(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液の入った試験槽と、
前記溶液の中に浸された第１および第２トランスポンダと、
リーダライタと、
前記リーダライタの制御を行う上位システム制御装置とを有し、
前記第１および第２トランスポンダはそれぞれ、第１測定対象を測定対象とする第１センサ部と、
第２測定対象を測定対象とする第２センサ部を有し、
前記第１トランスポンダには、第１チップ識別情報が割り当てられ、
前記第２トランスポンダには、第２チップ識別情報が割り当てられ、
前記第１センサ部には、第１センサ識別情報が割り当てられ、
前記第２センサ部には、第２センサ識別情報が割り当てられ、
前記リーダライタから前記第１センサ識別情報を含む第１測定実行コマンドを受信した前記第１および第２トランスポンダは、一斉に、前記第１センサ部を動作させ、前記第１測定対象の測定を行い、
前記リーダライタから前記第２センサ識別情報を含む第２測定実行コマンドを受信した前記第１および第２トランスポンダは、一斉に、前記第２センサ部を動作させ、前記第２測定対象の測定を行い、
前記リーダライタから前記第１センサ識別情報を含む測定結果要求コマンドを受信した前記第１および第２トランスポンダは、前記測定の結果である第１測定データを前記リーダライタへ送信し、
前記リーダライタから前記第２センサ識別情報を含む測定結果要求コマンドを受信した前記第１および第２トランスポンダは、前記測定の結果である第２測定データを前記リーダライタへ送信し、
前記上位システム制御装置は、前記第１測定データと前記第２測定データのそれぞれの平均化により、第１の平均データと第２の平均データとを得ることを特徴とする測定システム。
【請求項２】
溶液の入った試験槽と、
前記溶液中に浸された第１乃至第４トランスポンダと、
リーダライタと、
前記リーダライタの制御を行う上位システム制御装置とを有し、
前記第１トランスポンダは、第１測定対象を測定対象とする第１センサ部を有し、
前記第２トランスポンダは、第２測定対象を測定対象とする第２センサ部を有し、
前記第３トランスポンダは、第１測定対象を測定対象とする第３センサ部を有し、
前記第４トランスポンダは、第２測定対象を測定対象とする第４センサ部を有し、
前記第１トランスポンダには、第１チップ識別情報が割り当てられ、
前記第２トランスポンダには、第２チップ識別情報が割り当てられ、
前記第３トランスポンダには、第３チップ識別情報が割り当てられ、
前記第４トランスポンダには、第４チップ識別情報が割り当てられ、
前記第１および第３センサ部には、第１センサ識別情報が割り当てられ、
前記第２および第４センサ部には、第２センサ識別情報が割り当てられ、
前記リーダライタからの第１測定実行コマンドを受信した前記第１乃至第４トランスポンダは、前記第１測定実行コマンドが含む前記第１センサ識別情報が割り当てられた前記第１および第３センサ部を一斉に動作させ、測定を行い、
前記リーダライタからの第２測定実行コマンドを受信した前記第１乃至第４トランスポンダは、前記第２測定実行コマンドが含む前記第２センサ識別情報が割り当てられた前記第２および第４センサ部を一斉に動作させ、測定を行い、
前記リーダライタからの測定結果要求コマンドに含まれる前記チップ識別情報が割り当てられた前記第１乃至第４トランスポンダは、前記測定の結果である測定データをそれぞれ前記リーダライタへ送信し、
前記上位システム制御装置は、前記第１および第３トランスポンダからの前記測定データの平均化により第１平均データを得て、前記第２および前記第４トランスポンダからの前記測定データの平均化により第２平均データを得ることを特徴とする測定システム。
【請求項３】
第１乃至第４トランスポンダと、
リーダライタと、
前記リーダライタの制御を行う上位システム制御装置とを有し、
前記第１トランスポンダは、第１測定対象を測定対象とする第１センサ部を有し、
前記第２トランスポンダは、第２測定対象を測定対象とする第２センサ部を有し、
前記第３トランスポンダは、第１測定対象を測定対象とする第３センサ部を有し、
前記第４トランスポンダは、第２測定対象を測定対象とする第４センサ部を有し、
前記第１トランスポンダには、第１チップ識別情報が割り当てられ、
前記第２トランスポンダには、第２チップ識別情報が割り当てられ、
前記第３トランスポンダには、第３チップ識別情報が割り当てられ、
前記第４トランスポンダには、第４チップ識別情報が割り当てられ、
前記第１および第３センサ部には、第１センサ識別情報が割り当てられ、
前記第２および第４センサ部には、第２センサ識別情報が割り当てられ、
前記リーダライタからの第１測定実行コマンドを受信した前記第１乃至第４トランスポンダは、前記第１測定実行コマンドが含む前記第１センサ識別情報が割り当てられた前記第１および第３センサ部を一斉に駆動させ、測定を行い、
前記リーダライタからの第２測定実行コマンドを受信した前記第１乃至第４トランスポンダは、前記第２測定実行コマンドが含む前記第２センサ識別情報が割り当てられた前記第２および第４センサ部を一斉に動作させ、測定を行い、
前記リーダライタからの測定結果要求コマンドに含まれる前記チップ識別情報が割り当てられた前記第１乃至第４トランスポンダは、前記測定の結果である測定データをそれぞれ前記リーダライタへ送信することを特徴とする測定システム。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の測定システムにおいて、
前記第１測定対象は、温度、光強度、ペーハーであることを特徴とする測定システム。
【請求項５】
溶液の入った試験槽と、
前記溶液中に浸された第１乃至第４トランスポンダと、
リーダライタと、
前記リーダライタの制御を行う上位システム制御装置とを有し、
前記第１トランスポンダは、第１測定対象を測定対象とする第１センサ部を有し、
前記第２トランスポンダは、第２測定対象を測定対象とする第２センサ部を有し、
前記第３トランスポンダは、第１測定対象を測定対象とする第３センサ部を有し、
前記第４トランスポンダは、第２測定対象を測定対象とする第４センサ部を有し、
前記第１トランスポンダには、第１チップ識別情報が割り当てられ、
前記第２トランスポンダには、第２チップ識別情報が割り当てられ、
前記第３トランスポンダには、第３チップ識別情報が割り当てられ、
前記第４トランスポンダには、第４チップ識別情報が割り当てられ、
前記第１および第３センサ部には、第１センサ識別情報が割り当てられ、前記第２および第４センサには、第２センサ識別情報が割り当てられた測定システムにより測定を行う測定方法であって、
前記リーダライタからの第１測定実行コマンドを受信した前記第１乃至第４トランスポンダにより、前記第１測定実行コマンドが含む前記第１センサ識別情報が割り当てられた前記第１および第３センサ部を一斉に動作させ、測定を行わせ、
前記リーダライタからの第２測定実行コマンドを受信した前記第１乃至第４トランスポンダにより、前記第２測定実行コマンドが含む前記第２センサ識別情報が割り当てられた前記第２および第４センサ部を一斉に動作させ、測定を行わせ、
前記リーダライタからの測定結果要求コマンドに含まれる前記チップ識別情報が割り当てられた前記第１乃至第４トランスポンダにより、前記測定の結果である測定データをそれぞれ前記リーダライタへ送信させ、
前記リーダライタの制御を行う上位システム制御装置により、前記第１および第３トランスポンダからの前記測定データの平均化により第１平均データを得て、前記第２および第４トランスポンダからの前記測定データの平均化により第２平均データを得ることを特徴とする測定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の測定方法において、
前記第１測定対象は、温度、光強度、ペーハーであることを特徴とする測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスポンダ、特にセンサを内蔵したトランスポンダ及びそのトランスポンダを用いたセンサ測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のセンサ測定システムに用いられる通信として、リーダ／ライタとトランスポンダによる通信がある。この通信では、リーダ／ライタがトランスポンダ固有の識別子（ＩＤ）を利用する。
【０００３】
まず、リーダ／ライタが各トランスポンダを認識するには、各トランスポンダからＩＤを送信してもらう必要がある。そこで、リーダ／ライタはトランスポンダにＩＤ情報を送信するように識別コマンドを送信する。
【０００４】
ここで、リーダ／ライタとトランスポンダ間の通信では、同時に複数のトランスポンダがリーダ／ライタに返信すると異なる信号が衝突を起こす。これではリーダ／ライタが、各トランスポンダのＩＤを認識することができない。そこで、リーダ／ライタはトランスポンダのＩＤを確実に認識するため、トランスポンダからの返信を制御する機能を備えている。
【０００５】
この機能を利用して、リーダ／ライタはすべてのトランスポンダのＩＤを取得する。ＩＤの取得が終わると、リーダ／ライタはトランスポンダを指定して内部処理を行うようにコマンドを送信する。内部処理が終わると、トランスポンダはリーダ／ライタに終了したことを送信する。
【０００６】
トランスポンダが内部処理を終えたことをリーダ／ライタが確認したら、リーダ／ライタは別のトランスポンダと同様の送受信を行い、すべてのトランスポンダとの送受信が終了するまで、この動作を繰り返す。
【０００７】
トランスポンダにセンサを内蔵することにより、通信でセンサの測定結果を読み取ることが可能となる。また、センサを内蔵したトランスポンダは、半導体集積回路技術を用いて構成することによりサイズを集積回路チップ程度に小さくすることができる。このトランスポンダのサイズが小さければ小さいほど、様々な用途に対応できる。
【０００８】
なお、複数のトランスポンダと１個のリーダ／ライタ間のデータ処理システム、あるいは複数の子機と親機間の無線通信による処理システムに関連する従来例として、次のようなものが知られている。
【０００９】
特開２０００−２２４６７４号公報（特許文献１）は無線テレメータシステムに関し、親機と子機との組み合わせでグループが形成され、交信用同期信号（無線ヘッダ）に続いてグループを特定する信号（グループＩＤ）を送信し、グループを特定する信号から受信状態に入るようにして受信状態の時間を短くすることにより、無線ユニットの判別を早期に行う無線テレメータシステムが開示されている。
【００１０】
特開平１０−２９３８９３号公報（特許文献２）は、子機に接続されているメータの情報を連続して収集する無線検針方法に関し、外部機器と親機とを回線接続するとともに、外部機器からの制御にしたがい親機と子機とを無線回線接続し、子機に接続されている計量器の計量器情報の収集を終了した後、外部機器と親機との回線を切断することなく、続けて再び外部機器からの制御にしたがい親機と別の子機とを無線接続し、同様に繰り返して当該別の子機に接続されている次の計量器情報を収集する無線検針方法が開示されている。
【００１１】
特開平０８−２７３０８８号公報（特許文献３）は、水道メータやガスメータ等の計量器を電波を利用して検針する電波による無線検針方法に関し、検針要求電文中に、一括検針の対象となるメータのＩＤ番号の指定された特定の少数の桁のみを順に入れて送信することで、応答すべきメータを特定し、前記検針電文を受信したメータは、指定された桁のＩＤが自己の対応するＩＤと一致した場合に、送信されたＩＤの順序に従って順に検針値を返信するようにした無線検針方法が開示されている。
【００１２】
特開平０５−０４１８８８号公報（特許文献４）は、広域データ収集装置に関し、住戸ごとに設けられ電力、水道あるいはガス等の使用量のデータを所要の高周波信号に変換し電波を介し送出する戸別データ送出手段と、複数の住戸でなる小集団ごとに設けられ前記戸別データ送出手段よりの電波を受信しデータに復調する小集団データ受信手段と、通信回線等を介し複数の前記小集団データ受信手段で受信された各住戸のデータの収集を行う広域データ収集手段とでなり、前記戸別データ送出手段に住戸の識別のため予め設定された住戸コードおよびデータの種類の識別のため予め設定された種別コードを記憶する記憶部を設け、記憶部より読み出した住戸コードおよびデータの種類に相応する識別コードをデータの前等に付して送出するように構成した広域データ収集装置が開示されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２２４６７４号公報
【特許文献２】特開平１０−２９３８９３号公報
【特許文献３】特開平０８−２７３０８８号公報
【特許文献４】特開平０５−０４１８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
センサの小型化のための半導体プロセスの微細化に伴い、素子のバラツキ等による影響が無視できなくなる。センサ自身に誤差を補正する機能を備えることで、ある程度の補正は可能であるが、要求される精度が高くなるにつれてセンサ内部の補正機能だけで補うことは困難である。そのため測定にはセンサ自身の補正機能以外に、同種のセンサを内蔵しているトランスポンダを複数個用いて、各センサの測定結果を平均化することにより、素子のバラツキ等の影響を低減することができる。補正機能と平均化により本来測定されるべき結果とほぼ同値の結果を導出する。
【００１５】
図１は、測定項目の値が時間により変化する場合を示している。横軸は時間であり、縦軸は測定項目の値である。この測定項目を測定するトランスポンダへ測定命令、測定結果の読み取りコマンドを送信する際には、トランスポンダのＩＤを利用することができる。図１のように、測定項目の値が時間によって変化する場合に、このＩＤを利用してトランスポンダを指定しながら測定コマンドの送受信、読み取りコマンドの送受信をＮ個のトランスポンダに対して１個ずつ行うと、最初のトランスポンダが測定を行っている時間帯ｔ１での測定対象の値、２番目のトランスポンダの測定する時間帯ｔ２での測定項目の値、……、Ｎ−１番目のトランスポンダが測定する時間帯ｔＮ−１での測定項目の値、Ｎ番目のトランスポンダが測定を行っている時間帯ｔＮでの測定項目の値では異なることになる。したがって、この方法では、各トランスポンダはそれぞれに異なる時間帯の測定項目の値を測定してしまうことになり、同一時間帯の測定項目を測定することができない。また、各トランスポンダが測定した測定結果の平均値を求めた場合には、それは同一時間帯のものではなくなってしまい、同一時間帯での各トランスポンダの測定結果の平均値を算出することができない。
【００１６】
すなわち、トランスポンダ固有のＩＤを用いてトランスポンダを指定する方法では、複数のセンサを用いた場合に、同時に複数のセンサが測定を行なうことはできない。そのため図１に示すような測定項目では、複数のトランスポンダを用いて測定することの利点を活かすことができない。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記課題を解決するための本発明の代表的手段の一例を示せば次の通りである。即ち、本発明に係るトランスポンダは、第１コイルアンテナと、前記第１コイルアンテナを介してリーダ／ライタとの間で通信が行なわれる通信部と、所定の測定が行なわれるセンサを有するセンサ部と、前記通信部と前記センサ部とを制御するためのチップ制御部とを有するトランスポンダであって、前記センサ部はセンサ固有のセンサ識別情報を有し、前記チップ制御部はトランスポンダ固有のチップ識別情報を有すると共に、前記チップ識別情報と前記センサ識別情報とを組み合わせた固有の統合識別情報とを具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トランスポンダ固有の識別情報とセンサ部のセンサ識別情報を組み合わせた固有の識別情報である統合識別情報をトランスポンダ内に設け、センサ測定命令に対しては統合識別情報のうちのチップ識別情報を無効化することにより、同時刻に、同じセンサ識別情報を持つセンサを内蔵するトランスポンダが一斉に測定することを可能にした。これにより、時間と共に特性が変化する測定対象に対しても、同時刻における複数のセンサ測定データの平均値を得ることができ、センサ測定データの精度および信頼性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る実施の形態について、添付図面を参照しながら、以下詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
複数のトランスポンダを用いる測定システムとして、図２に生物発光を計測することでＤＮＡあるいはタンパク質などの生体分子を検出する測定システムの構成を示す。
【００２１】
図２において、試験槽２００内の溶液２０１には、センサを内蔵してリーダ／ライタとの間で、測定したデータやリーダライタからのコマンドをワイヤレスで送受信する複数種類のトランスポンダＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３が入れられている。
【００２２】
図２では、ＤＮＡの種類を判別するために必要な測定データの一例として溶液の温度を測定する温度センサ（Ｔｈセンサ）、溶液中のイオン濃度を検出するためのペーハーセンサ（ｐＨセンサ）、及び生物発光によるＤＮＡの検出を行うための光センサ（Ｐｈｏセンサ）の３種類のトランスポンダ、ＴＲ２、ＴＲ３が溶液中にそれぞれ複数個ずつ入れられている。なお、多数のトランスポンダを示すと煩雑になるので、図２では単に試験槽内に３種類のトランスポンダが複数あることだけを示し、各トランスポンダの種類を限定して示したものではない。測定データの精度を上げるために、必要に応じて多数のトランスポンダチップを使用できることは言うまでもない。
【００２３】
この測定システムは、これらの溶液中のトランスポンダとコイルアンテナ２０２を介して通信を行うリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）２０３と、リーダ／ライタを制御すると共に取得した測定データを処理し、測定結果の判別等を行うパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などからなる上位システム制御装置（ＳＹＳ＿ＣＴＬ）２０４とで構成されている。
【００２４】
図３は、リーダ／ライタ２０３の内部構成を示すブロック図である。リーダ／ライタは、トランスポンダと通信を行うためのコイルアンテナ２０２が接続される無線通信回路（ＲＦＣＫＴ）３０１と、制御回路（Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬ）３０４により発信周波数が制御される発振器（ＯＳＣ）３０３と、発振器３０３で発生された発信周波数に変調をかけて無線通信回路へ送る変調器（ＭＯＤ）３０２と、コイルアンテナ２０２を経由して無線通信回路で受信したトランスポンダから送られてくる信号を復調する復調回路（ＤＥＭ）３０５とから構成される。ここで、制御回路は変調器の変調周波数とＲＦ通信回路のＲＦ周波数とを、リーダ／ライタ外部の上位システム制御装置（ＳＹＳ＿ＣＴＬ）２０４からの制御信号に基づいて制御を行なう。
【００２５】
図４は、トランスポンダＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３の内部構成を示すブロック図である。リーダ／ライタ２０３から送信された電磁波はコイルアンテナ４００で受信され、整流回路（ＲＣＦＹ）４０１で整流されて電源回路（ＰＷＳ）４０２で安定化される。この安定化された電源がトランスポンダＴＲの電源としてトランスポンダ内の各回路へ供給される（なお、図４では電源線は省略されている）。
【００２６】
また、コイルアンテナ４００で受信された電磁波は、復調回路（ＤＥＭ）４０４とクロック生成回路（ＣＫＧＥＮ）４０５に送られ、それぞれ信号の復調とトランスポンダ内部用クロック信号の生成とが行われる。変調回路（ＭＯＤ）は、制御部（ＴＲ＿ＣＴＬ）４１４からコイルアンテナ４００を介し送出される各種のコマンドやデータの変調を行う。整流回路、復調回路、クロック生成回路、変調回路は、リーダ／ライタと通信するための通信部（ＣＯＭ）４１５を構成する。
【００２７】
センサ部（ＳＥＮＳ）４１３は、試験槽内の温度、光強度、ペーハー(ｐＨ)等の測定対象を測定する。センサ部で検出された測定結果であるアナログデータは、アナログ・デジタル変換回路(ＡＤＣ)４１１にて、デジタルデータに変換され、記憶回路（ＭＥＭ）４１０に格納される。
【００２８】
制御部（ＴＲ＿ＣＴＬ）４１４は、復調回路とクロック生成回路とクロック生成回路、センサ部、アナログ・デジタル変換回路、記憶回路を制御する。また、制御部は、リーダ／ライタ２０３との通信時におけるＩＤ識別時の衝突を防止するためのスロット生成部（ＳＬＴＧＥＮ）４０７を有する。
【００２９】
センサ部は、センサ識別情報(ＳＩＤ)４１２を有している。センサ識別情報は、センサ部の測定対象を示す情報であり、測定対象ごとに割り当てられる。例えば、測定対象を温度とするセンサ部を有するトランスポンダは、共通のセンサ識別情報を持つ。また、測定対象を温度とするセンサ部を有するトランスポンダと、測定対象を光とするセンサ部を有するトランスポンダとでは、異なるセンサ識別情報を持つ。従って、センサ識別情報を指定することにより、同一の測定対象を測定するセンサ部を有するトランスポンダを一度に指定できる。
【００３０】
また、制御部は、トランスポンダを構成するチップに固有のＩＤであるチップ識別情報（ＴＩＤ）４０９と、チップ識別情報とセンサ識別情報とを組み合わせた各トランスポンダに固有の統合識別情報（ＵＩＤ）４０８を有する。すなわち、異なるトランスポンダ同士では、異なるチップ識別情報と、異なる統合識別情報を持つことになる。
【００３１】
図５の（ａ）にチップ識別情報（ＴＩＤ）、（ｂ）にセンサ識別情報（ＳＩＤ）、（ｃ）に統合識別情報（ＵＩＤ）を示す。例えば、ＴＩＤがｍビットのデータからなり、ＳＩＤがｎビットのデータからなるとすると、ＵＩＤはＴＩＤとＵＩＤの連接からなるデータとなる。ＵＩＤと、ＴＩＤ及びＳＩＤとの関係は、特に連接のみに限るものではなく、ＵＩＤが、ＴＩＤ及びＳＩＤから特定されるものであれば良い。
【００３２】
尚、図４に示す実施例ではセンサ部は、一つのみしか記載していないが、測定対象の異なる複数種類のセンサ部を持たせても良い。この場合、複数種類の測定対象に対応して、トランスポンダは複数のセンサ識別情報、及び、チップ識別情報を持つことになる。
【００３３】
図６は、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）がトランスポンダ（ＴＲ）へ送信するコマンド、そのコード及び動作説明を示した図である。
【００３４】
統合識別情報要求コマンド（Ｒｅｑ＿ＵＩＤ）は、コードＣ０１とＣ０２で表され、測定を行う前、つまり図８に示すステップ８０１〜８０３及び図９に示すステップ９００〜９０２においてトランスポンダの識別情報ＵＩＤを要求する。コードＣ０１は照合用スロットを表わし、コードＣ０２はトランスポンダ内でスロットを生成させ、トランスポンダ内で生成されたスロットと照合用スロットＣ０１が一致した際にＵＩＤをリーダ・ライタに送信させる機能を持つ。Ｃ０１は一定の間隔で変化し(例えば０００、００１、０１０・・・)、その間隔及び周期はリーダ・ライタ側によって制御される。Ｃ０２を受信すると、トランスポンダはスロットを生成するがスロットを生成する要素としてＵＩＤの一部を利用している(例えばＵＩＤの一部をそのまま照合用スロットとして使う)。
【００３５】
ここで、ＵＩＤのどの部分を指定するかはリーダ・ライタ側によって制御される。仮にステップ９０１において返信信号が衝突した場合は１周期過ぎた後に、もう一度Ｒｅｑ＿ＵＩＤを送信する。この場合、スロットを生成する際に利用するＵＩＤの一部は以前とは異なる部分を用いる(例えば最初の１周期でＳ１、Ｓ２、Ｓ３を用いた場合、次の１周期はＳ４、Ｓ５、Ｓ６を利用するようにＣ０２が制御される)。
【００３６】
基本的にはトランスポンダは、自身の統合識別情報を受信した際に動作コードで指定される動作を実行する。しかし、測定に関する動作コマンドを受信し動作している間は、チップ識別情報を無効化、すなわち、自身のセンサ識別情報を受信した際に動作するようになる。
【００３７】
以下に、ステップ８０４〜８０７の説明としてＲ/Ｗがステップ９０３〜９０４において各トランスポンダに送信する前処理を実行させる前処理実行コマンドを示す。
【００３８】
図６に示すように、温度センサ前処理実行コマンド（Ｔｈ＿ＳＩＤ）は、コードＣ０４、Ｃ０３、Ｃ０５、Ｃ０６で構成される。コードＣ０４はＴｈセンサのＳＩＤ用動作コードを表し、コードＣ０３はＴＩＤを、コードＣ０５は温度センサのＳＩＤ、Ｃ０６は温度センサのパラメータを表わす。Ｔｈ＿ＳＩＤはＴｈセンサ（温度センサ）を持つトランスポンダがのみ一斉に前処理動作を実行するためのコマンドである。コードＣ０４は温度センサの初期化を含めた前処理、及び図１０に示すステップ１００４〜１００７間においてＵＩＤを構成するチップ識別情報ＴＩＤの無効化（すなわち、センサ識別情報ＳＩＤだけを有効にする）の機能を持つ。
【００３９】
光センサ前処理実行コマンド（Ｐｈｏ＿ＳＩＤ）は、コードＣ０７、Ｃ０３、Ｃ０８、Ｃ０９で構成される（図６参照）。コードＣ０７はＰｈｏセンサのＳＩＤ用動作コードを表し、コードＣ０３はＴＩＤを、Ｃ０８はＰｈｏセンサ用ＳＩＤ、Ｃ０９はＰｈｏセンサ用パラメータを表わす。Ｐｈｏ＿ＳＩＤはＰｈｏセンサを持つトランスポンダのみ一斉に前処理動作を実行するためのコマンドである。コードＣ０７は光センサの初期化を含めた前処理動作、及びステップ１００４〜１００７間においてＵＩＤを構成するチップの識別情報ＴＩＤの無効化の機能を持つ。
【００４０】
ｐＨセンサ前処理実行コマンド（ｐｈ＿ＳＩＤ）はコードＣ０１０、Ｃ０３、Ｃ０１１、Ｃ０１２から構成される。コードＣ０１０はｐＨ＿ＳＩＤ用動作コードを表わし、コードＣ０３はＴＩＤを、コードＣ０１１はｐＨセンサ用ＳＩＤ、コードＣ０１２は、ｐＨセンサ用パラメータを表わす。ｐＨ＿ＳＩＤはｐＨセンサを持つトランスポンダのみ一斉に前処理動作を実行するためのコマンドである。コードＣ０１０はｐＨセンサの初期化を含めた前処理動作、及びステップ１００４〜１００７間においてＵＩＤを構成するチップのＴＩＤの無効化の機能を持つ。
【００４１】
前処理動作を終えると測定を行う。以下に、ステップ８０８〜８１１の説明として、Ｒ/Ｗがステップ９０５、９０６において各トランスポンダのセンサ部に測定、測定結果をディジタルデータに変換し記憶回路４１０に格納する動作を実行させるために送信する測定実行コマンドを示す。
【００４２】
温度センサ測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤ）は、コードＣ０１３とＣ０３、Ｃ０５で構成される。コードＣ０１３は、ＴｈセンサのＭｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤ用動作コードを表わし、Ｃ０３はＴＩＤ、Ｃ０５は温度センサ用ＳＩＤを表す。Ｍｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤはＴｈセンサを持つトランスポンダのみ一斉に測定から測定結果の格納まで実行するためのコマンドである。コードＣ０１３はステップ１００８〜１０１１において測定実行、及びＵＩＤを構成するチップ識別情報ＴＩＤの無効化（すなわち、センサ識別情報ＳＩＤだけを有効にする）の機能を持つ。
【００４３】
光センサ測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿Ｐｈｏ＿ＳＩＤ）はコードＣ０１４とＣ０３、Ｃ０８で構成される。コードＣ０１４はＰｈｏセンサのＭｅａｓ＿Ｐｈｏ＿ＳＩＤ用動作コードを表わし、コードＣ０３はＴＩＤ、Ｃ０８はＰｈｏセンサ用ＳＩＤを表わす。Ｍｅａｓ＿Ｐｈｏ＿ＳＩＤはＰｈｏセンサを持つトランスポンダのみ測定から測定結果の格納を実行するためのコマンドである。コードＣ０１４はステップ１００８〜１０１１において測定実行、及びＵＩＤを構成するチップ識別情報ＴＩＤの無効化（すなわち、センサ識別情報ＳＩＤだけを有効にする）の機能を持つ。
【００４４】
ｐＨセンサ測定実行コマンド（Ｍｅａｓ＿ｐＨ＿ＳＩＤ）はコードＣ０１５とＣ０３、Ｃ０１１で構成される。コードＣ０１５はｐＨセンサのＭｅａｓ＿ｐＨ＿ＳＩＤ用動作コードを表わし、コードＣ０３はＴＩＤ、Ｃ０１１はｐＨセンサ用ＳＩＤを表わす。Ｍｅａｓ＿ｐＨ＿ＳＩＤはｐＨセンサを持つトランスポンダのみ測定から測定結果の格納を実行するためのコマンドである。コードＣ０１５はステップ１００８〜１０１１において測定実行、及びＵＩＤを構成するチップ識別情報ＴＩＤの無効化（すなわち、センサ識別情報ＳＩＤだけを有効にする）の機能を持つ。
【００４５】
また、トランスポンダが温度、光、ｐＨ以外の測定対象を持つセンサ部を備える場合には、それに対応した前処理実行コマンド、測定実行コマンドを用意する。
【００４６】
測定結果要求コマンド（Ｒｅｑ＿Ｒｅｓｌ）は、各トランスポンダへ測定結果を要求するコマンドである。コードＣ０１６は記憶回路４１０に格納した測定結果の送信命令、コードＣ０３はＴＩＤである。トランスポンダの指定をするためには普通ＵＩＤを用いるが、ＴＩＤもトランスポンダごとに固有で、Ｒ/Ｗは取得したＵＩＤから各トランスポンダに内蔵しているセンサの情報があるため、ＴＩＤを用いてもよい。
【００４７】
図７は、トランスポンダ（ＴＲ）がリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）へ送信するコマンド、そのコード及び動作説明を示した図である。コードＣ２３はステップ８０２及びステップ１００２においてリーダ・ライタに送られ、ＴＩＤとＳＩＤを組み合わせたＵＩＤが含まれる。コードＣ２１はステップ８０６，１００７及びステップ８１０，１０１１においてリーダ・ライタに送信される。コードＣ２２はステップ８１３、１０１４においてリーダ・ライタに送信される。
【００４８】
図８はリーダ／ライタおよびトランスポンダＴＲの測定動作を示すラダ−チャートである。
【００４９】
まず、リーダ／ライタ２０３は、試験槽内にあるトランスポンダの識別情報ＵＩＤを各トランスポンダチップから取得するために、ＵＩＤ要求コマンドＲｅｑ＿ＵＩＤを送信する（８０１）。
【００５０】
トランスポンダはコマンドＲｅｑ＿ＵＩＤを受信すると、送信されたスロットとトランスポンダ内で生成したスロットが一致するかを判定し一致したならば、そのトランスポンダは、リーダライタ側にＵＩＤを送信する。尚、トランスポンダ内でスロットを生成する際はＵＩＤを利用する(例えばＵＩＤの一部をそのまま利用)。
【００５１】
リーダ／ライタはトランスポンダ側から返信されてくるＵＩＤを受信しなくなったら、全てのＵＩＤを取得したと判断する(８０３)。
【００５２】
次に、リーダ／ライタは、Ｔｈ＿ＳＩＤ、Ｐｈｏ＿ＳＩＤ、ｐＨ＿ＳＩＤ等のトランスポンダに前処理動作をさせる前処理実行コマンドをトランスポンダへ送信する。例えば、温度測定をトランスポンダに実行させる場合には、温度センサのＳＩＤに基づいた前処理実行コマンドであるＴｈ＿ＳＩＤを送信する。
【００５３】
前処理実行コマンドを受信した試験槽内のトランスポンダは、前処理実行コマンドにより指定されるＳＩＤと、トランスポンダ内のＳＩＤを比較し、一致する場合には前処理動作（例えば光センサの場合、充電及び光を当てて放電）を開始する（８０５）。この場合、リーダライタからの有効電波エリア内にあり、前処理実行コマンドが指定するＳＩＤを持つトランスポンダの全てが一斉に前処理動作を行うことになる。
【００５４】
前処理が終了したトランスポンダは、前処理が終了したことを知らせる前処理終了通知コマンドＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌをリーダ／ライタに送信する（８０６）。
【００５５】
リーダ／ライタは、前処理実行コマンドが指定するＳＩＤを持つ全てのトランスポンダからＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを受信する（８０７）。
【００５６】
その後、リーダライタは、Ｍｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤ、Ｍｅａｓ＿Ｐｈｏ＿ＳＩＤ、Ｍｅａｓ＿ｐＨ＿ＳＩＤ等のトランスポンダ内のセンサに測定させる測定実行コマンドを、トランスポンダへ送信する（８０８）。例えば、温度測定をトランスポンダに実行させる場合には、温度センサのＳＩＤに基づいた前処理実行コマンドであるＭｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤを送信する。
【００５７】
トランスポンダは、測定実行コマンドを受信し、測定実行コマンドにより指定されるＳＩＤと、トランスポンダ内のＳＩＤが一致すると、センサを動作させ測定を開始する（８０９）。この場合、測定実行コマンドが指定するＳＩＤを持つトランスポンダの全てが一斉にセンサを動作させ測定を行うことになる。
【００５８】
測定を終了したトランスポンダは、リーダ／ライタに測定終了を知らせる測定終了通知コマンドＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを送信する（８１０）。
【００５９】
リーダライタは、測定実行コマンドが指定するＳＩＤを持つ全てのトランスポンダからＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを受信する（８１１）。
【００６０】
その後、リーダライタは、トランスポンダが記憶回路に格納した温度測定データを読み取るための測定結果要求コマンドＲｅｑ＿ＲｅｓｌをセンサＴｈトランスポンダへ送信する（８１２）。
【００６１】
トランスポンダは、測定結果要求コマンドを受信すると、測定結果要求コマンドが指定するＵＩＤと、トランスポンダ内のＵＩＤが一致すると、測定結果送信コマンドＲｅｑ＿Ｒｅｓｌをリーダライタに送信する（８１３）。この場合、測定結果要求コマンドが指定するＵＩＤを持つトランスポンダから順にリーダ／ライタへ測定結果を送信することになる。
【００６２】
リーダ／ライタは、測定結果要求コマンドが指定する全てのトランスポンダから測定結果を取得したならば、測定を終了する。
【００６３】
ここで、前処理実行コマンド、測定実行コマンドで指定するＳＩＤを、温度センサを指定するＳＩＤ、光センサを指定するＳＩＤ、ｐＨセンサで指定するＳＩＤに変更し、（８０３）〜（８１４）の手順を繰り返すことで、温度、光、ｐＨ等の異なる測定項目を指定し測定することができる。
【００６４】
図９はリーダ／ライタ２０３の動作をより詳細に示すフローチャートである。
【００６５】
まず、リーダ／ライタ２０３は、試験槽内にあるトランスポンダの識別情報ＵＩＤを各トランスポンダチップから取得するために、ＵＩＤ要求コマンドＲｅｑ＿ＵＩＤを送信する（９００）。
【００６６】
リーダ／ライタ側は、トランスポンダから返信されてくるトランスポンダのＵＩＤを認識して記憶装置に格納し、ＵＩＤを認識できなかった（ＮＯ）の場合には、ステップ９００に戻って、再度ＵＩＤ要求コマンドＲｅｑ＿ＵＩＤを送信する（９０１）。
【００６７】
トランスポンダは、ＵＩＤを返信してリーダ／ライタ２０３が認識した場合、ＵＩＤの送信を終了するので、リーダ／ライタはトランスポンダ側から返信されてくるＵＩＤを受信しなくなったら、全てのＵＩＤを取得したと判断する（９０２）。
【００６８】
次に、リーダ／ライタは、ＳＩＤに基づく前処理実行コマンドを送信する（９０３）。例えば、温度測定をトランスポンダに実行させる場合には、温度センサのＳＩＤにより指定し前処理を実行させるコマンドであるＴｈ_ＳＩＤを送信する。例えば、温度測定をトランスポンダに実行させる場合には、温度センサのＳＩＤにより指定し前処理を実行させるコマンドであるＴｈ_ＳＩＤを送信する。
【００６９】
リーダ／ライタは、各トランスポンダから、前処理終了のコマンドＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを受信する（９０４）。
【００７０】
その後、ＳＩＤに基く測定実行コマンドをトランスポンダへ送信する（９０５）。例えば、温度測定をトランスポンダに実行させる場合には、温度センサのＳＩＤにより指定し測定を実行させるコマンドであるＭｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤを送信する。
【００７１】
リーダライタは、各トランスポンダから、温度測定が終了したことを知らせる終了コマンドＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを受信する（９０６）、次に各トランスポンダが記憶回路に格納した温度測定データを読み取るためのコマンドＲｅｑ＿ＲｅｓｌをセンサＴｈトランスポンダへ送信する（９０７）。
【００７２】
リーダ／ライタは、温度測定データを全て取得したならば、温度測定を終了する（９０８）。
【００７３】
リーダ／ライタは、全測定項目が終了しているかチェックし（９０９）、全測定項目のデータが得られていれば終了するが、まだ測定項目が残っていれば、次の測定項目のためにステップ１００３へ戻り、次の測定項目の測定を行なう。
【００７４】
図１０はトランスポンダの動作を示すフローチャートである。
【００７５】
トランスポンダは、コマンドＲｅｑ＿ＵＩＤを受信すると（１０００）、スロットが一致するかを判定し一致したならば（１００１）、そのトランスポンダは、リーダライタ側にＵＩＤを送信（１００２）し、リーダ・ライタ側で衝突が発生した場合には（１０００）に戻り再度Ｒｅｑ＿ＵＩＤコマンドを受信し、衝突がない場合は前処理コマンドを受信するまで待機する（１００３）。
【００７６】
トランスポンダ（１００４）は、前処理実行コマンドで指定されるＳＩＤとトランスポンダ内のＳＩＤの比較を行い（１００５）、一致した場合には前処理動作を開始する（１００６）。例えば、温度センサのＳＩＤにより指定し測定を実行させるコマンドであるＭｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤを受信した場合には、温度センサを有するトランスポンダが一斉に前処理動作を開始することになる。
【００７７】
トランスポンダは、前処理が終了したことを知らせる終了コマンドＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌ（コードＣ２１）をリーダ／ライタに通知する（１００７）。
【００７８】
そして、トランスポンダが測定実行コマンドを受信する（１００８）。トランスポンダは、測定実行コマンドで指定されるＳＩＤとトランスポンダ内のＳＩＤの比較を行い（１００９）、一致した場合にはセンサ部による測定を開始する（１０１０）。測定を終了したトランスポンダは、リーダ／ライタに測定終了を知らせる終了コマンドＲｅｓ＿Ｃｏｍｐｌを送信する（１０１１）。
【００７９】
Ｔｈトランスポンダは、コマンドＲｅｑ＿Ｒｅｓｌを受信すると（１０１２）、ＵＩＤを判定し（１０１３）、ＵＩＤが一致したトランスポンダから順にリーダ／ライタへ測定結果を送信した後（１０１４）、動作を終了する。
【００８０】
以上述べたように、本実施例では、トランスポンダのチップ識別情報ＴＩＤとセンサの識別情報ＳＩＤとを組み合わせた識別情報である統合識別情報ＵＩＤをトランスポンダ内に設け、センサ測定命令に対してはチップ情報ＴＩＤを無効化することにより、同じセンサ識別情報ＳＩＤを持つセンサを内蔵するトランスポンダが一斉に動作することを可能にした。したがって、センサ識別情報ＳＩＤが一致しないセンサが測定を開始せず、誤った測定結果を検出することを防げる。
【００８１】
これにより、各測定において、同じ種類のセンサを内蔵するトランスポンダが、リーダ／ライタからの測定コマンド、例えば温度測定であれば、温度センサの識別情報ＳＩＤに基づいた測定コマンドＭｅａｓ＿Ｔｈ＿ＳＩＤにより、光測定であれば光測定コマンドＭｅａｓ＿Ｐｈｏ＿ＳＩＤにより、ペーハー測定であればペーハー測定コマンドＭｅａｓ＿ｐＨ＿ＳＩＤにより、それぞれ一斉に測定開始を行なうので、図１に示したような時間と共に測定対象の特性値が変化する場合であっても、本来測定すべき各時間帯ｔＮでの複数のトランスポンダを用いた測定ができるため、同時刻でのＮ個の測定データを取得することができる。これにより同時刻での平均値データを得ることが可能となり、同時刻での複数の測定データの平均化により、一つの測定項目に対する精度の向上した測定結果が得られる。さらに、トランスポンダのセンサが持つ補正機能を利用することで、より一層のデータの精度向上と信頼性の高い測定データを得ることができる。
【００８２】
図１１に生物発光によるＤＮＡ検出の実施例を示す。ＤＮＡの目的部位に特異的に結合するプライマをターゲットＤＮＡにハイブリダイゼーションさせる（図１１（ａ）の（１））。特異的な結合が起こるとＤＮＡの伸長反応によってピロリン酸（PPi）が放出される。PPiはAPSとsulfuryraseの存在化でATPに変換され、発光試薬ルシフェリンルシフェラーゼ（luciferin-luciferase）によって生物発光を生ずる（図１１（ａ）の（３）、図１１（ｂ）参照）。プライマーとターゲットが特異的に結合しないと伸長反応は起こらずPPiが放出されないため、発光は起こらない。したがって発光の有無あるいは強弱によってＤＮＡのタイピングをすることができる。このとき、試料の量が少ないとPPiも少なくなり、微弱光の正確な計測が必要になる。こうした場合、複数個の光センサトランスポンダを用いることでデータの精度を向上出来る。図１１（ａ）のマッチのケースでは発光試薬の分注と同時に発光が始まり、ATPが消費されると光が減衰する。発光試薬の分注で始まる生物発光は発光試薬の組成によるが、短い時定数で変化し、分注後急激に立ち上がり、ピーク値をとった後急激に減少する。こうした発光パターンの計測では各トランスポンダ（ＴＲ３）を正確に同じタイミングで駆動する必要がある。ＳＩＤを使った同時制御が有効になる。図１１（ａ）ではＴＲ３の個数は２個であるが、特にＴＲ３の数が増加した場合には、光センサの信号蓄積を開始する時刻、ＡＤＣの変換を開始する時刻が等しくなることでトランスポンダの出力ばらつきを抑制し、高精度のデータを得ることが出来る。
【００８３】
リーダ／ライタ２０３で得られたこれらの測定データは、上位システム制御装置２０４に送られて、データの平均値、集計処理、蓄積されている他データとの比較等を行い、得られた測定結果によりＤＮＡの判別等が行われる。
【００８４】
本実施例において、トランスポンダの図１０に示した動作では、リーダ／ライタからのＵＩＤ要求コマンドＲｅｑ＿ＵＩＤを受信したら、ステップ１００１で送信されたスロットとＵＩＤをもとに生成したスロットとの一致判定を行ない、スロットが一致したトランスポンダがＵＩＤをリーダ／ライタに送信する。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施例について、ＤＮＡといった生体分子を測定するワイヤレスバイオ測定システムを一例として説明としたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更をなし得ることは勿論である。例えば、飲料の短時間加熱による滅菌処理の温度測定への応用、製薬工場等での薬品の品質管理等にも適用でき、牛乳などの滅菌処理への応用の場合には、温度センサを内蔵したトランスポンダを複数個用い、例えば１００℃、数秒間の加熱による滅菌処理を行なう場合に、同時刻の複数のデータが得られるため、精度良い加熱処理の温度測定が行える。
【００８６】
また、生体試料の検査に用いる場合には、例えば、光センサを内蔵するトランスポンダと、温度センサを内蔵するトランスポンダとを複数個用い、生物発光を測定すれば、ＤＮＡ、たんぱく質に関する同時刻の複数のデータが得られるので生体試料の検査結果の精度、及び信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】測定項目の値が時間により変化する場合を示す図。
【図２】ワイヤレスバイオ測定システムの構成を示す図。
【図３】リーダ／ライタの内部構成を示すブロック図。
【図４】トランスポンダの概略構成を示すブロック図。
【図５】チップ識別情報、センサ識別情報、統合識別情報の関係を示す図。
【図６】リーダ／ライタからトランスポンダに送信するコマンドとその動作説明図。
【図７】トランスポンダからリーダ／ライタへ返信するコマンドとその内容の一例を示す図。
【図８】リーダ／ライタとトランスポンダ間の測定動作の概略を示すラダーチャート。
【図９】リーダ／ライタ側の動作を示すフローチャート。
【図１０】トランスポンダの動作を示すフローチャート。
【図１１】生物発光によるＤＮＡ検出の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００８８】
２００…試験槽、２０１…溶液、２０２…コイルアンテナ、２０３…リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）、２０４…上位システム制御装置（ＳＹＳ＿ＣＴＬ）、３０１…無線通信回路（ＲＦＣＫＴ）、３０２…変調器（ＭＯＤ）、３０３…発振器（ＯＳＣ）、３０４…制御回路（Ｒ／Ｗ＿ＣＴＬ）、３０５…復調回路（ＤＥＭ）、４００…コイルアンテナ、４０１…整流回路（ＲＣＦＹ）、４０２…電源回路（ＰＷＳ）、４０３…変調器（ＭＯＤ）、４０４…復調回路（ＤＥＭ）、４０５…クロック生成回路（ＣＫＧＥＮ）、４０７…スロット生成部（ＳＬＴＧＥＮ）、４０８…統合識別情報（ＵＩＤ）、４０９…チップ識別情報（ＴＩＤ）、４１０…記憶回路（ＭＥＭ）、４１１…アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、４１２…センサ識別情報（ＳＩＤ）、４１３…センサ部（ＳＥＮＳ）、４１４…制御部（ＴＲ＿ＣＴＬ）、４１５…通信部（ＣＯＭ）、ｔ１〜ｔＮ…時間帯、ＴＮ…測定に必要な時間、ＴＲ，ＴＲ１〜ＴＲ３…トランスポンダ。
【図１】
0005308091.tif 000002
【図２】
0005308091.tif 000003
【図３】
0005308091.tif 000004
【図４】
0005308091.tif 000005
【図５】
0005308091.tif 000006
【図６】
0005308091.tif 000007
【図７】
0005308091.tif 000008
【図８】
0005308091.tif 000009
【図９】
0005308091.tif 000010
【図１０】
0005308091.tif 000011
【図１１】
0005308091.tif 000012