JP6974990B2 - 濡れセンサ及び濡れ検知システム - Google Patents

Description

本発明は、濡れセンサ及びこの濡れセンサを用いた濡れ検知システムに関する。

成人の介護用のオムツにあっては、糞尿が排出されてからできるだけ速やかに交換することが望ましい。しかし、介護をうける被介護者には排泄を速やかに申し出ることができない者もいる。このような被介護者は、糞尿が長時間にわたって皮膚と接触することによって皮膚に炎症が生じる可能性がある。この点を解消するため、現在、オムツの濡れを検知する濡れ検知センサがある。

公知の濡れ検知センサとしては、例えば、特許文献１、特許文献２に記載のものがある。特許文献１に記載の排泄検知センサは、使い捨ての紙オムツ等に装着されて使用される。しかし、特許文献１には排泄検知センサの基板や配線が紙オムツの動きに合わせて伸縮することは特に記載されていない。このような特許文献１に記載の使い捨てオムツでは、排泄検知センサが当たって紙オムツの装着時、被介護者に違和感を与えることが考えられる。
また、特許文献２には、水分センサを有する着用物品が記載されている。特許文献２に記載の水分センサでは、使い捨てオムツと尿とりパッドとの間に別シートを設け、この別シートにインクを塗付して水分センサの電極を形成している。このような特許文献２の着用物品は、電極が使い捨てオムツの外部にあるために使い捨てオムツの装着感に影響を与えることがない。

特開２００９−２１０５３３号公報 特開２０１５−１１９７８４号公報

しかしながら、特許文献２に記載の装着物は、電極が液難透過性の樹脂フィルムを介して使い捨てオムツの外部にあるため、電極を有する電極シートが体液で濡れ難く再利用可能なものの、使い捨てオムツの排泄物を処理した後、電極シートを別の使い捨ておむつに設置しなければならず、介護者への負担が大きい。
また、電極シートは特に介護者の動きに追従して伸縮するものではないので、介護者の動きによっては、使い捨てオムツの濡れ部分が電極に接せず排泄が検知できない、あるいは電極シートにシワがよる、折れ曲がる等することによって電極シートの一部が他の部分と接触し、誤検出が生じる等の不具合が起こり得る。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、使い捨てオムツの内部に設けられ、使い捨てオムツの装着感に影響を及ぼすことがなく、使い捨てに好適で、しかも折れ曲がり等による誤検出の発生を抑える濡れセンサ、このような濡れセンサを用いた濡れ検知システムに関する。

本発明の濡れセンサは、伸縮性を有する伸縮性基板と、前記伸縮性基板の主面に形成され、前記主面において伸縮性を有する配線である第一伸縮性配線及び第二伸縮性配線と、前記第一伸縮性配線に接続されている第一電極及び前記第二伸縮性配線に接続されている第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一部を覆う吸水部材と、前記吸水部材に接する前記第一電極と前記第二電極との間の電気的特性を測定する測定部と、を有する。
また、本発明の濡れ検知システムは、上記濡れセンサと、前記濡れセンサの前記測定部によって測定された前記電気的特性に基づいて、前記吸水部の吸水の程度を判定する濡れ判定部と、を含む。

本発明は、使い捨てオムツの内部に設けられ、使い捨てオムツの装着感に影響を及ぼすことがなく、使い捨てに好適で、しかも折れ曲がり等による誤検出の発生を抑える濡れセンサ、このような濡れセンサを用いた濡れ検知システムを提供することができる。

本発明の第一実施形態の濡れセンサの使用例を説明するための図である。 （ａ）は本発明の第一実施形態の濡れセンサの上面図である。（ｂ）は本発明の第一実施形態の濡れセンサの段面図である。 第一実施形態の濡れ検知システムを説明するための機能ブロック図である。 （ａ）は本発明の第二実施形態の濡れセンサの上面図である。（ｂ）は本発明の第二実施形態の濡れセンサの段面図である。 （ａ）は本発明の第二実施形態の変形例の濡れセンサの上面図である。（ｂ）は本発明の第二実施形態の変形例の濡れセンサの段面図である。 （ａ）は本発明の第三実施形態の濡れセンサの上面図である。（ｂ）は本発明の第三実施形態の濡れセンサの段面図である。 本発明の第三実施形態の補正回路を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。また、以下に示す図面は、図面が示す各構成を説明するための模式的な図であって、本発明の実施形態を限定するものではない。模式的な図は、本発明の実施形態を構成する部材や部材同士の関係等を示すものであり、その形状や大きさ、長さ、高さ及び幅等を正確に示すものとは限らない。

［第一実施形態］
＜濡れセンサ＞
図１は、第一実施形態の濡れセンサの使用例を説明するための図である。第一実施形態では、濡れセンサ１を、使い捨てオムツ５に装着して用いる例をあげて説明する。使い捨てオムツ５は、紙製のパンツ型オムツであって、腰回り部５２に被介護者の胴体部分を入れ、足回り部５１から両足を出して使用される。使い捨てオムツ５では、腰回り部５２や足回り部５１に伸縮材を設け、使い捨てオムツ５と被介護者の体との間に隙間が生じないようになっている。

使い捨てオムツ５は、全体が紙製の部材を組み合わせて構成されていて、最外部の表面材（外表面材）と、被介護者の皮膚表面に接触する表面材（内表面材）と、外表面材と内表面材との間に設けられる吸水材５３とによって構成されている。また、吸水材５３と外表面材との間には防水材が設けられている。吸水材５３は、給水紙、綿状パルプ及び高分子吸水材等を含んでいる。濡れセンサ１は、吸水材５３の表面または内部に取り付けられている。
吸水材５３は、例えば、ポリオレフィン不織布と綿状パルプに包まれた高分子吸水材（高分子ポリマー）によって構成されている。内表面材を通ってきた水分は、まずポリオレフィン不織布で広がり、綿状パルプと高分子吸水材へと送り込まれる。外表面材及び内表面材としては、例えば、ポリオレフィンやポリエステル不織布が用いられる。防水材としては、例えば、通気性を確保するための細孔が形成されたポリオレフィンフィルムが用いられる。

図２（ａ）は、第一実施形態の濡れセンサ１を説明するための図であって、濡れセンサ１の上面図である。なお、第一実施形態でいう上面図は、濡れセンサ１を上記した内表面の側から見た図である。図２（ｂ）は、濡れセンサ１を図２（ａ）に示した矢線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図であって、濡れセンサ１の断面を矢線ＩＩ−ＩＩの方向に見た図である。また、図２（ａ）では、吸水部材１１下の第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６、第一電極１７及び第二電極１８を実線で示している。
濡れセンサ１は、伸縮性を有する伸縮性基板１２と、伸縮性基板１２の主面１２ａ、１２ｂのうちの主面１２ａに形成される第一伸縮性配線１５及び第二伸縮性配線１６と、を有している。第一伸縮性配線１５及び第二伸縮性配線１６は、伸縮性を有している。第一実施形態では、その伸縮性が主面１２ａにおいて一定であるものとする。
また、濡れセンサ１は、第一電極１７、第二電極１８を有している。第一電極１７は、第一伸縮性配線１５に接続される電極である。第二電極１８は、第二伸縮性配線１６に接続される電極である。

また、濡れセンサ１は、第一電極１７及び第二電極１８のそれぞれ少なくとも一部を覆う吸水部材１１を有している。吸水部材１１は、伸縮性基板１２及び第一伸縮性配線１５等と共に吸水材５３内に設けられる。さらに、濡れセンサ１は、吸水部材１１に接する第一電極１７と第二電極１８との間の電気的特性を測定する測定部２０を有している。
「第一電極１７及び第二電極のそれぞれ少なくとも一部」とは、複数の第一電極１７のうちの少なくとも一部と、複数の第二電極１８のうちの少なくとも一部とを合わせたものをいい、全ての第一電極１７及び第二電極１８であってもよい。また、「吸水部材１１に接する」とは、吸水部材１１と直接接触するものの他、他の層や部材を介して間接的に接するものであってもよい。
以下、上記した構成について順に説明する。

（伸縮性基板）
伸縮性基板１２は、面内方向の少なくとも一方向に伸縮が可能なシート状の部材であり、面内方向の二方向に伸縮が可能であることが好ましい。伸縮性基板１２の面内方向の伸縮性は等方性でもよく、または面内の複数方向への伸縮性が互いに異なる異方性でもよい。伸縮性基板１２を構成する好ましい素材としては、ニトリルゴム、ラテックスゴム、ウレタン系エラストマー、またはシリコーン系エラストマー等のエラストマー材料を挙げることができるが、これに限定されない。特に、医療用に用いられるウレタン系エラストマーシートを用いることで、人体の皮膚に貼り付けた場合でも高い安全性を得ることができる。ここで、「シート状」とは、厚さに比べて広さが充分大きい形状を指していて、シート状の厚さや広さについては特に定義されるものではない。伸縮性基板１２は、一枚のシート状の部材でなる単層のものであってもよいし、複数のシート状の伸縮性基板で構成される多層のものであってもよい。

伸縮性基板１２の厚みは特に限定されない。ただし、伸縮性基板１２が貼り付けられる対象物（対象面、例えば、生体表面）の伸縮や動きを阻害しないという観点から、伸縮性基板１２の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。伸縮性基板１２の厚みは、より望ましくは２５μｍ以下であり、更に望ましくは１０μｍ以下である。
第一実施形態は、このように、伸縮性を有し、かつ薄いシート状の伸縮性基板１２を使用することにより、被介護者の動作が阻害されず、装着時の違和感を充分小さくすることができる。また、エラストマー材料は通気性を有するため、いっそう被介護者に与える違和感を低減することができる。

（第一伸縮性配線、第二伸縮性配線）
第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、伸縮性の導電パターンである。第一実施形態では、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６を単層の伸縮性基板１２の最表面に形成している。しかし、第一実施形態は、このような構成に限定されるものではない。伸縮性基板１２が多層である場合、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、伸縮性基板１２を構成する複数の伸縮性基板層の少なくとも一つの主面に形成されるものであればよい。
図２（ａ）に示すように、第一伸縮性配線１５は、一方向に延伸している。第一実施形態では、延伸方向を、図２（ａ）中に示すＹ方向とする。第二伸縮性配線１６は、第一伸縮性配線１５と平行に（Ｙ方向）に延伸している。

第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の伸縮性は、主面１２ａにおいて一定である。ここでいう伸縮性は、厳密に伸縮性を示す数値が一定であることまで求めるものではなく、例えば、主面１２ａ上の第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６が、伸縮性が局所的に大きい、あるいは小さい部分を含まないことを指す。したがって、第一伸縮性配線１５、または第二伸縮性配線１６が伸縮性の異なる部材を含む場合、この第一伸縮性配線１５または第二伸縮性配線１６は、伸縮性が一定のものから排除される。伸縮性が一定の第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の例としては、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６がそれぞれ同一の材料及び手法で一度に形成されたものがある。

第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、導電材料を含んで構成されており導電性を有する。導電材料としては、銀、金、白金、カーボン、銅、アルミニウム、コバルトもしくはニッケル、またはこれらの合金等の導電性の良好な材料を選択することができる。導電材料の形状は特に限定されないが、顆粒または粉体等の粒子状とすることができる。粒子形状は特に限定されず、球状、針状、フレーク状、ナノワイヤ状等とすることができる。粒子のアスペクト比は、例えば１以上１００以下、特には１以上５０以下とすることができる。ここで、アスペクト比とは、三次元体の最長寸法と最短寸法の比を意味する。第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６を構成する粒子のアスペクト比を５以上２０以下とすることで、伸縮性基板１２が面内方向に伸長して長さ方向に変形した場合の抵抗変化を低く抑制することができる。

第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、さらに樹脂バインダを含むことが好ましい。即ち、第一実施形態の第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、樹脂材料に導電性粒子が分散して配合された導電性材料で形成されている。第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６が樹脂バインダを含むことにより、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６が伸縮によって破断することが抑制される。樹脂バインダとしては、例えばウレタンやポリエステル等の樹脂を主成分とするバインダ、シリコーンゴム等の熱可塑性のエラストマー材料を挙げることができるが、これに限定されない。樹脂バインダとしては、塗膜化された状態における第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の弾性率が伸縮性基板１２の弾性率に比して同等か、またはより小さくなるように低ヤング率のものを選定することが望ましい。エラストマー材料は一種類で用いてもよく、または複数種類のエラストマー材料を混合して用いてもよい。

第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の製造方法は特に限定されないが、第一実施形態では、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６を印刷法により形成した。即ち、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、伸縮性を有する導電性ペーストを伸縮性基板１２の主面１２ａに印刷塗布して形成された印刷パターンである。具体的な印刷法は特に限定されないが、例えば、スクリーン印刷方法、インクジェット印刷方法、グラビア印刷方法、オフセット印刷方法等を例示することができる。このうち、微細解像性や厚膜安定性の観点から、スクリーン印刷が好適に用いられる。印刷法で第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６を形成する場合、上述した導電性粒子および樹脂バインダならびに有機溶剤を含む導電性ペーストを調製して用いることが好ましい。第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６に、銀等の金属粒子を主成分とする伸縮性の導電性ペーストを用いることによって、例えば５０％以上７０％以下程度の伸び率を実現することができ、伸長特性に優れた配線の形成が可能となる。

第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の厚み寸法及び幅寸法は、無負荷時の抵抗率及び伸縮性基板１２の伸張時の抵抗変化のほか、伸縮性基板１２の全体の厚み寸法および幅寸法の制約に基づいて決定することができる。伸縮性基板１２の伸張時の寸法変化に追従させて良好な伸縮性を確保するという観点からは、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の幅寸法は、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以下であることがさらに好ましい。第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６の厚み寸法は、２５μｍ以下とすることができ、望ましくは１０μｍ以上１５μｍ以下である。

（第一電極、第二電極）
前記したように、第一電極１７は、第一伸縮性配線１５に接続されている電極である。第二電極１８は、第二伸縮性配線１６に接続されている電極である。第一電極１７は、第一伸縮性配線１５の第二伸縮性配線１６と反対側に向かって凸に形成されている。また、第二電極１８は、第二伸縮性配線１６の第一伸縮性配線１５と反対側に向かって凸に形成されている。このような第一電極１７、第二電極１８の向きを、第一実施形態では、以降「外側に向かって凸」と記す。
第一電極１７、第二電極１８は、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６と同様のプロセスで製造することができる。例えば、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６をシルクスクリーン印刷で製造する場合、印刷版に第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６のパターンと共に第一電極１７、第二電極１８のパターンを形成し、全てを一度に印刷形成することができる。第一電極１７、第二電極１８を第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６と同時に製造することにより、第一実施形態は、第一電極１７、第二電極１８に第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６と同様の伸縮性を付与することができる。また、このようなプロセスは、製造の効率化の観点からも好ましい。

（測定部）
測定部２０は、第一伸縮性配線１５と第二伸縮性配線１６との間の電気的な特性を測定し、測定結果を出力する。第一実施形態では、電気的な特性をインピーダンスとし、測定部２０は、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６間のインピーダンスを測定している。
第一実施形態では、測定部２０を、インピーダンスを測定する測定器と、測定器によって測定されたインピーダンスの値を外部に送信する送信部と、測定器及び送信部に電力を供給する電源と（いずれも図示せず）によって構成する。このような測定部２０は、公知のＩＣチップであるから、これ以上の説明を略す。
第一実施形態において、測定部２０を伸縮性基板１２上に形成してもよいし、別体として伸縮性基板１２と共に用いるものであってもよい。また、測定部２０は、上記のように公知のＩＣチップであってもよいし、印刷技術により形成されるものであってもよい。使い捨てオムツ５は、一日の間に２、３回交換される。このため、測定部２０の測定器は消費電力が小さい小型のものが好ましく、電源は１０時間前後機能して信号を一回送信するのに足る小型のものが好ましい。
ただし、第一実施形態は、測定対象となる電気的な特性をインピーダンスに限定するものではない。他の電気的な特性としては、例えば、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６間を流れる電流の値や、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６間の抵抗値等が考えられる。

（吸水部材）
吸水部材１１は、第一電極１７、第二電極１８の少なくとも一部を覆っている。第一実施形態では、図２（ａ）に示したように、全ての第一電極１７、第二電極１８を覆っている。ただし、第一実施形態は、このような構成に限定されるものでなく、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６と接続する電極のうち、インピーダンスの計測と異なる目的で使用される電極を覆わない場合もある。
第一実施形態の吸水部材１１は、パルプ製の繊維の集合体に吸水性ポリマー粒子を保持させた吸水コアである。ただし、第一実施形態の吸水部材１１は、このような構成に限定されるものでなく、使い捨てオムツ５の側の吸収部材から広がった水分を吸収し、第一電極１７、第二電極１８に伝える機能を有するものであればどのようなものであってもよい。

（動作）
被介護者は、濡れセンサ１が取り付けられた使い捨てオムツ５を装着している。このとき、被介護者が排泄すると、排泄された便または尿の水分が使い捨てオムツ５の内表面を通って吸水部材１１にまで到達する。吸水部材１１は、第一電極１７、第二電極１８よりも被介護者近くに配置され、被介護者の排泄物の水分を吸水する。水分は吸水部材１１においてその量に応じて広がり、第一電極１７、第二電極１８に供給される。このことから、濡れセンサ１においては、第一電極１７、第二電極１８の排泄物の水分量に応じた範囲が濡れる。第一電極１７、第二電極１８が濡れることにより、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６間のインピーダンスが変化する。インピーダンスの変化量は、複数の第一電極１７、第二電極１８の濡れる範囲によって変化する。第一実施形態では、第一電極１７、第二電極１８の濡れた範囲が大きいほど、インピーダンスは低下する。このことから、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６間のインピーダンスを測定することにより、第一実施形態は、吸水部材１１、ひいては第一電極１７、第二電極１８の配置面における濡れの程度を検知することができる。
なお、第一実施形態では、第一電極１７、第二電極１８が図２（ａ）においてＸ方向（左右）に並んで配置されている。このため、第一実施形態の濡れセンサ１は、特に横方向に広がった濡れの範囲を検知することに好適である。

＜濡れ検知システム＞
次に、以上説明した濡れセンサ１を使った濡れ検知システムについて説明する。図３は、第一実施形態の濡れ検知システム１００を説明するための機能ブロック図である。第一実施形態の濡れ検知システム１００は、濡れセンサ１と、濡れ判定部３２とを含んでいる。第一実施形態では、濡れ判定部３２を、パーソナルコンピュータ（Personal Computer：ＰＣ）やスマートフォン等の公知の情報処理装置３内に設けるものとした。このような場合、濡れ判定部３２は、情報処理装置３において動作するプログラムと、端末装置のハードウェアとによって構成される。

濡れ判定部３２は、濡れセンサ１の測定部２０によって測定された電気的特性であるインピーダンスに基づいて、吸水部材１１の吸水の程度を判定する。つまり、濡れセンサ１の測定部２０は、図示しない送信部を有している。測定部２０は、測定によって得られたインピーダンスを電圧値として情報処理装置３に送信する。情報処理装置３の濡れ判定部３２は、送信されてきた電圧値から第一電極１７、第二電極１８間のインピーダンスから、吸水部材１１の濡れの程度を判定する。濡れの程度の判定は、例えば、濡れ判定部３２が予めインピーダンスと濡れの程度とを対応付けるデータを有し、このデータにインピーダンスを対照して対応する濡れの程度を選択することによって実現できる。あるいは、濡れ判定部３２が予めインピーダンスを変数として濡れの程度を求める演算式を記憶していて、この演算式にインピーダンスを代入して濡れの程度を算出することによっても実現できる。このように、第一実施形態の濡れセンサ１は、被介護者の排泄を検知するばかりでなく、その程度をも判定することが可能になる。

また、濡れ判定部３２を内蔵する情報処理装置３は、送受信部３１、出力部３３を有している。送受信部３１は、測定部２０によって測定されたインピーダンスとしての電圧値を受信する。情報処理装置３は、濡れ判定部３２の判定結果を出力する出力部３３を有している。送受信部３１は、情報処理装置３の既存の送受信に使用されるハードウェア及びソフトウェアで構成される。このとき、送受信部３１は、情報処理装置３のネットワーク回線と接続する通信機能を使用するものであってもよい。出力部３３は、判定結果を画像、テキスト、音声、ブザー等のいずれによって出力するものであってもよい。判定結果を画像やテキストとして出力する場合、画像作成のプログラムやディスプレイ画面及びそのドライバが出力部３３として機能する。また、判定結果を音声で出力する場合、情報処理装置３が有する既存の音声合成プログラム及びスピーカが出力部として機能する。測定結果を音や光で出力する場合、情報処理装置３が備える既存の音発生プログラム及びスピーカが出力部３３として機能する。

また、濡れセンサ１と情報処理装置３との距離が比較的長距離であり、濡れセンサ１の送信機能の送信可能範囲を超えている場合、濡れ検知システム１００は、被介護者のベッドや被介護者が居住する室内に通信の中継機器を備えるようにしてもよい。このようにすれば、濡れセンサ１の送信部は被介護者の比較的近い位置にある中継機器に信号を送信する機能を有すればよい。中継機器は、充分な信号の送信機能を有し、濡れセンサ１から送信されてきた信号を情報処理装置３に送信する。被介護者が医療施設等に収容されている場合、情報処理装置３は、ナースステーション等に設置されているＰＣであってもよい。また、情報処理装置３は、介護者が所持するスマートフォン等の通信端末であってもよい。さらに、情報処理装置３は、濡れセンサ１の検知信号を受信、処理する専用の機器であってもよい。

さらに、情報処理装置３は、濡れセンサ１が信号を送信した時刻を記録する機能を有するようにしてもよい。このようにすれば、第一実施形態は、被介護者が排泄した時刻を長期間にわたって記録し、被介護者毎の排泄の可能性が高い時刻やタイミング（例えば起床２時間後、食後１時間以内等）を特定することができる。そして、介護者は、被介護者毎の排泄のタイミングに合わせて被介護者をトイレに誘導することにより、被介護者の排泄を効率的にサポートすることができる。

以上説明した第一実施形態は、伸縮性基板１２を用いたため、濡れセンサ１は柔軟に、かつ、被介護者の動きに合わせて伸縮する。さらに、濡れセンサ１に設けられる測定部２０は微小なＩＣチップによって実現できる。このようなことから、第一実施形態の濡れセンサ１は、使い捨てオムツ５内に装着されても被介護者に違和感を与えることがない。また、濡れセンサ１は、使い捨てオムツ５の内部に装着されることから、使い捨てオムツ５と共に使い捨てにされることに好適である。さらに、被介護者の動きに追従する伸縮性基板１２を有する使い捨てセンサ１は、使い捨てオムツ５内でシワが寄ったり折れ曲がったりし難く、第一伸縮性配線１５同士、第二伸縮性配線１６同士及び第一伸縮性配線１５と第二伸縮性配線１６とが接触して誤検出を起こすことを抑えることができる。

また、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、伸縮性を有する上に、伸縮性基板１２上において一様の伸縮率を有している。このため、第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、被介護者の動きに追従して伸縮性基板１２と共に伸縮し、局所的に破断したり変形したりすることがない。また、このような第一伸縮性配線１５、第二伸縮性配線１６は、伸縮しても安定した電気的特性を維持することができる。
このため、第一実施形態は、使い捨てオムツの内部に設けられ、使い捨てオムツの装着感に影響を及ぼすことがなく、使い捨てに好適で、しかも折れ曲がり等による誤検出の発生を抑える濡れセンサ、このような濡れセンサを用いた濡れ検知システムを提供することができる。

さらに、第一実施形態は、伸縮性を有するシート状の伸縮性基板１２を使用することにより、公知の可撓性を有する基板等を使用するよりも工程管理費用が削減できる。つまり、伸縮性基板１２では、公知の可撓性基板を作成する際に必要なパターンニング等のフォトファブリケーション工程、カバーラミネート等のキュア工程が必要ない。このため、伸縮性基板１２を使用する第一実施形態の濡れセンサ１は、全体的な工程管理費用を下げて単価を低く抑えることができる。このような第一実施形態の濡れセンサ１は、コストの面からもいっそう使い捨てに好適なものになる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態の濡れセンサ４を説明する。濡れセンサ４は、第一実施形態の濡れセンサ１よりも電極を密に配置し、吸水部材１１の濡れの範囲を高精度に検知することを目的とするものである。
図４（ａ）、図４（ｂ）は、第二実施形態の濡れセンサ４を説明するための図である。図４（ａ）は、濡れセンサ４の上面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）中の矢線ＩＶ−ＩＶに沿う濡れセンサ４の断面図であり、濡れセンサ４の断面を、矢線ＩＶ−ＩＶの方向に見た図である。なお、図４（ａ）では、便宜上、吸水部材１１下の構成を実線で示している。
濡れセンサ４は、伸縮性基板１２上に形成される第一伸縮性配線２５、第二伸縮性配線２６と、第一伸縮性配線２５に接続される第一電極２７、第二伸縮性配線２６に接続される第二電極２８を有している。第一電極２７、第二電極２８は、吸水部材１１によって覆われている。さらに、第二実施形態の濡れセンサ４では、第一電極２７、第二電極２８間のインピーダンスを測定する測定部２０を有している。

濡れセンサ４は、図４（ａ）に示すように、第一電極２７、第二電極２８をそれぞれ複数有している。そして、第二電極２８は、互いに隣接する第一電極２７の間に位置するように配置されている。このようにすれば、第一伸縮性配線２５と第二伸縮性配線２６とを、濡れセンサ１における第一伸縮性配線１５と第二伸縮性配線１６よりも近接して配置することができる。このため、第二実施形態は、第一実施形態よりも濡れの測定点を高密度にとることができる。そして、高密度の測定点を有する濡れセンサ４は、濡れの程度に応じて多段階にインピーダンスの値を出力することができるので、濡れの程度を高精度に判断することができる。

図４（ａ）に示すように、濡れセンサ４においては、第一伸縮性配線２５は、一方向に延伸する第一直線部２５ａと、この第一直線部２５ａと平行に延伸する第二直線部２５ｂとを含んでいる。第一電極２７は、第一直線部２５ａ及び第二直線部２５ｂの一方から他方と反対側である外側に向かって凸に形成されている。また、第二伸縮性配線２６は、第一直線部２５ａと平行に延伸する第三直線部２６ａと、第二直線部２５ｂと平行に延伸する第四直線部２６ｂと、を含んでいる。第二電極２８の一部は、第三直線部２６ａから第一直線部２５ａに向かって凸に形成されており、他の一部は、第四直線部２６ｂから第二直線部２５ｂに向かって凸に形成されている。
ここで、「第三直線部２６ａから第一直線部２５ａに向かって凸に形成される」とは、第二電極２８が第三直線部２６ａに接続し、第三直線部２６ａと第一直線部２５ａとの間に位置することを指す。第二電極２８が「第四直線部２６ｂから第二直線部２５ｂに向かって凸に形成される」とは、第二電極２８が第四直線部２６ｂに接続し、第四直線部２６ｂと第二直線部２５ｂとの間に位置することを指す。
このような第二実施形態の濡れセンサ４は、第一電極２７、第二電極２８が図４（ａ）中に示したＹ方向（上下）に並んで配置されている。このため、第二実施形態の濡れセンサ４は、特に縦方向に広がった濡れの範囲を検知することに好適である。

また、第二実施形態は、このような構成に限定されるものではない。図５（ａ）、図５（ｂ）は、第二実施形態の変形例の濡れセンサ６を説明するための図である。図５（ａ）は、濡れセンサ６の上面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）中の矢線Ｖ−Ｖに沿う濡れセンサ６の断面図であり、濡れセンサ６の断面を、矢線Ｖ−Ｖの方向に見た図である。なお、図５（ａ）では、吸水部材１１下の構成を実線で示している。
図５（ａ）においては、第一伸縮性配線２５に接続される第一電極を第一電極２７ａから第一電極２７ｄの符号を付して、各々を区別している。また、第二伸縮性配線２６に接続される第二電極を第二電極２８ａから第二電極２８ｄの符号を付して、各々を区別している。濡れセンサ６は、第二直線部２５ｂ、第四直線部２６ｂにおける電極の接続が濡れセンサ４と相違している。
具体的には、濡れセンサ６においては、濡れセンサ４の第二直線部２５ｂに接続された第一電極２７の位置にある電極が、全て第四直線部２６ｂに接続された第二電極２８ｃ、２８ｄになっている。また、濡れセンサ４の第四直線部２６ｂに接続された第二電極２８の位置にある電極が、濡れセンサ６においては全て第二直線部２５ｂに接続された第一電極２７ｃ、２７ｄになっている。つまり、濡れセンサ６では、第二直線部２５ｂ、第四直線部２６ｂに対する第一電極２７と第二電極２８との接続関係が濡れセンサ４とは反対になっている。

上記濡れセンサ６においては、第一電極２７ａはＹ方向に第二電極２８ａと隣接し、かつ、Ｘ方向に第二電極２８ｃと隣接する。また、第二電極２８ａはＹ方向に第一電極２７ａ及び第一電極２７ｂと隣接し、かつ、Ｘ方向に第一電極２７ｃと隣接する。第一電極２７ｂはＹ方向に第二電極２８ａ、２８ｂと隣接し、かつ、Ｘ方向に第二電極２８ｄと隣接する。第二電極２８ｂはＹ方向に第一電極２７ｂと隣接し、かつ、Ｘ方向に第一電極２７ｄと隣接する。
また、濡れセンサ６においては、第二電極２８ｃはＹ方向に第一電極２７ｃと隣接し、かつ、Ｘ方向に第一電極２７ａと隣接する。第一電極２７ｃはＹ方向に第二電極２８ｃ、２８ｄと隣接し、かつ、Ｘ方向に第二電極２８ａと隣接する。第二電極２８ｄはＹ方向に第一電極２７ｃ及び第一電極２７ｄと隣接し、かつ、Ｘ方向に第一電極２７ｂと隣接する。第一電極２７ｄはＹ方向に第二電極２８ｄと隣接し、かつ、Ｘ方向に第二電極２８ｂと隣接する。
以上のように、濡れセンサ６においては、第一電極、第二電極がＹ方向及びＸ方向に隣接して配置される。このことにより、濡れセンサ６は、横方向及び縦方向のいずれに広がった濡れをも高い精度で検知することができる。また、濡れセンサ６、４では、第二伸縮性配線２６が電極やコンタクト等の「継ぎ目」を設けずに第一伸縮性配線２５を挟んだ側にまで一続きの配線として配置されている。このため、第二伸縮性配線２６に伸縮性が局所的変化する部位がなく、第二伸縮性配線２６は一様に伸縮することができる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態を説明する。第三実施形態は、第一伸縮性配線、第二伸縮性配線の伸縮がインピーダンスの値に影響を及ぼすことを考慮したものである。すなわち、第一伸縮性配線、第二伸縮性配線が伸張し、その長さが長くなって断面積が小さくなった場合、第一伸縮性配線、第二伸縮性配線間のインピーダンスは濡れに関わりなく高くなる。反対に、第一伸縮性配線、第二伸縮性配線が縮み、その長さが短くなって断面積が大きくなった場合、第一伸縮性配線、第二伸縮性配線間のインピーダンスは濡れに関わりなく低くなる。このため、配線が伸縮性を有する濡れセンサでは、測定された配線間のインピーダンスに配線の伸縮によるインピーダンスが重複して表れる。
第三実施形態は、上記の点に鑑みて、伸縮性配線と共に基準配線を設け、配線の伸縮によるインピーダンスへの影響を基準配線によって除去するものである。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、第三実施形態の濡れセンサ７を説明するための図である。図５（ａ）は、濡れセンサ７の上面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）中の矢線ＶＩ−ＶＩに沿う濡れセンサ７の断面図であり、濡れセンサ７の断面を、矢線ＶＩ−ＶＩの方向に見た図である。なお、図６（ａ）では、便宜上、吸水部材１１下の構成を実線で示している。
濡れセンサ７は、伸縮性基板１２上に形成される第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６と、第一伸縮性配線５５に接続される第一電極５７、第二伸縮性配線５６に接続される第二電極５８を有している。第一電極５７、第二電極５８は、吸水部材１１によって覆われている。さらに、第三実施形態の濡れセンサ７では、第一電極５７、第二電極５８間のインピーダンスを測定する測定部２０を有している。

さらに、第三実施形態の濡れセンサ７は、基準配線６０、７０を備えている。基準配線６０は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の少なくとも一方と平行に延伸する基準配線部６５、６６を含んでいる。基準配線７０は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の少なくとも一方と平行に延伸する基準配線部７５、７６を含んでいる。基準配線６０、７０の少なくとも一部は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の少なくとも一方と等しい伸縮率を有している。
第三実施形態では、基準配線部６５、６６、７５、７６の全てが第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６に平行で、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６と等しい伸縮率を有するものとした。

また、第三実施形態では、基準配線６０、７０を、第一伸縮性配線５５及び第二伸縮性配線５６と同一の材料を使い、同様の幅を持つパターンに形成している。さらに、第三実施形態は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の伸張に及ぼす第一電極５７、第二電極５８の影響を考慮し、基準配線部６５に第一電極５７、第二電極５８と同じ材料のパターン６７を形成している。同様に、基準配線部６６にパターン６８が、基準配線部７５にパターン７７が、基準配線部７６にパターン７８が形成されている。
このような第三実施形態によれば、基準配線６０、７０は、第一伸縮性配線５５及び第二伸縮性配線５６と同様に伸張する。このため、第三実施形態は、基準配線６０、７０のインピーダンスを測定することによって第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の伸縮のみによるインピーダンスの変化を測定することができる。

上記基準配線６０、７０には、使い捨てオムツ５内において、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６と類似する応力がかかり、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６と略同様に伸張する。基準配線６０、基準配線７０により配線の伸縮によるインピーダンスの影響を除去し、濡れによるインピーダンスの変化だけを抽出するためには、基準配線６０、基準配線７０が濡れることを防ぐ必要がある。第三実施形態では、基準配線６０、７０と吸水部材との接触を防ぐ防水部材５９をさらに備え、基準配線６０、７０が濡れることを防いでいる。
ただし、第三実施形態は、基準配線６０、７０を防水部材５９で覆うことに限定されず、例えば、基準配線６０、７０を濡れることがない位置に配置できる場合には防水部材５９を設けなくてもよい。さらに、基準配線６０、７０は、二つ設けられるものに限定されず、一つであってもよいし、三つ以上設けられるものであってもよい。

図７は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６間のインピーダンスから第一伸縮性配線５５及び第二伸縮性配線５６の伸縮によるインピーダンスの変化を除去する（以下、「インピーダンスの補正」と記す）補正回路を説明する図である。第三実施形態では、第一伸縮性配線５５及び第二伸縮性配線５６を挟んで第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の並び方向に基準配線６０、７０が形成されている。図７の補正回路は、基準配線６０または基準配線７０を使用してインピーダンスを補正する場合のものである。
図７に示した補正回路は、電源８１、センサ部コンデンサ８２、センサ部内部抵抗８４、基準コンデンサ８３、基準内部抵抗８５及びコンパレータ８６を含んでいる。センサ部コンデンサ８２は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の静電容量を示し、センサ部内部抵抗８４は、第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の内部抵抗を示している。センサ部コンデンサ８２とセンサ部内部抵抗８４は、直列に接続されている。センサ部コンデンサ８２の静電容量及び内部抵抗は、いずれも第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６の伸縮及び第一電極５７、第二電極５８の濡れによって変化する。

一方、基準コンデンサ８３は、基準配線部６５、基準配線部６６の静電容量を示し、基準内部抵抗８５は、基準配線部６５、基準配線部６６の内部抵抗を示している。基準コンデンサ８３及び基準内部抵抗８５は、直列に接続されている。基準コンデンサ８３の静電容量及び内部抵抗は、いずれも基準配線部６５、基準配線部６６の伸縮によって変化する。電源８１によって供給された電圧は、センサ部コンデンサ８２及びセンサ部内部抵抗８４によって降下する。また、基準コンデンサ８３及び基準内部抵抗８５によって降下する。コンパレータ８６には、センサ部コンデンサ８２及びセンサ部内部抵抗８４によって降下した電圧と、基準コンデンサ８３及び基準内部抵抗８５によって降下した電圧とが入力される。コンパレータ８６は、入力された二つの電圧を比較し、この差分を出力する。出力された差分は、第一電極５７、第二電極５８の伸縮の影響を除いた電圧値になる。

なお、基準配線６０、７０を有する第三実施形態の濡れセンサ７にあっては、基準配線６０を含む補正回路、基準配線７０を含む補正回路でそれぞれ第一伸縮性配線５５、第二伸縮性配線５６間のインピーダンスを補正してもよい。そして、それぞれの補正後のインピーダンスを平均化する等して最終的な濡れによるインピーダンスの変化を算出するようにしてもよい。

上記実施形態および実施例は以下の技術思想を包含するものである。
＜１＞伸縮性を有する伸縮性基板と、前記伸縮性基板の主面に形成され、前記主面において伸縮性を有する配線である第一伸縮性配線及び第二伸縮性配線と、前記第一伸縮性配線に接続されている第一電極及び前記第二伸縮性配線に接続されている第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一部を覆う吸水部材と、前記吸水部材に接する前記第一電極と前記第二電極との間の電気的特性を測定する測定部と、を有する、濡れセンサ。
＜２＞前記第一電極を複数有し、前記第二電極は、互いに隣接する前記第一電極の間に位置する、＜１＞の濡れセンサ。
＜３＞前記第一伸縮性配線は、一方向に延伸する第一直線部と、該第一直線部と平行に延伸する第二直線部とを含み、前記第一電極は、前記第一直線部及び前記第二直線部の一方から他方と反対側である外側に向かって凸に形成され、前記第二伸縮性配線は、前記第一直線部と平行に延伸する第三直線部と、前記第二直線部と平行に延伸する第四直線部と、を含み、前記第二電極の一部は、前記第三直線部から前記第一直線部に向かって凸に形成され、前記第二電極の他の一部は、前記第四直線部から前記第二直線部に向かって凸に形成される、＜１＞または＜２＞の濡れセンサ。
＜４＞さらに、前記第一伸縮性配線、前記第二伸縮性配線の少なくとも一方と平行に延伸する基準配線を有し、当該基準配線は、前記第一伸縮性配線、前記第二伸縮性配線の少なくとも一方と等しい伸縮率を有する、＜１＞から＜３＞のいずれか一つの濡れセンサ。
＜５＞前記基準配線と前記吸水部材との接触を防ぐ防水部材をさらに備える、＜４＞の濡れセンサ。
＜６＞＜１＞から＜５＞のいずれか一つの濡れセンサと、前記濡れセンサの前記測定部によって測定された前記電気的特性に基づいて、前記吸水部の吸水の程度を判定する濡れ判定部と、を含む濡れ検知システム。

１、４、６，７・・・濡れセンサ
３・・・情報処理装置
５・・・使い捨てオムツ
１１・・・吸水部材
１２・・・伸縮性基板
１２ａ、１２ｂ・・・主面
１５、２５、５５・・・第一伸縮性配線
１６、２６、５６・・・第二伸縮性配線
１７、２７、２７ａ〜２７ｄ、５７・・・第一電極
１８、２８、２８ａ〜２８ｄ、５８・・・第二電極
２０・・・測定部
２５ａ・・・第一直線部
２５ｂ・・・第二直線部
２６ａ・・・第三直線部
２６ｂ・・・第四直線部
３１・・・送受信部
３２・・・濡れ判定部
３３・・・出力部
５１・・・足回り部
５２・・・腰周り部
５３・・・吸水材
５９・・・防水部材
６０、７０・・・基準配線
６５、６６、７５、７６・・・基準配線部
６７、６８、７７、７８・・・パターン
８１・・・電源
８２・・・センサ部コンデンサ
８３・・・基準コンデンサ
８４・・・センサ部内部抵抗
８５・・・基準内部抵抗
８６・・・コンパレータ
１００・・・検知システム

Claims (5)

1. 伸縮性を有する伸縮性基板と、
   前記伸縮性基板の主面に形成され、前記主面において伸縮性を有する配線である第一伸縮性配線及び第二伸縮性配線と、
   前記第一伸縮性配線に接続されている第一電極及び前記第二伸縮性配線に接続されている第二電極と、
   前記第一電極及び前記第二電極のそれぞれ少なくとも一部を覆う吸水部材と、
   前記吸水部材と接する前記第一電極と前記第二電極との間の電気的特性を測定する測定部と、
   を有し、
   前記第一伸縮性配線は、一方向に延伸する第一直線部と、該第一直線部と平行に延伸する第二直線部とを含み、前記第一電極は、前記第一直線部及び前記第二直線部の一方から他方と反対側である外側に向かって凸に形成され、
   前記第二伸縮性配線は、前記第一直線部と平行に延伸する第三直線部と、前記第二直線部と平行に延伸する第四直線部と、を含み、前記第二電極の一部は、前記第三直線部から前記第一直線部に向かって凸に形成され、前記第二電極の他の一部は、前記第四直線部から前記第二直線部に向かって凸に形成される、濡れセンサ。
2. 前記第一電極を複数有し、前記第二電極は、互いに隣接する前記第一電極の間に位置する、請求項１に記載の濡れセンサ。
3. さらに、前記第一伸縮性配線または前記第二伸縮性配線の少なくとも一方と平行に延伸する基準配線を有し、
   前記基準配線は、防水部材で覆われているか、または濡れることがない位置に配置されており、
   前記基準配線、ならびに前記第一伸縮性配線または前記第二伸縮性配線の前記少なくとも一方は、前記測定部にそれぞれ接続されており、
   前記基準配線の少なくとも一部は、前記第一伸縮性配線または前記第二伸縮性配線の前記少なくとも一方と等しい伸縮率を有する、請求項１または２に記載の濡れセンサ。
4. 前記基準配線と前記吸水部材との接触を防ぐ防水部材をさらに備える、請求項３に記載の濡れセンサ。
5. 請求項１から４のいずれか一つの濡れセンサと、
   前記濡れセンサの前記測定部によって測定された前記電気的特性に基づいて、前記吸水部材の吸水の程度を判定する濡れ判定部と、を含む濡れ検知システム。

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