JP6668599B2 - 水分検出用ｒｆｉｃデバイス - Google Patents

Description

本発明は、水分を検出する水分検出用ＲＦＩＣデバイスに関する。

従来、水分を検出するには温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出する無線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。

また、無線ＩＣタグの周囲を吸水性を有する被覆手段で覆った水分検知センサが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特許第５１８２４３１号公報 特開２００６−２９９９３号公報

特許文献１に記載の無線ＩＣデバイスでは、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出力が鋭敏ではない場合がある。

特許文献２に記載の水分検知センサでは、無線ＩＣタグの周囲を吸水性を有すると共に、電磁波透過吸水物質で覆う必要がある。このため、水分検知機能を持たない製品に比べ、製品サイズが大きくなるという欠点があった。また、吸水性を有する物質が吸水することで通信不能状態を実現させるため、吸水性物質に水分が吸収されなければ、必要な機能、つまり、通信不能状態が発現しないという問題点があった。

本発明の目的は、簡易、且つ、高精度で水分の存在を検出できる水分検出用デバイスを提供することである。

本発明に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、ＲＦＩＣ素子と、
前記ＲＦＩＣ素子と接続された平板状のアンテナ素子と、
を備え、
前記アンテナ素子は、表面又は側面に水分を保持できる孔又は凹凸を有する。

本発明に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、平板状のアンテナ素子の表面又は側面に水分を保持できる孔又は凹凸を有するので、孔又は凹凸に水分を保持することによって、アンテナ素子の電気長が変化して、無線通信状態が変化する。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

（ａ）は、実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスの構成を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図であり、（ｃ）は、（ａ）の平面図であり、（ｃ）は、実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０の等価回路図である。 （ａ）は、ＲＦＩＣ素子の断面構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の等価回路図である。 実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスをおむつに装着した用途例を示す概略図である。 図３の水分検出用ＲＦＩＣデバイスをおむつに装着した用途例におけるおむつ交換のフローチャートである。 実施の形態２に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスの構成を示す概略斜視図である。 実施の形態３に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスの構成を示す平面図である。 実施の形態４に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスの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デバイスの断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態６に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスの断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態７に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスの断面構造を示す概略断面図である。 実施の形態８に係る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。

第１の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、ＲＦＩＣ素子と、
前記ＲＦＩＣ素子と接続された平板状のアンテナ素子と、
を備え、
前記アンテナ素子は、表面又は側面に水分を保持できる孔又は凹凸を有する。

上記構成によれば、平板状のアンテナ素子の表面又は側面に水分を保持できる孔又は凹凸を有するので、孔又は凹凸に水分を保持することによって、アンテナ素子の共振周波数が変化して、無線通信状態が変化する。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

第２の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、上記第１の態様において、前記アンテナ素子は、表面の長手方向に沿った溝を含んでもよい。

上記構成によれば、溝に水分を保持することによって、アンテナ素子の共振周波数が変化して、無線通信状態が変化する。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

第３の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、上記第１の態様において、前記アンテナ素子は、側面に凹凸を含んでもよい。

上記構成によれば、側面の凹凸に水分を保持することによって、アンテナ素子の共振周波数が変化して、無線通信状態が変化する。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

第４の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、上記第１から第３のいずれかの態様において、前記アンテナ素子は、前記ＲＦＩＣ素子に接続され、互いに異なる方向に延在する第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とを含んでもよい。

上記構成によれば、ダイポールアンテナによって水分検出用ＲＦＩＣデバイスを構成できる。

第５の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記アンテナ素子を支持すると共に、前記孔又は凹凸に面するように設けられた吸水材をさらに備えてもよい。

上記構成によれば、水分を孔又は凹凸に導く吸水材によって基材シートを兼ねることができ、水分検出用ＲＦＩＣデバイス全体の厚さを薄くできる。

第６の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、上記第１から第４のいずれかの態様において、前記アンテナ素子を支持する難吸水材と、
前記難吸水材との間に前記アンテナ素子を挟むと共に、前記孔又は凹凸に面するように設けられた吸水材と、
をさらに備えてもよい。

上記構成によれば、難吸水材を、アンテナ素子を支持する基材シートとすることができ、機械的強度を向上させることができる。

第７の態様に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスは、上記第５の態様において、前記アンテナ素子を挟む上下の吸水材を、さらに上下から挟む２つの難吸水材をさらに備えてもよい。

上記構成によれば、第１の難吸水材と第２の難吸水材との間にアンテナ素子と吸水材とが挟まれているので、水分はアンテナ素子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。

以下、実施の形態に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスについて、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に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０の構成を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の平面図であり、図１（ｃ）は、実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０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素子に接続され、互いに反対方向に延在する平板状の第１及び第２アンテナ素子１１、１２と、を備える。なお、図１では、アンテナ素子として２つの第１及び第２アンテナ素子１１、１２を有しているが、これに限られず、１つのアンテナ素子であってもよい。あるいは、２つ以上、例えば４つのアンテナ素子であってもよい。第１及び第２アンテナ素子１１、１２は、その表面に水分を保持できる複数の孔１３を有する。孔１３によって水分を保持する機構は、例えば、毛細管現象によるものと考えられる。孔１３は、貫通孔であっても半貫通孔であってもよい。孔１３は、表面及び／又は裏面に設けてもよい。孔１３の径は、例えば５０〜２００μｍである。孔１３のレイアウトは、例えば、アンテナ素子の表面全体にわたって均一であってもよい。あるいは、アンテナ素子のエッジ部分の近傍に集中していてもよい。また、第１及び第２アンテナ素子１１、１２のそれぞれに孔１３が線対称に分布していてもよい。あるいは、第１及び第２アンテナ素子１１、１２のそれぞれに孔１３が点対称に分布していてもよい。上記孔１３は、端部、側端部等の電界集中部分に設けることが好ましい。なお、孔１３は、それ自体が電界集中する部分となる。また、孔１３を設けることによって水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０の軽量化も実現できる。
また、図１（ｃ）の等価回路図に示すように、水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０は、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６と、を有する。キャパシタ６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。

水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０は、水分が存在しない場合には無線通信が可能であるが、水分が存在する環境下では、第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面に設けられた孔１３に水分を保持することによって、無線通信状態が変化する。無線通信状態によっては無線通信自体が不可能になる場合がある。第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面に設けられた孔１３に水分を保持することによって無線通信状態が変化する場合とは、例えば、孔に水分を保持することによる容量変化に起因して、水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０の通信可能距離が変化する場合である。さらに、無線通信状態によっては無線通信自体が不可能になる場合がある。あるいは、無線通信状態が変化する場合とは、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場合である。この場合も無線通信自体が不可能になる場合がある。さらに、無線通信のパワーが変化して無線通信状態が変化する場合がある。この場合もパワー低下によって無線通信自体が不可能になる場合がある。この他、無線通信状態が変化する場合としては、様々な作用によるものであってもよい。無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

図２（ａ）は、ＲＦＩＣ素子１の断面構造を示す概略断面図であり、図２（ｂ）は、図２（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Ｃ_ＩＣ等のＣパターンからなる給電回路が内蔵されている。Ｃ_ＩＣ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。

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２（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。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孔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ることができる。さらには無線通信自体を不可能にすることもできる。無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

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平板状のアンテナ素子である。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。第１アンテナ素子１１及び第２アンテナ素子１２の表面は、図１に示すように平面であるが、これに限られず、曲面であってもよい。表面の孔１３の配置は、図１（ｃ）の平面図に示すように、点対称の配置に限られず、線対称の配置であってもよい。あるいは非対称の配置であってもよい。
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。
また、アンテナ素子の表面は、例えば、ポリイミドなどで表面を封止する構造と、表面は封止せず防錆処理などの表面処理をする場合の、２通りが考えられる。さらに、アンテナ素子の表面に親水性処理を行ってもよい。

＜水分検出用ＲＦＩＣデバイスの製造方法＞
水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０は、以下の製造方法によって得られる。
（１）平板状の第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面に複数の孔１３を形成する。例えば、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をエッチング処理して複数の孔１３を形成してもよい。あるいは、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をレーザ加工して複数の孔１３を形成してもよい。なお、孔１３と孔１３を設けない部分の面積比は、例えば１：１であってもよい。
（２）ＲＦＩＣ素子１に上記複数の孔１３を設けた第１及び第２アンテナ素子１１、１２を接続して水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０を得る。第１及び第２アンテナ素子１１、１２とＲＦＩＣ素子１との接続は、直接接続、容量結合、磁界結合等のいずれであってもよい。
なお、アンテナ素子の表面には酸化防止のために防錆加工を施してもよい。

図３は、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に装着した用途例を示す概略図である。
図３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、第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面の孔、溝、凹凸に水分が保持され、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する。さらには無線通信状態の変化によって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。

図４は、図３の水分検出用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のフローチャートである。
（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。

上記のように実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０をおむつ３０に装着して、水分を検出できるので、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出性能が低下する。
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。

（実施の形態２）
図５は、実施の形態２に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ａの構成を示す概略斜視図である。
実施の形態２に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ａ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の表面に孔ではなく、第１及び第２アンテナ素子１１、１２の長手方向に沿った溝１３ａを設けている点で相違する。溝１３ａのレイアウトも、孔と同様に表面及び／又は裏面に設けてもよい。溝１３ａは、短手方向の幅が、例えば５０〜２００μｍである。溝１３ａのレイアウトは、例えば、アンテナ素子の表面全体にわたって均一であってもよい。あるいは、アンテナ素子のエッジ部分の近傍に集中していてもよい。また、第１及び第２アンテナ素子１１、１２のそれぞれに溝１３ａが線対称に分布していてもよい。あるいは、第１及び第２アンテナ素子１１、１２のそれぞれに溝１３ａが点対称に分布していてもよい。上記溝１３ａは、端部、側端部等の電界集中部分に設けることが好ましい。なお、溝１３ａは、それ自体が電界集中する部分となる。また、溝１３ａを設けることによって水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０の軽量化も実現できる。この場合も実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスと同様に、溝１３ａに水分を保持することによって、無線通信状態が変化する。さらに無線通信状態によっては無線通信自体が不可能になる。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。
なお、無線通信状態が変化する作用については実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。

＜水分検出用ＲＦＩＣデバイスの製造方法＞
水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ａは、以下の製造方法によって得られる。
（１）平板状の第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面に複数の溝１３ａを形成する。例えば、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をレーザ加工して複数の溝１３ａを形成してもよい。あるいは、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をダイシング加工して溝１３ａを形成してもよい。さらに、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をグラインダ加工して溝１３ａを形成してもよい。溝の凹凸部分の比率は、凹部と凸部との比率が、例えば１：１であってもよい。
（２）ＲＦＩＣ素子１に上記複数の溝１３ａを設けた第１及び第２アンテナ素子１１、１２を接続して水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０を得る。第１及び第２アンテナ素子１１、１２とＲＦＩＣ素子１との接続は、直接接続、容量結合、磁界結合等のいずれであってもよい。
なお、アンテナ素子の表面には酸化防止のために防錆加工を施してもよい。

（実施の形態３）
図６は、実施の形態３に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｂの構成を示す平面図である。
実施の形態３に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｂは、実施の形態１及び２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の表面の孔ではなく、側面に三角形状の複数の凸部とその間の凹部とからなる凹凸１３ｂを設けている点で相違する。凹凸１３ｂのレイアウトも、孔と同様に、片側面又は両側面に設けてもよい。また、例えば、アンテナ素子の側面全体にわたって均一であってもよい。あるいは、アンテナ素子のエッジ部分の近傍に集中していてもよい。また、第１及び第２アンテナ素子１１、１２のそれぞれの側面に凹凸１３ｂが線対称に分布していてもよい。あるいは、第１及び第２アンテナ素子１１、１２のそれぞれの側面に凹凸１３ｂが点対称に分布していてもよい。上記凹凸１３ｂは、端部、側端部等の電界集中部分に設けることが好ましい。なお、凹凸１３ｂは、それ自体が電界集中する部分となる。また、凹凸１３ｂを設けることによって水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０の軽量化も実現できる。
この場合も実施の形態１に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイスと同様に、凹凸１３ｂに水分を保持することによって、無線通信状態が変化する。このとき無線通信状態によっては無線通信自体が不可能になる。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。

＜水分検出用ＲＦＩＣデバイスの製造方法＞
水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｂは、以下の製造方法によって得られる。
（１）平板状の第１及び第２アンテナ素子１１、１２の側面に複数の凹凸１３ｂを形成する。例えば、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をエッチング加工して側面に複数の凹凸１３ｂを形成してもよい。あるいは、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２をレーザ加工して側面に凹凸１３ｂを形成してもよい。さらに、銅箔からなる第１及び第２アンテナ素子１１、１２を切断加工して側面に凹凸１３ｂを形成してもよい。凹凸の比率は、凹部と凸部との比率が、例えば１：１であってもよい。
（２）ＲＦＩＣ素子１に上記複数の溝１３ａを設けた第１及び第２アンテナ素子１１、１２を接続して水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０を得る。第１及び第２アンテナ素子１１、１２とＲＦＩＣ素子１との接続は、直接接続、容量結合、磁界結合等のいずれであってもよい。
なお、アンテナ素子の表面には酸化防止のために防錆加工を施してもよい。

（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｃの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１０ｃは、実施の形態１乃至３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とを支持する吸水材２をさらに備える点で相違する。吸水材２が吸水することによって、第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面の孔１３、溝１３ａ、又は側面の凹凸１３ｂに水分を導いて、孔１３、溝１３ａ、又は側面の凹凸１３ｂに水分を保持させることができる。吸水材２から孔１３、溝１３ａ、又は側面の凹凸１３ｂへの水分の移動は、毛細管現象によるものと考えられる。孔１３、溝１３ａ、又は側面の凹凸１３ｂに水分を保持することによって、アンテナ素子の、無線通信状態が変化する。このとき無線通信状態によっては無線通信自体が不可能になる。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。
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、水分検出用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、水分検出用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。

（実施の形態５）
図８は、実施の形態５に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｄの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１０ｄは、実施の形態４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。

（実施の形態６）
図９は、実施の形態６に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｅの断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態６に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｅは、実施の形態４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の上面にさらに吸水材４を備える点で相違する。第１及び第２アンテナ素子１１、１２の上下両面を２層の吸水材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する。これによって、第１及び第２アンテナ素子１１、１２の表面の孔１３、溝１３ａ、又は側面の凹凸１３ｂに水分を保持させることができる。その結果、無線通信状態が変化する。このとき無線通信状態によっては無線通信自体が不可能になる。そこで、無線通信状態の変化を検知することで水分の存在を検出できる。この場合、アンテナ素子の上限両面に吸水材２、４を有するので、水分を保持しやすくなり水分の検出性能を高めることができる。

（実施の形態７）
図１０は、実施の形態７に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｆの断面構造を示す概略断面図である。
実施の形態７に係る水分検出用ＲＦＩＣデバイス１０ｆは、実施の形態６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の下面の吸水材２のさらに下面に第１の難吸水材５ａを備えると共に、第１及び第２アンテナ素子１１、１２の上面の吸水材４のさらに上面に第２の難吸水材５ｂを備える点で相違する。
第１の難吸水材５ａと第２の難吸水材５ｂとの間に、吸水材２、第１及び第２アンテナ素子１１、１２、及び、吸水材４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５ａ、５ｂで挟むと共に、短手方向の両側面も難吸水材５ａ、５ｂで覆っている。つまり、吸水材２及び吸水材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しない。このように段階的に水分吸収量が変化するので、吸水の程度を段階的に検出できる。

（実施の形態８）
図１１は、実施の形態８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４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。

なお、水分検出用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、水分検出用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出用ＲＦＩＣデバイスは、平板状のアンテナ素子の表面又は側面に水分を保持できる孔又は凹凸を有する。そこで、簡易、且つ、高精度に水分を検出でき、おむつの水分検出や、配管の水漏れ検出等に有用である。

１ ＲＦＩＣ素子
２ 吸水材
２ａ 難吸水材
４ 吸水材
５ａ、５ｂ 難吸水材
６ キャパシタ
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ 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 孔
１３ａ 溝
１３ｂ 凹凸
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
４０ リーダ

Claims (7)

1. ＲＦＩＣ素子と、
   前記ＲＦＩＣ素子と接続された平板状導体のアンテナ素子と、
   を備え、
   前記アンテナ素子は、表面又は側面に水分を保持できる孔又は凹凸を有し、
   前記孔又は凹凸は、電界集中部分に設けられる、水分検出用ＲＦＩＣデバイス。
2. 前記アンテナ素子は、表面の長手方向に沿った溝を含む、請求項１に記載の水分検出用ＲＦＩＣデバイス。
3. 前記アンテナ素子は、側面に凹凸を含む、請求項１に記載の水分検出用ＲＦＩＣデバイス。
4. 前記アンテナ素子は、前記ＲＦＩＣ素子に接続され、互いに異なる方向に延在する第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とを含む、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。
5. 前記アンテナ素子を支持すると共に、前記孔又は凹凸に面するように設けられた吸水材をさらに備えた、請求項１から４のいずれか一項に記載の水分検出用ＲＦＩＣデバイス。
6. 前記アンテナ素子を支持する難吸水材と、
   前記難吸水材との間に前記アンテナ素子を挟むと共に、前記孔又は凹凸に面するように設けられた吸水材と、
   をさらに備えた、請求項１から４のいずれか一項に記載の水分検出用ＲＦＩＣデバイス。
7. 前記アンテナ素子を挟む上下の前記吸水材を、さらに上下から挟む２つの難吸水材をさらに備えた、請求項５に記載の水分検出用ＲＦＩＣデバイス。

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