するため、バネ８９Ａ、８９Ｂの収縮する力による金属棒８５の回転力に抗する光軟化材料Ｏがケーシング１３に配置されている。同様に、濡れセンサＮＳでは、金属箔５４を第１位置で保持するため、バネ５９Ａ、５９Ｂの収縮する力による金属棒５５の回転力に抗する濡れ軟化材料Ｎがケーシング１３に配置されている。
なお、バネ５９Ａ、５９Ｂ、７９Ａ、７９Ｂ、８９Ａ、８９Ｂは、アンテナ１５上に配置されるため、これらの材質は金属ではなく樹脂を用いる。

この実施形態において、複数のセンサＮＳ、ＯＳ、ＴＳは、少なくとも１つの物理量が所定閾値を越えたとき、対応する金属箔を第１位置から、アンテナ１５の少なくとも一部を覆う第２位置へ移動させる。具体的には、例えば氷Ｉの温度が所定温度を超え、他の物理量が所定閾値を超えていない場合、温度センサＴＳが、図４（Ｂ）に示す上記第２の実施形態と同様に金属箔７４をＲＦＩＤタグ１１側へ引き出し、ＲＦＩＤタグ１１の一部を覆う。これにより、ＲＦＩＤリーダ９は、ＲＦＩＤタグ１１と通信不能状態となる。

従って、この実施形態のセンサタグ５０及びセンサシステムによれば、複数の物理量の内、少なくとも1つの所定閾値を超えたことを検知することができる。

なお、この実施形態では、1つのセンサタグ５０を用いて複数の物理量を検知する例を示したが、実施の際は、センサタグ１０又は２０のような構造で相変態物質の材質のみ異なるセンサタグを複数個備えるセンサシステムでも実現可能である。

以下、本願発明の第６の実施形態に係るセンサシステムについて説明する。
図８は、本発明の第６の実施形態に係るセンサシステム６００のシステム構成図である。

第６の実施形態のセンサシステム６００は、ＲＦＩＤの代わりに弾性表面波デバイス（以下、単に「saw」と称する。）６６、６８を用いる点で、上記第１実施形態のセンサシステム１００と異なる。その他の点については、上記第１実施形態のセンサシステム１００と同じである。

詳述すると、センサシステム６００は、センサタグ６０と、共振リーダ６９とを備える。センサタグ６０は、上記第１実施形態と同様に、ケーシング１３と、金属板１４と、レールＲと、バネ１９Ａ、１９Ｂと、氷Ｉと、を備える。さらに、この実施形態のセンサタグ６０は、アンテナ６５、６７と、アンテナ６５に接続するsaw６６と、アンテナ６７に接続するsaw６８と、を備える。ここで、アンテナ６５とsaw６６とでsawタグ6１を構成し、アンテナ6７とsaw６８とでsawタグ6２を構成する。

saw６６は、所定の共振周波数ｆｒ１で圧電共振する素子であり、saw６８は、saw６６とは異なる所定の共振周波数ｆｒ２で圧電共振する素子である。

共振リーダ６９は、共振を開始させるために、所定周波数の搬送波からなるパルス信号Ｓｆｓを生成し、アンテナに出力する。ここで、搬送波周波数は、saw６６、６８の共振周波数ｆｒ１、数ｆｒ２に近い周波数（例えば９５０MHz帯）に設定され、かつパルス幅（バースト時間）は適当な値に設定されている。

上記パルス信号Ｓｆｓは、上記第１実施形態と同様に金属板１４の位置に応じて、アンテナ６５又はアンテナ６７で受信され、saw６６又はsaw６８へ印加される。

saw６６は、パルス信号Ｓｆｓによって共振し、第１共振信号Ｓｆｒ１を出力する。一方、saw６８は、パルス信号Ｓｆｓによって共振し、第２共振信号Ｓｆｒ２を出力する。

共振リーダ６９は、saw６６又はsaw６８からの出力信号をアンテナで受信して、出力信号周波数を求める。そのため、図８（Ｂ）に示すように金属板１４がsawタグ６２を覆う位置にあるとき、共振リーダ６９をセンサタグ６０にかざすと、共振リーダ６９は、金属板１４に覆われているsawタグ６２と通信できないため、saw６6からの第１共振信号Ｓｆｒ１だけを共振リーダ６９が受信することになる。これにより、共振リーダ６９は流通過程でセンサタグ６０が所定温度以上に上昇したことを検知する。

以上より、この実施形態のセンサタグ６０及びセンサシステム６００によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、この実施形態のセンサタグ６０及びセンサシステム６００によれば、ＲＦ信号によって通信を行う第１実施形態に比べて、通信距離を長くすることができる。

なお、この実施形態では、sawを用いたが、実施の際は、他の共振デバイス、例えば水晶振動子やセラミック振動子を用いてもよい。また周波数帯も任意に選択できる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、１０、２０、３０、４０、５０、６０…センサタグ
１００、６００…センサシステム
４…金属板
９…ＲＦＩＤリーダ
１１，１２…ＲＦＩＤタグ
１３…ケーシング
１４…金属板
１４Ａ…穴
１５…アンテナ
１７…アンテナ
１９Ａ、Ｂ…バネ
２３…固定部
２４…金属箔
２５…金属棒
２９Ａ、Ｂ…バネ
３９Ａ、Ｂ…変形棒
４４…氷
４５…吸収シート
４６…カバー
５３、７３、８３…固定部
５４、７４、８４…金属箔
５５、７５、８５…金属棒
５９Ａ、Ｂ…バネ
７９Ａ、Ｂ…バネ
８９Ａ、Ｂ…バネ
6１、6２…sawタグ
６５、6７…アンテナ
６６、６８…saw
６９…共振リーダ
Ｉ…氷
Ｗ…水
Ｎ…軟化材料
Ｏ…光軟化材料
Ｒ…レール

Claims (12)

1. 電磁波の受信と送信を行う第１アンテナと、
   前記電磁波が前記第１アンテナで受信されたとき、前記電磁波を送信してきた通信機と前記第１アンテナを介して通信する第１デバイスと、
   前記電磁波の受信と送信を行う第２アンテナと、
   前記電磁波が前記第２アンテナで受信されたとき、前記電磁波を送信してきた前記通信機と前記第２アンテナを介して通信する第２デバイスと、
   前記第１、第２アンテナ及び前記第１、第２デバイスを実装するケーシングと、
   前記ケーシングにおける前記第２アンテナを覆わない第１位置に配置され、前記電磁波を遮蔽する遮蔽物と、
   任意の物理量が所定閾値を越えるまで、前記遮蔽物を前記第１位置で保持する固体状態の相変態物質であって、前記任意の物理量が前記所定閾値を越えたとき、流動可能な状態へ相変態する相変態物質と、
   前記相変態物質が前記固体状態から前記流動可能な状態へ相変態したとき、前記遮蔽物を、前記第１位置から前記第２アンテナの少なくとも一部を覆う前記ケーシングの第２位置へ強制的に移動させる移動部と、
   を備えるセンサタグ。
2. 前記移動部は、前記遮蔽物に接続された弾性体であり、
   前記相変態物質は、前記任意の物理量が前記所定閾値を越えるまで、前記弾性体の収縮力または伸張力に抗して前記遮蔽物を前記第１位置で保持し、前記遮蔽物の移動を制限する、請求項１に記載のセンサタグ。
3. 前記移動部は、前記第１位置から前記第２位置までの区間に敷かれた吸収シートであり、
   前記任意の物理量は、前記相変態物質の温度であり、
   前記遮蔽物は、前記電磁波を遮蔽する複数の粒子であり、
   前記相変態物質は、前記遮蔽物を含有し、前記固体状態から前記流動可能な液体状態へ相変態したとき、前記吸収シートに吸収される、請求項１に記載のセンサタグ。
4. 前記相変態物質は、氷であり、
   前記任意の物理量は、前記相変態物質の温度であり、
   前記所定閾値は、水の融点である、請求項２又は３に記載のセンサタグ。
5. 前記第１、第２デバイスは、前記通信機から送信される前記電磁波から動作電源を取得し、動作する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサタグ。
6. 前記任意の物理量がそれぞれ異なる前記移動部を複数備え、
   前記複数の移動部は、複数の物理量の内、少なくとも１つの物理量が前記所定閾値を越えたとき、前記遮蔽物を前記第１位置から前記第２位置へ移動させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサタグ。
7. 前記第１、第２デバイスは、ID情報を記憶し、RF信号を前記ID情報で変調するＩＣで構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサタグ。
8. 前記第１デバイスは、第１ID情報を記憶し、RF信号を前記第１ID情報で変調してから前記第１アンテナを介して前記通信機に送信し、
   前記第２デバイスは、前記第１ID情報と異なる第２ID情報を記憶し、RF信号を前記第２ID情報で変調してから前記第２アンテナを介して前記通信機に送信する、請求項７に記載のセンサタグ。
9. 前記第１、第２デバイスは、共振デバイスで構成される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサタグ。
10. 前記第１デバイスは、前記電磁波が前記第１アンテナで受信されたとき、第１共振周波数の前記電磁波を前記第１アンテナを介して前記通信機に送信し、
    前記第２デバイスは、前記電磁波が前記第２アンテナで受信されたとき、前記第１共振周波数と異なる周波数の第２共振周波数の前記電磁波を前記第２アンテナを介して前記通信機に送信する、請求項９に記載のセンサタグ。
11. 前記第１、第２デバイスは、圧電共振デバイスで構成される、請求項９又は１０に記載のセンサタグ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセンサタグと、
    前記センサタグと前記電磁波によって通信する通信機と、を備える、センサシステム。

Images