JP6269893B2 - 水分検出用rficデバイス - Google Patents
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Description
前記RFIC素子に接続され、容量結合可能な対向部を有する、アンテナ素子と、
前記アンテナ素子の前記対向部の近傍に設けられた吸水材と、
を備える。
前記RFIC素子に接続され、容量結合可能な対向部を有する、アンテナ素子と、
前記アンテナ素子の前記対向部の近傍に設けられた吸水材と、
を備える。
また、アンテナ素子における容量結合可能な対向部は、アンテナ素子自身に設けた折り返し部によって形成された対向部であってもよいし、アンテナ素子の開放端部と他部との間あるいは2つの開放端部間に形成された対向部であってもよい。
また、吸水材は対向部の近傍に設けられているが、対向部間に設けられていてもよいし、対向部に接して設けられていてもよい。さらに吸水材は、対向部に近接して設けられていてもよい。吸水材は、アンテナ素子における対向部間の浮遊容量に影響を持つ部位に配されていればよい。
前記吸水材と、前記難吸水材との間に前記アンテナ素子を挟んでもよい。
前記第1の難吸水材と前記第2の難吸水材との間に前記アンテナ素子と前記吸水材とを挟んでもよい。
前記アンテナ素子は、一端が前記第1入出力端子に接続された第1アンテナ素子と、一端が前記第2入出力端子に接続された第2アンテナ素子とを有し、
前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子は、それぞれの前記一端から互いに異なる方向に延在し、
前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子は、それぞれ各アンテナ素子内に前記対向部を有してもよい。
前記RFIC素子は、第1入出力端子、第2入出力端子を有し、
前記アンテナ素子は、一端が前記第1入出力端子に接続された第1アンテナ素子と、一端が前記第2入出力端子に接続された第2アンテナ素子とを有し、
前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子は、それぞれの前記一端から互いに異なる方向に延在し、
前記第1アンテナ素子の前記一端と前記第2アンテナ素子の前記一端との間隙部分が前記対向部であってもよい。
RFICチップと、
前記RFICチップに接続された給電回路と、
を含み、前記RFIC素子は、キャリア周波数に相当する共振周波数を有してもよい。
前記防水材の内面側に設けられた吸水材と、
前記防水材の外面側に設けられた水分検出用RFIDタグと、
を備え、
前記水分検出用RFIDタグは、
第1入出力端子及び第2入出力端子を有するRFIC素子と、
一端が前記第1入出力端子に接続された第1アンテナ素子と、一端が前記第2入出力端子に接続された第2アンテナ素子とを有し、前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子は、それぞれの前記一端から互いに異なる方向に延在し、前記第1アンテナ素子の前記一端と前記第2アンテナ素子の前記一端との間隙部分に容量結合可能な対向部を有する、アンテナ素子と、
を備え、
前記吸水材は、前記防水材を挟んで、前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子との前記間隙部分の対向部と対向配置されている。
図1(a)は、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイス10の構成を示す平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線の方向からみた断面構造を示す概略断面図であり、図1(c)は、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスの等価回路図である。
実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイス10は、RFIC素子1と、RFIC素子1に接続され、互いに反対方向に延在する第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12と、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12を支持する吸水材2と、を備える。第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12は、それぞれミアンダ状であって、容量結合可能な複数の対向部13を有する。対向部13とは、アンテナ素子内で互いに対向する一対の素片とその間隙とを含む。吸水材2は、RFIC素子と、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12と、を支持する基材シート2である。また、図1(c)の等価回路図に示すように、RFIC素子1と、第1及び第2アンテナ素子11、12と、キャパシタ9と、を有する。キャパシタ9は、例えば、RFIC素子1内のCパターン又は浮遊容量であってもよい。
RFIC素子1は、RFICチップ21と、RFICチップ21と導電性接合材22及び端子電極23を介して接続された多層基板25とを備える。RFICチップ21は封止樹脂24で封止されている。また、多層基板25には、L1及びL2等のLパターン及びC1、C2及びCIC等のCパターンからなる給電回路が内蔵されている。CICは、RFICチップ21の浮遊容量である。給電回路によって共振回路が形成されており、その共振周波数はキャリア周波数に対応する。このように給電回路を設けることによって、アンテナ素子の電気長が変化してもキャリア周波数の中心周波数は大きく変化しないようにすることができる。
つまり、初期状態でのアンテナ素子の電気長を最大利得状態(2/λ)にあわせておけば、吸水量が多くなってアンテナ素子の電気長が変化しても通信可能距離が低下するだけで、同じキャリア周波数で読み取りは可能である。そこで、読み取り可能距離の検出や読み取り成功回数の計数により、吸水の程度も検出できる。
なお、図2(a)及び(b)では、RFIC素子1において、給電回路を内蔵する多層基板25を設けているがこれに限られず、給電回路を設けない場合であってもよい。後述するように給電回路を設けないことによって、第1及び第2アンテナ素子11、12の表面に設けられた対向部13に水分を保持することによってアンテナの電気長が変化してキャリア周波数が変化し、無線通信状態を変化させ、さらには無線通信自体を不可能にすることができる。
なお、アンテナ素子は、上記のように2つに限られるものではなく1つあるいは2つ以上であってもよい。また、延在する方向は、反対方向に限られず、例えば、互いに直角をなすように延在してもよい。また、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12は、ミアンダ状の複数の折り返し部分を容量結合可能な複数の対向部13として用いることができる。なお、容量結合可能な対向部13は、例えば直列的な容量結合又は並列的な容量結合であってもよい。また、アンテナ素子の各素片がそれぞれ直列的に容量結合をしていてもよい。あるいは、アンテナ素子の素片に対して複数の素片が並列的に容量結合をしていてもよい。容量結合している対向部としては、直列的な容量結合の対向部又は並列的な容量結合の対向部のいずれであってもよい。これによって、アンテナ素子の構成の柔軟性を高めることができる。
第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12は、通常のアンテナ素子に用いられる銅箔、銅板、銅めっき膜、金箔、金板、金めっき膜等の材料を用いることができる。材料は上記の例に限られず、通常使用されるものであれば使用できる。
図3に示す実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイス10は、吸水材2が水分を吸収すると、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12の複数の対向部13の間に容量結合14が生じ、浮遊容量が大きくなって第1及び第2アンテナ素子11、12の電気長が変化する。その結果、図4に示すように通信距離が短くなり無線通信状態が変化し、さらには無線通信自体が不可能になる。例えば、基材シート2を高分子吸水材で構成した場合、吸水していない状態での比誘電率εは5程度である。基材シート2が水分を吸収した場合の比誘電率εは約60となる。その結果、ミアンダ状の第1及び第2アンテナ素子11、12の複数の対向部13での浮遊容量が大きくなり、アンテナの長さが変化する。そのため、通信距離が短くなって無線通信状態が変化し、さらには無線通信自体ができなくなる。この無線通信状態の変化を検出することによって水分の存在を検出できる。
図5に示すように、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイス10をおむつ30に貼り付けておく、おむつ30の中に小便等による水分が生じた場合には、RFICデバイス10の吸水材2が吸水し、第1及び第2アンテナ素子11、12の浮遊容量が変化し、アンテナ長が変化して、通信距離が短くなるため無線通信状態が変化し、さらには無線通信自体ができなくなる。外部からリーダ/ライタ40によってRFICデバイス10との無線通信を行い、おむつ30に装着したRFICデバイス10との無線通信可能な通信距離の検出、及び、無線通信成功回数の計数等によって、RFICデバイス10による水分の存在状態を検出できる。
(1)水分検出用RFICデバイス10を装着したおむつ30を要介護者が装着し、介護者とおむつ30とのペアリングを行う(S01)。
(2)次いで、最初に水分検出用RFICデバイス10のリーダ40による読み取りを行う(S02)。リーダ40は、据え置き型でもハンディタイプでもよい。なお、この時点では、装着時におむつ30の中に水分はなく、通信可能であると考えられる。
(3)前回の読み取りから一定時間が経過したか判断し(S03)、一定時間が経過していなければ(NO)戻って、一定時間が経過するまでこの判断を繰り返す。一定時間とは、例えば、30秒程度である。一定時間が経過した時点(YES)で、次のステップに移る。
(3)水分検出用RFICデバイス10のリーダ40による読み取りを行う(S04)。
(4)水分検出用RFICデバイス10との通信が可能か判断し(S05)、通信ができれば(YES)、おむつの中にはまだ水分は存在しないということであり、おむつ交換は行わず、一定時間経過の判断(S03)にもどる。一方、水分検出用RFICデバイス10との通信が不可能(NO)となっていれば、おむつ30の中に水分、つまり小便又は大便等が存在することになる。そこで、次のステップS06に移る。
(5)リーダ40におむつ30内の水分状態を表示する(S06)。なお、リーダ40とは別の通信モジュール等を介護者が持っておき、リーダ40から通信モジュールに情報を送信するようにしてもよい。また、水分状態の表示は必ずしも行わなくてもよく、例えば、ランプの点滅等で水分の存在を知らせるようにしてもよい。
(6)その後、介護者がおむつ30を除去し、要介護者が水分検出用RFICデバイス10を装着した新しいおむつを装着する。
以上によって、水分検出用RFICデバイス10をおむつ30に装着した用途例におけるおむつ交換が行われる。なお、上記フローチャートでは、一回のおむつ交換の流れを模式的に示しているので、ステップS06でフローが終了している。
なお、上記では、水分検出用RFICデバイス10の用途例として、おむつ30に水分検出用RFICデバイス10を装着する場合を挙げたが、上記用途例に限定されるものではない。例えば、水道管の外側にRFICデバイス10を貼り付けておき、水漏れを検出する、水漏れ検出用のRFICデバイスとしても使用できる。この他、水分の有無を検出するだけでなく、水分が乾いた状態との乾湿サイクルを検出するように構成してもよい。
図7(a)は、実施の形態2に係る水分検出用RFICデバイス10cの構成を示す平面図であり、図7(b)は、図7(a)のB−B線の方向からみた断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態2に係る水分検出用RFICデバイス10cは、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスと対比すると、RFIC素子1aがキャリア周波数を固定するための給電回路を含まないものである点で相違する。RFIC素子1aが実施の形態1のようなキャリア周波数固定回路である給電回路を持っていない場合、第1及び第2アンテナ素子11、12の対向部である線間の浮遊容量が大きくなる。その結果、キャリア周波数の中心周波数が大きく変化する。これに伴って、通信可能な通信周波数(チャンネル)が変化するので、このチャンネル変化を検出すれば、吸水前後の通信周波数を比較することで吸水状態を検知できる。
図8(a)は、実施の形態3に係る水分検出用RFICデバイス10dの構成を示す平面図であり、図8(b)は、図8(a)のC−C線の方向からみた断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態3に係る水分検出用RFICデバイス10dは、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスと対比すると、RFIC素子1と、第1及び第2アンテナ素子11、12と、を支持する難吸水材2aを備えると共に、吸水材4を第1及び第2アンテナ素子11、12の上に設けている点で相違する。この場合、難吸水材2aと吸水材4とによって第1及び第2アンテナ素子11、12を挟んでいる。
難吸水材2aを基材シートとすることによって、機械的強度を向上させることができる。難吸水材2aとは、水分をほとんど吸収しないか、あるいは水分を吸収しにくい材料からなる部材である。難吸水材2aとしては、例えばPET樹脂からなる膜状部材又は薄板状部材を用いることができる。吸水材4は、上面を保護するカバーシートとなる。
なお、上記とは逆に、基材シートとして吸水材を用い、カバーシートとして難吸水材を用いてもよい。
図9(a)は、実施の形態4に係る水分検出用RFICデバイス10eの構成を示す平面図であり、図9(b)は、図9(a)のD−D線の方向からみた断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態4に係る水分検出用RFICデバイス10eは、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスと対比すると、吸水材2との間に第1及び第2アンテナ素子11、12を挟むように設けられた吸水材4をさらに備えている点で相違する。アンテナパターン3の上下両面を吸水材2、4で挟むので、上下両面の吸水材2、4が徐々に水分を吸水していき、これに伴って第1及び第2アンテナ素子11、12のアンテナ長が徐々に変化する。そこで、水分の吸水の程度が検出でき、検出性能を高めることができる。
図10(a)は、実施の形態5に係る水分検出用RFICデバイス10fの構成を示す平面図であり、図10(b)は、図10(a)のE−E線の方向からみた断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態5に係る水分検出用RFICデバイス10fは、実施の形態4に係る水分検出用RFIC素子と対比すると、吸水材4の上にさらに難吸水材5を設けている点で相違する。この場合、基材シートでもある下層の難吸水材2aは、第1の難吸水材とし、上層の難吸水材5は、第2の難吸水材となる。第1の難吸水材2aと第2の難吸水材5との間に第1及び第2アンテナ素子11、12と吸水材4とを挟んでいる。つまり水分検出用RFICデバイス10fの両主面を難吸水材2a、5で挟むと共に、短手方向の両側面も難吸水材2a、5で覆っている。つまり、吸水材4は長手方向に対してのみ露出している。そこで、水分は第1及び第2アンテナ素子11、12の長手方向に沿ってしか浸入してこない。この場合、水分吸収量は徐々にしか変化せず、アンテナ長も徐々にしか変化しない。このように段階的にアンテナ素子の電気長が変化するので、吸水の程度を段階的に検出できる。
図11(a)は、実施の形態6に係る水分検出用RFICデバイス10gの構成を示す斜視図であり、図11(b)は、図11(a)のF−F線の方向からみた断面構造を示す断面図である。
実施の形態6に係る水分検出用RFICデバイス10gは、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスと対比すると、第1及び第2アンテナ素子11、12がミアンダ状でなく、折り返し部を有するループ型である点で相違する。第1及び第2アンテナ素子11、12は、吸水材である基材シート2の端部で折り返して、基材シート2の下面に沿って延在する。第1及び第2アンテナ素子11、12において、容量結合可能な対向部は、基材シート2の上面側のアンテナパターン3と基材シート2を挟む下面側のアンテナパターン3とである。
図12に示すように、水分検出用RFICデバイス10gでは、ループ型の折り返し部が容量結合可能な対向部に対応する。つまり、基材シートである吸水材2が水分を吸収すると、基材シート2を挟んでいるアンテナパターン3からなる対向部において浮遊容量が変化してアンテナ長が変化する。これによって第1及び第2アンテナ素子11、12のアンテナ長が変化して、無線通信状態が変化し、さらには無線通信自体ができなくなる。無線通信ができる通信距離の検出、無線通信成功回数の計測等によって水分の存在及び吸水の状態を検出できる。
図13は、実施の形態7に係るハンディタイプのリーダ40を用いた、定期巡回によるおむつ交換方法のフローチャートである。このおむつ交換のフローチャートでは、図6のおむつ交換のフローチャートと対比して、1回のおむつ交換でフローを終了するのではなく、繰り返しおむつ交換を行うようにフローを終了させていない点で相違する。つまり、実際の状態に合わせて何回でもおむつ交換を行うことができる。
(1)水分検出用RFICデバイス10を装着したおむつ30を要介護者が装着する(S11)。
(2)おむつ交換の定期巡回時に、介護者が要介護者のおむつにハンディタイプのリーダ40を当てて、水分検出用RFICデバイス10の読み取りを行う(S12)。
(3)水分検出用RFICデバイス10との通信が可能か判断し(S13)、通信ができれば(YES)、おむつの中にはまだ水分は存在しないということであり、おむつ交換は行わず(S14)、おむつ交換の定期巡回時のリーダ読み取り(S12)にもどる。一方、水分検出用RFICデバイス10との通信が不可能(NO)となっていれば、おむつ30の中に水分、つまり小便又は大便等が存在することになる。そこで、次のステップS15に移る。
(4)介護者が要介護者のおむつ30を除去し(S15)、要介護者が水分検出用RFICデバイス10を装着した新しいおむつを装着する(S16)。
(5)おむつ交換直後におむつにリーダを当てて、水分検出用RFIDデバイスの読み取りを行う(S17)。その後、水分検出用RFICデバイス10との通信が可能か判断するステップS13に移行する。このようにおむつ交換直後にRFIDデバイスの読み取りを行うことによって、RFIDの初期不良を検出できる。この場合には、おむつ交換が行われてもフローは終了しない。
なお、おむつ交換直後のRFIDデバイスの読み取りを行わず、おむつ交換の定期巡回時のリーダ読み取り(S12)にもどるようにしてもよい。つまり、おむつ交換直後のRFIDデバイスの読み取りを省略してもよい。
以上によって、ハンディタイプのリーダ40を用いた定期巡回によるおむつ交換を行うことができる。また、このフローチャートでは、実際の状態に合わせておむつ交換を必要な回数だけ繰り返して行うことができる。
図14(a)は、実施の形態8に係る水分検出用RFICデバイス10hの側面図であり、図14(b)は、図14(a)のRFICデバイス10hの平面図であり、図14(c)は、図14(a)のRFICデバイス10hの底面図である。図15は、実施の形態8に係る水分検出用RFICデバイス10hの吸水材4に水分を保持した場合のアンテナ素子11、12における電界分布を示す側面図である。
この水分検出用RFICデバイス10hは、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスと対比すると、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12がミアンダ形状ではなく、細長矩形形状あるいは棒形状(バー形状)である点で相違する。第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12は、RFIC素子1の端子電極26とそれぞれ接続された一端から互いに異なる方向に延在している。具体的には、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12は、端子電極26と接続された一端から互いに反対方向に延在している。また、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12は、基材である難吸水材(あるいは非吸水材)2aによって支持されている。さらに、吸水材4は、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12と直接に接することなく、基材である難吸水材2aを介して裏面側に配置されている点で相違する。また、吸水材4は、第1アンテナ素子11の端子電極26と接続する一端と、第2アンテナ素子12の端子電極26と接続する一端との間隙部分にわたって設けられている点で相違する。さらに、この水分検出用RFICデバイス10hは、実施の形態1に係る水分検出用RFICデバイスと対比すると、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分を容量結合可能な対向部15としている点で相違する。また、図15に示すように、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分の対向部15に対応する吸水材4において水分を保持することによって、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12の電界を間隙部分15に集中させることができる。この場合、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分15以外の電界が弱くなるため、電気長を実質的に短くさせることができる。図15では、間隙部分15の電気力線16aを太く表示して、電界が強いことを表し、間隙部分15以外の電気力線16bを点線で表示して、電界が弱いことを表している。これによって、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分15にわたって設けられた吸水材4に水分を保持することで水分検出用RFICデバイス10hの通信距離が短くなる。
これに対して、実施の形態8に係る水分検出用RFICデバイス10hでは、RFIC素子1と第1及び第2アンテナ素子11、12とは、導電性結合材を介して直接的に接続されている点で特許文献1に記載の無線ICデバイスとは相違する。つまり、吸水材4は、基材である難吸水材2aを介して裏面側に配置され、RFIC素子1及びアンテナ素子11、12とは直接的に接していない。そのため、吸水材4に水分を保持した場合には、対向部15の電界が変化するだけであって、RFIC素子1とアンテナ素子11、12との電磁結合には影響を与えない。そこで、RFIC素子1とアンテナ素子11、12との接続信頼性を保持しながら、水分検出用RFICデバイス10hとして、周囲環境に水分が存在する場合に敏感に反応する高精度の水分検知が可能となる。
なお、吸水材4は、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との対向部15を含む全体にわたって設けてもよい。ただ、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との対向部15を含む全体に設けた場合、対向部15への電界集中効果が得られなくなり、通信距離に及ぼす影響は大きくならない。そこで、吸水材4は、第1アンテナ素子11および第2アンテナ素子12の放射部分は実質的にカバーせず、対向部15の近傍にのみ(つまり、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間に形成される容量成分に対して影響を持つ部分にのみ)、設けることが好ましい。より具体的には、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12の全体の2/3以下、さらには1/3以下に設けることが好ましい。
また、吸水材4は、水に溶け難い繊維からなる紙又は織物、例えば、ガーゼやティッシュペーパー等を用いることができる。このほか、上述の吸水材を用いてもよい。吸水材4は、難吸水材2aの底面側への貼り付け、固定、吹き付け、印刷、浸漬等によって設けてもよい。吸水材4を設ける方法は上記例に限られず、通常用いられる方法によって吸水材4を設けてもよい。吸水材4は、その内部に水分を保持すると共に、吸水材4の表面にも水分を含んでいてもよい。吸水材4は、長時間にわたって水分を保持できることが好ましい。
図16(a)は、実施の形態9に係る水分検出用RFICデバイス10iの構成を示す側面図であり、図16(b)は、実施の形態9の別例の水分検出用RFICデバイス10jの構成を示す側面図である。
この水分検出用RFICデバイス10iは、実施の形態8に係る水分検出用RFICデバイス10hと対比すると、難吸水材2aを介して底面に吸水材を設けるのではなく、RFIC素子1と、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分とを覆うようにロール状の吸水材6を設けている点で相違する。なお、図16(a)及び(b)ではロール状の吸水材6で覆った箇所を点線で示した。吸水材6をロール状とすることによって、一方向だけでなく、周囲の水分を吸収しやすい。また、上方向からの水分であってもロール状の吸水材6によって、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分の対向部15の近傍に水分を導くことができる。
また、ロール状の吸水材6は、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との対向部15を含む一部を覆っていればよい。また、ロール状の吸水材6は、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との対向部15を含む全体を覆ってもよい。さらに、図16(b)の別例の水分検出用RFICデバイス10jのように、ロール状の吸水材6は、第1アンテナ素子11及び第2アンテナ素子12の2/3以下を覆うことが好ましい。
図17(a)は、実施の形態10に係る水分検出用RFICデバイス10kの側面図であり、図17(b)は、図17(a)のRFICデバイス10kの平面図であり、図17(c)は、図17(a)のRFICデバイス10kの底面図であり、図17(d)は、図17(a)の第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙の上面からの部分拡大透視図である。なお、図17(d)の部分拡大透視図は、RFIC素子1の枠のみを残した透視図であって、その下部の第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分の構成を示している。
この水分検出用RFICデバイス10kは、実施の形態8に係る水分検出用RFICデバイス10hと対比すると、図17(d)の部分拡大透視図に示すように、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分において、ミアンダ形状の対向部15を設けている点で相違する。第1アンテナ素子11と、第2アンテナ素子12との対向部15では、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12とのそれぞれを接触しないように互いに歯合する櫛歯状としている。具体的には、それぞれのアンテナ素子11、12を凸部と凹部とを交互に設け、接触しないように対向する凸部と凹部とを離間させている。図17(d)では、櫛歯状の凸部及び凹部を矩形形状としているが、これに限られず、三角形状としてもよい。あるいは、他の形状であってもよい。櫛歯状のアンテナ素子11、12によってミアンダ形状の間隙部分(対向部)15を画成している。このように第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分をミアンダ状の対向部15とすることで、対向部15の近傍に水分を保持した際の容量変化を大きく得ることができ、その結果、通信距離の変化を大きくできる。これによって、RFIC素子1とアンテナ素子11、12との接続信頼性を保持しながら、周囲環境に水分が存在する場合に敏感に反応する高精度の水分検知が可能となる。
図18は、実施の形態11に係る水分検出用RFIDタグ付きおむつ30に含まれる水分検出用RFIDタグ10lの構成例を示す概略断面図である。
この水分検出用RFICデバイス付きおむつ30は、外面側に設けられた防水材32と、防水材32の内面側に設けられた吸水材34a、34bと、防水材32の外面側に設けられた水分検出用RFIDタグ10lと、を備える。ヒトの臀部50は、吸水材34a、34bと接している。また、この水分検出用RFIDタグ10lは、RFIC素子1と、RFIC素子1に接続され、容量結合可能な対向部15を有する、アンテナ素子11、12と、を備える。さらに、吸水材34a、34bは、防水材32を挟んで、第1アンテナ素子11と第2アンテナ素子12との間隙部分の対向部15と対向配置されている。
また、この水分検出用RFICデバイス付きおむつ30によれば、水分検出用RFIDタグ10lをおむつ30の防水材32の内面側に挿入する必要がなく、おむつ30の外面側に設けるので、水分による直接的な影響を受けない。そこで、どのようなおむつでも水分検出、つまり排泄の有無を検出できる。また、水分検出用RFIDタグ10lを繰り返し使用することができる。
このおむつ30は、おむつの全体あるいは一部を構成するようにしてもよい。また、このおむつ30を、おむつの一部、つまりインナー又はパッドとして使用してもよい。この場合には、アウターを取り替えることなく、インナーであるおむつ30を取り替えることができる。
2 吸水材(基材シート)
2a 難吸水材(基材シート)
3 アンテナパターン
4 吸水材
5 難吸水材
6 吸水材
10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j、10k、10l 水分検出用RFICデバイス
11 第1アンテナ素子
12 第2アンテナ素子
13 対向部
14 容量結合
15 対向部(間隙部分)
21 RFICチップ
22 導電性接合材
23 端子電極
24 封止樹脂
25 多層基板
26 端子電極
30 おむつ(水分検出用RFIDデバイス付きおむつ)
32 防水材(難吸水材)
34a、34b 吸水材
40 リーダ/ライタ
50 ヒトの臀部
Claims (5)
- RFIC素子と、
前記RFIC素子に接続され、容量結合可能な対向部を有する、アンテナ素子と、
前記アンテナ素子の前記対向部の近傍に設けられた吸水材と、
を備え、
前記アンテナ素子は、前記吸水材を厚さ方向で挟むループ型の折り返し部を有し、前記吸水材を挟んで互いに対向する前記折り返し部が容量結合可能な前記対向部である、水分検出用RFICデバイス。 - 前記吸水材は、前記アンテナ素子を支持する基材シートである、請求項1に記載の水分検出用RFICデバイス。
- 前記RFIC素子は、第1入出力端子、第2入出力端子を有し、
前記アンテナ素子は、一端が前記第1入出力端子に接続された第1アンテナ素子と、一端が前記第2入出力端子に接続された第2アンテナ素子とを有し、
前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子は、それぞれの前記一端から互いに異なる方向に延在し、
前記第1アンテナ素子及び前記第2アンテナ素子は、それぞれ各アンテナ素子内に前記対向部を有する、請求項1又は2に記載の水分検出用RFICデバイス。 - 前記RFIC素子は、
RFICチップと、
前記RFICチップに接続された給電回路と、
を含み、前記RFIC素子は、キャリア周波数に相当する共振周波数を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の水分検出用RFICデバイス。 - 前記給電回路は、インダクタンス素子またはキャパシタンス素子を含み、前記インダクタンス素子または前記キャパシタンス素子は複数の基材層を積層してなる多層基板内に設けられている、請求項4に記載の水分検出用RFICデバイス。
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