使捨てコネクタでＲＦＩＤデバイスを動作させるシステム及び方法
本発明は、使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムを提供する。システムは、第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てコネクタと、第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てコネクタとを含む。また、本発明は、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダを含む。リーダは、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように、構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使捨てコネクタでＲＦＩＤデバイスを動作させるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグは、動物、衣料品などの物の自動識別、並びに容器の無断開封を検出するために、広く使用されている。物の識別に使用されているＲＦＩＤタグの例が幾つか存在する。
【０００３】
まず、ＲＦＩＤタグをホースに取り付ける方法及び追跡システムに関する米国特許第７１９５１４９号がある。このホース追跡システムは、製造中にホース内に埋め込まれ、成形されて、ホースに永久的に取り付けられた取付け済みＲＦＩＤタグを有するホース組立体を含む。ＲＦＩＤタグは、特定のホース組立体に固有のＩＤで符号化される。ＲＦＩＤタグリーダは、１つ以上の追跡可能な事象に対するユーザ入力を含み、少なくともコンピュータネットワークに接続可能であり、又はネットワークにアクセス可能なデバイスにＩＤ及び任意のユーザ入力をアップロードするように適合されている。ホースに関する情報を有する、ネットワークにアクセス可能なホースデータベースが用意される。ネットワークアクセス可能なホースデータベースは、１つ以上の追跡可能な事象に関するデータを受けて記憶しているＲＦＩＤタグからのＩＤに基づいて、ユーザにホース関連情報を得るためのアクセスを提供する。また、米国特許第７１９５１４９号に類似する別の米国特許第７３２８８３７号があり、米国特許第７３２８８３７号は、ＲＦＩＤタグをホースに取り付ける方法及び追跡システムに関するものである。
【０００４】
次に、分析用測定器内の交換部品を認識するための装置である、米国特許第５８９２４５８号がある。幾つかの分析用デバイスを有する分析用測定器の中、又は分析用測定システムの中の交換部品を認識するためのこの装置は、交換部品にそれぞれ取り付けられた識別モジュールを有する交換部品を含む。加えて、装置は、識別モジュールから情報信号を受けて識別モジュールに情報信号を送ることができる、送受信デバイスを有する。識別モジュールから読み出された情報が、例えば、品質に関して一定の条件を満たさない場合、制御デバイスは、メッセージを表示デバイス上に表示させることができる。
【０００５】
次に、識別デバイスを追跡する方法及びシステムに関する別の米国特許第７１３５９７７号があり、これは、識別デバイスについてのデータをレジスタに記憶することを含み、記憶されるべきデータは、識別デバイスに関する情報が転送されることを要求している転送場所に関するデータを含む。識別デバイスが、監視されるべき物品に取り付けられる。方法は、識別デバイスが読み出され、情報に対する要求が受け取られたときに、レジスタにアクセスすることを含む。転送場所の詳細は、レジスタから得られる。要求が転送場所に転送され、識別デバイスに関する要求された情報が、転送場所から情報の要求者に送られる。
【０００６】
上述のＲＦＩＤ発明は、ＲＦＩＤタグに関連付けられたデバイスを識別することは可能であるが、これらの発明は、破損したＲＦＩＤタグの使用を防止するために必要な、ＲＦＩＤタグが互いに動作するために１つのＲＦＩＤタグが１つ以上のＲＦＩＤタグと合致するか否かを正確に判定することはできない。それ故、使捨てバイオプロセス部品、特にガンマ線照射又は使捨てデバイス若しくは限定的な再使用デバイスの生物汚染度を低減するための適切な手段によって滅菌されるものの違法製造を防止するために、１つのＲＦＩＤタグが別のＲＦＩＤタグと確実に合致されうるか否かを判定することができる装置及びシステムが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２８２０２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の技術的背景に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の好ましい一実施形態では、使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムがある。このシステムは、第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てコネクタと、第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てコネクタとを含む。また、本発明は、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダを含む。リーダは、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成される。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施形態では、ＲＦＩＤタグを動作させるための装置がある。この装置は、第１の使捨てコネクタを有する第１のＲＦＩＤタグ及び第２の使捨てコネクタを有する第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダを含む。リーダは、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成される。
【００１１】
本発明の上記及び他の利点は、以下の説明を添付の図面と併せ読めばより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る図１のＲＦＩＤタグが使用される方法の流れ図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る典型的な使捨てコネクタの一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る使捨てコネクタの円形ジオメトリに組み込まれたＲＦＩＤタグを示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る使捨てコネクタの環状ジオメトリに組み込まれたＲＦＩＤタグを示す概略図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る２つの対向するフランジを有する使捨てコネクタの設計を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る２つの対向するフランジを有する使捨てコネクタの設計を示す別の図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に係る２つの対向するフランジを有する使捨てコネクタの設計を示すさらに別の図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示す別の図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示すさらに別の図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示すさらに別の図である。
【図７】本発明による、使捨てコネクタに組み込まれたＲＦＩＤタグを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの使捨てコネクタ内への一体化を示す図である。
【図９】本発明による、使捨てコネクタ内に一体化されたＲＦＩＤタグの圧力応答を表すグラフである。
【図１０】ガンマ線照射の前と後の、ＲＦＩＤタグの周波数応答の主成分分析の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の現在好ましい実施形態が、同じ要素が同じ数字で識別される図面を参照して説明される。好ましい実施形態の説明は例示的であり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１４】
図１は、ＲＦＩＤ（ＲＦＩＤ）タグが使捨てコネクタで正常に動作しているか否かを判定するためのシステムのブロック図を示す。システム１００は、リーダ１０３と、第１のＲＦＩＤタグ１０７を有する第１の使捨てコネクタ１０５と、第２のＲＦＩＤタグ１１１を有する第２の使捨てコネクタ１０９と、コンピュータ１１３とを含む典型的な測定デバイス（ライタ／リーダ）１０１を含む。このコンピュータ１１３は、測定デバイス１０１に接続される。リーダ１０３は、情報をコンピュータ１１３と往復して送受する。また、この情報は無線で、又はケーブルを使用するときは有線で送られてよい。コンピュータ１１３は、データベースを含むメモリなど、コンピュータに付随する典型的なコンポーネントを含む。このデータベースは、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１並びに任意の他の典型的なタグに関する情報を含む。この情報は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１など関連するＲＦＩＤタグのガンマ線滅菌、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１などＲＦＩＤタグの使用法（ＲＦＩＤタグの過去、現在及び将来の利用を含む）、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正なＲＦＩＤタグであるか否か、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１など関連するＲＦＩＤタグが互いに合致することができるか否か、並びにＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作可能であるか否かを含む。ユーザは、上述の情報のすべてをコンピュータ１１３のデータベースにインストールすることができる。本発明の別の好ましい実施形態では、たとえ２個だけのＲＦＩＤタグが本発明において使用されるとしても、３個、４個、１００個又はそれ以上のＲＦＩＤタグが、使捨てコネクタ上のＲＦＩＤタグの代わりに使用されてよい。また、使捨てコネクタ１０５及び１０９は、使捨てのバイオプロセスコンポーネントと呼ばれてよい。使捨てバイオプロセスコンポーネントの他の例は、貯蔵袋、生物反応器、フィルタ、配管、及び分離塔を含む。
【００１５】
第１のＲＦＩＤタグ１０７は、以下の図６Ａ〜図６Ｄに開示する方法のいずれかによって、第１の使捨てコネクタ１０５に組み込まれる。第２のＲＦＩＤタグ１１１は、以下の図６Ａ〜図６Ｄに開示する方法のいずれかによって、第２の使捨てコネクタ１０９に組み込まれる。リーダ／ライタ１０３は、Ｗａｖｅ Ｌｏｇｉｃ ＬＬＣ（Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ、ＣＡ）、ＳｋｙｅＴｅｋ（Ｗｅｓｔｍｉｎｓｔｅｒ、ＣＯ）、又は他の供給源による代表的なリーダ／ライタデバイスである。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１（オンボード整流ブリッジ及び他のＲＦフロントエンドデバイス）は、不揮発性メモリを含む。タグ１０７及び１１１は、リーダ１０３によって送信される、時間変動電磁高周（ＲＦ）波（キャリア信号と呼ばれる）によってエネルギーを与えられる。ＲＦＩＤタグは、１２０〜１４０ｋＨｚにわたる範囲、１３．５６ＭＨｚ付近、８００〜９８０ＭＨｚにわたる範囲、２．４５ＧＨｚ付近、及び５．８ＧＨｚ付近の周波数において動作されうる。また、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１は、集積回路メモリチップ、リード−ライトメモリ、リードオンリメモリ及びメモリなし（チップレスタグ）を含んでよい。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１の動作において、１２０〜１４０ｋＨｚの周波数範囲は低周波（ＬＦ）として知られ、１３．５６ＭＨｚ付近の周波数範囲は高周波（ＨＦ）として知られ、８００〜９８０ＭＨｚの周波数範囲は極超短波（ＵＨＦ）として知られ、２．４５ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚ付近の周波数範囲はマイクロ波周波数（ＭＦ）として知られる。
【００１６】
リーダ１０３は、エネルギーをタグ（ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１）に送信し、後方散乱変調を検出することによって、そのタグから戻る情報を読み出すように設計された、出力コイルと、ピーク検出器ハードウェアと、比較器と、ファームウェアとを有するマイクロコントローラベースのユニットである。ＲＦ場がアンテナコイルを通過すると、ＡＣ電圧がコイルの両端に発生する。この電圧は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１に電力を供給するために、メモリチップの変調回路によって整流される。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１に記憶された情報が、リーダ１０３に戻して送信される（後方散乱される）。リーダ１０３は、タグ１０７及び１１１のタグアンテナから受信した信号を復調し、さらなる処理のために信号を解読する。
【００１７】
図２は、リーダが、ＲＦＩＤタグが動作可能であるか否かを判定する方法の流れ図を示す。ブロック２０１で、図１に示すように、リーダ１０３が、第１のＲＦＩＤタグ１０７を有する第１の使捨てコネクタ１０５、及び第２のＲＦＩＤタグ１１１を有する第２の使捨てコネクタ１０９に隣接して設置される。第１のＲＦＩＤタグ１０７及び第２のＲＦＩＤタグ１１１からリーダ１０３が存在しなければならない読取り範囲がある。この読取り範囲は、動作周波数、リーダの電力、ＲＦＩＤタグの形状、リーダアンテナの形状、タグに対するリーダの角度位置、タグとリーダとの間のクラッタの量、及び他のパラメータを始めとする幾つかの要因に応じて決まる。読取り範囲は、数ｍｍ未満から数ｍまでありうる。例えば、リーダ１０３と、第１のＲＦＩＤタグ１０７及び第２のＲＦＩＤタグ１１１との間の距離は、１〜１００ｍｍから１〜２０ｍまでの任意の場所にあってもよい。
【００１８】
次に、ブロック２０３で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及びＲＦＩＤタグ１１１がガンマ線滅菌されているか否かを判定する。上述のように、リーダ１０３は、コンピュータ１１３上のＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセス可能である。リーダ１０３がこの情報を受けると、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１がガンマ線滅菌されているか否かを確認するために検査する。ＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されていない場合、この処理は終了する。しかし、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１がガンマ線滅菌されている場合、この処理はブロック２０５に続く。また、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１のガンマ線滅菌は、タグのＩＣメモリチップの読取り範囲及び給電要件の変更につながる。また、これらの変更は、タグが照射されたか否かを判定するために使用されてよい。例えば、リーダ１０３と、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１との間の距離は、５〜７０ｍｍ（ガンマ線照射前）から１５〜５５ｍｍ（ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１のガンマ線照射後）まで変化する。
【００１９】
ブロック２０５で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が以前に使用されたか否かを判定するために、コンピュータ１１３上に記憶されているＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が使用されたことがあることを、リーダ１０３が見出した場合、この処理は終了する。しかし、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が以前に使用されていないとリーダ１０３が判定した場合、この処理はブロック２０７に続く。
【００２０】
次に、ブロック２０７で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正であるか否かを判定するために、コンピュータ上に記憶されているＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。リーダ１０３は、コンピュータ１１３上のＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正でないことをリーダ１０３が確認した場合、この処理は終了する。しかし、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正であるとリーダ１０３が判定した場合、この処理はブロック２０９に続く。
【００２１】
ブロック２０９で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに合致し、互いに動作可能であるか否かを判定するために、コンピュータ１１３上に記憶されているＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が、コネクタ１０５及び１０９の中又は上の、コネクタが共に接続されるように意図されている場所に配置される場合に、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１は合致可能である。コネクタ１０５及び１０９が、製造システムの設計によって共に接続されるように意図されていない場合、この情報は、コンピュータ１１３のデータベースの中にあるであろう。これらのコネクタが、誤って又は不適切に、図らずも接続された場合は、それらの関連するＲＦＩＤタグ１０７及び１１１がリーダ１０３でスキャンされ、リーダ（又はコンピュータ又は別のデバイス）は、接続が正しくないというメッセージをコンピュータ１１３に送る。リーダ１０３は、コンピュータ１１３上のＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。リーダ１０３が、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作可能ではないことを確認すると、処理は終了する。しかし、リーダ１０３が、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作可能であると判定すると、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１は、ブロック２１１において互いに十分に動作可能である。２つ以上のＲＦＩＤタグが単一のＲＦＩＤリーダと共に動作するために、知られている衝突防止アルゴリズムが利用される。ＲＦＩＤシステムにおけるタグの衝突は、ＲＦＩＤタグリーダ１０３が複数のタグを同時にエネルギーを与え、それら個別の信号を反射させて同時にリーダに戻すときに生じる。この問題は、多数のタグが、同じＲＦ場の中で一緒に読み出されなければならない場合によくみられる。リーダはこれらの信号を区別できず、タグ衝突は、リーダ１０３を混乱させる。幾つかの知られている衝突防止アルゴリズムがコンピュータ１１３上に記憶され、アクセスされ、１つのタグからの高周波が別のタグからの高周波と干渉しないようにするために、測定デバイス１０１及びリーダ１０３によって使用される。本発明で使用されうる衝突防止アルゴリズムの例は、ビットベースアルゴリズム、バイナリツリーアルゴリズム、動的スロット割り当て（ＤＳＡ）アルゴリズム、及びＡＬＯＨＡベースアルゴリズム（ＡＬＯＨＡ、スロットＡＬＯＨＡ、フレームスロットＡＬＯＨＡ及び動的フレームスロットＡＬＯＨＡなど）を含む。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作した後、この処理は終了する。図２は、段階２０３、２０５、２０７、及び２０９の連続的な動作を示すが、別の実施形態では、これらの段階が、別の順序で実施されてよく、又はこれらの段階が、並列に実施されてよい。
【００２２】
図３は、典型的な使捨てコネクタを示す。使捨てコネクタ３００は、フランジ３０１と、通気ポート３０３と、延長部３０５と、流れコネクタキャップ３０７とを含む。使捨てコネクタ３００は、異なる種類及び寸法の延長部３０５を有し、ときには通気ポート３０３を含む。また、使捨てコネクタ３００は、フランジ、延長部、及びコネクタ３００の任意の他の場所に配置された典型的なＲＦＩＤタグを有してよい。ＲＦＩＤタグの好ましい形状は、円形又は環状であるが、他の形状が、類似の目的のために使用されてよい。
【００２３】
強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）のガンマ線耐性についての初期の観測は、数十年前にさかのぼる。Ｓｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ｐａｚ Ｄｅ Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ １９８９、２４６、１４００〜１４０５、及びＢｅｎｅｄｅｔｔｏ、Ｊ．Ｍ．；Ｄｅｌａｎｃｅｙ、Ｗ．Ｍ．；Ｏｌｄｈａｍ、Ｔ．Ｒ．；ＭｃＧａｒｒｉｔｙ、Ｊ．Ｍ．；Ｔｉｐｔｏｎ、Ｃ．Ｗ．；Ｂｒａｓｓｉｎｇｔｏｎ、Ｍ．；Ｆｉｓｃｈ、Ｄ．Ｅ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９１、３８（６ ｐｔ １）、１４１０〜１４１４。現在、ＦＲＡＭは、最も広く研究されている種類の放射線耐性の非電荷ベース記憶メモリである。Ｓｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ｐａｚ Ｄｅ Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ １９８９、２４６、１４００〜１４０５；Ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ、Ｇ．Ｃ．；Ｃｏｐｐａｇｅ、Ｆ．Ｎ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ：Ａ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ａｎｓｗｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈａｒｄｅｎｅｄ ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ｑｕｅｓｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９８８、３５（６ ｐｔ １）、１４６１〜１４６６、及びＳｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．；Ｍｅａｄｏｗｓ、Ｈ．Ｂ．；ＭｃＭｉｌｌａｎ、Ｌ．Ｄ．；Ｓｈａｗａｂｋｅｈ、Ａ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｍｅｍｏｒｉｅｓ：Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９８９、６６、１４４４〜１４５３。
【００２４】
ガンマ線耐性でありうるＲＦＩＤメモリチップは、ＦＲＡＭメモリ材料及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路を含む。ガンマ線滅菌されたコンポーネントと共に動作するためのＲＦＩＤタグのメモリチップデバイスを使用する能力を達成するために、（１）非電荷ベースの不揮発性記憶メモリ材料の材料的限界及び（２）ガンマ線に暴露されたときのデバイス全体としてのＩＣメモリチップのＣＭＯＳ回路のデバイス的限界に対処することが不可欠である。
【００２５】
材料レベルにおいて、強誘電体材料は、ＥＥＰＲＯＭよりもガンマ線に耐性があるが、それでもなお、強誘電体材料は、１．１７及び１．３３ＭｅＶ（60Ｃｏ）及び０．６６１４ＭｅＶ（137Ｃｓ）のガンマ線を放出する一般的な60Ｃｏ及び137Ｃｓのガンマ線源によるガンマ線照射の影響を受ける。Ｓｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ｐａｚ Ｄｅ Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ １９８９、２４６、１４００〜１４０５；Ｄｅｒｂｅｎｗｉｃｋ、Ｇ．Ｆ．；Ｉｓａａｃｓｏｎ、Ａ．Ｆ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｉｃ ｍｅｍｏｒｙ：ｏｎ ｔｈｅ ｂｒｉｎｋ ｏｆ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ」、ＩＥＥＥ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ＆ Ｄｅｖｉｃｅｓ ２００１、Ｊａｎｕａｒｙ、２０〜３０；及びＳｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．；Ｍｅａｄｏｗｓ、Ｈ．Ｂ．；ＭｃＭｉｌｌａｎ、Ｌ．Ｄ．；Ｓｈａｗａｂｋｅｈ、Ａ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｍｅｍｏｒｉｅｓ：Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９８９、６６、１４４４〜１４５３。
【００２６】
ガンマ線のこのエネルギーは、強誘電体材料内に変位損傷を潜在的に引き起こすのに十分なほど高い。Ｓｃｈｗａｎｋ、Ｊ．Ｒ．；Ｎａｓｂｙ、Ｒ．Ｄ．；Ｍｉｌｌｅｒ、Ｓ．Ｌ．；Ｒｏｄｇｅｒｓ、Ｍ．Ｓ．；Ｄｒｅｓｓｅｎｄｏｒｆｅｒ、Ｐ．Ｖ．、「Ｔｏｔａｌ−ｄｏｓｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９０、３７（６ ｐｔ １）、１７０３〜１７１２。実際に、ガンマ線に暴露された後、強誘電体材料は、内部場の変動による強誘電体のスイッチング特性の変化によって、保持される分極電荷が減少する。この放射線で誘発された強誘電体のスイッチング特性の劣化は、放射線で誘発された電荷が強誘電体材料内で移送され、電極の近くでトラップされることによる。ひとたびトラップされると、電荷は、双極子周りの局所場を変え、印加される電圧に応じてスイッチング特性を変える可能性がある。トラップサイトに対して２つの知られているシナリオは、ＦＲＡＭの製作方法（例えば、スパッタリング、ゾル−ゲル堆積、スピンオン堆積、有機金属化学気相堆積、液体ミスト化学堆積）に応じて、粒子境界にあるか又は強誘電体内に分散する欠陥の中にある。電荷トラップに加えて、ガンマ線は又、個々の双極子又はドメインの分極率を直接変える可能性がある。
【００２７】
デバイスレベルにおいて、ＲＦＩＤタグのＦＲＡＭメモリチップは、標準的な電気的ＣＭＯＳ回路と、分極双極子がＦＲＡＭのメモリ書き込み動作の間に配向される一列の強誘電体キャパシタとからなる。これらのキャパシタでは、強誘電体材料が、データを記憶するためにキャパシタの誘電体膜として使用される。ＦＲＡＭデバイスは、機能的故障及び記憶データ異常を含む２つのモードのメモリ劣化を有する。従って、メモリチップ内の放射線反応の影響は、メモリチップ内の不揮発性メモリとＣＭＯＳコンポーネントとの組合せである。ＣＭＯＳ内の放射線障害は、閾値電圧シフトと、漏れ電流の増加と、短絡ラッチアップとを含むが、限定はされない。
【００２８】
従来のＣＭＯＳ／ＦＲＡＭメモリデバイスでは、ガンマ線で誘発されるデバイス性能（メモリチップに対してデータを書き込み読み出す能力）の損失は、メモリチップの硬化していない市販のＣＭＯＳコンポーネントによって影響を受ける。Ｂｅｎｅｄｅｔｔｏ、Ｊ．Ｍ．；ＤｅＬａｎｃｅｙ、Ｗ．Ｍ．；Ｏｌｄｈａｍ、Ｔ．Ｒ．；ＭｃＧａｒｒｉｔｙ、Ｊ．Ｍ．；Ｔｉｐｔｏｎ、Ｃ．Ｗ．；Ｂｒａｓｓｉｎｇｔｏｎ、Ｍ．；Ｆｉｓｃｈ、Ｄ．Ｅ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９１、３８（６ ｐｔ １）、１４１０〜１４１４；及びＣｏｉｅｃ、Ｙ．Ｍ．；Ｍｕｓｓｅａｕ、Ｏ．；Ｌｅｒａｙ、Ｊ．Ｌ．、Ａ ｓｔｕｄｙｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９４、４１、４９５〜５０２。
【００２９】
設計による硬化（ｈａｒｄｅｎｅｄ−ｂｙ−ｄｅｓｉｇｎ）の技術は、半導体メモリの放射線硬化ＣＭＯＳコンポーネントを製造するために使用されてよい。設計による硬化のＣＭＯＳコンポーネントの例は、メモリアレイ内のｐチャネルトランジスタと、環状のｎチャネルゲート構造と、ｐ型のガードリングと、ロバスト／冗長に論理ゲートを保護するラッチと、シングルイベント効果に耐性のあるラッチとを含む。Ｋａｍｐ、Ｄ．Ａ．；ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ、Ａ．Ｄ．；Ｐｈｉｌｐｙ、Ｓ．Ｃ．；Ｄｅｒｂｅｎｗｉｃｋ、Ｇ．Ｆ．、「Ａｄａｐｔａｂｌｅ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、ＮＶＭＴＳ０４ ２００４、１４９〜１５２；及びＫａｍｐ、Ｄ．Ａ．；ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ、Ａ．Ｄ．；Ｈａａｇ、Ｇ．Ｒ．；Ｒｕｓｓｅｌｌ、Ｋ．Ｅ．；Ｄｅｒｂｅｎｗｉｃｋ、Ｇ．Ｆ．、「Ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｈａｒｄｅｎｅｄ ＦｅＲＡＭｓ ｏｎ ａ １３０ ｎｍ ＣＭＯＳ／ＦＲＡＭ ｐｒｏｃｅｓｓ」、Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、ＮＶＭＴＳ０５ ２００５、４８〜５０。
【００３０】
設計による硬化の技術は、放射線硬化ラッチが、デバイスの論理を通して伝播するシングルイベントトランジェント（ＳＥＴ）によってセットされるのを防止する。ＲＦＩＤタグにおけるＦＲＡＭメモリの利用が、早くから、米国特許第６８０８９５２号及び米国特許第６２０１７３１号に記載されている。
【００３１】
また、ガンマ線を照射されたＲＦＩＤタグにおけるＦＲＡＭメモリの利用が、米国特許第６８０６８０８号に記載されている。
【００３２】
ＦＲＡＭベースのＲＦＩＤタグの性能に対する強誘電体材料及びＣＭＯＳデバイスの特性に関する発明者らの詳細な理解が、利用可能な、発明者らがカスタム生産したタグを用いた発明者らの実験と、さらに結びつけられた。照射されたタグからのデータが読み出せず、照射されたタグに新しいデータが書き込めない、ガンマ線照射されたＲＦＩＤタグの故障率が著しいことを、発明者らは実測している。ＦＲＡＭベースメモリチップに対する以前の研究により、ガンマ線で誘発されたデバイス性能損失は、（１）非電荷ベースの記憶メモリ材料に対する放射線の影響、及び（２）ＩＣメモリチップのアナログ及びディジタルのＣＭＯＳ回路コンポーネントの性能に対する放射線の影響などの、２つの別々の源に起因することが示唆された。
【００３３】
従って、ＦＲＡＭベースのＲＦＩＤタグの性能の信頼性を大幅に改良するために、発明者らは、滅菌されたバイオプロセスコンポーネントを確実に識別し、追跡し、認証するために、残された難題及び紹介されたガンマ線滅菌可能なＲＦＩＤタグ技術を注意深く分析した。ガンマ耐性のＲＦＩＤタグの性能の信頼性を高めるために、２つの方法が使用されるべきであることを発明者らは発見した。
【００３４】
第１の方法は、ガンマ線照射段階を成功裏に通過するために不可欠な、書き込まれるデータの一時的な冗長を実施することである。ガンマ線照射の後、データの冗長は、ＦＲＡＭメモリチップ上でユーザ定義データのためのメモリを開放するために取り除かれてよい。この方法は、主に、ＩＣチップのメモリ内の強誘電体キャパシタに起こりうる故障を対象とする。
【００３５】
第２の方法は、可変ＲＦ電力を用いてＲＦＩＤタグに問い合わせて、タグに幾つかの許容電力レベルを提示することである。ガンマ線暴露によって、ＩＣチップのＣＭＯＳコンポーネントは、それらの電気的特性を変える。結果として、タグにガンマ線を照射する前に使用した読取り／書き込みの電力レベルは、ガンマ線を照射された後で、修正されたものとなる。この方法は、主に、ＩＣチップのＣＭＯＳ回路に起こりうる故障を対象とする。
【００３６】
これらの２つの方法は、タグの性能の信頼性を劇的に改良する可能性ばかりでなく、ガンマ照射されたタグのシグネチャを提供する可能性を提供する。そのようなシグネチャは、タグのガンマ線照射線量と関連することができるので、ＲＦＩＤタグは、ガンマ線滅菌の指標として、又は信頼性のある線量計として働く。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、使捨てコネクタ内に組み込まれたＲＦＩＤタグを示す。使捨てコネクタ４０１は、円形のＲＦＩＤタグ４０３を含む。使捨てコネクタ４０５は、環状のＲＦＩＤタグ４０７を含む。ＲＦＩＤタグ４０３及び４０７は、上で説明したＲＦＩＤタグ１０７及び１１１に相当する。ＲＦＩＤタグ４０３及び４０７は、円形又は環状形状を有するが、これらのＲＦＩＤタグは、任意の形状を有してよい。ＲＦＩＤタグ４０３及び４０７は、製剤過程に必要な典型的なレベル（２５〜５０ｋＧｙ）に対してガンマ線照射耐性がある。ガンマ線照射耐性（ガンマ線照射の影響への耐性）は、幾つかの方法、即ち、１．そのエラー訂正を可能にするのに必要なディジタル情報を記憶することによって、２．ＲＦＩＤタグ上に放射線硬化ＣＭＯＳ回路を使用することによって、又はガンマ線照射後の標準ＣＭＯＳの回復を制御することによって、３．ＦＲＡＭメモリを使用することによって、及び４．ガンマ線照射の後のＲＦＩＤタグをリーダの異なる電力レベルを用いて若しくはリーダとＲＦＩＤタグとの間の異なる距離で読み出すことによって、提供される。
【００３８】
図５Ａは、２つの対向するフランジを有する、典型的な使捨てコネクタの設計である。使捨てコネクタ５０１は、フランジ間に延長部５０７を有する２つの対向するフランジ５０３及び５０５を有する。ＲＦＩＤタグは、フランジ５０３と５０５との間の延長部５０７に組み込まれるか又は配置されるであろう。
【００３９】
図５Ｂは、ジェンダーレスタイプの２つの対向するフランジを有する、典型的な使捨てコネクタの設計である。使捨てコネクタ５０９は、ジェンダーレスタイプの５１１及び５１３の２つの対向するフランジを有する。ＲＦＩＤタグ５１５は、フランジ５１１及び５１３の内部に組み込まれるか又は配置されるであろう。
【００４０】
図５Ｃは、雌雄タイプの２つの対向するフランジを有する、典型的な使捨てコネクタの設計である。使捨てコネクタ５１７は、２つの対向するフランジ５１９及び５２１を有する。雌アダプタ５２３がフランジ５１９の外面に配置され、雄アダプタ５２５がフランジ５２１の外面に配置される。ＲＦＩＤタグ５２７は、フランジ５１９及び５２１の内部に組み込まれるか又は配置される。
【００４１】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、及び図６Ｄは、ＲＦＩＤタグを種々の方法で組み込む幾つかの使捨てコネクタを示す。図６Ａに対して、使捨てコネクタ６０１は、延長部６０５を有するフランジ６０３を含む。延長部６０５の頂部に、ＲＦＩＤタグ６０８が配置されるＲＦＩＤ挿入点６０７が存在する。図６Ｂでは、使捨てコネクタ６０９は、フランジ６１１及び延長部６１３を含む。ＲＦＩＤセンサ６１２を延長部６１３内に快適に設置するために、ＲＦＩＤセンサ６１２は、延長部６１３の挿入点６１５内に成形される（即ち、永久的に取り付けられる）。
【００４２】
図６Ｃでは、使捨てコネクタ６１７は、フランジ６１９及び延長部６２１を含む。ＲＦＩＤセンサ６２４及びピックアップが、使捨てコネクタ６１７の挿入点６２３内に成形される。図６Ｄに対して、使捨てコネクタ６２５は、フランジ６２７及び延長部６２９を含む。今回は、ファクタが、ＲＦＩＤセンサ６３２組立体を事前成形された場所、即ち延長部６２９の挿入点６３１内に挿入する。
【００４３】
図７は、使捨てコネクタ内に一体化されたＲＦＩＤタグを示す。この使捨てコネクタは、ＲＦＩＤタグ７０３が配置される事前成形された場所を有する、典型的な使捨てコネクタ７０１である。本発明のためのＲＦＩＤタグは、ＦＲＡＭメモリチップＭＢ８９Ｒ１１８Ａ（Ｆｕｊｉｔｕ Ｃｏｒｐ．、日本）を用いて製作される。これらのチップは、強誘電体メモリに結合された、標準の０．３５μｍのＣＭＯＳ回路を使用して作製される。ＭＢ８９Ｒ１１８Ａチップのメモリの合計は、２０００バイトである。ＦＲＡＭメモリチップは、直径１０ｍｍのアンテナ形状を有するＲＦＩＤタグ内に一体化された。ディジタルデータの書き込み及び読取りは、Ｗａｖｅ Ｌｏｇｉｃ ＬＬＣ（Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ、ＣＡ）によるリーダ／ライタを使用して実施された。ディジタルＩＤは、Ｅ００８ ０１１ １ＡＣＯ Ｄ９４８として、一体化されたＲＦＩＤタグから測定された。
【００４４】
図８は、使捨てコネクタ内のＲＦＩＤ圧力センサの一体化を示す。使捨てコネクタ８０１は、フランジ８０３及び延長部８０５を含む。延長部８０５は、ＲＦＩＤタグ８０７、圧力センサ８０９及びピックアップコイル８１１が設置される、事前成形された場所を含む。ピックアップコイル８１１は、ピックアップコイル８１１と、圧力センサ８０９を有するＲＦＩＤタグ８０７との間に設定距離をもたらす、延長部８０５上に配置された位置合わせ点を介して取り付けられる。この取り付けは、複数の方法、即ち、ピックアップコイル８１１を延長部８０５と接触する所定の点に、手動で位置合わせするか又は自動設置することと、後続の、音波又は熱で溶接するか、又は溶剤結合するか、又は物理的に捕捉してピックアップコイル８１１と延長部８０５との一体封止を達成すること、によって実施されてよい。圧力ＲＦＩＤセンサ８１３は、事前に作製されたタグ８０７を圧力センサ８０９に接続することによって作製される。結果としてもたらされたセンサは、共鳴構造を有する。ＲＦＩＤ圧力センサ８１３は、事前成形された場所による方法を使用して、コネクタ８０１内に一体化される。使捨てのコネクタ及びコンポーネント内の他のＲＦＩＤセンサの幾つかの例は、温度センサ、ｐＨセンサ、伝導度センサ、溶存酸素センサ、二酸化炭素センサ、及びグルコースセンサを含む。
【００４５】
図９は、使捨てコネクタ内に一体化されたＲＦＩＤタグの圧力応答のグラフ表示である。ＲＦＩＤセンサの複素インピーダンスの測定が、Ｌａｂ ＶＩＥＷを使用したコンピュータ制御の下でネットワークアナライザを使用して実施された。アナライザは、関心のある範囲（典型的には、１３ＭＨｚを中心に約１０ＭＨｚのスキャン範囲）にわたる周波数をスキャンし、ＲＦＩＤセンサから複素インピーダンス応答を収集するために使用された。収集された複素インピーダンスデータは、Ｅｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｉｎｃ．Ｓｅａｔｔｌｅ、ＷＡ）、或いはＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ（Ｓｙｎｅｒｇｙ Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｒｅａｄｉｎｇ、ＰＡ）と、Ｍａｔｌａｂ（Ｔｈｅ Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ Ｉｎｃ．、Ｎａｔｉｃｋ、ＭＡ）と共に動作するＰＬＳ＿Ｔｏｏｌｂｏｘ（Ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｍａｎｓｏｎ、ＷＡ）とを使用して分析された。ディジタルデータの書き込み及び読取りは、Ｗａｖｅ Ｌｏｇｉｃ ＬＬＣ（Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ、ＣＡ）によるリーダ／ライタを使用して実施された。ディジタルＩＤは、Ｅ００８ ０１１ １ＡＣＯ Ｄ９ＣＡとして、一体化されたＲＦＩＤ圧力センサから測定された。圧力ＲＦＩＤセンサの動作では、センサの最初の読みは約５３６オームであった。圧力（例えば、３ｐｓｉ（２０．６８５ｋＰａ）及び７．５ｐｓｉ（５１．７１２ｋＰａ））を印加すると、センサ信号は、それぞれ約５３４オーム及び約５２８オームに変化した。
【００４６】
図１０は、ＦＲＡＭベースのメモリチップＭＢ８９Ｒ１１８Ａ（Ｆｕｊｉｔｓｕ Ｃｏｒｐ．、日本）を用いたＨＦ ＲＦＩＤタグの、３５ｋＧｙでのガンマ線照射の前と後の動作特性の差をグラフで表示したものである。メモリチップを動作（活性化）させるために、適切な量のＲＦエネルギーをタグに加えることが重要であることは、よく知られている。メモリチップの活性化は、ネットワークアナライザでタグを励起したときの、ＲＦＩＤタグの周波数応答における変化ではっきりと分かる。ＲＦＩＤタグの活性化の測定は、ネットワークアナライザの電力レベルを、−５ｄＢｍ〜＋１０ｄＢｍの範囲で変化させて実施された。そのような測定は、ガンマ線照射の前と後のＲＦＩＤタグを用いて実施された。測定された周波数応答スペクトルは、周波数スペクトルの複雑な形状を定量的に比較するために、主成分分析（ＰＣＡ）法を使用して、さらに処理された。図１０は、ＰＣＡ法を使用してスペクトル分析された結果を示す。このプロットでは、それぞれの元のスペクトルは、単一のデータ点として表され、ネットワークアナライザによる電力レベル（ｄＢｍ単位）である数字でラベル表示される。そのようなデータ点がこのＰＣＡプロットに近いほど、元のスペクトルは、より類似している。このＰＣＡプロットは、予想通り、ＲＦＩＤタグ上のＦＲＡＭメモリチップが活性化するために、ネットワークアナライザによって加えられる電力に応じて、周波数スペクトルが変化することを示す。また、ＦＲＡＭメモリチップのＣＭＯＳ及びＦＲＡＭのコンポーネントに対するガンマ線の影響についての文献で知られるように、メモリチップの電力−活性化の条件は、そのガンマ線照射の後で変わる。この変化は、最終的に、ＦＲＡＭメモリチップの、それらへのガンマ線照射の前と後の周波数応答の差として示される。
【００４７】
本発明は、２つ以上のＲＦＩＤタグが互いに動作可能であるか否かを認証し、判定することができるシステム及び装置を提供する。ユーザは、使捨てコネクタ上の１つ以上のＲＦＩＤタグが、使捨てコネクタ上の別のＲＦＩＤタグと動作可能であるか否かを、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定すること、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定すること、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定すること、及び第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定することによって、判定することができる。本発明は、真正でない低品質の使捨てコネクタがバイオプロセスの中で使用されず、及び／又は真正でない低品質のＲＦＩＤタグが使捨てコネクタで使用されないという責務を軽減する、ＲＦＩＤタグを認証するための方法を含む。
【００４８】
本発明の上述の詳細な説明は、限定としてではなく例としてみなされること、並びに本発明の範囲を定義するように意図されるものは、すべての相当物を含む以下の特許請求の範囲であることが理解されること、が意図されている。
【符号の説明】
【００４９】
１００ システム
１０１ 測定デバイス
１０３ リーダ
１０５ 第１の使捨てコネクタ
１０７ 第１のＲＦＩＤタグ
１０９ 第２の使捨てコネクタ
１１１ 第２のＲＦＩＤタグ
１１３ コンピュータ
３００ 使捨てコネクタ
３０１ フランジ
３０３ 通気ポート
３０５ 延長部
３０７ 流れコネクタキャップ
４０１ 使捨てコネクタ
４０３ 円形のＲＦＩＤタグ
４０５ 使捨てコネクタ
４０７ 環状のＲＦＩＤタグ
５０１ 使捨てコネクタ
５０３、５０５ フランジ
５０７ 延長部
５０９ 使捨てコネクタ
５１１、５１３ ジェンダーレスタイプのフランジ
５１５ ＲＦＩＤタグ
５１７ 使捨てコネクタ
５１９、５２１ フランジ
５２３ 雌アダプタ
５２５ 雄アダプタ
５２７ ＲＦＩＤタグ
６０１ 使捨てコネクタ
６０３ フランジ
６０５ 延長部
６０７ ＲＦＩＤ挿入点
６０８ ＲＦＩＤタグ
６０９ 使捨てコネクタ
６１１ フランジ
６１２ ＲＦＩＤセンサ
６１３ 延長部
６１５ 挿入点
６１７ 使捨てコネクタ
６１９ フランジ
６２１ 延長部
６２３ 挿入点
６２４ ＲＦＩＤセンサ
６２５ 使捨てコネクタ
６２７ フランジ
６２９ 延長部
６３１ 挿入点
６３２ ＲＦＩＤセンサ
７０１ 使捨てコネクタ
７０３ ＲＦＩＤタグ
８０１ 使捨てコネクタ
８０３ フランジ
８０５ 延長部
８０７ ＲＦＩＤタグ
８０９ 圧力センサ
８１１ ピックアップコイル
８１３ 圧力ＲＦＩＤセンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使捨てコネクタでＲＦＩＤデバイスを動作させるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグは、動物、衣料品などの物の自動識別、並びに容器の無断開封を検出するために、広く使用されている。物の識別に使用されているＲＦＩＤタグの例が幾つか存在する。
【０００３】
まず、ＲＦＩＤタグをホースに取り付ける方法及び追跡システムに関する米国特許第７１９５１４９号がある。このホース追跡システムは、製造中にホース内に埋め込まれ、成形されて、ホースに永久的に取り付けられた取付け済みＲＦＩＤタグを有するホース組立体を含む。ＲＦＩＤタグは、特定のホース組立体に固有のＩＤで符号化される。ＲＦＩＤタグリーダは、１つ以上の追跡可能な事象に対するユーザ入力を含み、少なくともコンピュータネットワークに接続可能であり、又はネットワークにアクセス可能なデバイスにＩＤ及び任意のユーザ入力をアップロードするように適合されている。ホースに関する情報を有する、ネットワークにアクセス可能なホースデータベースが用意される。ネットワークアクセス可能なホースデータベースは、１つ以上の追跡可能な事象に関するデータを受けて記憶しているＲＦＩＤタグからのＩＤに基づいて、ユーザにホース関連情報を得るためのアクセスを提供する。また、米国特許第７１９５１４９号に類似する別の米国特許第７３２８８３７号があり、米国特許第７３２８８３７号は、ＲＦＩＤタグをホースに取り付ける方法及び追跡システムに関するものである。
【０００４】
次に、分析用測定器内の交換部品を認識するための装置である、米国特許第５８９２４５８号がある。幾つかの分析用デバイスを有する分析用測定器の中、又は分析用測定システムの中の交換部品を認識するためのこの装置は、交換部品にそれぞれ取り付けられた識別モジュールを有する交換部品を含む。加えて、装置は、識別モジュールから情報信号を受けて識別モジュールに情報信号を送ることができる、送受信デバイスを有する。識別モジュールから読み出された情報が、例えば、品質に関して一定の条件を満たさない場合、制御デバイスは、メッセージを表示デバイス上に表示させることができる。
【０００５】
次に、識別デバイスを追跡する方法及びシステムに関する別の米国特許第７１３５９７７号があり、これは、識別デバイスについてのデータをレジスタに記憶することを含み、記憶されるべきデータは、識別デバイスに関する情報が転送されることを要求している転送場所に関するデータを含む。識別デバイスが、監視されるべき物品に取り付けられる。方法は、識別デバイスが読み出され、情報に対する要求が受け取られたときに、レジスタにアクセスすることを含む。転送場所の詳細は、レジスタから得られる。要求が転送場所に転送され、識別デバイスに関する要求された情報が、転送場所から情報の要求者に送られる。
【０００６】
上述のＲＦＩＤ発明は、ＲＦＩＤタグに関連付けられたデバイスを識別することは可能であるが、これらの発明は、破損したＲＦＩＤタグの使用を防止するために必要な、ＲＦＩＤタグが互いに動作するために１つのＲＦＩＤタグが１つ以上のＲＦＩＤタグと合致するか否かを正確に判定することはできない。それ故、使捨てバイオプロセス部品、特にガンマ線照射又は使捨てデバイス若しくは限定的な再使用デバイスの生物汚染度を低減するための適切な手段によって滅菌されるものの違法製造を防止するために、１つのＲＦＩＤタグが別のＲＦＩＤタグと確実に合致されうるか否かを判定することができる装置及びシステムが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２８２０２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の技術的背景に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステム及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の好ましい一実施形態では、使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムがある。このシステムは、第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てコネクタと、第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てコネクタとを含む。また、本発明は、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダを含む。リーダは、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成される。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施形態では、ＲＦＩＤタグを動作させるための装置がある。この装置は、第１の使捨てコネクタを有する第１のＲＦＩＤタグ及び第２の使捨てコネクタを有する第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダを含む。リーダは、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成される。
【００１１】
本発明の上記及び他の利点は、以下の説明を添付の図面と併せ読めばより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る図１のＲＦＩＤタグが使用される方法の流れ図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る典型的な使捨てコネクタの一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る使捨てコネクタの円形ジオメトリに組み込まれたＲＦＩＤタグを示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る使捨てコネクタの環状ジオメトリに組み込まれたＲＦＩＤタグを示す概略図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る２つの対向するフランジを有する使捨てコネクタの設計を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る２つの対向するフランジを有する使捨てコネクタの設計を示す別の図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に係る２つの対向するフランジを有する使捨てコネクタの設計を示すさらに別の図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示す別の図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示すさらに別の図である。
【図６Ｄ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグが実装される使捨てコネクタの設計を示すさらに別の図である。
【図７】本発明による、使捨てコネクタに組み込まれたＲＦＩＤタグを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの使捨てコネクタ内への一体化を示す図である。
【図９】本発明による、使捨てコネクタ内に一体化されたＲＦＩＤタグの圧力応答を表すグラフである。
【図１０】ガンマ線照射の前と後の、ＲＦＩＤタグの周波数応答の主成分分析の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の現在好ましい実施形態が、同じ要素が同じ数字で識別される図面を参照して説明される。好ましい実施形態の説明は例示的であり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１４】
図１は、ＲＦＩＤ（ＲＦＩＤ）タグが使捨てコネクタで正常に動作しているか否かを判定するためのシステムのブロック図を示す。システム１００は、リーダ１０３と、第１のＲＦＩＤタグ１０７を有する第１の使捨てコネクタ１０５と、第２のＲＦＩＤタグ１１１を有する第２の使捨てコネクタ１０９と、コンピュータ１１３とを含む典型的な測定デバイス（ライタ／リーダ）１０１を含む。このコンピュータ１１３は、測定デバイス１０１に接続される。リーダ１０３は、情報をコンピュータ１１３と往復して送受する。また、この情報は無線で、又はケーブルを使用するときは有線で送られてよい。コンピュータ１１３は、データベースを含むメモリなど、コンピュータに付随する典型的なコンポーネントを含む。このデータベースは、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１並びに任意の他の典型的なタグに関する情報を含む。この情報は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１など関連するＲＦＩＤタグのガンマ線滅菌、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１などＲＦＩＤタグの使用法（ＲＦＩＤタグの過去、現在及び将来の利用を含む）、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正なＲＦＩＤタグであるか否か、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１など関連するＲＦＩＤタグが互いに合致することができるか否か、並びにＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作可能であるか否かを含む。ユーザは、上述の情報のすべてをコンピュータ１１３のデータベースにインストールすることができる。本発明の別の好ましい実施形態では、たとえ２個だけのＲＦＩＤタグが本発明において使用されるとしても、３個、４個、１００個又はそれ以上のＲＦＩＤタグが、使捨てコネクタ上のＲＦＩＤタグの代わりに使用されてよい。また、使捨てコネクタ１０５及び１０９は、使捨てのバイオプロセスコンポーネントと呼ばれてよい。使捨てバイオプロセスコンポーネントの他の例は、貯蔵袋、生物反応器、フィルタ、配管、及び分離塔を含む。
【００１５】
第１のＲＦＩＤタグ１０７は、以下の図６Ａ〜図６Ｄに開示する方法のいずれかによって、第１の使捨てコネクタ１０５に組み込まれる。第２のＲＦＩＤタグ１１１は、以下の図６Ａ〜図６Ｄに開示する方法のいずれかによって、第２の使捨てコネクタ１０９に組み込まれる。リーダ／ライタ１０３は、Ｗａｖｅ Ｌｏｇｉｃ ＬＬＣ（Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ、ＣＡ）、ＳｋｙｅＴｅｋ（Ｗｅｓｔｍｉｎｓｔｅｒ、ＣＯ）、又は他の供給源による代表的なリーダ／ライタデバイスである。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１（オンボード整流ブリッジ及び他のＲＦフロントエンドデバイス）は、不揮発性メモリを含む。タグ１０７及び１１１は、リーダ１０３によって送信される、時間変動電磁高周（ＲＦ）波（キャリア信号と呼ばれる）によってエネルギーを与えられる。ＲＦＩＤタグは、１２０〜１４０ｋＨｚにわたる範囲、１３．５６ＭＨｚ付近、８００〜９８０ＭＨｚにわたる範囲、２．４５ＧＨｚ付近、及び５．８ＧＨｚ付近の周波数において動作されうる。また、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１は、集積回路メモリチップ、リード−ライトメモリ、リードオンリメモリ及びメモリなし（チップレスタグ）を含んでよい。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１の動作において、１２０〜１４０ｋＨｚの周波数範囲は低周波（ＬＦ）として知られ、１３．５６ＭＨｚ付近の周波数範囲は高周波（ＨＦ）として知られ、８００〜９８０ＭＨｚの周波数範囲は極超短波（ＵＨＦ）として知られ、２．４５ＧＨｚ及び５．８ＧＨｚ付近の周波数範囲はマイクロ波周波数（ＭＦ）として知られる。
【００１６】
リーダ１０３は、エネルギーをタグ（ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１）に送信し、後方散乱変調を検出することによって、そのタグから戻る情報を読み出すように設計された、出力コイルと、ピーク検出器ハードウェアと、比較器と、ファームウェアとを有するマイクロコントローラベースのユニットである。ＲＦ場がアンテナコイルを通過すると、ＡＣ電圧がコイルの両端に発生する。この電圧は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１に電力を供給するために、メモリチップの変調回路によって整流される。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１に記憶された情報が、リーダ１０３に戻して送信される（後方散乱される）。リーダ１０３は、タグ１０７及び１１１のタグアンテナから受信した信号を復調し、さらなる処理のために信号を解読する。
【００１７】
図２は、リーダが、ＲＦＩＤタグが動作可能であるか否かを判定する方法の流れ図を示す。ブロック２０１で、図１に示すように、リーダ１０３が、第１のＲＦＩＤタグ１０７を有する第１の使捨てコネクタ１０５、及び第２のＲＦＩＤタグ１１１を有する第２の使捨てコネクタ１０９に隣接して設置される。第１のＲＦＩＤタグ１０７及び第２のＲＦＩＤタグ１１１からリーダ１０３が存在しなければならない読取り範囲がある。この読取り範囲は、動作周波数、リーダの電力、ＲＦＩＤタグの形状、リーダアンテナの形状、タグに対するリーダの角度位置、タグとリーダとの間のクラッタの量、及び他のパラメータを始めとする幾つかの要因に応じて決まる。読取り範囲は、数ｍｍ未満から数ｍまでありうる。例えば、リーダ１０３と、第１のＲＦＩＤタグ１０７及び第２のＲＦＩＤタグ１１１との間の距離は、１〜１００ｍｍから１〜２０ｍまでの任意の場所にあってもよい。
【００１８】
次に、ブロック２０３で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及びＲＦＩＤタグ１１１がガンマ線滅菌されているか否かを判定する。上述のように、リーダ１０３は、コンピュータ１１３上のＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセス可能である。リーダ１０３がこの情報を受けると、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１がガンマ線滅菌されているか否かを確認するために検査する。ＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されていない場合、この処理は終了する。しかし、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１がガンマ線滅菌されている場合、この処理はブロック２０５に続く。また、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１のガンマ線滅菌は、タグのＩＣメモリチップの読取り範囲及び給電要件の変更につながる。また、これらの変更は、タグが照射されたか否かを判定するために使用されてよい。例えば、リーダ１０３と、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１との間の距離は、５〜７０ｍｍ（ガンマ線照射前）から１５〜５５ｍｍ（ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１のガンマ線照射後）まで変化する。
【００１９】
ブロック２０５で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が以前に使用されたか否かを判定するために、コンピュータ１１３上に記憶されているＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が使用されたことがあることを、リーダ１０３が見出した場合、この処理は終了する。しかし、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が以前に使用されていないとリーダ１０３が判定した場合、この処理はブロック２０７に続く。
【００２０】
次に、ブロック２０７で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正であるか否かを判定するために、コンピュータ上に記憶されているＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。リーダ１０３は、コンピュータ１１３上のＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正でないことをリーダ１０３が確認した場合、この処理は終了する。しかし、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が真正であるとリーダ１０３が判定した場合、この処理はブロック２０９に続く。
【００２１】
ブロック２０９で、リーダ１０３は、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに合致し、互いに動作可能であるか否かを判定するために、コンピュータ１１３上に記憶されているＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が、コネクタ１０５及び１０９の中又は上の、コネクタが共に接続されるように意図されている場所に配置される場合に、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１は合致可能である。コネクタ１０５及び１０９が、製造システムの設計によって共に接続されるように意図されていない場合、この情報は、コンピュータ１１３のデータベースの中にあるであろう。これらのコネクタが、誤って又は不適切に、図らずも接続された場合は、それらの関連するＲＦＩＤタグ１０７及び１１１がリーダ１０３でスキャンされ、リーダ（又はコンピュータ又は別のデバイス）は、接続が正しくないというメッセージをコンピュータ１１３に送る。リーダ１０３は、コンピュータ１１３上のＲＦＩＤタグ１０７及び１１１についての情報にアクセスする。リーダ１０３が、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作可能ではないことを確認すると、処理は終了する。しかし、リーダ１０３が、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作可能であると判定すると、ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１は、ブロック２１１において互いに十分に動作可能である。２つ以上のＲＦＩＤタグが単一のＲＦＩＤリーダと共に動作するために、知られている衝突防止アルゴリズムが利用される。ＲＦＩＤシステムにおけるタグの衝突は、ＲＦＩＤタグリーダ１０３が複数のタグを同時にエネルギーを与え、それら個別の信号を反射させて同時にリーダに戻すときに生じる。この問題は、多数のタグが、同じＲＦ場の中で一緒に読み出されなければならない場合によくみられる。リーダはこれらの信号を区別できず、タグ衝突は、リーダ１０３を混乱させる。幾つかの知られている衝突防止アルゴリズムがコンピュータ１１３上に記憶され、アクセスされ、１つのタグからの高周波が別のタグからの高周波と干渉しないようにするために、測定デバイス１０１及びリーダ１０３によって使用される。本発明で使用されうる衝突防止アルゴリズムの例は、ビットベースアルゴリズム、バイナリツリーアルゴリズム、動的スロット割り当て（ＤＳＡ）アルゴリズム、及びＡＬＯＨＡベースアルゴリズム（ＡＬＯＨＡ、スロットＡＬＯＨＡ、フレームスロットＡＬＯＨＡ及び動的フレームスロットＡＬＯＨＡなど）を含む。ＲＦＩＤタグ１０７及び１１１が互いに動作した後、この処理は終了する。図２は、段階２０３、２０５、２０７、及び２０９の連続的な動作を示すが、別の実施形態では、これらの段階が、別の順序で実施されてよく、又はこれらの段階が、並列に実施されてよい。
【００２２】
図３は、典型的な使捨てコネクタを示す。使捨てコネクタ３００は、フランジ３０１と、通気ポート３０３と、延長部３０５と、流れコネクタキャップ３０７とを含む。使捨てコネクタ３００は、異なる種類及び寸法の延長部３０５を有し、ときには通気ポート３０３を含む。また、使捨てコネクタ３００は、フランジ、延長部、及びコネクタ３００の任意の他の場所に配置された典型的なＲＦＩＤタグを有してよい。ＲＦＩＤタグの好ましい形状は、円形又は環状であるが、他の形状が、類似の目的のために使用されてよい。
【００２３】
強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）のガンマ線耐性についての初期の観測は、数十年前にさかのぼる。Ｓｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ｐａｚ Ｄｅ Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ １９８９、２４６、１４００〜１４０５、及びＢｅｎｅｄｅｔｔｏ、Ｊ．Ｍ．；Ｄｅｌａｎｃｅｙ、Ｗ．Ｍ．；Ｏｌｄｈａｍ、Ｔ．Ｒ．；ＭｃＧａｒｒｉｔｙ、Ｊ．Ｍ．；Ｔｉｐｔｏｎ、Ｃ．Ｗ．；Ｂｒａｓｓｉｎｇｔｏｎ、Ｍ．；Ｆｉｓｃｈ、Ｄ．Ｅ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９１、３８（６ ｐｔ １）、１４１０〜１４１４。現在、ＦＲＡＭは、最も広く研究されている種類の放射線耐性の非電荷ベース記憶メモリである。Ｓｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ｐａｚ Ｄｅ Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ １９８９、２４６、１４００〜１４０５；Ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ、Ｇ．Ｃ．；Ｃｏｐｐａｇｅ、Ｆ．Ｎ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ：Ａ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ａｎｓｗｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｈａｒｄｅｎｅｄ ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ｑｕｅｓｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９８８、３５（６ ｐｔ １）、１４６１〜１４６６、及びＳｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．；Ｍｅａｄｏｗｓ、Ｈ．Ｂ．；ＭｃＭｉｌｌａｎ、Ｌ．Ｄ．；Ｓｈａｗａｂｋｅｈ、Ａ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｍｅｍｏｒｉｅｓ：Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９８９、６６、１４４４〜１４５３。
【００２４】
ガンマ線耐性でありうるＲＦＩＤメモリチップは、ＦＲＡＭメモリ材料及び相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路を含む。ガンマ線滅菌されたコンポーネントと共に動作するためのＲＦＩＤタグのメモリチップデバイスを使用する能力を達成するために、（１）非電荷ベースの不揮発性記憶メモリ材料の材料的限界及び（２）ガンマ線に暴露されたときのデバイス全体としてのＩＣメモリチップのＣＭＯＳ回路のデバイス的限界に対処することが不可欠である。
【００２５】
材料レベルにおいて、強誘電体材料は、ＥＥＰＲＯＭよりもガンマ線に耐性があるが、それでもなお、強誘電体材料は、１．１７及び１．３３ＭｅＶ（60Ｃｏ）及び０．６６１４ＭｅＶ（137Ｃｓ）のガンマ線を放出する一般的な60Ｃｏ及び137Ｃｓのガンマ線源によるガンマ線照射の影響を受ける。Ｓｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ｐａｚ Ｄｅ Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、Ｓｃｉｅｎｃｅ １９８９、２４６、１４００〜１４０５；Ｄｅｒｂｅｎｗｉｃｋ、Ｇ．Ｆ．；Ｉｓａａｃｓｏｎ、Ａ．Ｆ．、「Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｉｃ ｍｅｍｏｒｙ：ｏｎ ｔｈｅ ｂｒｉｎｋ ｏｆ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ」、ＩＥＥＥ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ ＆ Ｄｅｖｉｃｅｓ ２００１、Ｊａｎｕａｒｙ、２０〜３０；及びＳｃｏｔｔ、Ｊ．Ｆ．；Ａｒａｕｊｏ、Ｃ．Ａ．；Ｍｅａｄｏｗｓ、Ｈ．Ｂ．；ＭｃＭｉｌｌａｎ、Ｌ．Ｄ．；Ｓｈａｗａｂｋｅｈ、Ａ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｍｅｍｏｒｉｅｓ：Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９８９、６６、１４４４〜１４５３。
【００２６】
ガンマ線のこのエネルギーは、強誘電体材料内に変位損傷を潜在的に引き起こすのに十分なほど高い。Ｓｃｈｗａｎｋ、Ｊ．Ｒ．；Ｎａｓｂｙ、Ｒ．Ｄ．；Ｍｉｌｌｅｒ、Ｓ．Ｌ．；Ｒｏｄｇｅｒｓ、Ｍ．Ｓ．；Ｄｒｅｓｓｅｎｄｏｒｆｅｒ、Ｐ．Ｖ．、「Ｔｏｔａｌ−ｄｏｓｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９０、３７（６ ｐｔ １）、１７０３〜１７１２。実際に、ガンマ線に暴露された後、強誘電体材料は、内部場の変動による強誘電体のスイッチング特性の変化によって、保持される分極電荷が減少する。この放射線で誘発された強誘電体のスイッチング特性の劣化は、放射線で誘発された電荷が強誘電体材料内で移送され、電極の近くでトラップされることによる。ひとたびトラップされると、電荷は、双極子周りの局所場を変え、印加される電圧に応じてスイッチング特性を変える可能性がある。トラップサイトに対して２つの知られているシナリオは、ＦＲＡＭの製作方法（例えば、スパッタリング、ゾル−ゲル堆積、スピンオン堆積、有機金属化学気相堆積、液体ミスト化学堆積）に応じて、粒子境界にあるか又は強誘電体内に分散する欠陥の中にある。電荷トラップに加えて、ガンマ線は又、個々の双極子又はドメインの分極率を直接変える可能性がある。
【００２７】
デバイスレベルにおいて、ＲＦＩＤタグのＦＲＡＭメモリチップは、標準的な電気的ＣＭＯＳ回路と、分極双極子がＦＲＡＭのメモリ書き込み動作の間に配向される一列の強誘電体キャパシタとからなる。これらのキャパシタでは、強誘電体材料が、データを記憶するためにキャパシタの誘電体膜として使用される。ＦＲＡＭデバイスは、機能的故障及び記憶データ異常を含む２つのモードのメモリ劣化を有する。従って、メモリチップ内の放射線反応の影響は、メモリチップ内の不揮発性メモリとＣＭＯＳコンポーネントとの組合せである。ＣＭＯＳ内の放射線障害は、閾値電圧シフトと、漏れ電流の増加と、短絡ラッチアップとを含むが、限定はされない。
【００２８】
従来のＣＭＯＳ／ＦＲＡＭメモリデバイスでは、ガンマ線で誘発されるデバイス性能（メモリチップに対してデータを書き込み読み出す能力）の損失は、メモリチップの硬化していない市販のＣＭＯＳコンポーネントによって影響を受ける。Ｂｅｎｅｄｅｔｔｏ、Ｊ．Ｍ．；ＤｅＬａｎｃｅｙ、Ｗ．Ｍ．；Ｏｌｄｈａｍ、Ｔ．Ｒ．；ＭｃＧａｒｒｉｔｙ、Ｊ．Ｍ．；Ｔｉｐｔｏｎ、Ｃ．Ｗ．；Ｂｒａｓｓｉｎｇｔｏｎ、Ｍ．；Ｆｉｓｃｈ、Ｄ．Ｅ．、「Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ｍｅｍｏｒｉｅｓ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９１、３８（６ ｐｔ １）、１４１０〜１４１４；及びＣｏｉｅｃ、Ｙ．Ｍ．；Ｍｕｓｓｅａｕ、Ｏ．；Ｌｅｒａｙ、Ｊ．Ｌ．、Ａ ｓｔｕｄｙｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｄｅｖｉｃｅ、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｎｕｃｌ．Ｓｃｉ．１９９４、４１、４９５〜５０２。
【００２９】
設計による硬化（ｈａｒｄｅｎｅｄ−ｂｙ−ｄｅｓｉｇｎ）の技術は、半導体メモリの放射線硬化ＣＭＯＳコンポーネントを製造するために使用されてよい。設計による硬化のＣＭＯＳコンポーネントの例は、メモリアレイ内のｐチャネルトランジスタと、環状のｎチャネルゲート構造と、ｐ型のガードリングと、ロバスト／冗長に論理ゲートを保護するラッチと、シングルイベント効果に耐性のあるラッチとを含む。Ｋａｍｐ、Ｄ．Ａ．；ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ、Ａ．Ｄ．；Ｐｈｉｌｐｙ、Ｓ．Ｃ．；Ｄｅｒｂｅｎｗｉｃｋ、Ｇ．Ｆ．、「Ａｄａｐｔａｂｌｅ ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｉｃ ｍｅｍｏｒｉｅｓ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、ＮＶＭＴＳ０４ ２００４、１４９〜１５２；及びＫａｍｐ、Ｄ．Ａ．；ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ、Ａ．Ｄ．；Ｈａａｇ、Ｇ．Ｒ．；Ｒｕｓｓｅｌｌ、Ｋ．Ｅ．；Ｄｅｒｂｅｎｗｉｃｋ、Ｇ．Ｆ．、「Ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｈａｒｄｅｎｅｄ ＦｅＲＡＭｓ ｏｎ ａ １３０ ｎｍ ＣＭＯＳ／ＦＲＡＭ ｐｒｏｃｅｓｓ」、Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ、ＮＶＭＴＳ０５ ２００５、４８〜５０。
【００３０】
設計による硬化の技術は、放射線硬化ラッチが、デバイスの論理を通して伝播するシングルイベントトランジェント（ＳＥＴ）によってセットされるのを防止する。ＲＦＩＤタグにおけるＦＲＡＭメモリの利用が、早くから、米国特許第６８０８９５２号及び米国特許第６２０１７３１号に記載されている。
【００３１】
また、ガンマ線を照射されたＲＦＩＤタグにおけるＦＲＡＭメモリの利用が、米国特許第６８０６８０８号に記載されている。
【００３２】
ＦＲＡＭベースのＲＦＩＤタグの性能に対する強誘電体材料及びＣＭＯＳデバイスの特性に関する発明者らの詳細な理解が、利用可能な、発明者らがカスタム生産したタグを用いた発明者らの実験と、さらに結びつけられた。照射されたタグからのデータが読み出せず、照射されたタグに新しいデータが書き込めない、ガンマ線照射されたＲＦＩＤタグの故障率が著しいことを、発明者らは実測している。ＦＲＡＭベースメモリチップに対する以前の研究により、ガンマ線で誘発されたデバイス性能損失は、（１）非電荷ベースの記憶メモリ材料に対する放射線の影響、及び（２）ＩＣメモリチップのアナログ及びディジタルのＣＭＯＳ回路コンポーネントの性能に対する放射線の影響などの、２つの別々の源に起因することが示唆された。
【００３３】
従って、ＦＲＡＭベースのＲＦＩＤタグの性能の信頼性を大幅に改良するために、発明者らは、滅菌されたバイオプロセスコンポーネントを確実に識別し、追跡し、認証するために、残された難題及び紹介されたガンマ線滅菌可能なＲＦＩＤタグ技術を注意深く分析した。ガンマ耐性のＲＦＩＤタグの性能の信頼性を高めるために、２つの方法が使用されるべきであることを発明者らは発見した。
【００３４】
第１の方法は、ガンマ線照射段階を成功裏に通過するために不可欠な、書き込まれるデータの一時的な冗長を実施することである。ガンマ線照射の後、データの冗長は、ＦＲＡＭメモリチップ上でユーザ定義データのためのメモリを開放するために取り除かれてよい。この方法は、主に、ＩＣチップのメモリ内の強誘電体キャパシタに起こりうる故障を対象とする。
【００３５】
第２の方法は、可変ＲＦ電力を用いてＲＦＩＤタグに問い合わせて、タグに幾つかの許容電力レベルを提示することである。ガンマ線暴露によって、ＩＣチップのＣＭＯＳコンポーネントは、それらの電気的特性を変える。結果として、タグにガンマ線を照射する前に使用した読取り／書き込みの電力レベルは、ガンマ線を照射された後で、修正されたものとなる。この方法は、主に、ＩＣチップのＣＭＯＳ回路に起こりうる故障を対象とする。
【００３６】
これらの２つの方法は、タグの性能の信頼性を劇的に改良する可能性ばかりでなく、ガンマ照射されたタグのシグネチャを提供する可能性を提供する。そのようなシグネチャは、タグのガンマ線照射線量と関連することができるので、ＲＦＩＤタグは、ガンマ線滅菌の指標として、又は信頼性のある線量計として働く。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、使捨てコネクタ内に組み込まれたＲＦＩＤタグを示す。使捨てコネクタ４０１は、円形のＲＦＩＤタグ４０３を含む。使捨てコネクタ４０５は、環状のＲＦＩＤタグ４０７を含む。ＲＦＩＤタグ４０３及び４０７は、上で説明したＲＦＩＤタグ１０７及び１１１に相当する。ＲＦＩＤタグ４０３及び４０７は、円形又は環状形状を有するが、これらのＲＦＩＤタグは、任意の形状を有してよい。ＲＦＩＤタグ４０３及び４０７は、製剤過程に必要な典型的なレベル（２５〜５０ｋＧｙ）に対してガンマ線照射耐性がある。ガンマ線照射耐性（ガンマ線照射の影響への耐性）は、幾つかの方法、即ち、１．そのエラー訂正を可能にするのに必要なディジタル情報を記憶することによって、２．ＲＦＩＤタグ上に放射線硬化ＣＭＯＳ回路を使用することによって、又はガンマ線照射後の標準ＣＭＯＳの回復を制御することによって、３．ＦＲＡＭメモリを使用することによって、及び４．ガンマ線照射の後のＲＦＩＤタグをリーダの異なる電力レベルを用いて若しくはリーダとＲＦＩＤタグとの間の異なる距離で読み出すことによって、提供される。
【００３８】
図５Ａは、２つの対向するフランジを有する、典型的な使捨てコネクタの設計である。使捨てコネクタ５０１は、フランジ間に延長部５０７を有する２つの対向するフランジ５０３及び５０５を有する。ＲＦＩＤタグは、フランジ５０３と５０５との間の延長部５０７に組み込まれるか又は配置されるであろう。
【００３９】
図５Ｂは、ジェンダーレスタイプの２つの対向するフランジを有する、典型的な使捨てコネクタの設計である。使捨てコネクタ５０９は、ジェンダーレスタイプの５１１及び５１３の２つの対向するフランジを有する。ＲＦＩＤタグ５１５は、フランジ５１１及び５１３の内部に組み込まれるか又は配置されるであろう。
【００４０】
図５Ｃは、雌雄タイプの２つの対向するフランジを有する、典型的な使捨てコネクタの設計である。使捨てコネクタ５１７は、２つの対向するフランジ５１９及び５２１を有する。雌アダプタ５２３がフランジ５１９の外面に配置され、雄アダプタ５２５がフランジ５２１の外面に配置される。ＲＦＩＤタグ５２７は、フランジ５１９及び５２１の内部に組み込まれるか又は配置される。
【００４１】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、及び図６Ｄは、ＲＦＩＤタグを種々の方法で組み込む幾つかの使捨てコネクタを示す。図６Ａに対して、使捨てコネクタ６０１は、延長部６０５を有するフランジ６０３を含む。延長部６０５の頂部に、ＲＦＩＤタグ６０８が配置されるＲＦＩＤ挿入点６０７が存在する。図６Ｂでは、使捨てコネクタ６０９は、フランジ６１１及び延長部６１３を含む。ＲＦＩＤセンサ６１２を延長部６１３内に快適に設置するために、ＲＦＩＤセンサ６１２は、延長部６１３の挿入点６１５内に成形される（即ち、永久的に取り付けられる）。
【００４２】
図６Ｃでは、使捨てコネクタ６１７は、フランジ６１９及び延長部６２１を含む。ＲＦＩＤセンサ６２４及びピックアップが、使捨てコネクタ６１７の挿入点６２３内に成形される。図６Ｄに対して、使捨てコネクタ６２５は、フランジ６２７及び延長部６２９を含む。今回は、ファクタが、ＲＦＩＤセンサ６３２組立体を事前成形された場所、即ち延長部６２９の挿入点６３１内に挿入する。
【００４３】
図７は、使捨てコネクタ内に一体化されたＲＦＩＤタグを示す。この使捨てコネクタは、ＲＦＩＤタグ７０３が配置される事前成形された場所を有する、典型的な使捨てコネクタ７０１である。本発明のためのＲＦＩＤタグは、ＦＲＡＭメモリチップＭＢ８９Ｒ１１８Ａ（Ｆｕｊｉｔｕ Ｃｏｒｐ．、日本）を用いて製作される。これらのチップは、強誘電体メモリに結合された、標準の０．３５μｍのＣＭＯＳ回路を使用して作製される。ＭＢ８９Ｒ１１８Ａチップのメモリの合計は、２０００バイトである。ＦＲＡＭメモリチップは、直径１０ｍｍのアンテナ形状を有するＲＦＩＤタグ内に一体化された。ディジタルデータの書き込み及び読取りは、Ｗａｖｅ Ｌｏｇｉｃ ＬＬＣ（Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ、ＣＡ）によるリーダ／ライタを使用して実施された。ディジタルＩＤは、Ｅ００８ ０１１ １ＡＣＯ Ｄ９４８として、一体化されたＲＦＩＤタグから測定された。
【００４４】
図８は、使捨てコネクタ内のＲＦＩＤ圧力センサの一体化を示す。使捨てコネクタ８０１は、フランジ８０３及び延長部８０５を含む。延長部８０５は、ＲＦＩＤタグ８０７、圧力センサ８０９及びピックアップコイル８１１が設置される、事前成形された場所を含む。ピックアップコイル８１１は、ピックアップコイル８１１と、圧力センサ８０９を有するＲＦＩＤタグ８０７との間に設定距離をもたらす、延長部８０５上に配置された位置合わせ点を介して取り付けられる。この取り付けは、複数の方法、即ち、ピックアップコイル８１１を延長部８０５と接触する所定の点に、手動で位置合わせするか又は自動設置することと、後続の、音波又は熱で溶接するか、又は溶剤結合するか、又は物理的に捕捉してピックアップコイル８１１と延長部８０５との一体封止を達成すること、によって実施されてよい。圧力ＲＦＩＤセンサ８１３は、事前に作製されたタグ８０７を圧力センサ８０９に接続することによって作製される。結果としてもたらされたセンサは、共鳴構造を有する。ＲＦＩＤ圧力センサ８１３は、事前成形された場所による方法を使用して、コネクタ８０１内に一体化される。使捨てのコネクタ及びコンポーネント内の他のＲＦＩＤセンサの幾つかの例は、温度センサ、ｐＨセンサ、伝導度センサ、溶存酸素センサ、二酸化炭素センサ、及びグルコースセンサを含む。
【００４５】
図９は、使捨てコネクタ内に一体化されたＲＦＩＤタグの圧力応答のグラフ表示である。ＲＦＩＤセンサの複素インピーダンスの測定が、Ｌａｂ ＶＩＥＷを使用したコンピュータ制御の下でネットワークアナライザを使用して実施された。アナライザは、関心のある範囲（典型的には、１３ＭＨｚを中心に約１０ＭＨｚのスキャン範囲）にわたる周波数をスキャンし、ＲＦＩＤセンサから複素インピーダンス応答を収集するために使用された。収集された複素インピーダンスデータは、Ｅｘｃｅｌ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｉｎｃ．Ｓｅａｔｔｌｅ、ＷＡ）、或いはＫａｌｅｉｄａＧｒａｐｈ（Ｓｙｎｅｒｇｙ Ｓｏｆｔｗａｒｅ、Ｒｅａｄｉｎｇ、ＰＡ）と、Ｍａｔｌａｂ（Ｔｈｅ Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ Ｉｎｃ．、Ｎａｔｉｃｋ、ＭＡ）と共に動作するＰＬＳ＿Ｔｏｏｌｂｏｘ（Ｅｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．、Ｍａｎｓｏｎ、ＷＡ）とを使用して分析された。ディジタルデータの書き込み及び読取りは、Ｗａｖｅ Ｌｏｇｉｃ ＬＬＣ（Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ、ＣＡ）によるリーダ／ライタを使用して実施された。ディジタルＩＤは、Ｅ００８ ０１１ １ＡＣＯ Ｄ９ＣＡとして、一体化されたＲＦＩＤ圧力センサから測定された。圧力ＲＦＩＤセンサの動作では、センサの最初の読みは約５３６オームであった。圧力（例えば、３ｐｓｉ（２０．６８５ｋＰａ）及び７．５ｐｓｉ（５１．７１２ｋＰａ））を印加すると、センサ信号は、それぞれ約５３４オーム及び約５２８オームに変化した。
【００４６】
図１０は、ＦＲＡＭベースのメモリチップＭＢ８９Ｒ１１８Ａ（Ｆｕｊｉｔｓｕ Ｃｏｒｐ．、日本）を用いたＨＦ ＲＦＩＤタグの、３５ｋＧｙでのガンマ線照射の前と後の動作特性の差をグラフで表示したものである。メモリチップを動作（活性化）させるために、適切な量のＲＦエネルギーをタグに加えることが重要であることは、よく知られている。メモリチップの活性化は、ネットワークアナライザでタグを励起したときの、ＲＦＩＤタグの周波数応答における変化ではっきりと分かる。ＲＦＩＤタグの活性化の測定は、ネットワークアナライザの電力レベルを、−５ｄＢｍ〜＋１０ｄＢｍの範囲で変化させて実施された。そのような測定は、ガンマ線照射の前と後のＲＦＩＤタグを用いて実施された。測定された周波数応答スペクトルは、周波数スペクトルの複雑な形状を定量的に比較するために、主成分分析（ＰＣＡ）法を使用して、さらに処理された。図１０は、ＰＣＡ法を使用してスペクトル分析された結果を示す。このプロットでは、それぞれの元のスペクトルは、単一のデータ点として表され、ネットワークアナライザによる電力レベル（ｄＢｍ単位）である数字でラベル表示される。そのようなデータ点がこのＰＣＡプロットに近いほど、元のスペクトルは、より類似している。このＰＣＡプロットは、予想通り、ＲＦＩＤタグ上のＦＲＡＭメモリチップが活性化するために、ネットワークアナライザによって加えられる電力に応じて、周波数スペクトルが変化することを示す。また、ＦＲＡＭメモリチップのＣＭＯＳ及びＦＲＡＭのコンポーネントに対するガンマ線の影響についての文献で知られるように、メモリチップの電力−活性化の条件は、そのガンマ線照射の後で変わる。この変化は、最終的に、ＦＲＡＭメモリチップの、それらへのガンマ線照射の前と後の周波数応答の差として示される。
【００４７】
本発明は、２つ以上のＲＦＩＤタグが互いに動作可能であるか否かを認証し、判定することができるシステム及び装置を提供する。ユーザは、使捨てコネクタ上の１つ以上のＲＦＩＤタグが、使捨てコネクタ上の別のＲＦＩＤタグと動作可能であるか否かを、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定すること、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定すること、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定すること、及び第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定することによって、判定することができる。本発明は、真正でない低品質の使捨てコネクタがバイオプロセスの中で使用されず、及び／又は真正でない低品質のＲＦＩＤタグが使捨てコネクタで使用されないという責務を軽減する、ＲＦＩＤタグを認証するための方法を含む。
【００４８】
本発明の上述の詳細な説明は、限定としてではなく例としてみなされること、並びに本発明の範囲を定義するように意図されるものは、すべての相当物を含む以下の特許請求の範囲であることが理解されること、が意図されている。
【符号の説明】
【００４９】
１００ システム
１０１ 測定デバイス
１０３ リーダ
１０５ 第１の使捨てコネクタ
１０７ 第１のＲＦＩＤタグ
１０９ 第２の使捨てコネクタ
１１１ 第２のＲＦＩＤタグ
１１３ コンピュータ
３００ 使捨てコネクタ
３０１ フランジ
３０３ 通気ポート
３０５ 延長部
３０７ 流れコネクタキャップ
４０１ 使捨てコネクタ
４０３ 円形のＲＦＩＤタグ
４０５ 使捨てコネクタ
４０７ 環状のＲＦＩＤタグ
５０１ 使捨てコネクタ
５０３、５０５ フランジ
５０７ 延長部
５０９ 使捨てコネクタ
５１１、５１３ ジェンダーレスタイプのフランジ
５１５ ＲＦＩＤタグ
５１７ 使捨てコネクタ
５１９、５２１ フランジ
５２３ 雌アダプタ
５２５ 雄アダプタ
５２７ ＲＦＩＤタグ
６０１ 使捨てコネクタ
６０３ フランジ
６０５ 延長部
６０７ ＲＦＩＤ挿入点
６０８ ＲＦＩＤタグ
６０９ 使捨てコネクタ
６１１ フランジ
６１２ ＲＦＩＤセンサ
６１３ 延長部
６１５ 挿入点
６１７ 使捨てコネクタ
６１９ フランジ
６２１ 延長部
６２３ 挿入点
６２４ ＲＦＩＤセンサ
６２５ 使捨てコネクタ
６２７ フランジ
６２９ 延長部
６３１ 挿入点
６３２ ＲＦＩＤセンサ
７０１ 使捨てコネクタ
７０３ ＲＦＩＤタグ
８０１ 使捨てコネクタ
８０３ フランジ
８０５ 延長部
８０７ ＲＦＩＤタグ
８０９ 圧力センサ
８１１ ピックアップコイル
８１３ 圧力ＲＦＩＤセンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムであって、
第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てコネクタと、
第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てコネクタと、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダと
を備え、前記リーダが、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成されたシステム。
【請求項２】
第１の使捨てコネクタがガンマ線滅菌される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
第２の使捨てコネクタがガンマ線滅菌される、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されており、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されておらず、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であり、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致する場合、第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと動作可能である、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが前記使捨てコネクタに永久的に取り付けられる、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが前記使捨てコネクタに成形によって永久的に取り付けられる、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記リーダがコンピュータに接続される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがＨＦ ＲＦＩＤタグである、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがＵＨＦ ＲＦＩＤタグである、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがＭＦ ＲＦＩＤタグである、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
ＲＦＩＤタグを動作させるための装置であって、
第１の使捨てコネクタを有する第１のＲＦＩＤタグと、第２の使捨てコネクタを有する第２のＲＦＩＤタグとの近くに設置されたリーダを備え、前記リーダが、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成された装置。
【請求項１２】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが０．５ｍｍ〜２０ｍの範囲内の距離で前記リーダの付近にある、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
使捨てバイオプロセスコンポーネント上でＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムであって、
第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てバイオプロセスコンポーネントと、
第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てバイオプロセスコンポーネントと、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダと
を備え、前記リーダが、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成されたシステム。
【請求項１４】
第１の使捨てバイオプロセスコンポーネント及び第２の使捨てバイオプロセスコンポーネントがガンマ線滅菌される、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記ガンマ線滅菌が前記ＲＦＩＤタグの検出可能な破損を結果として導く、請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が修正される、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、放射線硬化ＣＭＯＳ回路を使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、ＦＲＡＭメモリと放射線硬化ＣＭＯＳ回路とを使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、ＦＲＡＭメモリと、前記ＣＭＯＳ回路の動作パラメータに与える放射線の影響を補正するアルゴリズムとを使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、ＦＲＡＭメモリと、前記ＦＲＡＭメモリの動作パラメータに与える放射線の影響を補正するアルゴリズムとを使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項２１】
第１のＲＦＩＤタグがＲＦＩＤセンサとしても動作する、請求項１３記載のシステム。
【請求項２２】
第１のＲＦＩＤタグが１つ以上のセンサ入力を有する、請求項１３記載のシステム。
【請求項２３】
第１のＲＦＩＤタグが圧力、温度、ｐＨ、伝導度、溶存酸素、二酸化炭素、グルコースなど、１つ以上のパラメータを感知するためのＲＦＩＤセンサとしても動作する、請求項１３記載のシステム。
【請求項１】
使捨てコネクタでＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムであって、
第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てコネクタと、
第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てコネクタと、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダと
を備え、前記リーダが、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成されたシステム。
【請求項２】
第１の使捨てコネクタがガンマ線滅菌される、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
第２の使捨てコネクタがガンマ線滅菌される、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されており、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されておらず、第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であり、且つ第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致する場合、第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと動作可能である、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが前記使捨てコネクタに永久的に取り付けられる、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが前記使捨てコネクタに成形によって永久的に取り付けられる、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記リーダがコンピュータに接続される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがＨＦ ＲＦＩＤタグである、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがＵＨＦ ＲＦＩＤタグである、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがＭＦ ＲＦＩＤタグである、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
ＲＦＩＤタグを動作させるための装置であって、
第１の使捨てコネクタを有する第１のＲＦＩＤタグと、第２の使捨てコネクタを有する第２のＲＦＩＤタグとの近くに設置されたリーダを備え、前記リーダが、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成された装置。
【請求項１２】
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが０．５ｍｍ〜２０ｍの範囲内の距離で前記リーダの付近にある、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
使捨てバイオプロセスコンポーネント上でＲＦＩＤタグを動作させるためのシステムであって、
第１のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第１の使捨てバイオプロセスコンポーネントと、
第２のＲＦＩＤタグを受けるように構成された第２の使捨てバイオプロセスコンポーネントと、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグの近くに設置されたリーダと
を備え、前記リーダが、
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグがガンマ線滅菌されているか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが以前に使用されたか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグ及び第２のＲＦＩＤタグが真正であるか否かを判定し、及び／又は
第１のＲＦＩＤタグが第２のＲＦＩＤタグと合致するか否かを判定するように構成されたシステム。
【請求項１４】
第１の使捨てバイオプロセスコンポーネント及び第２の使捨てバイオプロセスコンポーネントがガンマ線滅菌される、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記ガンマ線滅菌が前記ＲＦＩＤタグの検出可能な破損を結果として導く、請求項１３記載のシステム。
【請求項１６】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が修正される、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、放射線硬化ＣＭＯＳ回路を使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、ＦＲＡＭメモリと放射線硬化ＣＭＯＳ回路とを使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、ＦＲＡＭメモリと、前記ＣＭＯＳ回路の動作パラメータに与える放射線の影響を補正するアルゴリズムとを使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項２０】
ガンマ線滅菌による第１のＲＦＩＤタグの前記検出可能な破損が、ＦＲＡＭメモリと、前記ＦＲＡＭメモリの動作パラメータに与える放射線の影響を補正するアルゴリズムとを使用することによって防止される、請求項１６記載のシステム。
【請求項２１】
第１のＲＦＩＤタグがＲＦＩＤセンサとしても動作する、請求項１３記載のシステム。
【請求項２２】
第１のＲＦＩＤタグが１つ以上のセンサ入力を有する、請求項１３記載のシステム。
【請求項２３】
第１のＲＦＩＤタグが圧力、温度、ｐＨ、伝導度、溶存酸素、二酸化炭素、グルコースなど、１つ以上のパラメータを感知するためのＲＦＩＤセンサとしても動作する、請求項１３記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１２−５１６４９４（Ｐ２０１２−５１６４９４Ａ）
【公表日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４７８６４（Ｐ２０１１−５４７８６４）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０５００８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８７７６４
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＲＡＭ
【出願人】（５０７１６９６５７）ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・バイオプロセス・コーポレイション (9)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＳＥ２０１０／０５００８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０８７７６４
【国際公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＲＡＭ
【出願人】（５０７１６９６５７）ジーイー・ヘルスケア・バイオサイエンス・バイオプロセス・コーポレイション (9)
【Ｆターム（参考）】
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