JP4736175B2

JP4736175B2 - 衝撃感知センサ付きデータキャリア装置

Info

Publication number: JP4736175B2
Application number: JP2000346498A
Authority: JP
Inventors: 樋口　　拓也
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: JP2002150249A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する、共振回路を設けたデータキャリア装置に関し、特に、衝撃感知センサを搭載したデータキャリア装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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カードが提案されている。
中でも、外部の読み書き装置（リーダライタ）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一般的である。
一方、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、物流システム等に利用されるようになってきた。
このような、非接触型のＩＣカード、ＩＣタグ等の非接触式データキャリアにおいて、外部との信号交換を、あるいは外部との信号交換と電力供給とを電磁波により行う、コイル配線は、品質面、生産性の面からエッチングにより形成されるようになってきた。
そして、場合によっては、サイズの限られた面積で、十分な巻き数を達成し、充分なインダクタンスを得るため、コイル配線を２層に形成する方法も採られるようになってきた。
尚、コイルの共振周波数ｆ０は、コイルのインダクタンスをＬ、キャパシタンスをＣとすると、一般に以下のように表される。
ｆ０＝１／（２・π（Ｌ・Ｃ）^1/2）
即ち、共振周波数ｆ０を低くするには、インダクタンスＬを大きくする必要があり、コイルの巻き数を多くする必要がある。
【０００３】
一方また、従来は、荷物等を宅急便等で送り、荷物が破損した場合、どこで破損したのか、分らなかった。
即ち、はじめから破損していたのか、輸送中に破損したのか、区別もできなかった。
このため、荷物に対する扱い方をチェック、保証するシステムが求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、非接触型のＩＣカード、ＩＣタグ等の非接触式データキャリアの利用が進む中、荷物等を宅急便等で送る場合、荷物に対する扱い方をチェック、保証できるシステムが求められていた。
本発明は、これに対応するもので、具体的には、外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する、共振回路を設けたデータキャリア装置であって、所定以上の衝撃を与えることによって断線する衝撃感知センサを搭載し、これにより、衝撃の有無を感知することができるデータキャリア装置を提供しようとするものである。
更には、このデータキャリア装置を荷物に付け、荷物等を宅急便等で送る場合、荷物に対する扱い方をチェック、保証できるシステムを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置は、外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する共振回路を設けたデータキャリア装置であって、受信回路、送信回路、メモリと、これらを制御する制御部電源回路と、衝撃感知センサを除く衝撃検知機構を、前記データキャリア用チップとして、組み入れたもので、前記衝撃検知機構は、前記データキャリア用チップの外に、所定以上の衝撃を与えることによって断線する衝撃感知センサを配し、該衝撃感知センサを、共振回路とは別に、前記データキャリア用チップに接続しており、且つ、前記データキャリア用チップ内に、抵抗回路を配し、前記衝撃感知センサと前記抵抗回路により、前記衝撃感知センサに電圧をかけることにより、断線の有無をそれぞれ、衝撃感知センサの一端にて、対応する電位として表すことができる検知回路部を形成しており、前記衝撃検知機構の前記検知回路部は、前記衝撃感知センサの２つの端子部にそれぞれ前記抵抗回路の抵抗を接続し、この両端に前記データキャリア用チップの電源回路により所定の直流電圧をかけ、断線の有無を、前記衝撃感知センサの一端の対応する電位で表すものであり、且つ、前記衝撃感知センサの前記一端の電位状態を、前記データキャリア用チップの制御回路にて検知するものであることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に関わる衝撃有無検知システムは、外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する共振回路を設け、且つ、衝撃の有無情報をデータキャリア用チップのメモリ部に蓄積する衝撃検知機構を組み入れた衝撃感知センサ付きデータキャリア装置と、リーダライタと、ディスプレイ装置とからなる衝撃有無検知システムであって、リーダライタ部には、ディスプレイ装置が接続されており、前記衝撃感知センサの断線の有無を表示できることを特徴とするものである。
そして、上記の衝撃有無検知システムであって、ディスプレイ装置は、パソコン端末のディスプレイあるいは、リーダライタ付属のディスプレイであることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】
本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置は、上記のような構成にすることによって、外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する、共振回路を設けたデータキャリア装置であって、所定以上の衝撃を与えられた場合、衝撃を感知することができるデータキャリア装置の提供を可能とするものである。
これにより、この衝撃感知センサ付きデータキャリア装置を荷物、製品等に付け、荷物、製品等を、移動、配送する場合、荷物、製品等に対する所定以上の衝撃の有無を確認できるものとし、更には、荷物、製品等の扱い方をチェック、保証できるシステムを提供しようとするものである。
具体的には、受信回路、送信回路、メモリと、これらを制御する制御部電源回路と、衝撃感知センサを除く衝撃検知機構を、前記データキャリア用チップとして、組み入れたもので、前記衝撃検知機構は、前記データキャリア用チップの外に、所定以上の衝撃を与えることによって断線する衝撃感知センサを配し、該衝撃感知センサを、共振回路とは別に、前記データキャリア用チップに接続しており、且つ、前記データキャリア用チップ内に、抵抗回路を配し、前記衝撃感知センサと前記抵抗回路により、前記衝撃感知センサに電圧をかけることにより、断線の有無をそれぞれ、衝撃感知センサの一端にて、対応する電位として表すことができる検知回路部を形成しており、前記衝撃検知機構の前記検知回路部は、前記衝撃感知センサの２つの端子部にそれぞれ前記抵抗回路の抵抗を接続し、この両端に前記データキャリア用チップの電源回路により所定の直流電圧をかけ、断線の有無を、前記衝撃感知センサの一端の対応する電位で表すものであり、且つ、前記衝撃感知センサの前記一端の電位状態を、前記データキャリア用チップの制御回路にて検知するものであることにより、これを達成している。
【０００８】
衝撃感知センサとしては、マイクロマシン技術で製造された、微小なものが実用面から好ましい。
衝撃知センサの構造としては、例えば、衝撃感知センサは、配線を兼ねる２本のはり部と、重り部と、絶縁性の固定部とからなり、配線を兼ねる２本のはり部にて重り部を宙ずり状態で支持し、更に、２本のはり部を固定部にて固定保持するもので、２本のはり部は、各々は、アンテナコイルの配線のそれぞれ別の一端と接続して、配線を直流的に導通状態として接続するもので、所定以上の衝撃によりはり部が破壊され、断線するものが挙げられる。
また、データキャリア装置としては、非接触ＩＣタグあるいは非接触ＩＣカードに適用でき、有効である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の実施の形態例を挙げ、図に基づいて説明する。
図１は本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の実施の形態の第１の例の概略図で、図２は第１の例の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の回路構成、データキャリア用チップ構成、衝撃検知機構とを関連付けて示した概略図で、図３（ａ）は本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の参考実施形態例１の概略図で、図３（ｂ）はそのデータキャリア用チップ（１３０Ａ）の主構成を示し、図４は参考実施形態例１の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の回路構成、データキャリア用チップ構成、衝撃検知機構とを関連付けて示した概略図で、図５は本発明の衝撃有無検知システムの１例を示した概略図である。図６（ａ）は衝撃感知センサの１例を示した図で、図６（ｂ）はそのＤ１−Ｄ２における断面図である。
尚、図１、図３は保護層から透視して見た図で、図１、図３中、点線はベース基材の外周を示している。また、図５の太い点線部で示すデータキャリア装置挿入部５２２中の、細い点線はコイル５２３を概略的に図示したものである。
図１〜図６中、１１０は絶縁性シート（ベース基材とも言う）、１２０はアンテナコイル、１３０、１３０Ａはデータキャリア用チップ、１３０ａはデータキャリア用回路部、１３１はメモリ、１３２は制御回路（制御部とも言う）、１３３は受信回路、１３４は送信回路、１３５は電源回路、１３７は容量（コンデンサ）、１３８、１３９は端子、１４０は衝撃感知センサ、１４８は端子、５１０は衝撃感知センサ付きデータキャリア装置、５２０はリーダライタ、５２１は表示部（ディスプレイ）、５２２は挿入部、５２３はコイル、５３０パソコン、５４０はディスプレイ装置、５４１は表示部（ディスプレイ）、６３０は衝撃感知センサ、６３１ははり部、６３１ａははり留め部、６３２は重り部、６３２ａ、６３２ｂは重り部の一部、６３３は保持固定部、６３５は支持部である。
【００１０】
先ず、本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の実施の形態の第１の例を、図１、図２に基づいて説明する。
第１の例は、外部機器（リーダライタ）と交信するためのアンテナコイル１２０を有する共振回路（図２のＢ１部に相当）を設けたデータキャリア装置で、衝撃の有無情報をデータキャリア用チップのメモリ部に蓄積する衝撃検知機構を組み入れたものである。
共振回路はアンテナコイル１２０と容量（コンデンサ）１３７とからよりなり、衝撃検知機構は、データキャリア用チップ１３０とは別体の衝撃感知センサ１４０とデータキャリア用チップの各回路とから構成されている。
各部は、絶縁性シート１１０の一面上に設けられ、保護層（図示していない）により覆われている。
【００１１】
衝撃検知機構は、所定以上の衝撃を与えることによって断線する衝撃感知センサ１４０を、共振回路とは別に、データキャリア用チップ１３０に接続し、且つ、衝撃感知センサ１４０に電圧をかけることにより、断線の有無を、それぞれ、衝撃感知センサの一端にて、対応する電位として表すことができる検知回路部（図２のＡ１に相当）を形成したもので、衝撃感知センサ１４０の一端Ｐ１の電位状態を、データキャリア用チップ１３０の制御回路１３２にて検知し、制御回路１３２は、検知された衝撃感知センサ１４０の一端の電位状態にしたがい、断線の有無情報をメモリ部１３１に蓄積するものである。
衝撃検知機構の検知回路部（図２のＡ１）は、衝撃感知センサ１４０の２つの端子部１４８にそれぞれ抵抗を接続し、この両端Ｐ１１、Ｐ１２にデータキャリア用チップの電源回路により所定の直流電圧をかけ、断線の有無を、衝撃感知センサの一端Ｐ１の対応する電位で表すものである。
尚、図２で、Ｐ１点における電位は、電源回路からの印加電圧Ｖ１を分圧されるが、断線が発生した場合には、印加電圧Ｖ１にはよらず所定の値（−表示Ｐ１１側の電位）となる。
【００１２】
衝撃感知センサ１３０を、図６に基づいて説明する。
本例の衝撃感知センサ６３０は、マイクロマシン製造技術で製造されたもので、図６に示すように、衝撃感知センサ６３０は、配線を兼ねる２本のはり部６３１と、重り部６３２と、絶縁性の保持固定部６３３と、更に絶縁性の保持固定部６３３を支持する支持部６３５とを備え、配線を兼ねる２本のはり部６３１にて重り部６３２を宙ずり状態で支持し、更に、２本のはり部１３１を保持固定部６３３にて固定保持するものである。
絶縁性の保持固定部６３３はＳｉ（シリコン）なり、重り部の一部６３２ｂもまたＳｉからなる。
はり部６３１とこれに接続した重り部の一部１３２ａを形成する部分は、導電性の金属からなり、具体的には、Ｓｉにイオンを注入してできる拡散層等を単層ないし積層して用る。
支持部６３５としてはパイレックスガラス等が用いられるが限定はされない。
尚、端子１４８がはり留め部１３１ａに相当する。
そして、はり部６３１が断線していないとき、配線１２１、１２２は、それぞれの端は、はり部６３１、重り部の一部６３２ａを介して接続している。
【００１３】
尚、データキャリア用チップ１３０においては、入力信号は、受信回路、制御部を介してメモリへアクセスされ、メモリからの信号は制御部を介して送信回路へ送られ、更に、アンテナコイル１２０を経て、外部回路へと送られる。
メモリには、データキヤリア装置に必要な各種の情報が記憶される。
一般には、１３．５６ＭＨｚの周波数帯では、２０ｃｍ程度の通信距離となるが、実際の通信距離は、アンテナの面積やリーダライタの出力電力によって大きく変化する。
通常、５０ｍｍ×５０ｍｍサイズのＩＣタグ（データキヤリア装置）では、５０〜６０ｃｍの通信距離が得られる。
【００１４】
絶縁性シート１１０としては、データキヤリア装置の使用目的によって選択されるが、硬質の塩化ビニルシートやポリエステルシート（ＰＥＴ）、あるいはポリイミドやガラスエポキシ樹脂シート等が使用される。
絶縁性シート１１０の厚みは２０〜１５０μｍ程度であり、好ましくは２５〜１００μｍ程度となる。
通常はこの基材の一面に、５〜５０μｍ厚のアルミや銅箔あるいは鉄箔を積層した材料を使用し、当該アルミや銅箔等をエッチングして、アンテナコイル１２０として形成する。
【００１５】
保護シート（図示していない）も同様の基材が使用され得るが、紙等の安価なものであっても良い。
ＩＣタグ用のデータキャリ装置は、一般的には生産や流通過程で使用されることが多く、定期券等のように人が携帯して使用する以外の場合は装飾的要素はあまり要求されない。
特別の目的以外の場合は、小サイズのデータキャリア半導体チップが望まれるので、通常は、５０ｍｍ×５０ｍｍ以内の単位の大きさに製造される。
【００１６】
次に、本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の参考実施形態例１を、図３、図４に基づいて説明する。
参考実施形態例１も、第１の例と同様、外部機器（リーダライタ）と交信するためのアンテナコイル１２０を有する共振回路（図４のＢ２部に相当）を設けたデータキャリア装置で、衝撃の有無情報をデータキャリア用チップのメモリ部に蓄積する衝撃検知機構を組み入れたものであるが、参考実施形態例１では、衝撃検知機構が、データキャリア用回路部１３０ａと衝撃感知センサ１４０とを一体としてワンチップ化したデータキャリア用チップ１３０Ａの中に、組み込まれている。
参考実施形態例１の場合も、基本的には第１の例と同じで、衝撃検知機構の検知回路部（図４のＡ２）は、衝撃感知センサ１４０の２つの端子部１４８にそれぞれ抵抗を接続し、この両端Ｐ２１、Ｐ２２にデータキャリア用チップの電源回路により所定の直流電圧をかけ、断線の有無を、衝撃感知センサの一端Ｐ２の対応する電位で表す。
そして、制御回路１３２は、検知された衝撃感知センサ１４０の一端の電位状態にしたがい、断線の有無情報をメモリ部１３１に蓄積する。
また、Ｐ２点における電位は、電源回路からの印加電圧Ｖ１を分圧されるが、断線が発生した場合には、印加電圧Ｖ１にはよらず所定の値（−表示Ｐ２１側の電位）となる。
衝撃検知機構が、データキャリア用回路部１３０ａと衝撃感知センサ１４０とを一体としてワンチップ化したデータキャリア用チップ１３０Ａの中に、組み込まれている以外は第１の例と同じで、ここでは説明を省く。
【００１７】
次に、本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置を用いた、衝撃有無検知システムの１例を図５に基づいて説明する。
本例は、本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置５１０、リーダライタ５２０と、パソコン５３０、ディスプレイ装置５４０からなる衝撃有無検知システムで、リーダライタ部５２０は、パソコン５３０を介して、ディスプレイ装置５４０が接続されており、衝撃感知センサ付きデータキャリア装置５１０の衝撃感知センサの断線の有無を表示できるものである。
簡単に、その動作の１例を、図２を参照にして説明する。
先ず、いろいろな履歴を経た衝撃感知センサ付きデータキャリア装置５１０が、リーダライタ５２０の挿入部５２２に挿入される。
尚、挿入する形態をとらなくても良く、挿入部をもたないリーダライタに近くづけるだけでも良い。
リーダライタ５２０は、この状態で、そのコイル５２３を介して、衝撃感知センサ付きデータキャリア装置５１０と交信し、衝撃感知センサ付きデータキャリア装置５１０の電源回路（図２の１３５に相当）を活性化する。
これにより、衝撃感知センサ付きデータキャリア装置５１０の衝撃感知センサにＶ０が印加される、その衝撃検知機構も動作可能となる。
リーダライタ５２０からの交信命令により、衝撃検知機構を動作させると、制御回路１３２は、Ｐ１点（図２）の電位を確認し、衝撃センサ１４０の断線の有無を判断し、この情報をメモリ１３１へ蓄積する。
次いで、リーダライタ５２０からの交信命令により、制御部はメモリ１３１の断線の有無情報をメモリ１３１から受け取り、送信回路１３４に送り、アンテナコイル１２０を経て、リーダライタ５２０側へと送る。
リーダライタ５２０は、更に、この断線の有無情報をこれに接続するパソコン５３０に送る。
パソコン５３０は、送られてきた断線の有無情報をこれの端末であるディスプレイに送信し、表示部５４１に表示する。
このようにして、断線の有無情報をディスプレイ上で確認することができる。
尚、リーダライタ５２０に取り付けられた表示部５２１に表示させることもできる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する、共振回路を設けたデータキャリア装置であって、所定以上の衝撃を与えることによって断線する衝撃感知センサを搭載し、これにより、衝撃の有無を感知することができるデータキャリア装置の提供を可能とした。
これにより、この衝撃感知センサ付きデータキャリア装置を荷物、製品等に付け、荷物、製品等を、移動、配送する場合、荷物、製品等に対する所定以上の衝撃の有無を確認できるものとし、更には、荷物、製品等の扱い方をチェック、保証できるシステムの提供を可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の実施の形態の第１の例の概略図である。
【図２】第１の例の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の回路構成、データキャリア用チップ構成、衝撃検知機構とを関連付けて示した概略図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の参考実施形態例１の例の概略図で、図３（ｂ）はそのデータキャリア用チップ（１３０Ａ）の主構成を示した図である。
【図４】参考実施形態例１の衝撃感知センサ付きデータキャリア装置の回路構成、データキャリア用チップ構成、衝撃検知機構とを関連付けて示した概略図である。
【図５】本発明に関わる衝撃有無検知システムの１例を示した概略図である。
【図６】図６（ａ）は衝撃感知センサの１例を示した図で、図６（ｂ）はそのＤ１−Ｄ２における断面図である。
【符号の説明】
１１０絶縁性シート（ベース基材とも言う）
１２０アンテナコイル
１３０、１３０Ａデータキャリア用チップ
１３０ａデータキャリア用回路部
１３１メモリ
１３２制御回路（制御部とも言う）
１３３受信回路
１３４送信回路
１３５電源回路
１３７容量（コンデンサ）
１３８、１３９端子
１４０衝撃感知センサ
１４１配線
１４２センサ部
１４８端子
５１０衝撃感知センサ付きデータキャリア装置
５２０リーダライタ
５２１表示部（ディスプレイ）
５２２挿入部
５２３コイル
５３０パソコン
５４０ディスプレイ装置
５４１表示部（ディスプレイ）
６３０衝撃感知センサ
６３１はり部
６３１ａはり留め部
６３２重り部
６３２ａ、６３２ｂ重り部の一部
６３３保持固定部
６３５支持部

Claims

外部機器と交信するためのアンテナコイルを有する共振回路を設けたデータキャリア装置であって、受信回路、送信回路、メモリと、これらを制御する制御部電源回路と、衝撃感知センサを除く衝撃検知機構を、前記データキャリア用チップとして、組み入れたもので、前記衝撃検知機構は、前記データキャリア用チップの外に、所定以上の衝撃を与えることによって断線する衝撃感知センサを配し、該衝撃感知センサを、共振回路とは別に、前記データキャリア用チップに接続しており、且つ、前記データキャリア用チップ内に、抵抗回路を配し、前記衝撃感知センサと前記抵抗回路により、前記衝撃感知センサに電圧をかけることにより、断線の有無をそれぞれ、衝撃感知センサの一端にて、対応する電位として表すことができる検知回路部を形成しており、前記衝撃検知機構の前記検知回路部は、前記衝撃感知センサの２つの端子部にそれぞれ前記抵抗回路の抵抗を接続し、この両端に前記データキャリア用チップの電源回路により所定の直流電圧をかけ、断線の有無を、前記衝撃感知センサの一端の対応する電位で表すものであり、且つ、前記衝撃感知センサの前記一端の電位状態を、前記データキャリア用チップの制御回路にて検知するものであることを特徴とする衝撃感知センサ付きデータキャリア装置。