KR840001431B1 - 색판별 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

색판별 장치

제1도는 본 발명의 색 판별장치의 구조를 나타낸 개략도.

제2도는 광전 변환기에 의하여 전기신호로 변환된 반사광의 파장과 출력전압의 관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 물체의 색채를 판별하는 색판별장치에 관한 것이다.

종래의 색판별은 1개의 수광소자를 사용하여, 물체로부터의 반사광량의 대소에 따라 색판별을 행하거나, 혹은 2개 또는 3개의 수광소자를 사용하여, 각 수광소자의 앞에 적, 녹, 청의 3원색의 색필터를 설치하고, 물체로부터의 반사광량을 그들 필터를 통해서 수광하고, 각 수광소자로부터의 전기신호의 차이의 대소에 따라 색판별을 행하고 있었다. 그러나 상기한 종래의 방법으로서는, 분명히 말해서 받사광량이 다른 명도차(明度差)가 큰색 혹은 2원색에 가까운 색의 판별에는 사용할 수 있었으나, ①색도(色度)가 근접된 색채간의 판별은 곤란한 것이었고, 누차외란광(外亂光)의 영향에 의하여, ②오판별하는 경우가 있었다. 따라서, 이와 같은 색판별을 필요로 하는 예를 들면 대량생산에 있어서의 제품의 보디컬러에 의한 기종별 수량의 계수는 ③목시(目視)에 의존할 수 밖에 없었으며, ④자동화하는데 있어서 장해 및 저능률화의 한 원인으로 되고 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 사정에 의하여 이뤄진 것으로서, 검사물체에 빛을 투사하고, 이 검사물체에서 반사되는 란반사광(亂反射光)을 필터가 설치된 복수의 수광부에 의하여 다른 파장영역마다 복수의 전기신호로 변환하고, 이 전기신호에 의거하여 상기한 수광부에 전기적으로 접속되고 있는 비교기에서 기준레벨로 분류된 전기신호를 앤드회로에 출력하고, 이 앤드회로에서 코우드(code)화된 신호를 출력시켜 색판별을 하도록 한 것으로서, 색도가 근접한 색채간의 판별도 착오없이 행할 수 있는 색판별장치를 제공하는 데 있다. 이어서 본 발명을 실시예에 의거 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 색판별장치를 나타낸 것으로서, 검사물체(1)의 착색표면(2)에 대향하여 투광장치(3)가 정위치에 고정되어 있다. 이 투광장치(3)는, 항상 일정한 강도의 백색광을 착색표면(2)의 일정영역에 투사하고 있는 것이다. 상기한 착색표면(2)위의 빛이 투사된 부분에서는, 사방으로 빛이 란반사하지만, 이 빛의 란반사영역내에 각각 독립적으로 2개의 통상(筒狀)을 이룬 수광부(4a), (4b)가 상기한 투광장치(3)로부터의 빛의 투사광로(投射光路)를 사이에 끼는 것처럼 설치되고 있다. 이 수광부(4a), (4b)의 위치는, 상기한 착색표면(2)로부터의 란반사광이 동일조건으로 입사하도록, 도시하지 않은 유지기구에 의하여 지지되며, 상기한 투광장치(3)에서 빛이 투사된 상기한 착색표면(2)위의 부분에 대한 수광부(4a), (4b)의 경사각도나 이간거리를 조정할 수 있도록 되어 있다. 이 수광부(4a), (4b)의 입사광측의 단부(端部)에는 집광렌즈(5a), (5b)가 취부되고 있다. 또 수광부(4a), (4b)의 내부에는, 각각 2개의 색선별필터(6a), (6b), (6c), (6d)가 내장되고 있다. 2개씩 있는 것은, 소요로 하는 파장영역의 빛만을 투과시키기 위한 것이며, 색선별필터(6a)는 파장이 60nm이상의 빛만을 투과시키지만, 색선별필터(6b)는 파장이 700nm 이하의 빛만을 투과시킨다. 그 결과, 이들을 조합하므로서 파장이, 600nm에서 700nm의 사이에 있는 빛만이 투과된다. 또 마찬가지로 색선별필터(6c)는 파장이 400nm 이상의 빛만을 투과시키고, 색선별필터(6d)는 파장이 500nm 이하의 빛만을 투과시키므로, 이들을 조합하므로서 파장이 400nm에서 500nm의 사이에 있는 빛만이 투과된다. 그리고, 수광부(4a), (4b)의 집광렌즈(5a), (5b)가 취부되고 있는 단부에 대하여 반대측의 단부에는, 예를들면 태양전지나 포토다이오우드 등으로서된 광전변환기(7a),(7b)가 설치되고 있다. 상기한 수광부(4a), (4b)의 각 광전변환부(7a), (7b)는 각각 따로 전기적으로 증폭기(18a), (8b)에 접속되고 있다. 이들의 증폭기(8a), (8b)는, 각각 비교기(9a), (9b)에 전기적으로 접속하고 있다. 비교기(9a)의 내부에는 기준레벨(L), (M), (N)이 설정되고 있으며, 또 비교기(9b)의 내부에는 기준레벨(A), (B), (C), (D)가 설정되고 있다. 그리고 이 기준레벨(A), (B), (C), (D), (L), (M), (N)에 대응하여 전기 신호를 출력하는 복수의 출력단자가 설치되어 있다. 그리고, 비교기(9a), (9b)는 1개 또는 복수의 선택된 앤드회로(10a), (10b), (10c), (10d), (10e)에 전기적으로 접속되고 있다. 즉, 앤드회로(10a)에는, 기준레벨(M)의 단자로부터의 회선(回線)(11M)과 기준레벨(A)의 단자로부터의 회선(11A)이 접속되고 있다. 앤드회로(10b)에는, 기준레벨(M)의 단자로부터의 회선(11M)과 기준레벨(B)의 단자로부터의 회선(11B)이 접속되고 있다. 앤드회로(10C)에는, 기준레벨(M)로부터의 회선(11M)과 기준레벨(C)의 단자로부터의 회선(11C)이 접속되고 있다. 앤드회로(10d)에는, 기준레벨(N)의 단자로부터의 회선(11N)과 기준레벨(C)의 단자로부터의 회선(11C)이 접속되고 있다. 앤드회로(11e)에는, 기준레벨(L)의 단자로부터의 회선(11L)과 기준레벨(D)의 단자로부터의 회선(11D)이 접속되고 있다. 요컨데, 판별하고저하는 색의 수에 상당하는 수의 앤드회로가 설치되에 판별하고저 하는 색이 소속된 두 개의 기준레벨의 출력단자로부터의 회선이 조합되며, 선택적으로 상기한 앤드회로(10a), (10b), (10c), (10d), (10e)의 어느것인가에 접속된다. 상기한 앤드회로(10a), (10c), (10d), (10e)는 판별한 색을 최종적으로 표시하는 예를들면 점멸(占滅)램프 등으로된 표시부(12)에 전기적으로 접속되고 있다.

이어서 상기와 같이 구성한 색판별장치의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 투광장치(3)와 색판별하고저 하는 검사물체(1)의 이간(離間)거리를 일정하게 하여 검사물체(1)의 착색표면(2)에, 연속적으로 일정한 광량으로 백색도(화살표(G))를 투사한다. 상기한 착색표면(2)의 빛 투사부로부터의 란반사광(화살표(H))을 수광부(4a), (4b)의 집광렌즈(5a), (5b)로서 집광하고, 색선별필터(6a), (6b), (6c), (6d)를 투과시킨 다음, 광전변환기(7a), (7b)로서, 투과한 빛의 강도에 대응한 전기신호를 출력시키고, 증폭기(8a), (8b)로서 적당한 크기의 전압으로 증폭한다. 그런데, 제2도는 각색에 대한 빛의 파장과 출력전압의 관계를 나타낸 것이다. 여기서 제2도에 있어서의 종축(縱軸)은 출력전압이지만, 전술한 바와 같이 출력전압과 빛의 강도는 대응관계가 있으므로, 이런 경우, 출력전압은 빛의 강도로 치환할 수 있다. 또, 특성곡선(P), (Q), (R), (S), (T)는 명도(明度)와 색도가 모두 다른 목적으로 하는 판별색의 곡선이며 주로 명도가 다르기 때문에 반사광의 강도에 차이가 생기고 있는 것이다. 상기한 색선별필터(6a), (6b)는 파장영역이 600nm에서 700nm까지 (이하, X영역이라 부른다)의 빛만을 투과시키고, 색선별필터(6c), (6d)는 파장영역이 400nm에서 500nm까지 (이하, Y영역이라 부른다)의 빛만을 투과시킨다. 따라서, 광전변환기(7a), (7b)로부터의 출력전압을 표시하더라도, X영역과 Y영역에서는 크기가 다르다. 반대로, 이점을 이용한 것이 본 발명의 색판별장치의 원리이다. 즉, 제2도에서 나타낸 바와 같이, 광전변환기(7a), (7b)로부터의 전기신호의 전압을 기준레벨(A), (B), (C), (D), (L), (M), (N)에 의해서 복수로 분할하고, 미리, 판별하고저 하는 색이 소속된 기준레벨을 설정하여 코우드(code)화 한다. 전술한 바와 같이 비교기(9a), (9b)의 내부에는, 상기한 기준레벨(A), (B), (C), (D) 및 (L), (M), (N)이 설정되고 있으므로, 예를들면, 제2도의 특성곡선(R)에 상당하는 색의 반사광이 전기신호로 변환되면, X영역에 있어서의 출력전압을 처리하는 비교기(9a)에 있어서는, 기준레벨(M)로 분류되며, Y영역에 있어서의 출력전압을 처리하는 비교기(9b)에 있어서는, 기준레벨(C)로 분류된다. 또 마찬가지로, 제2도의 특성곡선(P)에 상당하는 색의 반사광이 전기신호로 변환되면, 비교기(9a)에 있어서는 기준레벨(M)로 분류되며, 비교기(9b)에 있어서는 기준레벨(A)로 분류된다. 제2도중의 다른 특성곡선(Q), (S), (T)도 마찬가지로 하여, 해당하는 기준레벨로 분류된다. 그리하여, 예를들면, 상기한 특성곡선(R)에 해당하는 색의 경우, 기준레벨(M)을 나타내는 출력신호가 비교기(9a)의 기준레벨(M)의 출력단자에서 출력되며, 이 출력신호는 회선(11M)을 거쳐서 앤드회로(10a), (10b), (10c)에 입력하고, 또, 기준레벨(c)을 나타내는 출력신호가 비교기(9b)의 기준레벨(c)의 출력단자에서 출력되며, 이 출력신호도 회선(11c)을 거쳐서 앤드회로(10c), (10d)에 입력된다. 그리하여, 상기한 앤드회로(10a), (10b), (10c), (10d)중 앤드회로(10c)만은 비교기(9a), (9b)로부터의 출력신호가 각각 입력하고 있으므로, 신호를 표시부(12)에 출력하고, 표시부(12)에 있어서는 판별결과를 시각적(視覺的)으로 표시한다. 한편, 다른 앤드회로(10a), (10b), (10c), (10d)로부터의 신호는 표시부(12)에 출력되지 않는다. 다른 특성곡선(P), (Q), (S), (T)에 대해서도 마찬가지로 각각 앤드회로 (10a), (10b), (10d), (10e)에서 신호가 표시부(12)에 출력되어 판별결과가 표시된다.

상술한 바대로, 본 발명은 검사물체로부터의 란반사광을 복수의 수광부로서 전기신호로 변환하고, 이 전기신호에 의하여 비교기에서, 기준레벨로 분류된 전기신호를 출력하고, 다시, 이 분류된 전기신호를 앤드회로로서 처리하도록 구성된 것이며, 검사물체로부터의 란반사광에서 복수의 특정파장영역의 빛만을 꺼내고, 이들 복수의 특정파장영역에 있어서 분류된 출력전압의 기준레벨에 의해서 수광한 빛의 강도를 코우드화하고, 이들의 코우드에 따라서 논리적으로 접속된 비교기와 앤드회로에서 올바르게 검사물체의 색을 판별할 수 있도록 한 것이다. 따라서 색도 혹은 명도 또는 이들 양자가 유사한 색채사이에서도 정확하게 색의 종류를 판별할 수 있다. 또, 이 결과, 색의 판별을 자동화하는 것이 가능해지며, 예를들면 보디컬러에 의한 기종별(機種別) 수량의 계수의 능율이 비약적으로 향상되는 것이다.

덧붙여 말한다면, 전기한 실시예에 있어서는, 판별할 수 있는 색의 수는, 5종류로 하였으나, 색선별필터의 수를 늘리거나, 혹은 비교기에 있어서의 기준레벨의 수를 늘게하므로서 판별할 수 있는 색의 수를 증가시키거나, 혹은, 색판별정밀도(精度)를 한층 더 향상시킬 수 있다. 또, 상기한 실시예에 있어서는 주로 중간색계통의 색의 판별에 대하여 설명하였으나, 본 장치는 이들의 색의 판별에만 사용되는 것이 아니고, 육안에 의하여 원색으로서 비치는 색도 단파장(短波長)영역에서 장파장영역으로 나누어져서 파장이 분포되고 있으므로, 정확하게 판별할 수 있다. 또, 상기한 실시예에 있어서는 수광부(4a), (4b)는 소요로 하는 파장영역의 빛만을 투과시키기 위하여, 각각 2개씩의 필터가 설치되고 있지만, 이에 한정되지 않으며, 1개의 필터로서 소요로 하는 파장영역의 빛만을 투과시키는 기능을 갖는 필터를 취부하여도 좋다. 그리고, 본 발명의 색판별장치의 기능은, 단순히 색판별기능에만 국한되는 것이 아니고, 계수장치와 조합하므로서 그 기능은 배가되는 효과가 있다. 그밖에, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형가능하다는 것은 물론이다.

Claims (1)

1. 검사물체의 착색표면에 빛을 투사하는 투광장치와, 상기한 검사 물체의 표면에 투사된 빛의 란반사영역내에 설치되며, 각각 다른 파장영역의 빛을 투과시키는 색선별필터 및 제각기의 필터에 대응하여 광전변환기가 설치되며 상기한 필터를 투과한 빛의 강도에 대응한 전기신호를 출력하는 복수의 수광부와, 상기한 수광부의, 각 광전변환부에 각각 따로 접속되어 상기한 광전변환기로부터의 입력을 크기가 다른 복수의 기준레벨과 비교하여 소속된 기준레벨에 대응하는 전기신호를 출력하는 복수의 비교기 및 이들 복수의 비교기에 선택적으로 접속되며, 상기한 각 비교기의 기준레벨의 출력신호를 각각 받아드려서 코우드화된 신호를 출력하는 복수의 앤드회로를 갖는 전기회로를 구비한 것을 특징으로 하는 색판별장치.

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