(57)【要約】      （修正有）【課題】アンテナ機能を備えた誘電コイルでの起電力とは別の起電手段を具備するハイブリッド型ＩＣタグを提供する。【解決手段】ＩＣチップ２０と、該ＩＣチップ２０に電気的に接続される非接触通信用アンテナコイル３０とを具備し、所定の識別情報を前記非接触通信用アンテナコイル３０を介して出力するＲＦＩＤタグであって、外部に露出する一対の異種金属からなる起電端子４０を具備し、該起電端子４０は、前記ＩＣチップ２０に電気的に接続され、電解液に接して起電した際には電源として機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続される非接触通信用アンテナコイルとを具備し、所定の識別情報を前記非接触通信用アンテナコイルを介して出力するＲＦＩＤタグであって、
外部に露出する一対の異種金属からなる起電端子を具備し、該起電端子は、前記ＩＣチップに電気的に接続され、電解液に接して起電した際には電源として機能することを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグ。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、前記起電端子には、前記ＩＣチップの中の増幅回路およびアナログ−デジタル変換回路が接続されており、前記所定の識別情報を出力する際に前記アナログ−デジタル変換回路の出力も出力するようになっていることを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、さらに、センサ接続端子を具備し、該センサ接続端子は、前記ＩＣチップの中のセンサ用増幅回路およびセンサ用アナログ−デジタル変換回路を具備し、前記所定の識別情報を出力する際に前記センサ用アナログ−デジタル変換回路の出力も出力するようになっていることを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、外部アンテナから発信される電波を介しての前記非接触通信用アンテナコイルで起電をトリガとして前記所定の識別情報を出力するパッシブ型として機能することを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、前記起電端子が電解液に接して起電した際にはアクティブ型として機能し、前記非接触通信用アンテナコイルから電波を出し続けることを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグ。
【請求項６】
請求項１〜４の何れかに記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、前記起電端子が電解液に接して起電した際にはアクティブ型として機能し、前記非接触通信用アンテナコイルからトリガー信号を受信して出力を開始することを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部アンテナとの間で非接触方式により情報を送受信するハイブリッド型ＩＣタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物体（例えば、商品、人）などの識別に利用される微小な無線ＩＣタグが、各産業界において採用されている。このようなＩＣタグには、自身を識別するための識別番号などの情報が予め記録されており、電波を介してかかる情報を送受信することで物体を管理するためのシステムとして適用されている。例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）というＩＣタグを媒体として電波を介する情報発信で物体を正確に認識することができるシステムがある。このＲＦＩＤは、例えば、生産・物流・在庫を管理するシステム、商品の盗難を防止するシステム、及び施設への入退室を管理するシステムなど、社会一般の様々な用途として採用されている。
【０００３】
このようなＲＦＩＤとしては、受動型タグと能動型タグとが知られている。受動型タグは、基本的には、電池を内蔵せず、アンテナ機能を備えた誘電コイルが起電した際に出力するものである。一方、能動型タグは、電池を内蔵し、誘電コイルの起電とは無関係に動作するものである。
【０００４】
電池を内蔵しないため、電池寿命を気にする必要がなく、比較的低コストである点において、受動型ＩＣタグが優れるが、情報を得るためには、必ず、アンテナ機能を備えた誘電コイルを起電する必要がある点が問題となる。また、受動型タグは、基本的には誘電コイルの起電力を電源として動作するＩＣチップを具備し、識別情報を出力するように動作するが、ＩＣチップにセンサを接続する増幅器やアナログ−デジタルコンバーター、フィルター回路などを付加すると、消費電力が大きくなるため、電力が不足し、場合によっては電池を内蔵する必要もある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】http://ja.wikipedia.org/wiki/RFID
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、アンテナ機能を備えた誘電コイルでの起電力とは別の起電手段を具備するハイブリッド型ＩＣタグ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】
【０００７】
前記目的を達成する本発明の第１の態様は、ＩＣチップと、該ＩＣチップに電気的に接続される非接触通信用アンテナコイルとを具備し、所定の識別情報を前記非接触通信用アンテナコイルを介して出力するＲＦＩＤタグであって、外部に露出する一対の異種金属からなる起電端子を具備し、該起電端子は、前記ＩＣチップに電気的に接続され、電解液に接して起電した際には電源として機能することを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグにある。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、前記起電端子には、前記ＩＣチップの中の増幅回路およびアナログ−デジタル変換回路が接続されており、前記所定の識別情報を出力する際に前記アナログ−デジタル変換回路の出力も出力するようになっていることを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグにある。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、さらに、センサ接続端子を具備し、該センサ接続端子は、前記ＩＣチップの中のセンサ用増幅回路およびセンサ用アナログ−デジタル変換回路を具備し、前記所定の識別情報を出力する際に前記センサ用アナログ−デジタル変換回路の出力も出力するようになっていることを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグにある。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、外部アンテナから発信される電波を介しての前記非接触通信用アンテナコイルで起電をトリガーとして前記所定の識別情報を出力するパッシブ型として機能することを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグにある。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、前記起電端子が電解液に接して起電した際にはアクティブ型として機能し、前記非接触通信用アンテナコイルから電波を出し続けることを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグにある。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第１〜４の何れかの態様に記載のハイブリッド型ＩＣタグにおいて、前記起電端子が電解液に接して起電した際にはアクティブ型として機能し、前記非接触通信用アンテナコイルからトリガー信号を受信して出力を開始することを特徴とするハイブリッド型ＩＣタグにある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態２に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態３に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態４に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明の構成は以下の説明に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態１に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図である。
【００１６】
図示するように、このハイブリッド型ＩＣタグ１０は、一般的にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）として機能するＩＣチップ２０と、非接触通信用アンテナコイル３０（以下、単にアンテナコイル３０という）とを具備し、ＩＣチップ２０には、起電端子４０が接続されている。
【００１７】
ここで、ＩＣチップ２０は、アンテナコイル３０や起電端子４０からの過大な入力から内部回路を保護する電圧リミット回路２１と、アンテナコイル３０に入力した交流を直流に変換して内部回路に電源を供給する整流回路２２と、アンテナコイル３０を介して外部とのデータの送受信や内部メモリとのデータのやりとりなどＲＦＩＤとしての動作を制御するための回路である制御回路２３と、固有ＩＤなどを格納するためのメモリ回路２４とを少なくとも具備する、一般的なＲＦＩＤ回路を備える。制御回路２３は、ＣＰＵなどのでもよいが、論理回路から構成されてもよい。
【００１８】
アンテナコイル３０は、リーダ・ライタから伝送される電力、コマンド、データなどを送受信するためのものであり、一般的には、エッチングや印刷などにより形成された誘電コイルである。
【００１９】
起電端子４０は、少なくとも一対、好ましくは複数対の異種金属対からなり、異種金属対の少なくとも端部の異種金属が露出したものである。ここで、異種金属とは、標準電極電位が異なる金属のことをいう。標準電極電位差がある異種金属の対を電解液に浸漬すると、異種金属間の電位差による局部電池が形成されるが、起電端子４０はこの局部電池を利用して起電するものである。起電力は異種金属対の電位差が大きいほど大きいので、標準電極電位差の大きな異種金属対を選定するのが好ましい。よって、例えば、異種金属対の一方は金、白金、銀、銅など、標準電極電位がプラスの金属とし、他方は鉛、錫、ニッケル、鉄、亜鉛、マグネシウムなどの標準電極電位がマイナスの金属とすればよい。また、金属ではないが、一方にカーボンを用いることもでき、例えば、上述した標準電極電位がプラスの金属として用いることができ、本発明では、かかる態様も異種金属対という。
【００２０】
このような異種金属対により形成される起電端子４０は、具体的には、絶縁を施した異種金属対の金属線を撚って形成したツイステッドペアの一端を用いればよく、他端は電源回路に接続する。また、ツイステッドペアの代わりに、平行線を用いてもよく、又は、絶縁性フィルムの表面に印刷などにより異種金属の配線を形成したものとしてもよい。
【００２１】
このような起電端子４０は、電解質に接触して異種金属対が電気的に接続されると、両者間の電位差により起電力が生じ、電流が電流回路に流れ、電源として機能する。例えば、カーボンファイバとアルミニウム線とからなる異種金属対を用いた起電端子４０とした場合、０．５〜０．６Ｖ程度の起電力が得られる。
【００２２】
かかる本実施形態のハイブリッド型ＩＣタグ１０は、基本的にはパッシブ型のＲＦＩＤタグとして機能し、リーダ・ライタなどの外部アンテナからの電波をアンテナコイル３０が受信して起電した際に、ＩＣチップ２０のメモリ回路２４に予め格納された自身を識別するための識別番号であるＩＤを送信するようになっている。
【００２３】
一方、起電端子４０が電解液に浸漬などされて起電端子４０を介して起電した際には、この起電をトリガーとしてＩＣチップ２０に電力が供給される。このときどのように動作するかは、所望に応じて設定できるが、例えば、起電端子４０が起電した際に、ＩＣチップ２０のメモリ回路２４に予め格納された自身を識別するための識別番号であるＩＤを送信するアクティブ型として機能するようにしてもよい。また、能動的にＩＤの送信はせずに、ＩＣチップ２０の各種回路を動作させて、後述するようなセンサなどを動作させたり、電力をコンデンサなどに蓄えておき、アンテナコイル３０が起電したことをトリガーとしてＩＤを送信すると共に、センサなどで検出した情報をアンテナコイル３０を介して送信するようにしてもよい。
【００２４】
何れにしても、本実施形態のハイブリッド型ＩＣタグ１０は、アンテナコイル３０を介しての起電による電力に加えて、起電端子４０による起電による電力を使用することができるので、オペアンプ、アナログ−デジタル変換回路、フィルタ回路など複雑な種々の回路を付加しても、安定して動作させることができるという利点がある。
【００２５】
また、起電端子４０での起電をトリガーとして能動的にＩＤを送信するようにした場合、起電端子４０が電解液に浸漬したという濡れを検出できるセンサとして用いることができ、おしめの濡れセンサなど種々の用途での使用が考えられる。
【００２６】
図２には、実施形態２に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図を示す。
【００２７】
本実施形態のハイブリッド型ＩＣタグ１０Ａは、起電端子４０Ａを起電するための端子として使用すると同時に、センサとして機能させるように構成したものである。
【００２８】
ＩＣチップ２０Ａは、上述した実施形態１と同様な、電圧リミット回路２１と、整流回路２２と、制御回路２３と、メモリ回路２４とを具備するＲＦＩＤ回路２５の他、起電端子４０Ａからの起電を入力する増幅回路２６と、増幅回路２６の出力をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換回路２７とを具備する。
【００２９】
このようなハイブリッド型ＩＣタグ１０Ａは、実施形態１のハイブリッド型ＩＣタグ１０と同様に機能すると同時に、起電端子４０Ａの起電力をアナログ−デジタル変換したデータをアンテナコイル３０を介して出力することができ、起電端子４０Ａの起電状態をセンシングすることで、例えば、濡れ状態を検出することができる。
【００３０】
図３には、実施形態３に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図を示す。
【００３１】
本実施形態のハイブリッド型ＩＣタグ１０Ｂは、起電端子４０とは別に、センサとして機能させるセンサ端子５０を具備するものである。
【００３２】
ここで、センサ端子５０は、起電端子４０、４０Ａと同様な異種金属対からなる。
【００３３】
ＩＣチップ２０Ｂは、上述した実施形態２と同様な、ＲＦＩＤ回路２５の他、センサ端子５０からの出力を入力する増幅回路２６と、増幅回路２６の出力をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換回路２７とを具備する。
【００３４】
このハイブリッド型ＩＣタグ１０Ｂは、実施形態１のハイブリッド型ＩＣタグ１０と同様に機能すると同時に、センサ端子５０の出力をアナログ−デジタル変換したデータをアンテナコイル３０を介して出力することができ、センサ端子５０の起電状態をセンシングすることで、例えば、濡れ状態を検出することができる。
【００３５】
本実施形態のセンサ端子５０を起電端子４０とは別に設けることにより、起電端子４０とは別の種類の異種金属対を用いることもできるし、起電端子４０Ａの設置場所とは別の位置にセンサ端子５０を設置することもできる。
【００３６】
図４には、実施形態４に係るハイブリッド型ＩＣタグの構成の概略を示すブロック図を示す。
【００３７】
本実施形態のハイブリッド型ＩＣタグ１０Ｃは、起電端子４０とは別に、センサとして機能させるセンサ５１を具備するものである。
【００３８】
ここで、センサ５１は、温度や圧力など所望の状態を検出するためのセンサである。
【００３９】
ＩＣチップ２０Ｃは、上述した実施形態２と同様な、ＲＦＩＤ回路２５の他、センサ５１からの出力を入力する増幅回路２６と、増幅回路２６の出力をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換回路２７とを具備する。
【００４０】
このハイブリッド型ＩＣタグ１０Ｃは、実施形態１のハイブリッド型ＩＣタグ１０と同様に機能すると同時に、センサ５１の出力をアナログ−デジタル変換したデータをアンテナコイル３０を介して出力することができ、センサ５１の状態をセンシングすることで、例えば、温度や圧力などの状態を検出することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０〜１０Ｃ  ハイブリッド型ＩＣタグ
２０〜２０Ｃ  ＩＣチップ
２１  電圧リミット回路
２２  整流回路
２３  制御回路
２４  メモリ回路
２５  ＲＦＩＤ回路
２６  増幅回路
２７  アナログ−デジタル変換回路
３０  アンテナコイル
４０，４０Ａ  起電端子
５０  センサ端子
５１  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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