JPS63163218A - 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 色サンプルの位置を変動させ、各位置における色情報（
Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｓ：Ｌ　　、ａ　　、ｂ　　：ΔＥなど）
を取込む。これらの色情報の最大値と最小値をメモリに
記憶する。この最大、最小値データは色忠別基準作成の
ために用いられる。これによって、被色識別物体の位置
が多少変動しても正確にその物体の色を判定することが
できるようになる。

発明の背景 この発明は色識別装置に関し、特にコンベア・ライン上
を移送されてくる物体の色識別に適した色識別装置に関
する。

従来のこの種の色識別装置は、コンベア・ライン上の所
定位置に至った物体の色情報を取込んでその物体の色を
識別するように構成されている。

すなわち、物体が色識別装置の色センサの検知範囲にく
ると９色センサまたは別途に設けられた検知スイッチの
検知出力によってトリがかかけられ、これによって色識
別装置が起動され、そのとき色センサから出力される色
成分信号を取込む。

この色成分信号に基づいて色情報を作成し、この色情報
をあらかじめ設定されている色識別基準とを比較するこ
とによって上記物体の色を判定するものであった。色識
別装置に設定されている色識別基準は１色センサの検知
範囲内の所定位置に置かれたまたは通過する被色識別物
体の色サンプルから得られる色情報に基づいて作成され
る。

ところが、コンベア・ラインを搬送されてくる物体は常
に色識別基準作成のために色サンプルの色情報が取込ま
れた位置で色センサによって検知されるとは限らず、検
知される位置か左右１前後にずれることが多い。色セン
サによって検知される時点の被色識別物体の位置、すな
わち色センサとの距離、方向が異なると、同一色のもの
でも色センサから出力される色成分信号の値が異なる。

それゆえに、別の色であると誤判定したり１色を判別で
きない等の誤動作の原因になっていた。

発明の概要 この発明は、被色識別物体の位置ずれ等に帰因する色情
報の変動量を色識別基準作成のためのデータとしてあら
かじめ取込むことが可能で、これによって上述のような
誤動作を極力防止できる色識別装置を提供することを目
的とする。

二の発明による色識別装置は１色サンプルの色成分を検
知して複数の色成分信号を出力する色センサ、この色セ
ンサの出力に基づいてその色サンプルの色情報を作成す
る手段、１種類の色サンプルについて種々の位置に対し
て作成された色情報からその最大値と最小値を抽出する
手段、および抽出された色情報の最大値と最小値を記憶
する手段を備えていることを特徴とする。

この記憶手段に記憶された色情報の最大値と最小値とに
基づいて色識別基準が作成される。色識別基りの作成は
好ましくは一定のプログラムにしたがって色識別装置に
行なわせるが、」二記色情報の最大値と最小値とを出力
させて作業員が行なってもよい。また２色識別基準の作
成の仕方には種々ある。

この発明によると、上記の色情報の最大値と最小値には
色サンプルの位置ずれに関する情報が含まれており、そ
のような色情報を用いて色識別基準が作成されるので、
被色識別物体の位置変動に基づく色情報の変動の範囲が
上記の色情報の最大値と最小値の範囲にカバーされてい
る限り、正確にその被色識別物体の色を判定することが
可能となり、誤動作を少なくすることができる。この発
明は、とくにコンベア・ラインを移送されてくる物体、
すなわち色センサによって検知される時点の位置が必ず
しも一定しない物体の色識別に適している。

実施例の説明 第１図は色識別装置の電気的構成の概要を示すものであ
る。

投光器１０は、光源としてのハロゲン・ランプ１１およ
びこの光源１１からの光を集光またはコリメートする光
学系１２から構成されている。投光器■０の投射光は被
測定物体Ｏ１にその表面に対して４５゜の角度で投射さ
れ、物体Ｏ１が照明される。物体Ｏｌは一般にはコンベ
ア・ライン上を移送されるので、投光器１０による照明
領域はこのコンベア拳ラインの所定箇所に設定される。

投光器ＩＯを別途に設けずに天井灯によって代用しても
よい。

被測定物体Ｏ１の散乱光は受光器２０によって受光され
る。受光器２０は、入射光を集束またはコリメートする
受光光学系２３．入射光の等色関数に近似した３刺激値
Ｒ，Ｇ、Ｂを表わす電流または電圧を出力する色センサ
２１．および色センサ２１の出力信号の増幅回路２２か
ら構成されている。

色センサ２１は、３つのフォトダイオードと、これらの
フォトダイオードの受光面前面にそれぞれ配置された３
原色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の色フィルタと
から構成されており、フォトダイオードから、ｘｙｚ表
色系における３刺激値の等色関数に近似した値を表わす
電流（または電圧）が得られるように、フォトダイオー
ドの分光感度２色フィルタの分光透過特性等が定められ
ている。フォトダイオードおよびフィルタが基板上にモ
ノリシカリイに作製されているセンサもあれば、ハイブ
リッドに組立てられているものもある。

受光器２０の３刺激値を表わす出力信号は次にコントロ
ーラ３０に送られる。コントローラ３０はＣＰＵ３１に
よって統括され、ＣＰＵ３１は、必要なデータを記憶す
るとともに後述する処理実行プログラムを格納したメモ
リ３２１色識別結果等を表示するための表示装置３３．
必要な指令等を入力するキーボード３９．外部トリガ発
生装置３８２位置変動取込モード設定スイッチ３７．お
よびこれらをＣＰＵ３１に接続するためのインターフェ
イスとして働く周辺インターフェイス・アダプタ（ＰＩ
Ａ）３４を備えている。受光″ｒｉ２０から送られてき
た３刺激値信号はマルチプレクサ３６で順次切替えられ
、Ａ／Ｄ変換器３５でディジタル量に変換されたのちＣ
ＰＵ３１に入力する。

外部トリが発生装置３８は自動のものと手動のものとが
ある。自動のものは、コンベア・ラインを移送されて色
センサ２１の検知範囲に入った物体０、を検知する位置
に配置された物体検知スイッチ（たとえば光電スイッチ
）である。手動のものは手動操作スイッチであり操作者
によって操作される。これら両方のスイッチを備えるよ
うにしてもよいし、いずれか一方のみでもよい。

この色識別装置は色識別基準を自動的に設定する機能を
もっている。色識別基準の設定のために、識別させるべ
き被色識別物体の色サンプル（被色識別物体それ自体で
もよい）を色センサ２１の検知範囲内に置くかまたはコ
ンベア・ライン上を移動させて色センサ２１に検知させ
る（これをティーチングという）。色センサ２１から出
力される色成分信号に基づいてＣＰＵ３１によって所定
のアルゴリズムにしたがって色識別基準が作成される。

ティーチングにおいて２色センサ２１に色サンプルを検
知させるモードには２つある。その１つは従来から行な
われているように色センサ２１を通して１つのデータ（
平均値も含む）を与えるものであり、これは色サンプル
を色センサ２１の検知範囲内の所定位置に置く（または
移送させる）ことによってティーチングを行なう（通常
モード）。

もう１つは８色サンプルの位置を変動させて各位置にお
ける色サンプルのデータを色センサ２１を通して与える
ものであり、これを位置変動取込モードという。このモ
ードはスイッチ３７によって設定される。

いずれにしても１色センサ２１の出力に基づいて作成さ
れる色情報には種々のものがあり２代表的なものを挙げ
ると次の通りである。Ｒ，Ｇ、Ｂを色センサ２１の出力
すなわち上記３刺激値とする。

Ｓ−Ｒ＋Ｇ＋Ｂ Ｘ−Ｒ／５ Ｙ−Ｇ／５ Ｚ−Ｂ／Ｓ ｂ　　−２Ｏ０ｉ（Ｇ／Ｇ　　）、　　　−（Ｂ／Ｂ　
　）　　　）ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｎ
Ｒ、Ｂ　　、Ｇ　　は完全拡散反射面のＸＹＺ系ｎ　　
　　　　　ｎ　　　　　　　ｎ における３刺激値である。

さらに色情報として色差ΔＥがある。２つの物＊ ｂ　およびり、ａｎ、ｂ　　とし、これらの差をｍ　　
　　　　　　　　　　　ｎ　　　　　　　　　　　　　
　　ｎΔＬ　、Δａ　、Δｂ　とする。

＊　　　　　　　　＊ Δ　Ｌ−Ｌ−Ｌ ＩＩｎ ＊　　　　　　　　＊ Δ　ａ　　　■　ａ　　　　　　−ａ ｍ　　　　　　　　　　ｎ ＊　　　　　　　　＊ Δ　ｂ−ｂ　　　　　−ｂ ＩＩｎ これら２つの物体ｍ、ｎの色差ΔＥは次式で与えられる
。

ように９位置変動取込モードにおいて作成された上記の
色情報の最大値（ｍａＸ）および最小値（ｍ１ｎ）を色
サンプルごとに記憶するエリア（テーブル）が設けられ
ている。

位置変動取込モードにおけるティーチングのやり方には
少なくとも２通りある。その１つは、第１図に矢印Ａで
示すように色センサ２１の検知範囲内において操作者が
物体Ｏ８を左右１前後に動かすことである。この場合に
は、ＣＰＵ３１の内部でトリガが一定周期（たとえば５
００１ｓｅｃ）ごとに発生し、この内部トリガ発生ごと
に第３図に示す取込ルーチンが行なわれる。もう１つは
、駆動されているコンベア・ラインによって同一種類の
色サンプルを順次搬送させることである。移送されてく
る色サンプルが色センサ２１の検知範囲にくると上記し
たトリガ発生装置３８から外部トリガ信号がＣＰＵ３１
に与えられ、このトリガ信号入力ごとに第３図の取込ル
ーチンが行なわれる。物体は第１図にＯｊ１〜Ｏｊ３で
示すように任意の位置で色センサ２１の検知範囲を通過
していく。

いずれにしてもある色センプルが与えられ、トリガがか
けられると、第３図に示す処理が行なわれる。スイッチ
３７によって位置変動取込モードが設定されており（ス
テップ４（）、かつその色サンプルについて第１回目の
トリガ発生（これは色サンプルの種類ごとにセットされ
るフラグ等によって判別できる）であれば（ステップ４
２）２色センサ２１から出力される色成分信号Ｒ，Ｇ、
Ｂが読込まれ（ステップ４３）、上述した演算式にした
かっ＊ てＸ、Ｙ、Ｚ、Ｓ、Ｌ　　、　　　、ｂ　　が算出され
（ステップ４４）、第２図に示すＲＡＭ３２のそのサン
プルの色情報エリアのテーブルにおいて最大値、最小値
を問わず算出された値がストアされる（ステップ４５）
。これらは第２回目以降の最大値、最小値をみつけるた
めの比較処理において必要となる比較されるべきデータ
となる。

第２回目以降のトリが発生の場合には、同じように色セ
ンサ２１からのデータの取込み、Ｘ、Ｙ。

＊ Ｚ、Ｓ、Ｌ、　　　、ｂ　　の計算が行なわれる（ステ
ップ４Ｇ、　４７）。そして、ＲＡＭの上記色情報エリ
ア内のテーブルのデータＸ”ｍｉｎ’ａｘ ・・・、ｂ　　、　が続出されてワーク・エリアにスト
ｌｌＩｎ アされる（ステップ４８）。

まずＸ値についてその最大値をみつける処理が行なわれ
、ステップ４７で算出したＸがステップ４８で読出され
たＸ　　より大きければ１色情報エリａｘ アのテーブルのＸ　　がこのＸで更新される（スａｘ チップ４９．５０）。最小値についてはＸがＸ　　よｉ
ｎ り小さければＸによってＸ　　が更新される（ス１ｌｉ
ｎ チップ５１．５２）。

以下、同じような処理がＹ、Ｚ、Ｓ、Ｌ。

ａ＊およびｂ　について行なわれる（ステップ５３〜７
Ｇ）　　。

上述の処理はトリガが発生するごとに行なわれる。色サ
ンプルの位置は上述のように色センサ２１の検知範囲内
で変動しているので、各位ｆ＆にお＊ けるＸ、Ｙ、Ｚ、Ｓ、Ｌ、　　　　、ｂ　　が作成され
、最終的にその最大値と最小値がＲＡＭ３２の色情報エ
リアに第２図に示すようなテーブルとしてストアされる
ことが理解できよう。

色識別されるべき色サンプルが複数種類ある場合には、
すべての種類の色サンプルについて上記の処理が行なわ
れる。

」１述の色情報の最大値と最小値とを用いた色識別基準
の作成は種々のやり方で行なうことができる。

たとえば、ｘ、ｙ、ｚ、ｓ値を用いた色識別基準は次の
ように作成される。ｘ、ｙ、ｚ、ｓのそれぞれに対して
入力されたまたはあらかじめ設定された許容値をＸＰ、
ＹＰ、ＺＰ、ＳＰ　（％）とする。判別上、下限値は次
のようにして算出される。

ＸＭＡＸ−Ｘ　　　　（１＋ＸＰ／１００　）ａＸ ＹＭＡＸ−Ｙ　　　　（１＋ｙＰ／１００）ａＸ ＺＭＡＸ−Ｚ　　　　（１−ｔ−ＺＰ／１（ｔｏ）＋１
１１Ｘ ＳＭＡＸ−３（１＋ＳＰ／１００） ａｘ ＸＭＩＮ−Ｘ　　　　　　（１−ＸＰ／１００）ｉｎ ＹＭＩＮ−Ｙ　　、　　　　（１−ＹＰ／１００）ｆｌ
ｌｎ ＺＭＩＮ−Ｚ　　　、　　　　（１−ＺＰ／１００）ｆ
ｌｌ１１ ＳＭＩＮ−３、（１−３Ｐ／１１００ ）！ｎ ある被色識別物体について色センサ２１の出力信号に基
づいて作成されたデータをｘ、ｙ、ｚ、ｓとすると、こ
の物体の色が上述の基準を作成した色と同一であると判
別される条件は次のようになる。

ＸＭ　Ｉ　Ｎ＜Ｘ＜ＸＭＡＸ ＹＭ　Ｉ　Ｎ＜Ｙ＜ＹＭＡＸ Ｚ’ＭＩＮ＜Ｚ＜ＺＭＡＸ ＳＭＩＮ＜Ｓ＜ＳＭＡＸ 上記の許容値は任意に定めることができるが。

たとえば色識別装置の最高精度対応値（分解能）を用い
てもよい。

他のやり方として、たとえば２種類の色サンプルがある
場合には一方の色サンプルのＸ　、　とａ＋＋ｎｌ 他方の色サンプルのＸ（Ｘ、＞Ｘ　　　とすｍａｘ２　
　　ｍ＋ｎｌ　　　ｍａｘ２る）との間にスレシホール
ド・レベルを設定し。

このレベルを用いて上記の２色を弁別するようにするこ
ともできよう。この場合に一方の色のＸ　　−Ｘ　　の
範囲と他方の色のＸｍａｘ２ｍａｘｉ　　　　　ｌｌ１
ｉｎｉ Ｘ　　との範囲が重なってしまったときにはＸ値ｉｎ２ を用いてはこれらの２色を識別することはできない。も
ちろん、他の値Ｙ、Ｚ、￥等も同じように用いることが
できる。

＊　　　　　　ネ さらに、Ｌ、　　　、ｂ　　値を用いて色識別基学を作
成することも可能であるし、２色以上ある場合には色差
ΔＥを用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は色識別装置の電気的構成を示すブロック図、第
２図はＲＡＭの内容の一部を示す図、第３図は色情報の
最大値、最小値を作成する処理を示すフロー・チャート
である。 ２１・・・色センサ。 ３１・・・ＣＰＵ。 ３２・・・ＲＡＭ。 ３７・・・位置変動取込モード設定スイッチ。 以　　上 第２囚

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 色サンプルの色成分を検知して複数の色成分信号を出力
   する色センサ、 色センサの出力に基づいてその色サンプルの色情報を作
   成する手段、 １種類の色サンプルについて種々の位置に対して作成さ
   れた色情報からその最大値と最小値を抽出する手段、お
   よび 抽出された色情報の最大値と最小値を記憶する手段 を備えた色識別装置。