JP2006162517A - Measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体に光を照射し、その反射光を受光することにより物体の情報を測定する測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus that measures information on an object by irradiating the object with light and receiving the reflected light.
様々な分野において、例えば物体の色を測定するための測定装置が用いられている。このような測定装置は、発光ダイオード等の照射部及びフォトダイオード等の受光部を備えている。そして、照射部から測定対象物に光が照射され、測定対象物からの反射光を受光部が受光することにより、測定対象物の色が測定される。図7は、一般的な測定装置の構造を示す図である。測定装置50において、受光部51及び照射部52は、外光が侵入することを防ぐためのドーム状の遮光体53に取り付けられている。なお、受光部51は、測定対象物54からの拡散反射光を受光する位置に配設されている。照射部52から発せられた光が測定対象物54にて全て吸収されるわけではなく、この光の色が含まれる正反射光では、測定対象物54の色を正しく測定することができないからである。同様に、特許文献1においても、ドーム状の遮光空間内に、光源及び受光部が設けられた色測定器具が開示されている。
このように、ドーム状の遮光体を用いる場合、遮光体を小さくしすぎると、受光部が照射部からの光を直接受光する等の不都合が生じる。そのため、受光部及び照射部の大きさにかかわらず、遮光体を所定の大きさより小さくすることができず、測定装置と測定対象物との接触面積が大きくなってしまう。つまり、測定装置の大きさが受光部及び照射部の大きさに比して大きいものとなり、測定装置を他の装置等に取り付ける際に、構造上やデザイン上の支障となっていた。 As described above, when the dome-shaped light shield is used, if the light shield is made too small, there arises a disadvantage that the light receiving unit directly receives light from the irradiation unit. Therefore, regardless of the size of the light receiving unit and the irradiation unit, the light shielding body cannot be made smaller than a predetermined size, and the contact area between the measuring device and the measurement object is increased. In other words, the size of the measuring device is larger than the size of the light receiving unit and the irradiating unit, and this hinders the structure and design when the measuring device is attached to other devices.
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、測定対象物との接触面積が小さい測定装置を提供することを主たる目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and sets it as the main objective to provide the measuring apparatus with a small contact area with a measuring object.
上記目的を達成するための、本発明に係る測定装置は、一端に測定対象物に接する開口部を有し、光の入射を遮る筒である遮光筒と、測定対象物に光を照射する照射部と、前記照射部が設けられた第一の基板と、前記照射部から測定対象物へ照射された光の反射光を受光し、当該反射光の受光強度を電気信号として出力する受光部と、前記受光部が設けられた第二の基板と、を備え、前記第一の基板が、前記遮光筒の内部で、前記照射部が前記開口部を通して測定対象物に光を照射可能な位置に、前記開口部と略平行に配設され、前記第二の基板が、前記遮光筒の他端で、前記受光部が前記反射光を受光可能な位置に、前記開口部と略平行に配設されてなることとする。 In order to achieve the above object, a measuring apparatus according to the present invention has an opening that contacts an object to be measured at one end, a light shielding cylinder that is a cylinder that blocks the incidence of light, and an irradiation that irradiates the measuring object with light. And a first substrate provided with the irradiating unit, a light receiving unit that receives reflected light of the light irradiated from the irradiating unit to the measurement object, and outputs the received light intensity of the reflected light as an electric signal; A second substrate provided with the light-receiving unit, wherein the first substrate is located inside the light-shielding tube, at a position where the irradiation unit can irradiate light to the measurement object through the opening. The second substrate is disposed at the other end of the light shielding tube, and the light receiving unit is disposed at a position where the reflected light can be received. The second substrate is disposed substantially parallel to the opening. It will be done.
また、前記第一の基板に、光を通す穴である透光部が設けられ、前記受光部が、前記透光部を通して前記反射光を受光可能な位置に配設されてなることとしてもよい。 Further, the first substrate may be provided with a light transmitting portion that is a hole through which light passes, and the light receiving portion may be disposed at a position where the reflected light can be received through the light transmitting portion. .
また、前記第一の基板と、前記第二の基板とが導電性を有する棒状の接続部材を用いて物理的及び電気的に接続されていることとすることができる。 In addition, the first substrate and the second substrate can be physically and electrically connected using a conductive rod-shaped connecting member.
また、前記照射部は、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードの3つの発光ダイオードからなることとしてもよい。 The irradiation unit may include three light emitting diodes, a red light emitting diode, a blue light emitting diode, and a green light emitting diode.
また、前記照射部の光軸と、前記第一の基板とが略垂直となるように、前記照射部が前記第一の基板に設けられてなることとしてもよい。 The irradiation unit may be provided on the first substrate so that the optical axis of the irradiation unit and the first substrate are substantially perpendicular to each other.
測定対象物との接触面積が小さい測定装置を提供することができる。 A measuring device having a small contact area with the object to be measured can be provided.
==全体構成==
本発明に係る測定装置について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態である測定装置1の断面図である。測定装置1は、一端に開口部2を有する円筒状の遮光筒3、色を測定する対象物(以後、「測定対象物」と称する。)4に光を照射する照射部である発光ダイオード5、及び測定対象物4からの反射光を受光する受光部であるフォトダイオード6を備えている。
== Overall structure ==
A measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The measuring apparatus 1 includes a light-
発光ダイオード5は、遮光筒3の内周に沿う円状の第一の基板7上に設けられている。第一の基板7の略中央部には、光を通す穴である透光部8が設けられている。また、第一の基板7は、遮光筒3の内部であって、開口部2と第一の基板7とが略平行であり、かつ、発光ダイオード5が開口部2の略中央部を入射角が45°程度で照射可能な位置に配設されている。なお、発光ダイオード5は、光軸が第一の基板7と略垂直となるように配設されている。
The
また、フォトダイオード6は第二の基板9上に設けられている。そして、第二の基板9は遮光筒3の他端を覆うように、開口部2と略平行であり、かつ、フォトダイオード6が透光部8を通して対象物4からの反射光を受光可能な位置に配設されている。
The
両基板7,9は、金属等の導電性を有する棒状の接続部材10を用いて物理的及び電気的に接続されている。つまり、第一の基板7は、遮光筒3の内周に接着されているのではなく、遮光筒3の他端に固定された第二の基板9と接続部材10で物理的に接続されることにより、遮光筒3の内部に配設されている。
Both the
図2は、第一の基板7を開口部2の側から見た図である。第一の基板7上には、発光ダイオード5として、赤色発光ダイオード5a、青色発光ダイオード5b、及び緑色発光ダイオード5cが設けられている。また、第一の基板7には、接続部材10と物理的及び電気的に接続するための穴である、接続部11が設けられている。
FIG. 2 is a view of the
図3は、第二の基板9を開口部2の側から見た図である。第二の基板9においても、第一の基板7と同様に、接続部材10と物理的及び電気的に接続するための穴である、接続部12が設けられている。なお、第二の基板9の形状は円状に限られず、遮光筒3の他端を覆うことができる形状であればよい。
FIG. 3 is a view of the
図4は、接続部材10の形状を示す図である。接続部材10は、円柱状の本体13及び本体13の両端部14,15に設けられた接合部16,17を備えている。本体13の一方の端部14が基板7の接続部11に挿入され、他方の端部15が基板9の接続部12に挿入される。そして、両端部14,15の手前に設けられた接合部16,17が両基板7,9と溶接されることにより、第一の基板7が第二の基板9と所定の間隙をもって遮光筒3内に保持される。また、両基板7,9は接続部材10によって電気的にも接続される。
FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of the
図5は、測定装置1の回路ブロック図である。前述した通り、第一の基板7と第二の基板9とは電気的に接続されている。スイッチ20a,20b,20cの制御により、各色の発光ダイオード5a,5b,5cが順次交互に点灯される。そして、発光ダイオード5a,5b,5cが測定対象物4を照射した光の反射光をフォトダイオード6が受光することにより、フォトダイオード6に電流が流れる。そして、フォトダイオード6と接続された誤差アンプ21は、当該電流によって生じる電位差を電気信号として出力する。さらに、増幅回路22は、誤差アンプ21から出力された電気信号を増幅して出力する。このようにして出力される電気信号を用いることにより、測定対象物の色の情報(RGB値)を得ることができる。
FIG. 5 is a circuit block diagram of the measuring apparatus 1. As described above, the
以上、本発明の一実施形態である測定装置1について説明した。本発明の測定装置1においては、フォトダイオード6が設置された基板9が遮光筒3の他端に、発光ダイオード5が設置された基板7が遮光筒3の内部に、夫々開口部2と略平行に配設されている。したがって、両基板7,9が接触することがないため、フォトダイオード6が測定対象物4からの反射光を受光可能な範囲で遮光筒3の幅を狭めることが可能である。つまり、本発明の測定装置1では、ドーム状の遮光体を用いる測定装置と比較して、測定対象物4との接触面積を小さくすることができる。
In the above, the measuring apparatus 1 which is one embodiment of this invention was demonstrated. In the measuring apparatus 1 of the present invention, the
図6は、本発明の測定装置1を取り付けた電子ペン30の外観図である。電子ペン30は、CAD(Computer Aided Design)等で用いられる入力装置である。電子ペン30は、一端に、軌跡や筆圧を検知する検知部31を備え、他端に、本発明の測定装置1を備えている。CADの作業においては、実際にあるサンプルを見ながら、そのサンプルを描画することがある。そして、描画した画像にサンプルと同じ色を付ける場合、電子ペン30に取り付けられた測定装置1の開口部2をサンプルに接触させることにより、その色の情報を取得することが可能となる。つまり、本発明の測定装置1は幅が狭いため、電子ペン30等に測定装置1を取り付ける場合に、取り付けが容易であり、かつ、外観を損なうことがない。
FIG. 6 is an external view of the
また、本発明の測定装置1の構造においては、両基板7,9が略平行である。そのため、両基板7,9を極端に接近させない限り、発光ダイオード5からの光をフォトダイオード6が直接受光することはない。そのため、発光ダイオード5が設けられた第一の基板7と遮光筒3の開口部2との距離、および、両基板7,9の間の距離を短くすることにより、測定装置1の高さを低くすることもできる。なお、発光ダイオード5及びフォトダイオード6と、測定対象物との間の距離が短くなり、フォトダイオード6における受光感度が向上する。つまり、ノイズの影響が減少し、より正確に色を測定することが可能となる。
Moreover, in the structure of the measuring apparatus 1 of this invention, both the board |
また、本発明の測定装置1においては、第一の基板7に透光部8が設けられ、フォトダイオード6は透光部8を通して測定対象物4からの反射光を受光可能な位置に設けられている。つまり、遮光筒3の開口部2から見て重なり合うように、両基板7,9を配設することができる。そのため、遮光筒3の幅をより狭めることが可能となる。
In the measuring apparatus 1 of the present invention, the
また、接続部材10を用いて第一の基板7と第二の基板9とを物理的に接続することにより、第一の基板7が遮光筒3内に第二の基板9と所定の間隙をもって配設される。つまり、第一の基板7を単独で遮光筒3に固設する作業が不要となり、測定装置1を組み立てる際のコストを削減することができる。また、両基板7,9が電気的にも接続されているため、基板7,9同士をケーブルで接続する必要もなく、ケーブル接続のコストを削減することができる。
Further, by physically connecting the
また、ドーム状の遮光体を用いる場合、フォトダイオードが設置された基板と発光ダイオードが設置された基板とをケーブルを用いて接続する必要があった。そのため、赤、青、緑の各色の発光ダイオードを用いると、フォトダイオードが設置された基板を発光ダイオードが設置された3つの基板と接続する必要があり、コストが嵩んでいた。そのため、3色を発光可能な1つの発光ダイオードが用いることもあった。しかし、3色を発光可能な発光ダイオードは価格が高く、トータルコストの抑制には至っていなかった。 When a dome-shaped light shield is used, it is necessary to connect the substrate on which the photodiode is installed and the substrate on which the light emitting diode is installed using a cable. Therefore, when red, blue, and green light emitting diodes are used, it is necessary to connect the substrate on which the photodiodes are installed to the three substrates on which the light emitting diodes are installed, which increases costs. Therefore, one light emitting diode capable of emitting three colors is sometimes used. However, the light-emitting diode capable of emitting three colors is expensive and has not been able to reduce the total cost.
一方、本発明の測定装置1においては、発光ダイオード5が設けられた第一の基板7とフォトダイオード6が設けられた第二の基板9とが略平行であり、両基板7,9が接続部材10を用いて電気的に接続されている。そのため、赤、青、緑の各色の発光ダイオード5a,5b,5cを第一の基板7にまとめて取り付けることにより、複数のケーブル接続や3色を発光可能な発光ダイオードが不要となり、コストを削減することができる。
On the other hand, in the measuring apparatus 1 of the present invention, the
また、前述した通り、本発明の測定装置1においては、ドーム状の遮光体を用いる測定装置と比較して、フォトダイオード6及び発光ダイオード5の測定対象物4からの距離を短くすることが可能である。そのため、光軸とは異なる角度に放射される弱い光で測定対象物4を照射し、その反射光をフォトダイオード6で受光することも可能である。したがって、発光ダイオード5の光軸を測定対象物4への入射角に合わせる等の調整が不要である。つまり、発光ダイオード5の光軸が第一の基板7と略垂直となるように、発光ダイオード5を第一の基板7に取り付けることが可能である。したがって、発光ダイオード5を第一の基板7に取り付ける際のコストを削減することができる。
Further, as described above, in the measuring device 1 of the present invention, the distance from the measuring object 4 to the
以上、本実施の形態について説明したが、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。 Although the present embodiment has been described above, the above examples are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.
例えば、本実施の形態においては、照射部として発光ダイオードを用いることとしたが、半導体レーザー、ハロゲンランプ等であってもよい。また、赤、青、緑の各色の発光ダイオードを用いるのではなく、これら3色を発光可能な発光ダイオードを用いることとしてもよい。さらに、受光部としてフォトトランジスタ、CCD(Charge Coupled Device)等を用いることも可能である。 For example, in the present embodiment, a light emitting diode is used as the irradiation unit, but a semiconductor laser, a halogen lamp, or the like may be used. Further, instead of using light emitting diodes of red, blue, and green, light emitting diodes capable of emitting these three colors may be used. Further, a phototransistor, a CCD (Charge Coupled Device), or the like can be used as the light receiving unit.
また、本実施の形態においては、遮光筒の形状は円筒状であることとしたが、角筒状であってもよい。また、発光ダイオードの光を測定対象物に照射可能な範囲において、遮光筒の開口部をすぼめることも可能である。 Further, in the present embodiment, the shape of the light shielding cylinder is a cylindrical shape, but may be a square cylindrical shape. Moreover, it is also possible to reduce the opening of the light shielding cylinder within a range in which the light of the light emitting diode can be applied to the measurement object.
また、本実施の形態においては、本発明の測定装置の一例として色を測定する測定装置1について説明したが、本発明の測定装置はこれに限られず、測定対象物に光を照射し、その反射光を受光することによって測定対象物の情報を測定するものであればよい。例えば、スキャナーや接触型のバーコードリーダなどを本発明の測定装置としてもよい。これにより、スキャナーや接触型のバーコードリーダなどにおける測定対象物との接触面積を小さくすることができる。 Moreover, in this Embodiment, although the measuring apparatus 1 which measures a color was demonstrated as an example of the measuring apparatus of this invention, the measuring apparatus of this invention is not restricted to this, Irradiates a measuring object, and the light What is necessary is just to measure the information of a measuring object by receiving reflected light. For example, a scanner or a contact type bar code reader may be used as the measuring apparatus of the present invention. Thereby, the contact area with the measurement object in a scanner, a contact-type barcode reader, or the like can be reduced.
1 測定装置 2 開口部
3 遮光筒 4 測定対象物
5 発光ダイオード 5a 赤色発光ダイオード
5b 青色発光ダイオード 5c 緑色発光ダイオード
6 フォトダイオード 7,9 基板
8 透光部 10 接続部材
11,12 接続部 13 本体
14,15 端部 16,17 接合部
20a,20b,20c スイッチ 21 誤差アンプ
22 増幅回路 30 電子ペン
31 検知部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
測定対象物に光を照射する照射部と、
前記照射部が設けられた第一の基板と、
前記照射部から測定対象物へ照射された光の反射光を受光し、当該反射光の受光強度を電気信号として出力する受光部と、
前記受光部が設けられた第二の基板と、を備え、
前記第一の基板が、前記遮光筒の内部で、前記照射部が前記開口部を通して測定対象物に光を照射可能な位置に、前記開口部と略平行に配設され、
前記第二の基板が、前記遮光筒の他端で、前記受光部が前記反射光を受光可能な位置に、前記開口部と略平行に配設されてなること、
を特徴とする測定装置。 A light shielding cylinder having an opening in contact with an object to be measured at one end and blocking light incidence;
An irradiation unit for irradiating the measurement object with light; and
A first substrate provided with the irradiation unit;
A light receiving unit that receives the reflected light of the light irradiated from the irradiation unit to the measurement object, and outputs the received light intensity of the reflected light as an electrical signal;
A second substrate provided with the light receiving portion,
The first substrate is disposed substantially parallel to the opening at a position where the irradiation unit can irradiate the measurement object with light through the opening, inside the light shielding tube,
The second substrate is disposed at the other end of the light-shielding tube and at a position where the light-receiving unit can receive the reflected light, substantially parallel to the opening;
Measuring device characterized by.
前記受光部が、前記透光部を通して前記反射光を受光可能な位置に配設されてなること、
を特徴とする請求項1に記載の測定装置。 The first substrate is provided with a light-transmitting portion that is a hole through which light passes.
The light receiving part is disposed at a position where the reflected light can be received through the light transmitting part;
The measuring apparatus according to claim 1.
The said irradiation part is provided in said 1st board | substrate so that the optical axis of the said irradiation part and said 1st board | substrate may become substantially perpendicular | vertical, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The measuring device according to item.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2004
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