JP2001134726A - サニタリー用センサーシステム - Google Patents

サニタリー用センサーシステム

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JP2001134726A
JP2001134726A JP31137299A JP31137299A JP2001134726A JP 2001134726 A JP2001134726 A JP 2001134726A JP 31137299 A JP31137299 A JP 31137299A JP 31137299 A JP31137299 A JP 31137299A JP 2001134726 A JP2001134726 A JP 2001134726A
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resonance
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reflected wave
frequency
sanitary
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Tsutomu Shimamura
力 島村
Masamitsu Kobayashi
将允 小林
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SENSOR TECHNOS KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 おむつや尿吸収パッド等の衛生用品の汚れを
検知するサニタリー用センサーシステムを提供する。 【解決手段】 コイルパターンとコンデンサパターンと
を形成したシート状のLC共振タグ5を尿吸収パッド6
等の衛生用品の内部に埋設する。送信機と受信機を備
え、送信波形と受信波形とを比較してLC共振タグの共
振周波数を検出する反射波スキャナー1にフレキシブル
アンテナ4を接続する。下着の内側に尿吸収パッド6を
装着し、下着の表面にフレキシブルアンテナ4を装着し
て、反射波スキャナー1をポケット等に収納する。尿吸
収パッド6が濡れた場合は、パッドのライナーに接して
いるLC共振タグ5の共振周波数特性の変化により受信
波形が変化し、反射波スキャナー1のバイブレータ装置
が駆動され、使用者は他人に気づかれることなく尿失禁
の発生を知ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばおむつ等
の濡れを検知するサニタリー用センサーシステムに関す
るものであり、特に、電波式のサニタリー用センサーシ
ステムに関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】例えば、起床や歩行が
困難であっておむつを使用している病人や老人等におい
て、***したことを看護人や介護人に知らせることがで
きない程度に症状が重かったり身体が不自由なひとがい
る。このようなひとの場合は、介護人等が気づいておむ
つを交換する迄に長時間が経過することが起こりうる。
【0003】また、自覚できない少量の尿失禁に悩まさ
れていて、そのために尿吸収パッドを用いているひとも
いるが、尿吸収パッドのライナーは使用者に不快感を与
えないように逆流を防止して濡れを殆ど感じないように
作られているので、失禁しても本人が気づかないことが
ある。
【0004】しかし、***物を吸収したおむつや尿吸収
パッドは可能な限り速やかに交換することが衛生上望ま
しい。そこで、おむつや尿吸収パッドの汚れを介護人や
当人が認識できるようにするために解決すべき技術的課
題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、誘電体フィルムの
片面または両面に導電体スパイラルパターンを形成して
LC共振回路を構成したLC共振タグと、周波数掃引送
信機から掃引電波を発信し、受信機にて受信した波形と
送信波形とを比較し、その比較結果により送信電界中の
LC共振タグの有無並びにLC共振タグの共振周波数を
検出する反射波スキャナーと、送信アンテナと受信アン
テナを一枚のシート状に形成したフレキシブルアンテナ
とからなるセンサーシステムであって、LC共振タグを
尿吸収パッド等の衛生用品に装着し、反射波スキャナー
に振動装置を内蔵し、衛生用品装着者が反射波スキャナ
ーを携帯し、自身が装着した尿吸収パッド等の衛生用品
に近接させてフレキシブルアンテナを装着し、尿吸収パ
ッド等が***物を吸収することによるLC共振タグの周
波数特性の変化を検知したときに、振動装置を駆動して
当人に報知する手段を備えたサニタリー用センサーシス
テムを提供するものである。
【0006】また、LC共振タグをおむつに装着し、人
体に装着したおむつまたはベッドシーツの裏面等にフレ
キシブルアンテナを配置し、おむつが***物を吸収する
ことによるLC共振タグの周波数特性の変化を検知した
ときに警告灯または警音装置等の報知手段を駆動する手
段を備えたサニタリー用センサーシステムを提供するも
のである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。図1は、尿漏れを検出するセンサ
ーシステムを示し、送信機能と受信機能を有する反射波
スキャナー1と、樹脂フィルムに金属箔の送信アンテナ
2と受信アンテナ3とを成形したシート状のフレキシブ
ルアンテナ4と、LC共振タグ5を内蔵した尿吸収パッ
ド6によって構成されている。
【0008】LC共振タグ5は片面または両面に回路パ
ターンを設けたものがあるが、図2に両面パターンのL
C共振タグを示す。LC共振タグ5は、誘電体フィルム
7の両面に接着剤8を介して金属導電体9,10を接着
して薄いシート状に形成されている。図3(a)(b)
(c)に示すように、LC共振タグ5の両面の導電体
9,10は、矩形スパイラル形のコイルパターン部9
a,10aの外側端部に比較的大面積のコンデンサパタ
ーン部9b,10bが連続している。表裏のコイルパタ
ーン部9a,10aの内周端部は、図2に示す導電体1
1によって接続され、コイルパターン部9a,10aの
インダクタンスと、誘電体フィルム7を挟んで対向する
コンデンサパターン部9b,10bのキャパシタンスと
によるLC直列共振回路が形成される。
【0009】LC共振タグ5の共振周波数は、コイルパ
ターン部9a,10aのターン数やコンデンサパターン
部9b,10bの面積によって変化し、短波帯乃至超短
波帯の範囲で共振周波数が異なる多種類のLC共振タグ
を作成して使用する。導電体9,10はエッチング、或
いは導電体ペーストの印刷等の手段によって形成し、誘
電体フィルム7としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリイミド等を用い、接着剤8は誘
電体フィルム7とほぼ等しい誘電率の素材が望ましい。
【0010】図1に示すように、実際に尿吸収パッド6
に内蔵するLC共振タグ5は、パッド6の形状にあわせ
て縦長形に形成し、吸水ライナーと下面の防水シートと
の間に挟んで被覆する。
【0011】図4は反射波スキャナー1の構成を示し、
制御部12によって制御されるVCO13の掃引発信出
力を送信アンプ14にて増幅して送信アンテナ2から送
信する。ここでは、短波帯乃至超短波帯の任意の周波数
帯を使用し、一定のスキャンインターバルで設定周波数
帯のスキャンを連続的に実行する。
【0012】送信電波は、掃引周波数帯内の或る周波数
に共振するLC共振タグにて反射されると、LC共振タ
グのエコー波として受信アンテナ3に入射する。受信波
は受信アンプ15にて増幅されて、送信アンプ14の出
力とともに位相比較器16に入力される。位相比較器1
6の出力はA/Dコンバータ17によって基準クロック
と同期してサンプリングされ、ノイズ除去、2値化処理
が行われて、2値化された受信波形データは制御部12
のメモリに書込まれる。
【0013】制御部12のメモリには掃引周波数帯域デ
ータ、スキャンインターバルデータ、波形パターン解析
プログラム等が格納されている。制御部12は画像処理
の分野において一般的なパターンマッチングによる比較
解析機能を有し、基準波形パターンデータと受信波形パ
ターンデータとを照合する。
【0014】また、モードキーを操作して監視モードと
基準波形パターンデータ更新モードの何れかを選択で
き、基準波形パターンデータ更新モードに切り換えれ
ば、その時点の受信波形パターンデータが基準波形パタ
ーンデータとして制御部12のメモリに書込まれ、基準
波形パターンデータが更新される。
【0015】監視モードにおいて受信波形パターンデー
タと基準波形パターンデータとの照合結果が不一致の場
合は、制御部12がバイブレータ装置18のモータを駆
動して反射波スキャナー1を振動させる。
【0016】次にセンサーシステムの動作を説明する。
反射波スキャナーと一種類の特定のLC共振タグとの組
み合わせに限定する場合は、送受信チャネル並びにLC
共振タグは一種類ですむが、ここでは、反射波スキャナ
ー1の送信周波数帯域を10チャネルに分割し、各チャ
ネルの帯域のほぼ中間の周波数を共振周波数とする10
種類のLC共振タグを用いる場合を説明する。
【0017】反射波スキャナー1は、図5に示すCH
−1(1チャネル)からCH−10(10チャネル)ま
での周波数帯を順次スキャンする。各チャネルは、例え
ば、同図のように、17段階(fn00〜fn16
(n=1,2,‥,10))の周波数帯で構成され、制
御部12の制御により、5.00MHz ,5.01MHz ,
5.02MHz ,5.03MHz ,‥,5.16MHz のよう
に、段階的に周波数を変化させて各チャネル毎に17段
階の掃引を行う。
【0018】さらに、同図のように、17段階の各周
波fn(i)は、それぞれ一定時間T2(数μ秒)発信さ
れ、対ノイズ性能を確保するために一定の繰り返しタイ
ミングT1(数十μ秒)で間欠的に複数回の発信を繰り
返した後に、次段階の周波数fn(i+1)の送信に移行
する。
【0019】同図は送信出力ゲートのタイミングを示
し、Aは送信アンテナから発信される電波の波形、Bは
受信アンテナの感知領域内にLC共振タグが存在しない
場合の受信アンテナ入力波形を示す。
【0020】これに対して、送信電波の周波数に共振す
るLC共振タグが受信アンテナの感知領域内に存在する
場合は、送信アンテナ2から受信アンテナ3へ直接到達
する電波に、LC共振タグ5のエコー波が重畳されて受
信アンテナ3に入射し、Cのような波形になる。
【0021】このとき、発信時間内(P1)では,Aに
示す送信波形に対する位相差がBとCとで異なる(A−
B≠A−C)。また、Cにおいては送信波の停止後にも
LC共振タグによって遅延したエコー波が認められる
(P2)。
【0022】一定のタイミングで複数回発信される同一
周波数における遅延したエコー波のみの遅延部分(P
2)の受信レベルを積算し、一つのチャネル内の各周波
数(fn00〜fn16)におけるエコー波受信レベル
をA/D変換してサンプリングすると、図6に例示する
ような共振レベルのパターンが得られる。
【0023】反射波スキャナー1は、同一周波fn(i)
の発信を繰り返してホワイトノイズやインパルス性ノイ
ズを除去し、Cの如くP1の区間でBに対するCの位相
差が認められ、且つ送信停止後のP2の区間の共振レベ
ルパターンが、図6に示すd1,d2に基づく共振鋭
度、並びにd3に示す設計周波数に対する誤差許容範囲
において所定の数値を満足するとき、LC共振タグの共
振周波数を特定する。
【0024】尚、上記の例では10種類のLC共振タグ
を識別することが可能であるが、複数のLC共振タグを
組み合わせて尿吸収パッドに装着することにより、識別
可能な尿吸収パッドの種類数をさらに拡張することがで
きる。
【0025】図7はセンサーシステムの使用方法を示
し、21は人体、22はショーツ等の下着であり、人体
21と下着22との間に尿吸収パッド6を挿入して下着
2にて保持し、下着22の表面にフレキシブルアンテナ
4を装着する。このとき、フレキシブルアンテナ4の全
部または一部が尿吸収パッド6中のLC共振タグ5に重
なるようにする。また、フレキシブルアンテナ4の一面
にベルクロテープ等の固定手段を設けて下着22に貼付
できるようにしてもよい。反射波スキャナー1は服装に
応じてポケットや腰等任意の場所に収納する。
【0026】そして、前述したように、反射波スキャナ
ー1のモードキーを操作して基準波形パターンデータ更
新モードを選択すれば、装着した尿吸収パッド6のLC
共振タグ5の共振波形パターンが読み込まれて基準波形
パターンデータとして書き込まれ、その後に監視モード
に切り換えれば監視状態となる。
【0027】尿漏れが起きた場合は、尿吸収パッド6が
尿を吸収することにより、ライナーに接しているLC共
振タグ5の共振周波数特性が変化し、受信波形パターン
データが基準波形パターンデータと一致しなくなって反
射波スキャナー1のバイブレータ装置18が駆動され、
使用者は振動により他人に気づかれることなく尿漏れの
発生を知ることができる。
【0028】図8及び図9は他の実施形態を示し、図8
に示すおむつ23はLC共振タグ5を内蔵しており、図
9に示すようにベッドシーツ24の裏側に面積の広いフ
レキシブルアンテナ4を配置している。反射波スキャナ
ー1はベッドルーム以外に介護人の控え室等の場所に設
置することができ、***を検出したときは警告灯やブザ
ー等を駆動して介護人に報知するが、動作原理は前述し
た尿漏れを検出するセンサーシステムと同一であるので
説明を省略する。
【0029】尚、この発明は上記の実施形態に限定する
ものではなく、例えば、従来のおむつや尿吸収パッドに
LC共振タグを粘着剤等によって貼付できるようにする
等、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能
であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶこと
は当然である。記載
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のサニタリ
ー用センサーシステムは、おむつや尿吸収パッドにLC
共振タグを内蔵してLC共振タグのエコー波により***
を検知するように構成しているので、振動や光や音によ
る誤動作がない。また、LC共振タグは他の湿度センサ
等に比較して極めて低コストで量産でき、運転コストが
低いので経済的負担も軽減される。また、反射波スキャ
ナーとLC共振タグとによる非接触型センサーシステム
であるので、衛生用具とともにLC共振タグも使い捨て
できるため衛生的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の尿漏れセンサーシステムの構成を示
し、(a)はLC共振タグを内蔵した尿吸収パッドの斜
視図、(b)は反射波スキャナーとフレキシブルアンテ
ナの斜視図である。
【図2】LC共振タグの断面図。
【図3】LC共振タグを示し、(a)は表面の導電体パ
ターンを示す平面図、(b)は裏面の導電体パターンを
示す平面図、(c)は表裏の導電体パターンの位置関係
を示す解説図である。
【図4】反射波スキャナーの回路ブロック図。
【図5】反射波スキャナーのスキャン動作のタイミング
チャート。
【図6】LC共振タグのエコー波をサンプリングした波
形パターンを示すグラフ。
【図7】尿漏れセンサーシステムの使用状態を示す解説
図。
【図8】LC共振タグを内蔵したおむつの解説図。
【図9】フレキシブルアンテナを設置したベッドの解説
図。
【符号の説明】
1 反射波スキャナー 4 フレキシブルアンテナ 5 LC共振タグ 6 尿吸収パッド 7 誘電体フィルム 9,10 導電体 18 バイブレータ装置 23 おむつ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体フィルムの片面または両面に導電
    体スパイラルパターンを形成してLC共振回路を構成し
    たLC共振タグと、周波数掃引送信機から掃引電波を発
    信し、受信機にて受信した波形と送信波形とを比較し、
    その比較結果により送信電界中のLC共振タグの有無並
    びにLC共振タグの共振周波数を検出する反射波スキャ
    ナーと、送信アンテナと受信アンテナを一枚のシート状
    に形成したフレキシブルアンテナとからなるセンサーシ
    ステムであって、LC共振タグを尿吸収パッド等の衛生
    用品に装着し、反射波スキャナーに振動装置を内蔵し、
    衛生用品装着者が反射波スキャナーを携帯し、自身が装
    着した尿吸収パッド等の衛生用品に近接させてフレキシ
    ブルアンテナを装着し、尿吸収パッド等が***物を吸収
    することによるLC共振タグの周波数特性の変化を検知
    したときに、振動装置を駆動して当人に報知する手段を
    備えたサニタリー用センサーシステム。
  2. 【請求項2】 誘電体フィルムの片面または両面に導電
    体スパイラルパターンを形成してLC共振回路を構成し
    たLC共振タグと、周波数掃引送信機から掃引電波を発
    信し、受信機にて受信した波形と送信波形とを比較し、
    その比較結果により送信電界中のLC共振タグの有無並
    びにLC共振タグの共振周波数を検出する反射波スキャ
    ナーと、送信アンテナと受信アンテナを一枚のシート状
    に形成したフレキシブルアンテナとからなるセンサーシ
    ステムであって、LC共振タグをおむつに装着し、人体
    に装着したおむつまたはベッドシーツの裏面等にフレキ
    シブルアンテナを配置し、おむつが***物を吸収するこ
    とによるLC共振タグの周波数特性の変化を検知したと
    きに警告灯または警音装置等の報知手段を駆動する手段
    を備えたサニタリー用センサーシステム。
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