(57)【要約】【課題】非接触で充電機能及び信号送受信機能を備えたセンサ装置の小型化を図ることを目的とする。【解決手段】電磁波を受信する第１のアンテナ１０６を有する第１の基体１０２と、センサ部１２４を有する第２の基体１０４を分離する。第１の基体１０２と第２の基体１０４の間はアンテナを双方設け電磁結合させる。第１のアンテナ１０６は定常的に電磁波を受信して起電力を発生しその電力を蓄電部１１４に充電する。蓄電部１１４の電力はセンサ部１２４の駆動にも使われるので、外部装置との通信がないときでもセンサ部を動作させることができる。電磁波を受信する第１のアンテナ１０６とセンサ部１２４とを異なる基体に設けることで、センサ部１２４を設ける基体を小型化を図ることができる。また、電磁波をアンテナで受信して電力に変換しその電力を蓄える蓄電部を設けることで、能動的にセンサを動作させることができる。【選択図】図１
2008065660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を受電するアンテナと、
前記アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、
前記蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部と、
前記中央演算処理部に信号を入力するセンサ部とを有すること
を特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
電磁波を受電するアンテナと、
前記アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、
前記蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部と、
前記中央演算処理部に信号を入力するセンサ部とを有し、
前記アンテナと、前記センサ部とは異なる基体に設けられ、該異なる基体同士は電磁結合するアンテナで電力及び信号の送受信を行うこと
を特徴とするセンサ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記電磁波を受電するアンテナは、多周波共用アンテナであることを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
第１の基体に、外部装置から送信される電磁波を受信する第１アンテナと、
前記第１のアンテナと電気的に接続される第２のアンテナとを有し、
第２の基体に、前記第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、前記第３のアンテナが受信した電磁波を整流して電力として蓄える蓄電部と、前記蓄電部から供給される電力で動作するセンサ部とを備えたこと
を特徴とするセンサ装置。
【請求項５】
第１の基体に、外部装置から送信される電磁波を受信する第１のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した電磁波を整流して電力として蓄える蓄電部と、前記蓄電部から供給される電力を変調して送電する第２のアンテナとを有し、
第２の基体に、前記第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、前記第３のアンテナが受信した電磁波を整流した電力で動作するセンサ部とを備えたこと
を特徴とするセンサ装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、前記第１のアンテナは、多周波共用アンテナであることを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
外部装置から送信される電磁波を受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部で受信した電磁波を電力に変換して蓄積する蓄電部とを有する第１の基体と、
対象物の物理量を測定可能なセンサ部を有する第２の基体とを有し、
前記第１の基体と、前記第２の基体との間の通信及び電力の授受を電磁結合するコイルアンテナによって行うこと
を特徴とするセンサ装置。
【請求項８】
外部装置から送信される電磁波を受信するアンテナ部を有する第１の基体と、
対象物の物理量を測定可能なセンサ部と、前記アンテナ部で受信した電磁波を電力に変換して蓄積する蓄電部とを有する第２の基体とを有し、
前記第１の基体と、前記第２の基体との間の通信及び電力の授受を電磁結合するコイルアンテナによって行うこと
を特徴とするセンサ装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８において、前記アンテナ部は、多周波共用アンテナを有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記蓄電部はコンデンサで構成されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記コンデンサは電気二重層コンデンサであることを特徴とするセンサ装置。
【請求項１２】
本体の外装部に、電磁波を受電するアンテナを有し、
該本体の内側に、前記アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、前記蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部と、前記中央演算処理部に信号を入力するセンサ部とを有すること
を特徴とする容器類。
【請求項１３】
本体の外装部に、電磁波を受電するアンテナと、前記アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、前記蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部とを有し、
該本体の内側に、前記蓄電部から電力を供給されて動作するセンサ部を有すること
を特徴とする容器類。
【請求項１４】
本体の外装部に、電磁波を受電する第１のアンテナと、該第１のアンテナと電気的に接続する第２のアンテナを有する第１の基体と、
該本体の内側に、前記第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、該第３のアンテナがによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、前記蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部と、前記中央演算処理部に信号を入力するセンサ部とを有する第２の基体とを備えたこと
を特徴とする容器類。
【請求項１５】
本体の外装部に、電磁波を受電するアンテナと、前記アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、前記蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部を有する第１の基体と、
該本体の内側に、前記第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、前記蓄電部から電力を供給されて動作するセンサ部を有する第２の基体とを備えたこと
を特徴とする容器類。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触でデータの通信及び駆動電力の授受を行うセンサ装置及びそれを有する容器類に関する。
【背景技術】
【０００２】
食料品、医薬品及びそれらの原材料など、市場に流通する物品の多くは安全衛生や品質の維持管理のために密封可能な容器に保存されている。例えば、生鮮食料品、清涼飲料は荷室の温度を制御できる車両で商品を輸送して鮮度の保持に努めているものがある。医薬品類や食料品類の一部は、それを保存する容器を開封してしまうと商品としての価値が無くなってしまうものがある。すなわち、その商品の安全性に対する信用が損失してしまう場合がある。
【０００３】
しかし、小売りの段階で商品を購入する消費者にとっては、流通過程でどのようにその商品が管理されていたのか的確に知ることができないという問題がある。例えば、商品に添付されているラベルの表示が改竄されていたとしても、その真偽のほどを容易に判断することはできないことがある。
【０００４】
商品の管理をするために、微小なＩＣチップを用いて物品の識別や認証を行う方法が注目されている。ＩＣチップはアンテナに接続され、若しくはＩＣチップにアンテナが形成されて、無線通信により信号の送受を行うように構成されている。この認証方法は、ＩＣチップには識別情報などを記憶させて、それを商品札や商品ラベルに付けておくことで、コンピュータを利用した管理を効率良く行うことができるものと期待されている。ＩＣチップに記憶された情報の読み取りは、リーダ／ライタと呼ばれる外部装置を用いて無線通信を行う仕組みとなっている。このときＩＣチップの動作に必要な電力は、外部装置から出力される電磁波により生ずる誘導起電力により賄っている。
【０００５】
また、ＩＣタグを単に認証に用いるのではなく、能動的に利用しようとすることが検討されている。例えば、外部装置と無線通信が可能なＩＣタグに対象物の物理量を測定可能なセンサを付加したものが開示されている（特許文献１参照）。このセンサ付きＩＣタグは、通信部、ＣＰＵ及び温度センサの他に、外部装置より送られて来る電力用電波により充電可能なバッテリーが備えられている。
【特許文献１】特開２００１−１８７６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、当該バッテリーが電力用電波を受信して充電するものである場合、アンテナを高感度にして十分な充電ができるようにアンテナのサイズを大型化する必要がある。その結果、電力用電波により充電可能なバッテリーを搭載したセンサ付きＩＣタグは小型化が不可能になるという問題が発生する。センサ付きＩＣタグの用途はさまざまにあり、小型容器に付して利用するような場合には不都合が生じることとなる。
【０００７】
そこで本発明は、非接触で充電機能及び信号送受信機能を備えた、センサ付きＩＣタグ若しくはセンサ装置の小型化を図ることを目的とする。すなわち、小型の容器類であっても容易に付したり内包させることができるセンサ付きＩＣタグ若しくはセンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
センサ装置として、電磁波を受電するアンテナと、アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）とも呼ばれ、プログラムに従ってデータの移動、加工及び連携する機器の制御を行う回路であって、演算をする演算論理装置（ＡＬＵ：Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｌｏｇｉｃ  Ｕｎｉｔ）、データを一時記憶するレジスタ、メモリーや周辺機器との入出力を行うバスインターフェース、ＣＰＵ全体を制御する制御部分などで構成されるものをいう。以下、センサ装置に含まれるものであって論理的演算処理を行う機能的要素を「ＣＰＵ」とも記す。）と、該ＣＰＵに信号を入力するセンサ部を設ける。空中に伝搬する電磁波を吸収して誘導起電力を生じさせ蓄電部に充電することで、非接触で充電機能を備えることができる。この場合において、電磁波を受電するアンテナは、多周波共用アンテナであることが好ましい。また、このセンサ装置には、蓄電部の電力を制御する充放電制御回路、データ若しくはプログラムを記憶する記憶回路、その他特定の機能を持った回路が含まれていても良い。
【０００９】
蓄電部へ充電する動作は、空中を伝搬する電磁波を定常的にアンテナが受信して起電力を生じさせることで充電を行う。或いは、外部装置が電磁波を送信するときに、アンテナがその電磁波を受信して起電力を生じさせ蓄電部へ充電するようにしても良い。いずれにしても、本発明に係るセンサ装置は、アンテナと整流回路及び蓄電部を組み合わせ、空中を伝搬する電磁波を有効に利用してこの装置の動作に必要な電力を生成する構成を備えている。
【００１０】
上記構成のセンサ装置において、アンテナとセンサ部は異なる基体に設けられ、その異なる基体同士は電磁結合するアンテナで電力及び信号の送受信を行うようにする。電磁波を受信する基体とセンサ部が設けられた基体とを分離することで、蓄電機能を高めつつ、センサ部の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電磁波を受信するアンテナとセンサ部とを異なる基体に設けることで、センサ部を設ける側の基体を小型化することができる。また、電磁波をアンテナで受信して電力に変換し、その電力を蓄える蓄電部を設けることで、能動的にセンサを動作させて対象となる検体の物理量を検出することができる。この場合、電磁波を受信するアンテナを大型化することができるので大きな利得を得ることができる。これに対しセンサ部を含む第２の基体を小型化することができるので、小型の容器や微小なカプセルの中に第２の基体を入れることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係るセンサ装置は、第１の基体に外部装置から送信される電磁波を受信する第１のアンテナと、第１のアンテナと電気的に接続される第２アンテナとを有している。第２の基体には、第２アンテナと電磁結合する第３のアンテナと、第３のアンテナが受信した電磁波を整流して電力として蓄える蓄電部と、蓄電部から供給される電力で動作するセンサ部とを備えている。
【００１３】
上記センサ装置は、第１の基体と第２の基体が分離したものであり、この両者は第２のアンテナと第３のアンテナにより電磁結合するように構成されている。すなわち、外部装置から送信される電磁波を受信するアンテナ部と、アンテナ部で受信した電磁波を電力に変換して蓄積する蓄電部とを有する第１の基体と、対象物の物理量を測定可能なセンサ部を有する第２の基体を有し、第１の基体と第２の基体との間の通信及び電力の授受を電磁結合するコイルアンテナによって行う形式である。
【００１４】
本発明において、第１のアンテナが受信する電磁波の周波数は特に限定されず、例えばサブミリ波である３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのいずれの周波数も含まれる。少なくとも第１のアンテナには、これらの周波数帯の電磁波の一部又は全てを受信できる機能を備えていれば良い。
【００１５】
また、第１の基体に外部装置から送信される電磁波を受信する第１のアンテナと、第１のアンテナが受信した電磁波を整流して電力として蓄える蓄電部と、蓄電部から供給される電力を変調して送電する第２のアンテナとを有し、第２の基体に第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、第３のアンテナが受信した電磁波を整流した電力で動作するセンサ部とを備えたセンサ装置としても良い。
【００１６】
この構成によれば、第２の基体をより小型化することができる。すなわち、外部装置から送信される電磁波を受信するアンテナ部を有する第１の基体と、対象物の物理量を測定可能なセンサ部と、アンテナ部で受信した電磁波を電力に変換して蓄積する蓄電部とを有する第２の基体とを有し、第１の基体と第２の基体との間の通信及び電力の授受を電磁結合するコイルアンテナによって行う形式である。
【００１７】
以下、本発明の実施の態様について、図面を参照して説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細をさまざまに変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に示す図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態は、非接触充電機能を備えたセンサ装置の小型化を図るために、電磁波を受信するアンテナとセンサ部とが異なる基体に設けられる構成について図面を参照して説明する。本実施の形態では、電磁波を受信する第１のアンテナが第１の基体に形成され、ＣＰＵ、センサ部及びそれらに電力を供給する蓄電部を第２の基体に設けるセンサ装置の構成について説明する。
【００１９】
図１は本実施の形態に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。このセンサ装置は第１の基体１０２と、それとは分離されている第２の基体１０４とから構成されている。第１の基体１０２には電磁波を受信する第１のアンテナ１０６が設けられている。第１のアンテナ１０６は空中を伝搬する電磁波を受信するものであり、サブミリ波帯から超長波帯の電磁波を定常的に受信するものである。或いは、外部装置から送信される電磁波を受信することができる。外部装置とは、電磁波を送信するアンテナを含むものであり、ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる無線通信を用いてＩＣチップに記憶されたデータの読み取りと書き換えを行う技術に用いられるリーダ／ライタ装置などが含まれる。
【００２０】
第１のアンテナ１０６の形態は、受信する周波数に対応してループアンテナ、スパイラルコイルアンテナ、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、パッチアンテナなどさまざまなものを適用することができる。また、１３ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯など複数の周波数帯の電磁波を受信することができる多周波共用アンテナを適用することもできる。
【００２１】
第１の基体１０２には第１のアンテナ１０６と電気的に接続される第２のアンテナ１０８が設けられている。第２のアンテナ１０８は、第２の基体１０４に設けられる第３のアンテナ１１０と電磁結合するアンテナである。この第２のアンテナ１０８によって、第１のアンテナ１０６で受信した電磁波を第２の基体１０４に転送することができる。
【００２２】
第２のアンテナ１０８と第３のアンテナ１１０は電磁結合するために、例えばスパイラルコイルアンテンナで形成することが好ましい。第２のアンテナ１０８は第１のアンテナ１０６とは独立したものであり、第３のアンテナの形状に合わせて大きさ及び形状を最適に設計することができる。一方、第１のアンテナ１０６は、受信感度を向上させるために巻数を増やしたり巻径を大きくするなどの大型化を図ることが可能である。
【００２３】
第３のアンテナ１１０が電磁波を受信することによって生じた誘導起電力は、回路部１１３で信号処理及び駆動電力の生成に利用される。整流回路１１２によって生成された直流若しくは半波整流された電力は蓄電部１１４に蓄積される。定電圧回路１１６は、蓄電部１１４から供給される電力を安定化させてＣＰＵ１２２に供給するために設けることが好ましい。
【００２４】
復調回路１１８で復調される信号には、センサ部１２４を制御する信号、メモリ部１３０を制御する信号、メモリ部１３０に記憶させる情報などが含まれている。また、センサ部１２４から出力される信号、メモリ部１３０から読み出された情報は、ＣＰＵ１２２を通して変調回路１２０に出力される。変調回路１２０は、この信号を通信可能な信号に変調して、第３のアンテナ１１０を介して出力する。
【００２５】
センサ部１２４は、センサ駆動回路１２６とセンサ１２８を含んでいる。センサ１２８は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。センサ駆動回路１２６はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）してＣＰＵ１２２に信号を出力する。
【００２６】
メモリ部１３０は、読み出し専用メモリ、書き換え可能メモリ及び不揮発性メモリの一種又は複数種を組み合わせて構成されている。センサ部１２４で検知した信号を記憶するためにはスタティックＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ）、電気的に書き換え可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、浮遊ゲート若しくは電荷蓄積層を備えた不揮発性メモリなどで構成することができる。また、マスクＲＯＭやプログラマブルＲＯＭをメモリ部１３０に設けてＣＰＵ１２２で実行させても良い。このときＣＰＵ１２２はメモリ部１３０に記憶されているプログラムに従ってセンサ部１２４を制御するように動作する。
【００２７】
整流回路１１２、復調回路１１８、変調回路１２０、ＣＰＵ１２２、センサ部１２４及びメモリ部１３０を含む回路部１１３は半導体集積回路によって実現することができる。例えば、単結晶半導体基板にＭＯＳ構造のトランジスタを形成して回路部１１３を構成することができる。また、厚さ１０ｎｍ〜２００ｎｍの半導体膜で形成されるトランジスタ（所謂薄膜トランジスタ）によっても回路部１１３を形成することができる。
【００２８】
蓄電部１１４は、充放電に化学反応を利用する二次電池又は電荷を蓄積するコンデンサによって構成することができる。センサ部１２４が付いた第２の基体１０４を小型化するためには、蓄電部１１４を積層セラミックコンデンサ若しくは電気二重層コンデンサによって構成することが好ましい。
【００２９】
このように、第１の基体１０２と第２の基体１０４を分離することで、受信感度を高めるために第１のアンテナ１０６を大型化しても、センサ部１２４を含む第２の基体１０４が影響を受けることがない。すなわち、センサ部１２４を含む第２の基体１０４を小型化することができるので、さまざまな用途にセンサ装置を適用することができる。例えば、小型の容器や微小なカプセルにセンサ部の付いた第２の基体１０４を付して、その内容物の物理量を検出することができる。また、電磁波を受信してその電力を第２の基体１０４の蓄電部１１４に蓄積する構成とするので、蓄電部１１４を小型化することができる。さらに、蓄電部１１４から電力を供給することで、外部から信号の送信がない場合でもセンサ部１２４を動作させて、検体の物理量を測定することができる。
【００３０】
図２は第１の基体１０２と第２の基体１０４で構成されるセンサ装置を示す図である。図２（Ａ）は第１の基体１０２の平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ｂ切断線に沿った第１の基体１０２の断面構造を示している。また、図２（Ｃ）は第２の基体１０４の平面図、図２（Ｄ）は図２（Ｂ）におけるＣ−Ｄ切断線に沿った第２の基体１０４の断面構造を示している。
【００３１】
図２（Ａ）（Ｂ）において、第１の基体１０２には第１のアンテナ１０６と第２のアンテナ１０８が形成されている。第１のアンテナ１０６は通信する周波数帯に応じて適宜設計すれば良い。例えば、電磁波の周波数帯は、１３５ｋＨｚまでの長波帯、６〜６０ＭＨｚ（代表的には１３．５６ＭＨｚ）の短波帯、４００〜９５０ＭＨｚの超短波帯、２〜２５ＧＨｚのマイクロ波帯などを使用することができる。長波帯や短波帯のアンテナは、ループアンテナによる電磁誘導を利用したものが利用される。その他に相互誘導作用（電磁結合方式）又は静電気による誘導作用（静電結合方式）を利用したものであっても良い。図２（Ａ）（Ｂ）では、第１のアンテナ１０６と第２のアンテナ１０８をスパイラルアンテナで形成する場合を示している。第１のアンテナ１０６と第２のアンテナ１０８の一端は直接接続され、他端は共振容量１０７を介して接続されている。
【００３２】
第１のアンテナ１０６は、アルミニウム、銅、銀などの良導体材料で形成することが好ましい。例えば、第１のアンテナ１０６を、銅又は銀のペースト状組成物を、スクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェット方式の印刷法で形成することができる。また、スパッタリングなどでアルミニウム膜を形成し、エッチング加工により第１のアンテナ１０６を形成しても良い。その他、電解メッキ法、無電解メッキ法を用いて第１のアンテナ１０６を形成しても良い。第２のアンテナ１０８についても同様である。いずれにしても、プラスチックフィルム、プラスチック基板、不織布、紙、ガラスエポキシ基板、ガラス基板など絶縁表面を有する基体に第１のアンテナ１０６及び第２のアンテナ１０８を形成することができる。共振容量１０７は第１の基体１０２を貫通する配線によって第１のアンテナ１０６とは反対側の面に設けられている。共振容量１０７は、例えばチップコンデンサなど外付け部品によって形成される。
【００３３】
図２（Ｃ）（Ｄ）において、第２の基体１０４には第３のアンテナ１１０が形成されている。回路部１１３は、絶縁層を介して第３のアンテナ１１０と一部が重畳して形成されていることにより小型化が図られている。また、センサ部１２４は第２の基体１０４に設けられている。蓄電部１１４は第２の基体１０４と組み合わされている。蓄電部１１４と第２の基体１０４は一体になるように連結されていても良い。セラミックコンデンサや電気二重層コンデンサで蓄電部１１４を形成する場合でも、ある程度の装着面積が必要となるので、第２の基体１０４と一体に形成するには、第３のアンテナ１１０が形成されている面と反対側の面に設けることが好ましい。
【００３４】
図３は、第１のアンテナ１０６と第２のアンテナ１０８を備えた第１の基体１０２と、第３のアンテナ１１０と蓄電部１１４、センサ部１２４を備えた第２の基体１０４の等価回路を示している。第１の基体１０２と第２の基体１０４は遊離したものであり、第２のアンテナ１０８と第３のアンテナ１１０とが電磁結合する距離にあるとき互いに連動して動作する。また、第２の基体１０４は、蓄電部１１４に電力が蓄積されている間は、単独で動作を続けることができる。
【００３５】
本実施の形態に係るセンサ装置によれば、電磁波を受信するアンテナとセンサ部とを異なる基体に設けることで、センサ部を設ける側の基体を小型化することができる。また、電磁波をアンテナで受信して電力に変換し、その電力を蓄える蓄電部を設けることで、能動的にセンサを動作させて対象となる検体の物理量を検出することができる。この場合、電磁波を受信するアンテナを大型化することができるので大きな利得を得ることができる。これに対しセンサ部を含む第２の基体を小型化することができるので、小型の容器や微小なカプセルの中に第２の基体を入れることもできる。
【００３６】
（実施の形態２）
本実施の形態は、非接触充電機能を備えたセンサ装置の小型化を図るために、電磁波を受信するアンテナとセンサ部とが異なる基体に設けられる構成であって、実施の形態１と異なるものについて説明する。本実施の形態では、電磁波を受信する第１のアンテナ、ＣＰＵ、蓄電部が第１の基体に形成され、センサ部が第２の基体に設けるセンサ装置の構成について説明する。
【００３７】
図４は本実施の形態に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。このセンサ装置は第１の基体１０２と、第２の基体１０４とから構成されている。第１の基体１０２と第２の基体１０４は別個の基体である。第１の基体１０２には、蓄電部１１４、第１の基体の回路部１４４が設けられている。また、第２の基体１０４には第２の基体の回路部１４６とセンサ部１２４が設けられている。
【００３８】
第１の基体１０２には電磁波を受信する第１のアンテナ１３１が設けられている。第１のアンテナ１３１は空中を伝搬する電磁波を受信するものであり、サブミリ波帯から超長波帯の電磁波を定常的に受信するものである。或いは、外部装置から送信される電磁波を受信することができる。また、電子機器から漏洩する電磁波を受信することもできる。
【００３９】
第１のアンテナ１３１が電磁波を受信することによって発生した起電力の一部は整流回路１１２で整流され蓄電部１１４に蓄積される。蓄電部１１４はＣＰＵ１２２、メモリ部１３０及び第２の基体１０４におけるセンサ部１２４及びその他の回路の動作に必要な電力を供給する。第１のアンテナ１３１によって得られる起電力が十分な場合は、それによる電力の供給を優先させて蓄電部１１４からの供給を止めるように充放電制御回路１１９を設けても良い。充放電制御回路１１９は蓄電部１１４と定電圧回路１１６の間に設けている。この充放電制御回路１１９により蓄電部１１４に蓄えられた電力を有効に利用することができ、電力の安定的な供給時間を延ばすことができる。この第１の基体１０２における第１のアンテナ１３１、蓄電部１１４の構成は実施の形態１と同様である。
【００４０】
蓄電部１１４に蓄えられた電力は定電圧回路１１６、発振回路１１７、変調回路１２０、第２のアンテナ１０８を経て第２の基体１０４に供給される。第２のアンテナ１０８と第３のアンテナ１１０は電磁結合するアンテナである。第３のアンテナ１１０が電磁波を受信することによって生じた誘導起電力は、第２の基体の回路部１４６及びセンサ部１２４の動作電力として利用される。容量部１４０はこの電力を一時的に蓄えておくキャパシタである。整流回路１３８によって生成された直流若しくは半波整流された電力は容量部１４０に蓄積される。定電圧回路１４２は容量部１４０から供給される電力を安定化させて制御回路１３６に供給するために設けることが好ましい。
【００４１】
復調回路１３２で復調される信号にはセンサ部１２４を制御する信号が含まれている。また、センサ部１２４から出力される信号は制御回路１３６を通して変調回路１３４に出力される。変調回路１３４はこの信号を通信可能な信号に変調して、第３のアンテナ１１０を介して第２のアンテナ１０８に伝達する。
【００４２】
センサ部１２４はセンサ駆動回路１２６とセンサ１２８を含んでいる。この構成は実施の形態１と同様である。
【００４３】
このように、第１の基体１０２に電磁波を受信する第１のアンテナ１３１、受信した電磁波の信号処理及び直流電力の生成などを行う第１の基体の回路部１４４、蓄電部１１４を設けることで、検体の物理量を測定するセンサ部１２４を有する第２の基体１０４を小型化することができる。例えば、小型の容器や微小なカプセルにセンサ部の付いた第２の基体１０４を付して、その内容物の物理量を検出することができる。一方、第１の基体１０２には、蓄電部１１４として容量の大きなセラミックコンデンサや電気二重層コンデンサを用いることができる。
【００４４】
図５は第１の基体１０２と第２の基体１０４で構成されるセンサ装置を示す図である。図５（Ａ）は第１の基体１０２の平面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＥ−Ｆ切断線に沿った第１の基体１０２の断面構造を示している。また、図５（Ｃ）は第２の基体１０４の平面図、図５（Ｄ）は図５（Ｂ）におけるＧ−Ｈ切断線に沿った第２の基体１０４の断面構造を示している。
【００４５】
図５（Ａ）（Ｂ）において、第１の基体１０２には第１のアンテナ１３１と第２のアンテナ１０８が形成されている。第１のアンテナ１３１は通信する周波数帯に応じて適宜設計すれば良い。電磁波の周波数帯は、１３５ｋＨｚまでの長波帯、６〜６０ＭＨｚ（代表的には１３．５６ＭＨｚ）の短波帯、４００〜９５０ＭＨｚの超短波帯、２〜２５ＧＨｚのマイクロ波帯などを使用することができる。長波帯や短波帯のアンテナは、ループアンテナによる電磁誘導を利用したものが利用される。その他に相互誘導作用（電磁結合方式）又は静電気による誘導作用（静電結合方式）を利用したものであっても良い。図２（Ａ）、（Ｂ）では、第１のアンテナ１３１をダイポールアンテナで形成し、第２のアンテナ１０８をスパイラルアンテナで形成する場合を示している。
【００４６】
図５（Ｃ）（Ｄ）において、第２の基体１０４には第３のアンテナ１１０が形成されている。第２の基体の回路部１４６は絶縁層を介して第３のアンテナ１１０と一部が重畳して形成されていることにより小型化が図られている。また、センサ部１２４は第２の基体１０４に設けられている。この第２の基体１０４の構成は実施の形態１と同様である。
【００４７】
図６は、第１のアンテナ１３１、蓄電部１１４、第２のアンテナ１０８を備えた第１の基体１０２と、第３のアンテナ１１０とセンサ部１２４を備えた第２の基体１０４とで構成されるセンサ装置の等価回路を示している。第１の基体１０２と第２の基体１０４は遊離したものであり、第２のアンテナ１０８と第３のアンテナ１１０とが電磁結合する距離にある時に互いに連動して動作する。また、第１の基体１０２は蓄電部１１４に電力が蓄積されている場合、そこから第２の基体１０４に電力を供給することもできる。
【００４８】
本実施の形態に係るセンサ装置によれば、電磁波を受信するアンテナ及び蓄電部と、センサ部を異なる基体に設けることでセンサ部を設ける側の基体を小型化することができる。また、電磁波をアンテナで受信して電力に変換し、その電力を蓄える蓄電部を設けることで、能動的にセンサを動作させて対象となる検体の物理量を検出することができる。この場合、電磁波を受信するアンテナを大型化することができるので大きな利得を得ることができる。これに対しセンサ部を含む第２の基体を小型化することができるので、小型の容器や微小なカプセルの中に第２の基体を入れることもできる。
【００４９】
（実施の形態３）
本実施の形態は、第１の基体１０２の構成について、実施の形態２と異なる態様について図７と図８を参照して説明する。本実施の形態は、広い帯域の電磁波を受信して電力を蓄積するために、複数のアンテナを備えたセンサ装置について例示する。
【００５０】
図７で示す第１の基体１０２において、第１の基体の回路部１４４の構成として整流回路１１２、定電圧回路１１６、発振回路１１７、復調回路１１８、変調回路１２０、ＣＰＵ１２２、メモリ部１３０の構成は図４で説明したものと同様の機能を備えている。
【００５１】
第１のアンテナ１３１は、主として外部装置と制御命令、通信データの通信に用いる。第１のアンテナ１３１と接続する復調回路１４８と変調回路１５０は、制御命令、通信データの変調と復調を行う回路である。第２のアンテナ１０８は第２の基体のアンテナと電磁結合するアンテナである。電磁波を受信して蓄電部に充電するためのアンテナは複数備えられている。第１の充電用アンテナ１５２と第２の充電用アンテナ１５４は整流回路１１２に接続され、誘導起電力を蓄電部１１４に充電する。第１の充電用アンテナ１５２と第２の充電用アンテナ１５４は、受信可能な周波数帯が異なるように設計されている。或いは、電磁結合型、電磁誘導型、マイクロ波型、静電結合型など各種の伝送媒体方式に対応できるように、第１の充電用アンテナ１５２と第２の充電用アンテナ１５４を異なる構成に設計されている。いずれにしても充電用アンテナを複数設けることにより、１０ＭＨｚ〜６ＧＨｚまで広い周波数帯の電磁波を受信することができ、充電機能を高めることができる。
【００５２】
図８は第１の基体１０２の構成を示す図である。図８において、第１の基体１０２には第１のアンテナ１３１、第２のアンテナ１０８、第１の充電用アンテナ１５２及び第２の充電用アンテナ１５４が形成されている。第１の充電用アンテナ１５２はＵＨＦ帯（８６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、９５０ＭＨｚ）の電磁波を受信するものでありダイポールアンテナの形状で形成されている。第２の充電用アンテナ１５４は１３ＭＨｚ帯の電磁波を受信するものであり、スパイラルアンテナの形状で形成されている。さらに、マイクロ波帯（２ＧＨｚ〜５ＧＨｚ）の電波を受信するアンテナを加えても良い。これらのアンテナは第１の基体１０２である絶縁シート上に印刷法などで形成することができる。このように、充電用アンテナとして複数の周波数帯の電磁波を受信できるように、複数個のアンテナを用いることにより、空中を伝搬する電磁波を有効に受信して充電能力を高めることができる。
【００５３】
これらのアンテナと、第１の基体の回路部１４４、蓄電部１１４との接続及び、センサ部を備える第２の基体との関係は、実施の形態２と同様である。
【００５４】
本実施の形態によれば、複数の充電用アンテナを第１の基体に設けることにより、広い帯域の電磁波を受信して電力を蓄積することができる。それにより、センサ部１２４を有する第２の基体に十分な電力を供給することができる。この場合においても、センサ部を設ける第２の基体を小型化することができる。
【００５５】
（実施の形態４）
本実施の形態は、複数のアンテナを備えたセンサ装置において、該アンテナ構造の異なる形態について図９を参照して説明する。
【００５６】
図９は第１の基体１０２におけるアンテナの構成を示している。主として外部装置と制御命令、通信データの通信に用いる第１のアンテナ１３１、第１の充電用アンテナ１５２及び第２の充電用アンテナ１５４が連結され共通のコンタクト部１５３で第１の基体の回路部１４４と接続している。第２のアンテナ１０８は別の場所で第１の基体の回路部１４４とコンタクトを形成している。
【００５７】
充電用のアンテナを複数個装着する場合に、第１の基体の回路部１４４とのコンタクト部をアンテナ毎に設けると、その占有面積により第１の基体の回路部１４４の回路配置に制限を受けてしまう。複数のアンテナと回路部との接続部を共通化することで、そのような制限を回避することができる。
【００５８】
他の構成は、実施の形態３と同様であり、複数の充電用アンテナを第１の基体に設けることにより、広い帯域の電磁波を受信して電力を蓄積することができる。それにより、センサ部１２４を有する第２の基体に十分な電力を供給することができる。この場合においても、センサ部を設ける第２の基体を小型化することができる。
【００５９】
（実施の形態５）
本実施の形態は、実施の形態１乃至実施の形態４の回路部を形成することのできるトランジスタの構成について例示する。
【００６０】
図１０は、絶縁表面を有する基板１７８に形成された薄膜トランジスタを示している。基板１７８はアルミノシリケートガラスなどのガラス基板、石英基板などが適用される。基板１７８の厚さは４００μｍ〜７００μｍであるが、研磨して５μｍ〜１００μｍに薄片化しても良い。
【００６１】
基板１７８上には、窒化シリコン、酸化シリコンで第１絶縁層１８０が形成されていても良い。第１絶縁層１８０は薄膜トランジスタの特性を安定化させる効果がある。半導体層１８２は多結晶シリコンであることが好ましい。また、半導体層１８２は、ゲート電極１８６と重畳するチャネル形成領域において結晶粒界がキャリアのドリフトに影響しない実質的に単結晶のシリコン薄膜であっても良い。
【００６２】
また、他の構造として基板１７８をシリコン半導体で構成し、第１絶縁層１８０を酸化シリコンで形成したものを適用することができる。この場合、半導体層１８２は単結晶シリコンで形成することができる。すなわちＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を適用することができる。
【００６３】
ゲート電極１８６はゲート絶縁層１８４を介して半導体層１８２上に形成されている。ゲート電極１８６の両側にはサイドウオールが形成されていても良く、それによって半導体層１８２に低濃度ドレインが形成されていても良い。第２絶縁層１８８は酸化シリコン、酸窒化シリコンなどで形成されている。これは所謂層間絶縁層であり、第１配線１９０がこの層上に形成されている。第１配線１９０は半導体層１８２に形成されたソース領域及びドレイン領域とコンタクトを形成する。
【００６４】
さらに、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコンなどで第３絶縁層１９２と第２配線１９４が形成されている。図１０では、第１配線１９０と第２配線１９４を示すが、配線の積層数は回路構成に応じて適宜選択すれば良い。配線構造についても、コンタクトホールにタングステンを選択成長させて埋込プラグを形成しても良いし、ダマシンプロセスを使って銅配線を形成しても良い。
【００６５】
アンテナ層１９７は基板１７８に形成されている。アンテナ層１９７は印刷法やメッキ法を用いて銅や銀を用いて形成し低抵抗化を図ることが好ましい。アンテナ層１９７は、それ自身によってアンテナを形成しても良いし、別の基体に形成されるアンテナと接続するための接続端子としても良い。いずれにしても、第２配線１９４と短絡しないように、アンテナ層１９７の周囲には第４絶縁層１９６を設けておくことが好ましい。第４絶縁層１９６は表面を平坦化するためにスピンオングラスとも呼ばれ、塗布形成される酸化シリコンで形成することが好ましい。
【００６６】
実施の形態１乃至実施の形態４の回路部及びセンサ部は、本実施の形態で示すトランジスタとアンテナ層及びそれと接続する配線によって実現することができる。
【００６７】
（実施の形態６）
本実施の形態は、実施の形態１乃至実施の形態４の回路部を形成することのできるトランジスタの構成について例示する。なお、実施例５と同じ機能を示す要素には同じ符号を用いている。
【００６８】
図１１はＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタであり、半導体基板１９８に形成されている。半導体基板１９８として代表的には単結晶シリコン基板が適用される。半導体基板１９８の厚さは１００μｍ〜３００μｍであるが、研磨して１０μｍ〜１００μｍに薄片化しても良い。第１の基体又は第２の基体と組み合わることにより強度を保てるからである。
【００６９】
半導体基板１９８には素子分離絶縁層２００が形成されている。素子分離絶縁層２００は半導体基板１９８に窒化膜などのマスクを形成し、熱酸化して素子分離用の酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）技術を使って形成することができる。また、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）技術を使って、半導体基板１９８に溝を形成し、そこに絶縁膜を埋め込み、さらに平坦化することで素子分離絶縁層２００を形成しても良い。ＳＴＩ技術を使うことで素子分離絶縁層２００の側壁を急峻にすることができ、素子分離幅を縮小することができる。
【００７０】
半導体基板１９８にはｎウエル２０２、ｐウエル２０４を形成し、所謂ダブルウエル構造としてｎチャネル型トランジスタ及びｐチャネル型トランジスタを形成することができる。又はシングルウエル構造としても良い。ゲート絶縁層１８４、ゲート電極１８６、第２絶縁層１８８、第１配線１９０、第３絶縁層１９２、第２配線１９４、アンテナ層１９７、第４絶縁層１９６は実施例５と同様である。
【００７１】
このように、ＭＯＳトランジスタによって集積回路を形成することで、ＲＦ帯（代表的には１３．５６ＭＨｚ）からマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の通信信号を受信して動作する回路部を形成することができる。
【００７２】
（実施の形態７）
図１２は、実施の形態１乃至実施の形態４に適用される第２の基体１０４の斜視図を示す。回路部１１３（若しくは第２の基体の回路部１４６）は実施の形態４又は実施の形態５のトランジスタを用いて形成している。第２の基体１０４には第３のアンテナ１１０が形成されている。所謂オンチップアンテナと呼ばれる形態である。第３のアンテナ１１０の上には無機絶縁材料又は有機絶縁材料により保護膜が形成されていても良い。また、センサ部１２４が設けられている。センサ部１２４においては、光導入窓や静電容量を測定するための電極が設けられ、センサ１２８が露出して検体の物理量を測定する場合もある。
【００７３】
このように、回路部１１３（若しくは第２の基体の回路部１４６）と第３のアンテナ１１０を一体形成することのにより、センサ部１２４の付いた第２の基体１０４の小型化を図ることができる。
【００７４】
（実施の形態８）
本実施の形態は、実施の形態１乃至実施の形態４及び実施の形態７に含まれるセンサ部の一例について説明する。
【００７５】
図１３は温度を検知するセンサ部の構成を示している。センサ１２８はトランジスタを用いた複数段のリングオシレータ２０６で形成されている。これは、リングオシレータ２０６の発振周波数が温度に依存して変化することを利用したものである。トランジスタのしきい値電圧は、温度の上昇に伴って低下する。しきい値電圧の低下によりオン電流が増加する。リングオシレータ２０６はトランジスタのオン電流が大きい程、発振周波数が高くなるという特性を持っている。この特性を利用して、リングオシレータ２０６を温度センサとして利用することができる。リングオシレータ２０６の発振周波数は、センサ駆動回路１２６のパルスカウンタ２０８で計測することが可能である。パルスカウンタ２０８の信号は、直接若しくはロジック電圧に昇圧してＣＰＵ１２２に出力すれば良い。
【００７６】
図１４（Ａ）は周囲の明るさ、若しくは光照射の有無を検知するセンサの一例を示している。センサ１２８は、フォトダイオード、フォトトランジスタなどで形成されている。センサ駆動回路１２６は、センサ駆動部２１０、検出部２１２及びＡ／Ｄ変換部２１４を含んでいる。
【００７７】
図１４（Ｂ）は検出部２１２を説明する回路図である。リセット用トランジスタ２１６を導通状態にするとセンサ１２８には逆バイアス電圧が印加される。ここで、センサ１２８のマイナス側端子の電位が電源電圧の電位まで充電される動作を「リセット」と呼ぶ。その後、リセット用トランジスタ２１６を非導通状態にする。そのとき、センサ１２８の起電力により、時間が経過するに従い電位状態が変化する。すなわち、電源電圧の電位まで充電されていたセンサ１２８のマイナス側端子の電位が、光電変換によって発生した電荷によって徐々に低下する。ある一定時間を経過した後、バイアス用トランジスタ２２０を導通状態とすると、増幅用トランジスタ２１８を通って出力側に信号が出力される。この場合、増幅用トランジスタ２１８とバイアス用トランジスタ２２０は所謂ソースフォロワ回路として動作する。
【００７８】
図１４（Ｂ）ではソースフォロワ回路をｎチャネル型トランジスタで形成した例で示されているが、勿論、ｐチャネル型トランジスタでも形成することができる。増幅側電源線２２２には電源電圧Ｖｄｄが加えられている。バイアス側電源線２２４は基準電位０ボルトが与えられている。増幅用トランジスタ２１８のドレイン側端子は増幅側電源線に接続され、ソース側端子はバイアス用トランジスタ２２０のドレイン端子に接続されている。
【００７９】
バイアス用トランジスタ２２０のソース側端子はバイアス側電源線２２４に接続されている。バイアス用トランジスタ２２０のゲート端子にはバイアス電圧Ｖｂが印加され、このトランジスタにはバイアス電流Ｉｂが流れる。バイアス用トランジスタ２２０は基本的には定電流源として動作する。増幅用トランジスタ２１８のゲート端子には入力電圧Ｖｉｎが加えられ、ソース端子が出力端子となる。このソースフォロワ回路の入出力関係は、Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎ−Ｖｂとなる。この出力電圧ＶｏｕｔはＡ／Ｄ変換部２１４によりデジタル信号に変換する。デジタル信号はＣＰＵ１２２に出力する。
【００８０】
図１５はセンサ１２８に静電容量を検出する素子を設けた一例を示している。静電容量を検出する素子は、一対の電極を備えている。電極間に液体又は気体など検知する対象物が充填されるようになっている。一対の電極間における静電容量の変化を検知することで、例えば容器に密封された内容物の状態を判断する。また、一対の電極間にポリイミド、アクリルその他吸湿性の誘電体を介在させて、電気抵抗の微小な変化を読み取ることにより湿度の変化を検知することもできる。
【００８１】
センサ駆動回路１２６は、以下に示す構成となっている。パルスジェネレータ２２６は測定基準信号を生成し、センサ１２８の電極にその信号を入力する。このときの電圧は電圧検出回路２２８にも入力される。電圧検出回路２２８により検出された基準信号は、変換回路２３２で実効値を示す電圧信号に変換される。センサ１２８の電極間に流れる電流は、電流検出回路２３０により検出する。
【００８２】
電流検出回路２３０により検出された信号は、変換回路２３４により実効値を示す電流信号に変換される。演算回路２３８は変換回路２３２の出力である電圧信号と、変換回路２３４の出力である電流信号を演算処理してインピーダンス若しくはアドミタンスなどの電気パラメータを算出する。電圧検出回路２２８の出力と電流検出回路２３０の出力は、位相比較回路２３６に入力される。位相比較回路２３６はこの両者の信号の位相差を演算回路２４０に出力する。演算回路２４０は、演算回路２３８と位相比較回路２３６の出力信号を用いて静電容量を算出する。そして、その信号をＣＰＵ１２２に出力する。
【００８３】
このようなセンサ及びセンサ駆動回路は実施の形態５又は実施の形態６のトランジスタで実現することができる。例えば、実施の形態５のトランジスタによれば、ガラス等の絶縁基板上にセンサ駆動回路１２６及びセンサ１２８を形成することができる。
【００８４】
（実施の形態９）
本実施の形態は、本発明に係るセンサ装置を含む容器類の態様について説明する。この容器類は内容物の物理量を、該容器類を開封することなく測定することを目的としている。
【００８５】
図１６（Ａ）（Ｂ）はペットボトルのようなプラスチック製若しくはガラス製の本体２４２にセンサ装置が設けられている一構成例を示している。なお、図１６（Ａ）は本体２４２の外観を示し、図１６（Ｂ）は本体２４２のラベル２４４を開いた状態を示している。
【００８６】
本体２４２には商品名、内容物、製造元等を表示するラベル２４４が付されている。このラベル２４４の表面若しくは裏面に第１のアンテナ２４６と第２のアンテナ２４８が設けられている。例えば、実施の形態１で示すように、第１のアンテナ２４６と第２のアンテナ２４８は電気的に接続されている構成とすることができる。この場合、第１のアンテナ２４６と第２のアンテナ２４８の一端は直接接続され、他端は共振容量２５０を介して接続されている。
【００８７】
第１のアンテナ２４６と第２のアンテナ２４８は、第１の基体２４５に形成されたものをラベル２４４に付しても良い。この場合、第１の基体２４５はプラスチックフィルムのように可撓性基板を用いることで薄くすることができ、ラベル２４４に付しても違和感を無くすことができる。また、第１のアンテナ２４６と第２のアンテナ２４８をラベル２４４に直接形成しても良い。センサ部が形成された第２の基体２５２は本体２４２の内側に設けられている。この第２の基体２５２には図１で示す回路部１１３と同様な要素及び蓄電部が備えられている。
【００８８】
図１７は、図１６（Ａ）のＪ−Ｋ切断線に沿った断面図を示している。本体２４２の外側にはラベル２４４及び第１の基体２４５が付されている。本体２４２の内側には、センサ部２５３及び第３のアンテナ２４９が形成された第２の基体２５２が設けられている。第２のアンテナ２４８と第３のアンテナ２４９は電磁結合するように配置されていることが好ましい。この場合、第２の基体２５２を本体２４２の内側で固定するようにしても良い。
【００８９】
このように外部装置と通信をする第１のアンテナ２４６を形成した第１の基体２４５とセンサ部を形成した第２の基体２５２を分離して、その両者を無線通信で連絡することにより、密封容器に内容物の情報を知ることができる。この場合、センサ部を小型化することができるので容器の大型化をする必要がない。また、第１の基体と第２の来た基体とを連結する配線を形成するために本体２４２に穴を開ける必要がないので好適である。
【００９０】
図１６（Ａ）（Ｂ）と図１７は実施の形態１で示すセンサ装置の構成に基づいた容器類を示している。本発明に係る容器類は、実施の形態２乃至実施の形態４のセンサ装置の構成に基づいて容器類を構成することもできる。例えば、図４で示す構成に従い、本体に付されるラベルの側に、第１のアンテナ及び第２のアンテナに加え、整流回路、ＣＰＵ、変調回路、復調回路、メモリ部などの回路部と蓄電部を設け、第２の基体に第３のアンテナとセンサ部などを設けても良い。また、第１のアンテナは多周波共用アンテナとしても良い。このような構成としても、実施の形態１乃至実施の形態４と同様な機能を奏することができる。
【００９１】
図１８は梱包体２４１に収納された本体２４２を示している。この本体２４２は図１６の説明と同様の構成を備えている。この本体２４２の内容物の情報は、制御信号を送受信する外部装置２５６によって取得することができる。外部装置２５６の構成として混信を防ぐ機能を持たせておけば、梱包体２４１に入った複数の本体２４２の情報を取得することができる。外部装置２５６はコンピュータ２５４で制御する。コンピュータ２５４は、インターネットなどのネットワークに接続可能としておくことで、遠隔地から外部装置２５６を操作して梱包体２４１の中の情報を取得することができる。
【００９２】
このような形態は、例えば、商品の流通において活用することができる。トラックなどの輸送車両の荷台に外部装置２５６を備え、本体２４２を梱包体２４１に入れて輸送するときに適用できる。外部装置２５６を動作させることにより積み荷である本体２４２の、内容物の状態を把握するのに有効である。また、積み荷に関して品質変化がないかを即時に調べることができる。この場合、本体２４２に付したセンサ装置に蓄電部が備えられているので、外部装置２５６の信号が無いときでも本体２４２の内容物の物理量を測定することができる。また、梱包体２４１を保管する倉庫に外部装置２５６を設けて同様にセンサ装置を動作させるようにしても良い。その他、外部装置２５６に代えて携帯型情報端末２５８を用いても良い。
【００９３】
以上のように、本発明に係るセンサ装置を含む容器類としては次に示すものが少なくとも含まれる。
【００９４】
本体の外装部に電磁波を受電するアンテナを有し、該本体の内側にアンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部と、中央演算処理部に信号を入力するセンサ部とを有する容器類。
【００９５】
本体の外装部に電磁波を受電するアンテナと、アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部を有し、該本体の内側に、蓄電部から電力を供給されて動作するセンサ部を有する容器類。
【００９６】
本体の外装部に電磁波を受電する第１のアンテナと、該第１のアンテナと電気的に接続する第２のアンテナを有する第１の基体と、該本体の内側に第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、該第３のアンテナがによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部と、中央演算処理部に信号を入力するセンサ部とを有する第２の基体を備えた容器類。
【００９７】
本体の外装部に電磁波を受電するアンテナと、アンテナが電磁波を吸収することによって生じた誘導起電力を整流し該電力を蓄積する蓄電部と、蓄電部から電力の供給を得て動作する中央演算処理部を有する第１の基体と、該本体の内側に、第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、蓄電部から電力を供給されて動作するセンサ部を有する第２の基体を備えた容器類。
【００９８】
本実施の形態によれば、容器類にセンサ装置を付すことにより、商品の流通履歴や内容物の状態を知ることができる。この場合、センサ装置には蓄電部が備えられているので、信号の送受信を行う外部装置が無くてもセンサ装置を動作させて内容物の状態を検知することができる。なお、本発明に係る容器類は、図１６に示すようなものに限定されず、目的や用途の異なる容器類であっても同様の構成を備えたものであればさまざまなものに対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】実施の形態１に係るセンサ装置の構成を示す図。
【図２】第１の基体と第２の基体で構成されるセンサ装置を示す図。
【図３】第１のアンテナ及び第２のアンテナを備えた第１の基体と、第３のアンテナ、蓄電部及びセンサ部を備えた第２の基体を有するセンサ装置の等価回路図。
【図４】実施の形態２に係るセンサ装置の構成を示す図。
【図５】第１の基体と第２の基体で構成されるセンサ装置を示す図。
【図６】第１のアンテナ、蓄電部及び第２のアンテナを備えた第１の基体と、第３のアンテナ及びセンサ部を備えた第２の基体を有するセンサ装置の等価回路図。
【図７】実施の形態３に係る複数のアンテナを備えたセンサ装置の構成を示す図。
【図８】実施の形態３に係る複数のアンテナを備えたセンサ装置の構成を示す図。
【図９】実施の形態４に係る複数のアンテナを備えたセンサ装置の構成を示す図。
【図１０】実施の形態１乃至実施の形態４の回路部を形成することのできるトランジスタの構成について示す図。
【図１１】実施の形態１乃至実施の形態４の回路部を形成することのできるトランジスタの構成について示す図。
【図１２】実施の形態１乃至実施の形態４に適用される第２の基体の斜視図。
【図１３】第２の基体に設けられるセンサ部の一例を説明する図。
【図１４】第２の基体に設けられるセンサ部の一例を説明する図。
【図１５】第２の基体に設けられるセンサ部の一例を説明する図。
【図１６】容器類にセンサ装置が設けられている一構成例を示す図。
【図１７】容器類にセンサ装置が設けられている状態であってその要部を説明する図。
【図１８】梱包体に収納された容器類を示す図。
【符号の説明】
【０１００】
１０２  第１の基体
１０４  第２の基体
１０６  第１のアンテナ
１０７  共振容量
１０８  第２のアンテナ
１１０  第３のアンテナ
１１２  整流回路
１１３  回路部
１１４  蓄電部
１１６  定電圧回路
１１７  発振回路
１１８  復調回路
１１９  充放電制御回路
１２０  変調回路
１２２  ＣＰＵ
１２４  センサ部
１２６  センサ駆動回路
１２８  センサ
１３０  メモリ部
１３１  第１のアンテナ
１３２  復調回路
１３４  変調回路
１３６  制御回路
１３８  整流回路
１４０  容量部
１４２  定電圧回路
１４４  第１の基体の回路部
１４６  第２の基体の回路部
１４８  復調回路
１５０  変調回路
１５２  第１の充電用アンテナ
１５３  コンタクト部
１５４  第２の充電用アンテナ
１７８  基板
１８０  第１絶縁層
１８２  半導体層
１８４  ゲート絶縁層
１８６  ゲート電極
１８８  第２絶縁層
１９０  第１配線
１９２  第３絶縁層
１９４  第２配線
１９６  第４絶縁層
１９７  アンテナ層
１９８  半導体基板
２００  素子分離絶縁層
２０２  ｎウエル
２０４  ｐウエル
２０６  リングオシレータ
２０８  パルスカウンタ
２１０  センサ駆動部
２１２  検出部
２１４  Ａ／Ｄ変換部
２１６  リセット用トランジスタ
２１８  増幅用トランジスタ
２２０  バイアス用トランジスタ
２２２  増幅側電源線
２２４  バイアス側電源線
２２６  パルスジェネレータ
２２８  電圧検出回路
２３０  電流検出回路
２３２  変換回路
２３４  変換回路
２３６  位相比較回路
２３８  演算回路
２４０  演算回路
２４１  梱包体
２４２  本体
２４４  ラベル
２４５  第１の基体
２４６  第１のアンテナ
２４８  第２のアンテナ
２４９  第３のアンテナ
２５０  共振容量
２５２  第２の基体
２５３  センサ部
２５４  コンピュータ
２５６  外部装置
２５８  携帯型情報端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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