(57)【要約】  ワイヤレス（例えば、近距離またはＲＦ）通信デバイス、および、それらを製造および使用する方法が開示されている。ワイヤレス通信デバイスは、受信部および／または送信部、その上にアンテナを有する基板、集積回路、および、１または複数の導通センサを含む。アンテナは、ワイヤレス信号を受信および／もしくは送信、または、ブロードキャストする。集積回路は、ワイヤレス信号、および／もしくは、それらからの情報を処理し、ならびに／または、ワイヤレス信号、および／もしくは、それらのための情報を生成する。導通センサは、パッケージまたは容器内の化学薬品または物質の存在を検知または判定され、従って、通信デバイスが配置される、または通信デバイスが固定または固着されるパッケージまたは容器の導通状態を検知または判定するように構成される。導通センサは、アンテナが電気的に接続される端子セットとは異なる集積回路の端子セットに電気的に接続される。
2018517954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信デバイスであって、
ａ）受信部および送信部のうちの少なくとも１つと、
ｂ）その上にアンテナを有する基板であって、前記アンテナは、第１ワイヤレス信号を受信すること、および、第２ワイヤレス信号を送信もしくはブロードキャストすることのうちの少なくとも１つを行う、基板と、
ｃ）（ｉ）前記第１ワイヤレス信号、および、それらからの情報のうちの少なくとも１つを処理すること、ならびに、（ｉｉ）前記第２ワイヤレス信号、および、それのための情報のうちの少なくとも１つを生成することのうちの少なくとも１つを行う集積回路であって、前記集積回路は、前記アンテナに電気的に接続されている第１セットの端子を有する、集積回路と、
ｄ）共通の基板または異なる基板上の１または複数の導電センサであって、前記１または複数の導電センサは、（ｉ）前記ワイヤレス通信デバイスが配置されている、または、前記ワイヤレス通信デバイスが固定もしくは固着されている、パッケージまたは容器中の材料の存在を検知または判定する化学センサ、および（ｉｉ）前記第１セットの端子と異なる前記集積回路の第２の端子に前記化学センサを電気的に接続するトレースを有する、１または複数の導通センサと
を備える、ワイヤレス通信デバイス。
【請求項２】
前記１または複数の導通センサは、前記パッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料を含むセクションをその中に有するトレースを有する、
請求項１に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項３】
前記１または複数の導通センサは、前記パッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料を含むゲートまたはベースを有するトランジスタを有する、
請求項１または２に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項４】
前記集積回路はさらに、前記第１セットの端子および第２セットの端子とは異なる第３セットの端子にて前記集積回路に電気的に接続される第２センサを有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項５】
前記集積回路はさらに、前記容器またはパッケージの導通状態に対応する値を格納する１または複数のビットを含むメモリを有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項６】
前記メモリは、前記容器またはパッケージの固有の識別コードを格納する複数のビットを含む、
請求項５に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項７】
１または複数の冗長導通センサをさらに備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項８】
前記基板は、ガラス、セラミック、誘電体およびプラスチックのうちの少なくとも１つのプレート、ディスクおよびシートのうちの少なくとも１つを有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載のワイヤレス通信デバイス。
【請求項９】
ａ）その間に境界を有する第１分離可能部分および第２分離可能部分と、
ｂ）前記パッケージまたは容器の前記第１分離可能部分および前記第２分離可能部分のうちの１つの上にあり、前記１または複数の導通センサは、境界近くにある、請求項１に記載のワイヤレス通信デバイスと
を備える、パッケージまたは容器。
【請求項１０】
前記１または複数の導通センサは、パッケージまたは容器中の化学薬品または物質の存在を判定する、
請求項９に記載のパッケージまたは容器。
【請求項１１】
前記パッケージまたは容器は、前記１または複数の導通センサが前記化学薬品または物質の前記存在を判定した場合に開いていると見なされ、前記パッケージまたは容器は、前記１または複数の導通センサが前記化学薬品または物質の前記存在を判定しなかった場合に密封されていると見なされる、
請求項１０に記載のパッケージまたは容器。
【請求項１２】
ワイヤレス通信デバイスを製造する方法であって、
ａ）第１基板上にアンテナを形成する段階であって、前記アンテナは、ワイヤレス信号を受信すること、および、送信またはブロードキャストすることのうちの少なくとも１つを行う、段階と、
ｂ）共通の基板または異なる基板上に１または複数の導通センサを形成する段階と、
ｃ）前記アンテナおよび前記１または複数の導通センサのうち少なくとも１つと共通の、または、前記アンテナおよび前記１または複数の導通センサの各々と異なる基板上に集積回路を形成する段階と、
ｄ）前記集積回路の第１セットの端子に前記アンテナを、前記集積回路の第２セットの端子に前記１または複数の導通センサを電気的に接続する段階と
を備える方法。
【請求項１３】
前記１または複数の導通センサ中にトレースを形成する段階であって、前記トレースは、パッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料をその中に含むセクションを有する、段階
をさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記集積回路を形成する段階は、前記集積回路の１または複数の層をプリントする段階を含む、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記集積回路を形成する段階はさらに、１または複数の薄膜処理技術によって、前記集積回路の複数の層を形成する段階と、任意に、前記集積回路の１または複数の追加層をプリントする段階とを有する、
請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記アンテナを形成する段階は、前記アンテナに対応するパターンで、前記第１基板上に金属インクをプリントする段階を含む、
請求項１２から１５のいずれか一項にに記載の方法。
【請求項１７】
前記集積回路を形成する段階はさらに、（ｉ）容器またはパッケージの導通状態に対応する値を格納する１または複数のビット、および（ｉｉ）前記容器またはパッケージ用の固有の識別コードを格納する複数のビットを含むメモリを形成する段階を有する、
請求項１２から１６のいずれか一項にに記載の方法。
【請求項１８】
開封されたパッケージまたは容器を検出する方法であって、
ａ）アンテナと、１または複数の導通センサと、前記アンテナおよび前記１または複数の導通センサの各々に電気的に接続されている集積回路とを備えるワイヤレス通信デバイスを前記パッケージまたは容器上に配置し、その結果、前記１または複数の導通センサのうちの少なくとも１つが前記パッケージまたは容器の第１および第２分離可能部分の間の境界の近くにある、段階と、
ｂ）前記集積回路および前記少なくとも１つの導通センサを使用して、前記パッケージまたは容器の導通状態を検知する段階と、
を含む方法。
【請求項１９】
前記１または複数の導通センサは、前記パッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料をその中に含むセクションを有するトレースを含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記パッケージまたは容器の導通状態は、前記１または複数の導通センサが前記パッケージまたは容器内の化学薬品または物質の存在を判定した場合、開封されており、前記パッケージまたは容器の導通状態は、前記１または複数の導通センサが前記化学薬品または物質の前記存在を判定しない場合、未開封または密封されている、
請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］  本願は、２０１５年４月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／１４６，１０５号に基づく利益を主張し、その全体が本明細書に説明されているのと同様に、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は概して、近距離通信および無線周波数通信の分野に関する。より具体的には、本発明の実施形態は、無線周波数（ＲＦおよび／またはＲＦＩＤ）、近距離通信（ＮＦＣ）、高周波数（ＨＦ）および極超短波（ＵＨＦ）のタグおよびデバイスであって、タグおよびデバイスのワイヤレス通信機能を維持しながら開封された、または損なわれた容器を検出するセンサベースの機構を備えた、タグおよびデバイス、ならびに、それらの製造方法および使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
偽造およびダイバージョン（認可された地域または流通業者以外での製品の販売を指し、「グレーマーケット活動」としても知られる）は、グローバルサプライチェーンおよびグローバルブランドに影響を及ぼしている２つの一般的な問題である。純正品の販売からの収入に損失が生じることは明らかであるが、それ以外にも、偽造品であることを知らない消費者が製品の品質または安全性を信用しなくなる場合、ブランドは偽造による悪影響を受ける。グレーマーケット活動の場合、ブランド企業は、純正品が流通されていないエリアにおける純正品の販売による収入を獲得し得るが、認可されていない販売によって、国および地域に固有の価格設定が損なわれ得る。加えて、意図された地域以外で製品が販売される場合、税務当局に適切に支払われないことがある。収入のこのような潜在的損失があるので、政府も利害関係者となっている。
【０００４】
製品の製造業者はしばしば、偽造およびダイバージョンを防ぐべく異なる技術に着手する。ホログラムは非常に一般的であり、実地で読み取ることができるが、偽造がますます容易になっている。高度な「フォレンジック」タイプの検証は一般的に、分析および検証のため、疑わしい製品を正式の試験所へ発送することを必要とし、そのことは、そのような方法がリアルタイムの実地での分析および意思決定に使用され得ないことを意味する。
【０００５】
実地における（例えば、税関検査にて、店舗にて、レストランにおける）信頼性を検証する能力を維持しながら、ホログラムの制約を克服し、セキュリティのレベルを強化するべく、薬剤、アルコール飲料および、場合によっては、タバコなどの高級製品、高級フレグランス、ならびに化粧品などの高級製品を含む特定製品の製造業者は、ＲＦＩＤタグを読取デバイスと組み合わせるワイヤレスソリューションに着目している。ＮＦＣ対応スマートフォン（２０１４年までに５億台使用され、２０１４年から２０１５年までに世界で１０億台販売）の広い利用可能性に起因して特に便利な１つの実装では、ＮＦＣ（１３．５６ＭＨｚ高周波（ＨＦ）ＲＦＩＤ）タグをＮＦＣ対応スマートフォンと組み合わせる。この実装でＮＦＣタグを配置する方式においては、保護製品を開封することで、ＮＦＣタグが壊れることがある。これは一般的に、何らかの方式でアンテナを断線することが原因である（例えば、コルクスクリュでアンテナをつつく、または、ねじぶたを有する容器を開封する最中に、アンテナをねじって断線する）。つまり、ＮＦＣタグのＩＤに基づいて保護商品を認証するクラウドサービスは、保護商品が開封された後では使用され得ない。
【０００６】
この「背景技術」の項は、背景技術の情報を提供することのみを目的として提供されている。この「背景技術」の項における記述は、この「背景技術」の項において開示される主題が、本開示の先行技術を構成することを認めるものではない。この背景技術の項のいかなる部分も、背景技術の項を含む、本出願のいずれかの部分が、本開示の先行技術を構成することを認めるように使用されてはならない。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、容器が開封された後にワイヤレス通信を行うタグおよびデバイスの能力をも維持する、容器外の環境にある容器（例えば、開封された、損傷された、あるいは損なわれた容器）の１または複数の内容物の存在を検出または検知するためのセンサベースの機構を有する近距離通信（ＮＦＣ）および無線周波数（ＲＦおよび／またはＲＦＩＤ）のタグおよびデバイスと、それらを製造および使用する方法に関する。例えば、パッケージが密封されているか、開封されているかを検出するための機構は、包装の断裂またはアンテナの破損によって判定されず、むしろ、（化学）センサによって判定される。特に、包装内部の製品の所与の物質または化学薬品への暴露に基づいて伝導性が大きくなる、または小さくなる材料により充填される、トレースの部分またはトレース内のオープンスペースが、センサを形成するために使用され得る。当該センサは、容器またはパッケージ内部の１または複数の内容物の閾値量または濃度の存在を判定することにより、ＮＦＣタグが取り付けられたパッケージが開封されたかどうかを検知または検出することができるものとされる。ＮＦＣセンサベースの検出において、トレースの導通（またはそれの欠如）は、タグのアンテナおよび集積回路（ＩＣ）部分から独立したセンサトリガ接続から判定され得る。本発明において、ＮＦＣ読み取り装置およびＩＣは、トレースの（化学物質ベースの）導通から独立して、アンテナと常時通信することができる。従って、容器の内部にあるように意図される１または複数の内容物（例えば、化学薬品、物質または材料）の容器のすぐ外の環境での検出は、開封された、または損傷された（例えば、破損またはひびの入った）容器を示し得る。
【０００８】
１つの態様において、本発明は、受信部および／または送信部、アンテナを自身の上に有する基板、集積回路、および、１または複数の導通センサを含むワイヤレス（例えば、近距離またはＲＦ）通信デバイスに関する。アンテナは、ワイヤレス信号を受信および／もしくは送信、または、ブロードキャストする。集積回路は（ｉ）ワイヤレス信号、および／もしくは、それらからの情報を処理し、ならびに／または、（ｉｉ）ワイヤレス信号、および／もしくは、それらのための情報を生成する。集積回路は、アンテナへ電気的に接続された、第１セットの端子を有する。導通センサは、アンテナと共通の基板または異なる基板上にある。導通センサは、ワイヤレス通信デバイスが配置される、またはワイヤレス通信デバイスが固定または固着される、パッケージまたは容器にある材料（例えば、化学薬品または物質）の存在を検知または判定する。従って、導通センサは、パッケージまたは容器の導通状態を検知または判定する。導通センサは、第１セットの端子とは異なる集積回路の第２セットの端子に電気的に接続される。
【０００９】
いくつかの実施形態において、導通センサは、パッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化する、コンダクタンスまたは抵抗率を有する材料をその中に含むセクションを有するトレースを含む。例えば、導通センサは、（ｉ）導通センサの少なくとも１つの端部に電気的に結合される高デジタル論理状態（または、そのような電圧を提供する電圧源）に対応する電圧、および（ｉｉ）少なくとも１つの導通センサのコンダクタンスまたは抵抗率が、パッケージもしくは容器内部の化学薬品または物質への暴露を示すように変化した場合、低論理状態に少なくとも１つの導通センサの出力ノードを駆動するプルダウン回路を含み得る。
【００１０】
いくつかの代替的な実施形態において、導通センサは、パッケージもしくは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料を含む、ゲートまたはベースを有するトランジスタを含む。例えば、導通センサは、（ｉ）トランジスタの第１ソース／ドレインまたはコレクタ／エミッタ端子に電気的に結合される高デジタル論理状態（または、そのような電圧を提供する電圧源）に対応する電圧、および（ｉｉ）ゲートまたはベースのコンダクタンスまたは抵抗率がパッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露を示すように変化した場合、低論理状態に導通センサの出力ノードを駆動するように構成される、トランジスタの第２ソース／ドレインまたはコレクタ／エミッタ端子に電気的に結合されるプルダウン回路を含み得る。いくつかの例において、プルダウン回路は、１つの端子でその１つの導通センサの出力ノードに、反対の端子で接地電圧に接続される抵抗器または抵抗配線トランジスタを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態において、集積回路はさらに、第２センサ、１または複数の冗長導通センサ、導通センサの出力を受信する閾値比較部および／またはメモリを含む。第２センサは、温度センサ、湿度センサ、電磁界センサ、電流、電圧および／または電力センサ、光センサ、あるいは、第２化学および／または導通センサを含み得、第１および第２セットの端子とは異なる第３セットの端子にて集積回路と電気的に接続され得る。メモリは、容器またはパッケージの導通状態、および／または閾値比較部の出力に対応する値を格納するように構成される１または複数のビットを含む。代替的または追加的に、メモリは、容器またはパッケージの固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビットを含み得る。
【００１２】
様々な実施形態において、集積回路は、１または複数のプリント層（例えば、複数のプリント層）、および／または、１または複数の薄膜（例えば、複数の薄膜）を含む。例えば、集積回路は、１または複数の薄膜および１または複数のプリント層を含み得る。代替的に、集積回路は、「全プリント」集積回路であり得るか、またはそれを含み得る。いくつかの例において、アンテナは、単一金属層から成る。
【００１３】
ワイヤレス通信デバイスは、近距離および／もしくは無線周波数通信デバイスであるか、またはそれを備え得、送信部、受信部もしくはその両方を含み得る。ワイヤレス通信デバイスが送信部を含む場合、送信部は変調部を含み得る。ワイヤレス通信デバイスが受信部を含む場合、受信部は、復調部を含み得る。
【００１４】
様々な実施形態において、基板は、ガラス、セラミック、誘電体および／またはプラスチックのプレート、ディスクおよび／またはシートを含み得る。代替的に、基板は、その上に拡散障壁層を有するフレキシブル金属箔と、拡散障壁層上に酸化層または他の電気絶縁体とを含み得る。
【００１５】
本発明はまた、パッケージまたは容器、およびワイヤレス通信デバイスを想定する。パッケージまたは容器は、その中に境界（例えば、第１および第２分離可能部分の間）を有する第１および第２分離可能部分を有し、ワイヤレス通信デバイスは、境界付近で、パッケージまたは容器の第１および第２分離可能部分のうちの１つの上にある。例えば、パッケージまたは容器の第１分離可能部分は、箱、トレイ、ボトル、容器またはジャーを含み得、第２分離可能部分は、箱、トレイ、ボトル、容器またはジャーに対応する、固着される、および／または、それと組み合わせられるように構成されるキャップ、シール材または蓋を含み得る。代替的に、パッケージまたは容器の第１および第２分離可能部分は、（例えば、包装テープまたは他のテープを用いて密封され得る）箱上の第１および第２フラップ、またはトレイもしくはカートン、および対応する蓋を含み得る。パッケージまたは容器の第１および第２分離可能部分はまた、フラップであり得、封筒または他の薄い、比較的平たい輸送容器の背部であり得る。集積回路、アンテナおよび１または複数のセンサは、パッケージまたは容器の第１分離可能部分に通常存在するが、それらはまた、パッケージまたは容器の第２分離可能部分に存在し得る。
【００１６】
一般に、導通センサは、パッケージまたは容器中の化学薬品または物質の存在を判定するように構成される。パッケージまたは容器は、導通センサが化学薬品または物質の存在を判定した場合に開封されていると見なされ、パッケージまたは容器は、導通センサが化学薬品または物質の存在を判定しなかった場合に密封されていると見なされる。
【００１７】
別の態様において、本発明は、ワイヤレス（例えば、近距離またはＲＦ）通信デバイスを製造する方法に関し、
第１基板上にアンテナを形成する工程と、
共通または異なる基板上に１または複数の導通センサ（例えば、本明細書に説明されるように）を形成する工程と、
アンテナおよび導通センサのうち少なくとも１つと共通の、または、アンテナおよび導通センサの各々と異なる基板上に集積回路を形成する工程と、
集積回路の第１セットの端子にアンテナを、集積回路の第２端子または第２セットの端子に導通センサを電気的に接続する工程と、
を含む。アンテナは、ワイヤレス信号を受信、および／もしくは、送信、または、ブロードキャストするように構成される。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイスは、近距離および／または無線周波数通信デバイスを含む。
【００１８】
さらなる実施形態において、方法は、導通センサにトレースを形成する工程をさらに含み得る。トレースは、パッケージもしくは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料をその中に含むセクションを有し得る。他の実施形態において、導通センサは、（ｉ）１つの導通センサの端部に電気的に結合される高デジタル論理状態（または、そのような電圧を提供する電圧源）に対応する電圧、および（ｉｉ）１つの導通センサのコンダクタンスまたは抵抗率がパッケージもしくは容器内部の化学薬品または物質への暴露を示すように変化した場合、低論理状態に１つの導通センサの出力ノードを駆動するプルダウン回路を含み得る。
【００１９】
代替的な実施形態において、方法は、導通センサのトランジスタを形成する工程をさらに含み得る。トランジスタは、パッケージもしくは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料を含むゲートまたはベースを有し得る。導通センサは、（ｉ）トランジスタの第１ソース／ドレインまたはコレクタ／エミッタ端子に電気的に結合される高デジタル論理状態（または、そのような電圧を提供する電圧源）に対応する電圧、および（ｉｉ）ゲートまたはベースのコンダクタンスまたは抵抗率がパッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露を示すように変化した場合、低論理状態に導通センサの出力ノードを駆動するように構成される、トランジスタの第２ソース／ドレインまたはコレクタ／エミッタ端子に電気的に結合されるプルダウン回路を含み得る。いくつかの実施形態において、プルダウン回路は、１つの端子で導通センサの出力ノードに、反対の端子で接地電圧に接続される抵抗器または抵抗配線トランジスタを含む。
【００２０】
いくつかの場合において、方法はさらに、１または複数の冗長導通センサを形成する工程を含み得る。いくつかの実施形態において、冗長導通センサは、導通センサとして同じ基板上に（および、同じ基板の同じ面または表面上に）形成され得る。
【００２１】
様々なさらなる、または代替的な実施形態において、集積回路を形成する工程は、集積回路の１または複数の層をプリントする工程を含み得る。例えば、方法は、集積回路の複数の層をプリントする工程を含み得る。代替的または追加的に、集積回路を形成する工程は、１または複数の薄膜処理技術によって集積回路の複数の層を形成する工程を含み得る。いくつかの例において、集積回路を形成する工程は、１または複数の薄膜処理技術によって集積回路の１または複数の層を形成する工程と、集積回路の１または複数の追加の層をプリントする工程を含み得る。
【００２２】
いくつかの実施形態において、アンテナを形成する工程は、第１基板上に単一金属層を形成する工程と、単一金属層をエッチングしてアンテナを形成する工程とから成る。代替的に、アンテナを形成する工程は、アンテナに対応するパターンで、第１基板上に金属インクをプリントする工程を含み得る。
【００２３】
さらなる実施形態において、ワイヤレス通信デバイスはさらに追加センサを含み、方法はさらに、追加センサを第１および第２セットの端子とは異なる集積回路上の第３セットの端子に電気的に接続する工程を含む。追加的または代替的に、集積回路はさらに、導通センサの１つの出力を受信する閾値比較部を備え得、方法はさらに、（例えば、本明細書に説明されるように、プリント処理および／または薄膜処理により）閾値比較部を形成する工程を含み得る。
【００２４】
様々な実施形態において、集積回路はさらに、容器またはパッケージの導通状態に対応する値を格納するように構成される１または複数のビットを含むメモリを含み、方法はさらに、（例えば、本明細書に説明されるように、プリント処理および／または薄膜処理により）メモリを形成する工程を含み得る。いくつかの例において、メモリはさらに、容器またはパッケージの固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビットを含む。例えば、メモリは、容器またはパッケージのための固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビットを含む、メモリの少なくとも１つの層をプリントすることにより形成され得る。
【００２５】
さらなる態様において、本発明は、開封された、または損なわれたパッケージまたは容器を検出する方法に関し、パッケージまたは容器が開封された場合、パッケージまたは容器内部の物質または化学薬品を検出すべく、導通センサが、パッケージまたは容器の第１および第２分離可能部分の間の境界に十分近いように、パッケージまたは容器上にアンテナ、１または複数の導通センサ、および集積回路を含むワイヤレス通信デバイスを配置する工程を含む。集積回路は、アンテナおよび導通センサの各々に電気的に接続される。方法はさらに、集積回路を用いて、物質または化学薬品が、パッケージまたは容器の外部に存在するかどうかを判定する工程を含む。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイスは、近距離および／または無線周波数通信デバイスを含む。一般に、導通センサは、パッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料をその中に含むセクションを有するトレースを含む。
【００２６】
開封された、もしくは損なわれたパッケージまたは容器を検出するための方法のいくつかの実施形態において、導通センサは、（ｉ）導通センサの１つの端部に電気的に結合される、高デジタル論理状態（または、そのような電圧を提供する電圧源）に対応する電圧、および（ｉｉ）１つの導通センサのコンダクタンスまたは抵抗率が、パッケージまたは容器の内部の化学薬品または物質への暴露を示すように変化した場合、低論理状態に１つの導通センサの出力ノードを駆動するプルダウン回路を含む。１つの例において、導通センサは、パッケージまたは容器の内部の化学薬品または物質への暴露に基づき変化するコンダクタンスまたは抵抗率を有する材料を含む、ゲートまたはベースを有するトランジスタを含む。代替的に、導通センサは、（ｉ）トランジスタの第１ソース／ドレインまたはコレクタ／エミッタ端子に電気的に結合される高デジタル論理状態（または、そのような電圧を提供する電圧源）に対応する電圧、および（ｉｉ）ゲートまたはベースのコンダクタンスまたは抵抗率がパッケージまたは容器内部の化学薬品または物質への暴露を示すように変化した場合、低論理状態に導通センサの出力ノードを駆動するように構成される、トランジスタの第２ソース／ドレインまたはコレクタ／エミッタ端子に電気的に結合されるプルダウン回路を含み得る。いくつかの実施形態において、プルダウン回路は、１つの端子でその１つの導通センサの出力ノードに、反対の端子で接地電圧に接続される抵抗器または抵抗配線トランジスタを含む。
【００２７】
開封された、または損なわれたパッケージまたは容器を検出する方法のいくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイスはさらに、１または複数の冗長導通センサを含む。代替的または追加的に、集積回路はさらに、（例えば、第１および第２セットの端子とは異なる第３セットの端子にて）集積回路に電気的に接続される追加センサを含み得る。
【００２８】
様々な実施形態において、集積回路は、１または複数のプリント層および／または複数の薄膜を含み得る。１つの例において、アンテナは単一金属層から成り、集積回路は、集積回路にアンテナの少なくとも２つの端部を電気的に接続するようにしてアンテナ上に配置され得る。
【００２９】
本発明の他の態様に関して、いくつかの実施形態において、集積回路はさらに、導通センサの出力を受信する閾値比較部を含む。追加的または代替的に、集積回路はさらに、容器もしくはパッケージの導通状態に対応する値を格納するように構成される１または複数のビット、および／または容器またはパッケージ用の固有の識別コードを格納するように構成される複数のビットを含むメモリを含み得る。メモリは、容器またはパッケージ用の固有の識別コードを格納するように構成される少なくとも１つのプリント層を含み得る。
【００３０】
開封された、または損なわれたパッケージまたは容器を検出する方法において、パッケージまたは容器の導通状態は、導通センサがパッケージまたは容器中の化学薬品または物質の存在を判定した場合に「開封」されたとしてもよい。追加的または代替的に、パッケージもしくは容器の導通状態は、導通センサが化学薬品または物質の存在を判定しない場合に「未開封」または「密封」されたとしてもよい。
【００３１】
その結果、本発明は、近距離通信およびＲＦのタグおよびデバイスの使用法および機能を拡大し得る。新規なタグおよびデバイスは、容器またはパッケージが開封された後で、容器またはパッケージ内の製品に関する情報を通信するべく、タグおよびデバイスの継続的使用と共に、開封されたまたは損なわれた、包装または密封した製品の検出を可能にする。本発明のこれらの利点、および他の利点は、以下の様々な実施形態の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の１または複数の実施形態による、タグが付いている容器が開封されたか、損なわれたかを検知するための導通センサ回路の例を有するＮＦＣ／ＲＦタグの例を示す。
【００３３】
【図２】本発明の１または複数の実施形態による、タグが付いている容器が開封されたか、損なわれたかを検知するための導通センサ回路の代替例を有するＮＦＣ／ＲＦタグの例を示す。
【００３４】
【図３】本発明のＮＦＣ／ＲＦタグで使用するための集積回路の例を示す。
【００３５】
【図４】本発明のＮＦＣ／ＲＦタグにおいて使用に適した集積回路およびセンサの代替例を示す。
【００３６】
【図５】本発明の使用に適した複数のセンサを有する、さらなる代替的なワイヤレスタグを示す。
【００３７】
【図６】本発明のデバイスおよび方法が使用され得る通信ネットワークの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
これより、本発明の様々な実施形態を詳細に参照する。それらの例は、添付の図面に示されている。本発明は、以下の実施形態と併せて説明されるが、それらの説明は、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図されないことが理解されよう。むしろ、本発明は、本発明の思想および範囲内に含まれ得る、代替物、修正、均等物を包含することが意図されている。さらに、本発明の徹底的な理解を提供するべく、以下の詳細な説明において、多くの具体的な詳細が説明されている。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくても本発明が実施され得ることは、当業者にとって、容易に明らかとなるであろう。他の場合において、本発明の態様を不必要に曖昧化しないように、公知の方法、手順、コンポーネント、および材料は、詳細に説明されていない。
【００３９】
本発明の実施形態の技術的提案は、以下の実施形態における図面と併せて、十分かつ明確に説明されるであろう。説明は、本発明をこれらの実施形態に限定することを意図されないことが理解されよう。説明されている本発明の実施形態に基づいて、他の実施形態が、本発明に与えられる法的保護の範囲内で、創造的な貢献なく当業者によって達成され得る。
【００４０】
さらに、本文書において開示されている、全ての特性、手段、またはプロセスは、相互排他的な特性、および／または、プロセスを除き、任意の手法、および、可能な任意の組み合わせで、組み合わせることができる。別段の規定が無い限り、本明細書、特許請求の範囲、要約、および図面において開示されている何らかの特性は、他の均等な特性、または、同様の目標、目的、および／または機能を有する特性によって、置き換えることができる。
【００４１】
本発明は、保護製品が開封された後、ＮＦＣタグが読み取ることができないという、従来のソリューションの問題を解決する。本発明は、（１）保護製品の開封前の（例えば、未開封であったことを検証すること）、および（２）保護製品の開封後のＮＦＣタグの読み取りを可能にする。本発明は、保護製品の開封後にタグを読み取ることにより、製品が開封されたことが検出されたときに、異なるＮＦＣユーザエクスペリエンスを引き起こし得る。製品の製造業者、流通業者、再販売業者、および消費者は全て、例えば、製品回収通知にアクセスし、製品の使用説明およびマーケティング情報を読み取り、サポートもしくは保証サービスに容易に連絡し、製品を再注文、もしくは、関連する消耗品もしくはアクセサリを注文すべく、開封後にタグを読み取る機能に関心を持っている。
【００４２】
本発明は、（通常、固有ＩＤとしての）ＲＯＭビットおよび１または複数のセンサビットの組み合わせを使用し得、化学センサの状態を検知すること、および／または化学センサによって作り出された、または破損された電気的な接続を容器の状態として検知すること、および／または「バーコード」形式を検知することを想定する。ＮＦＣ対応のスマートフォンまたは他の読み取りデバイスによって読み取られる場合、センサデータに割り当てられたＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグのメモリビットは、パッケージが無傷か破損されているかどうかを示すだろう。  ［ワイヤレス（例えばＮＦＣおよび／またはＲＦ）デバイスの例］
【００４３】
図１は、本発明による近距離通信（ＮＦＣ）および／またはＲＦデバイス１００（例えばＮＦＣタグ）の例を示す。デバイスは一般に、基板（図示せず）、集積回路（ＩＣ）１１０、ＩＣと連絡するアンテナ１２０、および、独立してＩＣ１１０と連絡する１または複数のセンサ１３０を備える。任意で、ＮＦＣデバイス１００はまた、独立してＩＣ１１０と連絡する１または複数の冗長センサも備え得る。この構造および／またはデバイスアーキテクチャはまた、ＲＦＩＤタグなどの無線周波数（ＲＦ）デバイス、ロール読み取り装置、超短波（ＶＨＦ）デバイス、極超短波（ＵＨＦ）デバイスなどの高周波（ＨＦ）デバイスなどに適用可能である。
【００４４】
図３は、図１のＩＣ１１０としての使用に適したＩＣ２００の例を示し、それは、１または複数のセンサ２１０と、センサ２１０から情報（例えば、信号）を受信する閾値比較部２２０と、閾値比較部２２０の出力を受信するパルスドライバ２４０と、パルスドライバ２４０からのセンサデータを格納するためのメモリ２６０と、メモリ２６０からデータを読み取るための１または複数のビット線（ＢＬ）２７２と、ビット線上の信号をデジタル信号へ変換する１または複数の検知増幅部（ＳＡ）２７４と、検知増幅部２７４からのデータを一時的に格納するための１または複数のラッチ２７６と、デバイス（例えば、図１のワイヤレス通信デバイス１００）からデータ（識別コードを含む）出力するように構成された送信部（例えば、変調部）２９０とを含み得る。また、図３の例示的なＩＣ２００は、ＩＣ２００において特定の動作のタイミングを制御するためのタイミング信号（例えばＣＬＫ）を提供するように構成されたクロック回路２５０と、メモリ読み取り動作のタイミングを制御するメモリタイミング制御ブロックまたは回路２７０とを含む。変調部２９０はまた、クロック回路２７０からのタイミング信号（ＣＬＫ）、または、速度を落とした、もしくは速度を上げた、それらの変形を受信する。例示的なＩＣ２００はまた、直流信号（例えばＶＣＣ）をＩＣ２００内の様々な回路および／または回路ブロックへ提供する、電源ブロックまたは回路２８０を含む。メモリ２６０はまた、識別コードを含み得る。識別コードを含むメモリ２６０の一部は、プリントされ得る。ＩＣ２００はさらに、受信部（例えば復調部）、１または複数の整流部（例えば、整流ダイオード、１または複数のハーフブリッジもしくはフルブリッジ整流部など）、１または複数の同調もしくは蓄積コンデンサなどを含み得る。変調部２９０および電源２８０における端子は、アンテナの端部（例えば、コイル１およびコイル２にて）と接続される。
【００４５】
図１に示される本発明の導通センサ１３０は、センサ材料１３２およびリーカ（ｌｅａｋｅｒ）回路１３４を含む。図１に示されるように、人は単純に、センサブロック１３０において高デジタル論理状態に対応する電圧（例えば、上部電源レール［ＶＣＣ］または高電圧に接続される他の回路素子）にセンサ１３２を接続し得、ならびにセンサ材料１３２がＩＣ１１０に高電圧を電気的に接続しない場合、論理低状態にＩＣ１１０に対する入力ノード１３５を駆動する（弱）プルダウンまたはリーカ回路１３４にセンサ１３２を接続し得る。プルダウンまたはリーカ回路１３４は、反対の端子でグランド電圧に接続されている、抵抗器、または抵抗配線トランジスタであり得る。そのような設計においては、メモリビットは必要なく、任意で閾値比較部も必要ない。しかしながら、メモリ２６０および閾値比較部２２０（図３）は、追加センサ、識別コードなどを含む実施形態に役立ち得る。
【００４６】
図１に示されるように、本発明のタグにおけるセンサ１３２は、パッケージまたは容器内部の所与の成分または物質への暴露に基づき、伝導性が大きくなる、または小さくなる材料で満たされているトレース中のオープンスペースであり得、またはそれを表し得る。同様な技術が、アンテナを有効または無効にすべく、特定のワイヤレスタグに対して使用されるが、１つの状態は常に、読み取り不能（すなわち、アンテナが無効にされた場合）という結果となる。センサ材料（例えば、図２の１３６）をトレースに移動することにより、２またはそれ以上の有効状態を可能にする。いくつかの実施形態において、トランジスタ（例えば、１つのソース／ドレインまたはエミッタ／コレクタ端子でのセンサ出力およびゲートまたはベースでの「センサイネーブル」信号を受信する、あるいは、ダイオード配線され得、ソース／ドレインまたはエミッタ／コレクタ端子と、ゲートまたはベースとの両方にてセンサ信号を受信し得る）は、ＩＣ１１０にセンサからの信号を変調し得る。
【００４７】
そのような場合におけるセンサ材料１３６は、電解質（例えば、電解質により吸収される水分または水蒸気に暴露された場合にその伝導性が増大する乾燥ゲル電解質）であり得る。「暴露」状態に対する閾値は、（例えば、トレースの寸法、その伝導性が化学薬品への暴露の関数として変化する材料の比率、リーカ回路１３４を横切る電流などを用いて）経験的に決定され得る。いくつかの実施形態において、センサ材料１３６のコンダクタンスは、水、一酸化炭素などの特定の気体または化学薬品に対して非線形に変化する。ＮＦＣまたは他のワイヤレスタグの上／中にあるセンサ材料１３６は、物品の環境化学物質への「暴露／非暴露」状態を決定すべく、外部環境に暴露される必要がある。環境化学物質が密封された物品内部にも含まれる化学物質であり、化学物質の濃度が物品を取り巻く環境にて自然に見つけられるものよりも大きい場合であって、センサ材料１３６のコンダクタンスが変化する場合に、人は、センサ材料１３６のコンダクタンスの変化が、物品を開封したか、あるいは封を切ることににより引き起こされたと結論づけ得る。
【００４８】
図２に示されるように、コンダクタンスなどの材料パラメータが少なくとも１つの環境条件（例えば、湿度、温度、化学物質（例えば、気体または液体））の有無に依存するトランジスタ１３８などの非線形素子はまた、ＩＣ１１０に入力される信号の値を制御するか、またはそれに影響を及ぼすようにセンサ１３２において使用され得る。様々な例において、センサ１３２は、非線形トランジスタ（その閾値電圧または伝導性が、化学物質の吸収によって（例えば、それのゲート材料において）変化する）、化学センサ（その抵抗が化学物質の吸収によって変化する）、膜センサまたは微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースセンサなどを含み得る。
【００４９】
その閾値電圧または伝導性が、化学物質の吸収によって変化する非線形トランジスタの例は、湿潤状態と比較して乾燥状態において大きな信号スイングに導くゲートに電解質を有するトランジスタである。ゲートがそのような電解質を含む場合、フィールドの大部分または実質的に全ては、（乾燥状態下で誘電体として機能する）電解質上にあり、従って、ゲート中のそのような電解質を含むｎ−ＴＦＴは、たとえ「オン」状態に対応する電圧がゲートに印加された場合でも、「オフ」状態にある。湿潤状態下では、電解質が伝導し、フィールドがゲート誘電体上に存在し、ｎ−ＴＦＴは、「オン」電圧の印加によってオンとなる。１つの例において、（例えば、バッテリ用途に適する）乾燥リチウム高分子電解質が、そのようなトランジスタのゲートとして（例えば、ロールツーロール［Ｒ２Ｒ］対応のプリント方法を用いて）プリントされ得る。センサ１３２またはセンサ材料１３６は、液体（例えば、水）を含む容器のキャップ、栓、コルク栓または他のシールの近くに配置され、シールが切られた後、電解質が液体（例えば、水分または水蒸気）を吸収することとなる。１つの実施形態において、容器の開封は、少量の液体（例えば、電解質のコンダクタンス状態を変化するのに十分な量）をセンサ１３２またはセンサ材料１３６に流し込むまたは向けるように設計され得る。センサ１３２またはセンサ材料１３６は、そのコンダクタンス状態または値（例えば、その抵抗率）を変化させるのに十分な液体を吸収した場合、トランジスタ１３８は伝導する（少なくとも、伝導し始める）こととなり、センサ１３２からの出力信号の状態または値は変化するだろう。ゲートの組成、形状および寸法は、トランジスタのオン／オフ切り替えに対して最適化され得る。代替的な実施形態において、リチウムは、亜鉛イオンで取り替えられ得、および／または電解質は、バッテリ用途に適する別の電解質であり得る（例えば、参照によって関連部分が本明細書に組み込まれた２０１２年３月２２日に公開された国際公開番号ＷＯ  ２０１２／０３７１７１および／または米国特許出願公開第２０１３／０２８０５７９号を参照）。
【００５０】
その閾値電圧または伝導性が化学物質の吸収によって変化するトランジスタの別の例は、ＩＳＦＥＴ（イオン選択電界効果トランジスタ）である。その抵抗が化学物質の吸収によって変化する化学センサの例は、ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、ならびに、水蒸気感応性のハイドロゲルおよび／または乾燥ゲル、および／または分析物検知蛍光体またはエレクトロホア（例えば、アルコール検知蛍光体）を含む物理マトリックスを含む。その抵抗またはコンダクタンスが化学物質の吸収によって変化する化学センサより具体的な例は、
・ゾルゲル膜中の分析物検知蛍光体、
・抵抗ガスセンサおよびケミレジスタ、
・そのコンダクタンス状態が閾値濃度を超えるガスの存在によって変化し、かつ１または複数の半導体を含み得る、例えば、電界効果デバイス（ＦＥＤ）イオン半導体、ＦＥＤガス半導体およびショットキーダイオードなどの半導体およびＦＥＤデバイス、
・例えば、金属、炭素、高分子（例えば、乾燥リチウム）および無機ナノファイバなどのナノ材料、および、
磁気または半導電性ナノ材料、
を含む。
【００５１】
本発明で使用する、特に有用な電解質は、高分子電解質（すなわち、溶媒和ポリマーマトリックスにおいて解離される塩を含む電解質）を含む。ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）は、特にプロトンおよび他の小さなカチオンに対して良好なイオン導体であり、この理由により、高分子電解質においてしばしば使用される。ポリマーは、イオンを伝導または運搬することができるが、それ自体は伝導性がなく、それで塩の形をしたイオン（例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４））が通常、加えられる。しかしながら、いくつかの電解質材料は、吸湿性（例えば、ＰＥＯ）であり得、それにより吸収性電解質材料により吸収される周囲からの水分が、（例えば、Ｈ３Ｏ＋およびＯＨ−イオンへ）解離して、（イオン）伝導性に寄与し得る。吸収された水はまた、高分子電解質のイオン移動性、従ってイオン伝導性に影響を及ぼし得る。
【００５２】
本発明において使用に適する他の電解質は、他の高分子電解質を含む。高分子電解質は、繰り返し単位のイオン基を有する高分子または疑似高分子材料であり、このことはイオンの１つが高分子鎖に結合され（すなわち、可動ではなく）、カウンタイオンは自由に動ける（すなわち、可動である）ことを意味する。高分子電解質は、高分子カチオンおよび高分子アニオンを含み、それらにおいて、可動イオンはそれぞれ、アニオン（−）またはカチオン（＋）である。これらのタイプの材料は、通常、吸湿性である。通常、それらは、解離すべく可動イオンの移動性を可能にする水または別の溶媒を必要とする。その結果、それらは、湿気または水分検知用途で使用する良い候補である。
【００５３】
高分子電解質が乾燥した場合、それらはほとんど可動性のないイオン（低移動性を有する場合もあり得る）を含む。材料の（イオン）抵抗は、比較的高い。含水量が増加した場合、より多くのイオンが可動状態になり、これらのイオンの移動性も通常増大する。言い換えれば、イオン伝導性は、増加する。他方では、高分子電解質は、それが乾燥している場合、しばしば伝導性がある。しかしながら、可動電荷キャリア（イオン）の数およびイオンの移動性が含水量の増大と共に潜在的に増大し得、従って水分吸収によってイオン伝導性の増大をももたらす。イオン伝導性の変化は、以下に説明されるように、様々な方法にて使用され得る。  ［ブロッキング電極を有するコンデンサ］
【００５４】
高分子電解質は、２つのブロッキング電極間に挟まれ、電気化学反応が発生するのを防止するように構成される（すなわち、ファラデー反応は無視してよい、または可能ではない）、コンデンサ構造における絶縁層として使用され得る。乾燥した場合、高分子電解質は主として、層の厚さに比例したキャパシタンスを有する通常の無イオンの誘電体として作用するだろう。従って、電解質にわたって印加される電位は、電解質層内部に大体、均一な電場を生成するであろう。しかしながら、湿った場合、イオンは再分布し、電極における補償電荷と共に、高分子電解質電極の境界に電気的二重層を形成する。印加電位の大部分は、境界でのこれらの比較的薄い二重層にわたって降下するだろう。その結果、キャパシタンスは、非常に高くなり、実質的に厚さ独立となるであろう。キャパシタンスの変化は、数桁の大きさまで高くなり得る。電解質層のイオン伝導性は、デバイスにわたって電圧を印加または変化した後、コンデンサがどのくらい速く充電するであろうかに影響を及ぼす。イオン伝導性がより高くなるほど、コンデンサはより速く（完全に）充電された状態になる。電解質は、デバイスにわたり電圧を印加した直後に通常の誘電体として作用する。すなわち、電極上の電荷が変化し、電場が電解質内部に誘導される。次に、電場はイオンを再分布させ、結局は、電解質電極の境界にて電気的二重層を構築することにより電極をさらに充電する。このイオン緩和が起こった後、電場は境界にて高いが、電荷中性の電解質バルクにおいて比較的小さい。従って、コンデンサの動作は、印加電圧の周波数に依存する。コンデンサは、高周波数にて低キャパシタンスを有する誘電体コンデンサとして、および低周波数にて高キャパシタンスを有する電解質コンデンサとして動作する。電解質のイオン伝導性が、これらの２つの状態間の移行が起こる周波数範囲を決定する。従って、電解質中の含水量は、コンデンサの周波数応答に影響を及ぼし得る。  ［電気化学的にアクティブな電極を有するコンデンサ］
【００５５】
（例えば、解離した水であり得る）電解質中のイオンと電気化学的に反応し得る両側の電極を有するコンデンサ構造において、絶縁層として使用される高分子電解質は、デバイスに少し異なる方式にて動作させるだろう。電解質が乾燥している場合、デバイスは、非常に高いＤＣ抵抗を有する通常のコンデンサとして本質的に動作するであろう。電解質が湿っている、または（液体または蒸気の形態において）十分な水分を吸収している場合、電解質層のキャパシタンスを増大する電気的二重層が形成されるが、電極の境界での電気化学反応は、電解質層のＤＣ抵抗を低減する。そのようなデバイスは、湿度依存の抵抗器として使用され得る。  ［トランジスタにおけるゲート絶縁体］
【００５６】
高分子電解質はまた、電界効果トランジスタ、電気化学トランジスタにおけるゲート絶縁体材料として使用され得る。高分子電解質の含水量の関数としてのゲート絶縁体のキャパシタンスの変化は、（所与の電圧にて）ドレイン電流に著しい影響を及ぼす。理想的には、トランジスタは、この構成が動作するのに適した閾値電圧を有する。そのようなデバイスはまた、可変抵抗器として使用され得る。電解質コンデンサについてと同じように、電解質中の含水量は、トランジスタの周波数応答に影響を及ぼし得る。
【００５７】
例えば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳＡ／ＰＳＳＨ／ＰＳＳ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリビニルホスホン酸（ＰＶＰＡ）およびそれらのコポリマなどのポリアニオン系の高分子電解質は、良い結果を伴って有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）において使用され得る。そのような高分子電解質は十分吸湿性であり、それらが、低い相対湿度でさえ、高レベルにイオン伝導性（またはキャパシタンス）を保つのに十分な水分を保持することが考えられる。しかしながら、高分子電解質は、特定の状況下で完全に乾いて、イオン伝導性を低減する場合がある。例えば、実験は、（周囲の含気環境とは対照的に）乾燥窒素を用いたエアフロー中に配置された、ポリ（ビニルホスホン酸−アクリル酸）コポリマ（Ｐ［ＶＰＡ−ＡＡ］）高分子電解質を含むＯＴＦＴが、周囲の含気環境における同じＯＴＦＴと比較して、ドレイン電流が劇的に低下する結果となることを証明した。
【００５８】
図３を参照すると、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグ２００内のメモリ２６０は、固定数のビットを含み得る。いくつかの実装において、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグ２００内のメモリ２６０は、ｍを正の整数、ｎを少なくとも３の整数として、ｍ×２ｎビット（例えば、２４、３２、４８、６４、１２８、２５６、または、それより多くのビット）を含み得る。いくつかのビットは、フォーマットの識別、および、データ完全性（ＣＲＣ）のチェックのため、オーバーヘッド（非ペイロード）データに割り当てられる。デバイス２００のペイロードは、残りのビットを消費する。例えば、ペイロードは最大で（ｍ−ｐ）×２ｎビットであり得る。ここで、ｐは、ｍより小さい正の整数である（例えば、ｍ×２ｎ＝１２８ビットの場合は９６ビットであり、ｍ×２ｎ＝２５６ビットの場合は最大２２４ビットである）。
【００５９】
ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグ２００のペイロードは、可変量の固定ＲＯＭビット（常にではないが、一般的に、固有の識別番号として使用される）に割り当てられ得る。ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグ２００の製造において、プリントの方法が使用される場合、ＲＯＭビットは永久的に符号化され、電気的に修正できない。固定ＲＯＭビットとして割り当てられない任意のペイロードビットは、動的センサビットとして割り当てられ得る。これらのセンサビットは、検知された入力に基づいて、値を変更し得る。ＲＯＭおよびセンサビットの間の異なる分割または割り当ては一般的に、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグメモリ２６０の最初の２ｎビット（または、ｑをｎより小さい正の整数として、２ｎ−ｑビット（例えば、ｍ×２ｎ＝１２８または２５６の場合、１６ビット））内にある非ペイロードまたは「オーバーヘッド」ビットの一部である、データフォーマットビットによって示される。
【００６０】
ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグ２００ならびにメモリ２６０においてどのようにして検知が実装されるかについての１つの例は、周囲環境が密封パッケージ中に化学物質を含むが、これが密封パッケージを開封時または切った時に周囲環境へと解放され得る（例えば、水分、アルコールなどの）化学物質を含む場合に検出する化学センサ２１０を伴う。そのようなイベント時には、センサ２１０は、化学物質の存在を反映すべく状態を変化する。ＲＯＭ  ＩＤビットは変化しないが、データ完全性ビット（例えば、ＣＲＣ）は、センサ２１０の状態を反映するように更新され得る。これは、保護容器が開封された、あるいは損なわれたことを読み取り装置（例えば、ＮＦＣスマートフォンなど）に示す。
【００６１】
本出願において、導通検知は一般的に、容器が開封されたか、または損なわれたか、あるいは未開封状態（例えば、工場で密封された状態）を維持しているかを検知または判定する能力および／または機能を指す。１つの実施形態において、導通検知は、図１に示されるように、１または複数のセンサ１３０を使用して実装される。図１に例示されるように、本発明のＮＦＣ／ＲＦタグ１００は、ＩＣ１１０、アンテナ１２０およびセンサ１３０の３つの部分を含み得る。ＩＣ１１０およびアンテナ１２０を含むタグの部分は、保護製品および／またはパッケージ／ラベル上のどこかにあり得る。センサ１３０は、ＩＣ１１０およびアンテナ１２０と、保護製品および／またはパッケージラベルの同一部分上にあるが、センサ１３０は通常、パッケージまたは容器の密封および／または開封部位に比較的近い。
【００６２】
例えば、特定の医薬品において、容器、ボトルまたはジャーは、液体または蒸気形態の薬品を含み得る。センサ１３２を含むタグの一部は、容器、ボトルまたはジャー上のＩＣ１１０から安全キャップまたはシールの方に延在し、それにより安全キャップが除去された、またはシールが破損された場合、液体または蒸気の存在を検知する位置にある。キャップが除去された場合、センサ１３２は直近の環境にある液体または蒸気の存在を検出し、導通センサ１３０および／またはＩＣ１１０は、容器についての開封状態を検知または判定する。
【００６３】
ブリスターパックにおいては、個別のセンサは、センサおよびＩＣがどの区画が開封されたか（および、いくつかの実施形態において、開封された各区画はいつ開封されたか）を判定できるように、（通常は開封されない、および、個別の区画を密封するホイルまたはプラスチックフィルムが通常容易に除去されない、ブリスターパックの領域内にあり得る）ＩＣから、それぞれの区画の各々の方に延在し得る。箱入りの製品において、ＮＦＣ／ＲＦタグを含むラベルまたはテープは、箱を閉じて密封するように合わされてテープ付けされる２つのフラップ間の境界近く、または蓋およびトレイ間の境界近くに配置され得、それによりセンサは境界の近くにある。箱を開封することにより、センサをその中の化学物質を暴露し、容器のための異なる導通状態が検出され得る。同様のアプローチおよび／または技術は、多くの異なるタイプの製品容器（例えば、ジュエリー、腕時計などのためのヒンジ式の蓋が付いた箱と、アルコール用ボトルと、タバコパッケージと、紐、フィラメント、または他の頑丈な材料の条片などを引くことで開封できる、翌日配達封筒などの出荷パッケージ）に適用され得る。
【００６４】
本発明のＮＦＣ／ＲＦタグは、１または複数の追加および／または冗長センサ（すなわち、導通センサに加えて）を含み得る。冗長センサは、導通センサと共に「ＡＮＤ」型関数（例えば、ＩＣおよびセンサは、センサおよび冗長センサの全てが状態を変化した場合にのみ、容器が開封されたことを検知する）において、または、センサと共に「ＯＲ」型関数（例えば、ＩＣおよびセンサは、センサおよび冗長センサのいずれかが状態を変化した場合に、容器が開封されたことを検知する）において、使用され得る。代替的に、センサおよび冗長センサは、センサおよび冗長センサの１または複数が状態を変化させた場合に、およびセンサおよび冗長センサの１または複数が状態を変化させなかった場合に、１または複数の「部分的に開封された」導通状態を提供することができる。当業者は、そのような機能および／または能力のためのロジックおよびアプリケーションを容易に導き出すことができ、冗長センサおよび／または追加センサ（追加センサが、導通センサによって検知される化学物質以外の化学物質を検知するための湿度センサ、温度センサ、電磁界センサもしくは化学センサである、またはそれを含む場合）は、導通センサと同じ様式および／または全体構造にて製造され得る。
【００６５】
当然、本発明のＮＦＣ／ＲＦタグにおけるＩＣ１１０は、導通センサ１３０に加えて、１または複数のセンサを含み得る。例えば、ＩＣ１１０はさらに、１または複数の温度センサ、（例えば、導通センサから独立したパッケージ環境の湿度レベルをテストするための）湿度センサ、電磁場センサ、電流／電圧／電力センサ、光センサ、または他の化学センサ（例えば、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、二酸化硫黄および／または三酸化硫黄、オゾン、または、１または複数の毒物などのための）を含み得る。また、本発明のＩＣ１１０は、当技術分野において公知であるように、図３のクロック回路２５０および１または複数の（リアルタイムクロックの基礎であり得る）カウンタおよび除算部などを含む、（例えば、経過時間を計数または判定するように構成されている）１または複数の時間センサを含み得る。任意の外部検知機構からのリード線は、アンテナ１２０および導通センサ１３０のための端子とは別の端子で、ＩＣ１１０に接続される必要がある。そのようなセンサは通常、アンテナ１２０およびＩＣ１１０とパッケージまたは容器の同一部分上にある。
【００６６】
このソリューションにおいて、ＮＦＣタグがその上／その中に内蔵されている製品が未開封状態か、開封状態かに関係なく、ＮＦＣ機能（すなわち、ワイヤレス読み取り機能）は、常に利用可能である。これは、容器が開封された後で、アンテナが永久的に破損され、従って、タグが読み取り不能となる、従来の実装と対照的である。この新しい実装において、保護製品の開封時、アンテナ線は無傷であり、導通センサ線が状態を変化するので、ＮＦＣデータは読み取り装置（スマートフォン、ＵＳＢ読み取り装置など）に対し、そのＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグの固有のＩＤ番号（モバイルマーケティング、顧客ロイヤルティ、および値引き／クロスセルの提示から、サプライチェーントラッキング、政府のための税金トラッキング、例えば、ロット番号や製造日など特定の製品製造情報を提供することまで、全てのものに使用できる）だけでなく、保護製品が工場密封／未開封状態（従って、純正品を含む）か、または、開封されたか、または損なわれた（従って、その状態で消費者に届く場合、内容が疑わしい）かを示すだろう。従って、いくつかの実施形態において、容器の開封による、アンテナ（および、任意でＩＣ）に対する意図しない損傷のリスクを低減または最小化するべく、容器の２つの部分の間の境界から十分離れた距離にアンテナ（および、任意でＩＣ）を配置することは有益であり得る。
【００６７】
開封の前と開封の後の両方において、タグを読み取る能力を維持する（および、容器が開封されたかどうか読み取る特徴を追加する）ことによって、製品が開封された後に、ユーザとのＮＦＣベースのインタラクションを継続することが可能となる。例えば、医薬品、化粧品、特定のアルコール飲料、さらには、オリーブオイルなどの食品は、開封後、数日間、数週間、数か月間、または、さらには数年間使用され得る。この時間の間にＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグの機能を維持することで、消費者は、ＮＦＣタグを有する特定の製品に関して、製造業者と連絡できる。
【００６８】
ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグを読み取る適用例は一般的に、読み取られるＩＤに関する情報を収集するクラウドサーバに接続される。これは、分析のためにデータを記録すること、ならびに、消費者のスマートフォンまたは他のＮＦＣおよび／またはＲＦ対応デバイスに対して、適切なエクスペリエンスを提供、および／または、正確な情報を提供することを目的としている。「開封」状態を示すＩＤが最初に読み取られ、クラウドシステムによって処理されるとき、そのＩＤが再度、仮に「未開封」状態で読み取られる場合、自動的にアラートを発生させるだろう（場合によっては、調査を行わせる）。これは、システム全体の完全性を確実にする上で役立つ。この機能および／または使用法は、容器が開封されるときにＮＦＣおよび／またはＲＦアンテナが破壊される従来の方法では不可能である。
【００６９】
加えて、保護製品の開封時、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグのデータの状態が変化することとなるので、ＮＦＣおよび／またはＲＦデバイス（例えば読み取り装置）および／またはクラウドシステムは、この状態変化を認識でき、開封後、保護製品またはパッケージに取り付けられたＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグとユーザがインタラクトするときに、差別化されたエクスペリエンスを提供できる。例えば、未開封製品は、（例えば、小売環境における）製品の評価および購入に関連する、消費者および／またはユーザのエクスペリエンスを発生させ得て、開封された製品は、（例えば、食品の場合はレシピを、および／または、医薬品の場合には有効期限や使用上の特別の指示を提供することなどによって）製品の適切な使用方法に関する情報、および／または、関連製品をすぐに注文する、もしくは、同一製品を再注文するなどの機会を発生させ得る。
【００７０】
導通（保護）検知線の状態の変化によって、ＮＦＣデータの多くの、または、全てのビットが変化させられる適用例には、より複雑な実装が使用され得る。これは、シフト、ＸＯＲ、または、他の公知の関数など、予想可能な方式で行われ得るか、または、予測不可能な方式（ブランドオーナーによって維持されるプライベートクラウドデータベース内のみにある「未開封」ＩＤにリンクされていて、一般人がアクセスできない、完全に異なるランダムな「開封」ＩＤで、ランダムなＩＤを完全に置き換えるなど）で行われ得る。これらの機能は、タグのコピーを、より一層難しくする。当然、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグデータストリーム内のＣＲＣ完全性は維持される必要がある。
【００７１】
この実装の、特に高セキュリティのバージョンは、完全にランダムなＩＤのペアを伴い、１つは「開封」を表し、１つは「未開封」を表し、ブランドオーナー、または、保護システムの管理者によって管理されるデータベース内のみで知られている関連付けを有する。「開封」値は「未開封」値のみから絶対に判定できず、「未開封」値は「開封」値のみから絶対に判定できないので、このシステムは、特に有益である。開封の前および後に、ＮＦＣフォンおよび関連する適用例によって読み取られるとき、保護製品が現在、「開封」状態か、「未開封」状態か記録するべく、クラウドデータベースによって、異なるＩＤが復号される。有効な「開封」ＩＤのセットは、単純に「未開封」の在庫を体系的に読み取ることによってスキミングできないので、これは最初、ＩＤの複製を非常に困難にする。スキャンを行うとき、消費者は、製品の妥当性に関するいくつかの情報を受信することを覚えておくべきである。例えば、実地において、シリアル番号０２１０番を有する製品があるとする。未開封ＩＤは、ＩＤ−Ａであり、開封ＩＤは、ＩＤ−Ｂである。クラウドシステムがシステムからＩＤ−Ａを受信し、その後、同一のスマートフォンからＩＤ−Ｂを受信した場合、同一ユーザが商品０２１０番を開封したことを推測できる。しかしながら、システムが、ＩＤ−Ｂの読み取り後に、ＩＤ−Ａの読み取りを受信した場合、何か異常がある。なぜなら、これらのＩＤは、商品０２１０番のみに割り当てられたものであり、センサを破損してＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤタグを「開封」ＩＤに変えることによって、商品が永久的に物理的に変化した後で、「未開封」ＩＤが読み取られることは不可能だからである。このことは、ＩＤがコピーされたことを意味し得て、（必要に応じて）ユーザ／ブランドオーナー／流通業者／小売業者に対してアラートを送ることができ、詐欺および他のサプライチェーンの混乱を隔離するべく、詳細が追跡される。そのような一般的な詐欺検出の概念は、クレジットカード詐欺を検出するためのルール（例えば、カードがフロリダで読み取られ、数分後、ロンドンで読み取られると、詐欺アラートがトリガされる）を策定するときに使用される概念と同様であり得る。
【００７２】
さらにまた、２つの完全にランダムなＩＤの使用は、悪意のある者が、システムを脆弱化するべく、ＩＤを「開封」としてトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ）することを試みる状況を克服できる。「開封」ＩＤが「未開封」ＩＤから容易に取得できないとき、そのような状況は不可能である。これによって、システム内において、詐欺に対する対抗策の他の層を提供する。
【００７３】
セキュリティのさらなる層のために、ＮＦＣラベルは、改ざん明示機能のある固着剤および紙と組み合わせることができる。このように、消費者、小売業者、流通業者、またはブランド代表者に対し、ラベルが改ざんされたかどうか、視覚的に示される。
【００７４】
アンテナ１２０は（例えば、これらに限定されないが、銀ペーストまたは銀インクからの銀などのプリントされた導体を使用して）プリントでき、または、（例えば、アルミニウムを、プラスチックフィルムもしくはシートなどの基板上にスパッタもしくは蒸着させ、低分解能（例えば、１０〜１，０００μｍの線幅）のフォトリソグラフィーによるパターニング、および、ウェットエッチングもしくはドライエッチングによる）アルミニウムのエッチングなどの従来の方法を使用して製造できる。導通センサ１３０からアンテナコイルを電気的に分離すべく、アンテナ１２０は、基板材料の導通センサ１３０とは反対側にパターン化され得る。アンテナ１２０のサイズおよび形状は、ＮＦＣ読み取りハードウェアの対象周波数である１３．５６ＭＨｚとの適合性を維持しながら、複数のフォームファクタのいずれかに一致し得る。
【００７５】
本発明は、特に、ＲＦＩＤタグが、外部センサ入力を受けること、および、そのようなタグを読み取るように適用されているＲＦＩＤ読み取り装置によって読み取られるときにそれを通信することを行う能力または機能を有する場合、（例えば、高周波［ＨＦ］帯域［３−３０ｋＨｚ］、超短波［ＶＨＦ］帯域［３０−３００ｋＨｚ］、極超短波（ＵＨＦ）帯域［３００−３０００ｋＨｚ］における）１３．５６ＭＨｚより高い、または低い周波数で動作するＲＦＩＤタグを含む、全てのＲＦＩＤタグ（ＨＦ／ＮＦＣ／１３．５６ＭＨｚタグだけでない）へ幅広く適用され得る。  ［ワイヤレス通信デバイスを製造する例示的な方法］
【００７６】
本発明はまた、ワイヤレス通信デバイスを製造する方法に関する。この方法は、第１基板上にアンテナを形成する段階と、共通の基板または異なる基板（すなわち、第１基板または第２の異なる基板）上に１または複数の導通センサを形成する工程と、基板上に集積回路（ＩＣ）を形成する工程と、（ｉ）アンテナをＩＣの第１セットの端子に、（ｉｉ）導通センサをＩＣの第２セットの端子に、電気的に接続する工程とを含む。ＩＣ基板は、アンテナおよび／または導通センサが形成される基板（すなわち、第１基板、または、存在する場合、第２基板）と共通であり得る。代替的に、ＩＣ基板は、アンテナおよび導通センサの各々が形成される基板と異なり得る（すなわち、アンテナおよびセンサが同一の（例えば、第１の）基板上に形成される場合は第２基板、あるいは、アンテナおよびセンサが異なる基板上に形成される場合は第３の基板）。アンテナは、ワイヤレス信号を受信、および／もしくは、送信、または、ブロードキャストするように構成される。
【００７７】
様々な実施形態において、ワイヤレス通信デバイスは、近距離または無線周波数通信デバイスを備える。１つの例において、デバイスは、ＮＦＣタグなどのＮＦＣデバイスである。
【００７８】
ワイヤレス通信デバイスを製造する方法のいくつかの実施形態は、複数の導通センサを製造する工程を含み得る。追加的または代替的に、方法はさらに、本明細書に説明されているように、１または複数の冗長導通センサを形成する工程を含み得る。冗長な導通センサは、導通センサと同一の基板上に形成され得る。
【００７９】
本発明のワイヤレス通信デバイスを製造する方法において、集積回路を形成する工程は、集積回路の１または複数の層をプリントする工程を含み得る。フォトリソグラフィーパターニングプロセスと比較して、プリント工程には、装置の費用が安い、スループットが大きい、廃棄物が少ない（従って、「よりグリーンな」製造プロセス）などの利点を提供し、近距離、ＲＦ、およびＨＦタグなど、トランジスタ数が比較的少ないデバイスに理想的であり得る。従って、いくつかの場合において、方法は、集積回路の複数の層をプリントする工程を含み得る。ワイヤレス通信デバイスの様々な層（および１つの例において、層の全て）をプリントすることにより、ロールツーロール処理などの既存の高速、高スループットの製造プロセスへの製造方法の統合を容易にする。
【００８０】
代替的に、方法は、１または複数の薄膜処理技術によって集積回路の複数の層を形成する工程を含むプロセスによって集積回路を形成する工程を含み得る。薄膜処理はまた、所有費用が比較的低く、比較的成熟した技術であるので、様々な幅広い潜在的な基板上に製造される、合理的に信頼できるデバイスとなり得る。いくつかの実施形態において、両方のアプローチのうち、最適なアプローチを使用でき、方法は、１または複数の薄膜処理技術、および、集積回路の１または複数の追加の層のプリントによって、集積回路の１または複数の層を形成し得る。
【００８１】
いくつかの実施形態において、アンテナを形成する工程は、第１基板上に単一金属層を形成する工程、および、単一金属層をエッチングしてアンテナを形成する工程から成り得る。代替的に、アンテナを形成する工程は、アンテナに対応するパターンで、第１基板上に金属インクをプリントする工程を含み得る。いくつかの比較的有利な実施形態において、アンテナは、共通の基板上の単一の共通の金属層から成り、ＩＣは、ＩＣがアンテナの端子間のストラップまたはブリッジとして機能するのを可能にし、従ってアンテナの端子をＩＣに電気的に接続するのを可能にするように、形成または製造される。これにより、単一のパターン化された金属層から成るアンテナの使用を可能にする。
【００８２】
本明細書に説明されるように、タグは通常、集積回路および導通センサを含む。その結果として、集積回路（ＩＣ）に導通センサを電気的に接続する工程は、ＩＣ上またはその中の端子セットに導通センサを電気的に接続する工程を含む。さらにまた、集積回路はさらに、センサの出力を受信するように構成されている閾値比較部、容器またはパッケージの導通状態に対応する値を格納するように構成されている１または複数のビットを含むメモリ、および／または、本明細書に開示されている他の回路もしくは回路ブロックのいずれかを含み得る。例えば、メモリは、容器またはパッケージのための固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビットを含み得る。そのような場合には、メモリを形成する工程は、（例えば、マスクＲＯＭと同様に、ハードワイヤードＲＯＭを形成すべく）固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビットを含む、メモリの少なくとも１つの層をプリントする工程を含み得る。  ［１または複数のセンサを有する代替的なワイヤレス通信デバイス］
【００８３】
図４−図５は、１または複数の導通センサ素子またはセンサアレイ、１または複数のセンサインタフェース回路、およびワイヤレス読み取り装置と通信するための１または複数のアンテナ３５０、４４０に結合される集積回路を有するワイヤレス通信デバイス３００、４００（例えば、ＮＦＣまたはＲＦＩＤタグ）を示す。いくつかの実施形態において、ワイヤレス通信デバイス３００、４００はさらに、統合ディスプレイを含み得る。
【００８４】
複数のセンサ素子（またはセンサアレイ）を有するセンサは、複数の化学種、化学種および温度、湿度または明るさ（光）等の１または複数の環境パラメータの検出のために、あるいは同一の化学種の検出のための冗長センサとして使用され得る。適合されたパッシベーション層は、センサの特異性を高めることができる。従って、複数のセンサアレイは、所与の用途に対して要求される場合があるように、同じセンサまたは異なるタイプのセンサの複数のコピーを含み得る。
【００８５】
化学物質の吸収によってその性質が変化する追加の化学センサの例は、その中に分散される１または複数の分析物検知蛍光体またはエレクトロホア（例えば、アルコール検知蛍光体）を含む物理マトリックスを有するハイドロゲルおよび／または乾燥ゲルを含むことができる。より具体的には、そのような化学センサの例は、ゾルゲルマトリックスまたは膜中の分析物検知蛍光体、および熱化学センサ（その温度が分析物との反応によって変化する、または、容器内の化学薬品または物質に対して、その温度変化が熱量測定により判定される）を含む。
【００８６】
様々なタイプの金属特有のシード層を用いて個別のセンサ素子の様々なセクションをプリントし、次に様々なシード層上に様々な金属（例えば、パラジウム、金、銀など）をめっきすることがまた望ましい場合がある。  例えば、このアプローチは、センサ素子の一部にパラジウム電極／センサ素子を提供し、一部に金または銀電極／センサ素子を提供し、本質的にセンサ素子内にマルチセンサアレイを作り出す。これはまた、例えば、化学種の様々な金属との反応または結合と、センサ素子における様々な金属の量または関係性とに依存して固有の電流シグネチャを提供する。
【００８７】
図４に示されるように、センサ３１２をローカル増幅部３１４を有するおよび／または他のアナログ信号調整回路（例えば、温度補償、ドリフト、オフセットなど）と統合することで、例えば、信号対雑音比を改善することによりセンサ性能を向上し得、より低いレートの偽陽性結果をもたらし得る。図４の較正ブロックに示されるようにローカル比較部３２８に結合される複数のセンサ素子３１２および３２２を使用することにより、個別の導通センサ３１０は、従来のロット較正方法を使用するのではなくて、オンボード較正され得る。制御値または制御センサ素子３２４と実際の測定値とを比較することにより、（増幅部３２６ａ−３２６ｂを経由した冗長センサ３２２および較正値または較正ブリッジ３２４からの増幅出力を受信する）比較部３２８はまた、ラベル付き包装内の製品のための内蔵された期限切れ機構とし使用され得る。
【００８８】
導通センサインタフェース回路（例えば、増幅部３１４を含む）をインタフェース回路３００のデジタルロジックブロック３３０に示されるアナログデジタル変換部（ＡＤＣ）３３２に結合することにより、制御ロジック３３５、エンコーダ３３６および変調部３４４を用いて、導通センサデータがＮＦＣまたはＲＦワイヤレス通信プロトコルを経由して送信されるのを可能にする。ＮＦＣ、ＲＦおよび／またはＲＦＩＤ機能をタグ３００上へ統合することにより、任意のＮＦＣまたはＲＦ信号ベースの読み取り装置またはデバイス（例えば、ＮＦＣ対応スマートフォン／携帯電話またはタブレット型コンピュータ）は、誰にでもセンサ結果を送信するように使用され得る。そのようなＮＦＣまたはＲＦ対応デバイス３００を使用することにより、（追加のセンサ読み取り装置を必要とすることなく）ワイヤレスインターネットデータ管理システムが可能である。加えて、オンボードＲＯＭ３３８が、固有のＩＤを提供すべくＩＣ中またはそれの上に（部分的にまたはその全体に）プリントおよび／または配置され得、人間の手により転写することとなる可能性および／またはサンプルＩＤエラーを除去し得、ならびに、偽造防止用ＩＤを提供し得る（例えば、参照によってその関連部分が本明細書に組み込まれる、２００６年１０月６日に出願された米国特許出願第１１／５４４，３６６号［代理人整理番号ＩＤＲ０６４２］および米国特許第８，７５８，９８２号［代理人整理番号ＩＤＲ０６０２］を参照）。
【００８９】
ＡＤＣ３３２は、増幅部３１４からの入力電圧と連続する参照電圧とを比較すべく、電圧ラダーの各ステップまたは「リング」にて比較部を有する線形または非線形電圧ラダーを順に含むフラッシュＡＤＣ（または、直接変換ＡＤＣ）であり得るか、それを含み得る。ワイヤレス通信デバイス３００はさらに、アンテナ３５０により、またはそれにて受信されるワイヤレス信号を整流し、デジタルブロック３３０における供給電圧ブロックまたは回路３３４、およびワイヤレスインタフェース（例えば、ＲＦまたはＲＦＩＤ）ブロック３４０におけるクロックまたはタイミング回路３４６に整流された信号を供給するように構成される整流部３４２を含む。１つの実施形態において、クロック／タイミング回路３４６は、クロックまたはクロックデータ復元回路を含む。そのようなクロックまたはクロックデータ復元回路は、当業者には周知である。
【００９０】
図５は、センサ４１０、４１２および４１４、第３センサ４１４上またはそれの上方のプリント集積回路４３０、およびアンテナまたはアンテナ接続部４４０ａ−ｂの全てを基板４５０上に含むマルチセンサタグ４００の例を示す。第１および第２センサ４１０および４１２のうちの少なくとも１つは、本発明の導通センサである。本明細書に説明されるように、第２センサ４１２は、冗長または追加センサであり得、第３センサ４１４は、追加センサであり得る。第１センサ４１０が導通センサである場合、それは包装または瓶詰（図示せず）内部から物質４０５の存在を検出し得る。図５に示されるように、物質４０５がワインまたは蒸留酒であり得、そのような物質を含むボトルが開封された場合、少量（例えば、０．１−５０マイクロリットルの容積を有する小滴）がデバイス４００上へ（例えば、小滴をセンサ４１０上へ供給する第１センサ４１０またはチャネル４５５上へ）分散される。センサ４１０、４１２および４１４は、本明細書に説明されるようにプリント集積回路４３０による処理のために、プリント集積回路４３０の検出プロトコルセクション４２０に出力信号を供給する。任意に、プリント集積回路４３０は、異なるセンサから異なる出力を独立して受信するように構成されるくし形電極４７０を含み得る。
【００９１】
それらの関連部分が参照によって関連部分が本明細書に組み込まれる米国特許第７，６８７，３２７号、第７，７０１，０１１号、第７，７６７，５２０号および／または第８，７９６，１２５号（それぞれ、代理人整理番号は、ＩＤＲ０５０２、ＩＤＲ０７４３、ＩＤＲ０７４２およびＩＤＲ０８１３に説明されるＴＦＴ技術を用いる）プリントディスプレイがタグへ統合され、それにより、タグに、センサ読み取り装置の必要なく、導通センサの結果を表示させるのを可能にすることがまた心に描かれる。例えば、プリントディスプレイは、エレクトロクロミックディスプレイであり得る。  米国特許第７，６８７，３２７号、第７，７０１，０１１号、第７，７６７，５２０号および／または第８，７９６，１２５号において説明されるＴＦＴ技術はまた、集積回路、（例えば、読み取り装置からのワイヤレス信号からタグに電力を供給するための）整流部、および／または導通センサ中の回路および／もしくはトレースを形成するように使用され得る。
【００９２】
そのようなタグ３００、４００上のプリント回路の利点は、導通センサ素子およびアンテナが、単一のステップ（または、プリントプロセスが複数のステップを含む場合、同じステップセット）において同一の基板上に同時にプリントされ得ることである。これは、そのようなタグを製造する効率を大きく向上すべく期待される。  ［開封された、または損なわれたパッケージまたは容器の検出にワイヤレス通信デバイスを使用する方法の例］
【００９３】
本発明はさらに、開封された、または損なわれたパッケージまたは容器を検出する方法に関する。その方法は、アンテナ、１または複数の導通センサ、ならびに、アンテナおよび導通センサの各々へ電気的に接続されている集積回路を含むワイヤレス通信デバイスをパッケージまたは容器上に配置する工程と、導通センサおよび集積回路を使用して、パッケージまたは容器の導通状態を検知する工程とを含む。様々な実施形態において、ワイヤレス通信デバイスは、ＮＦＣタグなど、近距離および／または無線周波数通信デバイスを備える。
【００９４】
本明細書に説明されているように、パッケージまたは容器は、第１および第２分離可能部分を有し、ワイヤレス通信デバイスは、少なくとも１つの導通センサがパッケージまたは容器の第１分離可能部分と第２分離可能部分との間の境界の近くにあるように、パッケージまたは容器上に配置され得る。これは、導通センサがパッケージまたは容器を開封したときのパッケージまたは容器、または損傷された、もしくは損なわれた状態にあるパッケージまたは容器の内部に少なくとも１つの化学成分を検出するであろう蓋然性を最大化する。従って、パッケージまたは容器の分離可能部分間の境界近くにある少なくとも１つのセンサが、既知である化学物質がパッケージまたは容器内部にあることを検出した場合、パッケージまたは容器の導通状態は、「開封」であり得る。同様に、センサが、パッケージまたは容器の内部に既知である化学物質を（例えば、パッケージまたは容器の環境下にあると予想されるよりも上のレベルまたは濃度で）検出しなかった場合、パッケージまたは容器の導通状態は、「未開封」または「密封」であり得る。
【００９５】
本発明の他の態様については、ワイヤレス通信デバイスは、導通センサの複数および／または１または複数の冗長導通センサを含み得る。そのような実施形態において、導通センサの１つがパッケージまたは容器の内部に少なくとも１つの化学成分を検出した場合、導通センサの全てがパッケージまたは容器の内部に少なくとも１つの化学成分を検出した場合、または導通センサの１つから全ての間の任意の数の導通センサが、パッケージまたは容器の内部に少なくとも１つの化学成分を検出した場合、パッケージは、開封されている、と見なされ得る。さらにまた、ブリスターパックなどの多区画パッケージにおいて、複数の導通センサの各々は、パッケージの複数の密封状態または未開封の区画のうち、特定の１つの近くにあり得る。ワイヤレス通信デバイスが１または複数の冗長導通センサを含む場合、冗長導通センサは、導通センサと同一の基板上にあり得る。
【００９６】
本明細書の別の箇所に説明されているように、集積回路は、１または複数のプリント層、複数の薄膜、または、１または複数の薄膜と１または複数のプリント層との組み合わせを含み得る。アンテナは、単一金属層から成り得る。
【００９７】
集積回路はさらに、導通センサの出力を受信する閾値比較部、容器またはパッケージの導通状態に対応する値を格納するように構成されている１または複数のビットを含むメモリ、および／または、本明細書に開示されている任意の他の回路もしくは回路ブロックを有し得る。いくつかの例において、メモリは、容器またはパッケージの固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビットを含む。そのような例において、メモリは、固有の識別コードを格納するように構成されている複数のビット内に、少なくとも１つのプリント層を有し得る。  ［例示ワイヤレスタグを採用する通信システムの例］
【００９８】
本発明はさらに、「開封」または「未開封」パッケージまたは容器中の製品に関する情報をワイヤレスで通信するように構成されるシステムの例に関し得、ワイヤレスタグ読み取り装置（例えば、ＮＦＣまたはＲＦ対応のスマートフォンまたはタブレットコンピュータなどのデバイス）を有するパッケージまたは容器上のタグを読み取る工程と、（例えば、タグ上の導通センサを用いて）パッケージまたは容器の導通状態を検知する工程と、ワイヤレスタグ読み取り装置上の製品に関する情報を表示する工程とを含む。様々な実施形態において、タグは、ＮＦＣタグなどの近距離および／または無線周波数通信デバイスであり、アンテナ、１または複数の導通センサ、およびアンテナおよび導通センサの各々に電気的に接続される集積回路を含む。導通センサは、パッケージまたは容器が未開封と判定した場合、ワイヤレスタグ読み取り装置は、第１セットの情報を表示し、導通センサは、パッケージまたは容器が開封と判定した場合、ワイヤレスタグ読み取り装置は、第１セットの情報とは異なる第２セットの情報を表示する。どちらの場合にも（すなわち、導通センサが、パッケージまたは容器は開封または未開封と判定した場合）、ワイヤレスタグ読み取り装置は、パッケージまたは容器が開封または未開封と判定したかどうかにかかわらず、同一であり得る追加の情報（すなわち、第１または第２セットの情報に加えて）表示し得る。
【００９９】
図６を参照すると、その中に導通センサを有するワイヤレス通信デバイス４００は、例えば、家５０１、屋外５０２、休暇場所（例えば、海辺）５０３、事務所または他の仕事場所５０４、旅行または輸送場所（例えば、空港または飛行機）５０５、娯楽場所（例えば、レストラン）５０６などの、任意の環境下にある容器または包装上に配置され得る。ＮＦＣまたはＲＦ対応のモバイルデバイス５１０は、ワイヤレス通信デバイス４００を読み取り、他の情報５３０の中から、センサ処理動作の結果を表示する。任意に、モバイルデバイス５１０は、モバイルデバイス５１０のユーザが再調査すべくデバイス４００が取り付けられる、または固定される容器または包装内部の製品に関する情報を表示することができる。そのような情報は、製品アイデンティティ、量（例えば、容積または重量）、値段、有効期限、ロット番号、製造業者などを含み得る。モバイルデバイス５１０はまた、例えば、製品利用アドバイス、ヘルスケア情報および／またはメッセージ、データベースからの情報（１つの例において、単一のアクセス可能なデータベースであり得る）などの追加の情報５３０を取得すべく、ホームネットワーク５４０、小売業者５４２、医療または他のサービス提供者（例えば、薬局）５４４、および／または製品の製造業者５４６とネットワークを通じて通信することができる。モバイルデバイス５１０はまた、ネットワーク５００を通じて、ユーザが小売業者５４２、サービス提供者５４４および／または製造業者５４６に製品フィードバックを提供すること、ならびに情報をデータベースに提供することを可能にし得る。
【０１００】
１つの実施形態において、図６における通信ネットワーク５００は、公的にアクセス可能な通信ネットワークである。別の実施形態において、通信ネットワーク５００は、プライベートネットワークであり、または公共および私的部分の両方と、公共領域および私的領域の両方とを有するハイブリッドネットワークである。どちらの場合にも、センサネットワークアーキテクチャは、その中にセンサを有する１または複数のＮＦＣおよび／またはＲＦ対応のタグ４００と、通信ネットワークに結合される１または複数のワイヤレスセンサ読み取り装置５１０とを含む。
【０１０１】
ワイヤレスタグ読み取り装置（例えば、図６の携帯電話５１０）は、ワイヤレス（例えば、エア）インタフェースを経由して通信ネットワーク５００と通信する。通信ネットワーク５００は、インターネット５２０にも接続され得、従って世界的アクセスを提供し得る。本発明の別の態様において、ワイヤレスタグ読み取り装置５１０は、導通センサデータおよび固有のＩＤデータと共に測位データを通信ネットワーク５００に組み込むことができる。さらに、本発明の別の態様において、固有のＩＤデータは、偽造防止のためのタグの信ぴょう性を検証するために使用され得る（例えば、参照によってその関連部分が本明細書に組み込まれる、２００６年１０月６日に出願された米国特許出願第１１／５４４，３６６号［代理人整理番号第ＩＤＲ０６４２番］および米国特許第８，７５８，９８２号［代理人整理番号第ＩＤＲ０６０２番］を参照）。
【０１０２】
ネットワーク５００で使用するタグ４００は、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤ機能を導通センサと組み合わせる。タグ４００はさらに、ワイヤレスセンサ読み取り装置５１０との通信のための１または複数のアンテナ（図６に示さず）、１または複数の任意の追加センサ、ＲＦおよび／または近距離電力および通信インタフェース、ならびにセンサインタフェース回路を含む。いくつかの実施形態において、これらのコンポーネントの全てが同一の基板上に形成される。
【０１０３】
通信ネットワーク５００の態様によれば、ワイヤレスタグ読み取り装置５１０は、１または複数のアンテナ、ユーザインタフェース、ディスプレイ、ネットワーク通信モジュールおよびＲＦＩＤまたは近距離通信読み取り装置を含む。ネットワーク通信モジュールは、通信ネットワークとの通信を提供するように構成される。ワイヤレスタグ読み取り装置は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、自動車もしくは他の車両におけるワイヤレス通信デバイス、またはラップトップコンピュータ等のワイヤレスデバイスに実装される。
【０１０４】
製品の包装がその上に本発明のＮＦＣおよび／またはＲＦタグを有する製品に関する情報を、包装の連続性についての連続した、リアルタイムなモニタリングおよび検出のために大きな地理的エリアにわたって、やり取りするように構成されるネットワークの展開、ならびに、製品内容および使用法、製品使用期限および再注文、かつ関連または補充製品に関する情報の取得が可能である。本発明は、リアルタイムな製品および地理位置情報を提供すると同時に、識別および／またはセキュリティデータを収集およびクロス検証すべく、既存の携帯電話の通信ネットワークおよびインターネットを用いて複数のセンサの広い地理的地域にわたり大規模な展開を可能にする。
【０１０５】
本発明の具体的な実施形態の上述の説明は、例示および説明の目的で提示されている。それらは、包括的であること、または、本発明を、開示されている厳密な形態に制限することを意図するものではなく、上の教示を考慮することで、多くの修正および変形例が可能であることは明らかである。実施形態は、本発明の原理、および、その実際的な適用例をもっとも良く説明するべく選択および説明されている。本発明の範囲は、本明細書に添付されている特許請求の範囲、および、それらの均等物によって定義されることが意図されている。
【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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【国際調査報告】
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