JPH06288912A

JPH06288912A - 拡散反射材料の識別装置及び方法

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Publication number: JPH06288912A
Application number: JP6028551A
Authority: JP
Inventors: John N Pike; エヌ．ピケジョン
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 1994-10-18
Also published as: AU667156B2; CA2115624A1; TW253917B; AU5529994A; EP0612996A2; MX9401445A; US5475201A; CA2115624C; EP0612996A3

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は拡散反射材料の識別方法及び装置に
関し、拡散反射によりその特定を行うことを目的とす
る。【構成】光源が未知の材料に対し放射線を伝送し、検
出器が、未知の材料により拡散反射された放射線を受理
して、未知の材料の波長λに応じた拡散反射特性Ｒ
（λ）を表わす信号を生成する。プロセッサが検出器に
結合され、このプロセッサには羊毛、木綿等の複数の基
準材料についての拡散反射データが含まれている。プロ
セッサは、検出器の信号に基づいた未知の材料の拡散反
射特性を基準データに比較し、削除プロセスによって未
知の材料を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的検知用の方法及
び装置、より特定的には拡散反射する材料を検知し分類
するために赤外線拡散反射分光法を用いるこのような方
法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料の構成を特徴づけするか又は理解す
るため、これまで分光法がさまざまな形で使用されてき
た。写真音響式分光法を利用してポリエステル繊維及び
木綿の布から羊毛を識別するための試験技術は、Ｄａｖ
ｉｄｓｏｎ及びＫｉｎｇの「ポリエステル繊維と木綿の
布から羊毛を識別する方法」、Ｊ．ＴｅｘｔＩｎｓ
ｔ．、第７８巻ｐ３８２（１９８３年）という論文中で
論述されている。この技術は、反射スペクトルを補完す
るものである近赤外線内での布の吸収スペクトルを使用
している。提案されている技術のもつ主要な欠点は、実
際の使用条件下で共振セルの試料壁を制御できないとい
う点にある。

【０００３】もう１つの論文すなわちＤｅｒｋｓｏｎ及
びＭｏｎａｈａｎの「可視領域及び赤外線領域における
拡散反射率を測定するための反射率計」、Ｊ．Ｏｐｔ．
ＳｏｃＡｍ．、第４２巻、ｐ２６３（１９５２年）
は、材料の拡散反射率を測定するための計器について論
述するが、その材料として狙っているのは特に木綿のあ
や織物や羊毛サージである。この計器は、赤外線内及
び、視覚的外観を目的として可視波長範囲内で作動す
る。

【０００４】もう１つの計器が、ＴｉｍｏＨｙｖａｒ
ｉｎｅｎ「産業プロセス測定のための耐久性の高い多波
長ＮＩＲ及びＩＲ分析装置」、Ｓ．Ｐ．Ｉ．Ｅ．会議議
事録第１２６６巻、ｐ９９（１９９０年）、欧州光学学
術大会、ハーグ、によって報告されている。この装置
は、ピート（泥炭）の含水量を光学的に測定するための
ハンディタイプのバッテリ式計器である。ピート沼の中
に１本の管が挿入され、トリガを引くことにより表示装
置上に水分測定値を表示することができる。この装置
は、小型タングステンランプ、及び水についての有効な
検知帯域である１．８０及び１．９４ミクロンでピーク
になった干渉フィルタの後ろに置かれた２つの並置式硫
化鉛（ＰｂＳ）光導電セルを含む検出器を使用する。Ｐ
ｂＳセル及び干渉フィルタは、フィルタの寿命を延長す
るため、ウィンドウ付きのＮ₂充てんされた密閉容器内
に取りつけられる。光源は３５Hzで電気変調され、ピー
ト内へ石英ウィンドウを通して伝送され、ピートによっ
て拡散反射された放射線は検出器によって測定され、検
出器はピートの含水量を表わす出力信号を提供する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】未知の材料を検知し素
早く識別するため好ましくは光学的手段を使用する、布
帛といった未知の拡散反射材料を識別するための方法及
び装置を提供することが要望されている。先行技術は、
拡散反射材料の構成又は特性を光学的に測定するための
装置を開示しているものの、未知の材料をその特性スペ
クトルに基づき識別するため好ましくは赤外線分光法を
用いる、未知の材料を急速にかつ実時間で識別するため
の方法及び装置を提供することはできていない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、織物といった
拡散反射材料を識別するための装置に関する。この装置
は、未知の材料上に放射線を伝送するための光源及び、
未知の材料により拡散反射された放射線を受理し、未知
の材料の拡散反射特性を表わす信号を生成するための検
出器を含んでいる。装置のプロセッサが検出器に結合さ
れ、このプロセッサには、複数の基準材料についての拡
散反射基準データが内含されている。プロセッサは、未
知の材料の拡散反射特性を基準データに比較し、消去プ
ロセスによって未知の材料を識別する。

【０００７】本発明の一実施態様においては、光源は、
タングステン−ハロゲンランプである。検出器は好まし
くは、硫化鉛（ＰｂＳ）セルといった複数の光導電セル
を含み、各セルは、そのセル独自の有限帯域幅のそれぞ
れの波長チャネル内の拡散反射された放射線の強度を表
わす出力信号を生成する。本発明のこの実施態様は同様
に、光導電セル上に伝送された拡散反射された放射線を
ろ過しそれぞれの波長チャネルを規定するため未知の材
料と光導電セルの間に位置設定された干渉フィルタを含
んでいてもよい。

【０００８】本発明のもう１つの実施態様においては、
装置は、アイロンがけ中の材料を識別するため家庭用ア
イロン内に取りつけられている。この場合、プロセッサ
は、アイロンがけ中の布の識別情報に基づくサーモスタ
ットといったアイロンの温度を自動制御するための手段
に結合されている。本発明は同様に、織物などの拡散反
射する材料を識別するための方法にも関する。この方法
には以下の段階が含まれている：すなわちａ）光源から
未知の材料上に放射線を伝送する段階；ｂ）検出器で未
知の材料によって拡散反射された放射線の少なくとも一
部分を受理し、未知の材料の拡散反射特性を表わす信号
を生成する段階；及びｃ）未知の材料の拡散反射特性を
複数の基準材料についての拡散反射データと比較し、削
除プロセスによってこの未知の材料を識別する段階。

【０００９】本発明の１実施態様においては、この方法
はさらに複数の信号を生成する段階を含み、ここで各々
の信号は、それぞれの波長に相応するチャネル内の未知
の材料の拡散反射特性を表わしている。この実施態様は
好ましくはさらに、各々それぞれのチャネルに相応する
パターン値を生成し、未知の材料のパターン値を基準材
料についての相応するパターン値と比較して未知の材料
を識別する段階を含んでいる。

【００１０】本発明の１つの実施態様においては、この
方法にはさらに、それぞれの各チャネル信号の上又は下
の信号範囲を各々規定するそれぞれのＱレベルに各々基
づいている各チャネルについての複数のパターン値を生
成する段階も含まれている。好ましくは、各パターン値
は、２つの次に最も近いチャネルの信号の平均値が、以
下に示すとおり、それぞれのチャネル信号のそれぞれの
Ｑレベルによって規定された範囲内に入るか否かに基づ
いている。

【００１１】本発明の装置及び方法の１つの利点は、そ
れらが、未知の材料のどの部分も損傷又はその他の形で
破壊すること無く、光学的に、布帛といった未知の拡散
反射材料を迅速に識別するための手段を提供するという
点にある。本発明のもう１つの利点は、それが赤外線分
光法を用いることから、布帛を識別するのに特に適して
いるということにある。というのも、布の中で用いられ
るほとんどの染料が赤外線内で吸収性をもたず、従って
布の視覚的な色がこの布を識別する本発明の能力に影響
を及ぼさないからである。本発明のさらにもう１つの利
点は、それが比較的低コストのコンパクトな形で製造さ
れるべく特に適合可能であり、従ってその他の器具と共
に容易に使用できるということにある。例えば、本発明
の重大な利点は、アイロンがけ中の布を自動的に識別し
（ユーザーがどんなタイプの布がアイロンがけされてい
るかを知らない状態であっても）特定の布に対してアイ
ロンの温度を調整するべく家庭用アイロンについて使用
できるということにある。こうして、布を誤った温度で
アイロンがけする時に発生しうる焼き焦がしその他の損
傷による多大な問題を防ぐことが可能となる。

【００１２】本発明の方法及び装置のその他の利点は、
以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより明
らかになるだろう。

【００１３】

【実施例】全ての繊維材料は、１４００nmという短かい
波長で、容易に区別可能な赤外線拡散反射スペクトル特
性を有すると考えられている。図１及び図２は、約１２
００nmと２４００nmの間の赤外線スペクトル内での羊毛
と木綿のそれぞれの相対的反射率Ｒ（λ）を示すグラフ
である。この図からわかるように、羊毛及び木綿は（そ
の他の繊維材料と同様に）両方共全く異なる拡散反射率
パターンを示す。例えば、羊毛は約１９００nmで急激な
降下を示すのに対して、一方木綿は約１５００nmで深い
吸収帯域を示している。これらの特有の特徴に基づき、
本発明の方法及び装置は、未知の布の拡散反射特性を測
定し、この未知の布のこれらの特性を既知の布について
の反射率と比較して未知の布の内容又はタイプを決定す
ることによって、未知の布（又はその他の拡散反射材
料）を識別することができる。

【００１４】図３では、布Ｆを識別するための本発明を
実施した装置が、全体として１０という参照番号によっ
て表わされている。装置１０は、ハウジング１２を含
み、このハウジングには、ランプチャンバ１６内に取り
つけられた光源１４が含まれている。ハウジング１２は
好ましくは比較的コンパクトな寸法を有し、そのため装
置は以下にさらに詳しく説明するように、アイロンがけ
中の布を識別するべく家庭用アイロンといったその他の
器具の中に容易に内蔵させることができる。図示されて
いる本発明の実施態様においては、寸法Ａは約２．５４
cm（１．０インチ）であり、寸法Ｂは約５．０８cm
（２．０インチ）又、図面の平面に対して垂直なハウジ
ング１２の寸法（図示せず）は約１．２７cm（０．５イ
ンチ）である。ただしこれらの寸法は純粋に例示的なも
のであり、技術的及び設計的に可能であれば調整するこ
とができる。

【００１５】光源１４は好ましくはＯｓｒａｍＨＰＲ
５２ランプといった超小型タングステン−ハロゲンラン
プであり、ここでフィラメント１８は、約０．１mmのコ
イル直径まで巻きつけられた約１ミルのタングステンか
ら作られた真直ぐなコイル（図示されているとおり、図
面の平面に対し垂直に向けられている）であり、ランプ
の点灯長は約１．５mm、球直径は０．９５cm（３／８イ
ンチ）未満である。しかしながらこの特定的ランプは一
例にすぎず、その他の数多くのタイプの光源も同様に使
用可能である。例えば、Ｗｅｌｃｈ−Ａｌｌｅｎは約
０．４７cm（０．１８５インチ）の球直径を有する同じ
電気的入力（２．６Ｖ，０．８５Ａ）のガス入り電球を
製造している。光源として必要なことは、近赤外又は中
赤外域において効果的な発光体であることのみである：
例えば各々異なる波長に同調された一連のＬＥＤを代り
に使用することができる。

【００１６】光源１４として超小型タングステン−ハロ
ゲンランプを利用する場合、ランプの明るさは好ましく
は、機械的ビームチョッパが光を変調させる必要性を除
去するため、半波整流された６０Hzの入力電力を用いる
ことにより変調される。超小型タングステン−ハロゲン
ランプの半波整流については、Ｐｉｋｅ，Ｊ．Ｎ．「超
小型タングステン−ハロゲンランプの変調」、Ａｐｐｌ
ｉｅｄＯｐｔｉｃｓ、第２９巻、Ｎｏ．７，ｐ９０３
〜０４（１９９０年３月１日）に記述されている。放射
線は好ましくはこの方法で変調され、かくして以下に記
述するように、拡散反射された放射線の交流検出及び増
幅が使用できることになる。

【００１７】ガラス製構成要素１８が光源１４のすぐ下
側でハウジング１２のベースの中に取りつけられ、光源
とガラス製構成要素１８の間にはフレネルレンズ２０が
取りつけられている。フレネルレンズ２０は好ましく
は、反射防止コーティングがほどこされており、適正な
像形成を伴ってガラス製構成要素１８を通って布Ｆ上へ
光源１４のフィラメントの明るさを中継するため約１の
オーダーのｆ／＃をもつ高屈折率ガラスで作られてい
る。図３に示されているように、ガラス製構成要素１８
は、布Ｆと接触状態に維持され、以下でさらに詳しく説
明するように、可視光線がハウジングの中に入るのを防
ぐための可視遮断フィルタとして、布加圧プレートとし
て、及びスリット構成要素として役立つ。

【００１８】光源１４からの放射線が布Ｆ上に伝送され
るにつれて、布Ｆにより拡散反射された赤外線は、全て
の方向でガラス製構成要素１８の上面から出現する。こ
の拡散反射した放射線のｆ／２の部分は、図３に示され
ているように、楕円体の凹面格子２２上に伝達される。
その結果、格子２２は反射された放射線をセンサアレイ
２４に伝達してこれを拡散させる。このセンサアレイ２
４は本発明の図示されている実施態様においては、当業
者にとっては既知のタイプの硫化鉛（ＰｂＳ）光導電セ
ルの線形アレイである。格子２２は、センサアレイ２４
上へ約１／２の縮小率で一次スリット放射線を撮像する
ように設計されている。ハウジング１２の内側壁は黒で
あり、従ってより高い格子次数及び未回析ビームは、黒
い壁の中で失なわれる。格子２２は好ましくは、楕円体
のブランク上にスタンピングされるか又はホログラフで
製造された平坦視野の設計のものである。

【００１９】本発明の実施態様においては、センサアレ
イ２４は好ましくは１０個のＰｂＳ光導電セルの約１．
０cmのアレイであり、これらのセルは、約１２５０〜２
０５０nmの波長範囲内の放射線の焦束スペクトルを受理
する。各アレイ要素は好ましくは、図面の平面に対して
垂直に向けられた約１／４mm×５mmのスリット形の検出
器である。従って、各要素は約２０nmのスペクトルを受
け持つ。アレイの隣接する要素間の空間は、必要な電気
的接続パッド（図示せず）を取りつけるのに充分である
約６０nmのスペクトルと同等である。１０個の光導電セ
ル及び赤外線スペクトルを横切ってのその相対的位置設
定は、図１及び２に「ａ，ｂ，１，２，３，４，５，
６，ｃ及びｄ」としてグラフで表わされており、ここで
各々の文字又は番号は以下にさらに詳しく記述するよう
にセンサアレイ２４のそれぞれの光導電セルチャネルを
表わしている。

【００２０】センサアレイ２４の各々のセルは好ましく
は直流入力電圧（約３０ＶＤＣ）と並列に結合され、さ
らに抵抗器（図示せず）を通して接地されている。抵抗
器に加わる比較的大きい直流電圧は、発生する微小ＡＣ
信号電圧による変調を受ける。この電圧はそのセルが受
け持つそれぞれの放射線帯域幅内でセルに対し伝達され
る拡散反射した変調済み放射線の強さに比例する。各セ
ルの信号電圧は、以下で詳述するようにプロセッサに対
し出力信号を増幅し伝送するための線形演算増幅器回路
（図示せず）に交流結合される。

【００２１】薄い黒色バッフル２６は、迷光がセンサア
レイ２４に到達するのを防ぐため、図示されている位置
でハウジング１２内に設置される。迷光も同様に６０Hz
で変調されていることから、センサアレイ２４からの精
確な信号を得るためにその除去は重要である。図４で
は、ガラス製構成要素１８がさらに詳しく示されてお
り、これには好ましくは耐久性及び耐引っかき性のため
比較的硬い石英又はサファイヤで作られている布Ｆとの
接触用のベース層２５（厚み約１／２mm）が含まれてい
る。ガラス製構成要素の上部部分２７は、ハウジング１
２内に入るあらゆる可視放射（例えば約１０００nm以下
の放射線）を吸収ししかも赤外線の通過を可能にするた
めＳｃｈｏｔｔＲＧ１０００「ＩＲ−Ｐａｓｓ」ガラ
スといった可視放射吸収材料で作られている。しかしな
がら、このタイプの材料は単に一例にすぎず、類似の光
学特性をもち当業者にとって既知のものであるあらゆる
光学的材料が同様に充分利用可能である。黒色吸収体／
接合剤層２８か上部部分２７とベース層２５の間に配置
され、光学的に透明な接合剤で充てんできるガラス製構
成要素を横切って延びる（図面の平面に対して垂直に）
幅約１mmの広い開口部すなわち「スリット」３０を構成
する。約１：１の倍率で撮像された光源１４の０．１mm
のフィラメントは、黒色吸収体／接合剤内の開口部３０
を充てんする。低いｆ／＃のフレネルレンズ２０は比較
的明確な画像を与えてくれないことから、この機能を果
たすため開口部３０が必要である。

【００２２】本発明に基づく装置の作動において、放射
線はフレネルレンズ２０を通して光源１４により伝送さ
れ、フレネルレンズは放射線がガラス製構成要素１８内
の開口部３０を通って布Ｆ上に伝達されるにつれてそれ
を集中させる。布Ｆによって拡散反射される放射線は次
に開口部３０を通って送り戻され、その一部分は格子２
２上へ導かれる。格子２２は、反射した入射放射線を縮
小し（約１／２の縮小率で）、センサアレイ２４上へ導
く。光源１４は、ハウジング１２内での著しい温度上昇
をことごとく防ぐため、好ましくは比較的短かい時間だ
け作動させられる。

【００２３】センサアレイ２４の１０個の光導電セル
は、この場合上述のように硫化鉛（ＰｂＳ）である赤外
線感応材料でできた小さな並置ストリップである。それ
ぞれのセル（各セルは約２０nmの帯域幅を受け持ってい
る）についての考慮対象領域内のどこかの赤外線がセル
上に伝送されると、その抵抗は降下し、比較的小さい信
号について、抵抗の変化は拡散反射した赤外線の強度に
比例する。１０個の光導電セル（又はアレイ要素）は、
例えば図１及び２に「ａ，ｂ，１，２，３，４，５，
６，ｃ及びｄ」として示されているように波長軸に沿っ
て実質的に等間隔で置かれた赤外線内の１０個の別々の
全く異なる波長のチャネルを受入れる。各々のセルは赤
外線ビーム内の単一の波長の強度を測定するのではな
く、ある狭い波長範囲を受けとり、この波長範囲の大き
さは、部分的にはそれぞれのセルの幅に基づくものであ
る。この範囲は、そのセルの「スペクトル帯域幅」と呼
ばれる。この帯域幅が大きくなればなるほど、各セルか
らの信号は大きくなり、これは電子的に望ましいことで
ある。しかしながら帯域幅が小さくなればなるほど、反
射率スペクトルの急激な変化を検知する能力は大きくな
る。図示されている本発明の実施態様においては、約１
０〜３０nmの範囲内のスペクトル帯域幅により満足のい
く結果を得ることができる。

【００２４】装置１０が組立てられた後、光源１４によ
り伝達された放射線の完全に白色の標的（すなわち標的
材料は全ての波長で同じ拡散反射率を有する）の反射率
にセンサアレイを露呈することによってセンサアレイ２
４を調整することが望ましい。このとき、セルのための
出力増幅器（図示せず）内のフィードバックレジスタ
は、１０個のチャネル（又はセル）全てからの信号が同
じになるように調整（トリミング）される。この工場内
調整により、センサアレイをして、経時的な光源１４の
出力内のドリフトとは無関係に装置の寿命全体にわたり
精確な測定値を提供せしめるようにすることができる。

【００２５】従って、センサアレイ２４の各々のセルの
出力信号は、それぞれのセルのスペクトル帯域幅内の拡
散反射された放射線の強度に比例する。これらの信号は
好ましくはプロセッサ（図示せず）に伝達され、既知の
多数の布材料についての基準反射率データと比較され
る。論理的排除プロセスにより、プロセッサは、以下で
詳述するように布Ｆの内容又はタイプを決定することが
できる。

【００２６】図５では、本発明のもう１つの実施態様が
全体として１１０という番号で示されている。装置１１
０は、図１及び２に関連させて上述した装置１０に類似
しており、従って同じ参照番号の前に１という番号を付
けたものが同じ要素を表わすのに用いられている。図を
見ればわかるように、装置１１０は、上述の実施態様に
比べて、センサアレイ１２４の場所及びガラス製構成要
素１１８の構造において基本的に異なっている。

【００２７】ガラス製構成要素１１８は、ハウジング１
１２のベースから布Ｆと接触するように突出し（図面の
平面に対して垂直に）ガラス製構成要素のベース層１２
４に沿って長手方向に延びる尾根部１３２を構成してい
る。尾根部１３２は、幅が約１mmで、ハウジングのベー
スはこの尾根部をとり囲んで不透明であり、かくして尾
根部は実際に、前述の実施態様に関連して以上で記述し
たスリット３０に置換するものである。とり囲んで尾根
部１３２の「スリット」を構成する不透明な表面は、耐
摩耗性の黒色コーティングでとすることができる。ガラ
ス製構成要素１１８の片面は、ハウジング１１２の垂直
軸との関係において鋭角の方向を向いており楕円体の格
子１２２に面するのぞき窓１３４を構成している。布Ｆ
により拡散反射されガラス製構成要素１１８に送り戻さ
れた放射線の一部は、三角型のぞき窓１３４を通ってそ
して直接格子１２２上に伝送される。格子１２２は、セ
ンサアレイ１２４の上に拡散反射された放射線を集束し
拡散させ、一方センサアレイは問題の１０個のスペクト
ル帯域幅の各々において放射線の強度に比例する出力信
号を生成する。

【００２８】この特定的構造のもつ１つの利点は、尾根
部１３２の突出形状のため、例えば布Ｆ上を通過するに
つれてのガラス製構成要素の表面上の塵埃粒子の収集が
防がれ、かくしてガラス製構成要素１１８の面上にある
このような粒子又は類似の異物に通常付随するあらゆる
明るい入力光の散乱が回避される。その上、ガラス製構
成要素１１８の上部表面上に蓄積しうる塵埃はすべて格
子１２２の視界より上にあり、従ってそれが望ましくな
い何らかの散乱信号に寄与することはあり得ない。最後
に、ガラス表面１３４は、センサの防塵コンパートメン
トの中にある。散乱光は全て６０Hz（拡散反射光と同
じ）で変調されることから、センサアレイ１２４からの
信号の質の劣化が起こる可能性がある。そのため、図５
に示されている本発明に基づく構造は、基本的にこのよ
うな散乱を一気に全て削除する。

【００２９】図６では、本発明のもう１つの実施態様が
全体として２１０という参照番号で示されている。装置
２１０は図３から５に関連して上述した装置に類似して
おり、従って同じ参照番号の前に番号２を付けたものが
同じ要素を表わすものとして使用されている。図６の実
施態様は、拡散反射材料とセンサアレイの間に焦束用光
学装置を利用せず、むしろ好ましくは両方共密封された
容器の中に収納された線形段付き干渉フィルタ及び整合
ＰｂＳセンサアレイを利用するという点で、基本的に上
述の実施態様と異なっている。

【００３０】ガラス製構成要素２１８は、通常は平坦で
ある３角型のぞき窓２３４及び一般に円筒形の上部表面
２３８を構成している。上述のとおり、構成要素２１８
は適切ないかなる光学材料で形成されていてもよく、又
のぞき窓２３４は、火炎による平滑化処理を受けたもの
でもよい。表面２３８の曲率半径は、光源２１４から布
Ｆ上へと放射線を集中させるか又は「撮像する」ように
選択される。布への放射を集中して、放射線の強度を増
大させしかも光が伝達される布上の領域にわたっての強
度を一定に維持することが望ましい。図４に関して上述
した開口部３０と同じ要領で開口部２３０が形成され
る；しかしながら、これはさらに大きく、幅が約０．５
１cm（０．２インチ）長さが１cm以上であってよい。照
射を受けている部域が上述の実施態様に比べて比較的広
く長い領域であることから、光源２１４内のより長いフ
ィラメントが望ましいものでありうる。同様に、布の照
射部域は比較的大きいことから、フィラメントの形状及
び位置に関する許容誤差は著しく緩和されうる。当業者
であれば同様に認識できるように、開口部は、図５関連
して上述したとおり、尾根部を利用することによって形
成することも同様に可能である。

【００３１】布Ｆから拡散反射された赤外線は、開口部
２３０を通して全方向に伝送される。曲折型のぞき窓２
３４を通って伝送された部分は、段付き干渉フィルタ２
４０の中を通過し、直接センサアレイ２２４上に伝達さ
れる。干渉フィルタ２４０及びセンサアレイ２２４は両
方共図面の平面に対して垂直を向いており、アレイ要素
の間隔どり（ＰｂＳ光導電セル）の間隔は、干渉フィル
タ２４０の段の間隔と実質的に一致し、このため各々の
アレイ要素は干渉フィルタ内のそれぞれの段と心合せさ
れることになる。干渉フィルタ２４０内の各々の段は、
相応する光導電セルの望まれるスペクトル帯域幅内に伝
達特性のピークを有し、この帯域幅はおよそ５０nmであ
る。

【００３２】干渉フィルタ２４０及びセンサアレイ２２
４は両方共、好ましくは、フィルタ及び光導電セルの両
方の寿命を延ばすため金属容器２４２内に密閉される。
干渉フィルタ２４０の前面（のぞき窓２３４に隣接す
る）は、多層フィルタが上に被着させられる石英ベース
によって構成され、好ましくは、この場合約１４００〜
２１００nmである問題の波長範囲内で適正に透明な導電
性コーティングの被覆を受ける。これは、例えば、プラ
ズマエッジがちょうど２１００nmを超えるインジウム−
酸化スズ処方を利用することによって行なうことができ
る。この導電性コーティングは、ランプチャンバ２１６
から発出する迷走６０Hzエネルギーに対する電気的遮へ
いを提供する。好ましくは、各々の光導電セルのための
負荷抵抗器は、レーザートリミングされ、容器２４２内
に入れられる。

【００３３】同様に図６に示されているように、センサ
アレイ２２４の出力カリード線は信号条件付け回路２４
４に結合され、この回路は好ましくは、光導電セルの負
荷抵抗器（図示せず）に交流結合された線形演算増幅器
回路を含んでいる。上述のように、各々の光導電セル
は、それぞれのセルのスペクトル帯域幅内で拡散反射さ
れた放射線の強度に比例する出力信号を伝達する。信号
条件設定回路２４４は各々の出力信号をデジタル化し、
今度はこれらの信号をプロセッサ２４６に伝送する。プ
ロセッサ２４６は、問題の既知の布材料についての拡散
反射データについての記憶されたデータベースを有し、
センサアレイ２２４の出力信号に基づくデータをこの既
知の拡散反射データと比較する。排除プロセスによっ
て、プロセッサ２４６は、さらに以下で詳述するよう
に、既知のデータと出力信号に基づくデータを比較する
ことにより布Ｆの材料を実際に決定することができる。

【００３４】プロセッサ２４６は同様に、数値を表示す
るか或いは又考慮中の布Ｆのタイプ例えば「木綿」「羊
毛」「木綿／ポリエステル」などを単に表示するため、
表示装置２４８にも結合されている。出力ポート２５０
は同様に、遠隔表示装置（図示せず）を駆動するためプ
ロセッサ２４６に結合されている。図６の信号条件設定
回路、プロセッサ及び表示装置が当業者にとって既知の
要領で図３〜５に示されている本発明の実施態様にも同
様に利用できるものであるということに留意されたい。
又、図６に示されているようなフィルタ付きセンサアレ
イを、それぞれ図３及び図５に示されている実施態様の
フィルタ無しのアレイ２４及び１２４に代用することも
でき、この場合、それぞれの凹面格子２２及び１２２は
単純な楕円面鏡で置換される、ということにも留意され
たい。

【００３５】当業者であれば理解できるように、本発明
の装置は、図６に示されているように布といった拡散反
射材料を検知し分類するためのハンディタイプの計器と
して利用できるだけでなく、家庭用器具といったその他
の装置においても同様に役立つことのできるものであ
る。例えば、図７において、装置２１０は、開口部２３
０がアイロンのかかとに来るように衣服にアイロンがけ
するための家庭用アイロン内に取りつけられた形で示さ
れている。本発明のこの実施態様においては、表示装置
に結合されるのではなく、プロセッサ２４６はむしろ、
サーモスタットといったアイロンの温度を自動制御する
ための手段２５２に結合されている。アイロンは、ヒー
ルの部分（即ち開口部２３０）が布Ｆ上に載るように上
向きに回転させられ、プロセッサ２４６はその拡散反射
スペクトルに基づいて布の材料のタイプを決定する。次
にプロセッサ２４６は自動的にサーモスタット２５２を
調整して、アイロンをその特定の布のための適切な温度
に設定する。

【００３６】本発明のこの実施態様において、１０個よ
り少ない光導電セルを伴うセンサアレイ２２４を利用す
ることも可能である。布にアイロンがけする場合、同じ
アイロン温度で多くのタイプの布をアイロンがけするこ
とができる。例えば、ほぼ同じ温度で木綿及びリンネル
を両方共アイロンがけすることができる。従ってセンサ
アレイ２２４は、同じ温度でアイロンがけできるこのよ
うな布全てを区別できるほどの多くのチャネルを有する
必要はなく、むしろ必要なことは布をグループ毎に識別
するのに充分な感度を有することのみである。６つしか
光導電セルをもたないセンサアレイでも、この用途には
充分満足のいくものでありうる。本発明の方法に従う
と、未知の布Ｆ（又はその他の拡散反射材料）は、信号
アレイの出力信号（すなわち布の拡散反射スペクトル）
に基づいて識別される。上述のとおり、センサアレイ
は、図１及び図２のグラフに示されているように波長軸
に沿って広がった別々ではあるものの実質的に等しい赤
外線感応要素の線形アレイである。１０個の要素は、各
々その隣のものと約８０nmだけ離隔されている垂直ライ
ン「ａ，ｂ，１，２，３，４，５，６，ｃ及びｄ」によ
って表わされている。中央の６つの要素（１，２，３，
４，５及び６」）は、「決定」チャネルと呼ばれ、一方
残りのチャネル（「ａ，ｂ，ｃ及びｄ」）は「外部」チ
ャネルと呼ばれる。本発明に従うと、各々の決定チャネ
ルにおける信号は、各々の布についての「パターン値」
を得るためそのチャネルの次の最も近い２つの隣接チャ
ネルからの信号の平均と比較される。例えば、プロセッ
サ２４６は、チャネル１の信号をチャネルａとチャネル
３の信号の平均と比較し、この比較が１よりもはるかに
大きいか、１よりもはるかに小さいか或いは又大きな違
いは全くないかを決定する。この決定プロセスは、決定
チャネル信号の各々について行なわれ、この決定プロセ
スの結果（「パターン値」）は、考慮中の布を識別する
べくパターン値のライブラリ内に記憶された既知の基準
布についてのパターン値に比較される。

【００３７】従って、本発明の装置が数多くの布（又は
その他の拡散反射する材料）を識別できるようにするた
めには、プロセッサ２４６はそのデータベース又はライ
ブラリの中に、ユーザーが遭遇する可能性のある数多く
の異なる布（又はその他の拡散反射する材料）の各々に
ついての充分な基準データ（パターン値）を有していな
ければならない。図示されている本発明の実施態様にお
いては、ライブラリの中にはＪ個の布があり、基準とな
るＪ個の布の各々について、メモリー内に記憶されてい
る「パターン値」表が約３つある。

【００３８】一つの例として、羊毛についての３つの基
準パターン値表が以下で例示されており、これらは、図
１に示されている羊毛についてのデータに基づいて生成
されうる。例えば、図１に示されているように、チャネ
ル６は約１０３の信号を生成し、チャネル４（１つの次
に最も近い隣接チャネル）は約９８の信号を生成し、チ
ャネルｄ（もう１つの次に最も近い隣接チャネル）は約
８３の信号を生成する。次に最も近い隣接チャネル（４
及びｄ）の２つの信号の平均は約９０．５である。次
に、「中心信号は２つの次に最も近い隣接信号の平均よ
りもＱ％だけ高いか低いか？」が決定される。Ｑレベル
が１４％以上に設定されていれば答えは「ノー」であり
（１０３／９０．５＝１３．８％であるため）、従っ
て、羊毛についての１４％のＱレベルでのチャネル６に
おけるパターン値は「０」に設定される（以下の表１を
参照）。Ｑレベルが１２％以下に設定されている場合、
答えは「イエス」であり（１０３／９０．５＝１３．８
％でこれは１２％よりも高いため）、従って１２％のＱ
レベルについてのチャネル６でのパターン値は、「１」
に設定される（表１参照）。ここでわかるようにＱレベ
ルが小さくなればなるほど、スペクトルのより細部まで
認識が可能となる。センサアレイの１０のチャネルによ
り、このプロセスを６つの決定チャネル全てのために反
復することが可能となっている。外部チャネル（「ａ，
ｂ，ｃ、及びｄ」）は単に外側の４つの決定チャネル
（「１，２，５及び６」）のために必要なデータを供給
するにすぎない。

【００３９】表１は、工場の設定により較正したセンサ
アレイの羊毛に関するパターン値を列挙している。マイ
ナス値（−１）は、それぞれのチャネルの信号が、２つ
の次に最も近い隣接チャネルの平均よりも少なくともＱ
％小さいことを意味する。表１決定チャネルについてのパターン値：Ｑレベル（％）１２３４５６１４００００００１２０００００１１００００００１８０ −１００１１６０ −１００１１５０ −１００１１４ −１ −１００１１３ −１ −１００１１ここでわかるように、高いＱレベルでは、チャネル６の
みが、図１に示されているように１９００nmでの落ち込
みを認識するが、さらに低いレベルでは、チャネル５が
１９００nmでの落ち込みを認識する（８％のＱレベル
で）のみならず１５００nmでの吸収による下降も同様に
まずチャネル２により（８％のＱレベルで）そして次に
チャネル１により（４％のＱレベルで）認識されてい
る。

【００４０】当業者であれば理解できるように、システ
ム応答は、装置の寿命全体にわたり、又は変化する周囲
条件によって変化しうる。例えば、光源のスペクトル又
は光導電セルの感度といったさまざまな要因のいずれか
が、装置の寿命全体にわたり変化又は変動する可能性が
ある。このような変化又は変動により、拡散反射率スペ
クトル（図１及び図２にそれぞれ羊毛及び木綿について
示されている）の平均勾配の変化がひき起こされる。本
発明の１つの利点は、それが、好ましくは問題の各々の
材料についての基準パターン値の以下の２つの付加的な
表を提供することによってこのような変動を補償すると
いう点にある。表２は、図１のスペクトルが１２００〜
２０００nmの間で３という係数で指数関数的に降下する
ときの羊毛のパターン値をリストしている。表２決定チャネルについてのパターン値：Ｑレベル（％）１２３４５６１４００００００１２０ −１００００１００ −１００００８０ −１０００１６ −１ −１０００１５ −１ −１０００１４ −１ −１０００１３ −１ −１００１１表３では、もう１つの極限、すなわち応答が１２００nm
と２０００nmの間で３という係数で指数関数的に上昇し
た場合を考慮している。表３決定チャネルについてのパターン値：Ｑレベル（％）１２３４５６１４００００００１２０００００１１００００００１８０ −１００１１６０ −１００１１５ −１ −１００１１４ −１ −１０ −１１１３ −１ −１０ −１１１ここでわかるように、３つのパターン値表の間には明ら
かな差異があるが、全てが８％のＱレベル及びそれ以下
で、チャネル５と６のいずれか又は両方に「＋１」を、
又チャネル２に「−１」を有している。このような実験
上の結果によると、この種の応答は対象となる他のどの
布帛も示さないことが見極められた。従ってこのチャネ
ルパターンだけで（６％のＱレベル以上でチャネル６で
「＋１」、羊毛を識別するのに充分である。その上、本
発明の大きな利点は、羊毛（又はその他の拡散反射する
材料）が、「理想的な」工場設定の平坦条件に対して一
つの方向若しくは他の方向に係数３をもって傾斜した場
合でもなおも識別可能である、という点にある。これら
３つの表は、対象となる各々の布について作成され、以
下でさらに説明するように、未知の布を識別するために
各々の未知の布についての対応するパターン値に対して
比較するようメモリー内に記憶される。

【００４１】図８−１０を見ると、未知の布（又はその
他の拡散反射材料）のパターン値によって識別されるよ
うな反射スペクトルがメモリー（ＬＩＢ）内に記憶され
たＪ個の既知の布（又はその他の拡散反射材料）のいず
れかの反射スペクトルと一致するか否かを見極めて未知
の布を識別するための本発明に基づく方法が、流れ図で
概念的に示されている。開始は、ステップ３１０であ
り、次の４つのステップは、本発明のこの実施態様に従
った布の識別のためのパラメータ及び定数の入力を示し
ている。ステップ３１２は、センサアレイのセンサチャ
ネル（又は光導電セル）の番号の入力、すなわちＣ＝
１，２，…Ｈ、及び本発明のこの実施態様においてはＨ
＝１０（６つの決定チャネルと４つの外部チャネル）の
入力である。ステップ３１４は、第１のチャネルの波長
の入力である（例えば、図１及び２においては、第１の
チャネルの波長（「ａ」）は１２９０nmである) 。次の
入力は、ステップ３１６により示されるようなチャネル
の帯域幅分離（「ＥＳ」）及びステップ３１８により示
されるようなチャネルの半高帯域幅（「ＢＷ」）であ
る。図示されている本発明の実施態様では、ＥＳはおよ
そ８０nmでありＢＷは約４０nmである。あらゆるチャネ
ルの応答スペクトルも同様に、ステップ３２０で示され
ているとおり入力される。

【００４２】羊毛について以上で説明した３つの表を問
題のＪ個の布の各々について基本的に内含している布応
答パターンのライブラリ（ＬＩＢ）も同様にステップ３
２２で示されている通りメモリー（ＬＩＢ）内に入力さ
れる。放射線が未知の布上に伝達され、拡散反射された
放射線がセンサアレイにより受光されるとステップ３２
４に示されているように、センサアレイはその１０個の
出力信号Ｒ（ｊ，λ）をプロセッサに伝達する。各チャ
ネルからの信号Ｓ（Ｃ）は、センサアレイの各チャネル
内に組み込まれた干渉フィルタ／増幅器によりチャネル
帯域幅全体にわたりアナログ積分される：この積分はこ
こでは、ステップ３２６に示されるように、各々の積分
された信号Ｓ（Ｃ）を受理し記憶するため演算用ＤＯル
ープにより表わされている。このとき、各チャネルにつ
いて、プロセッサは、ステップ３２８によって示されて
いるようにそれぞれのチャネルの２つの次に最も近い隣
接チャネルの信号の平均Ｓ（Ｃ）_AVEを計算する。

【００４３】その後、プロセッサは、選択されたＱレベ
ルでの各決定チャネルについてのパターン値（Ｃ＝３か
ら（Ｈ−２））を計算し、各Ｑレベルでのパターン値
を、ライブラリ（ＬＩＢ）内に記憶されたそれぞれのＱ
レベルでの相応する全ての基準パターン値に比較する。
ステップ３３０では、プロセッサは、それぞれの各チャ
ネルＳ（Ｃ）からの信号が２つの次に最も近い隣接チャ
ネルの信号の平均よりもＱ％以上高いか否か（Ｓ（Ｃ）
＞（１＋Ｑ）Ｓ（Ｃ）_AVE？）を決定する。答えがイエ
ス（Ｙ）である場合、「＋１」というパターン値が、ス
テップ３３２に示されているようにそのそれぞれのチャ
ネルに割り当てられ（Ｐ（ｊ，ｃ，Ｑ）＝１）、プロセ
ッサは、ループ３３４により示されているように次のチ
ャネルｃについて同じ決定を行なう。ステップ３３０の
答えがノー（Ｎ）である場合、プロセッサは、ステップ
３３６に示されているように、２つの次に最も近い隣接
チャネルの信号の平均よりもＱ％未満だけ低いか否かを
決定する（Ｓ（Ｃ）＜（１−Ｑ）Ｓ（Ｃ）_AVE？）。答
えがイエス（Ｙ）である場合、次にステップ３３８に示
されているようにそれぞれのチャネルに対して「−１」
のパターン値が割当てられ（Ｐ（ｊ，ｃ，Ｑ）＝−
１）、プロセッサはループ３３４により示されているよ
うに、次のチャネルｃについて同じ決定を行なう。ステ
ップ３３６の答えが１−（Ｎ）である場合、ステップ３
４０で示されるように、それぞれのチャネルに対し
「０」というパターン値が割当てられる（Ｐ（ｊ，ｃ，
Ｑ）＝０）。次にプロセッサは、ループ３３４に示され
ているように、そのそれぞれのＱレベルにおける各チャ
ネルについて、この決定プロセスを反復する。

【００４４】パターン値（Ｐ（ｊ，ｃ，Ｑ））がそれぞ
れのＱレベルで各チャネルについてＣ＝３から（Ｈ−
２）まで）ひとたび決定されると、プロセッサはそれら
を、ステップ３４２に示されるように、全ての応答スキ
ュー（ｓｋｅｗ）でのライブラリ（ＬＩＢ）内の各基準
布Ｊについての同じＱレベルにおける対応するパターン
値（すなわち上述のように３つの表の各々におけるパタ
ーン値）に比較する。その後、プロセッサは、ステップ
３４４に示されているように、各々のそれぞれの決定チ
ャネルｃについて合致が見つけられた全てについて基準
布Ｊをリストアップする。それぞれの決定チャネルにつ
いて先行リストと合致（すなわち前のＱレベルでの合
致）しない場合、ステップ３４６に示されているよう
に、それは整合する基準布Ｊのリストから消去される。

【００４５】各々の決定チャネルに対しパターン値（Ｐ
（ｊ，ｃ，Ｑ））を割当て、同じＱレベルでの基準値に
対しこの割当てられた値を比較するというこのプロセス
全体は、ループ３４８に示されるように、各々の選択さ
れたＱレベルについて反復される。図示されている本発
明の実施態様においては、選択されたＱレベルは、ルー
プ３４８に示されているように、１つのＱレベルから次
のＱレベルまで−０．０２の増分で０．１６〜０．０６
である。本発明のこの実施態様においては、このループ
は多くとも６回反復され、６つの連続した整合リストを
生成する。これらの反復の間のいつ何時であれ、ステッ
プ３５０により示されているようにリスト上合致する基
準布がわずか１つしか残っていないことが見極められた
場合、未知の布は、ステップ３５２に示されるように、
その特定の布として肯定的な判断が行われる。この結果
は、図６に示されているように表示装置上に伝達しても
よいし或いは又、例えば図２に示されているように家庭
用アイロン上でサーモスタットを制御するために使用す
ることもできる。未知の布がひとたび識別されると、プ
ロセッサはステップ３６０で示されているように、もう
１つの未知の布を識別するべく新しい信号セットがセン
サアレイによって伝送されるまで停止する。

【００４６】場合によっては、この手順により、未知の
拡散反射材料を、基準ライブラリ内に記憶された設定パ
ターン値のいずれか１つであるとの肯定判断をなし得な
いことも論理的に可能である。ＤＯループ３４８が完了
し、プロセッサがステップ３５０において、最終リスト
上に布の名前が全く残っていないか又は最終リスト上に
２つ以上の布の名前があることを決定した場合、プロセ
ッサはステップ３５４まで進む。最終リスト（Ｙ）上に
全く入力がない場合、サンプル布又はその他の反射材料
はプロセッサのライブラリ内の基準材料のいずれに対し
ても未知のものであり、そのスペクトル反射率曲線は、
プロセッサのライブラリを形成するのに使用された布又
は材料のいずれについての曲線とも著しく異なってい
る。その結果、ステップ３５６に示されるように認識不
能の結果となる。

【００４７】一方、ステップ３５４（Ｎ）において最終
リスト上に２つ以上の布との合致があったと示されてい
る場合、未知の布の赤外線スペクトルは、ステップ３５
８に示されているように、少なくともＨ本の決定チャネ
ルについて６％の有意なＱレベルでそのうちの１つとの
肯定的識別が不可能となるほどライブラリの布スペクト
ルのうちの１つ以上のもののスペクトルに充分近いもの
である。この状況の下で、図６において表示装置に複数
の可能性ある布を伝達することもできるし、或いは又図
７に示されているように、これらを家庭用アイロンを制
御するのに使用することもできる。例えば、２つ以上の
可能性ある布が全てポリエステルのブレンドである場
合、全てのポリエステルのブレンドについての選択され
た１つの温度にアイロンを自動調整することができる。

【００４８】上述の１０個のチャネルアレイは純粋に例
示的なものにすぎず、必要に応じていくつかのチャネル
でも利用できるという点に留意されたい。例えば、多数
の基準布との合致の可能性を低減するため、１０本以上
のチャネルを利用するのが望ましいこともある。しかし
ながら、装置がより限定的な数の布又はその他の拡散反
射材料の間での識別のみを必要とされる場合には、チャ
ネルの数を低減することが同様に必要となることもあ
る。さらに、センサアレイは、外側限界において１００
０nm以上２５００nm未満である予め定められた波長範囲
内のどこかの拡散反射された放射線を受理するように設
計されていてよい。

【００４９】本発明の方法の１つの利点は、センサアレ
イの各チャネルからの信号値がそれぞれのチャネルの２
つの次に最も近い隣接チャネルのための信号値の平均値
と比較されることから、パターン値は、センサアレイの
全体的応答スペクトル内の経時的な変化、光源のスペク
トル内の変化又は周囲条件の変化に対して適正に安定し
たものとなることが期待される、という点にある。従っ
てシステムは、経時的に、工場設定されたセンサアレイ
の「白色」読みとりを検査する必要なく作動でき、しか
もそれと同時に１つの布（又はその他の拡散反射材料）
を他の布からより高い信頼性で区別する能力を容易にす
ることができる。この特徴により、光源のスペクトル内
の長期ドリフト又はセンサアレイの赤外線感度の変化に
よって容易に無駄とされることのない布の識別が可能と
なる。これらは故障の無い商業的に実現可能な装置を提
供する上で重要な利点である。

【００５０】本発明のもう１つの利点は、それが未知の
材料の識別情報及び／又は組成を見極めるのに好ましく
は約１２００〜２４００nmの範囲内の拡散反射率を利用
することから、放射線を生成するのに低コストの従来の
超小型タングステン光源を使用することができるという
ことにある。さらに、この波長範囲内では、問題となっ
ている各々の選択された帯域幅における拡散反射された
放射線の強度を検出するために、上述のＰｂＳセンサア
レイといった比較的低コストの光導電センサを利用する
ことができる。その上、布帛に利用されるほとんどの染
料は赤外線内で吸収性をもたず、従って布（又はその他
の拡散反射材料）の色が、未知の材料と識別するという
本発明の方法及び装置の能力に影響を及ぼすことはな
い。さらに本発明のもう１つの利点は、布を識別するの
に低い解像度の帯分光法しか必要としないことから、同
様に上で記述したように比較的低コストの高分散／低解
像度の格子又は広い帯域幅の干渉フィルタが適当なスペ
クトル特性（サイン）を提供でき、かくして設計者は商
業的に実現可能な低コスト装置を容易に作ることができ
るようになる、という点にある。実際、本発明の装置
は、図７に示されているようにアイロンといった標準的
な家庭用器具の中で付加的コストをそれほど高くするこ
となく利用することができる。この実施態様の重大な利
点は、アイロンの温度を、アイロンがけ中の布のタイプ
に基づいて自動的に制御できる（たとえユーザーがアイ
ロンがけ中の布のタイプが何であるかを知らなくて
も）、ということにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は約１２００nm〜２４００nmの赤外線スペ
クトル内の羊毛の相対的反射率Ｒ（λ）を示すグラフで
ある。

【図２】図２は約１２００nm〜２４００nmの赤外線スペ
クトル内の木綿の相対的反射率Ｒ（λ）を示すグラフで
ある。

【図３】図３は布材料といった未知の拡散反射材料を識
別するための本発明を実施する装置の第１の実施態様の
概略図である。

【図４】図４は装置内に可視光が通過するのを防ぐため
の可視遮断フィルタとして、布圧力プレートとして及び
スリット構成要素として機能する図３の装置のガラス製
構成要素の断面図である。

【図５】図５はガラス製構成要素が、その面上の塵埃又
はその他の粒子の収集を防ぐためハウジングのベースか
ら突出する持上った部分を構成する、本発明を実施する
装置のもう１つの実施態様の概略図である。

【図６】図６は布（又はその他の拡散反射材料）により
拡散反射された放射線の強度を測定するため段付き干渉
フィルタ及びセンサアレイを利用する。本発明を実施す
る装置のもう１つの実施態様の概略図である。

【図７】図７は図６の装置の構成要素が、アイロンがけ
中の布のタイプを識別するため及びこの識別に基づいて
アイロンの温度を制御するために家庭用アイロンの中に
とりつけられている、本発明を実施する装置のもう１つ
の実施態様の概略図である。

【図８】図８は未知の布（又はその他の拡散反射材料）
を識別するため、この布の反射スペクトルが既知のいず
れかの基準布のものと合致するか否かを計算によって決
定するための本発明の方法を概念的に示す流れ図の最初
の部分である。

【図９】図９は前記流れ図における図８に継続する部分
である。

【図１０】図１０は図９に継続する部分である。

【符号の説明】

１０…装置１２…ハウジング１４…光源１６…ランプチャンバ１８…ガラス製構成要素２０…フレネルレンズ２２…凹面格子２４…センサアレイ２５…ベース層２６…バッフル２７…ガラス製要素上部部分３０…開口部１３２…尾根部１３４…のぞき窓２３８…円筒形上部表面２４０…干渉フィルタ２４２…容器２４４…信号条件付け回路２４６…プロセッサ２４８…表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡散反射材料を識別するための装置にお
いて、材料上に放射線を伝送するための光源；材料により拡散
反射された放射線を受理し材料の拡散反射特性を表わす
信号を生成するための検出器、及び検出器に結合され、
検出器の信号に基づく材料の拡散反射特性を基準データ
と比較して材料を識別するため、少なくとも１つの基準
材料についての拡散反射データを内含するプロセッサを
含む装置。
【請求項２】光源にはタングステン−ハロゲンランプ
が含まれている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】検出器には、それぞれの放射線帯域幅内
での拡散反射された放射線の強度を表わす出力信号を各
々生成する複数の光導電セルが含まれている、請求項１
に記載の装置。
【請求項４】光導電セルが硫化鉛セルである、請求項
３に記載の装置。
【請求項５】光導電セル上に伝送された拡散反射した
放射線をろ過するため材料と光導電セルの間に置かれた
干渉フィルタがさらに含まれる、請求項３に記載の装
置。
【請求項６】材料上に光源が伝送した放射線を撮像す
るため光源と材料の間に置かれた光学的構成要素がさら
に含まれている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】検出器上への可視光の伝送を防ぐための
可視遮断媒体が光学的構成要素に含まれている、請求項
６に記載の装置。
【請求項８】光源、検出器及び光学的構成要素を閉じ
込めるハウジングがさらに含まれ、光学的構成要素が、
光源から材料上への放射線の伝送及び検出器上への材料
により拡散反射された放射線の伝送を可能にするための
スロット開口部を構成している、請求項６に記載の装
置。
【請求項９】光学的構成要素が、その面での塵埃又は
粒子の収集を防ぐべく材料と接触するためハウジングか
ら突出する外部面を構成している、請求項８に記載の装
置。
【請求項１０】検出器上へ材料により拡散反射された
放射線を集束し分散させるための格子がさらに含まれて
いる、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】検出器に対し材料により拡散反射され
た放射線を集束するための鏡をさらに含む、請求項１に
記載の装置。
【請求項１２】プロセッサに結合された表示装置をさ
らに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】アイロンがけすべき材料を識別するた
め家庭用アイロンに結合される、請求項１に記載の装
置。
【請求項１４】アイロンがけすべき布の識別情報に基
づいて、アイロンの温度を自動的に制御するための手段
にプロセッサが結合されている、請求項１３に記載の装
置。
【請求項１５】干渉フィルタが、段付き干渉フィルタ
であり、各々の段がそれぞれの光導電セルの望ましい波
長チャネルと実質的に心合せされこれに対応している、
請求項５に記載の装置。
【請求項１６】プロセッサが、複数の基準繊維材料に
ついての拡散反射データを内含している、請求項１に記
載の装置。
【請求項１７】検出器が、約１２００〜２２００nmの
範囲内で拡散反射した放射線を受理する、請求項１６に
記載の装置。
【請求項１８】鏡が実質的に楕円体である、請求項１
１に記載の装置。
【請求項１９】材料上に光源からの放射線を伝送する
段階、検出器で材料により拡散反射された放射線の少なくとも
一部分を受理し、材料の拡散反射特性を表わす信号を生
成する段階；及び材料を識別するべく少なくとも１つの
基準材料についての拡散反射データと、検出器の信号に
基づく材料の拡散反射特性を比較する段階、を含む拡散
反射材料を識別するための方法。
【請求項２０】複数の基準材料についての拡散反射デ
ータのデータベースを生成し、検出器の信号に基づく材
料の拡散反射特性と基準データを比較して材料を識別す
る段階がさらに含まれる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】有限帯域幅の規定の波長チャネル内で
の材料の拡散反射特性を各々表わしている複数の信号を
生成する段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】各々それぞれのチャネルに対応するパ
ターン値を生成し、このパターン値を基準材料について
の相応するパターン値と比較して材料を識別する段階を
さらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】各々のパターン値が、２つの隣接する
次に最も近いチャネルの信号の値の平均に基づくもう１
つの値と、それぞれのチャネルの信号の値を比較するこ
とによって生成される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】各チャネルについての複数のパターン
値を生成する段階をさらに含み、各パターン値がそれぞ
れのＱレベルに基づいており、各々のＱレベルが各々の
それぞれのチャネル信号の上下の値範囲を規定してい
る、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】各パターン値が、次の最も近いチャネ
ルの信号の平均値がそれぞれのチャネル信号のそれぞれ
のＱレベルにより規定される範囲内に入るか否かに基づ
いて決められる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】材料の識別に基づき家庭用アイロンの
温度を自動的に制御する段階をさらに含む、請求項１９
に記載の方法。
【請求項２７】材料が織物であり、検出器により受理
される放射線は約１２００〜２２００nmの範囲内にあ
る、請求項１９に記載の方法。