JPH0670591B2 - 色順判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、所定の数に配列された各要素の色順を判定す
る色順判定装置に関する。

（従来技術） 色順判定装置に用いられる色順判定方式として、本出願
人は特願昭63-227184号（特開平2-74832）において既に
提案している。この色順判定方式は、色彩工学上の手法
を有効に利用して、色相角、色調角、色調長を求めて色
順を判定するといった人間の視覚による判断と同様の色
順判定を行うので、従来からのR,G,Bの光量比のみによ
る色順判定では達成できなかった数多くの色からなる色
順を正確に判定することができる大変に優れたものであ
る。

またさらに、特開平2-74832号においては、上記色順判
定方式が適用可能な装置を開示している。この色順判定
装置は、センサヘッド、コントローラおよび被測定物取
付用回転台とから構成されている。

この色順判定装置は、例えば、電子機器に用いられるコ
ネクタのワイヤハーネスとか、未だ規格化はなされては
いないが、将来なされるであろうカラーバーコード等の
所定の数の色の色順の判定に用いることができる。

従来および上記の色順判定装置において、物体の色を判
別するためのカラーセンサ素子としては、フォトダイオ
ードがよく用いられる。

このフォトダイオードは、入射される光量は検知できる
が、光の位置情報、即ち、その光がどこからやって来た
のかは当然に検知することができない。

従って、複数の色の色順を判定する場合においては、一
色ずつ色判断を行う必要がある。そのため、上記色順判
定装置は、回転台に周方向にセンサヘッドを固定して、
被測定物を回転台に取り付け、これを回転させてセンサ
ヘッドの検知範囲を被測定物を通過させることによっ
て、一色ずつの色判断を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上記のように被測定物を移動させたり、逆に
被測定物を固定してセンサヘッドを移動させたりして、
センサヘッドと被測定物とを相対的に移動させて一色ず
つの色判断を行わせる場合、種々の問題が発生する。

上記の例でいえば、回転台を設けるので、どうしても装
置の大型化やコストの上昇は避けられない。これはセン
サヘッドを移動する場合でも同様である。

また、回転台を回転させたり、センサヘッドを移動させ
たりするにしても、正確な色順判定のためには、これら
の動きをタイミング良く正確に制御する必要があり、そ
のため、センサ類を数多く設けなければならず、制御部
分が複雑化し、判定速度も低下し、結局は、コストが上
昇してしまい、故障や動作不良も起こり易くなる。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであ
り、各種の色順判定方式に適用可能な色順判定装置にお
いて、装置の単純化を図り、装置の製造コストのダウン
および小型化、装置の信頼性上昇および色順判定速度の
向上を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本願の第１の発明に係る
色順判定装置は、被測定物上に設けられた色配列の個々
の着色部に光を投光する複数の投光用光ファイバと、各
着色部からの反射光を受光するように、各投光用光ファ
イバと対をなす複数の受光用光ファイバと、複数の投光
用光ファイバに対して設けた投光用光源と、各投光用光
ファイバを所定の順序で選択的に上記投光用光源に接続
する光路切換手段と、対をなす投光用光ファイバと受光
用光ファイバとを被測定物の各着色部に臨ませて支持す
る支持ブロックと、各受光用光ファイバの後端を共通に
接続する共通受光通路と、共通受光通路を通して送られ
てくる反射光をR,G,B成分に色分解する光センサと、光
センサの出力に基づいて色を判別するとともに、色配列
を判定する色順判別回路とを備えたことを特徴とする。

またさらに、上記の目的を達成するために、本願の第２
の発明に係る色順判定装置は、被測定物上に設けられた
色配列の個々の着色部に光を投光する複数の投光用光フ
ァイバと、各着色部からの反射光を受光するように、各
投光用光ファイバと対をなす複数の受光用光ファイバ
と、複数の投光用光ファイバに対して設けた投光用光源
と、対をなす投光用光ファイバと受光用光ファイバとを
被測定物の各着色部に臨ませて支持する支持ブロック
と、受光用光ファイバを通して送られてくる反射光をR,
G,B成分に色分解する光センサと、各受光用光ファイバ
を所定の順序で選択的に上記光センサに接続する光路切
換手段と、光センサの出力に基づいて色を判別するとと
もに、色配列を判定する色順判別回路とを備えたことを
特徴とする。

（作用） 被測定物の各測色部に対して投光用光ファイバと受光用
光ファイバとをそれぞれ設け、第１の発明によれば光源
からの光を投光用光ファイバに対して選択的に切換え
て、第２の発明によれば各測色部からの反射光を光セン
サに対して選択的に切換えて、被測定物の測色部の色順
を判定する。

（実施例） 以下に、添付の図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

システム構成１ 第１図は、本願の第１の発明の実施例である色順判定装
置のシステム構成を示す。

本装置は、センサヘッド部１と各種制御を行う制御部２
とによって基本的に構成される。

本発明に係るセンサヘッド部１は、色順を判定すべき被
測定物３の測色部3a,3b,3c,3dに対して照明するための
光源４と、光源４からの光を受光する受光部５と、受光
部５が受光した光を測色部3a,3b,3c,3dにそれぞれ投光
する投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dと、測色部3a,3b,3c,
3dからの拡散反射光をそれぞれ受光する受光用光ファイ
バ6a,6b,6c,6dと、これら受光用光ファイバ6a,6b,6c,6d
の後端を共通に接続する共通受光通路６と、光源４から
受光部５が受光した光を測色部3a,3b,3c,3dに対して選
択的に順次照明するように切換える光路切換手段７とか
らなっている。さらに、投光用光ファイバ5a,5b,5c,5d
と、これらと対に設けられている受光用光ファイバ6a,6
b,6c,6dとを、被測定物の各測色部3a,3b,3c,3dに臨ませ
るように支持する支持ブロックＢが設けられている。こ
の支持ブロックＢは樹脂等の遮光性材料で形成され、被
測定物３の測色部3a,3b,3c,3dの周囲に対して密着でき
るようになっていれば、外乱光の影響を除去することが
でき、好ましい。

また、制御部２は、共通受光通路６からの光を受光する
R,G,B3色のカラーセンサ８と、カラーセンサ８のR,G,B
各検出部から出力されるR,G,B信号をそれぞれ増幅する
R,G,B信号増幅用アンプ9,10,11と、アンプ9,10,11によ
って増幅されたR,G,B信号を一定時間保持するサンプル
ホールド回路12と、保持されたR,G,B信号を順次スキャ
ンするマルチプレクサ13と、マルチプレクサ13から順次
出力されるR,G,B信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器14
と、Ａ／Ｄ変換されたR,G,B信号を読み込み、色判別を
行うマイクロコンピュータ15とから基本的に構成されて
いる。

マイクロコンピュータ15は、機能的に大別した場合、キ
ーボード16から入力される指令に従って色順判定演算に
必要な制御を実行する制御部15Aと、色順判定に必要な
各種データを格納したデータ格納部15Bと、制御部15Aか
らの制御信号に従って色順判定演算のために予め組み込
まれた演算プログラムを実行する演算部15Cと、演算結
果を表示用信号に変換して液晶ディスプレイ17に演算結
果を表示させるための表示部15Dと、演算結果を出力端
子15Fにデジタル信号として出力するためのデジタル出
力部15Eとに分けることができる。

光路切換手段１ 第２図（ａ），（ｂ）を参照して、本発明に係る光路切
換手段７の第１の実施例を説明する。

第２図（ａ）は光路切換手段７の概略構成図である。こ
の第１の実施例は、一端面側が同一円周上に等角に配置
された投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dの一端面近傍にモ
ータ20に中心軸が接続された回転円盤21を上記同一円と
中心を一致させて配置し、回転円盤21の上記同一円周上
の一点に設けられた開口22を通して、一端は光源４の受
光部５をなし、他端は投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dの
延長線上に配置される光ファイバ群のいずれかが光学的
に接続されて、光源４からの光が被測定物３に達する構
造となっている。

第２図（ｂ）は回転円盤21の正面図である。この回転円
盤21には上記の如く照明光の透過用開口22が設けられる
とともに、開口22よりも外側に測色タイミング用開口23
が設けられている。さらに回転円盤21には、タイミング
用開口23よりも外側にインデックス用開口24が設けられ
る。

第２図（ａ）に示すように、回転円盤21の上記タイミン
グ用開口23およびインデックス用開口24の円周上にはそ
れぞれ、フォトインタラプタ25および26が、例えば、円
盤21の直径上に設けられる。フォトインタラプタ25はタ
イミング用開口23の通過を検知する。また、フォトイン
タラプタ26はインデックス用開口24の通過を検知する。
なお、フォトインタラプタ25,26それぞれの検知信号
は、制御のタイミングをとるために、マイクロコンピュ
ータ15の制御部15Aに入力される。

具体的な光路切換は、例えば、以下のようにして行われ
る。ここでは、インデックス用開口24がフォトインタラ
プタ25を通過する瞬間において、開口22は、投光用光フ
ァイバ5aに一致するように位置調節されている場合につ
いて説明する。

まず、予め回転円盤21を定速回転させておき、光源４も
点灯させておく。そして、キーボード15から色順判定の
開始を知らせる。すると、フォトインタラプタ26がイン
デックス用開口24の通過を検知した瞬間に色順判定の第
１色目であることを制御部15Aに指示し、同時にフォト
インタラプタ25がタイミング用開口23の最初の通過を検
知した瞬間においては、円盤21の開口22が光ファイバ群
５のうちの一つと投光用光ファイバ5aとの間に位置する
ので、光源４からの光は投光用光ファイバ5aを通過し、
測色部3aに達し、そこで拡散反射され、受光用光ファイ
バ6aを通過してセンサ８に達する。フォトインタラプタ
25からの検知信号が出力されている間の色信号、即ち、
測色部3aについての色信号のみがホールドされるように
制御部15Aは制御する。

次に、フォトインタラプタ25がタイミング用開口23の２
番目の通過を検知すれば、その瞬間に円盤21の開口22が
光ファイバ群５のうちの一つと投光用光ファイバ5bとの
間に位置するので、光源４からの光は投光用光ファイバ
5bを通過し、測色部3bに達し、そこで拡散反射され、受
光用光ファイバ6bを通過してセンサ８に達する。フォト
インタラプタ25からの検知信号が出力されている間の色
信号、即ち、測色部3bについての色信号のみがホールド
されるように制御部15Aは制御する。

同様に、次のタイミング用開口23の３番目の通過をフォ
トインタラプタ25が検知した瞬間に円盤21の開口22が光
ファイバ群５のうちの一つと投光用光ファイバ5cとの間
に位置するので、光源４からの光は投光用光ファイバ5c
を通り、測色部3cで拡散反射され、受光用光ファイバ6c
を通過してセンサ８に達する。フォトインタラプタ25か
らの検知信号が出力されている間の色信号、即ち、測色
部3cについての色信号のみがホールドされるように制御
部15Aは制御する。

さらに同様に、次のタイミング用開口23の４番目の通過
をフォトインタラプタ25が検知した瞬間に円盤21の開口
22が光ファイバ群５のうちの一つと投光用光ファイバ5d
との間に位置するので、光源４からの光は投光用光ファ
イバ5dを通り、測色部3dで拡散反射され、受光用光ファ
イバ6dを通過してセンサ８に達する。フォトインタラプ
タ25からの検知信号が出力されている間の色信号、即
ち、測色部3dについての色信号のみがホールドされるよ
うに制御部15Aは制御する。

こうして、被測定物３の測色部3a,3b,3c,3dは次々に光
が照射され、その反射光が順次センサ８に達することに
なる。センサ８に達した後の色判断処理は、例えば、本
出願人が特願昭63-227184号に示したような方法で行わ
れる。

また、第２図（ａ）に示した投光用光ファイバ5a,5b,5
c,5dの円盤21側端面は便宜上平面的に示しているが、実
際は5a→5b→5c→5dの順に同一円周上に配列されてい
る。

光路切換手段２ 第３図（ａ），（ｂ）を参照して、本発明に係る光路切
換手段７の第２の実施例を説明する。

第３図（ａ）は光路切換手段７の概略構成図である。こ
の第２の実施例は、第１の実施例の回転円盤21のモータ
の接続される側と反対側に中心軸の延長部が設けられた
ものが用いられ、この延長部に軸を一致させて受光部を
構成する光ファイバ５の一端が埋め込まれ、その一端は
延長部端面において外部に露出され、また、他端は延長
部の途中から外部に導かれて円盤21上に設けられた開口
22に挿通された構造となっている。

この延長部付き円盤21は、第１実施例と同様に、モータ
20に中心軸が接続されて、同一円周上に配置された投光
用光ファイバ5a,5b,5c,5dの一端面近傍に上記同一円と
中心を一致させて配置されている。そして、回転円盤21
の上記同一円周上の一点に設けられた開口22を挿通され
た光ファイバ５を通して、投光用光ファイバ5a,5b,5c,5
dのいずれかが光学的に接続されて、光源４からの光が
被測定物３に達する構造となっている。

第３図（ｂ）は上記回転円盤21の正面図である。この回
転円盤21には上記の如く開口22が設けられるとともに、
開口22よりも外側に測色タイミング用開口23が設けられ
ている。さらに回転円盤21には、タイミング用開口23よ
りも外側にインデックス用開口24が設けられる。

第３図（ａ）に示すように、回転円盤21の上記タイミン
グ用開口23およびインデックス用開口24の円周上にはそ
れぞれ、フォトインタラプタ25および26が、例えば、円
盤21の直径上に設けられる。フォトインタラプタ25はイ
ンデックス用開口23の通過を検知する。また、フォトイ
ンタラプタ26はタイミング用開口24の通過を検知する。
第１実施例と同様に、フォトインタラプタ25,26それぞ
れの検知信号は、マイクロコンピュータ15の制御部15A
に入力されてタイミングがとられる。

以上の光路切換手段の第２実施例における回転円盤21の
構成、光路切換のタイミング制御及び色順の判定方法
は、光路切換手段の第１実施例と同様に行うことができ
るから、構造的な説明のみにとどめ、動作上の詳細な説
明は省略した。

ここで、第２実施例は以下に掲げるように第１実施例に
比して種々の利点がある。

即ち、第２実施例においては、受光部の光ファイバは１
本で済むので、第１実施例のように複数本用意する必要
がない。

また、受光部５においては、光源４の光は光ファイバ１
本のみに集中させればよいため、集光効率を向上するこ
とができ、各測色部に有効に光照射を行うことができ
る。

さらに、第１実施例のように受光部５の光ファイバ群と
投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dとの間に回転円盤21を挟
み込む必要がないので、受光部５の光ファイバと投光用
光ファイバ5a,5b,5c,5dとの距離を短くすることがで
き、やはり、各測色部に有効に光照射を行うことができ
る。

以上、光路切換手段７は、第１及び第２実施例ともに、
光源４と投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dとの間に配置し
た本願の第１の発明について説明したが、以下に示す本
願の第２の発明のシステム構成において、受光用光ファ
イバ6a,6b,6c,6dと制御部２との間に配置することがで
き、同等の効果が得られる。この場合、第２図（ａ）、
第３図（ａ）における投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dの
代わりに受光用光ファイバ6a,6b,6c,6dを、図の左側か
ら接続し、右側の受光部５に当たる部分は光センサ８に
接続される。また、タイミング制御については、全く同
様に行うことが可能である。

システム構成２ 第４図は、本願の第２の発明の実施例である色順判定装
置のシステム構成を示す。

第１図と同様に、本装置はセンサヘッド部１と各種制御
を行う制御部２とによって基本的に構成される。

本発明に係るセンサヘッド部１は、色順を判定すべき被
測定物３の測色部3a,3b,3c,3dに対して照明するための
光源４と、光源４からの光を受光する受光部５と、受光
部５が受光した光を測色部3a,3b,3c,3dにそれぞれ投光
する投光用光ファイバ5a,5b,5c,5dと、測色部3a,3b,3c,
3dからの拡散反射光をそれぞれ受光する受光用光ファイ
バ6a,6b,6c,6dと、受光用光ファイバ6a,6b,6c,6dが受光
する測色部3a,3b,3c,3dからの拡散反射光を制御部２に
対して選択的に順次接続するように切換える光路切換手
段７とからなっている。さらに、投光用光ファイバ5a,5
b,5c,5dと、これらと対に設けられている受光用光ファ
イバ6a,6b,6c,6dとを、被測定物の各測色部3a,3b,3c,3d
に臨ませるように支持する支持ブロックＢが設けられて
いる。この支持ブロックＢは樹脂等の遮光性材料で形成
され、被測定物３の測色部3a,3b,3c,3dの周囲に対して
密着できるようになっていれば、外乱光の影響を除去す
ることができ、好ましい。

また、制御部２は、第１図に示す第１のシステム構成と
同様なので接続を省略する。

以上の実施例の中で、システム構成１においては、他の
測色部を同時に照明しないように、各投光用光ファイバ
に集光レンズを設けたり、各投光用光ファイバ間の適当
な位置に遮光手段を設けても良い。また、システム構成
２においては、他の測色部からの反射光を同時に受光し
ないように各受光用光ファイバに集光レンズを設けた
り、各受光用光ファイバ間の適当な位置に遮光手段を設
けても良い。

また、外乱光の影響を受けないように、遮光手段を適当
な位置に設けても良い。

さらに、上記の実施例において、被測定物の測色部は４
個所としたため、投光用及び受光用光ファイバ、回転円
盤のタイミング用開口の数は４であるが、本発明は、こ
れにとらわれることなく、測色部の数に応じてそれぞれ
設ければ良い。

（効果） 本発明によれば、色順判定の際に被測定物をセンサヘッ
ド部に対して移動させずに、光路切換手段によって光路
を切換えることで、各測色部の色判断を行うので、例え
ば回転台等の被測定物移動のための装置は必要ない。従
って、装置の小型化、製造コストの低下、装置の信頼性
及び色順判定速度の上昇といった様々な効果を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る色順判定装置のシステム構成の
第１の実施例である。 第２図（ａ）は、本発明の光路切換手段の第１の実施例
を示す図である。 第２図（ｂ）は、第２図（ａ）に示された回転円盤の正
面図である。 第３図（ａ）は、本発明の光路切換手段の第２の実施例
を示す図である。 第３図（ｂ）は、第３図（ａ）に示された回転円盤の正
面図である。 第４図は、本発明に係る色順判定装置のシステム構成の
第２の実施例である。 ３……被測定物 3a,3b,3c,3d……測色部 ４……光源 ５……受光部 5a,5b,5c,5d……投光用光ファイバ 6a,6b,6c,6d……受光用光ファイバ ６……共通受光通路 ７……光路切換手段 ８……光センサ 15……マイクロコンピュータ Ｂ……支持ブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物上に設けられた色配列の個々の着
   色部に光を投光する複数の投光用光ファイバと、 各着色部からの反射光を受光するように、各投光用光フ
   ァイバと対をなす複数の受光用光ファイバと、 複数の投光用光ファイバに対して設けた投光用光源と、 各投光用光ファイバを所定の順序で選択的に上記投光用
   光源に接続する光路切換手段と、 対をなす投光用光ファイバと受光用光ファイバとを被測
   定物の各着色部に臨ませて支持する支持ブロックと、 各受光用光ファイバの後端を共通に接続する共通受光通
   路と、 共通受光通路を通して送られてくる反射光をR,G,B成分
   に色分解する光センサと、 光センサの出力に基づいて色を判別するとともに、色配
   列を判定する色順判別回路とを備えたことを特徴とする
   色順判定装置。
2. 【請求項２】被測定物上に設けられた色配列の個々の着
   色部に光を投光する複数の投光用光ファイバと、 各着色部からの反射光を受光するように、各投光用光フ
   ァイバと対をなす複数の受光用光ファイバと、 複数の投光用光ファイバに対して設けた投光用光源と、 対をなす投光用光ファイバと受光用光ファイバとを被測
   定物の各着色部に臨ませて支持する支持ブロックと、 受光用光ファイバを通して送られてくる反射光をR,G,B
   成分に色分解する光センサと、 各受光用光ファイバを所定の順序で選択的に上記光セン
   サに接続する光路切換手段と、 光センサの出力に基づいて色を判別するとともに、色配
   列を判定する色順判別回路とを備えたことを特徴とする
   色順判定装置。