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JP6801370B2 - センサ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、センサ装置に関する。
個人の健康管理への関心が高まっており、ウエアラブルな生体情報センサや健康管理のためのアプリケーションが普及しつつある。リストバンド型等のウエアラブルセンサと、スマートフォン等に搭載されたアプリケーションが連動して、体温、血圧、心拍数等の健康状態を記録し、管理する商品も扱われている。ウエアラブルセンサで取得された情報はワイヤレスでスマートフォンやパーソナルコンピュータに送信される。
アンテナを含む入出力モジュールとメモリモジュールを有する取り外し可能な電子回路カードが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、アンテナ式のインタフェースを含む使い捨てチップ電子装置が知られている（例えば、特許文献２参照）
特開２００７−５１８１６０号公報 特開２００９−２５９２５８号公報
健康状態、環境状態などを検知するセンサ装置は、頻繁に交換が求められる部分を有する場合がある。たとえば、生体情報の測定に用いられるセンサでは、直接肌と接する部分は、繰り返し交換できることが望ましい。屋外に設置される環境センサでは、外部の刺激により劣化しやすい部分を繰り返し交換できることが望ましい。
本発明は、センサ装置の一部分を簡単かつ低コストで交換することのできる構成を提供することを目的とする。
一つの態様では、センサ装置は、
無機半導体材料で形成される制御モジュールを含む再利用可能な第１部分と、
有機材料で形成され、前記第１部分と分離可能に接続されている第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方に配置されるセンサと、
を有する。
センサ装置の一部分を簡単かつ低コストで交換することができる。
実施形態のセンサ装置の基本概念を示す図である。 図１のセンサ装置の動作態様の例を示す図である。 図１のセンサ装置の別の動作態様例を示す図である。 図１のセンサ装置のさらに別の動作態様例を示す図である。 着脱可能な第１部分と第２部分の間の接続構成例を示す。 図５の構成を平面的に表した模式図である。 着脱可能な第１部分と第２部分の別の接続構成例を示す。 非接触接続を行うメタル配線の例を示す図である。 図７の構成を平面的に表した模式図である。 図５または図７の接続形態で一体化されたセンサ装置１０の変形例を平面的に表した模式図である。 図５または図７の接続形態で一体化されたセンサ装置１０の別の変形例を平面的に表した模式図である。 図５または図７の接続形態で一体化されたセンサ装置１０のさらに別の変形例を平面的に表した模式図である。
実施形態では、センサ装置を、互いに分離可能な第１部分と第２部分で形成する。固定的にまたは繰り返し使用される第１部分に無機半導体材料を用い、交換可能な第２部分を安価でフレキシブルな有機半導体を用いて作製する。センサは第１部分と第２部分の少なくとも一方に配置する。この構成により、センサ装置の一部を、簡単かつ安価に交換することができる。
好ましい例として、第１部分に電源、制御回路等の主要部を配置し、第２部分にセンサ装置の動作を開始させるトリガ回路を配置する。これにより、センサ装置の消費電力を低減する。
図１は、実施形態のセンサ装置１０の基本概念を示す図である。センサ装置１０は、無機半導体チップを用いた第１部分（図１では「Ａ部」と表記）１００と、有機半導体で形成される第２部分（図１では「Ｂ部」と表記）２００を有し、第１部分１００と第２部分２００は分離可能である。
第１部分１００は、再利用可能なＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）モジュールであり、電源１０５と制御モジュール１１０を有する。第２部分２００は、有機半導体材料を用いて印刷法等で形成される交換可能または使い捨て可能なモジュールである。第２部分２００は、動作開始トリガ回路２１０を有し、外部からの刺激によって第１部分を動作させる出力信号を生成する。第１部分１００は、第２部分２００からの出力信号によって動作を開始する。
センサ装置１０が医療機関等で用いられる場合、肌に接する部分は患者ごとに交換されるのが望ましい。センサ装置１０が個人向けの生体センサの場合、使用につれて汗、分泌物等による汚れが付着し得るので、肌に接する部分は交換可能であるのが望ましい。フレキシブルな有機材料の第２部分２００を、第１部分１００から分離が容易な使い捨てモジュールとすることで、センサ装置１０の清潔さを維持し、寿命を長くすることができる。センサ装置１０が屋外で用いられる環境センサの場合も、環境に直接さらされる部分を交換または使い捨て可能な第２部分２００とすることで、センサの安定動作と寿命を維持することができる。
図２は、図１のセンサ装置１０の動作態様を示す概念図である。センサ装置１０は、スマートフォン等の端末２０ａと連動して、センサ情報の送受信を行う。図２の例では、第１部分１００の制御モジュール１１０はシリコンＩＣで形成され、ノーマリ・オフの状態にある。制御モジュール１１０は、パワー管理部１１１、ＭＣＵ（マイクロコントローラ）１１２、センサ１１３、及び通信モジュール１１４を有する。センサ１１３は、心電（ＥＣＧ）、肢体の加速度（ＡＣＣ）、体温、心拍、血圧等の生体情報、または温度、湿度、騒音、紫外線、有害物質濃度等の環境情報を計測する。通信モジュール１１４は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）等の通信規格で近距離無線通信を行う。センサ装置１０の第２部分２００は、アンテナ２１１と、有機ＩＣによる動作開始トリガ回路２１０を有する。動作開始トリガ回路２１０は、復調器（ＤＥＭ）２１３と論理回路２１４を含む。
センサ装置１０は、端末２０ａの近接により動作を開始する。すなわち、近接通信による端末２０ａからの信号の受信が、センサ装置１０を動作させる外部からの刺激となる。端末２０ａは、センサ装置１０の第１部分１００と近距離通信を行うＢＬＥモジュール２２と、センサ装置１０の第２部分２００と非接触で近接場通信を行うＮＦＣ（Near Field Communication）モジュール２１を有する。
ユーザが、端末２０ａでセンサ装置１０にタッチする、あるいは端末２０ａをセンサ装置１０にかざすことで、センサ装置１０の電源１０５が投入される。より具体的には、端末２０ａのＮＦＣモジュール２１から発信される信号は、誘導結合によりセンサ装置１０の第２部分２００のアンテナ２１１に伝搬し、復調器２１３で復調されて論理回路２１４に入力される。論理回路２１４は、端末２０ａからの信号に含まれるＩＤ情報とセンサ装置１０のＩＤ情報を比較し、一致した場合にトリガ信号（たとえば電源オン信号）を生成して第１部分１００に出力する。
第１部分１００では、電源オン信号の入力により電源１０５がオンして、第１部分１００の動作が開始する。パワー管理部１１１により電源１０５からの電力がＭＣＵ１１２、センサ１１３、通信モジュール１１４に供給される。センサ１１３はセンシングを開始してユーザの生体情報を取得する。取得された生体情報は、通信モジュール１１４により、端末２０ａに無線送信される。
ペアリングと認証はＮＦＣ等の近接場通信で行われ、センサ情報の送受信はＢＬＥ等の近距離無線通信で行われる。端末２０ａを使用する権限のある者だけが非接触でセンサ装置１０をパワーオンすることができるので、セキュリティが確保される。また、ユーザが望むタイミングで生体情報を測定して取得することができる。センサ装置１０に常時オンのウェイクアップ受信機を設ける必要はなく、センサ装置１０を使用していない時のバッテリー消費はゼロになる。センサ装置１０と端末２０ａとの間の通信距離は短いので、妨害波（干渉波）に対する耐性要求が緩和され、有機回路で形成される動作開始トリガ回路２１０を簡素化できる。
有機材料で形成される第２部分２００はフレキシブルで使い捨て可能であり、表面に接着層を形成することで、第１部分１００に配置されたセンサ１１３をセンシング対象に装着するための「シール」として用いることができる。センサ装置１０の第１部分を内側にして、人の体表面に貼り付けてもよい。
図３は、図１のセンサ装置１０の他の動作態様を示す概念図である。センサ装置１０はスマートフォン等の端末２０ｂと連動して、センサ情報の送受信を行う。図３の例では、センサ２２１が有機材料で形成された第２部分２００に配置され、センサ２２１で測定された所定レベルのセンサ情報が、第１部分１００を動作させるトリガとなる。
第１部分１００は、電源１０５と制御モジュール１２０を有する。制御モジュール１２０はシリコンＩＣで形成され、ノーマリ・オフの状態にある。制御モジュール１２０は、パワー管理部１１１、ＭＣＵ１１２、及びＢＬＥ等の規格で近距離無線通信を行う通信モジュール１１４を有する。
センサ装置１０の第２部分２００は、センサ２２１と、有機ＩＣによる動作開始トリガ回路２２０を有する。動作開始トリガ回路２２０は、センサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路２２２と論理回路２２４を含む。センサインタフェース回路２２２は、たとえば、Ａ／Ｄコンバータや発振器等を含み、センサ２２１の出力を論理回路２２４で使用可能なデジタル情報に変換する。
センサ装置１０は、センサ２２１で所定のレベルを超えるセンサ情報が計測されたことにより動作がオンする。すなわち、センシング対象の所定レベルを超える状態の変化が、センサ装置１０を動作させる外部からの刺激となる。センサ２２１が心拍センサの場合、心拍数が所定値を超えたときに、論理回路２２４は電源オン信号を生成し、第１部分１００に供給する。センサ２２１が発汗センサ、体温センサ、血圧センサ等の生体センサの場合や、品質管理や環境監視に用いられる温度センサ、濃度センサ、騒音センサ等の場合も同様に、所定レベルを超える計測値が検出された場合に、電源オン信号が出力される。電源オン信号と同時または所定時間経過の後に、センサ２２１で計測されたセンサデータが第１部分１００に出力される。
第１部分１００では、電源オン信号の入力により電源１０５がオンして、第１部分１００の動作が開始する。パワー管理部１１１により電源１０５からの電力がＭＣＵ１１２と通信モジュール１１４に供給される。通信モジュール１１４は、第２部分２００から受信したセンサデータを端末２０ｂに無線送信する。
この構成により、センサ情報の通知が必要な場合にだけ電源が投入されて、端末２０ｂにセンサ情報が送信され、消費電力を低減することができる。ペアリングと認証、及びセンサ情報の送受信がＢＬＥで行われるのでセキュリティが確保される。
なお、第１部分１００の制御モジュール１２０内に、点線で示すように、センサ１１３を第２のセンサとして配置してもよい。たとえば、センサ２２１で発汗が検出されたことをトリガとして第１部分１００の電源が投入され、センサ１１３で心拍の計測を開始してもよい。センサ２２１で検知された状態変化と相関のある要素を、第１部分１００のセンサ１１３で測定することで、低い消費電力で有意な情報を収集することができる。
図４は、図１のセンサ装置１０のさらに別の動作態様を示す概念図である。図４の構成は、図２と図３を合わせたものである。センサ装置１０の第１部分１００は、電源１０５と、シリコンＩＣで形成されるノーマリ・オフ状態の制御モジュール１３０を有する。制御モジュール１３０は、パワー管理部１１１、ＭＣＵ１１２、センサ１２３、及び通信モジュール１１４有する。第２部分２００は、アンテナ２１１と、センサ２２１と、有機ＩＣとして形成される動作開始トリガ回路２３０を有する。動作開始トリガ回路２３０は、アンテナ２１１に接続される復調器２１３と、センサ２２１に接続されるセンサインタフェース回路２２３と、復調器２１３及びセンサインタフェース回路２２３に接続される論理回路２３４を有する。
論理回路２３４は、端末２０（図２参照）からの信号入力があったとき、及びセンサ２２１で所定レベルを超える測定値が検知されたときに、電源オン信号を第１部分１００に出力する。センサ２２１で所定レベルを超える測定値が検知されたときは、センサデータも第１部分１００に供給する。
第１部分１００で電源１０５が投入されると、センサ１２３はセンサ２２１と異なる対象を計測する。センサ１２３の計測結果と、センサ２２１による測定結果は、通信モジュール１１４により端末２０に送信される。
図２〜４のいずれの構成でも、シリコン等の無機半導体ＩＣを含む第１部分１００と、安価な有機材料で印刷法により簡単に作製される第２部分２００が分離可能に配置されている。第１部分１００を繰り返し使用し、第２部分を交換可能あるいは使い捨て可能とすることで、センサ装置１０の利用態様や、利用場面を拡大することができる。第１部分１００は、第２部分２００の動作開始トリガ回路から出力されるトリガ信号（電源オン信号など）で動作を開始するので、消費電力を節約することができる。
図５は、第１部分１００と第２部分２００の間の着脱可能な接続例を示す。図５の例では、コネクタピン等の物理的な接触による接続手段を用いる。第１部分１００は、たとえばプリント基板１０１に搭載されたシリコンＩＣとバッテリーで実現される。ＭＣＵ１１２を含む制御モジュール１１０をシリコンＩＣで形成し、電源１０５としてコイン電池１０５ｂを用いる。プリント基板１０１には、ビアプラグを含む配線１０２が形成されており、第２部分２００との接続面側にコネクタ１５０が配置される。コネクタ１５０はたとえば薄型のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）コネクタである。
第２部分２００は、フレキシブル基板２０１に有機ＩＣとして形成された動作開始トリガ回路２４０と、コイル状のアンテナ配線２１１ｃを有する。第１部分１００との接続面には、コネクタ２０５が配置され、動作開始トリガ回路２４０とコネクタ２０５はビアコンタクト２０２等で接続されている。コネクタ２０５は、たとえば薄型のＦＰＣコネクタである。
使用時は、コネクタ１５０とコネクタ２０５との物理的な嵌合により、第１部分１００と第２部分２００が接続される。第１部分１００は、一例として２０ｍｍ×３０ｍｍのサイズである。第２部分２００は、一例として５４ｍｍ×８５ｍｍのサイズである。コネクタ１５０とコネクタ２０５は、実装高さが１ｍｍ以下の薄型コネクタである。第２部分２００を交換する場合は、コネクタ１５０とコネクタ２０５の嵌合をはずせばよい。これにより、主要回路を含む第１部分１００を繰り返し使用可能とし、安価な第２部分２００を使い捨てモジュールとすることができる。
図６は、図５の接続形態で一体化されたセンサ装置１０の平面的な模式図である。図６はセンサ装置１０の正確な平面配置を示すものではなく、動作例を説明するための模式図であることに留意されたい。第２部分２００は、フレキシブル基板２０１の外周に沿ってコイル状に配置されるアンテナ配線２１１ｃを有する。アンテナ配線２１１ｃは、有機ＩＣとして形成される動作開始トリガ回路２４０に接続されている。アンテナ配線２１１ｃで受信された端末２０ａ（図２参照）からのＮＦＣ無線信号の一部は、整流器／レギュレータ２１５で整流及び平滑化され、動作開始トリガ回路２４０を動作させる電力として用いられる。端末２０ａからの無線信号の別の一部は復調器２１３で復調され、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）２１６で復元されたＩＤ情報が論理回路２１４に入力される。論理回路２１４はメモリ２１７からセンサ装置１０のＩＤ情報を読み出し、受信されたＩＤ情報と比較する。２つのＩＤ情報が一致する場合に、論理回路２１４はトリガ信号（たとえば電源オン信号）を第１部分１００に出力する。
第２部分２００から供給される電源オン信号は、第１部分１００のパワー管理部１１１に入力される。パワー管理部１１１は、コイン電池１０５ｂから供給される電力を、電源線１１７でＭＣＵ１１２、センサ１１３、及び通信モジュール１１４に供給する。ＭＣＵ１１２、センサ１１３、及び通信モジュール１１４は信号バス１１８により相互に接続されている。ＭＣＵ１１２は、センサ１１３の出力値を通信モジュール１１４での処理に適した形式に変換し、通信モジュール１１４から送信させる。
第１部分１００と第２部分２００は分離可能に接続され、第２部分２００からのトリガ信号で第１部分１００を動作させて、センサ装置１０の消費電力を低く抑えることができる。
図７は、第１部分１００と第２部分２００の間の着脱可能な接続の別の例を示す。図７の例では、電磁界結合のような非接触の接続手段を用いる。第１部分１００は、たとえばシリコンＩＣとして形成される制御モジュール１４０と、電源としてのコイン電池１０５ａを有する。制御モジュール１４０は、ＭＣＵ１１２と非接触インタフェース回路１６２を有する。非接触インタフェース回路１６２は、第２部分２００との接続面の近傍に配置されるメタル配線１６１に接続されている。
第２部分２００は、フレキシブル基板２０１に有機ＩＣとして形成された動作開始トリガ回路２５０と、コイル状のアンテナ配線２１１ｃを有する。動作開始トリガ回路２５０は、非接触インタフェース回路２６２を有する。非接触インタフェース回路２６２は、第１部分１００との接続面の近傍に配置されるメタル配線２６１に接続されている。対向するメタル配線１６１と２６１で非接触インタフェース３０１が形成される。
第１部分１００と第２部分２００とは、接着層３０３で接着されている。接着層３０３の接着力は、第１部分１００が確実に第２部分に保持され、かつ指先で容易に剥離できる程度である。第１部分１００が第２部分２００に接着された状態で、メタル配線１６１と２６１の間で電磁界結合により非接触で信号の送受信が行われ得る。接着層３０３は第２部分２００の第１部分１００との接続面の全面に形成されてもよい。この場合、接着層３０３により、センサ装置１０をユーザの肌や建造物の壁面に取り付けることができる。この構成でも、主要回路を含む第１部分１００を繰り返し使用可能とし、安価な第２部分２００を使い捨てモジュールとすることができる。
図８は、非接触インタフェース３０１を形成するメタル配線１６１及び２６１の例を示す。図８（Ａ）では、対向する一対のメタルプレート３６１を用いる。この場合、電磁界の容量性結合により信号の送受信が行われる。図８（Ｂ）では、対向する一対の配線コイル３６２を用いる。配線コイル３６２の巻き数は任意であるが、巻き数が２以上の場合は交差のために２層の配線層を用いる。配線コイル３６２の両端は、対応する非接触インタフェース回路１６２、２６２に接続されている。この構成では、誘導性結合により信号の送受信が行われる。
図９は、図７の非接触の接続形態で一体化されたセンサ装置１０の平面的な模式図である。図９はセンサ装置１０の正確な平面配置を示すものではなく、動作例を説明するための模式図であることに留意されたい。第２部分２００は、フレキシブル基板２０１の外周に沿ってコイル状に配置されるアンテナ配線２１１ｃを有する。アンテナ配線２１１ｃは有機ＩＣとして形成される動作開始トリガ回路２５０に接続されている。アンテナ配線２１１ｃで受信された端末２０ａ（図２参照）からのＮＦＣ無線信号の一部は、整流器／レギュレータ２１５で整流及び平滑化され、動作開始トリガ回路２５０を動作させる電力として用いられる。
端末２０ａからの無線信号の別の一部は復調器２１３で復調され、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ）２１６で復元されたＩＤ情報が論理回路２１４に入力される。論理回路２１４はメモリ２１７からセンサ装置１０のＩＤ情報を読み出し、受信されたＩＤ情報と比較する。２つのＩＤ情報が一致する場合に、論理回路２１４はトリガ信号（たとえば電源オン信号）を非接触インタフェース回路２６２に出力する。
端末２０ａからの無線信号のさらに別の一部を復調器２１３を通さずに非接触インタフェース回路２６２に入力して、非接触で高周波信号を第２部分２００に供給してもよい。この高周波信号は、第１部分１００のコイン電池１０５ｂの充電に用いられてもよい。
第２部分２００の非接触インタフェース回路２６２から出力された電源オン信号は、電磁界結合により第１部分１００の非接触インタフェース回路１６２に伝搬し、パワー管理部１１１に入力される。パワー管理部１１１は、コイン電池１０５ｂから供給される電力を、電源線１１７によりＭＣＵ１１２、センサ１１３、及び通信モジュール１１４に供給する。ＭＣＵ１１２、センサ１１３、及び通信モジュール１１４は信号バス１１８により相互に接続されている。ＭＣＵ１１２は、センサ１１３の出力値を通信モジュール１１４での処理に適した形式に変換し、通信モジュール１１４から送信させる。電源オン信号とは別に、非接触インタフェース回路１６２で受信された高周波信号は、整流器／レギュレータ１６５で整流及び平滑化されてコイン電池１０５ｂに蓄電されてもよい。
第１部分１００の制御モジュール１４０のうち、ＭＣＵ１１２、センサ１１３、及び通信モジュール１１４はノーマリ・オフであり、第２部分２００から電源オン信号を受信したタイミングでパワー管理部１１１によってオンされる。他方、パワー管理部１１１、非接触インタフェース回路１６２、及び整流器／レギュレータ１６５は、電磁界結合による信号または電力受信のため、ノーマリ・オンである。ノーマリ・オンの部分を含んでも、第２部分２００から電力の供給を受けられるので、コイル電池１０５ａの残量の低下を防ぐことができる。
図９の構成は、第１部分１００と第２部分２００の分離を可能にし、第２部分２００からのトリガ信号で第１部分１００を動作させてセンサ装置１０の消費電力を低く抑える。さらに、第２部分２００から非接触で供給される高周波電力をコイン電池１０５ｂに充電することができ、電力を有効に用いることができる。
図１０は、図５または図７の接続形態で一体化されたセンサ装置１０の変形例を平面的に表した模式図である。図１０では、第２部分２００の動作開始トリガ回路２２０への電力供給を、第１部分１００のコイン電池１０５ｂから行う。第１部分１００から第２部分２００への電力供給は、図５のコネクタ１５０とコネクタ２０５の組、または図７の非接触インタフェース３０１によって実現される。コイン電池１０５ｂから供給される電力で第２部分２００のセンサ２２１が動作する。センサ２２１の出力が所定レベルを超えたときに、論理回路２２４から第１部分１００のパワー管理部１１１にトリガ信号（電源オン信号など）が出力される。トリガ信号と同時または所定タイミングの後に、センサ２２１で取得されたセンサ情報が第１部分１００へ供給される。トリガ信号及びセンサ情報は、図５または図７の接続手段によって第１部分１００へ供給される。トリガ信号の入力により制御モジュール１１０が動作して、コイン電池１０５ｂから各部に電力が供給される。センサ１１３はセンシング動作を開始してセンサ情報を取得する。センサ１１３で取得されたセンサ情報と、センサ２２１で取得されたセンサ情報は、通信モジュール１１４から端末２０ｂ（図３参照）に送信される。
図１１は、図５または図７の接続形態で一体化されたセンサ装置１０の別の変形例を平面的に表した模式図である。図１１では、有機ＩＣとして形成される動作開始トリガ回路２６０への電力を、第２部分２００に形成されたエネルギハーベスタ４０１で供給する。エネルギハーベスタ４０１は、有機薄膜の太陽電池、有機圧電材料で形成される圧電素子などで実現される。エネルギハーベスタ４０１から供給される交流電力は、整流器／レギュレータ４０２で整流及び平滑化され、電源線１１７によりセンサ２２１、センサインタフェース回路２２３、及び論理回路２２４に供給される。
センサ２２１の出力が所定レベルを超えたときに、論理回路２２４から第１部分１００のパワー管理部１１１にトリガ信号（電源オン信号など）が出力される。トリガ信号と同時または所定タイミングの後に、センサ２２１で取得されたセンサ情報が第１部分１００へ供給される。トリガ信号及びセンサ情報は、図５または図７の接続手段によって第１部分１００へ供給される。トリガ信号の入力により制御モジュール１１０が動作して、コイン電池１０５ｂから各部に電力が供給される。センサ１１３はセンシング動作を開始してセンサ情報を取得する。センサ１１３で取得されたセンサ情報と、センサ２２１で取得されたセンサ情報は、通信モジュール１１４から、端末２０ｂ（図３参照）に送信される。
図１２は、図５または図７の接続形態で一体化されたセンサ装置１０のさらに別の変形例を平面的に表した模式図である。図１２では、有機ＩＣとして形成される動作開始トリガ回路２７０への電力を、端末２ａからのＮＦＣ信号により供給する。動作開始トリガ回路２７０は、コイル状のアンテナ配線２１１ｃに接続されている。端末２ａからのＮＦＣ信号は、誘導結合によりアンテナ配線２１１ｃに伝搬する。ＮＦＣ信号は整流器／レギュレータ４０３により整流及び平滑化されて、電源線１１７によりセンサ２２１、センサインタフェース回路２２３、及び論理回路２２４に供給される。
センサ２２１の出力が所定レベルを超えたときに、論理回路２２４から第１部分１００のパワー管理部１１１にトリガ信号（電源オン信号など）が出力される。トリガ信号と同時または所定タイミングの後に、センサ２２１で取得されたセンサ情報が第１部分１００へ供給される。トリガ信号及びセンサ情報は、図５または図７の接続手段によって第１部分１００へ供給される。トリガ信号の入力により制御モジュール１１０が動作して、コイン電池１０５ｂから各部に電力が供給される。センサ１１３はセンシング動作を開始してセンサ情報を取得する。センサ１１３で取得されたセンサ情報と、センサ２２１で取得されたセンサ情報は、通信モジュール１１４から、端末２０ａのＢＬＥモジュール２２に送信される。
図１０〜図１２のいずれの構成でも、第１部分１００と第２部分２００の分離を可能にし、第２部分２００からのトリガ信号で第１部分１００を動作させてセンサ装置１０の消費電力を低く抑える。図１０では、第１部分１００の電源を利用して第２部分２００を動作させる。図１１及び図１２では、第２部分においてエネルギーハーベストまたは端末２０ａからの高周波信号を利用して電力を生成する。これにより、電力を有効に用いることができる。
上述した実施形態では、センサ装置１０の主要部を含む第１部分１００を再利用可能にし、フレキシブルな有機基板で安価に作製される第２部分２００を使い捨て可能とすることで、センサ装置１０の利用シーンを拡大することができる。有機半導体材料で形成される第２部分２００は、環境に対する負荷が小さい。第２部分２００はユーザ自身が所望の時期に分離できるので、メンテナンスコストの低減にもつながる。端末２０ａ、２０ｂとの協同動作を利用して、セキュリティを維持することができる。
上述した構成は例示にすぎず、多様な変形、改良も本発明に含まれる。近距離無線通信の規格はＢＬＥに限定されず、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）等、その他の通信規格であってもよい。近接場（非接触）通信モジュールもＮＦＣに限定されず、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）、ＭＩＦＡＲＥ（登録商標）等の、その他の規格を用いてもよい。コネクタ１５０と２０５の組は１組に限定されず、用途に応じて複数組設けてもよい。非接触インタフェース３０１の数も１つに限定されない。第１部分１００と第２部分２００との間で電力を送受信する接続手段と、第２部分２００から第１部分１００へのトリガ信号の供給に用いる接続手段を別々にしてもよい。
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
無機半導体材料で形成される制御モジュールを含む再利用可能な第１部分と、
有機材料で形成され、前記第１部分と分離可能に接続されている第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方に配置されるセンサと、
を有することを特徴とするセンサ装置。
（付記２）
前記第２部分は前記第１部分を動作させるトリガ信号を生成する動作開始トリガ回路を有し、
前記第１部分は、前記第２部分から入力される前記トリガ信号によって動作を開始することを特徴とする付記１に記載のセンサ装置。
（付記３）
前記センサは前記第１部分に配置され、前記第２部分からの前記トリガ信号の入力によりセンシングを開始することを特徴とする付記２に記載のセンサ装置。
（付記４）
前記動作開始トリガ回路は、外部から第１の通信方式で無線信号を受信したときに前記トリガ信号を生成することを特徴とする付記２または３に記載のセンサ装置。
（付記５）
前記センサは前記第２部分に配置され、前記動作開始トリガ回路は、前記センサにより検知された値が所定レベルを超える場合に前記トリガ信号を生成し、前記トリガ信号と前記センサにより検知されたセンサ情報を前記第１部分に供給することを特徴とする付記２に記載のセンサ装置。
（付記６）
前記第１部分は第２のセンサを有し、前記第２部分から前記トリガ信号を受け取ったときに前記第２のセンサが動作を開始することを特徴とする付記５に記載のセンサ装置。
（付記７）
前記第１部分と前記第２部分は物理的接触による接続手段により分離可能に接続されていることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載のセンサ装置。
（付記８）
前記第１部分と前記第２部分は、非接触の接続手段により分離可能に接続されていることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載のセンサ装置。
（付記９）
前記動作開始トリガ回路は、外部から第１の通信方式で無線信号を受信したときに、前記無線信号に含まれる識別情報と、あらかじめ保持している識別情報とを比較し、一致したときに前記トリガ信号を生成することを特徴とする付記４に記載のセンサ装置。
（付記１０）
前記第２部分はコイル状のアンテナを有し、外部から第１の通信方式で無線信号を受信したときに前記無線信号から生成される電力を用いて動作することを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載のセンサ装置。
（付記１１）
前記第１部分は電源を有し、前記第２部分は前記電源からの電力を用いて動作することを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載のセンサ装置。
（付記１２）
前記第２部分はエネルギハーベスタを有し、前記エネルギハーベスタで生成されるエネルギーを用いて動作することを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載のセンサ装置。
（付記１３）
前記第２部分はコイル状のアンテナを有し、外部から第１の通信方式で無線信号を受信したときに、前記非接触の接続手段により前記無線信号の少なくとも一部を前記第１部分へ供給し、前記第１部分は前記無線信号から電力を生成して前記制御モジュールの動作に用いることを特徴とする付記８に記載のセンサ装置。
（付記１４）
前記第１部分は、第２の通信方式で近距離無線通信を行う通信モジュールを有し、前記通信モジュールは前記センサで取得されたセンサ情報を外部に送信することを特徴とする付記１〜１３のいずれかに記載のセンサ装置。
（付記１５）
前記第１部分は電源を有し、前記トリガ信号の入力がない間は前記電源から前記制御モジュールへの電力の供給は行われないことを特徴とする付記１〜１４のいずれかに記載のセンサ装置。
１０ センサ装置
１００ 第１部分
１０５ 電源
１０５ｂ コイン電池
１１０、１２０、１３０、１４０ 制御モジュール
１１１ パワー管理部
１１２ ＭＣＵ
１１４ 通信モジュール
１５０、２０５ コネクタ
１６１、２６１ メタル配線
１６２、２６２ 非接触インタフェース回路
２００ 第２部分
２１０、２２０，２３０、２４０、２５０、２６０，２７０ 動作開始トリガ回路
２１１ アンテナ
２１１ｃ アンテナ配線
２１３ 復調器
２１４、２２４ 論理回路
２１５，４０２、４０３ 整流器／レギュレータ
２２１ センサ
２２３ センサインタフェース回路
２２４ 論理回路
３０１ 非接触インタフェース
３０３ 接着層
４０１ エネルギハーベスタ

Claims (5)

  1. 無機半導体材料で形成される制御モジュールを含む再利用可能な第１部分と、
    有機材料で形成され、前記第１部分と分離可能に接続されている第２部分と、
    前記第１部分に配置されるセンサと、
    を有し、
    前記第２部分は前記センサを動作させるトリガ信号を生成する動作開始トリガ回路を有し、
    前記第１部分に配置される前記センサは、前記第２部分から入力される前記トリガ信号によってセンシング動作を開始することを特徴とするセンサ装置。
  2. 前記動作開始トリガ回路は、外部から第１の通信方式で無線信号を受信したときに前記トリガ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 前記第２部分は第２のセンサを有し、前記動作開始トリガ回路は、前記第２のセンサにより検知された値が所定レベルを超える場合に前記トリガ信号を生成し、前記トリガ信号と前記第２のセンサにより検知されたセンサ情報を前記第１部分の前記センサに供給することを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
  4. 前記第１部分と前記第２部分は物理的接触による接続手段により分離可能に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
  5. 前記第１部分と前記第２部分は、非接触の接続手段により分離可能に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
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