(57)【要約】【課題】商用電源およびバッテリーが不要であり、取得した色情報を外部装置に無線送信可能であり、且つ一次元カラーＣＣＤカメラより安価である、色情報取得システムに使用されるカラーセンサを提供することを課題とする。【解決手段】測定対象物１５の色を識別するカラーセンサ部７と、カラーセンサ部が識別した色情報を外部装置１３に無線送信するＲＦＩＤ部８と、を備えたカラーセンサであって、カラーセンサ部の色識別手段３は複数のフォトダイオードに個別に赤、緑、青の色フィルタを配置した色検知センサであり、ＲＦＩＤ部のＩＣチップ２は、色識別手段が取得した測定対象物の色情報データを、リーダー／ライタに送信可能であるＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０。【選択図】図１
2018013359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の色情報を取得するカラーセンサであって、
支持体である基材上に、測定対象物の色を識別し、色情報を取得するカラーセンサ部と、カラーセンサ部が取得した色情報を外部装置に無線送信するＲＦＩＤ部と、を備えており、
カラーセンサ部は、
測定対象物に白色光を照射する照明手段と、
その白色光の測定対象物からの反射光を受光して測定対象物の色を識別し色情報を取得する色識別手段と、
外部装置から放射された電磁波を受信することにより得た電力を照明手段に供給する照明手段用アンテナと、を備えており、
ＲＦＩＤ部は、
色識別手段が取得した色情報を、外部装置に無線送信する信号を生成するＩＣチップと、
外部装置から放射された電磁波を受信することにより得た電力をＩＣチップに供給するＲＦＩＤ用アンテナと、を備えており、
ＩＣチップと色識別手段との間には、ＩＣチップが色識別手段から色情報を取得し、またＩＣチップから色識別手段を駆動する電力を供給する接続配線を備えており、
色識別手段は、複数のフォトダイオードに個別に赤、緑、青の色フィルタを配置した色検知センサであることを特徴とするＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ。
【請求項２】
前記照明手段以外の光が前記色識別手段に入射するのを防止する外光遮蔽隔壁が、前記色識別手段と前記照明手段の周囲に備えられており、
前記色識別手段と前記照明手段との間には、照明手段からの直接光が色識別手段に入射するのを防止する隔壁が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサを使用したことを特徴とする色情報取得システムであって、
前記測定対象物の色情報を取得する前記ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサと、
前記色情報を、前記ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサから取得するリーダー／ライタと、
リーダー／ライタとカラーセンサを制御し、リーダー／ライタから色情報を取得し、記憶する制御装置と、を備えていることを特徴とする色情報取得システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色を識別し、識別した色情報を外部装置に送信可能なＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサおよびそれを使用した色情報取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
色を識別するカラーセンサについては、カラーＣＣＤカメラなどを用いたものから、フォトダイオードなどの光センサと赤、緑、青などの色分解フィルタを組み合わせた色識別機能だけの単純なタイプのものまで、様々なものが知られている。
【０００３】
カラーセンサの応用例としては、例えば非特許文献１に、産業用、医療用、家庭用、その他の分野ごとに、様々な用途例が示されている。産業用としては、自動車の車両塗装の色差管理、プラスチック製品の色管理などが、医療用としては、皮膚、臓器、歯などの色管理や錠剤、顆粒、粉末の色むら判別などが、家庭用としては、カラーテレビおよびビデオカメラの色調整、家電機器の色むら判別などが、例示されている。その他の分野としては、印刷物、壁面、カーペットの色判別や信号、標識の色合わせ、などが例示されており、カラーセンサの応用範囲は非常に広い。これらの用途ごとに、各種の光センサと各種の光源の組合せによってカラーセンサが作製されている。
【０００４】
光センサとしては、一般的にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）素子やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）素子を用いた一次元または二次元イメージセンサが使用されている他、赤、緑、青に対応した３つのフォトダイオードや半導体薄膜を使用した光センサに、それぞれ赤、緑、青の色フィルタを配置した３素子からなるカラーセンサが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、コーティング鋼板の表面疵の１つである、表面の絶縁被膜の不良に起因する微妙な模様欠陥や変色欠陥などの色を伴う表面疵を検出可能な技術として、被検査体の表面からの反射光を、複数のそれぞれ異なる波長域毎に感応するカラーセンサで受光し、該センサからの各波長域の出力信号に基づいて該被検査体の表面疵を検出する表面疵検査方法が開示されている。具体的には、カラーセンサにより表面疵を検出する際、被検査体の表面を、該表面に近接設置され、且つ、該表面に対する集光性を与えるための反射板が近傍に配設された白色の棒状光源で照射すると共に、カラーセンサとして、被検査体の表面上において、光軸が交差する反射位置と、棒状光源による最大照度の照射位置との間にオフセットをもたせて配設された一次元カラーＣＣＤカメラを使用することを特徴とする表面疵検査方法が開示されている。
【０００６】
この技術ではカラーセンサとして、一次元カラーＣＣＤカメラが使用されており、より安価なカラーセンサが求められる分野には適用が困難である。また、一次元カラーＣＣＤカメラはバッテリー駆動可能であるが、常用するためには商用電源を必要とするため、商用電源を使用できない用途には適用が困難である。
【０００７】
また、一般的に入手可能な一次元カラーＣＣＤカメラにおいては、そのカメラが取得した色情報を非接触で外部装置に送信することはできない。
そのため、バッテリーレスのカラーセンサであって、そのカラーセンサが取得した色情報を非接触で外部装置に送信可能な色情報取得システムおよびそのシステムで使用されるバッテリーレスのカラーセンサについて先行技術文献を調査したが、そのような技術を見出す事はできなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２６９８６９６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】センサ技術（Ｖ）、近畿アルミニウム表面処理研究会会誌Ｎｏ．１５３、‘９２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の事情に鑑み、本発明は、商用電源およびバッテリーが不要であり、取得した色情報を外部装置に無線送信可能であり、且つ一次元カラーＣＣＤカメラより安価である、色情報取得システムに使用されるカラーセンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、測定対象物の色情報を取得するカラーセンサであって、
支持体である基材上に、測定対象物の色を識別し、色情報を取得するカラーセンサ部と、カラーセンサ部が取得した色情報を外部装置に無線送信するＲＦＩＤ部と、を備えており、
カラーセンサ部は、
測定対象物に白色光を照射する照明手段と、
その白色光の測定対象物からの反射光を受光して測定対象物の色を識別し色情報を取得する色識別手段と、
外部装置から放射された電磁波を受信することにより得た電力を照明手段に供給する照明手段用アンテナと、を備えており、
ＲＦＩＤ部は、
色識別手段が取得した色情報を、外部装置に無線送信する信号を生成するＩＣチップと、
外部装置から放射された電磁波を受信することにより得た電力をＩＣチップに供給するＲＦＩＤ用アンテナと、を備えており、
ＩＣチップと色識別手段との間には、ＩＣチップが色識別手段から色情報を取得し、またＩＣチップから色識別手段を駆動する電力を供給する接続配線を備えており、
色識別手段は、複数のフォトダイオードに個別に赤、緑、青の色フィルタを配置した色検知センサであることを特徴とするＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサである。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、前記照明手段以外の光が前記色識別手段に入射するのを防止する外光遮蔽隔壁が、前記色識別手段と前記照明手段の周囲に備えられており、
前記色識別手段と前記照明手段との間には、照明手段からの直接光が色識別手段に入射するのを防止する隔壁が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサである。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサを使用したことを特徴とする色情報取得システムであって、
前記測定対象物の色情報を取得する前記ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサと、
前記色情報を、前記ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサから取得するリーダー／ライタと、
リーダー／ライタとカラーセンサを制御し、リーダー／ライタから色情報を取得し、記憶する制御装置と、を備えていることを特徴とする色情報取得システムである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサによれば、ＲＦＩＤ部とカラーセンサ部には、ＲＦＩＤ用リーダー／ライタから発せられた電磁波により電力が供給されるため、バッテリーレスで駆動することができる。
【００１５】
また、カラーセンサ部が取得した測定対象物の色情報を、ＲＦＩＤ部によりリーダー／ライタに無線送信することができるため、リーダー／ライタにより非接触で測定対象物の色情報を取得することができる。
【００１６】
また、本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの色識別手段は、３つのフォトダイオードにそれぞれ赤、緑、青の色フィルタを配置した色検知センサであるため、カラーＣＣＤカメラなどのイメージセンサを使用したカラーセンサより安価にすることができる。ひいては、そのカラーセンサを使用した色情報取得システムを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの構成の一例を示す概略上面図。
【図２】本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの照明手段と色識別手段を含む領域の周囲に外部からの光の侵入を防止する外光遮光隔壁が備えられ、更に照明手段と色識別手段の間には照明手段から色識別手段への直接入射防止隔壁が備えられている場合を例示した概略説明図であって、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略側断面図、である。
【図３】本発明の色情報取得システムの構成例を示す概略説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ：第一の実施形態＞
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの第一の実施形態を、図１を用いて説明する。
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０は、測定対象物の色情報を取得するカラーセンサである。
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０は、支持体である基材１上に、測定対象物の色を識別し、色情報を取得するカラーセンサ部７と、カラーセンサ部７が取得した色情報を外部装置に無線送信するＲＦＩＤ部８と、を備えている。
【００１９】
カラーセンサ部７は、測定対象物に白色光を照射する照明手段４と、その白色光の測定対象物からの反射光を受光して測定対象物の色を識別し色情報を取得する色識別手段３と、外部装置から放射された電磁波を受信することにより得た電力を照明手段４に供給する照明手段用アンテナ５と、を備えている。
【００２０】
ＲＦＩＤ部８は、色識別手段３が取得した色情報を、外部装置に無線送信する信号を生成するＩＣチップ２と、外部装置から放射された電磁波を受信することにより得た電力をＩＣチップ２に供給するＲＦＩＤ用アンテナ６と、を備えている。
【００２１】
ＩＣチップ２と色識別手段３との間には、ＩＣチップ２が色識別手段３から色情報を取得し、またＩＣチップ２から色識別手段３を駆動する電力を供給する接続配線１１を備えており、色識別手段３は、複数のフォトダイオードに個別に赤、緑、青の色フィルタを配置した色検知センサである。
【００２２】
＜ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ：第二の実施形態＞
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの第二の実施形態について図２を用いて説明する。
本発明の第二の実施形態におけるＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０´は、第一の
実施形態において、照明手段４以外の光が色識別手段３に入射するのを防止する外光遮蔽隔壁９が、色識別手段３と照明手段４の周囲に備えられており、且つ、色識別手段３と照明手段４との間には、照明手段４からの直接光が色識別手段３に入射するのを防止する隔壁１０が備えられている。その他は、第一の実施形態と同じである。
【００２３】
このように、色識別手段３に外光が入射するのを防止することにより、色識別手段３が測定対象物の色を識別するのを容易にすることができる。また、照明手段４からの直接光が色識別手段３に入射するのを防止する隔壁１０を設けることにより、同様の効果がもたらされる。
【００２４】
（基材）
基材１は、その表面に導電性材料からなる、照明手段用アンテナ５、ＲＦＩＤ用アンテナ６および色識別手段３とＩＣチップ２を電気的に接続する接続配線１１、を形成するため、少なくともその表面が電気的な絶縁性を備えた材料から形成されていることが求められる。
また、機械的な強度は特に限定する必要は無いが、板状の形態を保持できる程度の強度を備えていることが望ましい。
【００２５】
（照明手段）
照明手段４は、測定対象物の色を識別するため、白色光源である必要がある。また、バッテリーレスで駆動可能とするため、発光効率が高い発光装置が好ましい。そのため、例えば、白色発光が可能なＬＥＤ素子を好適に使用することができる。
【００２６】
（色識別手段）
色識別手段３としては、３つのフォトダイオードにそれぞれ赤、緑、青の色フィルタを配置した市販の色検知センサを好適に使用することができる。また、１つのチップに多数の微小なフォトダイオードやＣＭＯＳ素子が形成され、その個々の素子に微小な赤、緑、青のカラーフィルタが形成された１つの色検知センサも入手可能であり、好適に使用することができる。
【００２７】
（照明手段用アンテナ）
照明手段用アンテナ５は、ＲＦＩＤ部８のＩＣチップ２がＲＦＩＤ用アンテナ６を介して外部装置であるリーダー／ライタと通信する際に、同時にリーダー／ライタから発せられた電磁波を受信して、照明手段４を駆動して発光させるのに十分な電力を供給する役割を担っている。そのため、リーダー／ライタから発せられる電磁波の周波数と強度に対応して、十分な電力を受信できるだけのターン数や照明手段４の内部インピーダンスに適合した特性となる形態を備えていることが望ましい。
材料としては特に限定する必要は無いが、導電性が高い材料からなることが望ましい。例えば、銅やアルミニウムなどの導電性材料を好適に使用することができる。
【００２８】
（ＩＣチップ）
ＩＣチップ２は、外部装置であるリーダー／ライタとの通信を可能にする機能に加え、色識別手段３にその駆動電力を供給する機能と、色識別手段３が取得した測定対象物の色情報をリーダー／ライタに送信する機能と、を備えている。
【００２９】
（ＲＦＩＤ用アンテナ）
ＲＦＩＤ用アンテナ６は、ＲＦＩＤ部８のＩＣチップ２がＲＦＩＤ用アンテナ６を介して外部装置であるリーダー／ライタと無線通信する際に、同時にリーダー／ライタから発せられた電磁波を受信して、ＩＣチップ２を駆動するのに十分な電力を供給する役割を担っている。そのため、リーダー／ライタから発せられた電磁波の周波数と強度に対応して、十分な電力を受信できるだけのターン数やＩＣチップ２の内部インピーダンスに適合した特性となる形態を備えていることが望ましい。
【００３０】
（接続配線）
ＩＣチップ２と色識別手段３とは、接続配線１１によって電気的に接続されており、色識別手段３が取得した色情報のデータを、ＩＣチップ２が取得可能となっている。またＩＣチップ２を介して、ＲＦＩＤ用アンテナ６がリーダー／ライタから受信した電力を色識別手段３に供給し、駆動可能とする。
接続配線１１の材料は、特に限定する必要は無いが、例えば照明手段用アンテナ５およびＲＦＩＤ用アンテナ６を形成するのと同時に、同じ材料を使用して形成すれば良い。
【００３１】
＜ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの製造方法＞
次に、本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサの製造方法について説明する。
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０は、基材１上に、ＲＦＩＤ用アンテナ６とＩＣチップ２からなるＲＦＩＤ部８と、照明手段用アンテナ５と照明手段４と色識別手段３とからなるカラーセンサ部７と、から構成されている。
【００３２】
上記の構成を実現する方法として、まず少なくとも表面が電気的に絶縁性である板状の基材１を用意する。同時に、ＩＣチップ２、色識別手段３である色検知センサ、照明手段４である白色発光ダイオード、等のデバイスを用意する。
【００３３】
これらのデバイスと基材１を用いて、以下に説明する工程を用いて本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサを製造することができる。
【００３４】
（導体層形成工程）
基材１の少なくとも片面に、導体層を形成する。具体的には、スパッタリングや真空蒸着などの薄膜形成技術を使用して、アルミニウムや銅などの導体薄膜層を形成する。または、接着層を介して、アルミニウム箔や銅箔を貼り合わせても良い。或いは、この導体層形成工程を省略して、直接的に、導体パターンを形成しても良い。
【００３５】
（導体パターン形成工程）
導体層形成工程で基材１上に形成した導体層を、フォトリソグラフィー技術を用いて所望の配線パターンを形成する。この工程により、ＲＦＩＤアンテナ６、照明手段用アンテナおよび接続配線１１を形成する。
【００３６】
（デバイス実装工程）
次に、基材１上に形成したＲＦＩＤアンテナ６、照明手段用アンテナおよび接続配線１１などの導体パターンのそれぞれの所定の位置に、ＩＣチップ２と照明手段４である白色発光ダイオードと色識別手段３である色検知センサとを、実装する。各デバイスを基材１上に実装する方法を限定する必要は無いが、例えば接着剤を使用して各デバイスを接着する方法を好適に使用できる。
【００３７】
＜色情報取得システム＞
本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０、２０´を使用した色情報取得システム３０は、一般に使用されているＲＦＩＤシステムと同様に構築することができる。
【００３８】
図３に示す様に、本発明の色情報取得システム３０は、本発明のＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０、２０´と、市販されている各種のＲＦＩＤシステムに使用されているリーダー／ライタ１３と、パーソナルコンピュータなどからなる制御装置１２と、を使用して構築することが可能である。
制御装置１２は、リーダー／ライタ１３とカラーセンサ２０、２０´を制御し、リーダー／ライタ１３から色情報を取得し、記憶する機能を備えている。またカラーセンサ２０、２０´に測定対象物の色情報を取得する指令を出すようにすることもできる。
【００３９】
また、制御装置１２であるパーソナルコンピュータには予め、使用するリーダー／ライタ１３を駆動し、アンテナ１４を介して、ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ２０、２０´から取得した色情報を取得し、記憶するためのアプリケーションソフトウェアをインストールしておけば良い。
【００４０】
また、パーソナルコンピュータの代わりに、スマートフォンやタブレットに専用のアプリケーションソフトウェアをインストールしておくことにより、パーソナルコンピュータと同様に使用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・基材
２・・・ＩＣチップ
３・・・色識別手段
４・・・照明手段
５・・・照明手段用アンテナ
６・・・ＲＦＩＤ用アンテナ
７・・・カラーセンサ部
８・・・ＲＦＩＤ部
９・・・外光遮蔽隔壁
１０・・・照明手段からの直接光が色識別手段に入射するのを防止する隔壁
１１・・・接続配線
１２・・・制御装置
１３・・・外部装置（リーダー／ライタ）
１４・・・アンテナ
１５・・・測定対象物
２０、２０´・・・ＲＦＩＤ機能を備えたカラーセンサ
３０・・・色情報取得システム
【図１】
2018013359.tif 000003
【図２】
2018013359.tif 000004
【図３】
2018013359.tif 000005