(57)【要約】【課題】電源の交換等を行う必要が無く、設置が容易で、確実に衝撃検出が可能な衝撃検出センサを提供する。【解決手段】衝撃検出センサ１０は、放射部３０とタグ主要部２０とを備える。放射部３０はミアンダ状の第１放射導体３２１Ａと第２放射導体３２１Ｂとが接続導体３２２で接続された形状からなる。タグ主要部２０は、接続導体３２２に容量結合する第１配線導体２２Ａと第２配線導体２２Ｂとを備える。ＲＦＩＣ４０、アンチヒューズ素子５０、および圧電素子６０は、第１配線導体２２Ａおよび第２配線導体２２Ｂの接続導体３２２と容量結合する端部と反対側の端部間に、それぞれ接続されている。この際、ＲＦＩＣ４０、アンチヒューズ素子５０、および圧電素子６０は、第１配線導体２２Ａと第２配線導体２２Ｂとの間に並列接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの質問信号を受けて応答信号を生成するＲＦＩＣと、
該ＲＦＩＣに接続し、前記質問信号の電波を受波するとともに、前記応答信号の電波を送信する放射導体と、
与えられた衝撃に応じた電圧を発生する圧電素子と、
該圧電素子の発する電圧によって、前記ＲＦＩＣと前記放射導体との電気的接続を切断するスイッチ手段と、
を備えた衝撃検出センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃検出センサであって、
前記放射導体は、それぞれが前記電波の略１／２波長の電気長からなる第１放射導体および第２放射導体からなり、
前記ＲＦＩＣの一対の信号入出力端子は、前記第１放射導体と前記第２放射導体との対向する一端にそれぞれ接続され、
前記スイッチ手段は前記第１放射導体に形成された切断部を介した両端の導体部に接続されたヒューズ素子であり、
前記圧電素子は前記ヒューズ素子に並列接続されている、衝撃検出センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の衝撃検出センサであって、
前記放射導体は、それぞれが前記電波の略１／２波長の電気長からなる第１放射導体および第２放射導体からなり、
前記ＲＦＩＣの一対の信号入出力端子は、前記第１放射導体と前記第２放射導体との対向する一端にそれぞれ接続され、
前記スイッチ手段は前記ＲＦＩＣに並列接続されたアンチヒューズ素子であり、
前記圧電素子は前記ヒューズ素子および前記ＲＦＩＣに並列接続されている、衝撃検出センサ。
【請求項４】
請求項２に記載の衝撃検出センサであって、
前記ヒューズ素子を着脱可能なソケット部品を備え、
該ソケット部品の一対の外部端子は、前記第１放射導体に形成された切断部を介した両端の導体部にそれぞれ接続されている、衝撃検出センサ。
【請求項５】
請求項３に記載の衝撃検出センサであって、
前記アンチヒューズ素子を着脱可能なソケット部品を備え、
該ソケット部品の一対の外部端子は、前記ＲＦＩＣの前記一対の信号入出力端子にそれぞれ接続されている、衝撃検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検出体に与えられた衝撃を検出する衝撃検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の衝撃検出センサが考案されている。衝撃検出センサは例えば防犯センサとして利用される。このようなセンサは、家屋等の窓ガラスに装着され、当該窓ガラスの破壊を検出し、警備会社等の外部へ通報するものである。例えば、特許文献１に記載では、複数の圧電センサ（ピエゾ素子）を直列に有線接続し、破損検出すべきガラス等に貼り付けている。複数の圧電センサは、有線により判定ユニットに接続されている。判定ユニットはポーリング通信により、各圧電センサの状態を検出し、ガラス等被検出体の破損を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４３８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、各圧電センサを有線接続するため、配線ケーブルを必要とするため、例えば既設の家屋に対して防犯システムを構築する場合、配線ケーブルが壁にむき出しになって見栄えがよくなかったり、配線ケーブルを壁に埋め込もうとすると大規模な設置工事を必要としてしまう。
【０００５】
また、検出信号を自発的に発信するセンサを各ガラスに備え付けることも可能であるが、発信処理のための電源を備えていなければならず、当該電源を用意したり、電源が切れた場合に交換しなければ衝撃検出センサとして機能させることができないという問題が生じてしまう。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、電源の交換等を行う必要が無く、設置が容易で、確実に衝撃検出が可能な衝撃検出センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の衝撃検出センサは、ＲＦＩＣ、放射導体、圧電素子、およびスイッチ手段を備える。ＲＦＩＣは、外部部からの質問信号を受けて応答信号を生成する。放射導体は、ＲＦＩＣに接続し、質問信号の電波を受波するとともに、応答信号の電波を送信する。圧電素子は、与えられた衝撃に応じた電圧を発生する。スイッチ手段は、該圧電素子の発する電圧によって、ＲＦＩＣと放射導体との電気的接続を切断する。
【０００８】
この構成では、衝撃検出センサに所定レベル以上の衝撃が加わると、圧電素子から出力される電圧によってスイッチ手段が作動し、ＲＦＩＣと放射導体と電気的接続が切断される。これにより、衝撃が加わらない状態では外部のリーダとＲＦＩＣとが通信でき、衝撃が加わるとリーダとＲＦＩＣとの通信が断絶する。この通信の断絶により衝撃の印加が検出される。
【０００９】
また、この発明の衝撃検出センサでは、次の構成を用いることができる。放射導体は、それぞれが電波の略１／２波長の電気長からなる第１放射導体および第２放射導体からなる。ＲＦＩＣの一対の信号入出力端子は、第１放射導体と第２放射導体との対向する一端にそれぞれ接続される。スイッチ手段は第１放射導体に形成された切断部を介した両端の導体部に接続されたヒューズ素子である。圧電素子はヒューズ素子に並列接続されている。
【００１０】
この構成では、衝撃が加わっていなければ第１放射導体および第２放射導体からＲＦＩＣに給電され、通信が可能になる。一方、衝撃が加わると、圧電素子の電圧によってヒューズが作動し、第１放射導体の一部が切断された状態となる。これにより、ＲＦＩＣに給電がなされず、通信が断絶された状態となる。
【００１１】
また、この発明の衝撃検出センサでは、次の構成を用いることができる。放射導体は、それぞれが電波の略１／２波長の電気長からなる第１放射導体および第２放射導体からなる。ＲＦＩＣの一対の信号入出力端子は、第１放射導体と第２放射導体との対向する一端にそれぞれ接続されている。スイッチ手段はＲＦＩＣに並列接続されたアンチヒューズ素子である。圧電素子はアンチヒューズ素子およびＲＦＩＣに並列接続されている。
【００１２】
この構成では、衝撃が加わっていなければ第１放射導体および第２放射導体からＲＦＩＣに給電され、通信が可能になる。一方、衝撃が加わると、圧電素子の電圧によってアンチヒューズ素子が作動し、第１放射導体と第２導体とが短絡する。これにより、ＲＦＩＣに給電がなされず、通信が断絶された状態となる。
【００１３】
また、この発明の衝撃検出センサでは、ヒューズ素子を着脱可能なソケット部品を備え、該ソケット部品の一対の外部端子が第１放射導体に形成された切断部を介した両端の導体部にそれぞれ接続されている構成であることが好ましい。
【００１４】
また、この発明の衝撃検出センサでは、アンチヒューズ素子を着脱可能なソケット部品を備え、該ソケット部品の一対の外部端子がＲＦＩＣの一対の信号入出力端子にそれぞれ接続されている構成であることが好ましい。
【００１５】
これらの構成では、ヒューズ素子やアンチヒューズ素子が作動しても、これらの素子を取り替えれば、再度、衝撃検出センサとして利用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、電源の交換等を行う必要が無く、設置が容易で、外部へ衝撃検出を確実に通知可能な衝撃検出センサを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る衝撃検出センサ１０の平面図および各部側面断面図である。
【図２】衝撃検出センサ１０のタグ主要部２０の外観斜視図である。
【図３】衝撃検出センサ１０のタグ主要部２０の平面図および引き回し電極パターン図である。
【図４】第１の実施形態に係る衝撃検出センサ１０のタグ主要部２０Ａの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１の実施形態に係る衝撃検出センサについて、図を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る衝撃検出センサ１０の平面図および各部側面断面図である。図２は衝撃検出センサ１０のタグ主要部２０の外観斜視図である。図３は衝撃検出センサ１０のタグ主要部２０の平面図および引き回し電極パターン図である。
【００１９】
衝撃センサ１０は、タグ主要部２０と放射部３０とから構成される。放射部３０は、ＰＥＴ等を材料とし、可撓性を有し長尺な平板形状からなる絶縁性シート３１を備える。絶縁シート３１の一方主面には、第１放射導体３２１Ａ、第２放射導体３２１Ｂ、接続導体３２２が形成されている。
【００２０】
第１放射導体３２１Ａ、第２放射導体３２１Ｂは、絶縁性シート４０の長手方向の端部に形成された平板導体と、該平板導体に一方端が接続したミアンダ状導体とでそれぞれ形成されている。第１放射導体３２１Ａ，第２放射導体３２１Ｂは、送受波する電波の略１／２波長の電気長で形成されている。第１放射導体３２１Ａのミアンダ状導体の他方端および第２放射導体３２１Ｂのミアンダ状導体の他方端は、接続導体３２２により接続されている。第１放射導体３２１Ａと第２放射導体３２１Ｂは、接続導体３２２の延びる方向の略中心を基準に、対象な形状で形成されている。
【００２１】
タグ主要部２０は、前記放射部３０と同様に絶縁性シート２１を備える。絶縁性シート２１の一方主面には、第１配線導体２２Ａ、第２配線導体２２Ｂが形成されている。第１配線導体２２Ａと第２配線導体２２Ｂとは、図３（Ｂ）に示すように、対称形からなり所定の間隔を置いて、当該間隔の中心ライン２００を基準として略線対称となるように配置されている。
【００２２】
第１配線導体２２Ａは、放射部３０の接続導体３２２に対して平行に延びる形状の第１配線部２２１Ａを備える。また、第１配線導体２２Ａは、放射部３０の接続導体３２２に対して平行に延びる形状からなり、接続導体３２２と平面視して部分的に重なる形状の第２配線部２２２Ａを備える。第１配線部２２１Ａおよび第２配線部２２２Ａの第２配線導体２２Ｂ側との反対側の端部は、これらに直交する方向に延びる形状の第３配線部２２３Ａによって接続されている。
【００２３】
第１配線部２２１Ａの第３配線部２２３Ａに接続する端部と反対側の端部から第３配線部２２３Ａ側に所定距離をおいた位置には、第４配線部２２４Ａが形成されている。第４配線部２２４Ａは、第１配線部２２１Ａに接続し、第１配線部２２１Ａに直交する方向へ延びる形状からなる。
【００２４】
第４配線部２２４Ａの第１配線部２２１Ａに接続する端部から所定距離の位置には、第５配線部２２５Ａが形成されている。第５配線部２２５Ａは、第１配線部２２１Ａに平行で、第４配線部２２４Ａに直交する方向へ延びる形状からなり、第２配線導体２２Ｂ側（中心ライン７００側）へ延びる形状からなる。
【００２５】
第４配線部２２４Ａの第１配線部２２１Ａに接続する端部と反対側の端部には、第６配線部２２６Ａが形成されている。第６配線部２２６Ａは、第１配線部２２１Ａおよび第５配線部２２５Ａに平行で、第４配線部２２４Ａに直交する方向へ延びる形状からなり、第２配線導体２２Ｂ側（中心ライン７００側）へ延びる形状からなる。
【００２６】
第２配線導体２２Ｂは、上述のように中心ライン７００に対して略線対称な形状からなり、第２配線導体２２Ｂの第１配線部２２１Ｂは、第１配線導体２２Ａの第１配線導体２２１Ａに対して、ＲＦＩＣ４０が実装可能な程度に間隔を空けて対向する。第２配線導体２２Ｂの第５配線部２２５Ｂは、第１配線導体２２Ａの第５配線導体２２５Ａに対して、ヒューズ素子５０を実装可能な程度に間隔を空けて対向する。第２配線導体２２Ｂの第６配線部２２６Ｂは、第１配線導体２２Ａの第６配線導体２２６Ａに対して、圧電素子６０を実装可能な程度に間隔を空けて対向する。
【００２７】
このような形状からなる第１配線導体２２Ａと第２配線導体２２Ｂに対してＲＦＩＣ４０、アンチヒューズ素子５０、および圧電素子６０が実装される。
【００２８】
ＲＦＩＣ４０は、一般的なＲＦＩＣ素子からなるため詳細な機能ブロック図は省略するが、ロジック回路、メモリ回路、チャージポンプ回路等を含む。ＲＦＩＣ４０は、質問信号（電力供給信号）の受信処理、電力供給信号による電力生成処理、応答信号の生成等、ＲＦＩＤシステムの通信信号による情報通信のための各種処理を実行するＩＣ素子である。
【００２９】
ＲＦＩＣ４０は、第１配線導体２２Ａの第１配線導体２２１Ａと第２配線導体２２Ｂの第１配線部２２１Ｂとの対向する両端の電極部に、一対の信号入出力端子を構成する各端子が実装されている。
【００３０】
アンチヒューズ素子５０は、所定電圧未満では一対の端子間が切断されており、所定電圧以上では一対の端子間が導通する素子である。アンチヒューズ素子５０は、第１配線導体２２Ａの第５配線導体２２５Ａと第２配線導体２２Ｂの第５配線部２２５Ｂとの対向する両端の電極部に、一対の端子を構成する各端子が実装されている。
【００３１】
圧電素子６０は、外部から受けた衝撃の大きさに応じた電圧を発生する素子である。圧電素子６０は、第１配線導体２２Ａの第６配線導体２２６Ａと第２配線導体２２Ｂの第６配線部２２６Ｂとの対向する両端の電極部に、一対の端子を構成する各端子が実装されている。
【００３２】
この構成により、第１配線導体２２Ａと第２配線導体２２Ｂとの間に、ＲＦＩＣ４０，アンチヒューズ素子５０、および圧電素子６０が並列接続された回路構成が実現される。
【００３３】
このような構成のタグ主要部２０は、絶縁性接着剤７０により放射部３０に固定される。この際、タグ主要部２０の他方面（導体非形成面）が放射部３０の一方面（導体形成面）側に当接するように固定される。
【００３４】
以上のような構成の衝撃検出センサ１０は、放射部３０の接続導体３２２と、タグ主要部２０の第１配線導体２２Ａおよび第２配線導体２２Ｂが容量結合しており、第１放射導体３２１Ａと第２放射導体３２１ＢとＲＦＩＣ４０との間で信号の伝送が可能になる。したがって、外部のリーダから送信され、第１放射導体３２１Ａと第２放射導体３２１Ｂで受波した質問信号は、ＲＦＩＣ４０へ供給される。逆に、ＲＦＩＣ４０で生成して発信した応答信号は、第１放射導体３２１Ａと第２放射導体３２１Ｂから外部へ、所定の指向性を持って送波され、リーダで受信される。
【００３５】
そして、このような衝撃検出センサ１０は、家屋の窓ガラス等に貼り付けることで、防犯センサとして機能させることができる。
【００３６】
（ｉ）衝撃を受けていない時（衝撃が閾値を超えない時）
衝撃を受けていない時、圧電素子６０には衝撃が加わらないため電圧が生じない。この場合、アンチヒューズ素子５０はオープン状態のままであり、第１放射導体３２１Ａ、第１配線導体２２Ａ、第２配線導体２２Ｂおよび第２放射導体３２１Ｂを介して、ＲＦＩＣ４０と外部のリーダとは、無線通信可能である。
【００３７】
（ｉｉ）所定の閾値以上の衝撃が加わった時
衝撃を受けて圧電素子６０が電圧を発生し、当該電圧がアンチヒューズ素子５０のスイッチする閾値を超えると、当該アンチヒューズ素子５０は導通する。これにより、第１配線導体２２Ａと第２配線導体２２Ｂとが短絡し、ＲＦＩＣ４０へ質問信号が伝送されず、電力供給が停止する。この結果、ＲＦＩＣ４０は通信不可能となる。
【００３８】
したがって、外部のリーダが定期的に質問信号を送信するようにすれば、応答信号が返ってくる間は衝撃を受けていないもしくは衝撃が閾値以下であり、応答信号が返ってこなくなれば衝撃を受けていることを検出できる。この結果、衝撃の有無で防犯検出を行うことができる。
【００３９】
次に、第２の実施形態に係る衝撃検出センサについて図を参照して説明する。図３は第２の実施形態に係る衝撃検出センサのタグ主要部２０Ａの平面図である。本実施形態の衝撃検出センサは、第１の実施形態に示した衝撃検出センサ１０に対して、放射部３０の形状は同じであり、アンチヒューズ素子５０に替えてヒューズ素子５０Ａを用いたものである。したがって、放射部３０の説明は省略し、タグ主要部２０Ａの構成のみを具体的に説明する。
【００４０】
タグ主要部２０Ａは、前記放射部３０と同様に絶縁性シート２１を備える。絶縁性シート２１の一方主面には、第１配線導体２２Ａ’、第２配線導体２２Ｃが形成されている。
【００４１】
第１配線導体２２Ａは、放射部３０の接続導体３２２に対して平行に延びる形状の第１配線部２２１Ａ’を備える。また、第１配線導体２２Ａは、放射部３０の接続導体３２２に対して平行に延びる形状からなり、接続導体３２２と平面視して部分的に重なる形状の第２配線部２２２Ａを備える。第１配線部２２１Ａおよび第２配線部２２２Ａの第２配線導体２２Ｂ側との反対側の端部は、これらに直交する方向に延びる形状の第３配線部２２３Ａによって接続されている。
【００４２】
第２配線導体２２Ｃは、放射部３０の接続導体３２２に対して平行に延びる形状で、途中に導体非形成部を有する第１配線部２２１Ｃを備える。第１配線部２２１Ｃは、第１配線導体２２Ａの第１配線導体２２１Ａに対して、ＲＦＩＣ４０が実装可能な程度に間隔を空けて対向する。
【００４３】
また、第２配線導体２２Ｃは、放射部３０の接続導体３２２に対して平行に延びる形状からなり、接続導体３２２と平面視して部分的に重なる形状の第２配線部２２２Ｃを備える。第１配線部２２１Ｃおよび第２配線部２２２Ｃの第１配線導体２２Ａ’側との反対側の端部は、これらに直交する方向に延びる形状の第３配線部２２３Ｃによって接続されている。
【００４４】
第２配線導体２２Ｃの第１配線部２２１Ｃは、導体非形成部の両端から所定距離の位置に、第４配線部２２４Ｃ，２２４Ｄが形成されている。
【００４５】
第４配線部２２４Ｃ，２２４Ｄは、第１配線部２２１Ｃに接続し、第１配線部２２１Ｃに直交する方向へ延びる形状からなる。
【００４６】
第４配線部２２４Ｃ，２２４Ｄの第１配線部２２１Ｃに接続する端部と反対側の端部には、第６配線部２２６Ｃ，２２６Ｄがそれぞれ形成されている。第６配線部２２６Ｃ，２２６Ｄは、第１配線部２２１Ｃに平行で、第４配線部２２４Ｃに直交する方向へ延びる形状からなり、互いに近接する方向へ延びる形状からなる。
【００４７】
ＲＦＩＣ４０は、第１配線導体２２Ａ’の第１配線導体２２１Ａ’と第２配線導体２２Ｃの第１配線部２２１Ｃとの対向する両端の電極部に、一対の信号入出力端子を構成する各端子が実装されている。
【００４８】
ヒューズ素子５０Ａは、第２配線導体２２Ｃの導体非形成部を挟む第１配線導体２２１Ｃの対向する両端の電極部に、一対の端子を構成する各端子が実装されている。
【００４９】
圧電素子６０は、外部から受けた衝撃の大きさに応じた電圧を発生する素子である。圧電素子６０は、第２配線導体２２Ｃの第６配線導体２２６Ｃ，２２６Ｄとの対向する両端の電極部に、一対の端子を構成する各端子が実装されている。
【００５０】
このようなタグ主要部２０Ａを備える衝撃検出センサでも、家屋の窓ガラス等に貼り付けることで、防犯センサとして機能させることができる。
【００５１】
（ｉ）衝撃を受けていない時（衝撃が閾値を超えない時）
衝撃を受けていない時、圧電素子６０には衝撃が加わらないため電圧が生じない。この場合、ヒューズ素子５０Ａは導通したままであり、第１放射導体３２１Ａ、第１配線導体２２Ａ、第２配線導体２２Ｂおよび第２放射導体３２１Ｂを介して、ＲＦＩＣ４０と外部のリーダとは、無線通信可能である。
【００５２】
（ｉｉ）所定の閾値以上の衝撃が加わった時
衝撃を受けて圧電素子６０が電圧を発生し、当該電圧がヒューズ素子５０Ａのスイッチする閾値を超えると、当該ヒューズ素子５０Ａは端子間がオープン状態になる。これにより、ＲＦＩＣ４０が第２放射導体３２１Ｂから切断されることになり、ＲＦＩＣ４０へ質問信号が伝送されず、電力供給が停止する。この結果、ＲＦＩＣ４０は通信不可能となる。
【００５３】
したがって、上述の第１の実施形態と同様に、外部のリーダが定期的に質問信号を送信するようにすれば、応答信号が返ってくる間は衝撃を受けていないもしくは衝撃が閾値以下であり、応答信号が返ってこなくなれば衝撃を受けていることを検出できる。この結果、衝撃の有無で防犯検出を行うことができる。
【００５４】
なお、上述の第２実施形態では、タグ主要部２０の第２配線導体２２Ｃの所定位置に、ヒューズ素子５０Ａと圧電素子６０との並列回路を接続する例を示したが、本実施形態の構成であれば、第２放射導体３２１Ｂや第１放射導体３２１Ａの所定位置にヒューズ素子５０Ａと圧電素子６０との並列回路を接続することも可能である。この場合、ヒューズ素子５０Ａの電気長を含めて、放射導体３２１Ｂや第１放射導体３２１Ａの電気長を設計すればよい。
【００５５】
また、上述の各実施形態では、アンチヒューズ素子５０およびヒューズ素子５０Ａを、直接、第１配線導体、第２配線導体に実装する例を示したが、ソケット部品を用いてこれらの素子を装着するようにしてもよい。ソケット部品とは、外部端子が第１配線導体や第２配線導体に実装され、当該ソケット部品にアンチヒューズ素子５０およびヒューズ素子５０Ａを装着すれば、これらアンチヒューズ素子５０およびヒューズ素子５０Ａを第１配線導体、第２配線導体に接続できる部品である。
【００５６】
このような構成を用いれば、衝撃を検出して、導通してしまったアンチヒューズ素子５０や、切断状態になったヒューズ素子５０Ａを取り替えるだけで、衝撃検出センサを再度利用することできる。
【００５７】
また、上述の各実施形態では、ＲＦＩＣ４０を配線導体に直接実装する例を示したが、ＲＦＩＣ４０に対してコイル状導体もしくはループ状導体からなる結合用導体を接続したＲＦＩＤ部品を用い、当該結合用導体と配線導体とが磁界結合するような構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０：衝撃検出センサ、２０，２０Ａ：タグ主要部、２１，３１：絶縁性シート、２２Ａ，２２Ａ’：第１配線導体、２２Ｂ，２２Ｃ：第２配線導体、３０：放射部、３２１Ａ：第１放射導体、３２１Ｂ：第２放射導体、３２２：接続導体、４０：ＲＦＩＣ、５０：アンチヒューズ素子、５０Ａ：ヒューズ素子、６０：圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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