(57)【要約】【課題】  衣類の損傷が起きる前に洗濯中の染料流出を検出できる方法および装置の必要性がある。【解決手段】  水サンプル（１３２）内の色染料の存在を検出する方法および装置（１１０）を述べる。光（２１４）を生成し、水サンプル（１３２）を透過させる。カラーセンサ（２２０）を使用して水サンプル（１３２）を透過する光を測定する。測定した光に基づいて染料の色が前記水サンプル内に存在するかどうかを決定する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水サンプル内の色染料の存在を検出する装置であって、
ａ）水サンプルを透過する光を生成する光源と、
ｂ）受光した光に基づいて、少なくとも第１の色信号と第２の色信号を生成することによって、前記水サンプルを透過した光を測定するカラーセンサと、
ｃ）前記カラーセンサに結合され、前記色信号を受信し、該色信号に基づいて、染料の色が前記水サンプル内に存在するかどうかを決定する染料検出機構と
を備える装置。
【請求項２】
前記染料検出機構は洗濯の間、前記第１の色信号と前記第２の色信号の間の測定された比を周期的に決定し、前記測定された比と基準比を比較し、前記測定された比が前記基準比から変化していれば前記水サンプル中に前記染料の色が存在することを決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記染料検出機構は最初に、澄んだ水と、洗剤を含んだ水と、洗剤を含んだ汚れた水とのうちの１つに基づいて第１の色信号と第２の色信号の間の基準比を決定し、前記基準比を記憶する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記カラーセンサは第１のカラーチャネルと、第２のカラーチャネルと、第３のカラーチャネルとを備え、前記第１のカラーは赤、前記第２のカラーは緑、前記第３のカラーは青であり、前記カラーセンサはさらに第３の色信号を生成し、
前記染料検出機構は洗濯の間、第１の色信号と、第２の色信号と、第３の色信号との間の測定された比を周期的に決定し、前記測定された比と基準比を比較し、前記測定された比が基準比から変化していれば染料の色が前記水サンプルの中に存在することを決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記染料検出機構は最初に、澄んだ水と、洗剤を含んだ水と、洗剤を含んだ汚れた水とのうちの１つに基づいて第１の色信号と、第２の色信号と、第３の色信号との間の基準比を決定し、前記基準比を記憶する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記光源は白色発光ダイオード（ＬＥＤ）と三色発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイとのうちの１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記三色発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイは、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）とを備え、
前記カラーセンサは赤色信号出力と、緑色信号出力と、青色信号出力とを有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
複数の動作を有する洗濯機内に実装され、さらに、
前記染料の色が前記水サンプルの中で検出されると、前記洗濯機の少なくとも１つの動作を調節し、さらなる染料の損害を防ぐかまたは現在の染料の損害を低減するかのうち１つを行う染料損害回復機構を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記染料損害回復機構は、現在の洗濯サイクルを停止するか、洗濯槽から水を排水するか、現在の洗濯物を回転乾燥するかのうち１つを行う、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
アラーム信号を受信し、前記アラーム信号に基づいて、視覚的な警告または可聴的な警告のうち１つを提供してユーザに染料流出を知らせるアラームをさらに備え、
前記染料検出機構は、染料流出が検出されると前記アラーム信号を選択的にアサートする、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、染料検出の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
消費者の需要に応えて、最近の洗濯機は、ユーザにたくさんの異なる選択肢を提供している。この一連の選択肢は、典型的には、水温（たとえば熱い、暖かい、冷たいなど）を設定する第１の制御を含む。例えば、洗濯サイクルとすすぎサイクルの両方の温度をプログラミングすることができる。さらに、洗濯の長さを設定する第２の制御、洗濯サイクルのタイプ（たとえば弱、強、通常の洗濯）を選択する別の制御などもある。他の洗濯機ではユーザは、洗濯機に入れられた衣類のタイプに基づき、特定の洗濯タイプ（たとえば通常の洗濯、ＰＰ（パーマネント・プレス）加工洗濯、デリケートおよび／または手洗い洗濯）を選択できる。これらの増加した選択肢と設定で、ユーザが間違える可能性も高まっている（たとえば特定の衣類について不適切な水温または洗濯サイクルを使用するなど）。
【０００３】
さらに、市販の多くの洗濯用製品がある。洗濯用製品は洗剤（例えば、色物を目的とした洗剤、しみを落とす目的の洗剤、漂白剤を含む洗剤）、漂白剤、柔軟仕上げ剤を含む。さらに、衣類についた汚れまたは他のしみなどの下処理を目的とした多数のしみ抜き製品も市販されている。この一連の製品は多くの選択肢を提供するが、これらの製品もまた、ユーザが指示に従わない、専門知識がない、不注意、ユーザの間違い、ユーザのエラーなどのために製品を不適切に混合したり、組み合わせたり、または間違って使用する可能性を高めている。
【０００４】
洗濯機技術と市販の洗濯用製品におけるこれらの傾向と同時に、ファッション業界には、明るく鮮やかな色を伴う衣類を提供する傾向がある。衣類に明るく鮮やかで豊かな色を求める消費者の需要に応えるために、被服デザイナは異なる色染料を使用してこれらの色効果を達成する。これらの色はしばしば、いくつかの異なる色を混合し、濃く鮮やかな染料を含めることによって達成される。
【０００５】
消費者は価格に意識的であるので、当業界における別の傾向は、製造業者がコストを下げる方法を模索していることである。コスト低減の１つの方法は、衣類に高価でない染料を使用することである。残念ながら、高価ではない染料を使った布地は洗濯温度や洗濯サイクルのタイプにより敏感で、高い染料ほど速く染まらない場合がある。例えば、理想的な洗濯状態から少し逸脱しても、洗濯中に染料が落ちる可能性がある。コストを下げる別の方法は、製造業者が、残余の染料を洗い落とすかまたは衣類に防縮加工を施す役割を果たす衣類の前洗いプロセスを省略することである。残念なことに、疑いもしないユーザが衣類を最初に洗濯して、１）衣類が縮んでしまった、２）衣類の色染料が洗濯中に落ちて、場合によっては洗濯の中の別の衣類を汚してしまったことを知ってがっかりする可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の要因と傾向は、洗濯中の色染料流出の可能性を増加させる。染料流出は白い衣類や薄い色の衣類を汚す可能性があり、洗濯中のすべての衣類ではなくても多くの衣類を損なう可能性がある。上記に基づき、衣類の損傷が起きる前に洗濯中の染料流出を検出できる方法および装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１実施形態によれば、水サンプル(water sample)の中で色染料の存在を検出するための方法および装置が記述される。光が生成され、水サンプルを介して透過する。カラーセンサを使用して、水サンプルを透過する光を測定する。染料検出機構を使用し、測定された光に基づいて、染料の色が水サンプルの中に存在するかどうか決定する。ついで、この決定に基づいてアラーム信号を選択的にアサート(assert)する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
付随する図面の中で、本発明を制限ではなく例として示す。図面の中で同様な参照番号は同様な要素を指す。
【０００９】
染料検出の方法と装置を説明する。次の記述の中では説明のために、本発明の完全な理解を提供するために多数の特定の詳細を述べる。しかし当業者であれば、本発明はこれらの特定の詳細がなくても実行できることが理解されるであろう。他の例では、本発明を不必要にあいまいにすることを避けるために、よく知られた構造と装置は構成図で示す。
【００１０】
［洗濯機１００］
図１は、本発明の１実施形態による染料検出装置１１０を含む洗濯機１００を示す。洗濯機１００は、洗うべき衣類と水を保持するための洗濯槽１２０を含む。洗濯機１００はまた、洗濯槽１２０から水のサンプル（今後「水サンプル１３２」とも呼ぶ）を逸らす水サンプラ(water sampler)１３０を含む。
【００１１】
また洗濯機１００は、水サンプル１３２の中に染料が存在するかどうかを検出するために、本発明の１実施形態による染料検出装置１１０を含む。１実施形態では、水が空きスペースに落ちると、水サンプル１３２が染料検出装置１１０によって分析される。別の実施形態では、水サンプル１３２を、たとえば水サンプル１３２が流れる透明なパイプであってもよいサンプリング導管１４０に逸らし、次に染料検出装置１１０によって分析する。
【００１２】
最初、洗濯槽１２０からの水サンプル１３２は、澄んだ水に対応する既定の透過率を有する比較的澄んだ水を含む。例えば、染料検出装置１１０は澄んだ水に対応する基準透過率（例えば異なるカラーチャネルの基準比）を、洗剤を含む水、汚れを含む水（たとえば汚い水）、染料を含む水と後で比較するために記憶または記録する。
【００１３】
洗剤を水に混合すると、水サンプル１３２は暗い白色になる可能性がある。さらに、衣類を洗濯すると、水サンプル１３２の色は暗い白になることに加えてより汚れた色（たとえば黒ずんだ灰色）になる可能性がある。理解されるように、この汚れた黒ずんだ水は基準透過率より低い透過率を有する。言いかえれば、水サンプルの透過率が低くなると色センサが検出する光源からの光の量が低減する。しかし、カラー比は、洗剤を含む水と洗剤と汚れを含む水について同じままである。カラー比が変わる場合、本発明による染料検出機構は染料流出を検出する。
【００１４】
洗濯の進行に従い、水サンプル１３２の透過率は周期的に決定される（例えば既定の時間間隔）。例えば、カラーチャネルでの値を周期的に測定し、これに基づいて、カラーチャネルの測定された比を計算することができる。ついで、測定された比を基準比と比較する。測定された比が基準比と異なる場合、染料流出が発生していると決定される。
【００１５】
染料検出装置１１０が水サンプル１３２中の染料の存在を検出すると、染料検出装置１１０は、視覚的なアラームまたは可聴的なアラームを使用してユーザに警告することができる。また染料検出装置１１０は、このような染料流出が検出されれば、染料の色の流出による衣類への損害を緩和または最小限にする既定の手続きを使用することができる。たとえば、染料検出装置１１０は、洗濯機コントローラ１５０を使用して現在の洗濯サイクルを止め、洗濯槽１２０から水を全部排水し、可能性としては回転サイクルを開始することができる。
【００１６】
［白色ＬＥＤを光源とする染料検出装置］
図２は、本発明の１実施形態による図１の染料検出装置１１０をより詳細に示す構成図である。装置１１０は、水サンプル１３２中の色染料の存在を検出し、図１に示す洗濯機１００の中で使用できる。
【００１７】
染料検出装置１１０は光２１４を生成する光源２１０を含む。この実施形態では、光源２１０は、白色光２１４を生成する白色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。光源２１０は、光２１４が、水サンプル１３２の流れの方向１４４に対して略垂直である方向１４８で水サンプル１３２を透過するように、サンプリング導管１４０に対して配置される。
【００１８】
また装置１１０は、水サンプル１３２を透過する光を受光するためにあるカラーセンサ２２０を含む。カラーセンサ２２０は、光が水サンプル１３２によって光学的にフィルタリングされるかまたは変えられた後の光源２１０から受光した光の量を検出または測定する。カラーセンサ２２０は、測定された光に応答して、受光した光を表す１つまたは複数の出力信号２２２を生成する。
【００１９】
１実施形態では、カラーセンサ２２０は２つのカラーチャネル（ＲＧ、ＧＢまたはＲＢ）を含み、また、第１の色信号（ＦＣＳ）と第２の色信号（ＳＣＳ）という２つの出力信号をそれぞれ生成する２本の出力ピンを含む。第１の色と第２の色は例えば次の組み合わせであってもよい。（赤色信号、緑色信号）、（赤色信号、青色信号）、（赤色信号、緑色信号）。
【００２０】
別の実施形態では、カラーセンサ２２０は３つのカラーチャネル（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を含み、第１の色信号（ＦＣＳ）（例えば赤色信号出力）、第２の色信号（ＳＣＳ）（例えば緑色信号出力）、第３の色信号（ＴＣＳ）（例えば青色信号出力）という３つの出力信号をそれぞれ生成する３本の出力ピンを含む。色信号は、電圧、電流、または他の信号フォーマットの形であってよい。
【００２１】
カラーセンサ２２０が３つ以上のチャネルを有することができることに注意されたい。さらに、カラーチャネルは赤、緑、青のチャネルに限定されず、たとえば、シアン、マゼンタ、イエローなど他の色を含んでいてもよいことに注意されたい。
【００２２】
また装置１１０は、カラーセンサ２２０に結合し、カラーセンサの出力信号２２２を受信し、受信した出力信号に基づいて染料の色が水サンプル１３２内に存在するかどうかを決定する染料検出機構２３０を含む。また装置１１０はアラーム２４０を含む。染料検出機構２３０が染料の色が水サンプル１３２の中に存在すると決定すると、染料検出はアラーム２４０を作動させる。染料検出機構２３０は、たとえばアラーム信号２３２をアサートしてアラーム２４０を作動させることができる。アラーム２４０はユーザに可聴的な合図または視覚的な合図を提供し、洗濯中に染料流出が発生している（すなわち色染料が洗濯中に存在する）ことをユーザに警告する。
【００２３】
また装置１１０は染料損害回復モジュール２５０を含む。染料検出機構２３０が染料の色が水サンプル１３２の中に存在することを決定すると、染料検出機構２３０は、１つまたは複数の信号をアサートしこれらの信号を染料損害回復モジュール２５０に提供することによって、染料損害回復モジュール２５０を作動させることができる。染料損害回復モジュール２５０は、１つまたは複数の信号を生成し、洗濯機コントローラ１５０へ送信する。これらの信号は洗濯機コントローラ１５０に、染料の存在を通知することができる。またこれらの信号は洗濯機コントローラ１５０を制御し、たとえば洗濯サイクルを止める、水を洗濯槽１２０から排水するなど、改善措置をとることができる。
【００２４】
染料検出装置１１０は、たとえば、家庭用洗濯機、商用洗濯機、ドライクリーニング洗濯機の中で実装できる。
【００２５】
［３色ＬＥＤを光源として備えた染料検出装置］
図３は、本発明の別の実施形態による図１の染料検出装置１１０をより詳細に示す構成図である。装置１１０は、水サンプル中の色染料の存在を検出し、図１に示すような洗濯機の中で使用できる。
【００２６】
染料検出装置１１０は光３１４を生成する光源３１０を含む。本実施形態において、光源３１０は三色発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ３１２を含んでいてもよい。三色発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイは、赤色光を生成する赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）３１６、緑色光を生成する緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）３１８、青色光を生成する青色発光ダイオード（ＬＥＤ）３１９を含む。
【００２７】
光３１４は、それぞれ、赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）３１６、緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）３１８、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）３１９が生成する赤色成分、緑色成分、青色成分を含む。
【００２８】
光源３１０は、生成された光３１４が、水サンプル１３２の流れの方向１４４に対して略垂直である方向１４８で水サンプル１３２を透過するように配置される。サンプリング導管１４０を使用する場合、光源３１０は、生成された光３１４が、水サンプル１３２の流れの方向１４４に対して略垂直である方向１４８で水サンプル１３２を透過するように、サンプリング導管１４０に対して配置される。
【００２９】
また装置１１０は、水サンプル１３２を透過する光を検出するために配置されるカラーセンサ３２０を含む。カラーセンサ３２０は、光が水サンプル１３２によって光学的にフィルタリングされるかまたは変えられた後、光源３１０から受光した光の量を検出または測定する。カラーセンサ３２０は、測定された光に応答して、受光した光を表す出力信号３２２を生成する。
【００３０】
１実施形態では、カラーセンサ３２０は、複数のカラーチャネル（たとえば３２２、３２４、３２６）を含むマルチチャネルなカラーセンサで提供される。１つの色だけを検出する典型的なセンサと異なり、カラーセンサ３２０は３つの色（たとえば赤、緑、青）を検出できる。この点で、カラーセンサ３２０は、第１の色信号（ＦＣＳ）（例えば赤色信号）を生成する第１の出力、第２の色信号（ＳＣＳ）（例えば緑色信号）を生成する第２の出力、第３の色信号（ＴＣＳ）（例えば青色信号）を生成する第３の出力を含む。この例では、カラーセンサ３２０は、１）赤色チャネル３２２、２）緑色チャネル３２４、３）青色チャネル３２６という、３つのカラーチャネルを含む。
【００３１】
また装置１１０は、カラーセンサ３２０に結合されてカラーセンサの出力信号を受信し、染料の色が水サンプル内に存在するかどうかを決定し、存在する場合、アラーム信号を生成する染料検出機構３３０を含む。アラーム信号はアラーム２４０を作動させるために提供される。例えば、アラーム２４０を使用してユーザに、色染料が洗濯機の中に存在するという可聴的な合図または視覚的な合図を提供することができる。
【００３２】
［染料検出処理］
図４は、本発明の１実施形態による染料検出装置１１０が行う処理ステップを示すフローチャートである。次に、本発明による、水サンプル中の色染料の存在を検出する方法を説明する。ステップ４１０では、光を生成する。この光は、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）が生成する白色光、または、赤、緑、青の発光ダイオード（ＬＥＤ）が生成する三色光であってよい。ステップ４２０では、生成された光は、水サンプルを流す透明なパイプを介して透過する。たとえば、光は、パイプの片側に入射するような方向に向けるかまたは集光することができる。ステップ４３０では、パイプを透過した光を測定する。たとえば、この光測定を行うためにカラーセンサ３２０を使用してもよい。ステップ４４０では、受光した光に基づいて、染料の色が水サンプルの中に存在するかどうかを選択的に決定する。
【００３３】
例えば、澄んできれいな水の場合、赤チャネルの電圧、緑チャネルの電圧、青チャネルの電圧は、１Ｖ：１Ｖ：１Ｖである。カラーチャネル間の基準比は１：１：１と計算される。しかし、水が石鹸や汚れなどで汚れると、３つのチャネル（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の電圧はたとえば、０．５Ｖ：０．５Ｖ：０．５Ｖまで低下する可能性がある。しかし、カラーチャネル間で測定される比は基準比と同じで、１：１：１のままである。
【００３４】
黒ずんだ水、汚い水または塩分を含む水(brackish water)は、種々の波長からの光を均等に減衰する傾向がある。例えば、黒ずんだ水は、３つのチャネル（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の電圧を１Ｖ：１Ｖ：１Ｖ（澄んだ水）から０．５Ｖ：０．５Ｖ：０．５Ｖに減衰する。しかし、青い染料が水の中に存在すると、青みを帯びた水は赤チャネルと緑チャネルを青チャネル以上に減衰し、このため、測定される比が変わる。従って、異なるカラーチャネル間の測定された比は等しいままではなくなるか、または、この場合基準比と同じでままではなくなる。
【００３５】
染料が衣類から落ち始めると、測定された比自体が変り、例えば０．６：０．４：０．３になる。言い換えれば、各チャネルの絶対電圧は黒ずんだまたは汚れた水のために減少するが、異なるチャネルの測定された互いに対する比は基準比と同じ比を保つ。しかし、染料が落ち始めると、カラーチャネル間の測定された比は基準比から変るか基準比とは異なる。１実施形態では、本発明による染料検出機構は、カラーチャネル間の測定された比のこの変化を検出する。
【００３６】
本発明による染料検出機構は多数のカラーチャネルを伴うカラーセンサを使用して、種々のカラーチャネル間の測定された比が基準比と同じままであるか、または基準比から変化しているかを決定する。測定された比が基準比から変化しているか基準比から逸脱している場合、水の中で染料流出が検出されている。このような方法で、本発明による多数のカラーチャネルを伴う光センサを使用して、塩分を含む水と染料を含む水との間の違いを区別することができる。単一のカラーのチャネルだけを有する典型的な光センサは、１）染料を含む水と、２）黒ずんだ水または塩分を含む水という２つの場合を区別できないことに注意されたい。このようなセンサは、光の低減を検出するが、塩分を含む水を透過した光と、染料を含んだ水を透過した光との間を区別することはできない。
【００３７】
別の実施形態では、本発明による染料検出機構は次の技術によって性能を向上させる。水が汚くなると、カラーチャネルのうち１つのチャネルの出力が以前の電圧レベル（たとえば既定の電圧レベル１Ｖ）に達するまで、光源（ＬＥＤ）の明るさを増加させる。水が塩分を含むようになるかまたは黒ずんだ場合、すべてのカラーチャネルはほぼ同時に１Ｖ：１Ｖ：１Ｖの電圧レベルに達する。しかし水の中に染料がある場合、カラーチャネルの１つの電圧は他のチャネルの電圧が既定の以前のレベルに達する前に１Ｖに達する（たとえば０．６Ｖ：０．７Ｖ：１．０Ｖ）。
【００３８】
ステップ４５０では、染料の色が水サンプルの中にあることが決定されると、アラームが生成され、洗濯している衣類への別の損害を防ぐ手段を取るようにユーザに通知する。例えば、アラームは可聴的なアラームであってもよいし視覚的なアラームであってもよい。ユーザは洗濯機を停止し、染料流出の原因となっている衣類を除去するか、または洗濯している他の衣類への被害を防ぐ他の動作を行うことができる。
【００３９】
ステップ４６０では、染料の色が水サンプルの中に存在することが決定されると、オプションとしては改善ステップを実行する。これらの改善策は、染料が起こした衣類への損害を回復するか、または、衣類へのさらなる損害を止める任意のステップを含んでいてもよい。たとえば、改善策は洗濯サイクルを止める、水を排水する、回転サイクルを始めるなどの指示を洗濯機に行うことを含む。
【００４０】
上述の明細書では、本発明を特定の実施形態に関して記述した。しかし、本発明のより広い範囲から離れることなく、本発明に対して種々の修正および変更を行うことが可能であることは明らかであろう。したがって、明細と図面は限定的な意味ではなく例示的な意味と見なすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の１実施形態による染料検出装置を含む洗濯機を示す。
【図２】本発明の１実施形態による染料検出装置の構成図を示す。
【図３】本発明の別の実施形態による染料検出装置の構成図を示す。
【図４】本発明の１実施形態による染料検出装置が行う処理ステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１００  洗濯機
１１０  染料検出装置
１２０  洗濯槽
１３０  水サンプラ
１３２  水サンプル
１４０  サンプリング導管
１４４  水サンプルの流れの方向
１４８  光の方向
１５０  洗濯機コントローラ
２１０  光源
２１４  光
２２０  カラーセンサ
２２２  出力信号
２３０  染料検出機構
２３２  アラーム信号
２４０  アラーム
２５０  染料損害回復モジュール
３１０  光源
３１２  三色発光ダイオードアレイ
３１４  光
３１６  赤色発光ダイオード
３１８  緑色発光ダイオード
３１９  青色発光ダイオード
３２０  カラーセンサ
３２２  第１のカラーチャネル
３２４  第２のカラーチャネル
３２６  第３のカラーチャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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