CN108066975B

CN108066975B - 识别装置

Info

Publication number: CN108066975B
Application number: CN201710622606.2A
Authority: CN
Inventors: 平井秀邦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP2018077746A; US20180133591A1; JP6126293B1; CN108066975A; US10112107B2

Abstract

提供一种不使用RFID等昂贵的装置而能够廉价地制作并提高了设计自由度的识别装置。具备在同一个平面上设置有多个传感器电极(23)以及接地部(24)的传感器面(22)，构成为在将识别体(10)载置于传感器面(22)时，形成于识别体(10)的导电部(12)将传感器电极(23)与接地部(24)电连接，通过检测传感器电极(23)与接地部(24)电连接时的静电电容的变化，来识别识别体(10)的ID。

Description

识别装置

技术领域

本发明涉及一种能够识别棋子、卡片等识别体的ID(identifier，标识符)的识别装置。

背景技术

以往，已知一种对棋子、卡片等识别体赋予ID并通过识别装置识别该ID来执行规定的动作的玩具。

例如在专利文献1中记载了以下结构：对集换式卡牌(trading card)、人偶、塑料模型玩具等玩具体分别赋予类型信息，通过游戏装置读入该类型信息，由此输出规定的声音、显示。此外，记载了在识别信息的读入中使用条形码(bar code)、RFID。

然而，条形码存在不耐浸水、不耐磨这样的缺点，而且存在必须确保用于印刷条形码的区域而对外观产生影响这样的问题。

关于这一点，如果使用RFID则不产生如条形码那样的问题，但是装置昂贵，因此在制造成本方面受诸多制约的玩具等领域中，寻求更廉价的识别装置。

鉴于如上所述的状况，本发明人发明了专利文献2所记载的识别装置。该识别装置在识别体处设置将多个导电点通过导电线连接而形成的辨别图案，通过使识别体的辨别图案面对装置主体的传感器面，利用辨别图案将多个传感器电极相互电连接来使静电电容变化，从而能够基于该静电电容的变化来识别辨别图案。

专利文献1：日本特开2013-000581号公报

专利文献2：日本专利第五633858号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题在于通过对上述的专利文献2所记载的发明进一步进行改良来不损害能够廉价制作的优点地提供一种提高了设计自由度的识别装置。

用于解决问题的方案

本发明是为了解决上述的课题而完成的，其特征如下。

第一发明所记载的识别装置用于读取识别体的ID，该识别装置的特征在于，具备传感器面，在该传感器面的同一个平面上设置有用于检测静电电容的变化的多个传感器电极以及与所述多个传感器电极分离地设置的接地部，该识别装置构成为在将所述识别体载置于所述传感器面时，形成于所述识别体的导电部将所述传感器电极与所述接地部电连接，通过检测所述传感器电极与所述接地部电连接时的静电电容的变化，来识别所述识别体的ID。

第二发明所记载的发明除了上述的第一发明所记载的发明的特征点以外，其特征还在于，能够检测所述接地部的静电电容的变化。

第三发明所记载的发明除了上述的第一发明或第二发明所记载的发明的特征点以外，其特征还在于，在使识别体转动后载置于所述传感器面时，识别出不同的ID。

第四发明所记载的发明除了上述的第一发明至第三发明中的任一个所记载的发明的特征点以外，其特征还在于，在使识别体翻转后载置于所述传感器面时，识别出不同的ID。

发明的效果

第一发明所记载的发明如上述那样，具备在同一个平面上设置有多个传感器电极以及接地部的传感器面，构成为在将识别体载置于传感器面时，形成于识别体的导电部将传感器电极与接地部电连接，通过检测传感器电极与接地部电连接时的静电电容的变化，来识别识别体的ID。

根据这样的结构，能够根据检测出静电电容的变化的传感器电极的组合来识别辨别图案，因此能够使用静电电容传感器来廉价地制作识别装置。另外，由于使用了静电电容式的传感器，因此能够利用绝缘体(纸、合成树脂等)来覆盖识别体的辨别图案的表面，从而能够不对识别体的外观产生影响地赋予ID。

并且，与专利文献2所记载的发明不同，无需将多个传感器电极电连接，因此例如仅通过一个传感器电极也能够检测静电电容的变化，从而能够提高设计自由度。

另外，还能够使设置于识别体的辨别图案简单化(无需如专利文献2所记载的发明那样将导电部用导电线连接)，因此能够廉价地制作识别体，并且能够提高识别体的辨别图案的自由度。

另外，第二发明所记载的发明如上述那样，设为能够检测接地部的静电电容的变化，则即使在传感器电极被错误地检测出静电电容的变化的情况下，也能够通过观察接地部的静电电容的变化来防止误动作。

另外，第三发明所记载的发明如上述那样，设为在使识别体转动后载置于传感器面时识别出不同的ID，则还能够使用同一个识别体来进行不同的动作，从而能够使玩具等的变化丰富。

另外，第四发明所记载的发明如上述那样，设为在使识别体翻转后载置于传感器面时识别出不同的ID，则还能够使用同一个识别体来进行不同的动作，从而能够使玩具等的变化丰富。

附图说明

图1是识别装置的外观图。

图2中(a)是传感器面和识别体的说明图，(b)是将识别体载置于传感器面的状态的说明图。

图3是表示识别装置的内部结构的框图。

图4是表示识别体的例子的图，(a)是第一识别体的表面图，(b)是表示第一识别体的辨别图案的图，(c)是第二识别体的表面图，(d)是表示第二识别体的辨别图案的图，(e)是第三识别体的表面图，(f)是表示第三识别体的辨别图案的图，(g)是第四识别体的表面图，(h)是表示第四识别体的辨别图案的图。

图5是表示第一变形例的图，(a)是识别体的表面图，(b)是表示识别体的辨别图案的图。

图6是表示第二变形例的图，(a)是识别体的表面图，(b)是表示使表面朝上的情况下的识别体的辨别图案的图，(c)是识别体的背面图，(d)是使背面朝上的情况下的识别体的辨别图案的图。

图7中(a)是表示第三变形例所涉及的传感器面22的图，(b)是表示第四变形例所涉及的传感器面22的图，(c)是表示第五变形例所涉及的传感器面22的图。

附图标记说明

10：识别体；12：导电部；20：识别装置；21：控制单元；22：传感器面；23：传感器电极；24：接地部；25：输出部；26：非导电部。

具体实施方式

参照附图来说明本发明的实施方式。

本实施方式所涉及的识别系统如图1所示那样具备棋子、卡片等识别体10以及用于识别识别体10的ID的识别装置20。

在识别体10处形成有一个以上的导电部12。导电部12是彼此设置有间隔地配置的一个以上的平坦的导电性的部位。这些导电部12形成为在将识别体10载置于后述的传感器面22时与后述的传感器电极23中的任一个相向。该导电部12的配置(位置和数量)与识别体10的ID相对应地成为不同。像这样通过导电部12的配置来形成辨别图案，由此能够将该辨别图案作为识别体10的ID来使用。导电部12由导电性的材料形成，能够将后述的传感器电极23与接地部24电连接。

此外，识别体10例如能够形成为卡片状。为了制作卡片状的识别体10，例如可以用两张表面材料夹入形成有导电部12的薄片，也可以在一个表面材料的背面侧形成导电部12并与另一个表面材料粘合在一起。

另外，也可以在由塑料等形成的薄的棋子(硬币、徽章那样的棋子)上粘贴形成有导电部12的薄片来形成识别体10。此时，也可以用表面材料覆盖形成有导电部12的薄片的表面、背面。

另外，也可以用导电墨等进行印刷来形成导电部12，还可以粘贴通过模切(日语：型抜き)所形成的导电性的薄片(铝箔等金属片)来形成导电部12。

另外，表面材料只要用纸、合成树脂等绝缘体形成即可，能够在表面配置任意的图案等。通过使用这样的表面材料，使用者能够通过观察图案来区分识别体10，并且由于用表面材料覆盖导电部12从而从外部看不到导电部12。

识别装置20如图1所示那样具备用于载置识别体10的传感器面22。如图2的(a)所示，在该传感器面22的背面侧配设有用于检测静电电容的变化的多个传感器电极23。传感器面22的表面由纸、合成树脂、玻璃等板状的绝缘体构成，覆盖传感器电极23使得不能直接接触传感器电极23。

另外，该识别装置20如图3所示那样内置有控制识别装置20的动作的控制单元21以及根据来自该控制单元21的信号进行规定的动作的输出部25。

控制单元21具有CPU功能、ROM功能，例如是单片机(one chip microcomputer)型的装置。该控制单元21通过读入ROM中存储的程序来执行各种控制。具体地说，本实施方式所涉及的控制单元21监视前述的多个传感器电极23的静电电容的变化，监视是否在多个传感器电极23的任一个中发生超过预先决定的规定的阈值的静电电容的变化。如果检测出超过预先决定的规定的阈值的静电电容的变化，则确定出成为其原因的一个或多个传感器电极23。然后，根据确定出的一个或多个传感器电极23的组合，来识别识别体10的辨别图案(即ID)。

输出部25例如是扬声器等声音输出装置。此外，作为输出部25，不限于声音输出装置，也可以是LED、液晶显示器等视觉显示装置等。该输出部25按照来自控制单元21的信号执行规定的输出动作。例如在控制单元21辨别出识别体10时，输出部25输出与该识别体10相应的声音。

本实施方式所涉及的识别装置20如图2的(a)所示那样具备9个传感器电极23。该9个传感器电极23相互独立地设置，例如通过人触摸传感器电极23从而变成被接地的状态，由此检测出静电电容的变化。但是，在本实施方式中，不是通过人触摸传感器电极23来使静电电容变化，而是能够通过使识别体10的辨别图案面对传感器面22来检测不经由人体的静电电容的变化。

在该多个传感器电极23的周围，与传感器电极23分离地设置有接地部24。该接地部24与传感器电极23设置在传感器面22的同一平面上。该接地部24被设置成包围多个传感器电极23。在本实施方式中，以包围传感器电极23的周围的方式以固定的宽度形成非导电部26，在该非导电部26的外侧配设有接地部24。

此外，本实施方式所涉及的接地部24由网格状(网眼状)的导电材料形成。例如在配设有传感器电极23的基板的表面，与传感器电极23隔开固定间隔地形成有网眼状的地(ground)。但是，接地部24不限于网眼状，也可以由实心状的导电材料形成，还可以由线状的导电材料形成。

另外，本实施方式所涉及的接地部24在传感器面22上仅设置有一个，多个传感器电极23共同使用一个接地部24。通过像这样共同使用接地部24，能够易于检测静电电容的变化，并且能够使结构简单。但是，不限于这样的方式，也可以设置多个接地部24。例如可以按列设置接地部24、或者按每个传感器电极23设置接地部24。

当该接地部24与传感器电极23被电连接时，电流从传感器电极23流向接地部24，因此产生了静电电容的变化。

即，如图2的(a)所示，在与传感器面22的传感器电极23对应的位置处，以传感器电极23的数量(9个)为最大数量来配置识别体10的导电部12。这些导电部12如图4所示那样按每个识别体10而形成不同的配置和数量，通过像这样使导电部12的配置和数量不同来形成了辨别图案。当将识别体10以面对识别装置20的传感器面22的方式载置于传感器面22时，如图2的(b)所示，通过导电部12将传感器电极23与接地部24电连接。具体地说，一个导电部12同时架设在对应的一个传感器电极23和接地部24上。换言之，一个导电部12跨越非导电部26地将对应的一个传感器电极23与接地部24电连接。

在图3所示的例子中，S1～S9的9个传感器电极23中的S1、S3、S4、S6、S9与接地部24电连接。当像这样传感器电极23与接地部24被电连接时，电流从传感器电极23流向接地部24，因此在这些传感器电极23中产生静电电容的变化。通过由控制单元21检测像这样产生了静电电容的变化的传感器电极23，能够根据检测出的传感器电极23的组合来识别辨别图案。根据这样的识别方法，能够生成与导电部12的配置和数量的组合相应的数量的ID。

此外，在本实施方式中，如图3所示，控制单元21还能够检测接地部24的静电电容的变化。因此，与仅检查传感器电极23的静电电容的变化相比，能够更可靠地检测静电电容的变化。但是，即使不检测接地部24的静电电容的变化也能够读入识别体10的辨别图案，因此接地部24的静电电容的检查不是必须的。因此，也可以设为不检查接地部24的静电电容的变化而仅检查传感器电极23的静电电容的变化。在不检查接地部24的静电电容的变化的情况下，也可以不将接地部24与控制单元21连接。

本发明能够应用于例如图4所示那样的玩具。在该图4所示的应用例中，准备描绘有水果的卡片来作为识别体10，在将各个卡片载置于识别装置20的传感器面22时从输出部25输出与该卡片上所描绘的水果的名称相应的声音。即，能够构成为如图4所示那样对显示多个不同种类的水果的卡片分别赋予不同的辨别图案，输出与该卡片相应的声音。具体地说，能够构成为当将图4的(a)的卡片载置于传感器面22时，图4的(b)所示的辨别图案被识别，从输出部25输出“苹果”这样的声音。

接着，说明本实施方式的变形例。

图5是表示识别体10的变形例的图。在该图5所示的变形例中，构成为通过使同一个识别体10转动后载置于传感器面22而识别装置20的识别结果不同(识别出不同的ID)，识别装置20根据各个识别结果而执行不同的动作。例如图5所示，在表面显示有多个水果图形的卡片的情况下，也可以根据将该卡片以什么样的角度载置于传感器面22而进行不同的声音输出。具体地说，也可以是，在以苹果的图形去到上方的方式载置于传感器面22的情况下输出“苹果”这样的声音，在以桔子的图形去到上方的方式载置于传感器面22的情况下输出“桔子”这样的声音，在以葡萄的图形去到上方的方式载置于传感器面22的情况下输出“葡萄”这样的声音，在以草莓的图形去到上方的方式载置于传感器面22的情况下输出“草莓”这样的声音。

图6是表示识别体10的其它变形例的图。在该图6所示的变形例中，构成为通过使同一个所述识别体10翻转后载置于传感器面22而识别装置20的识别结果不同(识别出不同的ID)，识别装置20根据各个识别结果执行不同的动作。例如图6所示，在表面和背面显示有不同的水果图形的卡片的情况下，也可以根据将该卡片以哪一面朝上来载置于传感器面22而进行不同的声音输出。具体地说，也可以是，在使苹果的图形朝上来载置于传感器面22的情况下输出“苹果”这样的声音，在使桔子的图形朝上来载置于传感器面22的情况下输出“桔子”这样的声音。

此外，在上述的实施方式中，以卡片状的识别体10为例进行了说明，但是本发明的实施方式不限于此，也可以设为例如人偶等立体的识别体10。在这样的立体的识别体10的情况下，只要在底面部等形成辨别图案即可。如果像这样形成，则能够将例如在棋盘游戏(board game)等中使用的棋子构成为识别体10、将棋盘游戏的盘面构成为识别装置20，也能够仅通过在棋盘游戏的盘面放置棋子来读入该棋子的辨别图案，并进行与棋子相应的声音输出等。

另外，如果将识别装置20设为变身腰带玩具、将对变身腰带玩具安装的徽章、钥匙等设为识别体10，则也能够当对变身腰带玩具安装规定的徽章、钥匙等时输出效果音。另外，也能够当使安装于变身腰带玩具的徽章、钥匙等转动时读入不同的辨别图案来输出特殊的效果音。

此外，传感器面22的形状、传感器电极23的配置不限于如图1所示的正方形，能够根据目的而设为各种各样的配置。例如图7的(a)所示，如果将传感器面22的形状形成为非对称形状并与该非对称形状相匹配地形成识别体10的载置面，则只能以所决定的方向放置识别体10，因此能够防止识别体10以错误的方向被放置。另外，如图7的(b)所示，如果偏向传感器面22的规定方向地配置传感器电极23，则能够在识别体10以错误的方向被放置的情况下使得辨别图案不被读入，因此也能够仅在例如智育玩具等中以规定的方向放置的情况下辨别图案才会被识别而输出正确的声音。另外，如果如图7的(c)所示那样将传感器电极23配置成圆形、圆弧状，则能够使识别体10一点点地转动来形成不同的识别结果，因此也能够制作例如通过使识别体10转动来逐渐展开情节那样的玩具。

如以上说明的那样，根据本实施方式，具备在同一平面上设置有多个传感器电极23以及接地部24的传感器面22，构成为在将识别体10载置于传感器面22时，形成于识别体10的导电部12将传感器电极23与接地部24电连接，通过检测传感器电极23与接地部24电连接时的静电电容的变化，来识别识别体10的ID。

根据这样的结构，能够根据检测出静电电容的变化的传感器电极23的组合来识别辨别图案，因此能够使用静电电容传感器来廉价地制作识别装置20。另外，由于使用了静电电容式的传感器，因此能够利用绝缘体(纸、合成树脂等)来覆盖识别体10的辨别图案的表面，从而能够不对识别体10的外观产生影响地赋予ID。

另外，由于能够仅通过一个传感器电极23来检测静电电容的变化，因此能够提高设计自由度。

另外，设为能够检测接地部24的静电电容的变化，则即使在传感器电极23被错误地检测出静电电容的变化的情况下，也能够通过观察接地部24的静电电容的变化来防止误动作。

另外，设为在使识别体10转动后载置于传感器面22时识别出不同的ID，则还能够使用同一个识别体10来进行不同的动作，从而能够使玩具等的变化丰富。

另外，设为在使识别体10翻转后载置于传感器面22时识别出不同的ID，则还能够使用同一个识别体10来进行不同的动作，从而能够使玩具等的变化丰富。

Claims

1.一种识别装置，用于读取识别体的ID，该识别装置的特征在于，

具备传感器面，在该传感器面的同一个平面上设置有用于检测静电电容的变化的多个传感器电极以及与所述多个传感器电极分离地设置的接地部，

所述识别装置构成为在将所述识别体载置于所述传感器面时，形成于所述识别体的导电部跨越形成于所述传感器电极与所述接地部之间的非导电部地同时架设在所述传感器电极和所述接地部上，由此将所述传感器电极与所述接地部电连接，

通过检测所述传感器电极与所述接地部电连接时的所述传感器电极的静电电容的变化来识别所述识别体的ID。

2.根据权利要求1所述的识别装置，其特征在于，

能够检测所述接地部的静电电容的变化。

3.根据权利要求1或2所述的识别装置，其特征在于，

在使识别体转动后载置于所述传感器面时，识别出不同的ID。

4.根据权利要求1或2所述的识别装置，其特征在于，

在使识别体翻转后载置于所述传感器面时，识别出不同的ID。