(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な構造を必要とせずに、正しい測定結果が得られる色識別装置を提供する。【解決手段】閉塞された空間内で色認識を行う色識別装置であって、測定面に対して光を当てる光源２１と、測定面で反射した光源２１からの光を受光して色を検知する色検知部２３と、色検知部２３の検知結果を基に色を判別する色判別部４１と、光源２１が発する光の強さを判定するための光判定部２４と、を備える。色検知部２３は、受光した光から色成分を抽出し、色判別部４１は、光判定部２４の判定結果に基づいて閾値を設定し、当該閾値と色検知部２３が抽出した色成分の光量とを比較することで色を判別する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞された空間内で色認識を行う色識別装置であって、
測定面に対して光を当てる光源と、
前記測定面で反射した前記光源からの光を受光して色を検知する色検知部と、
前記色検知部の検知結果を基に色を判別する色判別部と、
前記光源が発する光の強さを判定するための光判定部と、
を備え、
前記色検知部は、受光した光から色成分を抽出し、
前記色判別部は、前記光判定部の判定結果に基づいて閾値を設定し、当該閾値と前記色検知部が抽出した色成分の光量とを比較することで色を判別することを特徴とする、色識別装置。
【請求項２】
前記光判定部は、前記測定面で反射した前記光源からの光を受光して光量を測定することを特徴とする、請求項１記載の色識別装置。
【請求項３】
前記光源と前記色検知部と前記光判定部とを底部に配置した凹部を形成し、
前記凹部を被測定物で塞ぐことで前記閉塞された空間を形成することを特徴とする、請求項１又は２記載の色識別装置。
【請求項４】
前記色識別装置の電源として使用される電池を内蔵したことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の色識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、玩具等に使用可能な色識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の色識別装置として、例えば特許文献１には、視覚障害者が利用可能で、色名を知りたい物体（対象物）の表面に当接させることにより、物体の色を判別して色名を音声出力して、視覚障害者が物体の色を認識（色判断・色識別）する色認識装置が開示されている。
【０００３】
ところで、この特許文献１記載の色識別装置では、電源の変化の影響等によりＲＧＢデータが２５６階調で検出できるとは限らないため、測定部と対象物の間に、特定色の校正試料を配置、退避させる移動手段を設けると共に、校正試料の測定データと校正試料の基準データを比較して自己校正する手段を設けている。これにより、対象物測定の直前に白色試料と黒色試料を測定し、白黒試料で得られるＲＧデータに応じて按分比例で、対象物のＲＧＢデータを校正し、安定的に測定、色判別することができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した特許文献１記載の色識別装置では、校正を行うために特定色の校正試料を配置、退避させる移動手段を設けなければならず、構造が複雑になるという問題があった。
【０００６】
なお、移動手段を設けずに、対象物の測定前に手動で校正試料を測定させるようにしてもよいが、この場合には使用者の手順が増えるという問題があった。また、校正試料の測定をし忘れると、間違った測定結果となるおそれがあった。
そこで、本発明は、複雑な構造を必要とせずに、正しい測定結果が得られる色識別装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明は、閉塞された空間内で色認識を行う色識別装置であって、測定面に対して光を当てる光源と、前記測定面で反射した前記光源からの光を受光して色を検知する色検知部と、前記色検知部の検知結果を基に色を判別する色判別部と、前記光源が発する光の強さを判定するための光判定部と、を備え、前記色検知部は、受光した光から色成分を抽出し、前記色判別部は、前記光判定部の判定結果に基づいて閾値を設定し、当該閾値と前記色検知部が抽出した色成分の光量とを比較することで色を判別することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の特徴点に加え、前記光判定部は、前記測定面で反射した前記光源からの光を受光して光量を測定することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記した請求項１又は２に記載の発明の特徴点に加え、前記光源と前記色検知部と前記光判定部とを底部に配置した凹部を形成し、前記凹部を被測定物で塞ぐことで前記閉塞された空間を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記した請求項１〜３のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、前記色識別装置の電源として使用される電池を内蔵したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明は上記の通りであり、閉塞された空間内で色認識を行う色識別装置であって、測定面で反射した光源からの光を受光して色を検知する色検知部と、光源が発する光の強さを判定するための光判定部と、を備え、色判別部は、光判定部の判定結果に基づいて閾値を設定し、当該閾値と色検知部が抽出した色成分の光量とを比較することで色を判別する。このような構成によれば、電源電圧の変化によって光源の光が弱くなり、その結果として色検知部の検知結果が変化してしまう場合でも、光判定部の判定結果に基づいて閾値が補正されるので、適切に色を判別することができる。また、閉塞された空間内で色認識を行うため、外部の照明などの影響を受けることなく色検知部による検知を行うことができ、電源電圧の変化以外の要素を考慮する必要がない。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は上記の通りであり、光判定部は、測定面で反射した光源からの光を受光して光量を測定する。このような構成によれば、色検知部の検知結果に対して直接的に影響する光量を測定し、その測定結果により閾値を設定することができるので、正確な色判別が可能となる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は上記の通りであり、光源と色検知部と光判定部とを底部に配置した凹部を形成し、凹部を被測定物で塞ぐことで閉塞された空間を形成する。このような構成によれば、単純な構造で閉塞された空間を形成することができ、外部光をシャットアウトして色検知部や光判定部による検知を行うことができる。すなわち、安価な構造で正確な色判別が可能となる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は上記の通りであり、色識別装置の電源として使用される電池を内蔵した。このような構成によれば、外部電源を必要とせずに色識別装置を作動させることができるので、持ち運びが可能となり、また、子供が使用する玩具などにも安全に使用することができる。なお、電池を使用した場合には電源電圧の変化が顕著となるが、上記したように電源電圧が変化したとしても正確に色判別ができるので、電池を使用したことによる不都合も生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】色識別装置の概略図であって、（ａ）測定前の図、（ｂ）測定中の図である。
【図２】色識別装置のシステムの概略を示すブロック図である。
【図３】色識別装置が色を判別する際の色成分と閾値との関係を示す図であって、（ａ）電池の端子電圧が公称電圧を満たしている状態を示す図、（ｂ）電池の端子電圧が公称電圧よりも低下した状態において、閾値を補正する前の図、（ｃ）電池の端子電圧が公称電圧よりも低下した状態において、閾値を補正した後の図である。
【図４】色識別の処理を示すフロー図である。
【図５】変形例に係る色識別装置の概略図であって、（ａ）測定前の図、（ｂ）測定中の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００１８】
本実施形態に係る色識別装置１０は、閉塞された空間Ｓ内で色認識を行うものであって、図１に示すように、被測定物５０をセットしたときに、測定面５１の色を判別して所定の演出を行う玩具である。例えば、測定面５１の色が赤であると判別した場合には、赤用の演出を実行し、測定面５１の色が黒であると判別した場合には、黒用の演出を実行する。演出の内容は特に問わないが、例えば被測定物５０に特定のキャラクターが描かれている場合には、そのキャラクターの音声を出力するといった演出を行う。
【００１９】
この色識別装置１０は、図１及び図２に示すように、ケース１１と、基板１４と、光源２１と、センサ２２（色検知部２３及び光判定部２４）と、スイッチ２５と、スピーカ３０と、制御装置４０と、を備える。また、特に図示しないが、この色識別装置１０は、電源として使用される電池を内蔵している。
【００２０】
ケース１１は、被測定物５０を挿入可能な凹部１１ａを備えており、この凹部１１ａの周りを囲む周壁１１ｂを備えた筒状の部材である。凹部１１ａの底部には、基板１４が配置されており、基板１４の上には凹部１１ａの開口に向けて光源２１とセンサ２２とが配置されている。この凹部１１ａに被測定物５０を挿入すると、凹部１１ａが被測定物５０で塞がれて、被測定物５０と光源２１及びセンサ２２との間に閉塞された空間Ｓが形成されるようになっている。なお、閉塞された空間Ｓは必ずしも密閉されている必要はなく、外光がほぼ遮断されていればよい。
【００２１】
なお、本実施形態に係る被測定物５０は、図１に示すようなカプセル状であり、縦断面が略小判状、横断面が円形に形成されている。この被測定物５０を長手方向に見た中間部には、均一な太さで形成された筒状部５０ａが形成されている。この筒状部５０ａは、周壁１１ｂの内径よりもやや小径に形成され、周壁１１ｂの内側に挿入可能となっている。このように被測定物５０は、形状によって凹部１１ａへの挿入方向が決まるようになっている。そして、被測定物５０を色識別装置１０の凹部１１ａに挿入すると、被測定物５０の測定面５１（挿入方向の先端面）が光源２１及びセンサ２２に臨むようになっている。
【００２２】
なお、凹部１１ａの底部には、周壁１１ｂに沿ってスペーサ１２が設けられている。このスペーサ１２によって、被測定物５０が光源２１及びセンサ２２に接触しないようになっており、被測定物５０と光源２１及びセンサ２２との間に閉塞された空間Ｓが形成されるようになっている。
【００２３】
基板１４は、光源２１やセンサ２２などの電子部品を実装するためのものである。なお、特に図示しないが、これ以外の部品（スピーカ３０、制御装置４０、その他の回路を構成する部品など）も基板１４に実装されている。図１においては基板１４を保護するカバー等は表示していないが、例えばケース１１によって一体的に基板１４を覆ってもよいし、その他のカバーやポッティング等で被覆してもよい。ただし、光源２１及びセンサ２２は露出した状態とする必要がある。
【００２４】
光源２１は、測定面５１に対して光を当てるためのものであり、例えばＬＥＤなどの発光部品である。この光源２１は、後述する制御装置４０によって制御されて所定のタイミングで点灯する。
【００２５】
色検知部２３及び光判定部２４は、デジタルで色判別が可能なセンサ２２によって構成されている。すなわち、本実施形態に係るセンサ２２は、可視光線を色フィルタを通して受光することでＲ（赤）Ｂ（青）Ｇ（緑）のそれぞれの色信号に分けて色成分の光量を検出するとともに、色フィルタを通さずに受光することでフィルタされていない光線の光量を検出することもできるＲＧＢカラーセンサである。このセンサ２２は、ＲＢＧの各色成分の光量を検出する機能によって色検知部２３を構成し、フィルタされていない光線の光量を検出する機能によって光判定部２４を構成している。なお、センサ２２の構成はこれに限らず、例えば色検知部２３と光判定部２４とを別々のセンサで実現してもよいし、また、色検知部２３を単色タイプのセンサを組み合わせて実現してもよい。
【００２６】
センサ２２は、図１（ｂ）に示すように、測定面５１に対向するように配置されており、これにより、色検知部２３は測定面５１で反射した光源２１からの光を受光して色を検知することができ、かつ、光判定部２４は測定面５１で反射した光源２１からの光を受光して光量を測定することができるようになっている。
【００２７】
色検知部２３は、前述したように光源２１からの光をＲ・Ｂ・Ｇのそれぞれの検出部で受光し、受光した光から色成分を抽出する。抽出した色成分の光量は後述する色判別部４１に出力され、色の判別に使用される。
【００２８】
また、光判定部２４は、光量を測定することで光源２１が発する光の強さを判定する。この測定結果は後述する色判別部４１に出力され、色の判別に使用する閾値を決定するために使用される。
【００２９】
スイッチ２５は、色判別の開始契機となる信号を発生させるためのものである。このスイッチ２５は、例えばケース１１内に設けられる。被測定物５０が凹部１１ａに挿入されると、スイッチ２５が被測定物５０によって押下され、色判別部４１に信号を出力するようになっている。
【００３０】
スピーカ３０は、色判別部４１の識別結果に応じて所定の演出を行うためのものである。なお、演出を行う装置としてはスピーカ３０に限らず、他の装置（例えばモータやランプ、ディスプレイなど）を使用してもよい。
【００３１】
制御装置４０は、センサ２２やスイッチ２５からの入力信号をもとに各種の処理を実行するものである。制御装置４０は、命令を実行するコンピュータや、プログラムを記憶した不揮発性のメモリを備える。この制御装置４０は、不揮発性のメモリに記憶されたプログラムを実行することで、色判別部４１及び演出実行部４２として機能する。
【００３２】
色判別部４１は、色検知部２３の検知結果を基に色を判別する。具体的には、色判別部４１は、色検知部２３が抽出した色成分の光量を所定の閾値と比較することで色を判別する。色判別に使用される閾値は、光判定部２４の判定結果に基づいて補正される。本実施形態においては、光判定部２４によって測定された光量を取得し、この光量に予め定められた係数を乗じた値を閾値に設定する。なお、色成分ごとに異なる閾値を使用する場合には、色成分ごとに異なる係数を使用すればよい。
【００３３】
この色判別部４１の処理について、図３を参照しつつ具体的に説明する。この例では、測定面５１が「赤」である場合の色判別部４１の処理を説明する。図３（ａ）は、電池の端子電圧が公称電圧を満たしている状態において、色判別部４１が抽出した色成分ごとの光量と閾値との関係を示している。この状態では、Ｒ（赤）の光量が閾値以上であり、Ｂ（青）とＧ（緑）の光量が閾値以下であることが分かる。この場合には、色判別部４１は測定面５１が「赤」であると判別する。
【００３４】
しかしながら、電池の電圧が下がってくると、図３（ｂ）に示すように、光源２１の光量が低下するので、色成分ごとの光量も低下する。このままではＲ（赤）の光量が閾値以下となってしまうため、正しい色の判別ができなくなってしまう。
【００３５】
この問題を解決するため、本実施形態においては、図３（ｃ）に示すように、光判定部２４によって測定された光量を基に閾値を補正する。すなわち、光源２１の光量が低下することで光判定部２４によって測定される光量が低下した場合には、この光量に比例して閾値も下げられる。このような処理によって、光源２１の光量が低下した場合でも、Ｒ（赤）の光量が閾値以上であり、Ｂ（青）とＧ（緑）の光量が閾値以下であるという判別結果が得られるので、色判別部４１は測定面５１が「赤」であると判別することができる。
【００３６】
なお、上記した例では３つの色成分ごとに閾値を１つだけ設定した例について説明している。この場合、３つの色成分ごとに閾値を判定するので、（Ｒについて閾値未満ｏｒ閾値以上の２通り）×（Ｂについて閾値未満ｏｒ閾値以上の２通り）×（Ｇについて閾値未満ｏｒ閾値以上の２通り）＝計８通りの色判別が可能である。しかしながら、更に多くの色数を判別したい場合には、色成分ごとに複数の閾値を設定し、その組み合わせによって色を判別するようにしてもよい。
色判別部４１は、色を判別したら、その結果を演出実行部４２に通知し、所定の演出を実行させる。
【００３７】
演出実行部４２は、スピーカ３０などの演出装置を制御して、所定の演出を実行させるためのものである。この演出実行部４２は、色判別部４１からの命令に従い、不揮発性のメモリに記憶された演出データ（例えば音声データ）を読み込んで、演出を実行する（例えば音声データを出力させるための信号をスピーカ３０に送信する）。
【００３８】
次に、上記した色識別装置１０の処理の流れについて、図４のフローを参照しながら説明する。
【００３９】
まず、図４に示すステップＳ１００において、色識別装置１０が被測定物５０を検知する。具体的には、凹部１１ａに被測定物５０が挿入されてスイッチ２５が押されると、スイッチ２５から色判別部４１へと信号が出力される。そして、ステップＳ１０１に進む。
【００４０】
ステップＳ１０１では、色判別部４１が光源２１を点灯させる。そして、ステップＳ１０２に進む。
【００４１】
ステップＳ１０２では、センサ２２（すなわち色検知部２３及び光判定部２４）が、被測定物５０の測定面５１で反射した光源２１からの光を受光する。そして、ステップＳ１０３に進む。
【００４２】
ステップＳ１０３では、色判別部４１が、光判定部２４によって計測された光源２１の光量を取得し、この光量を基に閾値を設定する。具体的には、光量に所定の係数（色成分ごとに予め決められた定数）を乗じた値を閾値に設定する。そして、ステップＳ１０４に進む。
【００４３】
ステップＳ１０４では、色判別部４１が、色検知部２３によって抽出された色成分を取得する。本実施形態においては、Ｒ・Ｇ・Ｂの３つの色成分について、それぞれの光量を取得する。そして、ステップＳ１０５に進む。
【００４４】
ステップＳ１０５では、色判別部４１が、取得した３つの色成分の光量を、それぞれの色成分に対応した所定の閾値と比較することで色を判別する。そして、ステップＳ１０６に進む。
【００４５】
ステップＳ１０６では、色判別部４１が光源２１を消灯させる。そして、ステップＳ１０７に進む。
【００４６】
ステップＳ１０７では、色判別部４１が色判別の結果を演出実行部４２に通知する。通知を受け取った演出実行部４２は、色判別の結果に応じた演出データを読み込み、実行させる。例えばスピーカ３０から色判別の結果に応じた音声を出力させる。そして、処理が終了する。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る色識別装置１０は、閉塞された空間Ｓ内で色認識を行うものであって、測定面５１で反射した光源２１からの光を受光して色を検知する色検知部２３と、光源２１が発する光の強さを判定するための光判定部２４と、を備え、色判別部４１は、光判定部２４の判定結果に基づいて閾値を設定し、当該閾値と色検知部２３が抽出した色成分の光量とを比較することで色を判別する。このような構成によれば、電源電圧の変化によって光源２１の光が弱くなり、その結果として色検知部２３の検知結果が変化してしまう場合でも、光判定部２４の判定結果に基づいて閾値が補正されるので、適切に色を判別することができる。また、閉塞された空間Ｓ内で色認識を行うため、外部の照明などの影響を受けることなく色検知部２３による検知を行うことができ、電源電圧の変化以外の要素を考慮する必要がない。
【００４８】
また、光判定部２４は、測定面５１で反射した光源２１からの光を受光して光量を測定する。このような構成によれば、色検知部２３の検知結に対して直接的に影響する光量を測定し、その測定結果により閾値を設定することができるので、正確な色判別が可能となる。
【００４９】
また、光源２１と色検知部２３と光判定部２４とを底部に配置した凹部１１ａを形成し、凹部１１ａを被測定物５０で塞ぐことで閉塞された空間Ｓを形成する。このような構成によれば、単純な構造で閉塞された空間Ｓを形成することができ、外部光をシャットアウトして色検知部２３や光判定部２４による検知を行うことができる。すなわち、安価な構造で正確な色判別が可能となる。
【００５０】
また、色識別装置１０の電源として使用される電池を内蔵した。このような構成によれば、外部電源を必要とせずに色識別装置１０を作動させることができるので、持ち運びが可能となり、また、子供が使用する玩具などにも安全に使用することができる。なお、電池を使用した場合には電源電圧の変化が顕著となるが、上記したように電源電圧の変化の影響を受けずに色判別が可能であるので、電池を使用した場合の問題点も生じない。
【００５１】
なお、上記した実施形態においては、凹部１１ａに被測定物５０を挿入することで凹部１１ａが被測定物５０で塞がれるようにしたが、本発明の実施形態としてはこれに限らない。例えば図５に示すように、被測定物５０が凹凸のない平面である場合には、凹部１１ａの開口を被測定物５０の測定面５１で塞ぐようにしてもよい。この図５に示すような例では、スイッチ２５を凹部１１ａの開口縁に設けてもよい。
【００５２】
また、上記した実施形態においては、光判定部２４は、測定面５１で反射した光源２１からの光を受光して光量を測定するようにしたが、これに限らない。例えば、電池電圧を測定することで、光源２１の光量を推定するようにしてもよい。この場合でも、光判定部２４が推定した光量を基準として、色判別部４１で使用する閾値を決定することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  色識別装置
１１  ケース
１１ａ  凹部
１１ｂ  周壁
１２  スペーサ
１４  基板
２１  光源
２２  センサ
２３  色検知部
２４  光判定部
２５  スイッチ
３０  スピーカ
４０  制御装置
４１  色判別部
４２  演出実行部
５０  被測定物
５０ａ  筒状部
５１  測定面
Ｓ  閉塞された空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017167076.tif 000005
【図４】
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【図５】
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