专利名称：尿液传感器用uhf及hf频带ic标签和排尿检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尿液传感器用UHF(極超短波)频带IC标签和尿液传感器用 HF (短波)频带IC标签、以及使用它们中的一个IC标签的排尿检测系统。
背景技术：
以往，在医疗设施、看护设施、老人保健设施等中使用了利用非接触型的标签 (tag)、标记(label)等作为尿液传感器的排尿检测系统(参照专利文献1)。该排尿检测系统由以下部分组成一次性谐振标签等，其贴在尿布等的内表面作为尿液传感器；读取器，其通过配置在该标签附近的天线模块等与上述标签进行通信；以及计算机等的控制装置，其对该读取器进行控制，其中，该排尿检测系统在检测到排尿时或异常时等，通过通信线路等的联络装置，将患者、被看护者等的位置、状态从上述控制装置通知(通报)给医疗关系者、看护者等。在这种现有的排尿检测系统中，将标签作为探测器使用的尿液检测按照如下原理而进行检测。即，利用以下原理在将上述谐振标签用作尿液传感器的排尿检测系统时，尿液、电解质等进入到该谐振标签的卷绕线状天线之间，由此天线的谐振波长发生变化。从而，难以利用发出规定波长的电波进行扫描的读取器来检测(读取)标签。并且，将从能够检测出上述谐振标签的信号电平改变为不能检测出该信号电平(不到一定的阀值)的时刻捕捉为排尿的定时，根据预先决定的通知方式(发出光信号、语音信号或者向上位服务器发出通知等)发出提醒、报警等信号。专利文献1 日本特开2004-139545号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，在将如上的谐振标签等用作尿液传感器的排尿检测系统中，存在错误动作 (误报)较多的问题。该错误动作为明明没有排尿但却发出了检测到排尿的信号，其原因被认为是作为尿液传感器使用的上述谐振标签等对水分过于敏感引起的。S卩，谐振标签的谐振波长的最佳带宽(带峰)陡峭且狭窄，因此作为尿液传感器紧贴配置在人体的周围时，由于每个人体格存在差异、(尿以外的)皮肤的潮气、出汗等会轻易地引起谐振波长的改变。因此，目前这种检测从上述谐振标签返回的信号的变化的排尿检测系统有可能会误认为发生了排尿而进行错误动作，希望能够得以改善。本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够明确识别周围是否存在尿的尿液传感器用UHF频带IC标签和尿液传感器用HF频带IC标签以及一种排尿检测系统，该排尿检测系统通过将UHF频带IC标签和HF频带IC标签中的一个作为尿液传感器使用从而使错误动作变少、可靠度变高。为达成上述目的，本发明第一要旨为一种尿液传感器用UHF频带IC标签，具备 IC芯片和UHF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的环部，将该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，该尿液传感器用UHF 频带IC标签在上述环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。
并且，本发明的第二要旨为一种尿液传感器用UHF频带IC标签，具备IC芯片和 UHF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的第一环部，将该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，该尿液传感器用UHF频带IC 标签在上述天线电路的一部分上设有阻抗不匹配用的第二环部，在上述第二环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。另外，为达成上述目的，本发明的第三要旨为一种尿液传感器用HF频带IC标签， 具备IC芯片和HF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的环部，使该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，该尿液传感器用 HF频带IC标签在上述环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。并且，本发明的第四要旨为一种尿液传感器用HF频带IC标签，具备IC芯片和HF 频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的第一环部使该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，该尿液传感器用HF频带IC标签在上述天线电路的一部分上设置有阻抗不匹配用的第二环部，在上述第二环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。另一方面，为达成上述目的，本发明的第五要旨为本发明的排尿检测系统具有 尿液传感器，其由上述第一要旨所记载的UHF频带IC标签构成；读取器，其通过发送/接收与该UHF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块来与位于相离于该天线模块的位置上的上述尿液传感器进行通信；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信息发送到外部，其中，该排尿检测系统构成为 上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与尿液传感器之间的通信状态从能够通信变化为不能通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。并且，本发明的第六要旨为本发明的排尿检测系统具有尿液传感器，其由上述第二要旨所记载的UHF频带IC标签构成；读取器，其通过发送/接收与该UHF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块来与位于与该天线模块相离的位置上的上述尿液传感器进行通信；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信息发送到外部，其中，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的 计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与上述尿液传感器之间的通信状态从能够通信变化为不能通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。另外，为达到上述目的，本发明的第七要旨为一种排尿检测系统，其具有尿液传感器，其由上述第三要旨所记载的HF频带IC标签构成；读取器，其通过发送/接收与该 HF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块来与位于与该天线模块相离的位置上的上述尿液传感器进行通信；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息； 以及通知单元，其将尿液的检测信息发送到外部，其中，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与上述尿液传感器之间的通信状态从不能通信变化为能够通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。并且，本发明的第八要旨为一种排尿检测系统，其具有尿液传感器，其由上述第四要旨所记载的HF频带IC标签构成；读取器，其通过发送/接收与该HF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块来与位于与该天线模块相离的位置上的上述尿液传感器进行通信；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信号发送到外部，其中，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与尿液传感器之间的通信状态从能够通信变为不能通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。
S卩，作为排尿检测系统的尿液传感器，本发明的发明者们着眼于以下两种IC标签来取代上述对潮气等过于敏感的现有的谐振标签等，其中一种IC标签(UHF频带IC标签) 为使用具有较宽的最佳带宽(带峰)的UHF(超短波波长Im 10cm，频率300MHz 3GHz) 带宽进行通信，另外一种IC标签(HF频带IC标签)为使用HF (短波波长IOOm 10m，频率3 30MHz)带宽进行通信。然而，这些UHF频带IC标签和HF频带IC标签即使配置在人体周围也很难受到皮肤的潮气、出汗等的影响，但与此相对这些IC标签即使粘到尿液、 电解质等，谐振波长的变化也不充分，如果直接利用则对排尿的检测可能会变得不可靠。因此，本发明者们为了提高这些IC标签作为尿液传感器的检测精确度而反复专心研究，其结果为通过在UHF频带IC标签和HF频带IC标签的天线电路的阻抗匹配用部位(阻抗电路) 上设置作为尿液传感器部的缺口，从而成功制作出由于尿液、电解质等而谐振波长(带宽) 发生较大变动的标签。并且，发现通过使用该改良后的尿液传感器用UHF频带IC标签和HF 频带IC标签能够构筑一种不对尿液以外的潮气等起反应而能够可靠地只检测尿液、电解质等的排尿检测系统，从而达到本发明的目的。发明的效果这样，在本发明的第一要旨的尿液传感器用UHF频带IC标签和第三要旨的尿液传感器用HF频带IC标签中，在天线电路的阻抗匹配用的环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。因此，这些尿液传感器用IC标签在尿液、电解质等不充分存在于周围的干燥时，由于上述阻抗匹配用的电路(环部)不完整，而谐振波长不一致，因此不能与读取器进行通信。然后，因为尿液、电解质等进入到上述缺口部而短路，仅在上述环部变为导通状态的湿润时，谐振波长一致，能够与该读取器进行通信。其结果为该尿液传感器用UHF频带 IC标签和尿液传感器HF频带IC标签根据是否能够与上述读取器进行通信，能够明确识别出该标签的周围是否存在尿液、电解质等。 并且，在本发明的第二要旨的尿液传感器用UHF频带IC标签和第四要旨的尿液传感器用HF频带IC标签中，在天线电路的一部分上设置有阻抗不匹配用的第二环部，在上述第二环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。因此，与上述第一要旨和第三要旨的尿液传感器用IC标签不同，在周围不充分存在尿液、电解质等的干燥时，上述阻抗不匹配用的电路(环部)不完整，从而能够与读取器进行通信。然后，尿液、电解质等进入到上述缺口部从而短路，仅仅在上述环部变为完整(导通)状态的湿润时，谐振波长会大幅变化， 不能与该读取器进行通信。其结果为该第二要旨的尿液传感器用UHF频带IC标签和第四要旨的尿液传感器用HF频带IC标签根据是否能够与上述读取器进行通信，能够明确识别出该标签的周围是否存在尿液、电解质等。 另外，作为本发明第五要旨和第七要旨的排尿检测系统具备尿液传感器，其由上述第一要旨以及第三要旨的IC标签构成；读取器，其与该尿液传感器进行通信；记录单元，其记录上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信息发送到外部，其中，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，上述通知单元在上述读取器和尿液传感器之间的通信状态从不能通信变化到能够通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。因此，该排尿检测系统即使将尿液传感器紧贴地配置在人体上，也不会发生由于皮肤的潮气、出汗等而进行的错误动作，能够仅对排尿进行可靠地检测。据此， 能够减轻医疗关系者、看护者等的负担，并且也省去更换没有尿的尿布等造成的浪费。并且，作为本发明的第六要旨和第八要旨的排尿检测系统也具有尿液传感器，其由上述第二要旨以及第四要旨的IC标签构成；读取器，其与该尿液传感器进行通信；记录单元，其记录上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信息发送到外部，其中，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，上述通知单元在上述读取器和上述尿液传感器之间的通信状态从能够进行通信变化为不能进行通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送能够到外部，因此能够起到与作为上述第五要旨和第七要旨的排尿检测系统同样的效果。并且，构成为上述通知单元将记录在上述记录单元中的尿液传感器的信号信息附加到上述尿液的检测信号中进行发送的排尿检测系统能够尽快地对应各个患者、被看护者等。还能够掌握各个患者、被看护者等的排尿次数、模式等，并且基于信号信息能够选择检测信号的发送目的地、联络方法，其结果为能够可靠地将通过PHS(Personal Handy-phone System 个人手持式电话系统)、移动电话、移动信息终端等的可靠的信息发送到预先确定的联络目的地等。
图1的(a)、(b)是示意性地表示本发明的第一实施方式中的尿液传感器用UHF频带IC标签的天线电路的图案例的平面图。图2是表示将由第一实施方式的IC标签构成的尿液传感器安装在尿布上的状态的说明图。图3的(a)、(b)是示意性地表示第一实施方式中的尿液传感器用的UHF频带IC 标签的天线电路的图案的变形例的平面图，(c)是表示UHF频带IC标签的天线电路的图案的参考例(现有例)的平面图。图4的(a)是示意性地表示本发明的第二实施方式中的尿液传感器用HF频带IC 标签的天线电路的图案例的平面图，(b)是表示遮蔽传感器部以外部分后的状态的平面图。图5的(a)是示意性地表示本发明的第三实施方式中的尿液传感器用的HF频带 IC标签的天线电路的图案例的平面图，(b)是表示将传感器部位以外的部分遮蔽后的状态的平面图。图6是表示本发明的实施方式中的排尿检测系统的概要结构(系统图像)的说明图。图7是表示将实施方式的排尿检测系统的天线模块和读取器安装在床上的例子的说明图。图8是表示将实施方式的排尿检测系统的天线模块和读取器安装在轮椅上的例子的说明图。
图9是表示本发明的 实施例中的尿液传感器用的UHF频带IC标签的频率特性的图表。附图标记说明1 尿液传感器用UHF频带IC标签；Ib 环部；Ie 缺口部；2 尿液传感器用UHF频带IC标签；2e 第二环部；2f 缺口部；4 =IC芯片。
具体实施例方式接下来，基于附图对本发明的实施方式进行详细的说明。假定本发明的实施方式中的排尿检测系统在医疗设施、看护设施等中利用，将尿液传感器用UHF频带IC标签1 (图1的(a))或尿液传感器用UHF频带IC标签2 (图1的 (b))、或者尿液传感器用HF频带IC标签7、8 (参照图4、5)等作为如图2所示的尿液传感器10贴在尿布5的规定位置上，设施内的患者、被看护者等穿着该尿布5。并且，在设施内， 如图6所示那样在病房、居室等的必要位置上配设多组由用于与尿液传感器10进行通信的天线模块11和读取器12组成的组合，并且在管理侧的护士中心等处配置由对这些多个读取器12进行统一控制的计算机等组成的控制装置13 (包含记录单元以及通知单元)。首先对患者、被看护者等穿着的尿液传感器进行说明。在本发明的第一实施方式中，作为贴在上述尿布5上的尿液传感器用UHF频带IC 标签使用具有如图1的(a)所示的天线电路(图案(Pattern)A)的UHF频带IC标签1或者具有如图1的(b)所示的天线电路(图案B)的UHF频带IC标签2。如果对具有上述天线电路(图案A)的UHF频带IC标签1进行详细说明，则该UHF 频带IC标签1的天线电路(图1的(a))通过在膜状或者片状的基材3的表面上例如使用柔性印刷、丝网印刷等印刷方法将导电性糊剂(导电性墨)涂布成规定图案、或者使用脱模了的金属箔的贴附、蒸镀、蚀刻等方法形成。该天线电路(图案A)由以下部分构成两个天线部la、la，该两个天线部la、Ia发送/接收规定波长的电波；天线的阻抗匹配用的环部 Ib ；以及桥部lc，其将天线部和环部连接，在上述环部Ib上形成有IC芯片连接部ld，其用于安装IC芯片4 (双点划线)；以及缺口部le，其将该环部Ib的阻抗匹配结构电断开。上述缺口部Ie形成为相互平行的直线状，平行(相对)的部位的图案宽度(线宽)通常为0. Imm以上，该相对部位的长度方向的延长通常在0. Imm以上。然后，在这之间形成有宽度在0. Imm以上的沟(没有天线图案的部分)。然后，上述图案A的天线电路在其IC芯片连接部Id上安装IC芯片4，在该IC芯片4、上述天线部la、桥部Ic以及上述环部Ib中的除了缺口部Ie和缺口部Ie附近的区域其它部分被树脂片、防水纸等密封，被制作成尿液传感器用的UHF频带IC标签1 (尿液传感器 10)。此外，上述尿液传感器用的UHF频带IC标签1紧贴在患者、被看护者等的皮肤上， 因此作为尿液传感器10使用时，在UHF频带IC标签1上覆有具有吸湿性的无纺布、纸等的原料组成的袋子(包装)或者包装纸(参照图2)。由具有吸湿性的该原料构成的袋子或者包装纸也起到将尿液、电解质等的水分引导到上述没有被密封的缺口部Ie的作用。另外， 由上述具有吸湿性的原料构成的袋子的背面侧(基材3中没有形成UHF频带IC标签1的一面)配置有用于固定该尿液传感器10的位置的粘合剂、双面胶等。
将这种UHF频带IC标签1作为尿液传感器10使用时，如先前所述，在天线电路的阻抗匹配用的环部Ib的一部分上形成有将该环部Ib电断开的缺口部le，因此在周围不存在尿液、电解质等的干燥时，上述阻抗匹配用的电路(环)不完整，天线的谐振波长(保持某种程度宽度的带宽)从上述读取器12等发出的电波的波长(预先被决定)大幅偏移脱离。因此，在该状态下，尿液传感器用的UHF频带IC标签1与读取器12等不能进行通信。并且，由于尿液、电解质等进入到在上述缺口部Ie上形成的沟内而该部位短路， 仅在上述阻抗匹配用的电路(环)完整的湿润时，该天线的谐振波长(带宽)大幅偏移为与上述读取器12等发出的特定波长的电波能够进行通信的范围，能够与读取器12等进行通信。此外，确认在皮肤的潮气、出汗等引起的天线周边的介电常数的变化时这种天线的谐振波长(带宽)不发生大幅偏移。根据这些，将上述UHF频带IC标签1作为尿液传感器10使用时，不被皮肤的潮气、 出汗等影响，根据从不能与读取器12等进行通信的状态变化为能够进行通信的状态，能够明确地识别该标签1的周围是否存在尿液、电解质等、即是否发生排尿。这样，根据具有图案A的天线电路的尿液传感器用UHF频带IC标签1与读取器12 等从不能通信变化为能够通信，检测出排尿，与此相对，具有如图1的(b)所示的天线电路 (图案B)的尿液传感器用UHF频带IC标签2与读取器12等从能够进行通信变化为不能通信，由此检测到排尿。以下对具有天线电路(图案B)的UHF频带IC标签2进行说明。该UHF频带IC标签2的天线电路(图1的(b))与上述UHF频带IC标签1的天线电路(图案A)的不同点在于除了与图案A的天线电路相同的阻抗匹配用的第一环部 2b，还形成有用于扰乱该天线的阻抗(变为不匹配)的第二环部2e，在上述第二环部2e的一部分上设置有将该第二环部2e电断开的缺口部2f。此外，图1的(b)的符号2a是天线部，2c是桥部，2d是IC芯片连接部。另外，缺口部2f与上述图案A的缺口部Ie同样形成为相互平行的直线状，平行(相对)的部位的图案宽度(线宽)通常在0.1mm以上，该相对部位的长度方向的延长通常为0.1mm以上。然后，在这之间形成有宽度在0. Imm以上的沟(没有天线图案的部分)。然后，与上述UHF频带IC标签1 一样，除了缺口部2f和缺口部2f附近的区域其它部分被树脂片、防水纸等密封，被制作成尿液传感器用UHF频带IC标签2 (尿液传感器10)。 并且，该UHF频带IC标签2的上面覆有具有吸湿性的袋子(包装)或者包装纸，在该袋子的背面侧配置有用于固定尿液传感器10的位置的双面胶等，这点与上述UHF频带IC标签 1也是一样的。将这种具有天线电路(图案B)的UHF频带IC标签2作为尿液传感器10使用时， 在天线电路的一部分上设置有阻抗不匹配用的第二环部2e，在上述第二环部2e的一部分上形成有将该环部2e电断开的缺口部2f，因此在周围不存在尿液、电解质等这样的干燥时，上述 阻抗不匹配用的电路(第二环部)不完整，天线的谐振波长(带宽)位于与从上述读取器12等发出的特定波长的电波能够通信的范围内。为此，在该状态中，尿液传感器UHF 频带IC标签2与读取器12等能够通信。然后，由于尿液、电解质等流入到在上述缺口部2f上形成的沟所以该部位短路， 仅仅在上述阻抗不匹配用的电路(第二环部)完整的湿润时，该天线的谐振波长(带宽) 从与上述读取器等发出的特定波长的电波能够通信的范围大幅偏移脱离，从而不能与读取器12等进行通信。此外，在UHF频带IC标签2中也与上述UHF频带IC标签1 一样，可知在皮肤的潮气、出汗等引起的天线周围的介电常数的变化时这种天线的谐振波长(带宽) 不发生大幅偏移。其结果为在利用上述UHF频带IC标签2作为尿液传感器10时，也不被皮肤、出汗等影响，根据从能够与读取器12等进行通信的状态变化为不能通信的状态，能够明确地识别是否发生了排尿。此外，在上述实施方式中，作为UHF频带IC标签用的天线电路图案，为了容易理解其特征，例示了如图1的(a)、(b)的左右两个天线部la、la之间通过桥部Ic连接的、简化了的天线电路图案A、B，但是作为UHF频带用的天线电路图案除了存在上述方形(满)状之外还存在漩涡线圈状、其它的特殊的波形形状等与采用的谐振理论相对应的各种变化形式。另外，实际制作的天线电路图案考虑到人体附近的潮气、汗等的影响以及人体自身的介电常数、遮蔽效果、读取器侧的最佳波长、输出等种种环境因素，事先进行调整(谐振波长的调谐等)以使配置在尿布中时得到最适合的通信条件。为此，作为天线电路图案，存在认为初次的印象与本发明的UHF频带IC标签用的电线电路图案不同的情况(作为参考例参照图 3的(c)的现有的IC标签6)。然而，本发明的尿液传感器用UHF频带IC标签不被该天线电路图案的整体形状所影响，在天线电路的阻抗匹配用的环状部位(阻抗部)上包含全部的UHF频带IC标签一种UHF频带IC标签为在天线电路的阻抗匹配用的环状部位(阻抗部)上具有将该天线电路的阻抗匹配用的环状部位电断开的结构(形状)；另外一种UHF频带IC是在天线电路的一部分上具备阻抗匹配用的环状部位(阻抗部)并且在该天线电路的其它部分上设有用于扰乱阻抗的其它的环状部位，在该其它的环状部位上形成有将该环状部位电断开的结构(形状)。例如，在成为基本的天线图案是图3的(c)的情况下，能够例举出图3的(a)这种天线电路图案A’作为在天线电路的阻抗匹配用的环部Ib的一部分上形成将该环部Ib电断开的缺口部Ie的天线电路图案A(图1的(a))的变形例。将这种天线图案使用到上述尿液传感器用UHF频带IC标签1上，尿液传感器10也能起到同样的效果。另外，例如在天线电路的一部分上设有阻抗不匹配用的第二环部2e，即使将图3 的(b)这种天线电路图案B’作为在上述第二环部2e的一部分上形成将该环部2e电断开的缺口部2f的天线电路图案B(图1的(b))的变形例而使用到上述尿液传感器用UHF频带IC标签2时，尿液传感器10也能够起到同样的效果。在任何一种情况下，为了使将环状部位电断开的结构(缺口形状)的上部作为尿液传感器而发挥功能，而没有被树脂等密封、层压等，保持在露出来的状态或由尿液等水分能够透过的外包装所保护的状态。接着，对在穿在患者、被看护者等身上的尿液传感器上使用HF频带IC标签7的第二实施方式进行说明。图4的(a)是表示本发明的第二实施方式中的尿液传感器用HF频带IC标签的天线电路的图案的平面图，图4的(b)是由树脂片将该传感器部以外的部分遮蔽后的使用前的状态的平面图。如图4的(a)所示，该实施方式中的尿液传感器用HF频带IC标签7的天线电路 (图案C)也是通过印刷方法、脱模了的金属箔的贴附、蒸镀、蚀刻等方法层叠在膜状或片状的基材3的表面上而形成。然后，在该天线电路(图案C)中，与第一实施方式中的UHF频带IC标签1的天线电路(图案A) —样，在线圈状的天线部7a的一部分上形成有将该天线部7a的阻抗匹配结构电断开的缺口部7b和用于安装IC芯片4的IC芯片连接部7c。 上述缺口部7b形成为将线圈的一部分断开的沟状，其中的没有天线图案的部分的宽度(沟宽)形成为0. 05mm以上。此外，作为尿液传感器10使用前，如图4的(b)所示， 除了成为传感器部的缺口部7b及其附近的领域，其它部分被树脂片9、防水纸等密封。另夕卜，作为尿液传感器10使用时，其上面还被无纺布、纸等具有吸湿性的原料组成的袋子(包装)或包装纸覆盖(参照图2)。将上述HF频带IC标签7作为尿液传感器10使用时，也与第一实施方式的UHF频带IC标签1 一样，在周围不存在尿液、电解质等的干燥情况下，阻抗匹配用的电路(环)不完整，在该种状态中，无法与读取器等进行通信。然后，由于尿液、电解质等流入到上述缺口部7b上形成的沟内所以该部位短路，仅仅在上述阻抗匹配用的电路(环)完整的湿润时， 该天线的谐振波长(带宽)大幅偏移为与上述读取器等发出的特定波长的电波能够通信的范围并能够通信。顺便在该实施方式的结构时，观测到干燥时的谐振频率44MHz在湿润时偏移为13. 8MHz。因此，该实施方式中的HF频带IC标签7不被皮肤的潮气、出汗等影响，根据从与读取器等不能通信的状态变为能够通信的状态，能够明确地识别在该标签的周围是否存在尿液、电解质等、即是否发生排尿。接着，对在患者、被看护者等穿着的尿液传感器上使用了 HF频带IC标签8的第三实施方式进行说明。图5的(a)是表示本发明的第三实施方式中的尿液传感器用HF频带 IC标签的天线电路的图案的平面图，图5的(b)是表示用树脂片遮蔽了该传感器部以外的部分的使用前的状态的平面图。如图5的(a)所示，该实施方式中的尿液传感器用的HF频带IC标签8的天线电路(图案D)也通过印刷方法、脱模了的金属箔的贴附、蒸镀、蚀刻等方法层叠在膜状或片状的基材3的表面上。然后，在该天线电路(图案D)中与第一实施方式中的UHF频带IC标签2的天线电路(图案B) —样，形成有用于扰乱(变为不匹配)该天线部8b的阻抗的第二环部8b，在上述第二环部8b的一部分上设有将该第二环部8b电断开的缺口部8d。上述缺口部8d与上述图案B的缺口部一样形成为相互平行的直线状，通常平行 (相对)的部位的图案宽度(线宽)在0. Imm以上，该相对部位的长度方向的延长通常在 0.1mm以上。然后，在这之间形成有宽度为0.05mm以上的沟(没有天线图案的部分)。并且，如图5的(b)所示，与上述HF频带IC标签7 —样，除了缺口部8d及其附近的领域其它部分被树脂片9、防止纸等密封，被制作成尿液传感器HF频带IC标签8 (尿液传感器10)。此外，在尿液传感器HF频带IC标签8上还被具有吸湿性的袋子(包装)或者包装纸覆盖，在该袋子的背面侧配置有用于固定尿液传感器10的双面胶等，这点与上述HF频带IC标签7是相同的(参照图2)。在将上述HF频带IC标签8作为尿液传感器10使用时，与第一实施方式的UHF频带IC标签2—样，在周围不存在尿液、电解质等的干燥情况下，上述阻抗不匹配用的电路 (第二环部)不完整，天线的谐振波长(带宽)位于与从读取器等发出的特定波长的电波能够通信的范围内。为此，在该状态中，尿液传感器用HF频带IC标签8能够与读取器等进行fflfn。然后，由于尿液、电解质等流入到上述缺口部8d上形成的沟所以该部位短路，仅仅在上述阻抗不匹配用的电路(第二环部)完整的湿润情况下，该天线的谐振波长(带宽) 大幅偏移从能够与上述读取器等发出的特定波长的电波能够通信的范围内脱离，因此不能与读取器等进行通信。在该实施方式的结构时，观测到干燥时的谐振频率(通常13. 2 20MHz左右)在湿润时偏移为IOOMHz以上，不能进行通信。因此，将上述HF频带IC标签8作为尿液传感器10使用时，也不被皮肤的潮气、出汗等原因影响，根据从能够与读取器等进行通信的状态变为不能通信的状态，能够明确地识别是否发生了排尿。 接着，对使用了由这些UHF频带IC标签或HF频带IC标签组成的尿液传感器的排尿检测系统的整体结构进行说明。如先前所述，如图6所示，本发明的实施方式的排尿检测系统将配置在设施内的多个位置的天线模块11和读取器12以及由配置在护士中心等的计算机等组成的控制装置 13作为主体而构成。这些各个机器之间通过有线LAN(实线)或者无线LAN(—点划线)等连接，形成相互能够交换信号(信息)的网络。此外，上述控制装置13兼具记录上述尿液传感器10的信号信息的功能(记录单元)和将尿液的检测信息发送到外部的功能(通知单元)。另外，图中的符号R是路由器 (无线LAN路由器)，符号C是协调者(边缘路由器)，符号S表示具有根据上述向外部发送的尿检测信号的内容(信息)适当地选择尿液检测信号的发送目的地和发送内容(语音信息、文字信息等)的功能的服务器(SIP服务器等)，符号M表示PHS、移动电话等的移动信息终端。在这种排尿检测系统中，各个读取器12为捕捉到上述尿液传感器10的通信状态的变化(从不能通信变为能够通信，或者从能够通信变为不能通信)，将与尿液传感器10的谐振波长(带宽)对应的规定波长的电波以预先决定的规定的时间间隔发送，具有用于以上用途的计时器电路。然后，上述控制装置13在上述读取器12与尿液传感器10之间的通信状态发生变化时，以将预先决定的尿液的检测信号发送到外部的方式构成，在该检测信号上附加记录在上述控制装置13的计算机等中的尿液传感器10的信号信息(该位置、次数、用于特定穿着的人的ID信息等)从而发送。对上述天线模块11以及读取器12进行更加具体的说明时，如图7所示，例如想要在床上对不能移动的患者、被看护者等的排尿进行检测时，将比较宽的垫状或者片状等的薄片形天线模块11装载在被子或床垫等上。然后，将读取器12设置在天线模块11附近通过布线等将它们连接，由此能够对在穿在横躺在该床上的患者、被看护者等上的尿布5上安装的尿液传感器10 (参照图2)的信号进行检测。此外，如上述想要在床等的固定物上接收尿液传感器10的信号时，没有必要排尿前经常特定该尿液传感器10的位置，因此尿液传感器10优选使用仅仅在检测尿液时返回信号的具有如图1的(a)所示的天线电路(图案A)的UHF频带IC标签1或者具有如图 4的(a)所示的天线电路(图案C)的HF频带IC标签7。在能够与读取器12进行通信时 (检测到尿液时)，预先写入该IC芯片中的ID信息(RFHHH)从上述IC标签1、7发送到读取器12，因此只要特定连接在接受了信号的读取器12的路由器R的设置场所，就能够特定使用该尿液传感器10的房屋号码、床(患者)号码等。当然，这时也可使用在没有检测到尿液时返回信号的UHF频带IC标签2或者HF频带IC标签8。另外，例如想要对通过使用轮椅移动的患者、被看护者等的排尿进行检测时，如图 8所示，在轮椅的座位上载置有垫状或片状等的天线模块11，在天线模块附近设置读取器 12并通过布线等将它们连接。如果有必要天线模块11也可以设置或者内置在轮椅的座位的下面(背面侧)或靠背部。此外，如上所述，想要接收安装在能够自行移动的患者、被看护者等穿着的尿布5 上的尿液传感器10的信号时，优选排尿前也能够经常特定该尿液传感器10的位置。为此， 尿液传感器10优选使用在没有检测到尿液时返回信号的UHF频带IC标签2或者HF频带 IC标签8，上述UHF频带IC标签2具有如图1的(b)所示的天线电路(图案B)；上述HF频带IC标签8具有如图的(b)所示的天线电路(图案D)。并且，预先写入到IC标签2、8的 IC芯片中的ID信息以规定的时间间隔发送到读取器12，因此只要确定连接到接收了该信号的读取器12的路由器R的设置场所，就能够特定该尿液检测器10所在的区域。当然，也能够使用仅仅在检测到尿液时返回信号的UHF频带IC标签1或HF频带IC标签7。在这种情况下，能够把握发生排尿的区域 及排尿后的行动。这样本实施方式的排尿检测系统将上述UHF频带IC标签1、2或HF频带IC标签 7、8使用为尿液传感器10，因此将该尿液传感器10紧贴配置在人体上，也不会因为皮肤的潮气、出汗等进行错误动作，从而能够只对排尿进行可靠地检测。然后，根据该可靠的排尿信息能够减轻管理设施等的医疗关系者或看护者等的负担，并且也能够省去更换没有排尿的尿布等所造成的浪费。另外，该排尿检测系统能够实时地获取排尿信息，因此能够根据各个患者、被看护者等的状态尽快地对应。还能够容易地把握每个患者、被看护者等的排尿次数、模式等，并且根据该信息将通过PHS、移动电话、移动信息终端等的约定的详细信息发送到预先决定的联络目的地等。接着，与比较例一并对实施例进行说明。但是本发明并没有被以下的实施例所限定。在该实施例中，如先前所述，作为为了在配置在尿布中时得到最适合的通信条件进行了波长的调谐的尿液传感器用UHF频带IC标签，制作采用了图3的(b)所记载的天线电路(图案B)的“实施例1”的UHF频带IC标签，将在天线电路内没有设置阻抗不匹配用的第二环部2e (以及缺口部2f)的UHF频带IC标签(参照图3的(c))作为“比较例1 ”， 比较干燥时和被水淋湿后的湿润时的波长特性(频率特性，由于水分引起的谐振波长的改变程度)和能够通信的距离(cm)。首先，实施例1、比较例1都通过柔性印刷法在基材上制作天线电路。此外，如上述除了与该电路图案不同以外，在相同条件下制作UHF频带IC标签用的天线。(基材)PET膜东丽公司制造Iumirror (注册商标)U34厚度-75 μ m在两面上进行电晕处理(导电性墨)
InkTec Co.，Ltd.公司(韩国)制造 TEC-PR-030成分银颗粒-平均粒径20 50nm含有率40wt%以下粘合剂(有机络合物化合物)含有率_35wt%以下2-异丙醇粘度-500mPa · s(柔性印刷机)MT-TECH 公司制造 FC-33S(柔性印刷版)K0MURA-TECH 公司制造版厚度-2. 25mm天线部印刷用墨保持部的墨保持量0. 1 1. 5ml/m2IC芯片连接部印刷用墨保持部的墨保持量2 3ml/m2〈天线电路图案的制作〉[实施例1的天线电路]由上述柔性印刷机在PET基材上印刷转印导电性墨，并干燥120°C X 2分钟后，得到实施例1用的天线电路。此外，天线电路图案与上述图3的(b) —样，在该图案的一部分上设置有阻抗不匹配用的第二环部，在上述第二环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。上述缺口部中的平行(相对)的部位的线宽1mm，其间的沟(没有天线图案的部分)的宽度1mm，该相对部位的长度方向的延长是6mm。[比较例1的天线电路]除天线电路图案不同以外，与上述实施例一样，得到比较例1用的天线电路。接着，使用所得到的IC标签用的天线电路制作UHF频带IC标签。<UHF频带IC标签的制作>将AlienTechnology公司制造的IC连接带(EPC GenII Higgs3)安装在上述实施例1、比较例1的IC标签用天线电路的IC芯片连接部上，在其上层压(插入inlet)保护该IC连接带和该IC连接带附近的防水纸(保护纸)，从而制作出实施例1、比较例1的UHF 频带IC标签。此外，天线电路图案的大部分(包含上述第二环部的缺口部)没有被该防水纸覆盖而露出。另外，各个UHF频带IC标签考虑到贴在人体上，将干燥时的谐振波长(带宽)调整为大约0. 33 0. 3m(频率900MHz IGHz)。首先，使用得到的尿液传感器用UHF频带IC标签“实施例1 ”、“比较例1 ”，对干燥时和被水淋湿后的湿润时的波长特性(频率特性)进行测定。<波长特性(频率特性)的测定>将供试用的UHF频带IC标签贴在人体(腕的皮肤)的状态下，使用Voyantec公司制造的标签测试仪(Field EngineerAcces sory Kit以及Reference Tag)测定频率特性。 此外，所谓“湿润时”是在被水淋湿的状态下粘贴在腕上进行测定。另外，所谓“干燥时”是在没有被水淋湿的状态下贴在腕上进行测定，在该干燥时实施例1、比较例1不存在差别， 得到相同的结果，因此作为实验的空白(干燥时)表示。其结果表示在“图9”的图表中。根据该图表可知在空白(干燥)时，对于安装在人体上最适合的尿液传感器用 UHF频带IC标签具有4 6m左右的能够通信的距离。然后，可知没有阻抗不匹配用的第二环部的“比较例1”在湿润时具有上述空白(干燥时)的一半左右的能够通信的距离。但是，看不到谐振波长的偏移。对于此可知具有阻抗不匹配用的第二环部的“实施例1”在该湿润时变为上述空白(干燥时)的1/4左右的能够通信的距离，谐振波长也发生偏移。<能够通信的距离的测定>接着，作为更加实用的试验，将“实施例1”、“比较例1”的供试用UHF频带IC 标签贴在人体(腕)上，在UHF频带IC标签上覆有吸水型的衬垫的状态下，使用Alien Technology公司制造的被动开发成套零件(passive development kit)，测定波长 0. 315m(频率953MHz，输出200mW)的能够通信的距离。实验1 在腕上粘贴干燥状态的尿液传感器用UHF频带IC标签，在标签上覆上干燥状态的吸水性衬垫(相当于干燥时)。实验2 在腕上粘贴淋湿状态的尿液传感器用UHF频带IC标签，在标签上覆上干燥状态的吸水性衬垫(相当于出汗时)。实验3 在腕上粘贴淋湿状态的尿液传感器用UHF频带IC标签，在标签上覆上吸水状态的吸水性衬垫(相当于排尿时)。这些结果如以下的“表1 ”所示。[表1]
权利要求
1.一种尿液传感器用的UHF频带IC标签，其特征在于，具备IC芯片和UHF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的环部使该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，在上述环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。
2.一种尿液传感器用的UHF频带IC标签，其特征在于，具备IC芯片和UHF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的第一环部使该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，在上述天线电路的一部分上设置有阻抗不匹配用的第二环部，在上述第二环部的一部分上形成有将该第二环部电断开的缺口部。
3.一种尿液传感器用的HF频带IC标签，其特征在于，具备IC芯片和HF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的环部使该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，在上述环部的一部分上形成有将该环部电断开的缺口部。
4.一种尿液传感器用的HF频带IC标签，其特征在于，具备IC芯片和HF频带用的天线电路，通过在上述天线电路的一部分上形成的阻抗匹配用的第一环部使该天线电路的谐振波长调谐到规定波长来与读取器进行通信，在上述天线电路的一部分上设置有阻抗不匹配用的第二环部，在上述第二环部的一部分上形成有将该第二环部电断开的缺口部。
5.一种排尿检测系统，其特征在于，具备尿液传感器，其具有上述权利要求1所述的UHF频带IC标签；读取器，其通过发送及接收与该UHF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块，与上述尿液传感器进行通信，该尿液传感器位于与该天线模块分开的位置处；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信号发送到外部；上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与上述尿液传感器之间的通信状态从不能通信变化为能够通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。
6.一种排尿检测系统，其特征在于，具备尿液传感器，其具有上述权利要求2所述的UHF频带IC标签；读取器，其通过发送及接收与该UHF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块，与上述尿液传感器进行通信，该尿液传感器位于与该天线模块分开的位置处；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信号发送到外部，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与上述尿液传感器之间的通信状态从能够通信变化为不能通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。
7.一种排尿检测系统，其特征在于，具备尿液传感器，其具有上述权利要求3所述的HF频带IC标签；读取器，其通过发送及接收与该HF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块，与上述尿液传感器进行通信，该尿液传感器位于与该天线模块分开的位置处；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信号发送到外部，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与上述尿液传感器之间的通信状态从不能通信变化为能够通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。
8.一种排尿检测系统，其特征在于，具备尿液传感器，其具有上述权利要求4所述的HF频带IC标签；读取器，其通过发送及接收与该HF频带IC标签对应的规定波长的电波的天线模块，与上述尿液传感器进行通信，该尿液传感器位于与该天线模块分开的位置处；记录单元，其记录该读取器读出的上述尿液传感器的信号信息；以及通知单元，其将尿液的检测信号发送到外部，上述读取器具有以规定的时间间隔发送上述电波的计时器电路，并且上述通知单元在上述读取器与上述尿液传感器之间的通信状态从能够通信变化为不能通信时，将预先决定的尿液的检测信号发送到外部。
9.根据权利要求5 8中的任一项所述的排尿检测系统，其特征在于，上述通知单元将记录在上述记录单元中的尿液传感器的信号信息附加到上述尿液的检测信号中进行发送。
全文摘要
提供一种尿液传感器用UHF及HF频带IC标签和排尿检测系统，能够明确地识别周围是否存在尿液，从而错误动作减少可靠度提高。一种UHF频带或者HF频带IC标签，其具备IC芯片(4)和天线电路，将天线电路的谐振波长调谐到规定波长而与读取器进行通信，在该天线电路上形成的阻抗匹配用的环部(1b)或者不匹配用的环部(2e)的一部分上设有作为尿液传感器部的缺口部(1e、2f)，形成尿液传感器。据此根据与读取器之间能否进行通信明确地识别该标签的周围是否存在尿液、电解质等。另外，通过将这些IC标签作为尿液传感器使用，提高了排尿检测系统的检测精确度。
文档编号G06K7/00GK102222257SQ20111009458
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月14日 优先权日2010年4月16日
发明者永井定夫, 福岛幸裕, 西田秀行 申请人:株式会社小村技术, 株式会社普罗威顿