JPS62172225A - 色識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 ライン上を搬送されてくる被色識別物体の色を識別する
のに好適なものであり１色センサから出力される複数の
色成分信号のそれぞれのピーク値をホールドする回路を
備えている。複数の色成分信号のホールドされたピーク
値を用いて色識別処理が行なわれるので、被色識別物体
か運動していたとしても誤動作を防止することができる
。

発明の背景 この発明は１色識別装置に関し、とくにライン上を搬送
されてくる物体の色識別のために好適に用いられる色識
別装置に関する。

色識別装置は、被色識別物体それ自体の表面の色の識別
、またはその物体上に表わされた模様。

記号、コード等の色情報の読取り等に使用することがで
き、今後その用途はますます増大するものと期待されて
いる。

ライン上を搬送されてくる物体の色識別のためにこの装
置が適用された場合には、ひとつの問題が生じる。それ
は、被色識別物体が色センサに最も接近した時点でトリ
ガをかけて色センサから出力される複数の色成分信号を
取込むようにすれは、最も強い色成分信号に基づいて色
識別することが可能となるのであるが、上述の最適タイ
ミングでトリガをかけるのが非常にむずかしいという問
題である。色成分信号取込みのタイミングがずれてしま
うと２場合によっては微小な信号しか取込めず、このた
めに色の判定が不正確になったり１誤動作を生じたりす
ることがある。

発明の概要 この発明は、上記の実情に鑑み、たとえ被色識別物体が
移動していたとしても色センサから出力される色成分信
号の最大値を用いて色識別処理を達成することのできる
装置を提供することを目的とする。

この発明による色識別装置は、複数の色成分信号を出力
する色センサ、所定の時点から一定の期間にわたって上
記色センサから出力される複数の色成分信号のピーク値
をそれぞれ検出してこれらをホールドする複数のピーク
・ホールド回路、および複数のピーク・ホールド回路の
出力信号を処理して色識別信号を出力する色判定装置を
備えていることを特徴とする。

所定経路にしたがって移動する被色識別物体にこの色識
別装置を適用した場合には、被色識別物体が所定の検知
領域に入ったことを検出する物体検出器を設けておき、
この検出器の物体検出信号に基づいて、上記ピーク・ホ
ールド回路の動作開始点またはピーク・ホールド動作期
間を定めるとよい。

また、操作員が手動操作で調整等を行なうためにトリガ
入力スイッチを設け、このトリガ入力スイッチからの入
力信号に基づいて、上記ピーク・ホールド回路の動作開
始点またはピーク・ホールド動作期間が定められるよう
にしておくと、さらに好ましい。

この発明によると５色センサから出力される複数の色成
分、信号のそれぞれが所定の一定期間にわ゛　たってピ
ーク・ホールドされ、このホールドされたピーク値に基
づいて色識別処理が行なわれる。

被色識別物体がたとえ移動していたとしても、常に色成
分信号のピーク値を用いて色識別が達成されるので、確
実な動作が期待できる。

実施例の説明 以下２図面を参照してこの発明の実施例について詳述す
る。

第１図は２色識別装置全体の電気的構成を示すものであ
る。第２図は、第１図におけるピーク・ホールド回路の
具体的構成を、第３図は第１図における色判別回路の具
体的構成をそれぞれ示している。また、第４図はこの色
識別装置の動作を示すタイム・チャートである。

第１図において１色センサ１０は光源一体型のもので、
３つの受光素子１１〜１３．各受光素子１１〜１３の出
力信号（色成分信号）をそれぞれ増幅する増幅回路１４
および光源１５を含んでいる。受光素子１１〜１３の前
面には、それぞれ異なる特定の色を表わす波長帯域の光
を透過させるフィルタがそれぞれ設けられており、これ
らの受光素子１１−１３は、それぞれ異なる色の光を検
知し、その光の強度に応じた出力信号を出力する。これ
らの出力信号は。

たとえばＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の色成分を
それぞれ表わす。第１図においては、増幅されたのちの
色成分（Ｍ号がＸ、ＹおよびＺで表わされている。光源
１５としては、好ましくは白色光を発生するものがよい
。図示は省略されているが、光源１５および受光素子１
１〜１３の前面には、レンズ等からなる集光光学系か設
けられ、また必要ならば赤外線遮断フィルタ等も配備さ
れよう。受光素子１１〜１３はそれぞれ別体に形成され
たものでもよいし、１つの基板上にそれに対応するフィ
ルタとともにモノリシカリイに作製されたものを使用し
てもよい。

ライン上を搬送される物体Ｏ１の色を識別するためにこ
の色識別装置か用いられた場合には、」１記の色センサ
ー０は、物体Ｏ１が通過する場所を検知するように配置
、固定される。また２色センサー０の検知領域を通過す
る物体０．を検出するために物体検出器１６．たとえば
光電検出器か設けられている。この検出器１Ｇの物体検
知信号Ｓｄは、後述するところから分るように、ピーク
・ホールド回路のピーク・ホールド動作の期間を決定す
るために用いられる。

色センサー０の各増幅回路１４から出力された色成分信
号ｘ、ｙ、ｚはピーク・ホールド回路２１〜２３にそれ
ぞれ送られる。これらの色成分信号Ｘ。

Ｙ、ｚはまた演算回路２５に入力し、その平均値Ｓ−（
Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）／３が算出され、この平均値Ｓを表わす信
号はもう１つのピーク・ホールド回路２４に送られる。

ピーク・ホールド回路２１〜２４は互いに全く同じ構成
であるので７色成分信号Ｘに対して設けられたピーク・
ホールド回路２１について以下に詳述する。

第４図を参照して、ピーク・ホールド回路２１は、タイ
ミング信号発生回路４６から発生して入力するピーク・
ホールド制御信号Ｓ　がＨ（ハイ）レベルの間、入力色
成分信号Ｘのピーク値を検出してこれを保持するもので
ある。第１図に示されているように、上述の物体検出器
１６の物体検知信号Ｓ、はＯＲ回路４８を経てタイミン
グ信号発生回路４６に与えられている。外部トリガ入力
スイッチ４７は、操作員がピーク・ホールドのタイミン
グを入力するために用いるもので、このスイッチ入力も
またＯＲ回路４８を経てタイミング信号発生回路４Ｂに
与えられる。ピーク・ホールド制御信号Ｓｐは、この物
体検知信号Ｓ、または外部トリガ信号の立上りで立上り
、これらの信号が立下ったのちある一定時間、たとえば
ＬＯＯｍｓ程度、が経過したときに立下るように、タイ
ミング信号発生回路４６で生成されかつ出力される。

ピーク・ホールド回路２１の具体的構成の一例を示す第
２図を参照して、このピーク・ホールド回路２Ｉは演算
増幅器６Ｌを含んでいる。演算増幅器６Ｉの非反転入力
端子に色成分信号Ｘがアナログ・スイッチ７１を介して
入力する。演算増幅器６１の出力側には、ダイオード６
２およびＦＥＴ８４のゲートがこの順序で接続され、Ｆ
ＥＴ６４のソースは演算増幅器Ｂ１の非反転入力端子に
接続され、フィードバック・ループを形成している。ダ
イオード６２とＦＥＴ６４の接続点とアースとの間にコ
ンデンサ６３が設けられ、このコンデンサ６３にもう１
つのアナログ・スイッチ７２が抵抗６８を介して並列に
接続されている。

アナログ・スイッチ７１と７２はともにピーク・ホール
ド制御信号Ｓ　によって制御されるが、その制御の仕方
が正反対である。すなわち、制御信号Ｓ　がＨレベルの
ときアナログ・スインチア１がオンとなり、アナログ・
スイッチ７２には信号ＳｐがＮＯＴ回路７３で反転され
て与えられるのでこのスイッチ７２はオフとなる。逆に
ピーク・ホールド制御信号Ｓ　がＬ（ロウ）レベルのと
きアナログ・スイッチ７１かオフ、同スイッチ７２がオ
ンとなる。

さて、スタンバイ状態、すなわち１；ＩＩ　ｍ信号Ｓ。

がＬレベルのときには、アナログ・スイッチ７１はオフ
、同スイッチ７２はオンである。コンデンサ６３の電荷
は抵抗６８およびスイッチ７２の抵抗を通して放電され
る。演算増幅器６１の非反転入力側は、スイッチγ■が
オフのために、抵抗６７を介して接地された状態となる
。したがって、演算増幅器６１の非反転入力に加わる電
圧は、増幅器６Ｉの入力バイアス電流と抵抗６７とによ
るオフセット入力電圧のみである。このスタンバイ状態
で演算増幅器６１の出力電圧がＯＶとなるように、この
演算増幅器６１の零点調整があらかじめ行なわれている
。他方。

ＦＥＴ６４はソース・フォロワとして働き、スタンバイ
時にはゲート／ソース間電圧はほぼｏＶである。このと
き流れるドレイン電流（たとえば１　ｍＡ）による抵抗
６５への電圧降下によって負の動作電圧（−■）が相殺
され、出力端子がｏＶになるように抵抗６５の値が選定
されている。

ピーク・ホールド動作状態、すなわち制御信号ＳｐかＨ
レベルになると、アナログ・スイッチ７１がオンとなる
ので１色成分信号Ｘがこのスイッチ７１の抵抗を介して
（この抵抗による電圧降下は無視できる）演算増幅器６
１の非反転入力端子に加えられる。また、アナログ・ス
イッチ７２がオフとなる。入力する色成分信号Ｘが上昇
すると、演算増幅器６１の出力も上昇し、ダイオード６
２を介してコンデンサ６３が充電される。コンデンサ６
３の充電電圧はＦＥＴ６４を通して出力端子にＸ　とし
て現われる。ＦＥＴ６４のソースは演算増幅器６１の反
転入力端子にフィードバックされているので、このソー
スの電位が演算増幅器６１の非反転入力端子に加えられ
る入力電圧に等しくなるまでコンデンサ６３への充電が
続く。したがって、出力電圧Ｘ　は入力電圧のピーク値
に等しくなる。この後、入力電圧が低下しても、ダイオ
ード６２が逆バイアスされ、またＦＥＴ６４の入力抵抗
が非常に大きいので、コンデンサＢ３はピーク値を保持
する。

第１図に戻って、ピーク値がホールドされた各回路２１
〜２４の出力信号（この信号も便宜的にＸ。

ｙ、ｚ、ｓで表わす）は次に比較回路３１〜３６に送ら
れる。比較回路３１は、ピーク・ホールドされた信号Ｘ
とＹとを比較し、Ｘ＞ＹのときにＨレベルの出力信号ａ
とＬレベルの出力信号ａを発生する。ＸくＹのときには
、出力信号ａはＬレベル。

ａはＨレベルになる。同じように、比較回路３２はＹ　
＞　ＺのときにＨレベルの出力信号すとＬレベルの出力
信号すを、ｙ＜ｚのときにＬレベルの出力信号すとＨレ
ベルの出力信号すを発生する。比較回路３３は信号Ｚと
Ｘを比較し、比較回路３４，３５．３８はそれぞれピー
ク・ホールドされた平均値信号Ｓと信号ｘ、ｙ、ｚとを
それぞれ比較し、比較結果に応じて出力信号ｃ、ｄ、ｅ
、ｆとその反転信号ｃ、ｄ、ｅ、ｆとを出力する。

これらの１２個の信号は、その詳細が第３図に示された
色判別回路３９に入力する。この色判別回路３９は一種
の論理回路であって１色識別すべき色に応じてあらかじ
め組立てられた論理にしたがって、入力する１２個の信
号の論理処理をして、被色識別物体Ｏ１があらかじめ定
められた色のものであるかどうかの判定出力を発生する
。この実施例では、３つの異なる色の識別が可能であり
、ある色（Ａとする）と判定された場合には、Ａ出力端
子の出力（色判定信号Ａとする）がＨレベルとなる。同
じように、他の色すなわちＢ、Ｃ色と判定された場合に
は、Ｈレベルの色判定信号Ｂ、　　Ｃを出力する。これ
らの色判定信号Ａ、Ｂ、ＣがいずれもＬレベルの場合に
は、物体Ｏ２の色は１色Ａ、Ｂ、　　仁のいずれでもな
いことを意味する。

ＮＡＮＤ回路４５によってこれらの信号Ａ、Ｂ、ＣのＮ
ＡＮＤ論理がとられることにより、ＮＡＮＤ回路４５か
らは色対象外判定信号（Ｈレベル）が出力される。

これらの色判定信号Ａ、Ｂ、Ｃおよび色対象外判定信号
は、それぞれ対応するＤＴフリップフロップ４１〜４４
のデータ入力端子に入力する。これらのフリップフロッ
プ４１〜４４のクロック入力端子には、タイミング信号
発生回路４Ｂから出力されるクロック争パルスＳｓが入
力する。このクロック・パルスＳｓは、第４図に示され
るように、物体検知信号Ｓ、または外部トリガ信号の立
下りの時点で出力される。すなわち、移動する物体０．
が検知領域から出るときに（このときには既に色成分信
号のピーク値のホールドは終了している）。

または操作員が色識別に必要な色センシングを終了した
（すなわち１色成分信号のピーク値のホールドは既に終
了した）と判断してスイッチ４７をオフとしたときに１
色判定信号等の状態がＤＴフリップフロップ４１〜４４
に捕捉される。これらのＤＴフリップフロップ４１〜４
４の出力信号は、各色Ａ、Ｂ、Ｃおよび色対象外（リジ
ェクト）の識別結果を表示するための表示灯５１〜５４
にそれぞれ送られ、対応する表示灯か点灯する。

たとえば１色判定信号ＡがＨレベルの場合（他の信号Ｂ
、Ｃ等はＬレベル）には表示灯５１か点灯する。また１
色識別信号Ａ、Ｂ、ＣのいずれもかＬレベルの場合には
１表示灯５４が点灯する。

ピーク・ホールド制御信号Ｓ　が立下ったときに、クリ
ア・パルス信号Ｓ　がタイミング信号発「 主回路４６から出力され、これらのフリップフロップ４
１〜４４が強制的にリセットされる。このため。

点灯していた表示灯も滅灯する。表示灯５１〜５４の点
灯状態を、より長く保持したい場合には、遅延回路４９
によってクリア・パルス信号Ｓｒを遅らせればよい。

動作タイミング表示灯５５は、クロック・パルス信号Ｓ
８のタイミングで瞬間的に点灯する。

第３図を参照して２色判別回路３９は、識別すべき３つ
の色のそれぞれに対して全く同じ論理回路を備えている
ので１色Ａについてその論理回路を説明する。

この論理回路は、６つの比較回路３１〜３６の出力信号
対ａ、ａ−ｆ、ｆに対応して、６つディ・ノブ・スイッ
チ（単極双投スイッチ）８１〜８Ｇを備えている。スイ
ッチ８１についてみると、このスイッチ８１は３つの端
子（０）　、　（１）、　（２）を有し２端子（０）が
端子（１）または（２）のいずれか一方に接続されるよ
うに手動で切替えられる。このスイッチ８１はまた。端
子（０）が端子（１）　、　（２）のいずれとも接続さ
れない中立状態もとることができる。第３図ではすべて
のスイッチが中立状態で図示されている。

他のスイッチ８２〜８６も全く同じ構成である。

スイッチ８１の端子（１）は比較回路３１の一方の出力
ａの出力端子に、同端子（２）は他方の出力、すなわち
反転出力ａの出力端子に接続されており。

スイッチ８１の端子（０）は６人力ＡＮＤ回路９１の１
つの入力側に接続され、かつ抵抗９４を介してＨレベル
の電圧が印加されるようになっている。他のスイッチ８
２〜８６もまた。それらの端子（１）、（２）は比較回
路３２〜３Ｂの出力端子に対して同じように。

端子（０）はＡＮＤ回路９■および抵抗９４に対して同
じように接続されている。

さらに、Ｈレベルの信号ａ−ｆによってそれぞれ点灯す
る表示灯１０１〜１０６が設けられている。

ディップ・スイッチ８１〜８Ｂの設定は次のように行な
われる。まず、Ａ色の物体を色センサｌＯの検知範囲に
おく。すると、このＡ色に対応して、比較回路３１〜３
６の出力が得られ、その状態が表示灯１０１〜１０Ｂに
点灯される。たとえば表示灯１０１．１０２，１０５．
１ＯＢ（ａ　、　　ｂ　、　　ｅ　、　　ｆ　）が点灯
したとする。これは、信号ａ、ｂ、ｅ、ｆがＨレベルで
、他の信号ｃ、ｄがＬレベルであることを意味する。す
なわち、Ｈレベルの信号はａ、ｂ、ｃ。

ｄ、ｅ、ｆである。

そこで、ディップ・スイッチ８１，８２．８５．Ｈを端
子（１）側に接続するように切替え、ディップ・スイッ
チ８３．８４を端子（２）側に接続するように切替える
。

このようにディップ・スイッチ８１〜８６を設定してお
けば、Ａ色の物体が色センサ１０によって検出されたと
きには、比較回路３１〜３Ｇの出力のうちａ、ｂ、ｃ、
ｄ、ｅ、ｆがＨレベルになるから。

これらのＨレベルの信号はスイッチ８１〜８Ｇを経てＡ
ＮＤ回路９１に入力し、ＡＮＤ回路９１からはＨレベル
の色判定信号Ａが得られることになる。他の色の物体が
搬送されたことによって、信号ａ。

ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆのうちのいずれか１つでもＬレベル
になれば、ＡＮＤ回路９１の出力はＬレベルになる。

ディップ・スイッチ８１〜８６の設定作業において、Ａ
色のサンプル物体の置き方または通過のさせ方によって
比較回路３１〜３６の出力に変動が生じることもあろう
。たとえば、信号ａがＨレベルになったり、Ｌレベルに
なったりして安定しなかったとする。このようなときに
は、それに対応するディップ・スイッチ（信号ａに対し
てはスイッチ８１）を中立状態としておく。スイッチ８
１の端子（０）は抵抗９４を介してＨレベルに引き上げ
られているので、スイッチ８１からは常にＨレベルの信
号がＡＮＤ回路９１に入力していることになる。したが
って、不安定な信号があってもそれを除いた他の比較回
路の出力信号によって、常に正確な色、識別が達成され
る。

他の色Ｂ、Ｃについても全く同じようにして。

ＡＮＤ回路９２．９３からその色判定信号が得られるの
はいうまでもない。

上述した比較回路３１〜３６における比較演算およびこ
れに接続された色判別回路３９の論理は、もちろん１つ
の例であって１色識別のために別の比較、たとえばスレ
ンホールド値との比較や別の論理を用いることもできる
のはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１色識別装置全体の電気的構成を示すブロック
図、第２図はピーク・ホールド回路の具体的構成の一例
を示す回路図、第３図は色判別回路の具体的構成の一例
を示す回路図、第４図は色識別装置の動作を示すタイム
・チャートである。 １０・・・色センサ。 ２１〜２４・・・ピーク・ホールド回路。 ３１〜３６・・・比較回路。 ３９・・・色判別回路。 ４６・・・タイミング信号発生回路。 ８１〜８６・・・ディップ・スイッチ。 ９１〜９３・・・ＡＮＤ回路。 以　　上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の色成分信号を出力する色センサ、所定の時
   点から一定の期間にわたって上記色センサから出力され
   る複数の色成分信号のピーク値をそれぞれ検出してこれ
   らをホールドする複数のピーク・ホールド回路、および 複数のピーク・ホールド回路の出力信号を処理して色識
   別信号を出力する色判定装置、 を備えた色識別装置。
2. （２）所定経路にしたがって移動する被色識別物体に適
   用されるものであり、 被色識別物体が所定の検知領域に入ったことを検出する
   物体検出器の出力信号に基づいて、上記ピーク・ホール
   ド回路の動作開始点またはピーク・ホールド動作期間が
   定められる、 特許請求の範囲第（１）項に記載の色識別装置。
3. （３）トリガ入力スイッチが設けられ、このトリガ入力
   スイッチからの入力信号に基づいて、上記ピーク・ホー
   ルド回路の動作開始点またはピーク・ホールド動作期間
   が定められる、特許請求の範囲第（１）項に記載の色識
   別装置。