DE10055273A1 - Farbidentifizierungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Farbidentifizierungsvorrichtung, die einen Meßabschnitt, eine Farbidentifizierungseinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung umfaßt, wobei der Meßabschnitt eine Quelle für weißes Licht, die weißes Licht auf ein Objekt strahlt, und drei Lichtempfängerelemente für die Primärfarben, welche das von dem Objekt reflektierte Licht empfangen, beinhaltet; die Farbidentifizierungseinrichtung eine Einrichtung zur Farbbeurteilung durch Vergleich der von den Lichtempfängerelementen gemessenen Daten mit gespeicherten Bezugsdaten aufweist; und die Ausgabeeinrichtung als eine Einrichtung zur peripheren Ausgabe von Farben, welche von der Farbidentifizierungseinrichtung beurteilt und identifiziert sind, in Sprachform vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbidentifizierungsvorrichtung, die beispielsweise von einer sehbehinderten Person genutzt werden kann und die der sehbehinderten Person er­ möglicht, die Farbe eines Objektes zu identifizieren (zu beurteilen oder zu erkennen), indem die Vorrichtung die Farbe des Objekts beurteilt und den Namen der Farbe in Sprachform aus­ gibt, wobei die Vorrichtung in Kontakt mit der Oberfläche des Objekts gebracht wird, dessen Farbe die Person wissen möchte.

Herkömmlicherweise war es für eine Person, die Schwierigkeiten beim Identifizieren oder Erkennen der Farbe eines Objektes hat, wie etwa für eine sehbehinderte Person, schwierig, Farben zu identifizieren oder zu erkennen, wenn er oder sie keine Erklärung von einer dritten Person erhielt, die die Farben erkennen konnte, oder keine diesbezügliche Erklärung durch andere Mittel, wie etwa Blindenschrift usw., gegeben war.

Weiterhin war, selbst wenn die sehbehinderte Person eine Erklärung der Farben erhielt, der Erklärung einer unendlichen Vielfalt von Farbnamen Grenzen gesetzt, deren Farbtöne oder Farbnuancen, wie etwa Helligkeit usw., sich voneinander unterscheiden.

Außerdem möchte eine sehbehinderte Person in seinem oder ihrem täglichen Leben ohne Unterstützung eines Helfers Farben wissen, sei es im Hinblick auf die Zusammenstellung sei­ ner oder ihrer eigenen Kleidung, des Tragens von Socken derselben Farbe an den Füßen oder des Sortierens leerer Flaschen entsprechend der Farbe zur Entsorgung an einer Sammelstati­ on.

Es existiert jedoch keine Vorrichtung, die geeignet ist, einer sehbehinderten Person zu helfen, Farben zu identifizieren oder zu erkennen, und dadurch erfahren sehbehinderte Menschen vielerlei Unannehmlichkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Farbidentifizierungsvorrichtung bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung stellt eine Farbidentifizierungsvorrichtung zur Verfügung, die die Farbnamen eines Objekts erfassen und den Farbnamen in Sprachform übermitteln kann, in­ dem die Vorrichtung der Erfindung lediglich in Kontakt mit der Oberfläche des Objekts ge­ bracht wird. Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1 aufgebaut. In den Unteransprüchen 2 bis 13 sind die bevorzugten Ausführungs­ beispiele der Erfindung beschrieben.

Die Erfindung betrifft eine Farbidentifizierungsvorrichtung, die angesichts des zuvor be­ schriebenen Problems im Stand der Technik, gemäß dem die Schwierigkeit einer sehbehin­ derten Person vorliegt, Farben zu identifizieren oder zu erkennen, entwickelt worden ist. Die Farbidentifizierungsvorrichtung weist hierzu eine Farbidentifizierungseinrichtung zur Farbbe­ urteilung durch Vergleich der von Lichtempfängerelementen gemessenen Daten mit gespei­ cherten Bezugsdaten und eine Ausgabeeinrichtung zur peripheren Ausgabe der durch die Far­ bidentifizierungseinrichtung beurteilten und identifizierten Farbe in Sprachform auf. Wenn ein Meßöffnungsabschnitt in Kontakt mit der Oberfläche eines Objektes gebracht wird, des­ sen Farbe die sehbehinderte Person wissen möchte, mißt ein Meßabschnitt das von dem Ob­ jekt reflektierte Licht (die drei Arten RGB-Rot, Grün und Blau), dann werden die gemessenen Daten (RGB-Daten) an die Farbidentifizierungseinrichtung übertragen, die die gemessenen Daten mittels gespeicherter Programme umgerechnet, die entsprechend berechneten Daten (HLS-Daten - Farbton, Helligkeit und Sättigung) mit den systematisch klassifizierten Be­ zugsdaten (Tabellendaten) vergleicht, den Farbnamen der gemessenen Daten aus diesen Be­ zugsdaten ausgewählt und den Farbnamen (Grundfarbname, Helligkeit, Farbart und Farbton) des Objekts in Sprachform ausgegeben wird.

Ferner, da der Meßabschnitt eine Quelle weißen Lichts, welche weißes Licht auf das Objekt emittiert, und drei Primärfarben-Lichtempfängerelemente, welche das von dem Objekt reflek­ tierte Licht empfangen, aufweist, erfolgt die Messung des reflektierten Lichtes in den drei Primärfarben (RGB), der Berechnungsvergleich in der Form von HLS-Daten und die Aus­ wahl des Farbnamens auf Grundlage der menschlichen Sehwahrnehmung.

Weiterhin ist eine Selbstprüfungs(Korrektur-)schaltung enthalten. Beispielsweise ist in der Schaltung eine Einrichtung zum Positionieren und Entfernen eines Prüfmusters einer be­ stimmten Farbe zwischen dem Meßabschnitt und einem Objekt vorgesehen, im Hinblick auf eine Verschlechterung und Funktionsstörung entsprechender Teile aufgrund des fortlaufenden Gebrauchs der Farbidentifizierungsvorrichtung und Änderungen der Umgebung beim Ge­ brauch, und eine Einrichtung zur Ausführung einer Selbstprüfung und/oder -korrektur durch Vergleich der gemessenen Daten des Prüfmusters mit den Bezugsdaten, wodurch die Vor­ richtung stabil genutzt werden kann, und eine sehbehinderte Person sie sorglos nutzen kann. Dadurch kann das zuvor benannte Problem gelöst werden.

Kurz gesagt wird erfindungsgemäß, da der Meßabschnitt, die Farbidentifizierungseinrichtung und die Ausgabeeinrichtung (Lautsprecher) vorgesehen sind, durch In-Kontakt-Bringen der als eine Einheit ausgeführten Farbidentifizierungsvorrichtung mit der Oberfläche eines Ob­ jektes der Farbname, den eine sehbehinderte Person wissen möchte, die Farbe des Objektes, identifziert, und der Farbname wird in Sprachform ausgegeben, wodurch die sehbehinderte Person die Farbe des Objektes erkennen (identifizieren) kann.

Außerdem kann, da der Meßabschnitt die Quellen weißen Lichts zur Abstrahlung weißen Lichts auf ein Objekt und drei Primärfarben-Lichtempfängerelemente zum Empfang des von dem Objekt reflektierten Lichts (Farbsensor) aufweist, ein zuverlässiges optisches System mit einfachem Aufbau erhalten werden, und es kann, da die Farbidentifizierungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, welche die von den Lichtempfängerelementen gemessenen Daten und die gespeicherten Bezugsdaten vergleicht, um durch Farbvergleich eine Farbe zu identifizie­ ren, eine Farbe einfach und in kurzer Zeit (sofort) identifiziert werden.

Weiterhin kann eine sehbehinderte Person, da die Ausgabeeinrichtung so vorgesehen ist, daß die von der Farbidentifizierungseinrichtung identifizierte Farbe extern in Sprachform ausge­ geben wird, den Farbnamen durch die Sprache erfassen.

Darüber hinaus kann, da die gemessenen Daten RGB-Daten sind, die Messung leicht von den Lichtempfängerelementen für die drei Primärfarben ausgeführt werden, und außerdem kön­ nen, da die HLS-Daten aus den RGB-Daten berechnet werden und die HLS-Daten Gemein­ samkeiten mit dem allgemein bekannten Munsell-Farbtonring aufweisen, die HLS-Daten und die Angabe der Daten tatsächlich stabil sein, und außerdem kann, da die HLS-Daten und die gespeicherten Bezugsdaten miteinander verglichen werden, eine Farbe leicht identifiziert werden.

Da die Lichtempfängerelemente der drei Primärfarben vorgesehen sind, können, weil die photoelektrischen Wandlerelemente eine Empfindlichkeit bezüglich der drei Primärfarben besitzen, die RGB-Meßdaten von den photoelektrischen Wandlerelementen einfach gemessen werden, und weiterhin können, da drei Photodioden mit drei Arten (RGB) von Filtern als photoelektrische Wandlerelemente vorgesehen sind, die RGB-Daten lediglich durch Anbrin­ gen der Filter an den Photodioden einfach gemessen werden.

Außerdem kann, da zwischen dem Meßabschnitt und einem Objekt eine Bewegungseinrich­ tung zum Anordnen und Entfernen eines Prüfmusters einer bestimmten Farbe vorgesehen ist, die Anordnung in der Vorrichtung und die Messung des Prüfmusters, das zur Selbstprüfung und -korrektur verwendet werden soll, leicht ausgeführt werden, und weiterhin können, da eine Einrichtung vorgesehen ist, die die gemessenen Daten des Prüfmusters und die Bezugs­ daten des Prüfmusters vergleicht, um die Selbstprüfung und -korrektur durchzuführen, Mes­ sungen und die Farbidentifizierung mittels der Selbstprüfung und -korrektur ausgeführt wer­ den, selbst wenn Alterungserscheinungen der Stromversorgung und verschiedener Kompo­ nenten oder entsprechend Änderungen der Benutzungsumgebung auftreten.

Weiterhin wird das schwarzes Testmuster oder das weißes Testmuster als Prüfmuster einer bestimmten Farbe verwendet. Das Prüfmuster weist allgemein die drei Primärfarben auf und die einzelnen Daten der drei Werte für RGB werden als Prüfdatensatz verwendet, wodurch die Korrektur der drei Werte für RGB gleichzeitig erfolgen kann. Zusätzlich kann, da ein bis drei Muster der Muster der drei Primärfarben als Prüfmuster einer bestimmten Farbe verwen­ det werden, der maximale Datenwert oder niedrigste Datenwert gemessen wird und der mitt­ lere Wert nicht als Bezugsgröße definiert ist, die Überprüfung exakt ausgeführt werden.

Weiterhin kann, da die gemessenen Daten eines Objektes mittels der Selbstprüfung korrigiert werden, die Korrektur entsprechend jeder Nutzungsumgebung erfolgen.

Weiterhin ist eine Einrichtung zur Bewegung, Messung und Entfernung des Prüfmusters durch Betätigen eines Schalters zur Durchführung einer automatischen Messung eines Ob­ jektes zwischen dem Meßabschnitt und dem Objekt vorgesehen, so daß die Korrekturprüfung und die Messungen automatisch und nacheinander ausgeführt werden können.

Da weiterhin ein Meßöffnungsabschnitt in dem Grundgehäuse so vorgesehen ist, daß das Prüfmuster und das Loch nacheinander in das Innere des Meßöffnungsabschnitts bewegt wer­ den und die Vorgänge des Prüfens und Messens innen ausgeführt werden, ist die Bewegung der Farbidentifizierungsvorrichtung bezüglich eines Objektes nicht notwendig, wodurch die Korrekturprüfung und Farbidentifizierung durch einen einfachen Berührungsvorgang erfolgen kann.

Weiterhin ist die Bewegungseinrichtung so konstruiert, daß auf einer Drehscheibe (Meß­ grundplatte) ein Prüfmuster und ein Meßfenster, welches ein Loch darstellt, vorgesehen sind und die Drehscheibe so unterteilt ist, daß sie sich absatzweise bewegt, und somit kann der Platz für Bauteile, die zur Ausführung der Prüfung erforderlich sind, reduziert werden, und die Größe der Farbidentifizierungsvorrichtung kann reduziert werden.

Da weiterhin der Lautsprecher als eine Einrichtung zur externen Sprachausgabe vorgesehen ist, kann die Farbidentifizierungseinrichtung und die Ausgabeeinrichtung als eine Einheit ausgeführt werden und deren Betrieb erleichtert werden, und zusätzlich ist ein Ohrhörer als eine Einrichtung zur externen Sprachausgabe vorgesehen, wodurch die Sprache nicht nach außen abstrahlt und die Farbidentifizierungsvorrichtung ungeachtet der Umgebung genutzt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten schemati­ schen Zeichnungen beispielhaft beschrieben sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht von oben, die den inneren Aufbau der erfindungsgemäßen Farbidentifizierungsvorrichtung darstellt;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 1;

Fig. 3 ein Schaltdiagramm;

Fig. 4a) und b) jeweils eine Grundfarbnamentabelle;

Fig. 5 eine Tabelle von näheren Bestimmungen zu Helligkeit und Sättigung;

Fig. 6 eine Tabelle von näheren Bestimmungen zu den Farbtönen;

Fig. 7 eine Tabelle, die die Beziehungen zwischen gemessenen RGB-Daten, umgewan­ delten HLS-Daten und ausgewählten Farbnamen darstellt;

Fig. 8 eine Zeichnung, die den Bezugsrahmen des RGB-Farbraumes und den Bezugs­ rahmen des HLS-Farbraumes darstellt;

Fig. 9 eine Zeichnung, die den Zusammenhang zwischen näheren Bestimmungen für Farbtönen gemäß der JIS-Norm wiedergibt;

Fig. 10 eine Zeichnung, die die Unterteilung des Farbtonringes der JIS-Norm wiedergibt;

Fig. 11 eine Zeichnung, die die Beziehung der Einteilung des Farbtonrings zwischen der IS-Normen und der vorliegenden Erfindung wiedergibt;

Fig. 12 eine Zeichnung, die den Zusammenhang zwischen der Helligkeit achromatischer Farben und der Helligkeit und Sättigung chromatischer Farben darstellt;

Fig. 13 eine Zeichnung, die die Anordnung der Helligkeit und Sättigung bei Farben kon­ stanten Farbtons gemäß den JIS-Normen und der Erfindung darstellt;

Fig. 14 eine Zeichnung, die die Farbangaben entsprechend der drei Farbattribute der JIS- Normen und die Beziehung der klassifizierten Farbnamen bezüglich rötlichem Gelb (Muster 1, 2) darstellt;

Fig. 15 eine Tabelle (Normdaten), die in dem ROM der Steuerungsleiterplatte gespeichert ist, welche die Beziehung zwischen den Nummern der Farbtabelle und den Farb­ tonwinkeln wiedergibt;

Fig. 16 eine Tabelle (Bezugsdaten), die in dem ROM der Steuerungsleiterplatte gespei­ chert ist, welche die Beziehung zwischen den berechneten Werten von Helligkeit und Farbton wiedergibt;

Fig. 17 eine Tabelle (Bezugsdaten), die in dem ROM der Steuerungsleiterplatte gespei­ chert ist, welche die Beziehung zwischen der Helligkeit, dem Farbton und dem LS-Wert wiedergibt; und

Fig. 18 eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen dem LS-Wert und dem Farbnamen zeigt.

Eine erfindungsgemäße Farbidentifizierungsvorrichtung wird in Kontakt mit der Oberfläche einer Substanz gebracht, deren Farbname (Grundfarbname, Helligkeit, Sättigung und Farbton) eine sehbehinderte Person wissen möchte, der Meßabschnitt in der Farbidentifizierungsvor­ richtung emittiert und empfängt Licht und mißt das von der Substanz reflektierte Licht (um deren RGB-Daten zu erhalten), wobei die gemessenen Daten an eine Farbidentifizierungsein­ richtung übertragen werden, die Programme in der Farbidentifizierungseinrichtung berechnen die drei Werte für HLS aus den gemessenen Daten, die berechneten HLS-Daten mit den sy­ stematisch klassifizierten Bezugsdaten (Tabellendaten) verglichen werden, und der Farbname der RGB-gemessenen Daten ausgewählt wird. Der Farbname der Substanz (des Objektes) wird identifiziert; der Farbname wird in Sprachform ausgegeben; und die sehbehinderte Per­ son kann den Farbnamen der Substanz identifizieren oder erfassen.

Nachfolgend wird eine Beschreibung der Details der Farbidentifizierungsvorrichtung gege­ ben.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, ist an der Bodenplatte 2 eines flachen Grundgehäuses 1 ein Meßöffnungsabschnitt 3 vorgesehen, und ein Meßabschnitt 4, welcher bezogen auf ein nicht dargestelltes Objekt Licht, welches durch den Meßöffnungsabschnitt 3 hindurchtritt, ab­ strahlt, emittiert und empfängt, ist im Inneren des Grundgehäuses 1 entsprechend dem Meß­ öffnungsabschnitt 3 vorgesehen.

Zusätzlich ist eine Prüfeinrichtung 5 zwischen dem Meßöffnungsabschnitt 3 und dem Meßab­ schnitt 4 angeordnet, und gleichzeitig sind Bauteile wie eine Steuerungsleiterplatte 6, ein Schalter 7 usw. in dem Grundgehäuse 1 enthalten.

An dem oberen Teil des Grundgehäuses 1 ist auch ein Behälter 9 für die Stromversorgung vorgesehen, welcher entnehmbar eine Trockenbatterie 8 aufnehmen kann.

Der Meßabschnitt 4, der Licht abstrahlt und empfängt, weist einen Farbsensor 4a auf, in wel­ chem Lichtempfängerelemente für die drei Primärfarben als eine Einheit vorgesehen sind, die an einer oberen Position gegenüber dem Meßöffnungsabschnitt 3 an der Bodenplatte 2 befe­ stigt angeordnet sind, und weist zwei Quellen für weißes Licht 4b und 4c auf, die um 45 Grad geneigt sind und die an beiden Seiten des entsprechenden Farbsensors 4a angeordnet sind.

Ein Beispiel für die drei Primärfarben-Lichtempfängerelemente, die für den Farbsensor 4a verwendet werden, sind drei Photodioden (photoelektrische Wandlerelemente), die mit drei Arten von Filtern (RGB) ausgestattet sind, so daß die Wellenlänge maximaler Empfindlich­ keit für ROT bei 660 nm, für GRÜN bei 540 nm und für BLAU bei 460 nm vorliegt, wobei die Intensitäten der drei Primärfarben des einfallenden Lichts (empfangene Lichtmenge) durch die Photodioden, die eine Empfindlichkeit für die drei Primärfarben aufweisen, getrennt gemessen werden können.

Außerdem kann, da zwei Quellen weißen Lichts 4b und 4c vorgesehen sind, eine notwendige Lichtmenge in der Lichtquelle sichergestellt werden, und außerdem sind die weißen Licht­ quellen 4b und 4c um 45 Grad geneigt. Dies erfolgt deshalb, weil das weiße Licht auf ein Objekt gestrahlt wird, indem es durch den Meßöffnungsabschnitt 3 tritt, das von dem Objekt reflektierte Licht von dem Farbsensor 4a empfangen wird und die Genauigkeit der Farbmes­ sung (Meßdaten) bezüglich der diffusen Reflexion von dem Objekt verbessert wird.

Nachfolgend wird eine Beschreibung eines detaillierten Beispiels mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 gegeben.

Eine Schalterachse 10 ist in der Richtung von der Ober- zur Unterseite des Grundgehäuses 1 befestigt, eine halbkreisförmige Schaltergrundplatte 11 ist an der zugehörigen Schalterachse 10 drehbar befestigt, und ein fächerförmiger Eindrückabschnitt 12, der aus einer Hälfte des bogenförmigen Abschnitts der Schaltergrundplatte 11 und einem Teil eines Halbkreises be­ steht, ist so vorgesehen, daß er über das Grundgehäuse 1 hinaus ragt, so daß die Hälfte des bogenförmigen Abschnitts der zugehörigen Schaltergrundplatte 11 heraus ragt, so daß sie eingedrückt werden kann, wodurch ein Hebelschalter 7 gebildet ist.

Ein Ende eines Paars verdrillter Federn (nicht dargestellt), das teilweise um die Schalterachse 10 gewunden ist, ist an der Bodenplatte 2 befestigt, und das andere Ende ist an der Schalter­ grundplatte 11 befestigt, wodurch die einmal gedrehte Schaltergrundplatte 11 automatisch zurückgesetzt werden kann.

Außerdem ist ein Schalterantriebsabschnitt 14 in der Art eines Vorsprungs (abstufungsartig) an dem halbkreisförmigen Abschnitt der Schaltergrundplatte 11, die in dem Grundgehäuse 1 aufgenommen ist, ausgebildet, und zugleich ist ein Schalterarm 15 auf der Steuerungsleiter­ platte 6 vorgesehen, die in dem Grundgehäuse 1 befestigt ist, wobei, indem bewirkt wird, daß der Schalterantriebsabschnitt 14 und der Schalterarm 15 durch die Bewegung der Schalter­ grundplatte 11 miteinander in Kontakt gebracht werden (über die Abstufung gedrückt wer­ den), der Schalterarm 15 geneigt wird und angeschaltet wird.

Außerdem ist, während an dem Außenumfangsabschnitt eines Teils des halbkreisförmigen Abschnitts der Schaltergrundplatte 11 ein Stirnzahnrad (Zahnstange) 16 vorgesehen ist, an der äußeren Position gegenüber dem Stirnzahnrad ein Dämpfer 17 zur Anpassung der Hebelge­ schwindigkeit vorgesehen, wobei ein Stirnzahnrad 18, das an der äußeren Umfangskante des entsprechenden Dämpfers 17 vorgesehen ist, in das Stirnzahnrad 16 der Schaltergrundplatte 11 eingreift.

Mit diesem Aufbau wird durch Drücken und Betätigen des vorspringenden fächerförmigen Eindrückabschnitts 12 des Grundgehäuses 1 an der Schaltergrundplatte 11 der Schalter ange­ schaltet, und gleichzeitig wird die Drehgeschwindigkeit der Schaltergrundplatte 11 durch den Eingriff der Schaltergrundplatte 11 mit dem Dämpfer 17 gemindert.

Außerdem ist an der Position, die der Seite des spitzen Endes des Stirnzahnrades 16 der Schaltergrundplatte 11 gegenüberliegt, eine Meßachse 20 vorgesehen, eine scheibenförmige Meßgrundplatte 21 ist drehbar auf der entsprechenden Meßachse 20 vorgesehen, und ein Stirnzahnrad 22 ist auf der Meßachse 20 so befestigt, daß es bezüglich der Meßgrundplatte (Drehscheibe 21) feststeht, wobei das Stirnzahnrad 22 der Meßgrundplatte 21 in das Stirn­ zahnrad 16 der Schaltergrundplatte 11 eingreift.

Durch diesen Aufbau wird bewirkt, daß die Meßgrundplatte 21 in Abhängigkeit von der Schaltergrundplatte 11 gedreht wird, welche sich durch die Wirkung des Dämpfers 17 mit geringer Geschwindigkeit dreht.

Weiterhin ist die Meßgrundplatte 21 zwischen dem Meßöffnungsabschnitt 3 und dem Meßab­ schnitt 4 angeordnet, wobei ein schwarzes Testmuster 23 und ein weißes Testmuster 24, wel­ che Prüfmuster bestimmter Farben sind, und ein Meßfenster 25, das ein Loch ist, an festge­ legten Positionen auf der Meßgrundplatte 21 vorgesehen sind.

Außerdem sind an der Außenumfangskante an der anderen Seite der Meßgrundplatte 21 Na­ sen 26, 26a bzw. 26b entsprechend dem schwarzen Testmuster 23, dem weißen Testmuster 24 und dem Meßfenster 25 vorgesehen. Ferner ist auf der Steuerungsleiterplatte 6 ein Zeiterfas­ sungssensor 27 vorgesehen, der die Nasen 26, 26a und 26b erfaßt.

Durch diesen Aufbau werden das schwarze Testmuster 23, das weiße Testmuster 24, das Meßfenster 25 sowie die Nasen 26, 26a und 26b durch die Drehung der Schaltergrundplatte 11 und der Meßgrundplatte 21 gedreht und bewegt, und wenn das schwarze Testmuster 23 zwischen dem Meßabschnitt 4 und dem Meßöffnungsabschnitt 3 positioniert ist, wird das von dem schwarzen Testmuster 23 reflektierte Licht zu dem Erfassungszeitpunkt der Nase 26 ge­ messen, und als nächstes wird das von dem weißen Testmuster 24 reflektierte Licht zu dem Erfassungszeitpunkt der Nase 26a gemessen, und, wie nachfolgend beschrieben, wird eine Selbstprüfung und -korrektur ausgeführt.

Wenn ferner das Meßfenster 25 zwischen dem Meßabschnitt 4 und dem Meßöffnungsab­ schnitt 3 positioniert ist, tritt zum Erfassungszeitpunkt der Nase 26b Licht durch das Meßfen­ ster (Loch) 25, das von dort reflektierte Licht wird gemessen, und die Farbe einer Substanz wird identifiziert.

Weiterhin ist in dem Grundgehäuse 1 ein Lautsprecher 28 als eine Einrichtung zur peripheren Ausgabe einer identifizierten Farbe eines Objektes in Sprachform vorgesehen. Anstatt des Lautsprechers 28 kann jedoch auch ein Ohrhörer (einschließlich seines Anschlusses) (nicht dargestellt) verwendet werden.

Als nächstes wird eine Schaltung(-seinrichtung) mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben, in welcher eine Steuerungsleitungsplatte 6 vorgesehen ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, sind in dem Grundgehäuse 1 zusätzlich zu einem Lichtausstrahlungs- und -empfangsabschnitt, einem Zeiterfassungsabschnitt, einem Schalter, einem Sprachausga­ beabschnitt und einem Stromversorgungsabschnitt, die zuvor genannten beweglichen Bauteile (Schaltergrundplatte 11, Meßgrundplatte 21 usw.) als Funktionsabschnitt und eine Steue­ rungsleiterplatte 6 mit einem Stromversorgungsanschluß 14 vorgesehen, welche die Rolle einer Farbidentifizierungseinrichtung übernimmt.

Der Hauptteil, in welchem die Steuerungsleiterplatte 6 montiert ist, ist aus einer CPU, einem RAM, einem ROM, einem A/D usw. aufgebaut. Nachfolgend wird eine Beschreibung der Merkmale und Wirkungsweisen dieser Bestandteile gegeben.

Die von dem Lichtausstrahlungs- und -empfangsabschnitt (Farbsensor 4a und weiße Licht­ quellen 4b und 4c) gemessenen (analogen) Daten werden auf der Eingangsseite von einem Operationsverstärker OPV 30 verstärkt und an die Hauptschaltung 31 (A/D-Wandler, CPU, RAM und ROM) übertragen. Außerdem werden die Zeitdaten des Zeiterfassungsabschnitts (Nasen 26, 26a und 26b und Sensor 27) über eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 32 an die Hauptschaltung 31 übertragen.

Die Hauptschaltung 31 ordnet die gemessenen (analogen) Daten von dem Operationsverstär­ ker 30 entsprechend den von der Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 32 übertragenen Zeitdaten zu, und die Daten werden von einem A/D-Wandler von analog in digital umgesetzt.

Aus den gemessenen RGB-Daten (digitalen Daten) wird auf Grundlage von Berechnungsglei­ chungen, die in einem ROM gespeichert sind, und Bezugsdaten (Tabellendaten in Fig. 15 bis Fig. 18), usw. die Farbe identifiziert.

Drei Arten (oder eine oder zwei Arten für einige Farbnamen) von digitalen Sprach-Daten werden basierend auf der Farbidentifizierung aus einem EEP-ROM 33 entnommen, und die digitalen Sprach-Daten werden von der Hauptschaltung 31 zu einem Operationsverstärker an der Ausgangsseite übertragen.

Und nachdem die digitalen Sprach-Daten von einem Digital/Analog-Wandler in analoge Da­ ten umgesetzt worden sind, werden die von einem Operationsverstärker 34 verstärkten Sprachsignale an den Lautsprecher 28 als Sprachausgabeabschnitt übertragen, von welchem die Sprache ausgegeben wird.

Als nächstes wird die Wirkungsweise einer Farbidentifizierungsvorrichtung gemäß vorliegen­ der Erfindung beschrieben.

Wenn die Stromversorgung einer Farbidentifizierungsvorrichtung durch Drücken und Drehen der Schaltergrundplatte 11 angeschaltet wird, wird der Meßabschnitt 14 angetrieben oder ge­ startet (d. h., er empfängt Licht), und es wird bewirkt, daß sich die Meßgrundplatte 21 mit niedriger Geschwindigkeit dreht, wodurch nacheinander das schwarze Testmuster 23, das weiße Testmuster 24 und das Meßfenster 25 zwischen den Meßabschnitt 4 und den Meßöff­ nungsabschnitt 3 bewegt werden.

Wenn das schwarze Testmuster 23, usw., in der entsprechenden Meßposition angeordnet sind, erkennt der Sensor 27 die Nasen 26, 26a und 26b, wobei die Daten des zu dieser Zeit empfan­ genen (gemessenen) Lichts von dem Farbsensor 4a an die Steuerungsleiterplatte 6 übertragen werden.

Das heißt, wenn weißes Licht, das von den Quellen für weißes Licht 4a und 4b abgestrahlt wird, von den Prüfmustern reflektiert wird, oder wenn es von einer Substanz (einem Objekt) reflektiert wird, (wobei das abgestrahlte und empfangene Licht durch das Meßfenster 25 tritt), wird in Abhängigkeit von den Prüfmustern oder der Substanz (dem Objekt) Licht einer be­ stimmten Wellenlänge reflektiert, und der gemessene Wert, der in Abhängigkeit von der Menge empfangenen Lichts der drei Primärfarben, das von dem Farbsensor 4a empfangen wird, photoelektrisch umgewandelt wird, wird auf die Steuerungsleiterplatte 6 übertragen.

Danach werden die gemessenen Daten (RGB-Daten) in der Steuerungsleiterplatte 6, auf wel­ che die gemessenen Daten übertragen worden sind, umgerechnet und in berechnete Daten (HLS-Daten) umgewandelt, und basierend auf den HLS-Daten wird der "Farbname der Sub­ stanz" ausgewählt.

Ferner wird der "Farbname der Substanz" als ein dreigliedriger Begriff aus "Grundfarbname", "näherer Bestimmung bezüglich Helligkeit und Sättigung" und "näherer Bestimmung bezüg­ lich des Farbtons" ausgedrückt, welche dem japanischen Industriestandard (JIS-Normen) ent­ sprechen.

Nachdem die Sprachdaten des Grundfarbnamens und der beiden Arten von näheren Bestim­ mungen, welche gemäß den JIS-Normen aus den HLS-Daten ausgewählt werden, extrahiert worden sind, werden die Sprachdaten an den Lautsprecher 28 übertragen, durch welchen die Sprachdaten ausgesprochen werden, um einer sehbehinderten Person zu ermöglichen, die Farbe der Substanz zu hören und zu identifizieren oder zu erfassen.

Nachfolgend wird eine Beschreibung der Beziehung zwischen der menschlichen Sehwahr­ nehmung und der vorliegenden Erfindung, der Beziehung zwischen der menschlichen Seh­ wahrnehmung und den Vorschriften der JIS-Normen (Z 8102, usw.), der Beziehung zwischen den Vorschriften der JIS-Normen und den HLS-Daten, der Beziehung zwischen den RGB- Daten als Meßdaten und den HLS-Daten als berechnete Daten und dem System zur Auswahl der Farbnamen aus den gemessenen Daten usw. gegeben, und schließlich erfolgt eine Be­ schreibung des Prüf- und Korrektursystems.

Zuerst wird der Zusammenhang zwischen der Reflexion eines Lichtstrahls von einer Substanz und dem Grundprinzip der menschlichen Farbwahrnehmung und der Zusammenhang zwi­ schen der menschlichen Sehwahmehmung und der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Wenn weißes Licht, das aus den drei Primärfarben (Rot: R, Grün: G und Blau: B) besteht, auf ein Objekt gestrahlt wird, kann das Objekt (die Substanz) eine größere Menge Licht einer bestimmten Wellenlänge als sichtbaren Lichtstrahl reflektieren und eine größere Menge Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbieren.

Das heißt, der relative Betrag, der sich darauf bezieht, welcher Anteil des sichtbaren Lichts reflektiert werden kann, oder welcher Anteil davon absorbiert wird, kann sich entsprechend der Substanzen unterscheiden, und Menschen erfassen die Farben (Strahlen sichtbaren Lichts), die von einer Substanz reflektiert werden, und können die Farben identifizieren.

Und obwohl in der Erfindung die Farben identifiziert werden, nachdem das reflektierte Licht numerisch gemessen worden ist, unterscheidet sich die Farbidentifizierung durch den Men­ schen von dem Farbidentifizierungsverfahren der Erfindung.

Das heißt, Menschen identifizieren Farben basierend auf der Sehwahrnehmung (gesamte Sehwahrnehmung für die drei Primärfarben), die von dem von der Substanz reflektierten Licht und der Empfindlichkeit der Augen bestimmt wird.

Ferner kann die Sehwahrnehmung für jede der drei Primärfarben und die gesamte Sehwahr­ nehmung der drei Primärfarben als ein Integralwert berechnet werden, basierend auf dem Re­ flexionsgrad pro Wellenlänge und dem Teil, in dem sich die Empfindlichkeiten der Augen überlappen.

Im Gegensatz dazu werden bei der Erfindung, nachdem das reflektierte Licht der drei Primär­ farben (RGB) gemessen worden ist und die gemessenen RGB-Daten in berechnete HLS- Daten umgewandelt worden sind, die HLS-Daten auf Tabellendaten gemäß der JIS-Normen angewendet, wodurch man drei Attribute (Farbton, Sättigung und Helligkeit) der Farbwahr­ nehmung erhält, welche in den später beschriebenen JIS-Normen vorgeschrieben sind, Sprachdaten des Farbnamens (Grundfarbname, Helligkeit, Sättigung und Farbton) extrahiert werden und die Farbe in Sprachform ausgegeben wird.

Und, die JIS-Norm bildet ein Mittel zum Ausdruck der Sehwahrnehmung (Farbidentifizie­ rung) des Menschen.

Der Ausdruck der Farbnamen, welche einer sehbehinderten Person übermittelt werden, indem eine Substanz (ein Objektes) gemessen wird, d. h., die drei Attribute (Farbton, Helligkeit und Sättigung) der Farbwahrnehmung werden auf der Basis der Ausdrücke verwendet, die gemäß der JIS-Norm "Farbnamen von Substanzen" (Z 8102) vorgeschrieben sind.

Das heißt, wie bei den Namen der chromatischen und achromatischen Grundfarben in Fig. 4(a) und Fig. 4(b) gezeigt, werden die Grundfarbnamen einer Substanz mit dreizehn verschie­ denen Begriffen ausgedrückt, die aus chromatischen Farben und achromatischen Farben be­ stehen, und zugleich werden die Farben durch eine Kombination der chromatischen und achromatischen Grundfarben und zwei Arten von näheren Bestimmungen ausgedrückt, die in den Tabellen der näheren Bestimmungen, die in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt sind, angegeben sind.

Die Farbtonnamen, welche die zehn verschiedenen Namen chromatischer Grundfarben als Attribute der Farbwahrnehmung sind, werden gemäß des Farbtonrings (Bezug auf Fig. 10 und Fig. 11) wie in Fig. 9 gezeigt (Zusammenhang zwischen den näheren Bestimmungen bezüg­ lich des Farbtons) eingeteilt, und die Helligkeit und Sättigung werden entsprechend der An­ ordnung von Helligkeit und Sättigung auf einer Ebene konstanten Farbtons (Bezug auf Fig. 12 und Fig. 13) wie in Fig. 12 gezeigt (Zusammenhang zwischen der Helligkeit achromatischer Farben und der Helligkeit und Sättigung chromatischer Farben), eingeteilt.

In der Erfindung ist der zuvor genannte Farbtonring in 360 Grad oder in 20 Stufen (1 bis 20) eingeteilt und den jeweiligen chromatischen Grundfarben werden Farbtöne zugeordnet, und die Helligkeit ist in 20 Stufen (1 bis 20) eingeteilt, wobei die Helligkeitsangabe und die Sätti­ gungsangabe hinzugefügt werden.

Deshalb wird eine kurze Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der Helligkeit und Sät­ tigung, basierend auf den JIS-Normen entsprechend den Fig. 9 und Fig. 12 gegeben. In den Angaben von Fig. 12, bei denen Rot, dessen Farbton 0 ist, als ein Beispiel genommen wird, wird die Farbe eine achromatische Farbe (Weiß, Grau und Schwarz), wenn die Sättigung (Ab­ szisse) 0 ist und mit zunehmendem Zahlenwert Rot, sie wird Schwarz, wenn die Helligkeit (Ordinate) 0 ist, für den Fall, daß die Sättigung 0 ist (achromatisch), und mit zunehmendem Zahlenwert (der Helligkeit) wird sie Weiß.

Wenn die Sättigung eine mittlere Zahl oder eine große Zahl ist, wird, eine Farbe "blaß" oder "hell", sobald die Helligkeit groß ist, wird sie "lebhaft", sobald die Sättigung groß wird, und wird sie "düster" oder "dunkel", sobald die Sättigung klein wird. Dies trifft auf alle Farbton­ winkel zu (d. h., es ist nicht auf Rot beschränkt, sondern trifft grundlegend auf alle chromati­ schen Farben zu).

In Fig. 9 sind die achromatischen Farben (Weiß, Grau und Schwarz), deren Sättigung 0 ist, in der Mitte dargestellt, und die chromatischen Farben sind im Umkreis angegeben.

Nun wird eine Beschreibung des Zusammenhangs zwischen dem zuvor genannten Farbton, der Helligkeit und der Sättigung, bezogen auf ein in der Ausführungsform gezeigtes Meßbei­ spiel gegeben. Wie in Fig. 7 gezeigt, betragen die RGB-Daten von Weiß (weißes Testmuster) R = 231, G = 228 und B = 235, wobei die Wellenlängen der drei Primärfarben ziemlich stark sind, und in einem später beschriebenen Berechnungsausdruck der HLS-Daten wird die Farbe, obwohl die Grundfarbe Purpur (bei H = 16) ist, bei L = 2 und S = 5 Weiß.

Die RGB-Daten von Schwarz (schwarzes Testmuster) sind R = 22, G = 22 und B = 17, wobei die Wellenlängen der drei Primärfarben alle schwach sind, und obwohl die Basisfarbe Gelb ist (bei H = 6), wird sie Schwarz bei L = 19 und S = 3.

Und, die RGB-Daten von Rot (rotes Testmuster) sind R = 182, G = 22 und B = 29, wobei nur die Wellenlänge von Rot ziemlich kräftig ist, und die Basisfarbe ist Rot bei dem Farbton H = 2 und hat einen Farbtonwinkel von 357 Grad, und sie wird das Rot der ausschließlichen Grundfarbe bei L = 13 und S = 16.

Ferner ist in der JIS-Norm (Z 8721) ein Verfahren zur Skalierung und zum Ausdruck der drei Farbattribute (Farbton, Helligkeit und Sättigung) der Farbwahrnehmung vorgeschrieben.

Zusätzlich ist die Beziehung zwischen den Bezeichnungen in Z 8721 und den systematischen Farbnamen (nähere Bestimmungen und Grundfarbnamen, usw.) in Z 8102 (nur einige dieser Normen sind für die Ausführungsform der Erfindung herausgezogen und vorbereitet worden) beschrieben.

Außerdem werden bei Z 8721 die Bezeichnungssymbole Hc, Vc und Cc der Farben von drei Anregungsfaktoren Yc und der Sättigungskoordinate xc und yc erhalten (ein Beispiel des Be­ rechnungsausdrucks ist in BASIC-Notation angegeben).

In den JIS-Vorschriften sind jedoch zuerst, da Vorrichtungen und Berechnungen kompliziert werden, weil es notwendig ist, die drei Anregungsfaktoren zu berechnen, verschiedene Arten vereinfachter Berechnungsausdrücke, basierend auf RGB-Daten, vorgeschlagen worden. In der Erfindung wird ein HLS-Farbraum verwendet, der basierend auf RGB leicht berechnet werden kann, wobei Farbton, Helligkeit und Sättigung gemäß der JIS-Vorschriften ausge­ wählt und bestimmt werden.

Nachfolgend wird der Zusammenhang zwischen RGB, HLS und JIS-Vorschriften beschrie­ ben.

Eine Farbe setzt sich aus den drei Bestandteilen RGB zusammen, und läßt sich, wie in Fig. 8 gezeigt, in Begriffen eines dreidimensionalen Raumes ausdrücken, in dem die drei Bestand­ teile RGB als Achsen genutzt werden und der ein "RGB-Farbraum" genannt wird, wobei eine bestimmte Farbe, basierend auf den drei Werten RGB, in dem Farbraum angeordnet wird. Es ist jedoch schwierig, die Farbe in dem RGB-Raum zu identifizieren, obwohl die Farbposi­ tion durch die drei gemessenen Werte bestimmt ist.

Im Gegensatz dazu existiert herkömmlicherweise eine Farbbezeichnung, die "Munsell- Farbtonring" genannt wird, durch welche die Grundfarbnamen (Farbtöne) klassifiziert werden und die Farbtonidentifizierung (Farbbeurteilung) normiert ist.

Ferner sind die zuvor genannten JIS-Vorschriften auf der Basis dieser Farbbezeichnung durch Hinzufügen der Helligkeit und Sättigung zu dem Munsell-Farbtonring zusammengesetzt.

Außerdem steht ein HLS-Raum (zylindrisches HLS-Koordinatensystem) als ein Beispiel zur Bezeichnung des Farbtons, der Helligkeit und der Sättigung zur Verfügung, und Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen dem RGB-Farbraum und dem HLS-Farbraum.

Zusätzlich dazu liegt der Grund, weshalb HLS verwendet wird, darin, daß das Koordinatensy­ stem zylindrisch und sehr ähnlich verschiedener Arten von JIS-Tabellen ist, wobei das aus RGB umzusetzende Datenformat nicht auf HLS beschränkt ist, sondern, wenn eine andere Art als HLS angewandt wird, ein anderer Berechnungsausdruck verwendet wird und es notwendig ist, eine für den Berechnungsausdruck geeignete Tabelle vorzubereiten.

Nachfolgend wird eine Rechnungsumwandlung von RGB-Daten als gemessene Daten in HLS-Daten als berechnete Daten beschrieben, und wie der Farbton, die Helligkeit und Sätti­ gung erhalten werden.

Zunächst ist nachfolgend ein Berechnungsausdruck zur Ermittlung eines Farbtonwinkels H gezeigt. (Was ferner die Behandlung von Bruchteilen betrifft, wird auf ein später beschriebe­ nes tatsächliches Beispiel verwiesen).

Hier nehmen RGB jeweils die Zahlen von 0 bis 255 an. Das heißt, nachdem die von einem Farbsensor 4a gemessenen RGB-Daten von einem Operationsverstärker 30 verstärkt worden sind, werden die Daten von einem AID-Wandler analog-digital umgesetzt und werden in 256 Abstufungen unterteilt.

Ferner sind r, g und b Zahlen, die durch Teilen von RGB durch 255 erhalten werden; MAX ist die größte Zahl von r, g und b; und MIN ist die kleinste Zahl von r, g und b.

Es wird einer der Ausdrücke (1), (2) und (3) ausgewählt, in Abhängigkeit davon, bei welcher Komponente (der RGB-Daten) das Maximum der drei Primärfarben liegt, wobei eine Varia­ ble h berechnet wird.

Wenn R bei den RGB-Daten maximal ist, ist

h = (g - b)/(MAX - MIN) (1)

Wenn G bei den RGB-Daten maximal ist, ist

h = 2 + (b - r)/(MAX - MIN) (2)

Wenn B bei den RGB-Daten maximal ist, ist

h = 4 + (r - g)/(MAX - MIN) (3)

Nachdem die Variable h berechnet worden ist, wird H = h × 60 ausgeführt, um die Variable h in Form von 360 Grad anzugeben, und durch Drehung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhr­ zeigersinn wird H so angepaßt, daß es eine ganze Zahl von 0 bis 360 wird.

Wenn H ≧ 0 ist H = H (4)

(Im Falle des Drehens im Uhrzeigersinn bleibt die Angabe bestehen wie sie ist).

Wenn H < O, ist H = H + 360 (5)

(Für den Fall des Drehens im Gegenuhrzeigersinn wird die Drehung im Uhrzeigersinn ange­ geben, nachdem 360 hinzu addiert worden ist).

Wenn außerdem MAX - MIN = 0 ist, nimmt H = 0 an.

Aus dem wie zuvor beschrieben erhaltenen Farbtonwinkel H wird ein Farbton ausgewählt.

Fig. 11 zeigt eine Farbtabellennummer (Bezug auf Fig. 15), auf welche die HLS-Daten ange­ wendet sind, die einer Tabelle der Unterteilung des Farbtonrings nach JIS Z 8721 (Bezug auf Fig. 10) hinzugefügt ist; und Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen den Nummern der Farbta­ belle und den Farbtonwinkeln in HLS.

Nun wird der erhaltene Farbtonwinkel H auf eine Tabelle dieser Beziehung in Fig. 15 ange­ wendet, um eine Nummer der Farbtabelle zu erhalten; und die Nummer der Farbtabelle wird auf den Farbtonring von Fig. 11 angewendet, um Farbtöne (der chromatischen Farben) zu erhalten.

Was ferner die achromatischen Farben betrifft, so werden die zuvor genannten Farbtöne nicht direkt auf diese angewendet, sondern diese werden durch die Beziehung von Helligkeit L und Sättigung S bestimmt.

Als nächstes wird ein Berechnungsausdruck zur Ermittlung der Helligkeit L gezeigt.

Die Berechnung der Helligkeit L wird so ausgeführt, daß sie in dem Ausdruck (7) eine Zahl von 0 bis 20 annimmt, um, nachdem eine Variable 1 erhalten worden ist, die Variable 1 in 20 Abstufungen darzustellen.

1 = (MAX + MIN)/2 (6)

L = {100 - (1 × 100)}/5 (7)

Und, wie in Fig. 16 gezeigt, erhält man die Helligkeit 1 bis 20 der oberen Zeile aus dem Be­ rechnungswert L der unteren Zeile.

Nachfolgend wird ein Berechnungsausdruck zur Ermittlung der Sättigung S gezeigt.

Bei Ermittlung der Sättigung S wird einer der Ausdrücke (8) oder (9) durch eine Variable 1 in dem Berechnungsvorgang der Helligkeit L ausgewählt, wodurch die Variable s berechnet wird.

Wenn 1 ≦ 0 0,5,

s = (MAX - MIN)/(MAX + MIN) (8)

Wenn 1 < 0,5,

s = (MAX - MIN)/{2 - (MAX + MIN)} (9)

Nachdem man nun die Variable s erhalten hat, wird die Berechnung so weitergeführt, daß man durch den Ausdruck (10) eine Zahl von 0 bis 20 erhält, um sie in zwanzig Abstufungen anzugeben.

S = (s × 100)/5 (10)

Wenn MAX - MIN = 0, wird außerdem s = 0 gesetzt.

Und, wie im Fall der Helligkeit L, erhält man die Sättigung 1 bis 20 aus Fig. 16.

Außerdem werden, wie in Fig. 13 gezeigt, obwohl die Helligkeit L und die Sättigung S in den JIS-Normen in zehn Abstufungen unterteilt sind, diese in HLS gemäß vorliegender Erfindung in zwanzig Abstufungen unterteilt.

Im weiteren werden das Vorhandensein von näheren Bestimmungen und die achromatischen Farben aus der wie zuvor beschrieben ermittelten Helligkeit L und Sättigung S ausgewählt.

Fig. 17 ist eine L-S-Tabelle, die den Farbton 5 in der Farbtabelle betrifft, und die L-S-Tabelle ist mit einer anhängenden Zeichnung 5 in JIS Z 8102 (Fig. 14 in der vorliegenden Beschrei­ bung) verknüpft.

Danach werden aus der Tabelle bei den jeweiligen Zahlen für die Helligkeit L auf der Ordi­ nate und Sättigung S auf der Abszisse LS-Werte extrahiert, wobei, basierend auf der dem JIS beigefügten Zeichnung, die mit den entsprechenden Positionen der LS-Werte verknüpft ist, achromatische Farben gewählt werden, wenn die Sättigung 2 oder geringer ist, und chromati­ sche Farben gewählt werden, wenn die Sättigung größer oder gleich 3 ist. Danach werden nähere Bestimmungen (einschließlich ihres Vorhandenseins) aus der Sättigung S und der Helligkeit L ausgewählt, wobei der Farbname bestimmt wird.

Ferner ist in Fig. 18 die Beziehung zwischen den LS-Zahlen und den Farbnamen gezeigt.

Ein Verfahren zur Ermittlung eines Farbnamens auf der Basis der HLS-Daten, die aus den zuvor genannten RGB-Daten berechnet worden sind, wird wie folgt zusammengefaßt:

• 1. der Farbwinkel (H) wird bestimmt,
• 2. die Nummer in der Farbtabelle wird bestimmt,
• 3. der Farbton (Grundname der Farbe) wird bestimmt (achromatische Farben unterliegen einer gesonderten Beschreibung),
• 4. die Werte von Helligkeit (L) und Sättigung (S) werden bestimmt,
• 5. es werden Zahlen aus der L-S-Tabelle erhalten, und
• 6. der Farbname wird erhalten.

Als nächstes wird, nachdem der Farbname erhalten worden ist, ein Lautsprechersystem (peri­ phere Sprachausgabe) beschrieben.

Die Sprachdaten, die den Grundnamen der Farben, die Helligkeit, die Sättigung und den Farbton hinsichtlich der Farbnamen betreffen, werden separat in dem EEP-ROM 33 der Steuerungs-Leiterplatte 6 gespeichert.

Und in Abhängigkeit von dem Farbnamen werden beispielsweise in einem Fall mit aus­ schließlich dem Grundnamen der Farbe nur die Daten des Grundnamens der Farbe aus dem EEP-ROM 33 extrahiert, ohne andere Sprachdaten zu extrahieren, und wenn nähere Bestim­ mungen vorgesehen sind, werden mehrere Sprachdaten einschließlich deren Reihenfolge ex­ trahiert.

Die aus dem EEP-ROM 33 extrahierten Sprachdaten werden von dem D/A-Wandler von di­ gital in analog umgesetzt und von dem Operationsverstärker 34 verstärkt, und die Daten wer­ den an den Lautsprecher 28 übertragen, von welchem die Daten peripher als Sprache ausge­ geben werden.

Als nächstes werden zwei Beispiele beschrieben, in welchen eine Farbe, basierend auf den RGB-Daten, identifiziert wird, eine davon ist ein Testmuster 1, dessen Farbname "Grau" ist, und die andere ist ein Testmuster 2, dessen Farbname "lebhaft rötliches Gelb" ist.

Die beiden Beispiele sind die Nr. 549 1/2 und Nr. 569 in dem DIC-Farbmuster, beide sind rötliches Gelb. Ihre Helligkeit und Sättigung unterscheiden sich jedoch voneinander, und dies sind Beispiele, bei welchen eines als achromatische Farbe und eines als chromatische Farbe bewertet wird.

Zusätzlich zeigt das folgende tatsächliche Beispiel ein Beispiel der Behandlung von Bruch­ teilen. Die Stelle, auf welche die Behandlung von Bruchteilen angewendet wird, kann jedoch angemessen geändert werden, und in dem Fall kann angemessen korrigiert werden.

Durch Bestrahlung des Testmusters 1 (Nr. 549 1/2 in dem DIC-Muster) mit Licht und Emp­ fang des Lichts von diesem, erhält man die RGB-Daten R = 126, G = 121 und B = 104.

Da das Maximum bei R liegt, ist h = 0,772727 (auf sechs Dezimalstellen gerundet). Da H ≧ 0, ist H = 46 (die Dezimalstellen werden vernachlässigt). Damit ersieht man aus Fig. 15, daß die Farbtabellennummer 5 ist.

Aus dem Ausdruck (6) erhält man 1 = 0,45098 (bei der Berechnung von L wird auf zwei De­ zimalstellen gerundet, bei der Berechnung von s wird auf fünf Dezimalstellen gerundet).

Aus dem Ausdruck (7) erhält man L = 11, und aus Tabelle 16 findet man die Helligkeit zu 12.

Da 1 ≦ 0,5, erhält man s = 0,0956522 aus dem Ausdruck (8) (auf sieben Dezimalstellen gerun­ det, Vernachlässigung aller Dezimalstellen bei der Berechnung von 5 (wenn man s × 100 rechnet)), und S = 1 (Vernachlässigung aller Dezimalstellen) erhält man aus dem Ausdruck (10).

Aus Fig. 16 erhält man die Sättigung 2. Basierend auf der zuvor erfolgten Beschreibung erhält man H = 46, Farbton = 5, Helligkeit (L) = 12, Sättigung (S) = 2.

Wenn L = 12 und S = 2 auf die L-S-Tabelle (Fig. 17) des Farbtons 5 angewendet werden, kann ein LS-Wert = 3 ermittelt werden, und dieser gibt Grau an.

Auch ist dieser Farbname ("Grau") nur aus dem Grundfarbnamen zusammengesetzt, und ein Beispiel der Signalart in einem Computer ist (0,0,N) (wie in Fig. 4b gezeigt, N = Grau).

Die RGB-Daten, die man durch Bestrahlung mit Licht des Testmusters 2 (Nr. 569 in dem DIC-Muster) und Empfang des Lichts von diesem erhält, sind R = 255, G = 212 und B = 0.

Da R der größte Wert ist, erhält man h = 0,831373 (auf sechs Dezimalstellen gerundet) aus dem Ausdruck (1).

Da H ≧ 0, erhält man H = 49 (Vernachlässigung aller Dezimalstellen) aus dem Ausdruck (4). Danach findet man aus Fig. 15 die Nummer in der Farbtabelle zu 5.

Aus dem Ausdruck (6) erhält man 1 = 0,5 (ohne Bruchteile), und L = 10 erhält man aus dem Ausdruck (7). Danach findet man aus Fig. 16 die Helligkeit zu 11.

Da 1 ≦ 0,5, erhält man aus dem Ausdruck (8) s = 1 (ohne Bruchteile). Aus dem Ausdruck (10) erhält man S = 20 (Dezimalstellen werden nicht beachtet). Danach findet man aus Fig. 16 eine Sättigung von 20.

Basierend auf der zuvor erfolgten Beschreibung erhält man H = 49, Farbton = 5, Helligkeit (L) = 11 und Sättigung = 20. Wenn L = 11 und S = 20 auf die L-S-Tabelle (Fig. 17) des Farbtons 5 angewendet werden, kann man einen LS-Wert = 22 erhalten.

Dieser gibt "lebhaft rötliches Gelb" an (Bezug auf Fig. 18).

Außerdem ist dieser Farbname "lebhaft rötliches Gelb" eine nähere Bestimmung für den Farbton (wie in Fig. 4(a), Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt, eine nähere Bestimmung vv der Helligkeit und Sättigung = lebhaft, eine nähere Bestimmung r = rötlich, und die Grundfarbe y = Gelb) als ein Beispiel der Art der Signale in einem Computer.

Ferner sind in der beigefügten JIS-Zeichnung (Fig. 14 in der vorliegenden Beschreibung) und in der L-S-Tabelle aus Fig. 17, die mit dieser Zeichnung verknüpft ist, einige Farben nicht angegeben, und in den berechneten HLS-Daten entsprechen einige Farben dem Rand, so daß Korrekturen vorgenommen werden, um die Farbnamen zu erhalten.

Als ein Korrekturverfahren wird Helligkeit und/oder Sättigung als ein Standard definiert, um den LS-Wert einer Farbe am Rand zu bestimmen.

Als nächstens soll ein Prüf- und Korrekturverfahren beschrieben werden.

Die zuvor beschriebene Umwandlung der RGB-Daten in HLS-Daten basiert auf digitalen Daten der drei Primärfarben in 256 (0-255) Abstufungen.

Durch Nutzung der Farbidentifizierungsvorrichtung treten Änderungen in der Stromversor­ gung (beispielsweise Minderung der gespeicherten Elektrizitätsmenge und Minderung der Ausgangselektrizität (Spannung und Strom)), Änderungen der Nutzungstemperatur und Alte­ rungserscheinungen auf, so daß die RGB-Daten nicht immer in den 256 Abstufungen erkannt werden.

Deshalb wird basierend auf den RGB-Daten eines Prüfmusters wie etwa eines schwarzen Prüfmusters oder eines weißen Prüfmusters, die allgemein verwendet werden, eine Prüfung der Daten der drei Primärfarben zum Zeitpunkt der Verwendung der Vorrichtung ausgeführt.

Das heißt, wenn die gemessenen Daten des weißen Testmusters 24 und des schwarzen Test­ musters 23 mit den RGB-Bezugsdaten (231, 228, 235) und (22, 22, 17) übereinstimmen, ist keine Korrektur notwendig. Entsprechend der von dem weißen und dem schwarzen Testmu­ ster erhaltenen RGB-Daten werden jedoch die RGB-Daten eines Objektes mittels einer Pro­ portionalverteilung überprüft und in HLS umgewandelt, wodurch die Farbidentifizierung er­ folgt.

Beispielsweise erfolgt die Prüfung, um zu beurteilen, zu welcher Seite, der Seite des kleinen Wertes, der Seite des mittleren Wertes oder der Seite des großen Wertes, einer oder beide der gemessenen RGB-Datensätze des weißen und schwarzen Testmusters 23 und 24 im Vergleich mit den zuvor genannten RGB-Bezugsdaten verschoben sind.

Als ein Beispiel wird jeweils für R, G und B, wenn die gemessenen Daten auf der Seite des kleinen Wertes liegen, ein Koeffizient für die Korrektur des oberen Wertes festgesetzt, wenn die gemessenen Daten auf der Seite des mittleren Wertes liegen, erfolgt eine Korrektur für einen Wert über 123 und eine Korrektur für einen Wert unter 122 und wenn der gemessene Wert auf der Seite des großen Wertes liegt, wird der niedrige Wert korrigiert.

Diese Korrekturen erfolgen unmittelbar vor der Messung des Objektes, wodurch exakte RGB- Daten, HLS-Daten und eine exakte Farbidentifizierung erreicht wird.

Ferner ist (255, 255, 255) die Basis für Weiß, und (0, 0, 0) ist die Basis für Schwarz, es wer­ den jedoch die Ausgangsdaten (231, 228, 235) und (22, 22, 17) des schwarzen Testmusters 23 und weißen Testmusters 24, die auf der Meßgrundplatte 21 angeordnet sind, als Bezugsdaten für die Prüfung definiert.

Weiterhin werden das schwarze Testmuster 23 und das weiße Testmuster 24 als Prüfmuster für bestimmte Farben verwendet, die für die Selbstprüfung genutzt werden, jedoch können diese Muster auch geeignet geändert werden.

Man bedenke beispielsweise, daß, wenn das schwarze Testmuster 23 und weiße Testmuster 24 mit den gemessenen Daten (0, 0, 0) oder (255, 255, 255) verwendet werden, zwei Prüfmu­ ster nötig sind. Wenn jedoch ein Prüfmuster mit anderen Meßdaten wie etwa (22, 22, 17) oder (231, 228, 235) bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden, hat man drei Werte von RGB, so daß ein Testmuster ausreicht.

Außerdem kann anstelle des schwarzen Testmusters 23 oder des weißen Testmusters 24 eines bis drei der Muster der drei Primärfarben verwendet werden, oder es kann ein Muster mit ei­ ner bestimmten optionalen Farbe verwendet werden.

Das heißt, soweit die gemessenen Daten eines Prüfmusters als Bezugsdaten gespeichert wer­ den und ein Vergleich mit diesen möglich ist, kann jede Farbe als Prüfmuster ausgewählt werden.

Wenn die Muster der drei Primärfarben verwendet werden, ragen die Daten eines der drei Muster heraus, so daß die Prüfkorrektur basierend auf den Daten des Maximalwertes von den Dreien ausgeführt werden kann, oder für den Fall, daß ein oder zwei Muster verwendet wer­ den, wird die Prüfkorrektur, basierend auf den Daten des Maximalwertes und den Daten der zwei relativ niedrigen Werte ausgeführt.

Die in der voranstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in den Zeichnungen of­ fenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kom­ bination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1

Grundgehäuse

2

Bodenplatte

3

Meßöffnungsabschnitt

4

Meßabschnitt

4

a Farbsensor

4

b,

4

c Lichtquelle

5

Prüfeinrichtung

6

Steuerungsleiterplatte

7

Schalter

8

Trockenbatterie

9

Behälter für Stromversorgung

10

Schalterachse

11

Schaltergrundplatte

12

Eindrückabschnitt

13

Stromversorgungsanschluß

14

Schalterantriebsabschnitt

15

Schalterarm

16

Stirnzahnrad

17

Dämpfer

18

Stirnzahnrad

20

Meßachse

21

Meßgrundplatte

22

Stirnzahnrad

23

Testmuster

24

Testmuster

25

Meßfenster

26

,

26

a,

26

b Nase

27

Zeiterfassungssensor

28

Lautsprecher

30

Operationsverstärker

31

Hauptschaltung

32

Ein/Ausgabe-Schnittstelle

33

EEP-ROM

34

Operationsverstärker

Claims (13)

1. Farbidentifizierungsvorrichtung, die einen Meßabschnitt (4), eine Farbidentifizierungs­ einrichtung (6) und eine Ausgabeeinrichtung (28) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßabschnitt (4) eine Quelle für weißes Licht (4b, 4c), die weißes Licht auf ein Objekt strahlt, und drei Lichtempfängerelemente (4a) für die Primärfarben, welche das von dem Objekt reflektierte Licht empfangen, beinhaltet;
die Farbidentifizierungseinrichtung (6) eine Einrichtung zur Farbbeurteilung durch Ver­ gleich der von den Lichtempfängerelementen (4a) gemessenen Daten mit gespeicherten Bezugsdaten aufweist; und
die Ausgabeeinrichtung (28) als eine Einrichtung zur peripheren Ausgabe von Farben, welche von der Farbidentifizierungseinrichtung (6) beurteilt und identifiziert sind, in Sprachform vorgesehen ist.

2. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß HSL-Daten aus RGB-Daten als gemessene Daten berechenbar und mit den gespeicher­ ten Bezugsdaten vergleichbar sind.

3. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Lichtempfängerelemente (4a) für die Primärfarben aus photoelektrischen Wandlerelementen mit einer Empfindlichkeit für die drei Primärfarben konstruiert sind.

4. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Wandlerelemente mit einer Empfindlichkeit für die drei Primär­ farben aus drei Photodioden aufgebaut sind, die drei Arten von RGB-Filtern aufweisen.

5. Farbidentifizierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (10-22) zum Positionieren und Entfernen eines Prüfmusters (23, 24) einer bestimmten Farbe zwischen dem Meßabschnitt (4) und dem Objekt vorgesehen ist, und eine Einrichtung (25, 26, 26a, 26b) zur Selbstprüfung und/oder -korrektur durch Vergleich der gemessenen Daten des Prüfmusters (23, 24) mit den Bezugsdaten des Prüfmusters (23, 4) vorgesehen ist.

6. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfmuster einer bestimmten Farbe als ein schwarzes Testmuster (23) oder als ein weißes Testmuster (24) vorgesehen ist.

7. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfmuster (23, 24) bestimmter Farben als Testmuster der drei Primärfarben vorge­ sehen sind.

8. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (25, 26, 26a, 26b) zur Selbstprüfung und/oder -korrektur angeordnet ist, um die gemessenen Daten eines Objekts zu prüfen.

9. Farbidentifizierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (10-22) zur automatischen Bewegung, Messung und Entfernung ei­ nes Prüfmusters (23, 24) zwischen einem Meßabschnitt (4) und einem Objekt und zur automatischen Messung des Objekts durch Betätigen eines Schalters (15) vorgesehen ist.

10. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßöffnung (3) in das Grundgehäuse (1) gebohrt ist, und ein Prüfmuster (23, 24) und ein Meßfenster (25) so angeordnet sind, daß sie sich in der Meßöffnung (3) schritt­ weise bewegen.

11. Farbidentifizierungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung so konstruiert ist, daß auf einer rotierenden Scheibe (21) das Prüfmuster (23, 24) und das Meßfenster (25) vorgesehen sind, und die rotierende Scheibe (21) so angeordnet ist, daß sie sich schrittweise bewegt.

12. Farbidentifizierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Lautsprecher (28) als Einrichtung zur Sprachausgabe.

13. Farbidentifizierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Ohrhörer als Einrichtung zur peripheren Ausgabe von Sprache.