JPH09329496A - Color sensor - Google Patents
Color sensorInfo
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- JPH09329496A JPH09329496A JP16827096A JP16827096A JPH09329496A JP H09329496 A JPH09329496 A JP H09329496A JP 16827096 A JP16827096 A JP 16827096A JP 16827096 A JP16827096 A JP 16827096A JP H09329496 A JPH09329496 A JP H09329496A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばファクト
リーオートメーション（ＦＡ）の生産ラインなどにおい
て被検出物の色を判別するためのカラーセンサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color sensor for discriminating the color of an object to be detected in, for example, a factory automation (FA) production line.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のカラーセンサ５０は、図６に示す
ように、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）をそれぞれ発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）
５１，５２，５３と、各発光ダイオードからの光を合成
するための色合成プリズム５４と、色合成プリズム５４
で合成された光を被検出物Ｓ側に反射させるとともに、
レンズ５５を通り被検出物Ｓに投光されて反射された光
を透過させるハーフミラー５６と、ハーフミラー５６を
透過し、レンズ５７で集光された光を受光するフォトダ
イオード（ＰＤ）５８と備えている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 6, a conventional color sensor 50 is a light emitting diode (LED) which emits light of three primary colors of red (R), green (G) and blue (B).
51, 52, 53, a color synthesizing prism 54 for synthesizing light from each light emitting diode, and a color synthesizing prism 54.
In addition to reflecting the light combined in step S to the detected object S side,
A half mirror 56 that transmits the light projected through the lens 55 and reflected by the detection object S, and a photodiode (PD) 58 that receives the light that is transmitted through the half mirror 56 and condensed by the lens 57. I have it.
【０００３】各発光ダイオード５１，５２，５３には、
駆動手段である投光回路５９が接続されている。フォト
ダイオード５８にはアンプ６０が接続され、アンプ６０
にはＡ／Ｄ変換器６１が接続されている。Ａ／Ｄ変換器
６１には、投光回路５９の駆動タイミングを制御すると
ともに、被検出物Ｓからの反射光の色データを、予め設
定された基準色の色データと比較して判別結果を出力す
るマイクロプロセッサ６２が接続されている。マイクロ
プロセッサ６２には、基準色の色データ信号が入力され
かつ該マイクロプロセッサからの出力信号が出力される
入出力回路６３が接続されている。Each light emitting diode 51, 52, 53 has a
A light projecting circuit 59 which is a driving means is connected. An amplifier 60 is connected to the photodiode 58, and the amplifier 60
An A / D converter 61 is connected to. The A / D converter 61 controls the drive timing of the light projecting circuit 59 and compares the color data of the reflected light from the detection object S with the color data of the preset reference color to determine the determination result. The output microprocessor 62 is connected. An input / output circuit 63 to which a color data signal of the reference color is input and an output signal from the microprocessor is output is connected to the microprocessor 62.
【０００４】またアンプ６０には、周囲の温度変化によ
る検出出力のドリフトを抑制するために、サーミスタま
たはバリスタダイオードを含む温度補償回路６４が接続
されている。温度補償回路６４では、サーミスタやバリ
スタダイオードの温度特性を利用して検出出力が補償さ
れるようになっている。なお、電源回路６５には、外部
よりＤＣ１２〜２４ボルトの電圧が供給されており、各
回路へは直流電源電圧が印加されている。A temperature compensating circuit 64 including a thermistor or a varistor diode is connected to the amplifier 60 in order to suppress the drift of the detection output due to the ambient temperature change. In the temperature compensation circuit 64, the detection output is compensated by utilizing the temperature characteristics of the thermistor or varistor diode. The power supply circuit 65 is externally supplied with a voltage of DC 12 to 24 V, and a DC power supply voltage is applied to each circuit.
【０００５】動作時には、各発光ダイオード５１，５
２，５３が所定のタイミングで順次点灯される。各発光
ダイオードから射出された光は被検出物Ｓで反射され、
その反射光がフォトダイオード５８で受光される。フォ
トダイオード５８では、その受光量に応じた受光信号が
出力される。In operation, each light emitting diode 51, 5
2, 53 are sequentially turned on at a predetermined timing. The light emitted from each light emitting diode is reflected by the object S to be detected,
The reflected light is received by the photodiode 58. The photodiode 58 outputs a light reception signal according to the amount of light received.
【０００６】フォトダイオード５８からの受光信号は、
アンプ６０に入力されて増幅され、次にＡ／Ｄ変換器６
１でディジタル信号に変換され、マイクロプロセッサ６
２に入力される。一方、マイクロプロセッサ６２には、
入出力回路６３から基準色の色データ信号が予め入力さ
れており、マイクロプロセッサ６２は、この基準色の色
データ信号と被検出物Ｓからの反射光の色データ信号と
を比較して演算処理を行い、判別結果を出力する。The received light signal from the photodiode 58 is
It is input to the amplifier 60 and amplified, and then the A / D converter 6
Converted into a digital signal by the microprocessor 6
2 is input. On the other hand, in the microprocessor 62,
The color data signal of the reference color is input in advance from the input / output circuit 63, and the microprocessor 62 compares the color data signal of the reference color with the color data signal of the reflected light from the object S to be processed. And output the discrimination result.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、発光ダイオ
ードは、一般に、高温になるほど発光光量が低下すると
いった特性があり、このような温度特性は、図５に示す
ように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のいずれ
の色を発光する発光ダイオードであるかにより、その変
化勾配が異なっている。また同じ色の発光ダイオードで
あっても、温度特性にばらつきが生じる。By the way, the light emitting diode generally has a characteristic that the amount of emitted light decreases as the temperature rises, and such temperature characteristics are red (R) and green as shown in FIG. The change gradient differs depending on whether the light emitting diode emits light of (G) or blue (B). Further, even in the case of light emitting diodes of the same color, the temperature characteristics vary.
【０００８】しかしながら、前記従来のカラーセンサで
は、個々の発光ダイオードについて温度補償を行ってい
ないため、温度補償が不十分であり、その結果、被検出
物Ｓの色判別が不安定になる場合がある。However, in the conventional color sensor, temperature compensation is not performed for each light emitting diode, and thus temperature compensation is insufficient, and as a result, color discrimination of the object S to be detected may become unstable. is there.
【０００９】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたもので、温度が変化した場合でも常に安定した
色判別を行うことができるカラーセンサを提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to provide a color sensor capable of always performing stable color discrimination even when the temperature changes.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るカ
ラーセンサは、光の三原色を発光する三種類の発光ダイ
オードと、前記各発光ダイオードに電流を供給する駆動
回路と、前記各発光ダイオードから被検出物に照射され
反射された各色光の反射光を受光して、その受光量に応
じた受光信号を出力する第１の受光手段と、前記各発光
ダイオードから射出された各色光を受光して、その受光
量に応じた受光信号を出力する第２の受光手段とを備
え、前記第２の受光手段から出力された、各色光に対応
する各受光信号の電圧レベルと、各色光について予め設
定された基準電圧とを比較して、前記駆動回路の駆動電
圧を設定する駆動電圧設定回路を備えるとともに、前記
駆動回路の駆動タイミングを制御しかつ、前記第１の受
光手段から出力された反射光の受光信号と予め設定され
た基準色の色データ信号とを比較して演算処理を行うこ
とにより、被検出物の色の判別結果を出力する制御手段
をさらに備えたことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a color sensor, which comprises three types of light emitting diodes for emitting three primary colors of light, a drive circuit for supplying a current to each of the light emitting diodes, and each of the light emitting diodes. First light receiving means for receiving the reflected light of each color light which is emitted to and reflected from the object to be detected and outputs a light receiving signal according to the amount of received light, and each color light emitted from each of the light emitting diodes And a second light receiving means for outputting a light receiving signal according to the amount of received light, the voltage level of each light receiving signal corresponding to each color light output from the second light receiving means, and each color light A drive voltage setting circuit for setting a drive voltage of the drive circuit by comparing with a preset reference voltage, controlling the drive timing of the drive circuit, and outputting from the first light receiving means. It is characterized by further comprising control means for outputting the discrimination result of the color of the object to be detected by comparing the received light signal of the reflected light with the color data signal of the preset reference color and performing arithmetic processing. .
【００１１】請求項２の発明に係るカラーセンサは、光
の三原色を発光する三種類の発光ダイオードと、前記各
発光ダイオードに電流を供給する駆動回路と、前記各発
光ダイオードから被検出物に照射され反射された各色光
の反射光を受光して、その受光量に応じた受光信号を出
力する第１の受光手段と、前記各発光ダイオードから射
出された各色光を受光して、その受光量に応じた受光信
号を出力する第２の受光手段と、前記駆動回路の駆動タ
イミングを制御するとともに、第２の受光手段から出力
された各色光に対応する各受光信号の電圧レベルと各色
光について予め設定された基準電圧との差を演算し、そ
の演算結果に基づいて、第１の受光手段から出力された
反射光の受光信号を処理することにより、被検出物の色
の判別結果を出力する制御手段とを備えたことを特徴と
している。A color sensor according to a second aspect of the present invention includes three types of light emitting diodes that emit the three primary colors of light, a drive circuit that supplies a current to each of the light emitting diodes, and an illumination of an object to be detected from each of the light emitting diodes. The first light receiving means for receiving the reflected light of the reflected and reflected respective color lights and outputting the received light signal according to the received light amount, and the respective light colors emitted from the respective light emitting diodes for receiving the received light amount. The second light receiving means for outputting a light receiving signal according to the above, and the drive timing of the drive circuit are controlled, and the voltage level of each light receiving signal corresponding to each color light output from the second light receiving means and each color light The difference with the preset reference voltage is calculated, and the received light signal of the reflected light output from the first light receiving means is processed based on the calculated result to output the color discrimination result of the detected object. It is characterized in that a that the control unit.
【００１２】請求項１の発明において、被検出物の色の
判別を行う際には、まず、駆動回路から各発光ダイオー
ドに電流を供給することにより、各発光ダイオードを点
灯させる。このとき、各発光ダイオードの発光タイミン
グは、制御手段からの駆動タイミング信号により制御さ
れる。In the invention of claim 1, when the color of the object to be detected is discriminated, first, each light emitting diode is turned on by supplying a current from the drive circuit to each light emitting diode. At this time, the light emission timing of each light emitting diode is controlled by the drive timing signal from the control means.
【００１３】各発光ダイオードから射出された各色光
は、被検出物に照射されて反射される。被検出物で反射
された反射光は、第１の受光手段で受光される。第１の
受光手段では、各色光についてその受光量に応じた受光
信号が出力される。The respective color lights emitted from the respective light emitting diodes are irradiated to the object to be detected and reflected. The reflected light reflected by the object to be detected is received by the first light receiving means. The first light receiving means outputs a light receiving signal corresponding to the amount of received light of each color light.
【００１４】第１の受光手段から出力された受光信号
は、制御手段に入力される。一方、制御手段には基準色
の色データ信号が予め入力されており、制御手段は、こ
の基準色の色データ信号と被検出物からの反射光の色デ
ータ信号とを比較して演算処理を行うことにより、被検
出物の色の判別結果を出力する。The light receiving signal output from the first light receiving means is input to the control means. On the other hand, the color data signal of the reference color is previously input to the control means, and the control means compares the color data signal of the reference color with the color data signal of the reflected light from the object to be detected to perform the arithmetic processing. By doing so, the discrimination result of the color of the object to be detected is output.
【００１５】一方、各発光ダイオードから射出された各
色光は、第２の受光手段で受光される。第２の受光手段
では、各色光についてその受光量に応じた受光信号が出
力される。On the other hand, each color light emitted from each light emitting diode is received by the second light receiving means. The second light receiving means outputs a light reception signal corresponding to the amount of light received for each color light.
【００１６】第２の受光手段から出力された受光信号は
駆動電圧設定回路に入力される。駆動電圧設定回路で
は、第２の受光手段から出力される各色光の受光信号の
電圧レベルと、各色光について予め設定された基準電圧
とをそれぞれ比較して、各発光ダイオードの駆動回路を
制御する。The light receiving signal output from the second light receiving means is input to the drive voltage setting circuit. The drive voltage setting circuit controls the drive circuit of each light emitting diode by comparing the voltage level of the light receiving signal of each color light output from the second light receiving unit with a reference voltage preset for each color light. .
【００１７】すなわち、第２の受光手段から出力された
受光信号の電圧レベルが基準電圧より高い場合には、駆
動電圧を低く設定し、逆に、受光信号の電圧レベルが基
準電圧より低い場合には、駆動電圧を高く設定する。That is, when the voltage level of the light receiving signal output from the second light receiving means is higher than the reference voltage, the drive voltage is set low, and conversely, when the voltage level of the light receiving signal is lower than the reference voltage. Sets the drive voltage high.
【００１８】したがって、カラーセンサの動作中に温度
変化が生じた場合でも、個々の発光ダイオードにすぐに
適正な電流が供給されることになり、これにより、各発
光ダイオードの発光量が補償され、この結果、常に安定
した色判別を行うことができる。Therefore, even if a temperature change occurs during the operation of the color sensor, an appropriate current is immediately supplied to each light emitting diode, whereby the light emission amount of each light emitting diode is compensated. As a result, stable color discrimination can always be performed.
【００１９】請求項２の発明において、被検出物の色の
判別を行う際には、請求項１の発明の場合と同様に、ま
ず、制御手段からの駆動タイミング信号に基づいて、駆
動回路から各発光ダイオードに電流を供給し、各発光ダ
イオードを点灯させる。In the invention of claim 2, when the color of the object to be detected is discriminated, first of all, as in the case of the invention of claim 1, firstly, the drive circuit is operated based on the drive timing signal from the control means. A current is supplied to each light emitting diode to light each light emitting diode.
【００２０】各発光ダイオードから射出された各色光
は、被検出物に照射されて反射され、その反射光は、第
１の受光手段で受光される。第１の受光手段では、各色
光についてその受光量に応じた受光信号が出力され、こ
の受光信号は、制御手段に入力される。Each color light emitted from each light emitting diode is irradiated to and reflected by the object to be detected, and the reflected light is received by the first light receiving means. The first light receiving means outputs a light receiving signal corresponding to the amount of light received for each color light, and this light receiving signal is input to the control means.
【００２１】また、各発光ダイオードから射出された各
色光は、第２の受光手段で受光される。第２の受光手段
では、各色光についてその受光量に応じた受光信号が出
力され、この受光信号は、制御手段に入力される。Further, each color light emitted from each light emitting diode is received by the second light receiving means. The second light receiving means outputs a light receiving signal corresponding to the amount of light received for each color light, and this light receiving signal is input to the control means.
【００２２】一方、制御手段では、各色光について予め
基準電圧が設定されており、制御手段は、この基準電圧
と、第２の受光手段から出力された、各色光に対応する
各受光信号の電圧レベルとの差を演算し、その演算結果
に基づいて、第１の受光手段から出力された反射光の受
光信号と、予め設定された基準色の色データ信号とを比
較し演算処理を行うことにより、被検出物の色の判別結
果を出力する。On the other hand, the control means sets a reference voltage for each color light in advance, and the control means controls the reference voltage and the voltage of each light reception signal corresponding to each color light output from the second light reception means. A difference from the level is calculated, and based on the calculation result, the received light signal of the reflected light output from the first light receiving unit is compared with the color data signal of the preset reference color to perform the calculation process. Thus, the discrimination result of the color of the detected object is output.
【００２３】これにより、カラーセンサの動作中に温度
変化が生じ、各発光ダイオードの発光量が変化した場合
でも、その変化量に基づいて反射光の受光信号が処理さ
れることになるので、常に安定した色判別を行うことが
できる。As a result, even if the temperature change occurs during the operation of the color sensor and the light emission amount of each light emitting diode changes, the received light signal of the reflected light is processed based on the change amount, so that the light receiving signal is always processed. Stable color discrimination can be performed.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を添付図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施態様によ
るカラーセンサのブロック構成図、図２はカラーセンサ
中の各発光ダイオードの駆動タイミングの一例を示す図
である。図１に示すように、カラーセンサ１は、光の三
原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）をそれ
ぞれ発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）２，３，４と、
各発光ダイオード２，３，４から射出された光を合成す
るための色合成プリズム５とを備えている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram of a color sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of driving timing of each light emitting diode in the color sensor. As shown in FIG. 1, the color sensor 1 includes light emitting diodes (LEDs) 2, 3 and 4 which respectively emit red (R), green (G) and blue (B) which are three primary colors of light,
A color combining prism 5 for combining the lights emitted from the light emitting diodes 2, 3 and 4 is provided.
【００２５】発光ダイオード２，３から射出された赤色
光および緑色光は、色合成プリズム５内の界面５ａを透
過し、また発光ダイオード４から射出された青色光は、
界面５ａで反射され、これにより、各色光が色合成プリ
ズム５内で合成されるようになっている。The red light and the green light emitted from the light emitting diodes 2 and 3 pass through the interface 5a in the color combining prism 5, and the blue light emitted from the light emitting diode 4 is
The color lights are reflected by the interface 5a, and thus the respective color lights are combined in the color combining prism 5.
【００２６】色合成プリズム５の一側方には、該色合成
プリズム内で合成された光を被検出物Ｓ側に反射させる
とともに、レンズ６を通り被検出物Ｓに投光されて反射
されてきた光を透過させるハーフミラー７と、ハーフミ
ラー７を透過してレンズ８で集光された光を受光するフ
ォトダイオード（ＰＤ）（第１の受光手段）９とが設け
られている。On one side of the color synthesizing prism 5, the light synthesized in the color synthesizing prism is reflected to the side of the object S to be detected and is also projected and reflected by the object S to be detected through the lens 6. A half mirror 7 that transmits the received light and a photodiode (PD) (first light receiving unit) 9 that receives the light transmitted through the half mirror 7 and condensed by the lens 8 are provided.
【００２７】各発光ダイオード２，３，４には、該各発
光ダイオードに電流を供給する投光回路（駆動回路）１
０が接続されている。フォトダイオード９には、該フォ
トダイオードから出力された受光信号を増幅するための
アンプ１１が接続されている。アンプ１１には、該アン
プで増幅された受光信号をディジタル値に変換するため
のＡ／Ｄ変換器１２が接続されている。A projecting circuit (driving circuit) 1 for supplying a current to each of the light emitting diodes 2, 3 and 4 is provided.
0 is connected. An amplifier 11 for amplifying the light reception signal output from the photodiode 9 is connected to the photodiode 9. An A / D converter 12 for converting the light reception signal amplified by the amplifier into a digital value is connected to the amplifier 11.
【００２８】Ａ／Ｄ変換器１２には、マイクロプロセッ
サ（制御手段）１３が接続されている。マイクロプロセ
ッサ１３は、投光回路１０の駆動タイミングを制御する
とともに、被検出物Ｓで反射された反射光の色データ
を、予め設定された基準色の色データと比較して判別結
果を出力するためのものである。A microprocessor (control means) 13 is connected to the A / D converter 12. The microprocessor 13 controls the drive timing of the light projecting circuit 10 and compares the color data of the reflected light reflected by the object S with the color data of the preset reference color and outputs the determination result. It is for.
【００２９】マイクロプロセッサ１３には入出力回路１
４が接続されている。入出力回路１４は、基準色の色デ
ータ信号を予め設定（ティーチング）するための入力回
路と、マイクロプロセッサ１３からの出力信号が出力さ
れる出力回路とから構成されている。The microprocessor 13 has an input / output circuit 1
4 are connected. The input / output circuit 14 is composed of an input circuit for presetting (teaching) the color data signal of the reference color and an output circuit for outputting an output signal from the microprocessor 13.
【００３０】色合成プリズム５の他側方には、フォトダ
イオード（第２の受光手段）１６が配置されている。フ
ォトダイオード１６は、発光ダイオード２，３から射出
された光のうち、界面５ａで反射される光と、発光ダイ
オード４から射出された光のうち、界面５ａを透過する
光とを受光して、各色光についてその受光量に応じた受
光信号をそれぞれ出力するためのものである。On the other side of the color synthesizing prism 5, a photodiode (second light receiving means) 16 is arranged. The photodiode 16 receives the light reflected by the interface 5a among the light emitted from the light emitting diodes 2 and 3 and the light transmitted through the interface 5a among the light emitted from the light emitting diode 4, This is for outputting a light reception signal corresponding to the amount of light received for each color light.
【００３１】フォトダイオード１６の出力側には、該フ
ォトダイオードからの各受光信号を増幅するためのアン
プ１７が接続されている。アンプ１７には、該アンプで
増幅された各受光信号を、対応する各積分回路（駆動電
圧設定回路）１９，２０，２１に入力するための切換回
路１８が接続されている。切換回路１８は、発光ダイオ
ード２，３，４の各駆動タイミングに同期してマイクロ
プロセッサ１３により切換制御される。An amplifier 17 for amplifying each light reception signal from the photodiode 16 is connected to the output side of the photodiode 16. The amplifier 17 is connected to a switching circuit 18 for inputting each received light signal amplified by the amplifier to the corresponding integration circuit (driving voltage setting circuit) 19, 20, 21. The switching circuit 18 is switching-controlled by the microprocessor 13 in synchronization with each driving timing of the light emitting diodes 2, 3, 4.
【００３２】なお、図示を省略しているが、上述の各回
路には、電源回路からの直流電源電圧が印加されてい
る。Although not shown, a DC power supply voltage from a power supply circuit is applied to each of the above circuits.
【００３３】各積分回路１９，２０，２１は、入力され
る受光信号を、予め設定された基準電圧ＶSR，ＶSG，Ｖ
SBとそれぞれ比較して積分を行うものである。各積分回
路１９，２０，２１からの各出力ＶDR，ＶDG，ＶDBは、
駆動電圧として各発光ダイオード２，３，４の投光回路
１０に入力されるようになっている。Each of the integrator circuits 19, 20, 21 receives the received light signal and sets the reference voltages V SR , V SG , V set in advance.
It is compared with SB and integrated. The outputs V DR , V DG , and V DB from the integrating circuits 19, 20, and 21 are
The driving voltage is input to the light projecting circuit 10 of each of the light emitting diodes 2, 3 and 4.
【００３４】次に、本実施態様の動作について説明す
る。カラーセンサ１の動作時には、投光回路１０から各
発光ダイオード２，３，４に順次電流が供給されること
により、各発光ダイオード２，３，４が所定のタイミン
グで順次点灯される。Next, the operation of this embodiment will be described. When the color sensor 1 is in operation, the light emitting circuit 10 sequentially supplies a current to each of the light emitting diodes 2, 3, 4 so that each of the light emitting diodes 2, 3, 4 is sequentially turned on at a predetermined timing.
【００３５】各発光ダイオード２，３，４の駆動タイミ
ングとしては、たとえば図２に示すように、発光ダイオ
ード２の駆動後、時間ｔ経過後に発光ダイオード３が駆
動され、その後さらに時間ｔ経過後に発光ダイオード４
が駆動される。時間ｔとしては、たとえば１６〜１７μ
sec に設定される。なお、各発光ダイオード２，３，４
の駆動タイミングは、図２に示すものに限定されない。As the driving timing of each of the light emitting diodes 2, 3 and 4, for example, as shown in FIG. 2, the light emitting diode 3 is driven after a lapse of time t after the drive of the light emitting diode 2, and then the light is emitted after a lapse of time t. Diode 4
Is driven. The time t is, for example, 16 to 17 μ.
Set to sec. In addition, each light emitting diode 2, 3, 4
The drive timing of is not limited to that shown in FIG.
【００３６】発光ダイオード２，３から射出された光は
色合成プリズム５内の界面５ａを透過し、また発光ダイ
オード４から射出された光は界面５ａで反射される。そ
して、色合成プリズム５を出た光は、ハーフミラー７で
反射されてレンズ６で集光され、被検出物Ｓに照射され
る。The light emitted from the light emitting diodes 2 and 3 is transmitted through the interface 5a in the color synthesizing prism 5, and the light emitted from the light emitting diode 4 is reflected at the interface 5a. Then, the light emitted from the color synthesizing prism 5 is reflected by the half mirror 7, condensed by the lens 6, and applied to the object S to be detected.
【００３７】被検出物Ｓで反射された反射光は、ハーフ
ミラー７を透過してレンズ８で集光され、フォトダイオ
ード９で受光される。フォトダイオード９では、その受
光量に応じた受光信号が出力される。The reflected light reflected by the object S to be detected is transmitted through the half mirror 7, condensed by the lens 8 and received by the photodiode 9. The photodiode 9 outputs a light reception signal according to the amount of light received.
【００３８】フォトダイオード９からの受光信号は、ア
ンプ１１に入力されて増幅され、次にＡ／Ｄ変換器１２
でディジタル信号に変換され、マイクロプロセッサ１３
に入力される。The received light signal from the photodiode 9 is input to and amplified by the amplifier 11, and then the A / D converter 12
Converted into a digital signal by the microprocessor 13
Is input to
【００３９】一方、マイクロプロセッサ１３において
は、入出力回路１４の入力信号ＴＥにより予め設定され
た基準色の色データ信号が読み込まれ、記憶される（す
なわちティーチング入力される）。マイクロプロセッサ
１３は、この基準色の色データ信号と被検出物Ｓからの
反射光の色データ信号とを比較して演算処理を行うこと
により、被検出物Ｓの色の判別結果を出力する。On the other hand, in the microprocessor 13, the color data signal of the reference color preset by the input signal TE of the input / output circuit 14 is read and stored (that is, teaching input). The microprocessor 13 compares the color data signal of the reference color with the color data signal of the reflected light from the detected object S and performs arithmetic processing to output the discrimination result of the color of the detected object S.
【００４０】一方、発光ダイオード２，３から射出され
た光のうち、色合成プリズム５内の界面５ａで反射され
た光は、フォトダイオード１６で受光される。同様に、
発光ダイオード４から射出された光のうち、色合成プリ
ズム５内の界面５ａを透過した光は、フォトダイオード
１６で受光される。フォトダイオード１６では、各色光
についてその受光量に応じた受光信号が出力される。On the other hand, of the light emitted from the light emitting diodes 2 and 3, the light reflected by the interface 5a in the color combining prism 5 is received by the photodiode 16. Similarly,
Of the light emitted from the light emitting diode 4, the light transmitted through the interface 5 a in the color combining prism 5 is received by the photodiode 16. The photodiode 16 outputs a light reception signal corresponding to the amount of light received for each color light.
【００４１】フォトダイオード１６から出力された各受
光信号はアンプ１７で増幅され、増幅された各受光信号
は切換回路１８に入力される。次に、マイクロプロセッ
サ１３からの切換制御信号に基づいて切換回路１８が切
り換えられることにより、各色光の受光信号が後段のそ
れぞれ対応する各積分回路１９，２０，２１に入力され
る。The light receiving signals output from the photodiode 16 are amplified by the amplifier 17, and the amplified light receiving signals are input to the switching circuit 18. Next, the switching circuit 18 is switched based on the switching control signal from the microprocessor 13, so that the light receiving signals of the respective color lights are input to the corresponding integrating circuits 19, 20, 21 in the subsequent stages.
【００４２】各積分回路１９，２０，２１では、入力さ
れる受光信号を、予め設定された基準電圧ＶSR，ＶSG，
ＶSBとそれぞれ比較して積分が行われる。ここで、各基
準電圧ＶSR，ＶSG，ＶSBの設定は、被検出物Ｓとして白
色のものを用意し、この被検出物から反射される各色光
の光量が同じレベルになるように行われる。各積分回路
１９，２０，２１からの各出力ＶDR，ＶDG，ＶDBは、駆
動電圧として、各発光ダイオード２，３，４の投光回路
１０に入力される。In each of the integrator circuits 19, 20, and 21, the received light signal input is supplied with a preset reference voltage V SR , V SG ,
The integration is performed by comparing each with V SB . Here, the reference voltages V SR , V SG , and VS B are set so that a white object is prepared as the detected object S and the light amounts of the respective colored lights reflected from the detected object are at the same level. Be seen. The outputs V DR , V DG and V DB from the integrating circuits 19, 20 and 21 are input to the light projecting circuits 10 of the light emitting diodes 2, 3 and 4 as drive voltages.
【００４３】これにより、フォトダイオード１６から出
力され増幅された受光信号の電圧レベルが基準電圧より
高い場合には、対応する発光ダイオードの駆動電圧が下
げられ、逆にフォトダイオード１６からの受光信号の電
圧レベルが基準電圧より低い場合には、対応する発光ダ
イオードの駆動電圧が上げられることになる。Thus, when the voltage level of the received light signal output from the photodiode 16 and amplified is higher than the reference voltage, the drive voltage of the corresponding light emitting diode is lowered, and conversely the received light signal from the photodiode 16 is changed. When the voltage level is lower than the reference voltage, the driving voltage of the corresponding light emitting diode is increased.
【００４４】したがって、動作中に温度変化が生じた場
合でも、各発光ダイオード２，３，４にすぐに適正な電
流が供給されることになり、これにより、各発光ダイオ
ードの発光光量が補償され、この結果、常に安定した色
判別を行うことができる。Therefore, even if a temperature change occurs during operation, an appropriate current is immediately supplied to each of the light emitting diodes 2, 3 and 4, whereby the amount of light emitted from each light emitting diode is compensated. As a result, stable color discrimination can always be performed.
【００４５】なお、前記実施態様では、フォトダイオー
ド１６を色合成プリズム５の近傍に配置した例を示した
が、本発明の適用はこれに限定されない。色合成プリズ
ム５で合成された光のうち、ハーフミラー７を透過する
光を受光するように、図１の二点鎖線に示す位置にフォ
トダイオード１６を配置するようにしてもよい。ただ
し、この場合には、カラーセンサ全体が若干大型化する
ことになる。In the above embodiment, the photodiode 16 is arranged in the vicinity of the color synthesizing prism 5, but the application of the present invention is not limited to this. The photodiode 16 may be arranged at the position shown by the alternate long and two short dashes line in FIG. 1 so as to receive the light transmitted through the half mirror 7 among the lights combined by the color combining prism 5. However, in this case, the entire color sensor becomes slightly larger.
【００４６】図３は、本発明の他の実施態様によるカラ
ーセンサを示している。図３において、前記実施態様と
同一符号は同一または相当部分を示している。ここで
は、アンプ１７から後段の部分の構成が前記実施態様と
異なっている。このカラーセンサ１′においては、アン
プ１７にはＡ／Ｄ変換器２５が接続されており、該Ａ／
Ｄ変換器の出力側はマイクロプロセッサ１３に接続され
ている。FIG. 3 shows a color sensor according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those in the above-mentioned embodiment indicate the same or corresponding portions. Here, the configuration of the portion subsequent to the amplifier 17 is different from that of the above embodiment. In this color sensor 1 ', an A / D converter 25 is connected to the amplifier 17, and the A / D converter 25 is connected to the A / D converter 25.
The output side of the D converter is connected to the microprocessor 13.
【００４７】この場合には、フォトダイオード１６から
出力された、発光ダイオード２，３，４の各発光量に対
応する各受光信号は、アンプ１７で増幅された後、Ａ／
Ｄ変換器２５に入力されてディジタル信号に変換され、
マイクロプロセッサ１３に入力される。In this case, the light reception signals corresponding to the respective light emission amounts of the light emitting diodes 2, 3, 4 output from the photodiode 16 are amplified by the amplifier 17 and then A /
It is input to the D converter 25 and converted into a digital signal,
It is input to the microprocessor 13.
【００４８】一方、マイクロプロセッサ１３において
は、入出力回路１４からのティーチング入力信号ＴＥが
入力されると、各発光ダイオード２，３，４に対応する
フォトダイオード１６の受光電圧Ｖ′R ，Ｖ′G ，Ｖ′
B を基準電圧Ｖ′SR，Ｖ′SG，Ｖ′SBとするとともに、
フォトダイオード９の受光電圧を基準色データとして読
み込み、記憶する。これらは、入出力回路１４のティー
チング入力信号ＴＥが再び入力されるまで保持されてい
る。Meanwhile, in the microprocessor 13, the teaching input signal TE from the input-output circuit 14 is inputted, the light receiving voltage V of the photodiode 16 corresponding to the respective light emitting diodes 2, 3, 4 'R, V' G , V '
B is the reference voltage V'SR , V'SG , V'SB, and
The light receiving voltage of the photodiode 9 is read and stored as reference color data. These are held until the teaching input signal TE of the input / output circuit 14 is input again.
【００４９】ここで、図４は、各発光ダイオード２，
３，４の駆動タイミングの一例を示すとともに、入出力
回路１４のティーチング入力信号ＴＥによる基準信号の
取り込みの例を示している。Here, FIG. 4 shows each light emitting diode 2,
An example of the driving timings of 3 and 4 and an example of fetching the reference signal by the teaching input signal TE of the input / output circuit 14 are shown.
【００５０】同図に示すように、マイクロプロセッサ１
３は、Ａ／Ｄ変換器２５から出力された各発光ダイオー
ド２，３，４の各受光電圧Ｖ′R ，Ｖ′G ，Ｖ′B と、
前述のように記憶された基準電圧Ｖ′SR，Ｖ′SG，Ｖ′
SBとを比較し、その差ΔＶ′R ，ΔＶ′G ，ΔＶ′B に
基づいて、フォトダイオード９から取り込まれる反射光
の受光信号を補償した後、受光信号と前記基準色データ
とを比較して、被検出物Ｓの色の判別を行う。As shown in the figure, the microprocessor 1
Reference numeral 3 denotes the light receiving voltages V ′ R , V ′ G and V ′ B of the light emitting diodes 2, 3 and 4 output from the A / D converter 25,
The stored reference voltage V 'SR, V' as described above SG, V '
SB is compared, and based on the differences ΔV ′ R , ΔV ′ G , and ΔV ′ B , the received light signal of the reflected light taken in from the photodiode 9 is compensated, and then the received light signal and the reference color data are compared. Then, the color of the detected object S is determined.
【００５１】これにより、動作中に温度変化が生じ、各
発光ダイオード２，３，４の発光量が変化した場合で
も、その変化量に基づいて、被検出物Ｓからの反射光の
受光信号が評価されることになるので、常に安定した色
判別を行うことができる。As a result, even when the temperature changes during operation and the light emission amounts of the respective light emitting diodes 2, 3, 4 change, the received light signal of the reflected light from the object S to be detected is based on the change amount. Since it will be evaluated, stable color discrimination can always be performed.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係るカラ
ーセンサによれば、各発光ダイオードに常時適正な電流
が供給されるようにしたので、温度が変化した場合でも
各発光ダイオードの発光量が補償され、これにより、常
に安定した色判別を行うことができる効果がある。As described above, according to the color sensor of the first aspect of the present invention, since an appropriate current is always supplied to each light emitting diode, the light emission of each light emitting diode is maintained even when the temperature changes. The amount is compensated, which has the effect of always performing stable color discrimination.
【００５３】また請求項２の発明に係るカラーセンサで
は、各発光ダイオードから射出される各色光の受光信号
の電圧レベルと予め設定された基準電圧との差に基づい
て、被検出物からの反射光の受光信号を処理するように
したので、温度変化により各発光ダイオードの発光量が
変化した場合でも、その変化量に基づいて反射光の受光
信号が処理されることになり、これにより、常に安定し
た色判別を行うことができる効果がある。In the color sensor according to the second aspect of the invention, the reflection from the object to be detected is based on the difference between the voltage level of the received light signal of each color light emitted from each light emitting diode and the preset reference voltage. Since the light reception signal of light is processed, even if the light emission amount of each light emitting diode changes due to temperature change, the light reception signal of reflected light is processed based on the change amount, and thus, The effect is that stable color discrimination can be performed.
【図１】本発明の一実施態様によるカラーセンサのブロ
ック構成図。FIG. 1 is a block diagram of a color sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】前記カラーセンサにおける各発光ダイオードの
駆動タイミングの一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a drive timing of each light emitting diode in the color sensor.
【図３】本発明の他の実施態様によるカラーセンサのブ
ロック構成図。FIG. 3 is a block diagram of a color sensor according to another embodiment of the present invention.
【図４】前記カラーセンサ（図３）において、各発光ダ
イオードの駆動タイミングの一例を示すとともに、基準
信号の取り込みの例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of driving timing of each light emitting diode and an example of capturing a reference signal in the color sensor (FIG. 3).
【図５】発光ダイオードの温度特性を示す図。FIG. 5 is a diagram showing temperature characteristics of a light emitting diode.
【図６】従来のカラーセンサのブロック構成図。FIG. 6 is a block diagram of a conventional color sensor.
１，１′ カラーセンサ ２，３，４ 発光ダイオード ９ フォトダイオード（第１の受光手
段） １０ 投光回路（駆動回路） １３ マイクロプロセッサ（制御手段） １６ フォトダイオード（第２の受光手
段） １９，２０，２１ 積分回路（駆動電圧設定回路）1, 1'color sensor 2, 3, 4 light emitting diode 9 photo diode (first light receiving means) 10 light projecting circuit (driving circuit) 13 microprocessor (control means) 16 photo diode (second light receiving means) 19, 20,21 Integrator circuit (Drive voltage setting circuit)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道古 隆明 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内 (72)発明者 西原 一寛 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内 (72)発明者 稲岡 啓介 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内 (72)発明者 稲田 宏治 大阪市淀川区西宮原１丁目７番31号 和泉 電気株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takaaki Michiko 1-37 Nishimiyahara, Yodogawa-ku, Osaka City Izumi Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Nishihara 1-37-1 Nishimiyahara, Yodogawa-ku, Osaka In Izumi Electric Co., Ltd. (72) Keisuke Inaoka 1-31 Nishimiyahara, Yodogawa-ku, Osaka City Izumi Electric Co., Ltd. (72) Koji Inada 1-37 Nishimiyahara, Yodogawa-ku, Osaka Izumi Electric Co., Ltd. Within
Claims (2)
オードと、 前記各発光ダイオードに電流を供給する駆動回路と、 前記各発光ダイオードから被検出物に照射され反射され
た各色光の反射光を受光して、その受光量に応じた受光
信号を出力する第１の受光手段と、 前記各発光ダイオードから射出された各色光を受光し
て、その受光量に応じた受光信号を出力する第２の受光
手段と、 前記第２の受光手段から出力された、各色光に対応する
各受光信号の電圧レベルと、各色光について予め設定さ
れた基準電圧とを比較して、前記駆動回路の駆動電圧を
設定する駆動電圧設定回路と、 前記駆動回路の駆動タイミングを制御するとともに、前
記第１の受光手段から出力された反射光の受光信号と予
め設定された基準色の色データ信号とを比較して演算処
理を行うことにより、被検出物の色の判別結果を出力す
る制御手段と、を備えたカラーセンサ。1. A light emitting diode of three types that emits three primary colors of light, a drive circuit that supplies a current to each of the light emitting diodes, and a reflected light of each color light that is emitted from and reflected by an object to be detected from each of the light emitting diodes. A first light receiving means for receiving and receiving a light receiving signal according to the received light amount; and a first light receiving means for receiving each color light emitted from each of the light emitting diodes and outputting a light receiving signal according to the received light amount. The second light receiving means and the voltage level of each light receiving signal corresponding to each color light output from the second light receiving means are compared with a reference voltage preset for each color light to drive the drive circuit. A drive voltage setting circuit that sets a voltage, controls the drive timing of the drive circuit, and compares the received light signal of the reflected light output from the first light receiving means with a color data signal of a preset reference color. Color sensor with by performing arithmetic processing, and a control means for outputting a determination result of the color of the object to be detected, the Te.
オードと、 前記各発光ダイオードに電流を供給する駆動回路と、 前記各発光ダイオードから被検出物に照射され反射され
た各色光の反射光を受光して、その受光量に応じた受光
信号を出力する第１の受光手段と、 前記各発光ダイオードから射出された各色光を受光し
て、その受光量に応じた受光信号を出力する第２の受光
手段と、 前記駆動回路の駆動タイミングを制御するとともに、第
２の受光手段から出力された各色光に対応する各受光信
号の電圧レベルと各色光について予め設定された基準電
圧との差を演算し、その演算結果に基づいて、第１の受
光手段から出力された反射光の受光信号を処理すること
により、被検出物の色の判別結果を出力する制御手段
と、を備えたカラーセンサ。2. A light emitting diode of three kinds which emits three primary colors of light, a drive circuit which supplies a current to each of the light emitting diodes, and a reflected light of each color light which is emitted from the light emitting diodes and is reflected by an object to be detected. A first light receiving means for receiving and receiving a light receiving signal according to the received light amount; and a first light receiving means for receiving each color light emitted from each of the light emitting diodes and outputting a light receiving signal according to the received light amount. The second light receiving unit controls the drive timing of the drive circuit, and the difference between the voltage level of each light receiving signal corresponding to each color light output from the second light receiving unit and the reference voltage preset for each color light. And a control means for outputting the discrimination result of the color of the object to be detected by processing the received light signal of the reflected light output from the first light receiving means based on the calculation result. Support.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16827096A JP4094076B2 (en) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Color sensor |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09329496A true JPH09329496A (en) | 1997-12-22 |
| JP4094076B2 JP4094076B2 (en) | 2008-06-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16827096A Expired - Fee Related JP4094076B2 (en) | 1996-06-07 | 1996-06-07 | Color sensor |
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|---|---|
| JP (1) | JP4094076B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011000544A (en) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Meidensha Corp | Method for regenerating photocatalyst and apparatus for cleaning corrosive gas |
| CN102261956A (en) * | 2011-04-11 | 2011-11-30 | 诸荩锋 | Light ray color sensor employing two transmission lines and using method thereof |
-
1996
- 1996-06-07 JP JP16827096A patent/JP4094076B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2011000544A (en) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Meidensha Corp | Method for regenerating photocatalyst and apparatus for cleaning corrosive gas |
| CN102261956A (en) * | 2011-04-11 | 2011-11-30 | 诸荩锋 | Light ray color sensor employing two transmission lines and using method thereof |
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