JPWO2016190008A1 - 水分検知方法、ｒｆｉｃリーダ及び水分検知システム - Google Patents
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Abstract
水分検知用方法は、対象体に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダとを、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの距離をスペーサ部材を用いて規制しながら通信させ、通信の成否に基づいて、ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する。
Description
本発明は、ＲＦＩＣデバイスを用いて水分の存在を検知する水分検知方法、ＲＦＩＣリーダ及び水分検知システムに関する。
従来、水分の存在を検知するには湿度検出用半導体センサ等の高価な部品を用いる必要があった。
これに対して、より簡易に水分の有無を検知する無線ＩＣデバイスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記無線ＩＣデバイスでは、給電回路基板とアンテナとの間に絶縁材料を介在させ、湿度が上昇すると、給電回路基板とアンテナとの電磁結合が変化して通信可能距離が変化することを検知して湿度を検出している。
しかし、上記絶縁材料として、セルロースを分散させたエポキシ樹脂やポリビニルアルコールを分散させたエポキシ樹脂が挙げられているが、これらの材料は水分量に対する体積変化量が小さく、絶縁材料の使用エリアが限られている。このため、上記無線ＩＣデバイスでは、水分の有無に対する検知力が鋭敏ではない場合がある。
本発明の目的は、簡易、且つ、高精度で水分の存在を検知できる水分検知方法を提供することである。
本発明に係る水分検知方法は、対象体に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダとを、前記ＲＦＩＣデバイスと前記ＲＦＩＣリーダとの距離をスペーサ部材を用いて規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する。
また、本発明に係るＲＦＩＣリーダは、ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
を備える。
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
を備える。
また、本発明に係る水分検知システムは、対象体に貼着されたＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダと、を用いて、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する、水分検知システムであって、
前記ＲＦＩＣデバイスは、
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ＲＦＩＣデバイスは、水分の存在下で通信距離が変化し、
前記ＲＦＩＣリーダは、
前記ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて水分の有無を判断する判断部と、
を備える。
前記ＲＦＩＣデバイスは、
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ＲＦＩＣデバイスは、水分の存在下で通信距離が変化し、
前記ＲＦＩＣリーダは、
前記ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて水分の有無を判断する判断部と、
を備える。
本発明に係る水分検知方法によれば、ＲＦＩＣデバイスと通信部との距離をスペーサ部材で規制しながら通信させ、通信の成否に基づいて水分の有無を判断するので、簡易且つ高精度に水分の存在を検知できる。
本発明に係るＲＦＩＣリーダによれば、スペーサ部材によって、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダの通信部との距離を安定して規制することができる。
本発明に係る水分検知システムによれば、ＲＦＩＣデバイスと通信部との距離をスペーサ部材で規制しながら通信させ、通信の成否に基づいて水分の有無を判断するので、簡易且つ高精度に水分の存在を検知できる。
第１の態様に係る水分検知方法は、対象体に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダとを、前記ＲＦＩＣデバイスと前記ＲＦＩＣリーダとの距離をスペーサ部材を用いて規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する。
上記構成によれば、簡易且つ高精度に水分を検知できる。
第２の態様に係る水分検知方法は、上記第１の態様において、前記ＲＦＩＣデバイスとして、水分の存在下で通信距離が短くなるＲＦＩＣデバイスを利用し、前記ＲＦＩＣデバイスと前記ＲＦＩＣリーダとが通信不可状態になったとき、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲に水分が存在すると判定してもよい。
上記構成によれば、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの距離を、水分の存在下で変化するＲＦＩＣデバイス１０の通信距離の変化前後の通信距離の中間の距離として設定できる。これによって通信の成否によって水分の存在を検知できる。
第３の態様に係る水分検知方法は、上記第１又は第２の態様において、一定の中心周波数で前記ＲＦＩＣリーダと前記ＲＦＩＣデバイスとを通信させてもよい。
上記構成によれば、一定の中心周波数で前記ＲＦＩＣリーダと前記ＲＦＩＣデバイスとを通信させることによって、ＲＦＩＣデバイスの中心周波数が変化した場合の通信不可状態を検出しやすくなる。なお、ＲＦＩＣデバイスの中心周波数が変化しない場合には、ＲＦＩＣリーダの読み取り周波数を変化させる必要がない。
第４の態様に係るＲＦＩＣリーダは、ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
を備える。
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
を備える。
上記構成によれば、スペーサ部材によって、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダの通信部との距離を安定して規制することができる。
第５の態様に係るＲＦＩＣリーダは、上記第４の態様において、前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて、水分の有無を判断する判断部をさらに備えてもよい。
判断部によって通信不可を検出することで水分の存在を検知できる。
第６の態様に係るＲＦＩＣリーダは、上記第４又は第５の態様において、前記スペーサ部材は、前記ＲＦＩＣデバイスを設けた対象体と接触する接触部材を有してもよい。
スペーサ部材が接触部材を有するので、ＲＦＩＣデバイスを設けた対象体に接触部材を接触させることで、ＲＦＩＣデバイスと確実に一定の距離を保つことができる。
第７の態様に係るＲＦＩＣリーダは、上記第４から第６のいずれかの態様において、前記スペーサ部材は、絶縁性材料にて構成されていてもよい。
上記構成によれば、スペーサ部材を絶縁性材料で構成することで、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの通信に及ぼす影響を抑えることができる。
第８の態様に係る水分検知システムは、対象体に貼着されたＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダと、を用いて、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する、水分検知システムであって、
前記ＲＦＩＣデバイスは、
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ＲＦＩＣデバイスは、水分の存在下で通信距離が変化し、
前記ＲＦＩＣリーダは、
前記ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて水分の有無を判断する判断部と、
を備える。
前記ＲＦＩＣデバイスは、
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ＲＦＩＣデバイスは、水分の存在下で通信距離が変化し、
前記ＲＦＩＣリーダは、
前記ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて水分の有無を判断する判断部と、
を備える。
上記構成によれば、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの距離をスペーサ部材で規制しながら通信させ、通信の成否に基づいて、ＲＦＩＣデバイスの周囲の水分の有無を判断するので、簡易且つ高精度に水分の存在を検知できる。
以下、実施の形態に係る水分検知システム及び水分検知方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
（実施の形態１）
図１（ａ）は、実施の形態１に係る水分検知システム５０における水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に貼着した用途例を示す概略図である。図１（ｂ）は、（ａ）の水分検知システム５０における、おむつ３０に貼着した水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔の規制状態を示す概略図である。
実施の形態１に係る水分検知システム５０は、例えば、ＵＨＦ帯を利用したＲＦＩＣシステムであり、おむつ（対象体）３０に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイス１０と、ＲＦＩＣリーダ４０とを用いる。ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離をスペーサ部材４４で規制しながら通信させる。この通信の成否に基づいて、前記ＲＦＩＣデバイス１０の周囲における水分の有無を検知する。具体的には、ＲＦＩＣデバイス１０として、水分の存在下で通信距離が短くなるＲＦＩＣデバイスを利用し、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダとが通信不可状態になったとき、ＲＦＩＣデバイス１０の周囲に水分が存在すると判定できる。スペーサ部材でＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの距離、さらに具体的に言うと、ＲＦＩＣデバイスのアンテナとＲＦＩＣリーダのアンテナとの最短距離を物理的に規制する。このため、ＲＦＩＣリーダをＲＦＩＣデバイスに近づけすぎて通信可能となって、水分が存在しているのにもかかわらず、「水分が存在しない」と誤判定してしまうのを避けることができる。この水分検知システムでは、例えば、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離を、水分の存在下で変化するＲＦＩＣデバイス１０の通信距離の変化前後の通信距離の中間の距離としてスペーサ部材４４によって設定できる。これによって、簡易且つ高精度に水分の存在を検知できる。
図１（ａ）は、実施の形態１に係る水分検知システム５０における水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に貼着した用途例を示す概略図である。図１（ｂ）は、（ａ）の水分検知システム５０における、おむつ３０に貼着した水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔の規制状態を示す概略図である。
実施の形態１に係る水分検知システム５０は、例えば、ＵＨＦ帯を利用したＲＦＩＣシステムであり、おむつ（対象体）３０に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイス１０と、ＲＦＩＣリーダ４０とを用いる。ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離をスペーサ部材４４で規制しながら通信させる。この通信の成否に基づいて、前記ＲＦＩＣデバイス１０の周囲における水分の有無を検知する。具体的には、ＲＦＩＣデバイス１０として、水分の存在下で通信距離が短くなるＲＦＩＣデバイスを利用し、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダとが通信不可状態になったとき、ＲＦＩＣデバイス１０の周囲に水分が存在すると判定できる。スペーサ部材でＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの距離、さらに具体的に言うと、ＲＦＩＣデバイスのアンテナとＲＦＩＣリーダのアンテナとの最短距離を物理的に規制する。このため、ＲＦＩＣリーダをＲＦＩＣデバイスに近づけすぎて通信可能となって、水分が存在しているのにもかかわらず、「水分が存在しない」と誤判定してしまうのを避けることができる。この水分検知システムでは、例えば、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離を、水分の存在下で変化するＲＦＩＣデバイス１０の通信距離の変化前後の通信距離の中間の距離としてスペーサ部材４４によって設定できる。これによって、簡易且つ高精度に水分の存在を検知できる。
以下に、この水分検知システム５０を構成する各部材について説明する。
＜ＲＦＩＣデバイス＞
図２（ａ）は、実施の形態１に係る水分検知システム５０における水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（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２（ｃ）は、実施の形態１に係る水分検知用ＲＦＩＣデバイスの等価回路図である。
実施の形態１に係る水分検知システム５０における水分検知用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。
図２（ａ）は、実施の形態１に係る水分検知システム５０における水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（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２（ｃ）は、実施の形態１に係る水分検知用ＲＦＩＣデバイスの等価回路図である。
実施の形態１に係る水分検知システム５０における水分検知用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。
図３（ａ）は、ＲＦＩＣ素子１の断面構造を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の等価回路図である。
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。そして、この給電回路は所定の基板内に構成されている。このように給電回路を設けることによって、周囲環境の変化によってアンテナ素子の電気長が変化しても、ＲＦＩＣデバイス側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所定値（例えば最大利得状態（２／λ））にあわせておけば、人体の近傍にアンテナ素子を配置した場合であっても、通信可能距離が低下するものの、ある一定距離においてはＲＦＩＣデバイスの読み取りは可能である。そして、アンテナ素子の周囲の水分量が多くなってアンテナ素子の電気長が変化すると、通信可能距離がさらに低下する。例えば、一つのＲＦＩＣデバイスについて、初期状態での通信可能距離が１〜２ｍであり、人体の近傍に配置した状態であって周囲環境が乾燥した状態では、通信可能距離が２０ｃｍであり、濡れ状態では通信可能距離が３ｃｍ以下であった。そこで、水分の存在下で低下した通信可能距離（一例：３ｃｍ以下）と、水分のない状態での通信可能距離（一例：２０ｃｍ）と、の間の一定の距離、例えば、５ｃｍの間隔でＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとを通信させる。一定の距離（一例：５ｃｍ）での通信で、通信不可状態を検出することによって、水分の有無を検知できる。もちろん、初期状態（人体の近傍に配置させる前の状態）でもＲＦＩＣデバイスの読み取りが可能であるため、その特性測定や選別作業を高精度に行なうことができるし、ＲＦＩＣデバイスを利用した在庫管理や物流管理も可能である。なお、上記例は、例えば０．２５Ｗ出力での通信可能距離であって、出力等が変化すると通信可能距離は当然に変化する。
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。そして、この給電回路は所定の基板内に構成されている。このように給電回路を設けることによって、周囲環境の変化によってアンテナ素子の電気長が変化しても、ＲＦＩＣデバイス側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所定値（例えば最大利得状態（２／λ））にあわせておけば、人体の近傍にアンテナ素子を配置した場合であっても、通信可能距離が低下するものの、ある一定距離においてはＲＦＩＣデバイスの読み取りは可能である。そして、アンテナ素子の周囲の水分量が多くなってアンテナ素子の電気長が変化すると、通信可能距離がさらに低下する。例えば、一つのＲＦＩＣデバイスについて、初期状態での通信可能距離が１〜２ｍであり、人体の近傍に配置した状態であって周囲環境が乾燥した状態では、通信可能距離が２０ｃｍであり、濡れ状態では通信可能距離が３ｃｍ以下であった。そこで、水分の存在下で低下した通信可能距離（一例：３ｃｍ以下）と、水分のない状態での通信可能距離（一例：２０ｃｍ）と、の間の一定の距離、例えば、５ｃｍの間隔でＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとを通信させる。一定の距離（一例：５ｃｍ）での通信で、通信不可状態を検出することによって、水分の有無を検知できる。もちろん、初期状態（人体の近傍に配置させる前の状態）でもＲＦＩＣデバイスの読み取りが可能であるため、その特性測定や選別作業を高精度に行なうことができるし、ＲＦＩＣデバイスを利用した在庫管理や物流管理も可能である。なお、上記例は、例えば０．２５Ｗ出力での通信可能距離であって、出力等が変化すると通信可能距離は当然に変化する。
ＲＦＩＣ素子１と第１及び第２アンテナ素子１１、１２とは、例えば、図３（ａ）及び（ｂ）では端子電極２６による直接接続によって接続されているがこれに限られない。例えば、ＲＦＩＣ素子１と第１及び第２アンテナ素子１１、１２とは、直接接続だけでなく、容量結合、磁界結合等のいずれの結合をしていてもよい。
なお、図３（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。給電回路を設けない場合、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に水分を保持すると、アンテナの電気長が変化してキャリア周波数が変化する。その結果、乾燥状態と同じキャリア周波数で通信した場合、水分保持状態では無線通信状態がより大きく変化し、無線通信自体が不可能になる。そこで、より水分を検知できる。
なお、図３（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。給電回路を設けない場合、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に水分を保持すると、アンテナの電気長が変化してキャリア周波数が変化する。その結果、乾燥状態と同じキャリア周波数で通信した場合、水分保持状態では無線通信状態がより大きく変化し、無線通信自体が不可能になる。そこで、より水分を検知できる。
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を中心として互いに反対方向に延在するミアンダ状のアンテナ素子である。第１アンテナ素子１１及び第２アンテナ素子１２は、それぞれ一方向に対して蛇行して延在するミアンダ状を有する。各アンテナ素子１１、１２は、上記延在方向に対して平行な部分と垂直な部分とを有する。延在方向に平行な部分は一つの矩形形状を有し、垂直な部分も一つの矩形形状を有し、延在方向に平行な部分と延在方向に垂直な部分とは直角に接続されている。また、延在方向に平行な部分の矩形形状と延在方向に垂直な部分の矩形形状とは、同じ一定の幅を有している。さらに、延在方向に垂直な部分の矩形形状は、上記延在方向に沿って一定のピッチで配置されている。
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。
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。
吸水材２には、例えば高分子吸水材（ポリマー系吸水材）等を使用できる。無機系の吸水材を用いることもできる。無機系吸水材では、体積変化量が小さいので、クレイ系に代表される多孔質タイプの吸水材が特に好ましい。吸水材２は、ＲＦＩＣ素子１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、つまり載せることができればよい。これによって、吸水材２が基材シートを兼ねることができ、ＲＦＩＣデバイス全体の厚さを薄くできる。また、吸水材２は、それ自体で剛性等を有する必要はないが、剛性を有する場合には耐機械的衝撃を向上させることができる。一方、吸水材２が柔軟性を有するものであれば、ＲＦＩＣデバイス１０を曲面状のものに貼り付けることができる。
図４は、図２（ａ）の水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の第１及び第２アンテナ素子１１、１２のミアンダ形状の対向部１３に水分が含まれた場合の容量結合１４を示す概略図である。なお、開放端間にも容量が形成される。
図４に示す実施の形態１に係る水分検知用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知できる。
図４に示す実施の形態１に係る水分検知用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知できる。
なお、この水分の存在下で通信距離が短くなる水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０は、上記で説明したように第１及び第２アンテナ素子１１、１２への容量結合によって通信距離が変化する場合に限られない。「水分の存在下で通信距離が短くなるＲＦＩＣデバイス」には、例えば、「湿度センサ付きの水分検知用ＲＦＩＣデバイス」であって、湿度に応じて出力を制御するように構成したものも含まれる。
また、この水分検知システム５０には、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の出力を中継して通信可能範囲を拡張することができる中継アンテナをさらに設けてもよい。中継アンテナは、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の第１又は第２アンテナ素子１１、１２の少なくとも一方と結合されていてもよい。
中継アンテナは、例えば、直線形状に限られず、曲線形状であってもよい。また、中継アンテナは、おむつ３０内又はおむつ３０の周囲に巻いてもよい。中継アンテナは、板状、薄板上、メッシュ状、箔状等の薄い形状が好ましいが、これに限られない。例えば、棒状、線状であってもよい。
さらに、中継アンテナは、電波を放射できる導電性材料からなるものであればよい。例えば、銅箔、銅板、銅めっき膜、金箔、金板、金めっき膜、アルミ箔、アルミ板、アルミ膜、銀箔、銀板、銀めっき膜、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。また、薄膜等の形成は、めっきに限られず、印刷、蒸着等を用いてもよい。例えば、おむつ３０の外面側に印刷工法で導電性インクからなる中継アンテナを形成してもよい。さらに、導電性繊維を用いて中継アンテナを構成してもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂シート又は樹脂フィルムにアルミ蒸着して中継アンテナを構成してもよい。
さらに、中継アンテナは、電波を放射できる導電性材料からなるものであればよい。例えば、銅箔、銅板、銅めっき膜、金箔、金板、金めっき膜、アルミ箔、アルミ板、アルミ膜、銀箔、銀板、銀めっき膜、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。また、薄膜等の形成は、めっきに限られず、印刷、蒸着等を用いてもよい。例えば、おむつ３０の外面側に印刷工法で導電性インクからなる中継アンテナを形成してもよい。さらに、導電性繊維を用いて中継アンテナを構成してもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂シート又は樹脂フィルムにアルミ蒸着して中継アンテナを構成してもよい。
＜ＲＦＩＣリーダ＞
ＲＦＩＣリーダ４０は、ＲＦＩＣデバイス１０との通信を行う通信部４２と、ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を規制するスペーサ部材４４と、を備える。なお、「距離を規制する」とは、「ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を一定に保つ」ことである。つまり、使用者が代わっても同じ距離に設定できるようにすることである。
また、スペーサ部材４４によって、ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を安定して規制できる。例えば、ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を自動計測して表示したとしても、人が表示のみを見て所定距離に合わせることは困難である。これに対して、スペーサ部材４４を用いることでＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を簡易に安定して規制できる。また、スペーサ部材４４によって、例えば、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離を、水分の存在下で変化するＲＦＩＣデバイス１０の通信距離の変化前後の通信可能距離（一例：変化前２０ｃｍ、変化後３ｃｍ以下）の中間の距離（一例：５ｃｍ）として設定できる。なお、図１（ａ）、図１（ｂ）では、スペーサ部材４４は、棒形状であって単一の距離のみを規制しているが、これに限られず、スペーサ部材４４によってＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離を複数段階に規制してもよい。スペーサ部材４４は、電磁波の伝搬を阻害しにくいことから、絶縁性材料で構成することが好ましい。これによってＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信への影響を抑えることができる。
また、ＲＦＩＣリーダ４０は、好適にはハンディ型であるが、ハンディ型に限られず、据え置き型であってもよい。
ＲＦＩＣリーダ４０は、ＲＦＩＣデバイス１０との通信を行う通信部４２と、ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を規制するスペーサ部材４４と、を備える。なお、「距離を規制する」とは、「ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を一定に保つ」ことである。つまり、使用者が代わっても同じ距離に設定できるようにすることである。
また、スペーサ部材４４によって、ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を安定して規制できる。例えば、ＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を自動計測して表示したとしても、人が表示のみを見て所定距離に合わせることは困難である。これに対して、スペーサ部材４４を用いることでＲＦＩＣデバイス１０と通信部４２との距離を簡易に安定して規制できる。また、スペーサ部材４４によって、例えば、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離を、水分の存在下で変化するＲＦＩＣデバイス１０の通信距離の変化前後の通信可能距離（一例：変化前２０ｃｍ、変化後３ｃｍ以下）の中間の距離（一例：５ｃｍ）として設定できる。なお、図１（ａ）、図１（ｂ）では、スペーサ部材４４は、棒形状であって単一の距離のみを規制しているが、これに限られず、スペーサ部材４４によってＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離を複数段階に規制してもよい。スペーサ部材４４は、電磁波の伝搬を阻害しにくいことから、絶縁性材料で構成することが好ましい。これによってＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信への影響を抑えることができる。
また、ＲＦＩＣリーダ４０は、好適にはハンディ型であるが、ハンディ型に限られず、据え置き型であってもよい。
なお、上記のように、ＲＦＩＣデバイス１０の出力を中継して通信可能範囲を拡張することができる中継アンテナを設けた場合には、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離よりも、中継アンテナとＲＦＩＣリーダ４０との距離が短くなる場合がある。そこで、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離よりも、中継アンテナとＲＦＩＣリーダ４０との距離が短くなる場合には、スペーサ部材４４によって、ＲＦＩＣデバイス１０との距離ではなく、中継アンテナとの距離を規制する、と読み替えればよい。
また、ＲＦＩＣリーダ４０は、ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との距離をスペーサ部材４４で規制しながら通信させ、通信の成否に基づいて、水分の有無を判断する判断部（図示せず）をさらに備えてもよい。判断部は、例えば、通信不可を検出したら、水分の存在を検知したと判断してもよい。さらに、スペーサ部材４４は、おむつ（対象体）３０と接触する接触部材を有してもよい。通常、ＲＦＩＣリーダ４０は、対象体には非接触で使用される。このため、ＲＦＩＣリーダと対象体との距離を一定に保つことは困難であった。上記のようにスペーサ部材４４が接触部材を有する場合には、対象体に接触部材を接触させることで、確実に一定の距離を保つことができる。
ＲＦＩＣリーダ４０は、ＲＦＩＣデバイス１０との通信を行うにあたって、乾燥状態と水分保持状態とについて中心周波数を変化させてもよい。あるいは、乾燥状態と水分保持状態とについて一定の中心周波数で通信してもよい。ＲＦＩＣ素子１によってＲＦＩＣデバイス１０の中心周波数が変化しにくい場合には、乾燥状態と水分保持状態とで一定の中心周波数で通信すればよい。一方、乾燥状態と水分保持状態とでＲＦＩＣデバイス１０の中心周波数が大きく変化する場合にも、乾燥状態と水分保持状態とで一定の中心周波数で通信することで、大きな変化を検知できる。
なお、「通信不可」の状態の判断は、後述するように、１回の通信の成否で判断してもよく、あるいは複数回の通信の成否の回数で判断してもよい。さらに、無線通信成否の計数について、通信できなかった回数があらかじめ定めた閾値の回数以上の場合に通信不可と判断し、ＲＦＩＣデバイス１０による水分の存在状態を検知してもよい。
ＲＦＩＣリーダ４０は、ＲＦＩＣデバイス１０との通信を行うにあたって、乾燥状態と水分保持状態とについて中心周波数を変化させてもよい。あるいは、乾燥状態と水分保持状態とについて一定の中心周波数で通信してもよい。ＲＦＩＣ素子１によってＲＦＩＣデバイス１０の中心周波数が変化しにくい場合には、乾燥状態と水分保持状態とで一定の中心周波数で通信すればよい。一方、乾燥状態と水分保持状態とでＲＦＩＣデバイス１０の中心周波数が大きく変化する場合にも、乾燥状態と水分保持状態とで一定の中心周波数で通信することで、大きな変化を検知できる。
なお、「通信不可」の状態の判断は、後述するように、１回の通信の成否で判断してもよく、あるいは複数回の通信の成否の回数で判断してもよい。さらに、無線通信成否の計数について、通信できなかった回数があらかじめ定めた閾値の回数以上の場合に通信不可と判断し、ＲＦＩＣデバイス１０による水分の存在状態を検知してもよい。
図５は、図２の水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に装着した用途例における水分検知方法のフローチャートである。この水分検知方法では、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０を貼着したおむつ３０を要介護者が装着していることを想定している。
（１）水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔を規制しながら、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０とを通信させる（Ｓ０１）。ＲＦＩＣリーダ４０は、据え置き型でもハンディタイプでもよい。また、例えば、ＲＦＩＣリーダ４０の通信部４２の下部に所定長さのスペーサ部材４４を設けて、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔を規制してもよい。
（２）水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信が可能か判断する（Ｓ０２）。
（３）水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信が不可能（ＮＯ）となっていれば、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の周囲に水分が存在すると判定する（Ｓ０３）。この場合、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。
（４）一方、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信ができれば（ＹＥＳ）、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の周辺には水分が存在しないと判定する（Ｓ０４）。この場合、おむつ３０の中にはまだ水分は存在しないということである。
なお、通信の成否による水分の存在の有無の判断は、１回の通信の成否で判断してもよく、あるいは複数回の通信の成否の回数で判断してもよい。さらに、無線通信成否の計数について、通信できなかった回数があらかじめ定めた閾値の回数以上の場合に通信不可と判断し、ＲＦＩＣデバイス１０による水分の存在状態を検知してもよい。また、ＲＦＩＣリーダ４０におむつ３０内の水分状態を表示してもよい。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。
以上によって、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０を含む水分検知システム５０を用いた水分検知方法によって水分を検知できる。
（１）水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔を規制しながら、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０とを通信させる（Ｓ０１）。ＲＦＩＣリーダ４０は、据え置き型でもハンディタイプでもよい。また、例えば、ＲＦＩＣリーダ４０の通信部４２の下部に所定長さのスペーサ部材４４を設けて、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔を規制してもよい。
（２）水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信が可能か判断する（Ｓ０２）。
（３）水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信が不可能（ＮＯ）となっていれば、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の周囲に水分が存在すると判定する（Ｓ０３）。この場合、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。
（４）一方、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信ができれば（ＹＥＳ）、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の周辺には水分が存在しないと判定する（Ｓ０４）。この場合、おむつ３０の中にはまだ水分は存在しないということである。
なお、通信の成否による水分の存在の有無の判断は、１回の通信の成否で判断してもよく、あるいは複数回の通信の成否の回数で判断してもよい。さらに、無線通信成否の計数について、通信できなかった回数があらかじめ定めた閾値の回数以上の場合に通信不可と判断し、ＲＦＩＣデバイス１０による水分の存在状態を検知してもよい。また、ＲＦＩＣリーダ４０におむつ３０内の水分状態を表示してもよい。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。
以上によって、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０を含む水分検知システム５０を用いた水分検知方法によって水分を検知できる。
上記のように、実施の形態１に係る水分検知システム及びこれを用いた水分検知方法では、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に装着する。具体的には、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との間隔をスペーサ部材４４で規制しながら、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０とを通信させる。水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０とＲＦＩＣリーダ４０との通信が不可能となっていれば、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０の周囲の水分を検知できる。そこで、おむつ３０における小便又は大便、あるいは汗等による濡れ状態を検知できる。また、ＲＦＩＣデバイスを用いるので、湿度検出用半導体センサのような高価な部品を用いる必要がなく、安価に構成できる。また、構成自体がシンプルなので、信頼性も高い。なお、ＲＦＩＣデバイス１０の吸水性は、おむつ３０の吸水性と同等か高い方が好ましい。ＲＦＩＣデバイス１０の吸水性がおむつ３０より低いと水分の検知性能が低下する。
なお、上記では、水分検知システム５０及び水分検知方法の用途例として、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に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。
なお、上記では、水分検知システム５０及び水分検知方法の用途例として、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に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。
（実施の形態２）
図６（ａ）は、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａの側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＲＦＩＣデバイス１０ａの平面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＲＦＩＣデバイス１０ａの底面図である。図７は、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａ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。
この水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａは、実施の形態１に係る水分検知システムにおける水分検知用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である点で相違する。また、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、難吸水材（あるいは非吸水材）２ａを介して、第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２との間隙部分にわたって設けられている点で相違する。この水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａでは、さらに、この水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａは、実施の形態１に係る水分検知システムにおける水分検知用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７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及び第２アンテナ素子１２の間隙部分１５以外の電界が弱くなるため、電気長を実質的に長くさせることができる。図７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知用ＲＦＩＣデバイス１０ａの通信距離が短くなる。
図６（ａ）は、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａの側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＲＦＩＣデバイス１０ａの平面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＲＦＩＣデバイス１０ａの底面図である。図７は、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａ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。
この水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａは、実施の形態１に係る水分検知システムにおける水分検知用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である点で相違する。また、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、難吸水材（あるいは非吸水材）２ａを介して、第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２との間隙部分にわたって設けられている点で相違する。この水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａでは、さらに、この水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａは、実施の形態１に係る水分検知システムにおける水分検知用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７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及び第２アンテナ素子１２の間隙部分１５以外の電界が弱くなるため、電気長を実質的に長くさせることができる。図７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知用ＲＦＩＣデバイス１０ａの通信距離が短くなる。
なお、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａについて、特許文献１に記載の無線ＩＣデバイスと対比すると、特許文献１に記載の無線ＩＣデバイスでは、給電回路基板とアンテナとの間に絶縁材料を介在させている。このため、環境の湿度が変化すると、給電回路とアンテナとの電磁結合自体が変化する可能性がある。
これに対して、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａでは、ＲＦＩＣ素子１と第１及び第２アンテナ素子１１、１２との間には水分を吸収して電磁結合を変化させる絶縁材料を介在させていない点で特許文献１に記載の無線ＩＣデバイスとは相違する。吸水材４に水分を保持した場合には、間隙部分の電界が変化するだけであって、ＲＦＩＣ素子１とアンテナ１１、１２との電磁結合には影響を与えないため、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａとして安定した性能を示すことができる。このため高い信頼性を有する。
これに対して、実施の形態２に係る水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａでは、ＲＦＩＣ素子１と第１及び第２アンテナ素子１１、１２との間には水分を吸収して電磁結合を変化させる絶縁材料を介在させていない点で特許文献１に記載の無線ＩＣデバイスとは相違する。吸水材４に水分を保持した場合には、間隙部分の電界が変化するだけであって、ＲＦＩＣ素子１とアンテナ１１、１２との電磁結合には影響を与えないため、水分検知用ＲＦＩＣデバイス１０ａとして安定した性能を示すことができる。このため高い信頼性を有する。
この吸水材４は、第１アンテナ素子１１と第２アンテナ素子１２との間隙部分（対向部）１５にわたって設けられていればよい。ここでは、吸水材４は、難吸水材２ａを介して第１アンテナ素子と第２アンテナ素子との間隙部分（対向部）１５に面している。この場合も吸水材４は、対向部１５の近傍に設けられているということができる。
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と第２アンテナ素子１２の全体の２／３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、上述の吸収材を用いてもよい。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。
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と第２アンテナ素子１２の全体の２／３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、上述の吸収材を用いてもよい。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。
（実施の形態３）
図８（ａ）は、実施の形態３における水分検知システムにおけるＲＦＩＣリーダ４０ａの構成を示す概略斜視図であり、図８（ｂ）は、別例のＲＦＩＣリーダ４０ｂの構成を示す概略斜視図である。
このＲＦＩＣリーダ４０ａは、水分検知用ＲＦＩＣデバイスと通信する通信部４２と、水分検知用ＲＦＩＣデバイスと通信部４２との距離を規制するスペーサ部材４４ａと、を備える。このスペーサ部材４４ａは、実施の形態１に係るＲＦＩＣリーダのスペーサ部材と対比すると、柔軟性を有するクッション材料からなる点で相違する。スペーサ部材４４ａが柔軟性を有するので、スペーサ部材４４ａがＲＦＩＣデバイス１０を貼着したおむつにあたっても被介護者に優しく、違和感があまりない。
また、図８（ｂ）に示す別例のＲＦＩＣリーダ４０ｂは、図８（ａ）のＲＦＩＣリーダ４０ａと対比すると、スペーサ部材４４ｂが中空であって、骨組みのみからなる点で相違する。このようにスペーサ部材４４ｂが中空であって、骨組みのみであるので、ＲＦＩＣデバイスからの信号に対してスペーサ部材４４ｂの影響を抑えることができる。
なお、スペーサ部材は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すものに限定されるわけではなく、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダの通信部との距離を規制できるものであればよい。例えば、おむつに接する面をネット状として当たった際の衝撃を緩和し、支持部分を骨組みのみとしてもよい。
図８（ａ）は、実施の形態３における水分検知システムにおけるＲＦＩＣリーダ４０ａの構成を示す概略斜視図であり、図８（ｂ）は、別例のＲＦＩＣリーダ４０ｂの構成を示す概略斜視図である。
このＲＦＩＣリーダ４０ａは、水分検知用ＲＦＩＣデバイスと通信する通信部４２と、水分検知用ＲＦＩＣデバイスと通信部４２との距離を規制するスペーサ部材４４ａと、を備える。このスペーサ部材４４ａは、実施の形態１に係るＲＦＩＣリーダのスペーサ部材と対比すると、柔軟性を有するクッション材料からなる点で相違する。スペーサ部材４４ａが柔軟性を有するので、スペーサ部材４４ａがＲＦＩＣデバイス１０を貼着したおむつにあたっても被介護者に優しく、違和感があまりない。
また、図８（ｂ）に示す別例のＲＦＩＣリーダ４０ｂは、図８（ａ）のＲＦＩＣリーダ４０ａと対比すると、スペーサ部材４４ｂが中空であって、骨組みのみからなる点で相違する。このようにスペーサ部材４４ｂが中空であって、骨組みのみであるので、ＲＦＩＣデバイスからの信号に対してスペーサ部材４４ｂの影響を抑えることができる。
なお、スペーサ部材は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すものに限定されるわけではなく、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダの通信部との距離を規制できるものであればよい。例えば、おむつに接する面をネット状として当たった際の衝撃を緩和し、支持部分を骨組みのみとしてもよい。
なお、水分検知システムにおける水分検知用ＲＦＩＣデバイスは、ＲＦＩＤタグとして使用する場合には、ＬＦ帯、ＨＦ帯、ＵＨＦ帯、ＳＨＦ帯等のいずれの帯域において用いてもよい。また、ＲＦＩＣデバイスは、代表的にはＲＦＩＤタグであるが、いわゆるタグ機能を有したものに限定されるわけではなく、リーダライタ機能を有したもの等、他の機能を持っていてもよい。
なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。
本発明に係る水分検知用方法では、対象体に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダとを、ＲＦＩＣデバイスとＲＦＩＣリーダとの距離をスペーサ部材で規制しながら通信させ、通信の成否に基づいて、ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する。そこで、簡易、且つ、高精度に水分を検知でき、おむつの水分検知や、配管の水漏れ検出等に有用である。
１ ＲＦＩＣ素子
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
１０、１０ａ 水分検知用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
１６ａ、１６ｂ 電気力線
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
２６ａ、２６ｂ 端子電極
３０ おむつ（対象体）
４０、４０ａ、４０ｂ リーダ／ライタ
４２ 通信部
４４、４４ａ、４４ｂ スペーサ部材
５０ 水分検知システム
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
１０、１０ａ 水分検知用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
１６ａ、１６ｂ 電気力線
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
２６ａ、２６ｂ 端子電極
３０ おむつ（対象体）
４０、４０ａ、４０ｂ リーダ／ライタ
４２ 通信部
４４、４４ａ、４４ｂ スペーサ部材
５０ 水分検知システム
Claims (8)
- 対象体に貼着され、水分の存在下で通信距離が変化するＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダとを、前記ＲＦＩＣデバイスと前記ＲＦＩＣリーダとの距離をスペーサ部材を用いて規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する、水分検知方法。
- 前記ＲＦＩＣデバイスとして、水分の存在下で通信距離が短くなるＲＦＩＣデバイスを利用し、前記ＲＦＩＣデバイスと前記ＲＦＩＣリーダとが通信不可状態になったとき、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲に水分が存在すると判定する、請求項１に記載の水分検知方法。
- 一定の中心周波数で前記ＲＦＩＣリーダと前記ＲＦＩＣデバイスとを通信させる、請求項１又は２に記載の水分検知方法。
- ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
を備えたＲＦＩＣリーダ。 - 前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて、水分の有無を判断する判断部をさらに備えた、請求項４に記載のＲＦＩＣリーダ。
- 前記スペーサ部材は、前記ＲＦＩＣデバイスを設けた対象体と接触する接触部材を有する、請求項４又は５に記載のＲＦＩＣリーダ。
- 前記スペーサ部材は、絶縁性材料にて構成されている、請求項４から６のいずれか一項に記載のＲＦＩＣリーダ。
- 対象体に貼着されたＲＦＩＣデバイスと、ＲＦＩＣリーダと、を用いて、前記ＲＦＩＣデバイスの周囲における水分の有無を検知する、水分検知システムであって、
前記ＲＦＩＣデバイスは、
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ＲＦＩＣデバイスは、水分の存在下で通信距離が変化し、
前記ＲＦＩＣリーダは、
前記ＲＦＩＣデバイスとの通信を行う通信部と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を規制するスペーサ部材と、
前記ＲＦＩＣデバイスと前記通信部との距離を前記スペーサ部材で規制しながら通信させ、前記通信の成否に基づいて水分の有無を判断する判断部と、
を備えた、水分検知システム。
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