(57)【要約】【課題】物体の表面温度の検出精度を向上させる。【解決手段】非接触形の通信用のＩＣチップ１１と、温度センサ１２とを基板２１の表面側に搭載するとともに、ＩＣチップ１１用のアンテナ１４、検出電極１５を形成し、検出電極１５と熱的に一体の補助電極を基板２１の裏面側に形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触形の通信用のＩＣチップを搭載し、該ＩＣチップ用のアンテナを形成する絶縁性の基板と、該基板の表面に形成する検出電極と、前記基板の裏面に形成し、前記検出電極と熱的に一体の補助電極と、前記基板の表面に搭載する温度センサとを備えてなり、該温度センサは、前記検出電極、補助電極を介して物体の表面温度を検出し、前記ＩＣチップは、内蔵のＡＤ変換器を介して前記温度センサの検出温度を読み取ることを特徴とする温度計測用のＩＣタグ。
【請求項２】
前記基板には、外気温度を検出する補助温度センサを搭載し、前記ＩＣチップは、前記ＡＤ変換器を介して前記補助温度センサの検出温度を読み取ることを特徴とする請求項１記載の温度計測用のＩＣタグ。
【請求項３】
前記補助温度センサは、前記検出電極に対し、熱的に独立させながら電気的に接続することを特徴とする請求項２記載の温度計測用のＩＣタグ。
【請求項４】
前記基板は、フレキシブル基板とし、前記補助電極は、放射状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の温度計測用のＩＣタグ。
【請求項５】
前記検出電極、補助電極は、スルーホールめっきを有するビアホールを介して連結することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の温度計測用のＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人体の体温を含む任意の物体の表面温度を簡単に、しかも正確に計測することができる温度計測用のＩＣタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触形のＩＣタグに温度センサを搭載して構成するセンサユニットが提案されている（たとえば特許文献１〜３）。
【０００３】
センサユニットは、非接触形の通信用のＩＣチップを搭載するＩＣタグに温度センサを併せて搭載し、ＩＣチップは、外部のリーダライタからの指令電波に応答して、温度センサの検出温度を読み取ってリーダライタに送信することができる。そこで、検出温度を読み取るための温度センサ用の配線を設ける必要がなく、センサユニットの小形化を図ることができるため、たとえば口に含んで使用する体温計や、機械などに組み込む監視システム用などのセンサユニットとして、広く好適に使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２２５６号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５８６５号公報
【特許文献３】特開２００８−１０９８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる従来技術によるときは、温度センサをＩＣタグに搭載するだけであるから、温度センサの検出温度が必ずしも正確ではない場合があるという問題があった。たとえば、物体の表面温度を検出する場合、ＩＣタグの絶縁性の基板の表面に温度センサを搭載するだけでは、基板の熱抵抗が過大であるため、物体の表面温度を正しく検出することは極めて難しい。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、熱的に一体の検出電極、補助電極をそれぞれ基板の表面側、裏面側に設けることによって、容易に検出精度の向上を図ることができる温度計測用のＩＣタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、非接触形の通信用のＩＣチップを搭載し、ＩＣチップ用のアンテナを形成する絶縁性の基板と、基板の表面に形成する検出電極と、基板の裏面に形成し、検出電極と熱的に一体の補助電極と、基板の表面に搭載する温度センサとを備えてなり、温度センサは、検出電極、補助電極を介して物体の表面温度を検出し、ＩＣチップは、内蔵のＡＤ変換器を介して温度センサの検出温度を読み取ることをその要旨とする。
【０００８】
なお、基板には、外気温度を検出する補助温度センサを搭載し、ＩＣチップは、ＡＤ変換器を介して補助温度センサの検出温度を読み取ることができ、補助温度センサは、検出電極に対し、熱的に独立させながら電気的に接続することができる。
【０００９】
また、基板は、フレキシブル基板とし、補助電極は、放射状に形成してもよく、検出電極、補助電極は、スルーホールめっきを有するビアホールを介して連結してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
かかる発明の構成によるときは、基板の裏面側を物体の表面に貼着すると、補助電極が物体の表面に密着し、補助電極の温度が物体の表面温度に一致する一方、補助電極と熱的に一体の検出電極が補助電極と同一温度になって平衡する。そこで、温度センサは、検出電極、補助電極を介して物体の表面温度を正確に検出することができ、ＩＣチップは、内蔵のＡＤ変換器を介して温度センサの検出温度を読み取り、物体の表面温度を計測することができる。なお、ＩＣチップは、外部のリーダライタからの指令電波によって作動用の電力が供給され、指令電波に応答して温度センサの検出温度を読み取り、外部のリーダライタに送信することができる。ただし、温度センサは、たとえばサーミスタの他、サーモパイルなどであってもよく、Ｃ−ＭＯＳ温度センサのような半導体形温度センサであってもよい。また、ＡＤ変換器は、それをＩＣチップに内蔵させて全体サイズを小形化することができるが、基板上に搭載してＩＣチップに外付けしてもよい。
【００１１】
検出電極は、温度センサの検出温度が風などの外乱によって極端に変動することがないように、所定以上の熱容量を有するものとし、少なくともＩＣチップの数１０倍以上の大面積に形成することが好ましい。また、補助電極は、物体の表面温度を適切に反映させるために、検出電極より十分大面積に形成するものとする。一方、検出電極、補助電極は、それぞれ基板の表面側、裏面側において、互いに重なり合うように配置するものとし、ＩＣチップ用のアンテナは、検出電極、補助電極を内部に含む螺旋状として、十分大きな開口面積を実現するものとする。なお、基板の裏面側には、物体の表面に貼着するための粘着剤を付設してもよい。
【００１２】
外気温度を検出する補助温度センサを基板の表面に搭載すれば、ＩＣチップは、補助温度センサの検出温度を読み取り、温度センサの検出温度とともに外部のリーダライタに送信することができる。そこで、リーダライタ側では、両者の検出温度の差を算出することにより、物体の表面温度を外気温度に対する上昇値または下降値として正確に測定することができる。なお、補助温度センサは、熱的に独立させて検出電極に電気的に接続することにより、物体の表面温度に起因する測定誤差を生じるおそれがない。補助温度センサは、温度センサと同様の各種のものが使用可能である。
【００１３】
フレキシブル基板は、曲面状の物体の表面にも簡単に貼着可能である。このとき、放射状の補助電極は、大面積に形成しても、基板の湾曲に容易に追随させることができる。
【００１４】
検出電極、補助電極は、スルーホールめっきを有するビアホールを介し、熱的に一体に連結することができる。なお、このようなビアホールは、検出電極、補助電極の共通の中心を含むようにして、１または２以上を設けることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】全体模式表面図
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視相当断面図
【図３】全体模式裏面図
【図４】全体ブロック系統図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
温度計測用のＩＣタグは、円形の基板２１の表面側に搭載する非接触形の通信用のＩＣチップ１１、温度センサ１２、補助温度センサ１３を主要部材としてなる（図１、図２）。
【００１８】
基板２１の表面側の周辺部には、ＩＣチップ１１用のアンテナ１４が形成され、中心部には、温度センサ１２用の検出電極１５が形成されている。なお、温度センサ１２、補助温度センサ１３は、たとえばサーミスタである。
【００１９】
基板２１は、絶縁性のフレキシブル基板である。基板２１の表面側には、アンテナ１４、検出電極１５を含む所定の導電パターンが形成されている。アンテナ１４は、円形の螺旋状に形成され、アンテナ１４の両端は、ＩＣチップ１１に接続されている。検出電極１５は、基板２１の中心部に所定の面積に形成されており、ＩＣチップ１１に接続されている。温度センサ１２の一端は、検出電極１５に接続され、他端は、ＩＣチップ１１に接続されている。また、補助温度センサ１３の一端は、ＩＣチップ１１に接続され、他端は、微細幅の屈曲パターン１３ａを介して検出電極１５に接続されている。なお、屈曲パターン１３ａは、補助温度センサ１３と検出電極１５との間に介装され、検出電極１５に対し、補助温度センサ１３を熱的に独立させながら電気的に接続している。
【００２０】
基板２１の裏面側の中心部には、放射状の補助電極１６が形成されている（図３）。補助電極１６は、円形の中心部１６ａのまわりに複数の枝部１６ｂ、１６ｂ…を径方向に放射状に形成している。中心部１６ａは、基板２１の表面側の検出電極１５と重なっており、検出電極１５を含む大きさを有するものとする。なお、補助電極１６の外側には、粘着剤１７が基板２１にリング状に付設されている。
【００２１】
検出電極１５、補助電極１６は、スルーホールめっき１８ａを有する複数のビアホール１８、１８…を介し、熱的に一体に連結されている（図１、図２）。なお、ビアホール１８、１８…の１個は、基板２１、検出電極１５、補助電極１６の共通の中心に開口されており、他の２個は、温度センサ１２の近傍において、温度センサ１２に対して対称的に配置されている。ただし、ビアホール１８は、図示の３個に限らず、検出電極１５、補助電極１６の中心の１個を含む任意の個数を設けることができる。
【００２２】
図４は、ＩＣチップ１１の内部構成を含む全体ブロック系統図である。
【００２３】
アンテナ１４の両端は、ＩＣチップ１１内の整流回路１１ａに接続されている。また、アンテナ１４の両端には、共振用のコンデンサＣが接続されている。整流回路１１ａの出力は、電源回路１１ｂ、受信回路１１ｃに分岐接続され、電源回路１１ｂの出力は、電圧Ｖの作動用の電力としてＩＣチップ１１内の各部に供給されている。
【００２４】
受信回路１１ｃの出力は、マイクロコンピュータ１１ｄに接続され、マイクロコンピュータ１１ｄの出力は、送信回路１１ｅを介してアンテナ１４の一端に接続されている。なお、温度センサ１２、補助温度センサ１３の各一端は、切換スイッチＳＷ、ＡＤ変換器１１ｆを介してマイクロコンピュータ１１ｄに接続されており、補助温度センサ１３の他端は、検出電極１５を介してＩＣチップ１１内で接地され、補助温度センサ１３の他端は、屈曲パターン１３ａを介して検出電極１５に接続されている。検出電極１５には、補助電極１６が熱的に連結されている。
【００２５】
かかる温度計測用のＩＣタグは、基板２１の裏面側の粘着剤１７を介して任意の物体の表面に貼着すると、補助電極１６が物体の表面に密着し、温度センサ１２は、検出電極１５、補助電極１６を介して物体の表面温度を検出することができる。また、補助温度センサ１３は、物体の表面温度に拘らず、外気温度を検出する。
【００２６】
一方、ＩＣチップ１１は、アンテナ１４を介して外部の図示しないリーダライタからの指令電波を受信すると、整流回路１１ａ、電源回路１１ｂを介して各部に電圧Ｖの作動用の電力が供給される。そこで、受信回路１１ｃは、指令電波に含まれるコマンドをデコードしてマイクロコンピュータ１１ｄに送出し、マイクロコンピュータ１１ｄは、切換スイッチＳＷを操作することにより、ＡＤ変換器１１ｆを介して温度センサ１２、補助温度センサ１３の各検出温度を読み取り、物体の表面温度、外気温度を計測することができる。
【００２７】
また、マイクロコンピュータ１１ｄは、送信回路１１ｅ、アンテナ１４を介し、このようにして読み取った物体の表面温度、外気温度をリーダライタに送信し、リーダライタ側では、物体の表面温度、外気温度の差を計算して外気温度に対する物体の表面温度の上昇値または下降値を計測することができる。なお、送信回路１１ｅは、リーダライタからの指令電波を負荷変調することにより、マイクロコンピュータ１１ｄからの送信データをリーダライタに送信する。
【００２８】
以上の説明において、補助温度センサ１３は、これを省略してもよい。また、マイクロコンピュータ１１ｄは、温度センサ１２、補助温度センサ１３の各検出温度を個別にリーダライタに送信するに代えて、各検出温度の差を算出してリーダライタに送信してもよい。
【００２９】
なお、ＩＣチップ１１は、基板２１上の電池によって駆動するアクティブ形のＩＣタグとして構成し、たとえば一定時間ごとに物体の表面温度を計測して図示しないメモリにデータを蓄積し、リーダライタからの指令電波に対応して蓄積データを一挙に送信するように動作させてもよい。ただし、このときも、補助温度センサ１３による外気温度の計測、蓄積を併せて実行してもよく、それを省略してもよい。
【００３０】
また、基板２１は、円形に代えて、正方形、長方形、任意の多角形などに形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
この発明は、体温計の他、各種の食品、機械部品などの任意の物品の温度管理システム用の温度検出素子として広く好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１１…ＩＣチップ
１１ｆ…ＡＤ変換器
１２…温度センサ
１３…補助温度センサ
１４…アンテナ
１５…検出電極
１６…補助電極
１８…ビアホール
１８ａ…スルーホールめっき
２１…基板
特許出願人          株式会社  エフ・イー・シー
代理人  弁理士                  松  田  忠  秋
【図１】
2010197117.tif 000003
【図２】
2010197117.tif 000004
【図３】
2010197117.tif 000005
【図４】
2010197117.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月24日(2009.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
受信回路１１ｃの出力は、マイクロコンピュータ１１ｄに接続され、マイクロコンピュータ１１ｄの出力は、送信回路１１ｅを介してアンテナ１４の一端に接続されている。なお、温度センサ１２、補助温度センサ１３の各一端は、切換スイッチＳＷ、ＡＤ変換器１１ｆを介してマイクロコンピュータ１１ｄに接続されており、温度センサ１２の他端は、検出電極１５を介してＩＣチップ１１内で接地され、補助温度センサ１３の他端は、屈曲パターン１３ａを介して検出電極１５に接続されている。検出電極１５には、補助電極１６が熱的に連結されている。