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JP2010261861A - Spectral characteristics acquisition apparatus, image evaluation apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

Spectral characteristics acquisition apparatus, image evaluation apparatus, and image forming apparatus Download PDF

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JP2010261861A
JP2010261861A JP2009113852A JP2009113852A JP2010261861A JP 2010261861 A JP2010261861 A JP 2010261861A JP 2009113852 A JP2009113852 A JP 2009113852A JP 2009113852 A JP2009113852 A JP 2009113852A JP 2010261861 A JP2010261861 A JP 2010261861A
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JP
Japan
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light
image
spectral
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spectral characteristic
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Pending
Application number
JP2009113852A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadahiro Kamijo
直裕 上条
Kohei Shinpo
晃平 新保
Manabu Seo
学 瀬尾
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spectral characteristics acquisition apparatus, an image evaluation apparatus and an image forming apparatus for simultaneously acquiring the brightness information on an image by the same sensor, reading data at a high speed, and for eliminating the alignment of a position, at which a light indicating spectral color information and brightness information is observed, when a spectral characteristic of an object to be read is measured over the entire width. <P>SOLUTION: The spectral characteristics acquisition apparatus includes a light irradiation means for irradiating the object to be read with a light; a light division means for dividing at least a part of a diffusion/reflection light of the light irradiated from the light irradiation means to the object to be read; a light receiving means for acquiring the diffused/reflected light divided by the light division means and the diffusion/reflection light which is not divided by the light division means. In the light-receiving means, a spectral sensor array includes a plurality of spectral sensors arrayed in one direction; the spectral sensor has N pixels (N is an interger≥2) arrayed in one direction. At least a part of the pixels among the N pixels are required so as to receive lights having different spectral characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像担持媒体に形成された画像の分光特性を取得する分光特性取得装置、及び前記分光特性取得装置を有する画像評価装置、並びに前記画像評価装置を有する画像形成装置に関する。   The present invention relates to a spectral characteristic acquisition apparatus that acquires spectral characteristics of an image formed on an image bearing medium, an image evaluation apparatus that includes the spectral characteristic acquisition apparatus, and an image forming apparatus that includes the image evaluation apparatus.

市場にはプリンター、複写機、それらと通信機能等の高付加価値製品である複合機、商業用印刷機など多くの画像製品があり、画像形成方法においても、電子写真方式、インクジェット方式,感熱方式等様々である。又、プロダクションプリンティング分野においても枚葉機、連帳機ともにデジタル化が進み、電子写真方式、インクジェット方式などの製品が多く市場投入されている。ユーザーニーズもモノクロ印刷からカラー印刷への移行における画像の多次元化、高精細高密度化がすすみ、写真高画質プリント、カタログ印刷、請求書等への個人嗜好に対応した広告掲載等、消費者の手元に届くサービス形態の多様化が進み、高画質、個人情報の保証、色再現への要求も高まっている。   There are many image products in the market such as printers, copiers, high value-added products such as printers, copiers and communication functions, and commercial printers. Electrophotographic, ink jet, and thermal methods are also used in image forming methods. And so on. In the field of production printing, digitization of both sheet-fed machines and continuous book machines has progressed, and many products such as electrophotographic systems and inkjet systems have been put on the market. As user needs shift from monochrome printing to color printing, multi-dimensional images and high-definition and high-density printing are promoted, high-quality photo printing, catalog printing, and advertisements that respond to individual preferences for invoices, etc. With the diversification of service forms that can be delivered to customers, demands for high image quality, guarantee of personal information, and color reproduction are also increasing.

高画質化に対応した技術として、電子写真方式では中間転写体や感光体上の定着前のトナー濃度を検知する濃度センサを搭載しトナー供給量を安定化するもの、個人情報の保証では画像形成方式によらず出力画像をカメラ等で撮像し文字認識や画像間差分による差異検出で検査するもの、色再現ではカラーパッチを出力し分光計で一点又は複数点の色計測を実行しキャリブレーションを行うもの等が上市されてきた。これらの技術は、ページ間、ページ内での画像変動に対応するため、画像全域で実行されることが望ましい。画像の全幅計測における評価技術の例を以下に示す。   As a technology that supports high image quality, the electrophotographic system is equipped with a density sensor that detects the toner density before fixing on the intermediate transfer member and photoconductor to stabilize the toner supply amount. Regardless of the method, the output image is captured by a camera or the like and inspected by character recognition or difference detection based on the difference between images. For color reproduction, a color patch is output, and one or more color measurements are performed with a spectrometer. Things to do have been put on the market. These techniques are preferably executed over the entire image in order to cope with image variations between pages and within pages. Examples of evaluation techniques for measuring the full width of an image are shown below.

例えば、ライン状の受光素子を複数並べて測定対象を検出系に対し相対的に移動する機構を設定し、全幅の分光特性を計測する。その際、受光素子間で検出対象領域からの反射光のクロストークが生じないように遮光壁を設定する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   For example, a mechanism for moving a measurement object relative to the detection system by arranging a plurality of line-shaped light receiving elements is set, and the spectral characteristics of the full width are measured. In this case, a technique for setting a light shielding wall so that crosstalk of reflected light from a detection target region does not occur between light receiving elements is disclosed (for example, see Patent Document 1).

又、画像の全幅で異なる波長帯を有する光源で連続的に照射し、反射光を取得して全幅の分光特性を取得する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, a technique is disclosed in which continuous irradiation is performed with light sources having different wavelength bands over the entire width of an image, and reflected light is acquired to acquire spectral characteristics of the entire width (see, for example, Patent Document 2).

又、印刷面全幅に光を照射し、ラインセンサカメラで特定領域の濃度を検出し、平均化することで基準濃度と比較する技術が開示されている(例えば、特許文献3参照)。   In addition, a technique is disclosed in which light is irradiated to the entire width of the printing surface, the density of a specific area is detected by a line sensor camera, and the density is compared with a reference density (see, for example, Patent Document 3).

又、原稿と特定原稿を複数回走査して、共通する色味情報を画像間論理和等の処理から類似度を判定する技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。   Further, a technique is disclosed in which a document and a specific document are scanned a plurality of times, and similarity is determined from processing such as inter-image logical sum for common color information (see, for example, Patent Document 4).

又、印刷面全幅に光を照射し、2次元の画素構造を持つCCDと回折素子又は屈折素子の組み合わせにより全幅の分光特性を取得する技術が開示されている(例えば、特許文献5参照)。   In addition, a technique is disclosed in which light is irradiated to the entire width of the printing surface and the spectral characteristics of the full width are acquired by a combination of a CCD having a two-dimensional pixel structure and a diffractive element or a refractive element (see, for example, Patent Document 5).

しかしながら、画像の色を全幅で計測しようとした場合、異なる波長帯に限定した複数の光を照射してエリアセンサで撮像するか、ラインセンサで撮像しながら計測系と被検対象を相対的に移動する構成、又は、撮像系を複数設定し、撮像系に入射する被検対象からの反射光の波長帯を限定する構成が一般的に考えられる。その際、取得される複数の波長帯に対応した画像において、画像間で被検対象とする位置にずれが生じた場合、被検対象の各位置での色情報を正確に計測することが不可能となる。   However, when trying to measure the color of an image at its full width, it is possible to irradiate multiple light limited to different wavelength bands and take an image with an area sensor, or while taking an image with a line sensor, In general, a moving configuration or a configuration in which a plurality of imaging systems are set and a wavelength band of reflected light from a test object incident on the imaging system is limited can be considered. At that time, in the images corresponding to a plurality of acquired wavelength bands, if there is a shift in the position to be tested between the images, it is impossible to accurately measure the color information at each position of the test target. It becomes possible.

ここで波長帯の異なる複数の画像から色情報を正確に計測する方法として、各画像の被検対象の位置で取得される反射光量の強度をリファレンスとなる現画像や原稿データと比較する方法や、各画像の被検対象の位置で取得される反射光量の強度からウィナー推定などを適用して連続分光特性を推測する方法などがある。そのため、各画像で異なる位置を被検対象とした場合、リファレンスとの比較や、連続分光特性の推定に誤差が生じることとなる。   Here, as a method of accurately measuring color information from a plurality of images in different wavelength bands, a method of comparing the intensity of the reflected light amount acquired at the position of the subject of each image with a reference current image or document data, There is a method of estimating continuous spectral characteristics by applying Wiener estimation or the like from the intensity of the amount of reflected light acquired at the position of the test object in each image. For this reason, when a different position in each image is used as an object to be examined, an error occurs in comparison with a reference or estimation of continuous spectral characteristics.

特許文献1に開示されている技術は、ライン状の計測系であり、被検対象の画像の色を全幅で計測できる一般的な構成を成すが、各波長帯で得られる画像の位置ずれを低減する方策は備えていないという問題があった。   The technique disclosed in Patent Document 1 is a line-shaped measurement system, and has a general configuration capable of measuring the color of an image to be examined with the full width. However, the positional deviation of the image obtained in each wavelength band is detected. There was a problem that there was no way to reduce it.

特許文献2に開示されている技術は、異なる波長帯を有する光源からの連続的な照射光による被検対象からの反射光を取得する構成では、時間軸が生じ、被検対象の同一箇所を計測することは不可能である。仮に、当該構成で光源と受光系の組合せを複数備えたとしても、波長帯の異なる各画像の被検対象位置がずれる虞が多分にあるという問題があった。   In the technique disclosed in Patent Document 2, the time axis is generated in the configuration in which the reflected light from the test object by continuous irradiation light from light sources having different wavelength bands is generated, and the same location of the test object is obtained. It is impossible to measure. Even if a plurality of combinations of the light source and the light receiving system are provided in the configuration, there is a possibility that the test target position of each image having a different wavelength band may be shifted.

特許文献3に開示されている技術は、全幅で色情報を取得する構成は同様であるが、検知した領域の濃度を平均化する工程により代表値としていると考えら、被検対象の色分布に関しては保証できないという問題があった。   The technique disclosed in Patent Document 3 has the same configuration for acquiring color information over the entire width, but is considered to be a representative value by the process of averaging the density of the detected region. There was a problem that could not be guaranteed.

特許文献4に開示されている技術は、波長帯ごとに原稿と被検対象を画像間演算により比較して判定しているが、被検対象の色変動は特定できない。また、個別に得られる画像の色情報から、画像を再構成しても、実際の被検対象に色変動が生じているかは判定不可能であるという問題があった。   Although the technique disclosed in Patent Document 4 determines a document and a test object by comparing each other by calculation between images for each wavelength band, color variation of the test object cannot be specified. In addition, there is a problem that even if the image is reconstructed from the color information of the image obtained individually, it cannot be determined whether the color variation has occurred in the actual test object.

特許文献5に開示されている技術は、2次元画素構造を有するCCDのデータ読み出し特性上の制約からラインセンサに対して読み出し速度が格段に遅くなるため、読み取り対象物である画像担持媒体(紙等)の色情報を取得する速度に大きな制約が存在するという問題があった。   In the technique disclosed in Patent Document 5, the reading speed is significantly slowed down with respect to the line sensor due to restrictions on the data reading characteristics of a CCD having a two-dimensional pixel structure. Etc.) has a problem that there is a great restriction on the speed of acquiring the color information.

又、上記従来技術において、計測する色情報を位置ずれなく取得し、かつ、同時に画像の明るさ情報を取得するものはなく、取得される色情報を画像上に再マッピングするなどの画像検査に必要な構成、対策が施されているものはない。   Also, in the above prior art, there is no one that obtains color information to be measured without positional deviation and simultaneously obtains image brightness information, and for image inspection such as remapping the obtained color information on the image. None of the necessary configurations and measures are taken.

上記の点に鑑みて、読み取り対象物の分光特性を全幅で計測する際に、同時に、同一センサで画像の明るさ情報を取得し、高速なデータ読み出しができ、分光された色情報及び明るさ情報を表す光の観測位置の位置合わせが不要な分光特性取得装置、画像評価装置、及び画像形成装置を提供することを課題とする。   In view of the above points, when measuring the spectral characteristics of the object to be read in full width, the brightness information of the image can be acquired at the same time by the same sensor, and high-speed data reading can be performed. It is an object of the present invention to provide a spectral characteristic acquisition device, an image evaluation device, and an image forming device that do not require alignment of an observation position of light representing information.

本分光特性取得装置は、読み取り対象物へ光を照射する光照射手段と、前記光照射手段から前記読み取り対象物に照射された前記光の拡散反射光の少なくとも一部を分光する分光手段と、前記分光手段により分光された前記拡散反射光、及び前記分光手段により分光されていない前記拡散反射光を取得する受光手段と、を含んで構成され、前記受光手段は、分光センサが一方向に複数個配列された分光センサアレイを構成し、前記分光センサは、一方向に配列されたN個(Nは2以上の自然数)の画素を有し、前記N個の画素のうちの少なくとも一部の画素は、互いに分光特性の異なる光を受光することを要件とする。   The spectral characteristic acquisition apparatus includes a light irradiating unit that irradiates light to an object to be read, a spectroscopic unit that divides at least a part of the diffusely reflected light of the light irradiated to the object to be read from the light irradiating unit, And a light receiving means for acquiring the diffuse reflected light spectrally separated by the spectroscopic means and the diffuse reflected light not spectrally divided by the spectroscopic means, wherein the light receiving means includes a plurality of spectral sensors in one direction. The spectroscopic sensor array is configured to have N (N is a natural number of 2 or more) pixels arranged in one direction, and at least a part of the N pixels is arranged. The pixel is required to receive light having different spectral characteristics.

開示の技術によれば、読み取り対象物の分光特性を全幅で計測する際に、同時に、同一センサで画像の明るさ情報を取得し、高速なデータ読み出しができ、分光された色情報及び明るさ情報を表す光の観測位置の位置合わせが不要な分光特性取得装置、画像評価装置、及び画像形成装置を提供することができる。   According to the disclosed technology, when measuring the spectral characteristics of the object to be read in full width, the brightness information of the image can be simultaneously acquired by the same sensor, and high-speed data reading can be performed. It is possible to provide a spectral characteristic acquisition device, an image evaluation device, and an image forming device that do not require alignment of the observation position of light representing information.

第1の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the spectral characteristic acquisition apparatus which concerns on 1st Embodiment. フィルタアレイの断面構造を模式的に例示する図である。It is a figure which illustrates typically the section structure of a filter array. フィルタアレイの分光透過率を例示する図である。It is a figure which illustrates the spectral transmittance of a filter array. ラインセンサの画素構造を模式的に例示する図である。It is a figure which illustrates typically the pixel structure of a line sensor. 第2の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the spectral characteristic acquisition apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図5の一部を拡大して模式的に例示する図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a part of FIG. 5 in an enlarged manner. ピンホールアレイの構造の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of a pinhole array. ピンホールアレイの構造の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the structure of a pinhole array. 回折素子の配置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of a diffraction element. 第4の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the spectral characteristic acquisition apparatus which concerns on 4th Embodiment. 回折素子の配置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of a diffraction element. シミュレーションに用いたトナー画像の分光分布を例示する図である。It is a figure which illustrates the spectral distribution of the toner image used for simulation. シミュレーション結果を例示する図である。It is a figure which illustrates a simulation result. 第6の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the spectral characteristic acquisition apparatus which concerns on 6th Embodiment. 第7の実施の形態に係る画像評価装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the image evaluation apparatus which concerns on 7th Embodiment. 第8の実施の形態に係る画像形成装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the image forming apparatus which concerns on 8th Embodiment.

以下、図面を参照して、実施の形態の説明を行う。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

〈第1の実施の形態〉
図1は、第1の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。図1を参照するに、分光特性取得装置10は、ライン照明光源11と、コリメートレンズ12と、結像光学系13と、フィルタアレイ14と、ラインセンサ15とを有する。90は、画像担持媒体(紙等)を示している。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a spectral characteristic acquisition apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the spectral characteristic acquisition apparatus 10 includes a line illumination light source 11, a collimator lens 12, an imaging optical system 13, a filter array 14, and a line sensor 15. Reference numeral 90 denotes an image bearing medium (paper or the like).

ライン照明光源11は、光を照射する機能を有する。ライン照明光源11としては、例えば可視光のほぼ全域において強度を有する白色のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)アレイを用いることができる。ライン照明光源11として、冷陰極管等の蛍光灯やランプ光源等を用いても構わない。ただし、ライン照明光源11は、分光に必要な波長領域の光を発するものであって、かつ観測領域全体にわたって均質に照明可能なものであることが好ましい。コリメートレンズ12は、ライン照明光源11から出射された光を画像担持媒体90にコリメートして(平行光として)照射する機能を有する。ライン照明光源11及びコリメートレンズ12は、本発明に係る光照射手段の代表的な一例を構成している。ただし、コリメートレンズ12は、省略することも可能である。   The line illumination light source 11 has a function of irradiating light. As the line illumination light source 11, for example, a white LED (Light Emitting Diode) array having intensity over almost the entire visible light region can be used. As the line illumination light source 11, a fluorescent lamp such as a cold cathode tube, a lamp light source, or the like may be used. However, it is preferable that the line illumination light source 11 emits light in a wavelength region necessary for spectroscopy and can be illuminated uniformly over the entire observation region. The collimating lens 12 has a function of collimating the light emitted from the line illumination light source 11 onto the image bearing medium 90 (as parallel light). The line illumination light source 11 and the collimating lens 12 constitute a typical example of the light irradiation means according to the present invention. However, the collimating lens 12 can be omitted.

結像光学系13は、複数枚のレンズから構成され、画像担持媒体90に照射された光の拡散反射光を、フィルタアレイ14を介してラインセンサ15に結像する結像手段としての機能を有する。フィルタアレイ14は、入射光の一部を分光し透過する機能及び入射光の一部を分光せずに透過する機能を有する。結像光学系13及びフィルタアレイ14は、本発明に係る分光手段の代表的な一例を構成している。   The imaging optical system 13 is composed of a plurality of lenses, and has a function as an imaging unit that forms an image on the line sensor 15 through the filter array 14 with the diffuse reflection light of the light irradiated on the image bearing medium 90. Have. The filter array 14 has a function of splitting and transmitting a part of incident light and a function of transmitting a part of incident light without splitting. The imaging optical system 13 and the filter array 14 constitute a typical example of the spectroscopic means according to the present invention.

ラインセンサ15は、複数の画素から構成され、フィルタアレイ14を介して入射する所定の波長帯の(分光された)拡散反射光量、及び分光されていない拡散反射光量を取得する受光手段としての機能を有する。ラインセンサ15としては、例えばMOS(Metal Oxide Semiconductor Device)、CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor Device)、CCD(Charge Coupled Device)、CIS(Contact Image Sensor)等を用いることができる。   The line sensor 15 is composed of a plurality of pixels, and functions as a light receiving unit that acquires a diffused and reflected light amount in a predetermined wavelength band incident through the filter array 14 and a diffused and reflected light amount that is not dispersed. Have As the line sensor 15, for example, a metal oxide semiconductor device (MOS), a complementary metal oxide semiconductor device (CMOS), a charge coupled device (CCD), a contact image sensor (CIS), or the like can be used.

ここで、フィルタアレイ14及びラインセンサ15について更に詳しく説明する。図2は、フィルタアレイの断面構造を模式的に例示する図である。図2において、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図2を参照するに、フィルタアレイ14は、ガラス基板16上に成膜された第一の反射層17と、階段状の形状を有するスペーサー層18と、スペーサー層18の更に上に成膜された第二の反射層19とを有する。第一の反射層17、スペーサー層18、及び第二の反射層19はファブリーペロー干渉フィルタを構成しており、スペーサー層18の厚みが場所によって異なることから複数の分光透過特性を有するフィルタアレイを実現することができる。   Here, the filter array 14 and the line sensor 15 will be described in more detail. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional structure of the filter array. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Referring to FIG. 2, the filter array 14 is formed on the first reflective layer 17 formed on the glass substrate 16, the spacer layer 18 having a stepped shape, and the spacer layer 18. And a second reflective layer 19. The first reflective layer 17, the spacer layer 18, and the second reflective layer 19 constitute a Fabry-Perot interference filter. Since the thickness of the spacer layer 18 varies depending on the location, a filter array having a plurality of spectral transmission characteristics can be obtained. Can be realized.

フィルタアレイ14は、画像担持媒体90に照射された光の拡散反射光を分光するフィルタ14a、14b、14c等が一方向に複数個配列されたものである。フィルタ14a、14b、14c等のそれぞれにおいて、スペーサー層18の有する階段の個数は(N−1)個(Nは2以上の自然数、以下同じ)である。スペーサー層18の有する(N−1)個の階段は、透過波長特性の異なる(N−1)種類の波長別フィルタを構成している。なお、図2の例ではN=7である。   The filter array 14 includes a plurality of filters 14 a, 14 b, 14 c, etc., that diverge diffusely reflected light irradiated on the image bearing medium 90 in one direction. In each of the filters 14a, 14b, 14c, etc., the number of steps of the spacer layer 18 is (N-1) (N is a natural number of 2 or more, and so on). The (N-1) steps of the spacer layer 18 constitute (N-1) types of wavelength-specific filters having different transmission wavelength characteristics. In the example of FIG. 2, N = 7.

又、フィルタ14a、14b、14c等に隣接するように透過部位16xが形成されている。透過部位16xは、フィルタが形成されてないか、又はアルミニウム(Al)等でND(Neutral Density)フィルタを構成するなどの分光特性を有しない部位である。透過部位16xでは、画像の色情報を含む明るさ情報はそのまま透過し、ラインセンサ15の所定の画素に受光される。なお、ND(Neutral Density)フィルタとは、分光特性は有さず入射される拡散反射光量を減少させる機能を有するフィルタである。   Further, a transmission part 16x is formed so as to be adjacent to the filters 14a, 14b, 14c and the like. The transmission part 16x is a part which has no spectral characteristics such as no filter is formed or an ND (Neutral Density) filter is formed of aluminum (Al) or the like. In the transmission part 16x, the brightness information including the color information of the image is transmitted as it is and received by a predetermined pixel of the line sensor 15. Note that the ND (Neutral Density) filter is a filter having no spectral characteristic and a function of reducing the amount of incident diffuse reflection light.

第一の反射層17及び第二の反射層19の材料としては、可視光全域において反射率の高いアルミニウム(Al)や銀(Ag)等を用いることが好ましい。スペーサー層18の材料としては、可視光に対して透過率の高い二酸化珪素(SiO)等を用いることができる。一例として、第一の反射層17及び第二の反射層19としてそれぞれ30nm厚の銀(Ag)を、スペーサー層18として二酸化珪素(SiO)を用いた場合のフィルタアレイ14の分光透過率を図3に例示する。図3は、フィルタアレイの分光透過率を例示する図である。図3において、記載されている数字はスペーサー層18の厚みを示している。図3を参照するに、スペーサー層18は場所によって90nm〜165nmまで15nm刻みで厚みが変調されているため、場所によって分光透過率が異なるフィルタアレイを実現している。 As the material of the first reflective layer 17 and the second reflective layer 19, it is preferable to use aluminum (Al), silver (Ag), or the like having high reflectivity over the entire visible light region. The material of the spacer layer 18, a high silicon dioxide transmittance to visible light (SiO 2) or the like can be used. As an example, the spectral transmittance of the filter array 14 when silver (Ag) having a thickness of 30 nm is used as the first reflective layer 17 and the second reflective layer 19 and silicon dioxide (SiO 2 ) is used as the spacer layer 18 is shown. This is illustrated in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the spectral transmittance of the filter array. In FIG. 3, the numerals shown indicate the thickness of the spacer layer 18. Referring to FIG. 3, the spacer layer 18 has a thickness that is modulated in increments of 15 nm from 90 nm to 165 nm depending on the location, thereby realizing a filter array having different spectral transmittances depending on the location.

このようにして、透過率の異なる(N−1)種類の波長別フィルタ及び1個の透過部位のペアを複数個配列したフィルタアレイを実現することができる。図2の例ではN=7(波長別フィルタである階段の段数が6個、透過部位の個数が1個)である。なお、図2ではスペーサー層18が階段状であるものを例示したが、スペーサー層18は楔形状であっても構わない。又、フィルタアレイの構成としてはファブリーペロー干渉フィルタに限定されず、場所によって異なる膜構成を有する誘電体多層膜を用いた構成や、複数の吸収色素を塗布した構成、フォトニック結晶構造からなる構成等多くの既存の発明を利用することが可能である。又、衝撃や振動等による位置ずれの影響を防ぐために、フィルタアレイ14とラインセンサ15とは一体化していることが好ましい。   In this way, it is possible to realize a filter array in which a plurality of (N-1) types of wavelength-specific filters having different transmittances and a plurality of pairs of one transmission part are arranged. In the example of FIG. 2, N = 7 (the number of steps of the staircase that is a wavelength-specific filter is six, and the number of transmission parts is one). In FIG. 2, the spacer layer 18 has a stepped shape, but the spacer layer 18 may have a wedge shape. The filter array configuration is not limited to the Fabry-Perot interference filter, but a configuration using a dielectric multilayer film having a different film configuration depending on the location, a configuration in which a plurality of absorbing dyes are applied, and a configuration consisting of a photonic crystal structure It is possible to use as many existing inventions as possible. Further, it is preferable that the filter array 14 and the line sensor 15 are integrated in order to prevent the influence of displacement due to impact or vibration.

図4は、ラインセンサの画素構造を模式的に例示する図である。図4において、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図4を参照するに、ラインセンサ15は、複数の画素がY方向(図1の奥行き方向)に一列に配列した画素構造を有する。ラインセンサ15は、Y方向に並設されたN個の画素を一群とする分光センサ15a、15b、15c等がY方向に複数個配列された分光センサアレイを構成している。分光センサ15a、15b、15c等は、Y方向に配列された互いに分光特性の異なる光を受光する(N−1)個の画素及び分光されていない光を受光する1個の画素を有する。   FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the pixel structure of the line sensor. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Referring to FIG. 4, the line sensor 15 has a pixel structure in which a plurality of pixels are arranged in a line in the Y direction (the depth direction in FIG. 1). The line sensor 15 constitutes a spectroscopic sensor array in which a plurality of spectroscopic sensors 15a, 15b, 15c, and the like, each having a group of N pixels arranged in parallel in the Y direction, are arranged in the Y direction. The spectroscopic sensors 15a, 15b, 15c and the like have (N-1) pixels that receive light having different spectral characteristics and one pixel that receives non-split light arranged in the Y direction.

分光センサ15a、15b、15c等を構成する画素数であるNの値は、フィルタアレイ14のフィルタ14a、14b、14c等を構成する波長別フィルタの数(N−1)個に透過部位の数1個を加えた数に対応している。図4の例ではN=7である。分光センサ15a、15b、15c等を構成するN個の画素のうちの(N−1)画素には、フィルタアレイ14のフィルタ14a、14b、14c等によって分離された互いに異なる分光特性を持つ(N−1)個の光が入射する。又、分光センサ15a、15b、15c等を構成するN個の画素のうちの1画素には、透過部位16xから分光されていない1個の光が入射する。ただし、透過部位16xからの分光されていない光が入射する画素は、必ずしも1個でなくてもよくK個(Kは自然数、以下同じ)であっても構わない。この場合には、分光センサ15a、15b、15c等は、互いに分光特性の異なる光を受光する(N−K)個の画素と(N−K≧2、Kは自然数、以下同じ)、分光されていない光を受光するK個の画素を有する構成となる。   The value of N, which is the number of pixels constituting the spectroscopic sensors 15a, 15b, 15c, etc., is the number of transmission parts in the number (N-1) of filters by wavelength constituting the filters 14a, 14b, 14c, etc. of the filter array 14. It corresponds to the number added by one. In the example of FIG. 4, N = 7. Of the N pixels constituting the spectral sensors 15a, 15b, 15c, etc., (N-1) pixels have different spectral characteristics separated by the filters 14a, 14b, 14c, etc. of the filter array 14 (N -1) The light enters. In addition, one of the N pixels constituting the spectroscopic sensors 15a, 15b, 15c and the like is incident on one pixel which is not split from the transmission part 16x. However, the number of pixels on which the non-spectrized light from the transmission part 16x is incident is not necessarily one, and may be K (K is a natural number, the same applies hereinafter). In this case, the spectroscopic sensors 15a, 15b, 15c and the like are spectrally separated from (NK) pixels that receive light having different spectral characteristics (N−K ≧ 2, K is a natural number, the same applies hereinafter). In this configuration, K pixels that receive light that has not been received are provided.

図1に戻って、読み取り対象物である画像担持媒体90上の画像は、照明光源11及びコリメートレンズ12によって構成される光照射手段によって、画像担持媒体90の奥行き方向(図1のY方向)に広がりのあるライン状に照明される。画像担持媒体90上の画像からの拡散反射光は、結像光学系13及びフィルタアレイ14によって構成される分光手段によって、ラインセンサ15へ導かれる。   Returning to FIG. 1, the image on the image carrier medium 90 that is the object to be read is obtained in the depth direction (Y direction in FIG. 1) of the image carrier medium 90 by the light irradiation means constituted by the illumination light source 11 and the collimator lens 12. Illuminated in a wide line. Diffuse reflected light from the image on the image bearing medium 90 is guided to the line sensor 15 by the spectroscopic means constituted by the imaging optical system 13 and the filter array 14.

図1に例示する光学系は、照明光源11から出射される照明光が画像担持媒体90に対して略斜め45度より入射し、ラインセンサ15が画像担持媒体90から垂直方向に拡散反射する光を受光する所謂45/0光学系である。しかしながら、光学系の構成は図1に例示するものに限定されず、例えば、照明光源11から出射される照明光が画像担持媒体90に対して垂直に入射し、ラインセンサ15が画像担持媒体90から45度方向に拡散する光を受光する所謂0/45光学系等としても構わない。   In the optical system illustrated in FIG. 1, the illumination light emitted from the illumination light source 11 is incident on the image bearing medium 90 at an angle of approximately 45 degrees, and the line sensor 15 diffuses and reflects in the vertical direction from the image bearing medium 90. Is a so-called 45/0 optical system. However, the configuration of the optical system is not limited to that illustrated in FIG. 1. For example, the illumination light emitted from the illumination light source 11 is perpendicularly incident on the image carrier medium 90, and the line sensor 15 is connected to the image carrier medium 90. It may be a so-called 0/45 optical system or the like that receives light diffusing in the direction of 45 degrees from.

このように、第1の実施の形態に係る分光特性取得装置は、所定の方向に配列された互いに分光特性の異なる光を受光する(N−K)個の画素と、分光されていない光を受光するK個の画素を有する分光センサが、前記所定の方向に複数個配列された分光センサアレイを構成するラインセンサ(受光手段)を用いて分光特性を取得する。その結果、フィルタによる分光された色情報とフィルタを介さない画像の明るさ情報とを同時に取得することができる。   As described above, the spectral characteristic acquisition device according to the first embodiment receives (N−K) pixels arranged in a predetermined direction and receiving light having different spectral characteristics and non-split light. A spectral sensor having K pixels for receiving light acquires spectral characteristics using a line sensor (light receiving means) constituting a plurality of spectral sensor arrays arranged in the predetermined direction. As a result, it is possible to simultaneously acquire the color information dispersed by the filter and the brightness information of the image not through the filter.

又、読み出し速度が遅い2次元画素構造を有するセンサを用いずに分光特性を取得できるため、高速なデータの読み出しが可能となる。   In addition, since spectral characteristics can be acquired without using a sensor having a two-dimensional pixel structure with a slow readout speed, high-speed data readout is possible.

又、複数の波長帯をそれぞれ別の撮像系で撮影し、後で合成を行う構成を有する従来の分光特性取得装置では、それぞれの撮像系の観測位置の位置合わせの必要性、もしくは観測位置の位置ずれの問題が生じ、構成も複雑になる。第1の実施の形態に係る分光特性取得装置は、一列のラインセンサから成る構成を有するので、観測位置の位置ずれが生じないため位置合わせは必要ない。その結果、高精度な分光特性取得装置を簡単な構成により実現することができる。   In addition, in a conventional spectral characteristic acquisition apparatus having a configuration in which a plurality of wavelength bands are photographed by different imaging systems and synthesized later, the necessity of alignment of observation positions of the respective imaging systems, or the observation position The problem of misalignment arises and the configuration becomes complicated. Since the spectral characteristic acquisition apparatus according to the first embodiment has a configuration composed of one line of line sensors, the observation position is not misaligned, so that alignment is not necessary. As a result, a highly accurate spectral characteristic acquisition device can be realized with a simple configuration.

すなわち、第1の実施の形態によれば、読み取り対象物の分光特性を全幅で計測する際に、同時に、同一センサで画像の明るさ情報を取得し、高速なデータ読み出しができ、分光された色情報及び明るさ情報を表す光の観測位置の位置合わせが不要な分光特性取得装置を実現することができる。   That is, according to the first embodiment, when measuring the spectral characteristics of the reading object in the full width, the brightness information of the image is simultaneously acquired by the same sensor, and high-speed data reading can be performed. It is possible to realize a spectral characteristic acquisition device that does not require alignment of observation positions of light representing color information and brightness information.

〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態とは異なる分光特性取得装置の例を示す。以下、第1の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second Embodiment>
In the second embodiment, an example of a spectral characteristic acquisition apparatus different from the first embodiment is shown. Hereinafter, the description of the parts common to the first embodiment will be omitted, and description will be made focusing on the parts different from the first embodiment.

図5は、第2の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。図6は、図5の一部を拡大して模式的に例示する図である。図5及び図6において、図1〜図4と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図5及び図6を参照するに、分光特性取得装置20は、ライン照明光源11と、コリメートレンズ12と、ラインセンサ15と、回折手段である回折素子21と、結像手段である結像光学系22と、ピンホールアレイ23と、第二の結像手段であるセルフォックレンズ24とを有する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a spectral characteristic acquisition apparatus according to the second embodiment. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a part of FIG. 5 in an enlarged manner. 5 and 6, the same components as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. 5 and 6, the spectral characteristic acquisition apparatus 20 includes a line illumination light source 11, a collimator lens 12, a line sensor 15, a diffraction element 21 as a diffraction means, and an imaging optical as an imaging means. It has a system 22, a pinhole array 23, and a SELFOC lens 24 as a second imaging means.

なお、照明光学系(ライン照明光源11とコリメートレンズ12)は図示されていないが、図1で説明したものと全く同じであり紙面奥行き方向(X方向)より斜め45度で照射する照明光学系が備わっている。   The illumination optical system (line illumination light source 11 and collimator lens 12) is not shown, but is exactly the same as that described in FIG. 1, and the illumination optical system irradiates at an angle of 45 degrees from the depth direction (X direction) of the drawing. Is equipped.

図5中の点線は、画像担持媒体90からの拡散反射光の代表的な光路を模式的に示している。画像担持媒体90上の画像はセルフォックレンズ24によって、ピンホールアレイ23上に結像される。又、ピンホールアレイ23上の像は結像光学系22及び回折素子21によって分光又は透過された後にラインセンサ15の画素上に結像される。   A dotted line in FIG. 5 schematically shows a typical optical path of diffusely reflected light from the image bearing medium 90. An image on the image bearing medium 90 is formed on the pinhole array 23 by the SELFOC lens 24. The image on the pinhole array 23 is dispersed or transmitted by the imaging optical system 22 and the diffraction element 21 and then formed on the pixels of the line sensor 15.

回折素子21は、ラインセンサ15に近接して配置されており、図6中の点線で光路を模式的に示すように、入射光を回折させることでラインセンサ15の(N−1)個の画素15b〜15bに互いに分光特性の異なる光を入射させている(図6の例ではN=7である)。又、入射光を透過させることでラインセンサ15の1個の画素15bに分光されていない光を入射させている。このように、ピンホールアレイ23、結像光学系22及び回折素子21は、本発明に係る分光手段の代表的な一例を構成している。 The diffraction element 21 is disposed close to the line sensor 15, and (N−1) pieces of the line sensor 15 are diffracted by diffracting the incident light, as schematically shown by the dotted line in FIG. 6. Lights having different spectral characteristics are incident on the pixels 15b 2 to 15b 7 (N = 7 in the example of FIG. 6). Further, by transmitting incident light, light that has not been split is incident on one pixel 15b 1 of the line sensor 15. Thus, the pinhole array 23, the imaging optical system 22, and the diffraction element 21 constitute a typical example of the spectroscopic means according to the present invention.

回折素子21は、例えば透明基板上に鋸歯形状の構造が周期的に形成されたものである。回折素子21の鋸歯形状部の周期をpとすると、回折素子21へ角度αで入射する波長λの光は、式(数1)で表される角度θmに回折する。式(数1)において、mは回折格子の次数であり、正負の整数の値を採ることができる。   The diffractive element 21 is formed by periodically forming a sawtooth structure on a transparent substrate, for example. Assuming that the period of the sawtooth portion of the diffraction element 21 is p, light having a wavelength λ incident on the diffraction element 21 at an angle α is diffracted to an angle θm expressed by the equation (Equation 1). In the equation (Equation 1), m is the order of the diffraction grating, and can be a positive or negative integer value.

回折素子21の形状を図6に示すような鋸歯形状とすることで、+1次の回折光強度を強くすることが可能であり、最も望ましい。鋸歯形状の他に、階段状の形状を取ることも可能である。又、ラインセンサ15の画素周期dを10μmとすると、回折素子21の周期pが10μmで、回折素子21の回折部とラインセンサ15との距離が2mmのときに、可視光をおおよそ6画素に分光して入射することが可能である。又、0次の回折を受けない透過光を画素15bで受光することにより、画像の明るさ情報を取得することが可能となる。 By making the shape of the diffractive element 21 into a sawtooth shape as shown in FIG. In addition to the sawtooth shape, it is possible to take a stepped shape. If the pixel period d of the line sensor 15 is 10 μm, the visible light is reduced to approximately 6 pixels when the period p of the diffraction element 21 is 10 μm and the distance between the diffraction part of the diffraction element 21 and the line sensor 15 is 2 mm. It is possible to enter by spectroscopic. Also, by receiving transmitted light that does not undergo zero-order diffracted by the pixel 15b 1, it is possible to obtain the brightness information of the image.

図7は、ピンホールアレイの構造の一例を示す図である。図7を参照するに、ピンホールアレイ23は、遮光部23aに光が透過する複数個の開口部である矩形のスリット23bが一列に並んだ構造を有する。1つのスリット23bからの光線が図6中に示した点線の光路を取り、ラインセンサ15のN個の画素へ入射する。1つのスリット23bが1つの分光センサに対応しており、1つのスリット23bとN個の画素は結像関係にある。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the structure of the pinhole array. Referring to FIG. 7, the pinhole array 23 has a structure in which rectangular slits 23b, which are a plurality of openings through which light is transmitted, are arranged in a row. The light beam from one slit 23b takes the dotted optical path shown in FIG. 6 and enters the N pixels of the line sensor 15. One slit 23b corresponds to one spectroscopic sensor, and one slit 23b and N pixels are in an imaging relationship.

更に、スリット23b及びN個の画素がそれぞれ並列して形成されていることによって、分光センサアレイに対応することができる。ピンホールアレイ23としては、黒化処理をした金属板に穴が開いたものや、ガラス基板上に所定の形状でクロムやカーボン含有樹脂等の黒色部材が形成されたもの等を用いることができる。   Furthermore, since the slit 23b and the N pixels are formed in parallel, it can correspond to the spectroscopic sensor array. As the pinhole array 23, it is possible to use a blackened metal plate with a hole or a glass substrate with a black member such as chromium or carbon-containing resin formed in a predetermined shape. .

図8は、ピンホールアレイの構造の他の例を示す図である。図8を参照するに、ピンホールアレイ23は、遮光部23cに光が透過する複数個の開口部である矩形のスリット23dが一列に並んだ構造を有する。スリット23dは複数の大きさを有し、所望の波長分解能に応じてピンホールアレイ23の位置を切り替え可能としている。又、開口部の形状は矩形に限られるわけでは無く、楕円や円形、或いはその他の形状であっても良い。   FIG. 8 is a diagram showing another example of the structure of the pinhole array. Referring to FIG. 8, the pinhole array 23 has a structure in which rectangular slits 23d, which are a plurality of openings through which light passes, are arranged in a row. The slit 23d has a plurality of sizes, and the position of the pinhole array 23 can be switched according to a desired wavelength resolution. The shape of the opening is not limited to a rectangle, and may be an ellipse, a circle, or other shapes.

図5において、セルフォックレンズ24は必ずしも必要では無く、ピンホールアレイ23と画像担持媒体90が近接して配置されている構成でも良い。   In FIG. 5, the SELFOC lens 24 is not necessarily required, and the pinhole array 23 and the image bearing medium 90 may be arranged close to each other.

このように、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、第2の実施の形態に係る分光特性取得装置は、分光光学系として少なくともピンホールアレイと、結像手段と、回折手段である回折素子とを有する。その結果、ピンホールアレイを構成するスリットからの出射光を回折素子によって回折させ、ラインセンサの(N−K)個の画素へ異なる波長分布を有する光を導くこと、及びピンホールアレイを構成するスリットからの出射光のうち0次の回折を受けない透過光をK個の画素へ導くことが可能となり、高速で、位置合わせの必要が無い高精度な分光特性取得装置を実現することができる。   As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained, but the following effects are further obtained. That is, the spectral characteristic acquisition apparatus according to the second embodiment includes at least a pinhole array, an imaging unit, and a diffractive element as a diffractive unit as a spectroscopic optical system. As a result, the light emitted from the slits constituting the pinhole array is diffracted by the diffraction element, and the light having different wavelength distribution is guided to the (N−K) pixels of the line sensor, and the pinhole array is constituted. Of the light emitted from the slit, it is possible to guide transmitted light that does not undergo 0th-order diffraction to K pixels, and it is possible to realize a high-accuracy spectral characteristic acquisition device that does not require alignment at high speed. .

又、第2の実施の形態に係る分光特性取得装置は、読み取り対象物の像をピンホールアレイ上に結像させる第二の結像手段を有する。その結果、ピンホールアレイのスリットへ入射する光を読み取り対象物のある範囲内から散乱した光に限定することが可能であり、各分光センサが測定する対象領域の空間分解能がより高い分光特性取得装置を実現することができる。   In addition, the spectral characteristic acquisition apparatus according to the second embodiment includes a second imaging unit that forms an image of the reading object on the pinhole array. As a result, it is possible to limit the light incident on the slit of the pinhole array to light scattered from within a certain range of the reading object, and obtain spectral characteristics with higher spatial resolution of the target area measured by each spectroscopic sensor An apparatus can be realized.

〈第3の実施の形態〉
第3の実施の形態では、第2の実施の形態に係る分光特性取得装置20において、所望の次数以外の回折光を遮断する方法について説明する。以下、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, a method of blocking diffracted light other than the desired order in the spectral characteristic acquisition apparatus 20 according to the second embodiment will be described. Hereinafter, the description of the parts common to the first embodiment and the second embodiment will be omitted, and the description will be focused on the parts different from the first embodiment and the second embodiment.

図9は、回折素子の配置について説明するための図であり、ラインセンサ15及びラインセンサ15へ入射する光を入射面側から見た状態を示している。図9において、図1〜図8と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図9に示すように、所望の回折光である非回折光(0次光)A及び+1次光B以外の回折光を遮断するためには、回折素子が、回折素子の回折方向がラインセンサ15のN個の画素が配列している方向(Y方向)に対して非平行となるように配置されていることが好ましい。   FIG. 9 is a diagram for explaining the arrangement of the diffractive elements, and shows a state in which the line sensor 15 and the light incident on the line sensor 15 are viewed from the incident surface side. 9, the same components as those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. As shown in FIG. 9, in order to block diffracted light other than non-diffracted light (0th-order light) A and + 1st-order light B, which is desired diffracted light, the diffractive element has a diffraction sensor whose diffraction direction is a line sensor. It is preferable that 15 N pixels are arranged so as not to be parallel to the direction in which the N pixels are arranged (Y direction).

図9では、回折素子を透過する光として、所望の回折光である非回折光(0次光)A及び+1次光Bの他に、+1次光Bより弱い強度ではあるが所望の回折光でない−1次光C、+2次光D、−2次光E等が発生している。回折素子の回折方向は、図9に示すように、ラインセンサ15の画素配列方向(Y方向)に対して微小な角度βだけX方向に傾いている。このときの具体的な回折素子の配置としては、図6で示した回折素子21の鋸歯形状がラインセンサ15の画素の配列方向(Y方向)とは角度βだけX方向に傾いた方向に配列するようにすればよい。これによって、所望の回折光である非回折光(0次光)A及び+1次光Bはラインセンサ15の画素へ入射するが、所望の回折光でない−1次光Cや、+2次光D、−2次光E等はほとんど入射しない配置とすることが可能である。又、非回折光(0次光)Aにより画像の明るさデータを取得することが可能となる。   In FIG. 9, in addition to non-diffracted light (0th-order light) A and + 1st-order light B, which are desired diffracted light, the desired diffracted light is weaker than + 1st-order light B as light that passes through the diffraction element. -First order light C, + secondary light D, -secondary light E, etc. are generated. As shown in FIG. 9, the diffraction direction of the diffraction element is inclined in the X direction by a minute angle β with respect to the pixel arrangement direction (Y direction) of the line sensor 15. As a specific arrangement of the diffraction elements at this time, the sawtooth shape of the diffraction element 21 shown in FIG. 6 is arranged in a direction inclined in the X direction by an angle β from the pixel arrangement direction (Y direction) of the line sensor 15. You just have to do it. As a result, non-diffracted light (0th-order light) A and + 1st-order light B, which are desired diffracted lights, enter the pixels of the line sensor 15, but −1st-order light C and + second-order light D that are not desired diffracted lights. , -Secondary light E or the like can be arranged so that it hardly enters. Further, it is possible to acquire image brightness data by non-diffracted light (0th order light) A.

以下に、微小な角度βを決定する方法の一例について説明する。角度βの値は光学レイアウトに依存するため一意には決まらず、例えば受光素子であるラインセンサ15の受光面高さ方向の幅、回折素子21とラインセンサ15の受光面との距離、結像光学系22の倍率、ピンホールアレイ23のピンホール径、式(数1)中のα、p等により決定される。   Hereinafter, an example of a method for determining the minute angle β will be described. Since the value of the angle β depends on the optical layout, it is not uniquely determined. For example, the width in the height direction of the light receiving surface of the line sensor 15 that is a light receiving element, the distance between the diffraction element 21 and the light receiving surface of the line sensor 15, and image formation It is determined by the magnification of the optical system 22, the pinhole diameter of the pinhole array 23, α, p in the formula (Equation 1), and the like.

ここで、非回折光(0次光)は回折しないので、式(数1)中の入射角度αがそのままθm(m=0)になり、ラインセンサ15の受光面と回折素子21との距離をsinαで除した位置に結像する。一方、+1次光は式(数1)より波長ごとに結像位置が異なり、例えば700nmまでの波長を計測対象とすると、ラインセンサ15の受光面と回折素子21との距離をsinθm(m=1)除した位置に結像する。なお、計測に必要なラインセンサ15の受光面の幅は、ラインセンサ15の受光面上での像の大きさにも依存し、ピンホールアレイ23のピンホール径と結像光学系22の倍率とにより定まるラインセンサ15の受光面でのスポットの略半径の分だけ、非回折光(0次光)、+1次光の外側に計測領域が必要となる。   Here, since the non-diffracted light (0th order light) is not diffracted, the incident angle α in the formula (Equation 1) becomes θm (m = 0) as it is, and the distance between the light receiving surface of the line sensor 15 and the diffraction element 21. Is imaged at a position divided by sin α. On the other hand, the imaging position of the + 1st order light differs from wavelength to wavelength according to the equation (Equation 1). For example, when measuring wavelengths up to 700 nm, the distance between the light receiving surface of the line sensor 15 and the diffraction element 21 is expressed by sinθm (m = 1) Form an image at the divided position. Note that the width of the light receiving surface of the line sensor 15 necessary for measurement also depends on the size of the image on the light receiving surface of the line sensor 15, and the pinhole diameter of the pinhole array 23 and the magnification of the imaging optical system 22. A measurement area is required outside the non-diffracted light (0th order light) and the + 1st order light by an amount corresponding to the approximate spot radius on the light receiving surface of the line sensor 15 determined by

又、角度βは、ピンホールアレイ23の隣接するピンホールの回折像がラインセンサ15の受光面上において同一ピクセルで重畳しないように決定しなければならず、ピンホールアレイ23の隣接するピンホール間の距離とラインセンサ15の受光面の高さに依存する。ラインセンサ15の受光面の高さが関係してくるのは、角度βを設定することにより、自分自身の非回折光(0次光)や2次光、ピンホールアレイ23の隣接するピンホールからの非回折光(0次光)、回折像が同一ピクセルに入らないようにラインセンサ15の外側を伝播するようにするためである。   In addition, the angle β must be determined so that the diffraction images of the adjacent pinholes in the pinhole array 23 do not overlap with the same pixel on the light receiving surface of the line sensor 15. It depends on the distance between them and the height of the light receiving surface of the line sensor 15. The height of the light receiving surface of the line sensor 15 is related to its own non-diffracted light (0th order light), secondary light, and adjacent pinholes in the pinhole array 23 by setting the angle β. This is because the non-diffracted light (0th-order light) and the diffracted image from the light beam propagate outside the line sensor 15 so as not to enter the same pixel.

角度βの具体的な決定方法としては、先にラインセンサ15の受光面高さ方向の幅を規定し、余計な光がラインセンサ15上に結像しない角度とする方法がある。一例として、ラインセンサ15に、市販されているPDアレイ(ピクセルの水平方向の幅が50μm、高さ方向の幅が500μmとする)を用いた場合を考える。この場合には、角度βは、非回折光(0次光)、1次光の計測領域の幅をどのように規定するか(ピクセル数をいくつ適用するか)で異なるが、単純表現をするとβ=tan−1(50μm × ピクセル数 / 500μm)と決定することができる。 As a specific method for determining the angle β, there is a method in which the width in the height direction of the light receiving surface of the line sensor 15 is defined first, and an angle at which unnecessary light is not imaged on the line sensor 15 is known. As an example, consider the case where a commercially available PD array (pixel horizontal width is 50 μm and height width is 500 μm) is used for the line sensor 15. In this case, the angle β differs depending on how the width of the measurement area of the non-diffracted light (0th order light) and the primary light is defined (how many pixels are applied). It can be determined that β = tan −1 (50 μm × number of pixels / 500 μm).

なお、上記具体例では、ラインセンサ15の受光面高さ方向の幅を規定してから角度βを決定したが、角度βを決定してから、ラインセンサ15の受光面高さ方向の幅を規定することも可能である。この場合には、例えばTDI(Time Delayed Integration)ラインセンサと称する複数ラインを有するラインセンサを用いる。そして、先に角度βを決定し、その後、TDIラインセンサの受光面高さ方向の幅を規定した後、TDIラインセンサの使用する段数を調整すればよい。   In the above specific example, the angle β is determined after defining the width of the line sensor 15 in the light receiving surface height direction. However, after the angle β is determined, the width of the line sensor 15 in the light receiving surface height direction is determined. It is also possible to specify. In this case, for example, a line sensor having a plurality of lines called a TDI (Time Delayed Integration) line sensor is used. Then, the angle β is first determined, and then the width of the light receiving surface of the TDI line sensor is defined, and then the number of stages used by the TDI line sensor may be adjusted.

図9では、非回折光(0次光)A及び+1次光Bを取得するセンサ構成であるため、分光センサ15a等には、非回折光(0次光)A及び+1次光Bを取得するための画素数が必要となる。ラインセンサ15の全画素数を分光センサ15a等の1セットの分光センサに必要な画素数で除した値が、ラインセンサ15から得られる分光センサの個数となり、画像の明るさ情報も、分光センサの個数だけ得られることになる。   In FIG. 9, since the sensor configuration acquires non-diffracted light (0th-order light) A and + 1st-order light B, the spectroscopic sensor 15a and the like acquire non-diffracted light (0th-order light) A and + 1st-order light B. Therefore, the number of pixels is necessary. A value obtained by dividing the total number of pixels of the line sensor 15 by the number of pixels necessary for one set of spectroscopic sensors such as the spectroscopic sensor 15a is the number of spectroscopic sensors obtained from the line sensor 15, and the brightness information of the image is also the spectroscopic sensor. Will be obtained.

分光特性取得装置20は、単一光学系により色情報と画像の明るさ情報を取得するため、色情報と画像の明るさ情報を完全に一致した位置の情報として取得することが可能となる。又、分光特性取得装置20に、更に画像検査手段を設けることにより、高分解能な画像検査が可能となる。画像検査としては通常の画像処理、画像認識技術により可能となり、専用プロセッサを有する図示しない処理回路により、分光特性取得装置20で取得した画像とリファレンス画像との画像間差分やパターンマッチングなどの手法により画像検査が可能となる。   Since the spectral characteristic acquisition device 20 acquires color information and image brightness information by a single optical system, the color information and image brightness information can be acquired as position information that completely matches. Further, by providing the spectral characteristic acquisition device 20 with an image inspection means, high-resolution image inspection can be performed. Image inspection can be performed by ordinary image processing and image recognition technology, and by a processing circuit (not shown) having a dedicated processor, a method such as inter-image difference between the image acquired by the spectral characteristic acquisition device 20 and the reference image, pattern matching, or the like. Image inspection is possible.

このように、第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、第3の実施の形態に係る分光特性取得装置は、回折手段である回折素子を、回折素子の回折方向がラインセンサのN個の画素が配列している方向に対して非平行となるように配置することにより、所望の回折光である非回折光(0次光)A及び+1次光Bのみをラインセンサへ入射することが可能となる。その結果、ノイズの原因となる虞がある光のラインセンサへの入射が少なくなり、より精度の高い分光特性取得装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment and the second embodiment are obtained, but the following effects are further obtained. That is, in the spectral characteristic acquisition device according to the third embodiment, the diffraction element that is the diffractive means has a diffraction direction that is not parallel to the direction in which the N pixels of the line sensor are arranged. By arranging in this way, it becomes possible to make only non-diffracted light (0th-order light) A and + 1st-order light B, which are desired diffracted light, enter the line sensor. As a result, light that may cause noise is less incident on the line sensor, and a more accurate spectral characteristic acquisition device can be provided.

又、画像の明るさ情報から通常の画像処理、画像認識技術により、ベリファイなどの画像検査を実行可能とし、高信頼の画像および画像製品を提供することができる。   In addition, image inspection such as verification can be executed from image brightness information using normal image processing and image recognition technology, and highly reliable images and image products can be provided.

〈第4の実施の形態〉
第4の実施の形態では、第1の実施の形態〜第3の実施の形態とは異なる分光特性取得装置の例を示す。以下、第1の実施の形態〜第3の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第1の実施の形態〜第3の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, an example of a spectral characteristic acquisition apparatus different from the first to third embodiments is shown. Hereinafter, the description of the parts common to the first embodiment to the third embodiment will be omitted, and the description will focus on the parts different from the first embodiment to the third embodiment.

図10は、第4の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。図10において、図5と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図10を参照するに、分光特性取得装置30は、ライン照明光源11と、コリメートレンズ12と、ラインセンサ15と、回折手段である回折素子21と、結像手段である結像光学系22と、ピンホールアレイ23と、第二の結像手段であるセルフォックレンズ24と、ライン照明光源31と、コリメートレンズ32と、結像光学系33と、搬送手段(図示せず)とを有する。   FIG. 10 is a diagram illustrating a spectral characteristic acquisition apparatus according to the fourth embodiment. 10, the same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Referring to FIG. 10, the spectral characteristic acquisition device 30 includes a line illumination light source 11, a collimating lens 12, a line sensor 15, a diffraction element 21 that is a diffraction unit, and an imaging optical system 22 that is an imaging unit. , A pinhole array 23, a SELFOC lens 24 as second imaging means, a line illumination light source 31, a collimating lens 32, an imaging optical system 33, and a conveying means (not shown).

ライン照明光源31及びコリメートレンズ32は、ライン照明光源11及びコリメートレンズ12と同様の機能を有する照明光学系である。ライン照明光源31及びコリメートレンズ32は、本発明に係る第二の光照射手段の代表的な一例を構成している。ただし、コリメートレンズ32は、省略することも可能である。結像光学系33は、結像光学系22と同様の機能を有する。搬送手段(図示せず)は、画像担持媒体90を矢印方向(X方向)に搬送する機能を有する。   The line illumination light source 31 and the collimating lens 32 are illumination optical systems having functions similar to those of the line illumination light source 11 and the collimating lens 12. The line illumination light source 31 and the collimating lens 32 constitute a typical example of the second light irradiation means according to the present invention. However, the collimating lens 32 can be omitted. The imaging optical system 33 has the same function as the imaging optical system 22. The transport unit (not shown) has a function of transporting the image bearing medium 90 in the arrow direction (X direction).

分光特性取得装置30において、画像担持媒体90が矢印方向(X方向)に搬送される場合、紙面に垂直方向(Y方向)に分光センサアレイが配列された状態で、ライン照明光源11を点灯し、画像担持媒体90からの拡散反射光をセルフォックレンズ24、ピンホールアレイ23、結像光学系22、及び回折素子21を介してラインセンサ15に入力し、分光情報を取得する。又、ライン照明光源31を点灯し、画像担持媒体90からの拡散反射光を結像光学系33のみを介して(回折素子を介さずに)ラインセンサ15に入力し、画像の明るさ情報を取得する。   In the spectral characteristic acquisition device 30, when the image bearing medium 90 is conveyed in the arrow direction (X direction), the line illumination light source 11 is turned on with the spectral sensor array arranged in the direction perpendicular to the paper surface (Y direction). Then, diffuse reflected light from the image bearing medium 90 is input to the line sensor 15 via the SELFOC lens 24, the pinhole array 23, the imaging optical system 22, and the diffraction element 21, and spectral information is acquired. Further, the line illumination light source 31 is turned on, and the diffuse reflected light from the image bearing medium 90 is input to the line sensor 15 only through the imaging optical system 33 (not through the diffraction element), and the brightness information of the image is obtained. get.

すなわち、分光センサ15a、15b、15c等のN個の画素は、回折素子21等を含む分光手段から入射する互いに分光特性の異なる光を受光するとともに、ライン照明光源31等を含む第二の光照射手段から読み取り対象物である画像担持媒体90に照射された光の分光されていない拡散反射光も受光する構成である。   That is, the N pixels such as the spectroscopic sensors 15a, 15b, and 15c receive light having different spectral characteristics from the spectroscopic means including the diffractive element 21 and the second light including the line illumination light source 31 and the like. In this configuration, the diffused reflected light that is not spectrally separated from the light applied to the image bearing medium 90 that is the object to be read from the irradiation means is also received.

分光情報を取得する場合は、分光センサ15a、15b、15c等に用いられる画素(例えば7画素)だけ分解能が低下するが、画像の明るさ情報はラインセン15の画素分解能をそのまま適用することが可能となり、画像情報を高分解能で取得することができる。   When acquiring spectral information, the resolution is reduced only by pixels (for example, 7 pixels) used for the spectral sensors 15a, 15b, 15c, etc., but the pixel resolution of the line sensor 15 can be applied to the brightness information of the image as it is. Thus, image information can be acquired with high resolution.

図11は、回折素子の配置について説明するための図であり、ラインセンサ15及びラインセンサ15へ入射する光を入射面側から見た状態を示している。図11において、図9と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。第3の実地の形態では、非回折光(0次光)Aを使用して画像の明るさ情報を取得したが、第4の実施の形態では、回折素子を介さない光を用いて画像の明るさ情報を取得する。そのため、分光センサ15a、15b、15c等には、図11に示すように、+1次光Bのみを入射する構成とすることができ、分光情報を取得する際の分解能を向上することが可能となる。   FIG. 11 is a diagram for explaining the arrangement of the diffractive elements, and shows a state in which the line sensor 15 and the light incident on the line sensor 15 are viewed from the incident surface side. 11, the same components as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. In the third embodiment, the brightness information of the image is obtained using the non-diffracted light (0th order light) A. However, in the fourth embodiment, the light that does not pass through the diffraction element is used. Get brightness information. Therefore, as shown in FIG. 11, the spectral sensors 15a, 15b, 15c and the like can be configured to receive only the + 1st order light B, and the resolution when acquiring spectral information can be improved. Become.

なお、図11において、所望の回折光である+1次光B以外の回折光を遮断するために、回折素子(図示せず)は、回折素子(図示せず)の回折方向がラインセンサ15のN個の画素が配列している方向(Y方向)に対して非平行となるように微小な角度γだけX方向に傾いて配置されている。これによって、所望の回折光である+1次光Bはラインセンサ15の画素へ入射するが、所望の回折光でない非回折光(0次光)Bや、−1次光C、+2次光D、−2次光E等はほとんど入射しない配置とすることが可能である。なお、微小な角度γを決定する方法については、前述の微小な角度βを決定する方法と同様であるため、その説明は省略する。   In FIG. 11, in order to block the diffracted light other than the + 1st order light B which is the desired diffracted light, the diffraction element (not shown) has a diffraction direction of the line sensor 15 of the diffraction element (not shown). The pixels are arranged so as to be inclined in the X direction by a minute angle γ so as to be non-parallel to the direction in which N pixels are arranged (Y direction). As a result, the + 1st order light B, which is the desired diffracted light, enters the pixel of the line sensor 15, but the non-diffracted light (0th order light) B that is not the desired diffracted light, the -1st order light C, and the + secondary light D. , -Secondary light E or the like can be arranged so that it hardly enters. Since the method for determining the minute angle γ is the same as the method for determining the minute angle β described above, the description thereof is omitted.

図11では、+1次光Bのみを取得するセンサ構成であるため、分光センサ15a等には、+1次光Bのみを取得するための画素数が必要となる。ラインセンサ15の全画素数を分光センサ15a等の1セットの分光センサに必要な画素数で除した値が、ラインセンサ15から得られる分光センサの個数となり、画像の明るさ情報も、分光センサの個数だけ得られることになる。   In FIG. 11, since the sensor configuration acquires only the + 1st order light B, the spectroscopic sensor 15a and the like require the number of pixels for acquiring only the + 1st order light B. A value obtained by dividing the total number of pixels of the line sensor 15 by the number of pixels necessary for one set of spectroscopic sensors such as the spectroscopic sensor 15a is the number of spectroscopic sensors obtained from the line sensor 15, and the brightness information of the image is also the spectroscopic sensor. Will be obtained.

分光特性取得装置30に、更に画像検査手段を設けることにより、高分解能な画像検査が可能となる。画像検査としては通常の画像処理、画像認識技術により可能となり、専用プロセッサを有する図示しない処理回路により、分光特性取得装置30で取得した画像とリファレンス画像との画像間差分やパターンマッチングなどの手法により画像検査が可能となる。なお、分光特性取得装置30は、独立した光学系により色情報と画像の明るさ情報を取得するため、両者の観測位置を完全に一致させることは困難であるが、高分解能で画像検査が可能となる。画像検査としては通常の画像処理、画像認識技術により可能となり、専用プロセッサを有する図示しない処理回路により、リファレンス画像との画像間差分やパターンマッチングなどの手法により画像検査が可能となる。   By providing the spectral characteristic acquisition device 30 with an image inspection means, a high-resolution image inspection can be performed. Image inspection can be performed by normal image processing and image recognition technology. By a processing circuit (not shown) having a dedicated processor, an image difference between the image acquired by the spectral characteristic acquisition device 30 and a reference image and a method such as pattern matching are used. Image inspection is possible. The spectral characteristic acquisition device 30 acquires color information and image brightness information by using an independent optical system, so that it is difficult to completely match the observation positions of the two, but image inspection with high resolution is possible. It becomes. Image inspection can be performed by normal image processing and image recognition technology, and image processing can be performed by a method such as inter-image difference from the reference image and pattern matching by a processing circuit (not shown) having a dedicated processor.

このように、第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態〜第3の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、第4の実施の形態に係る分光特性取得装置は、回折素子を、回折素子の回折方向がラインセンサのN個の画素が配列している方向に対して非平行となるように配置することにより、所望の回折光である+1次光Bのみをラインセンサへ入射することが可能となる。又、画像の明るさ情報は、光軸を分けることにより回折素子を介さない光を用いて取得することが可能となる。その結果、画像の明るさ情報を高分解能で取得することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments are obtained, but the following effects are further obtained. That is, in the spectral characteristic acquisition device according to the fourth embodiment, the diffraction elements are arranged so that the diffraction direction of the diffraction elements is not parallel to the direction in which the N pixels of the line sensor are arranged. As a result, only the + 1st order light B, which is the desired diffracted light, can be incident on the line sensor. Also, the brightness information of the image can be acquired using light that does not pass through the diffraction element by dividing the optical axis. As a result, the brightness information of the image can be acquired with high resolution.

又、画像の明るさ情報で検査する文字情報などは色情報よりも高い分解能が必要とされるため、光軸を分けることにより画像の明るさ情報のみラインセンサが有する分解能をそのまま適用し、高分解能に画像検査することを可能とする分光特性取得装置を提供することができる。   In addition, since the character information to be inspected with the brightness information of the image requires a higher resolution than the color information, the resolution of the line sensor is applied only to the brightness information of the image by dividing the optical axis. It is possible to provide a spectral characteristic acquisition device that can perform image inspection with high resolution.

〈第5の実施の形態〉
第5の実施の形態では、マルチバンド分光におけるバンド数(例えばN個や(N−K)個)を最小に抑えてウィナー推定などの推定手段によって分光分布の推定を行う処理を有する分光特性取得装置の例を示す。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, spectral characteristic acquisition having processing for estimating a spectral distribution by estimation means such as Wiener estimation while minimizing the number of bands (for example, N or (NK)) in multiband spectroscopy. An example of an apparatus is shown.

マルチバンド分光では、バンド数が多いほど分光分布の詳細な測定結果を得ることが可能となり好ましい。しかしながら、ラインセンサ15の画素数が一定であるとき、バンド数(Nの数)が増えることによってアレイ化することが可能な分光センサの数は減少することになる。よって、分光特性取得装置は、バンド数を最小に抑えてウィナー推定などの推定手段によって分光分布の推定を行う処理(分光推定処理)を有することが好ましい。分光推定処理に関しては多くの手法が提案されており、例えば非特許文献である『ディジタルカラー画像の解析・評価:東京大学出版会:p154〜p157』に詳細が述べられている。   In multiband spectroscopy, the more the number of bands, the better because it is possible to obtain detailed measurement results of the spectral distribution. However, when the number of pixels of the line sensor 15 is constant, the number of spectral sensors that can be arrayed decreases as the number of bands (number of N) increases. Therefore, it is preferable that the spectral characteristic acquisition apparatus has a process (spectral estimation process) of estimating the spectral distribution by an estimation means such as Wiener estimation while minimizing the number of bands. Many methods have been proposed for spectral estimation processing, and details are described in, for example, “Analysis and Evaluation of Digital Color Images: University of Tokyo Press: p154-p157” which is a non-patent document.

以下に、1つの分光センサからの出力viから分光分布を推定する手法の一例を示す。1つの分光センサを構成しているN個の画素からの信号出力vi(i= 1〜N)を格納した行ベクトルvと、変換行列Gから、各波長帯の分光反射率(例えば400〜700nmで10nmピッチの31個)を格納した行ベクトルrは式(数2)で表される。   An example of a technique for estimating the spectral distribution from the output vi from one spectroscopic sensor will be shown below. From the row vector v storing the signal outputs vi (i = 1 to N) from the N pixels constituting one spectroscopic sensor and the conversion matrix G, the spectral reflectance (for example, 400 to 700 nm) of each wavelength band. The row vector r storing 31 of 10-nm pitch is expressed by the equation (Equation 2).

変換行列Gは、式(数3)〜式(数5)に示すように、予め分光分布が既知な多数(n個)のサンプルに対して分光分布を格納した行列Rと、同様のサンプルを本測定装置で測定したときのvを格納した行列Vから、最小二乗法を用いて誤差の二乗ノルム‖・‖2を最小化することによって求まる。 The transformation matrix G includes a matrix R in which spectral distributions are stored for a large number (n) of samples whose spectral distributions are known in advance, as shown in Expressions (3) to (5), and the same samples. It is obtained by minimizing the square norm ‖ · ‖2 of the error using the least square method from the matrix V storing v when measured by this measuring apparatus.

Vを説明変数、Rを目的変数としたVからRへの回帰式の回帰係数行列である変換行列Gは、行列Vの二乗最小ノルム解を与えるMoore-Penroseの一般化逆行列を用いて式(数6)のように計算される。 The transformation matrix G, which is the regression coefficient matrix of the regression equation from V to R, where V is the explanatory variable and R is the objective variable, is expressed using the Moore-Penrose generalized inverse matrix that gives the least-squares norm solution of the matrix V. It is calculated as (Equation 6).

ここで、上付きTは行列の転置を、上付き−1は逆行列を表す。これで求まった変換行列Gを記憶させておくことで、実際の測定時には変換行列Gと信号出力vの積を取ることで任意の被測定物の分光分布rが推定される。 Here, the superscript T represents the transpose of the matrix, and the superscript -1 represents the inverse matrix. By storing the conversion matrix G obtained in this way, the spectral distribution r of an arbitrary object to be measured is estimated by taking the product of the conversion matrix G and the signal output v during actual measurement.

一例として、電子写真方式の画像形成装置によって出力したトナー画像を、本実施形態に係る分光センサアレイで読み取って分光分布を推定し、推定した分光分布から推定誤差である色差を算出するシミュレーションを行った。シミュレーションでは、Nの値を変えたときの測色結果と、より詳細な分光装置から得られる測色結果との色差(ΔE)を求めている。   As an example, a toner image output by an electrophotographic image forming apparatus is read by the spectral sensor array according to the present embodiment, a spectral distribution is estimated, and a color difference that is an estimation error is calculated from the estimated spectral distribution. It was. In the simulation, the color difference (ΔE) between the color measurement result when the value of N is changed and the color measurement result obtained from a more detailed spectroscopic device is obtained.

図12は、シミュレーションに用いたトナー画像の分光分布を例示する図である。図13は、シミュレーション結果を例示する図である。図13を参照するに、Nが6以上では推定値の誤差に大きな違いが無いことがわかる。この結果は、読み取り対象物や、センサが受光する信号の分光分布などに大きく依存するため全ての場合で当てはまるとは言えないが、トナーなどの画像形成装置の出力結果を測色するには、バンド数が6以上のとき分光推定値の誤差が十分小さく、好適な分光センサアレイを実現できることを示している。なお、分光センサアレイで取得される0次光は、+1次光から一定の距離を置いてラインセンサ上に受光されるため、分光センサ15a等に必要とされる画素数を増大することができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating the spectral distribution of the toner image used in the simulation. FIG. 13 is a diagram illustrating a simulation result. Referring to FIG. 13, it can be seen that when N is 6 or more, there is no significant difference in the error of the estimated value. This result depends largely on the object to be read and the spectral distribution of the signal received by the sensor, so it may not be true in all cases, but to measure the output results of image forming devices such as toner, When the number of bands is 6 or more, the error of the spectral estimation value is sufficiently small, indicating that a suitable spectral sensor array can be realized. The 0th order light acquired by the spectroscopic sensor array is received on the line sensor at a certain distance from the + 1st order light, so that the number of pixels required for the spectroscopic sensor 15a and the like can be increased. .

このように、第5の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、第5の実施の形態に係る分光特性取得装置は、N個の画素からの出力に基づいて、より波長分解能が高く高密度な波長分布を推定する分光特性推定手段を有する。その結果、バンド数が例えば可視光波長域で6個程度であっても、略連続的な分光分布を推定することができる。   As described above, according to the fifth embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained, but the following effects are further obtained. That is, the spectral characteristic acquisition apparatus according to the fifth embodiment includes spectral characteristic estimation means that estimates a wavelength distribution with higher wavelength resolution and higher density based on outputs from N pixels. As a result, even if the number of bands is, for example, about six in the visible light wavelength region, a substantially continuous spectral distribution can be estimated.

特に、画像形成装置によって形成された画像を測定する際には、Nの値として6以上の値をとるとき略連続的な分光分布の推定を効率良く行うことが可能であり、精度の高い分光特性取得装置を実現することができる。   In particular, when measuring an image formed by an image forming apparatus, it is possible to efficiently estimate a substantially continuous spectral distribution when the value of N is 6 or more, and a highly accurate spectral A characteristic acquisition device can be realized.

又、推定処理を適用することにより、バンド数を最小化、最適化しラインセンサの全画素数に対して分光センサの個数を最大化することが可能となり、高集積な分光特性取得装置を提供することができる。   In addition, by applying estimation processing, the number of bands can be minimized and optimized, and the number of spectral sensors can be maximized with respect to the total number of pixels of the line sensor, thereby providing a highly integrated spectral characteristic acquisition device. be able to.

〈第6の実施の形態〉
第1の実施の形態〜第5の実施の形態では、1次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得する例を示したが、第6の実施の形態では、2次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得する例を示す。図1に示す分光特性取得装置10において、画像担持媒体90を図1のX方向に搬送する搬送手段を設け、画像担持媒体90を搬送しながらライン状(1次元)の分光特性及び画像の明るさ情報を連続的に取得することにより、2次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得することができる。
<Sixth Embodiment>
In the first to fifth embodiments, an example in which one-dimensional spectral characteristics (color information) and image brightness information are acquired has been described. In the sixth embodiment, two-dimensional spectral characteristics (color information) are obtained. An example of acquiring spectral characteristics (color information) and image brightness information will be described. In the spectral characteristic acquisition apparatus 10 shown in FIG. 1, a conveyance unit that conveys the image carrying medium 90 in the X direction of FIG. 1 is provided, and the linear (one-dimensional) spectral characteristic and image brightness are conveyed while conveying the image carrying medium 90. By continuously acquiring depth information, two-dimensional spectral characteristics (color information) and image brightness information can be acquired.

又、図1に示す分光特性取得装置10に搬送手段を設ける構成に代えて、分光センサアレイを駆動してスキャンする方法や、分光センサアレイに走査光学系が組み込まれており走査光学系によって測定位置を走査する方法により、2次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得することができる。以下に2次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得する構成の一例を示すが、第1の実施の形態〜第5の実施の形態と共通する部分についてはその説明を省略し、第1の実施の形態〜第5の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。   Further, instead of the configuration in which the spectral characteristic acquisition apparatus 10 shown in FIG. 1 is provided with a conveying means, a method of scanning by driving the spectral sensor array or a scanning optical system incorporated in the spectral sensor array is measured by the scanning optical system. By the method of scanning the position, two-dimensional spectral characteristics (color information) and image brightness information can be acquired. An example of a configuration for acquiring two-dimensional spectral characteristics (color information) and image brightness information is shown below, but the description of the parts common to the first to fifth embodiments is omitted. The description will focus on the differences from the first to fifth embodiments.

図14は、第6の実施の形態に係る分光特性取得装置を例示する図である。図14において、図1と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。図14を参照するに分光特性取得装置40は、第1走行体41と、第2走行体42と、結像光学系13と、フィルタアレイ14と、ラインセンサ15とを有する。第1走行体41及び第2走行体42は、本発明に係る移動手段の代表的な一例を構成している。   FIG. 14 is a diagram illustrating a spectral characteristic acquisition apparatus according to the sixth embodiment. 14, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. Referring to FIG. 14, the spectral characteristic acquisition device 40 includes a first traveling body 41, a second traveling body 42, an imaging optical system 13, a filter array 14, and a line sensor 15. The first traveling body 41 and the second traveling body 42 constitute a representative example of the moving means according to the present invention.

第1走行体41は、ライン照明光源11と、コリメートレンズ12と、第1ミラー41aとを有し、駆動機構(図示せず)によって、X方向に走行可能に構成されている。第1ミラー41aは、ライン照明光源11からコリメートレンズ12を介して画像担持媒体90に照射された光の拡散反射光を第2ミラー42aの方向に反射する機能を有する。第1ミラー41aとしては、例えば表面が金属膜等でコーティングされた反射鏡等を用いることができる。   The first traveling body 41 includes a line illumination light source 11, a collimating lens 12, and a first mirror 41a, and is configured to be able to travel in the X direction by a drive mechanism (not shown). The first mirror 41 a has a function of reflecting the diffuse reflected light of the light irradiated from the line illumination light source 11 through the collimator lens 12 to the image carrier medium 90 in the direction of the second mirror 42 a. As the first mirror 41a, for example, a reflecting mirror whose surface is coated with a metal film or the like can be used.

第2走行体42は、第2ミラー42aと、第3ミラー42bとを有し、駆動機構(図示せず)によって、X方向に走行可能に構成されている。ただし、第2走行体42は、例えば第1走行体41が移動した距離の半分だけ移動するように構成されている。第2ミラー42aは、第1ミラー41aにより反射された拡散反射光を第3ミラー42bの方向に反射する機能を有する。第3ミラー42bは、第2ミラー42aにより反射された拡散反射光を結像光学系13の方向に反射する機能を有する。第2ミラー42a及び第3ミラー42bとしては、例えば表面が金属膜等でコーティングされた反射鏡等を用いることができる。第2走行体42が例えば第1走行体41が移動した距離の半分だけ移動して測定箇所を連続的に変えることにより、2次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得することができる。なお、分光特性取得装置40は、画像担持媒体90をX方向に搬送する搬送手段を備えていない。   The second traveling body 42 includes a second mirror 42a and a third mirror 42b, and is configured to be able to travel in the X direction by a drive mechanism (not shown). However, the second traveling body 42 is configured to move, for example, by half of the distance traveled by the first traveling body 41. The second mirror 42a has a function of reflecting the diffusely reflected light reflected by the first mirror 41a in the direction of the third mirror 42b. The third mirror 42 b has a function of reflecting the diffusely reflected light reflected by the second mirror 42 a in the direction of the imaging optical system 13. As the second mirror 42a and the third mirror 42b, for example, a reflecting mirror whose surface is coated with a metal film or the like can be used. The second traveling body 42 moves, for example, by half the distance traveled by the first traveling body 41 to continuously change the measurement location, thereby acquiring two-dimensional spectral characteristics (color information) and image brightness information. be able to. The spectral characteristic acquisition device 40 does not include a transport unit that transports the image bearing medium 90 in the X direction.

このように、第6の実施の形態によれば、第1の実施の形態〜第5の実施の形態と同様の効果を奏するが、更に以下の効果を奏する。すなわち、第6の実施の形態に係る分光特性取得装置は、画像担持媒体上を走査する移動手段を有する。その結果、画像担持媒体上を走査しながら一方向の分光データ及び画像の明るさ情報を連続的に取得することによって、画像担持媒体の2次元の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を得ることができる。   As described above, according to the sixth embodiment, the same effects as those of the first to fifth embodiments are obtained, but the following effects are further obtained. That is, the spectral characteristic acquisition apparatus according to the sixth embodiment includes a moving unit that scans the image bearing medium. As a result, two-dimensional spectral characteristics (color information) and image brightness information of the image bearing medium are obtained by continuously acquiring spectral data and image brightness information in one direction while scanning on the image bearing medium. Can be obtained.

〈第7の実施の形態〉
第7の実施の形態では、複数の分光特性取得装置を用いて画像評価装置を構成する例を示す。図15は、第7の実施の形態に係る画像評価装置を例示する図である。図15を参照するに、画像評価装置50は、例えば電子写真方式の画像形成装置等によって画像担持媒体90上に作製された画像を全幅に渡って測定する画像評価装置であり、図5に示す分光特性取得装置20がY方向に複数個並設された構成を有する。画像評価装置50をこのように構成にすることにより、より広い範囲の分光特性(色情報)及び画像の明るさ情報を取得することができる。
<Seventh embodiment>
In the seventh embodiment, an example in which an image evaluation apparatus is configured using a plurality of spectral characteristic acquisition apparatuses will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating an image evaluation apparatus according to the seventh embodiment. Referring to FIG. 15, an image evaluation apparatus 50 is an image evaluation apparatus that measures an image produced on an image carrying medium 90 by, for example, an electrophotographic image forming apparatus over the entire width, and is shown in FIG. A plurality of spectral characteristic acquisition devices 20 are arranged in the Y direction. By configuring the image evaluation device 50 in this way, it is possible to acquire a wider range of spectral characteristics (color information) and image brightness information.

なお、図14において照明光学系(ライン照明光源11とコリメートレンズ12)は図示されていないが、照明光学系は、図1で説明したものと全く同じである紙面奥行き方向(X方向)より斜め45度で照射する照明光学系が分光特性取得装置20と同じ個数だけY方向に複数個並設された構成としてもよいし、分光特性取得装置20よりも少ない個数だけY方向に複数個並設された構成としてもよいし、1つのみとしてもよい。   Although the illumination optical system (line illumination light source 11 and collimating lens 12) is not shown in FIG. 14, the illumination optical system is more oblique than the paper depth direction (X direction) which is exactly the same as that described in FIG. A plurality of illumination optical systems that irradiate at 45 degrees may be arranged in the Y direction by the same number as that of the spectral characteristic acquisition device 20, or a plurality of illumination optical systems may be arranged in the Y direction by a smaller number than the spectral characteristic acquisition device 20. It is good also as the structure which was made, and it is good also as only one.

画像評価装置50は、更に画像評価手段51と、搬送手段(図示せず)とを有する。画像評価手段51は、複数の分光特性取得装置20からの出力を合成してXYZやL*a*b*等の測色データを算出し、画像担持媒体90上に複数色で形成された画像の色を評価する機能を有する。搬送手段(図示せず)は、X方向に画像担持媒体90を搬送する機能を有する。又、画像評価装置50は、既知の若しくは搬送手段(図示せず)に装着されるエンコーダーセンサ等からの速度情報を元に、画像担持媒体90上の画像形成部全面にわたる分光画像データ、及び測色データを算出することができる。又、画像の明るさ情報をリファレンス画像やデジタルデータと照合することにより、複数の分光特性取得装置20の位置決めをすることができる。   The image evaluation apparatus 50 further includes an image evaluation unit 51 and a conveyance unit (not shown). The image evaluation unit 51 combines the outputs from the plurality of spectral characteristic acquisition devices 20 to calculate color measurement data such as XYZ and L * a * b *, and the image formed on the image carrier medium 90 in a plurality of colors. It has a function to evaluate the color. The transport unit (not shown) has a function of transporting the image bearing medium 90 in the X direction. The image evaluation apparatus 50 also performs spectral image data and measurement over the entire image forming unit on the image bearing medium 90 based on speed information from an encoder sensor or the like that is known or attached to a conveying means (not shown). Color data can be calculated. Further, the plurality of spectral characteristic acquisition devices 20 can be positioned by collating image brightness information with reference images and digital data.

なお、画像評価装置50において、分光特性取得装置20に代えて、分光特性取得装置10、30、又は40を用いても構わない。   In the image evaluation apparatus 50, the spectral characteristic acquisition apparatus 10, 30, or 40 may be used instead of the spectral characteristic acquisition apparatus 20.

このように、第7の実施の形態によれば、本発明に係る分光特性取得装置を複数個用いて画像評価装置を構成することにより、分光特性(色情報)と同時に画像の明るさ情報を取得することができ、高速でかつ位置ずれによる影響の無い画像評価装置を実現することができる。   As described above, according to the seventh embodiment, by configuring an image evaluation apparatus using a plurality of spectral characteristic acquisition apparatuses according to the present invention, image brightness information can be obtained simultaneously with spectral characteristics (color information). It is possible to obtain an image evaluation apparatus that can be acquired and that is not affected by the positional deviation at high speed.

又、オフラインの画像検査が可能となり、高品質な画像を適用することができると同時に、開発段階の画像製品等への色情報、画像の明るさ情報をフィードバックすることで高品質な画像及び画像製品を提供することが可能となる。   In addition, off-line image inspection is possible and high-quality images can be applied. At the same time, high-quality images and images can be fed back by feeding back color information and image brightness information to image products at the development stage. Products can be provided.

〈第8の実施の形態〉
第8の実施の形態では、第7の実施の形態に係る画像評価装置を有する画像形成装置の例を示す。図16は、第8の実施の形態に係る画像形成装置を例示する図である。図16を参照するに、画像形成装置80は、第7の実施の形態に係る画像評価装置50と、給紙カセット81aと、給紙カセット81bと、給紙ローラ82と、コントローラ83と、走査光学系84と、感光体85と、中間転写体86と、定着ローラ87と、排紙ローラ88とを有する。90は、画像担持媒体(紙等)を示している。
<Eighth embodiment>
In the eighth embodiment, an example of an image forming apparatus having the image evaluation apparatus according to the seventh embodiment will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating an image forming apparatus according to the eighth embodiment. Referring to FIG. 16, the image forming apparatus 80 includes an image evaluation apparatus 50 according to the seventh embodiment, a paper feed cassette 81a, a paper feed cassette 81b, a paper feed roller 82, a controller 83, and scanning. An optical system 84, a photosensitive member 85, an intermediate transfer member 86, a fixing roller 87, and a paper discharge roller 88 are included. Reference numeral 90 denotes an image bearing medium (paper or the like).

画像形成装置80において、給紙カセット81a及び81bから図示しないガイド、給紙ローラ82により搬送された画像担持媒体90が、走査光学系84により感光体85に露光され、色材が付与されて現像される。現像された画像が中間転写体86上に、次いで、中間転写体86から画像担持媒体90上に転写される。画像担持媒体90上に転写された画像は定着ローラ87により定着され、画像形成された画像担持媒体90は排紙ローラ88により排紙される。画像評価装置50は、定着ローラ87の後段に設置されている。   In the image forming apparatus 80, the image carrier medium 90 transported by the guides (not shown) and the paper feed rollers 82 from the paper feed cassettes 81a and 81b is exposed to the photosensitive member 85 by the scanning optical system 84, and the color material is applied and developed. Is done. The developed image is transferred onto the intermediate transfer member 86 and then from the intermediate transfer member 86 onto the image bearing medium 90. The image transferred onto the image bearing medium 90 is fixed by the fixing roller 87, and the image bearing medium 90 formed with the image is ejected by the ejection roller 88. The image evaluation device 50 is installed at the subsequent stage of the fixing roller 87.

このように、第8の実施の形態によれば、第7の実施の形態に係る画像評価装置を画像形成装置の所定の位置に装備することにより、画像全域に渡って色変動のない高品質な画像を提供することが可能となり、色の自動キャリブレーションを可能とすることから、安定的に画像形成装置を稼動させることが可能となる。又、画像全域での画像情報を取得可能とすることから、検品や印刷データの保存などを可能とし、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。   As described above, according to the eighth embodiment, the image evaluation apparatus according to the seventh embodiment is installed at a predetermined position of the image forming apparatus, so that the high quality without color variation over the entire image area. An image can be provided, and automatic color calibration can be performed, so that the image forming apparatus can be stably operated. Further, since it is possible to acquire image information over the entire image, it is possible to store inspections and print data, and to provide a highly reliable image forming apparatus.

又、第7の実施の形態に係る画像評価装置は、ラインセンサ間の位置ずれ無く、画像面内の色情報を2次元で取得することができ、画像面内色むらを電子写真方式では、書込み走査光学系の光源出力の一走査内制御や印刷前のガンマ補正などの画像処理で低減することが可能となる。IJ方式では、ヘッド位置によりインクの吐出量を直接制御することで色むら低減を可能とする。同時に、画像の明るさ情報から、個人情報などの印刷内容における欠陥検査を実行可能となる。   Further, the image evaluation apparatus according to the seventh embodiment can acquire color information in the image plane in two dimensions without any positional deviation between the line sensors. It can be reduced by one-scan control within the light source output of the writing scanning optical system and image processing such as gamma correction before printing. In the IJ method, color unevenness can be reduced by directly controlling the amount of ink discharged according to the head position. At the same time, it is possible to perform defect inspection on the print contents such as personal information from the brightness information of the image.

又、画像面内の色むらなどの画質および文字情報などの印刷内容の検査を同時に実行可能とし、高画質、高信頼、高安定な画像製品を提供することができる。   In addition, it is possible to simultaneously perform inspections of image quality such as color unevenness in the image plane and print contents such as character information, and an image product with high image quality, high reliability, and high stability can be provided.

以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiment has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and replacements are made to the above-described embodiment without departing from the scope described in the claims. Can be added.

例えば、第4の実施の形態係る分光特性取得装置30において、回折素子21、結像光学系22、ピンホールアレイ23、及びセルフォックレンズ24に代えて、結像光学系13、及びフィルタアレイ14を用いても構わない。ただし、この場合には、フィルタアレイ14を構成するフィルタ14a、14b、14c等は、透過部位16xを有する必要はない。すなわち、フィルタ14a、14b、14c等は、一方向に配列された透過波長特性の異なるN種類の波長別フィルタを有し、N種類の波長別フィルタが分光センサのN個の画素に互いに分光特性の異なる光を導く構成とすればよい。   For example, in the spectral characteristic acquisition device 30 according to the fourth embodiment, instead of the diffraction element 21, the imaging optical system 22, the pinhole array 23, and the Selfoc lens 24, the imaging optical system 13 and the filter array 14 are used. May be used. However, in this case, the filters 14a, 14b, 14c and the like constituting the filter array 14 do not need to have the transmission part 16x. That is, the filters 14a, 14b, 14c, and the like have N types of wavelength-specific filters that are arranged in one direction and have different transmission wavelength characteristics, and the N types of wavelength-specific filters have the spectral characteristics of the N pixels of the spectroscopic sensor. The light guide may be configured to guide different lights.

10、20、30、40 分光特性取得装置
11、31 ライン照明光源
12、32 コリメートレンズ
13、22、33 結像光学系
14 フィルタアレイ
14a、14b、14c フィルタ
15 ラインセンサ
15a、15b、15c 分光センサ
15b、15b、15b、15b、15b、15b、15b 画素
16 ガラス基板
16x 透過部位
17 第一の反射層
18 スペーサー層
19 第二の反射層
21 回折素子
23 ピンホールアレイ
23a、23c 遮光部
23b、23d スリット
24 セルフォックレンズ
41 第1走行体
41a 第1ミラー
42 第2走行体
42a 第2ミラー
42b 第3ミラー
50 画像評価装置
51 画像評価手段
80 画像形成装置
81a 給紙カセット
81b 給紙カセット
82 給紙ローラ
83 コントローラ
84 走査光学系
85 感光体
86 中間転写体
87 定着ローラ
88 排紙ローラ
90 画像担持媒体
A 非回折光(0次光)
B +1次光
C −1次光
D +2次光
E −2次光
10, 20, 30, 40 Spectral characteristic acquisition device 11, 31 Line illumination light source 12, 32 Collimating lens 13, 22, 33 Imaging optical system 14 Filter array 14a, 14b, 14c Filter 15 Line sensor 15a, 15b, 15c Spectroscopic sensor 15b 1, 15b 2, 15b 3 , 15b 4, 15b 5, 15b 6, 15b 7 pixel 16 glass substrate 16x transmissive portion 17 first reflection layer 18 a spacer layer 19 a second reflective layer 21 diffraction element 23 pinhole array 23a , 23c Light-shielding portion 23b, 23d Slit 24 Selfoc lens 41 First traveling body 41a First mirror 42 Second traveling body 42a Second mirror 42b Third mirror 50 Image evaluation device 51 Image evaluation means 80 Image forming device 81a Paper cassette 81b Paper cassette 82 Paper roller 83 controller 84 scanning optical system 85 photoconductor 86 the intermediate transfer member 87 fixing roller 88 discharge rollers 90 image carrying medium A non-diffracted light (0 order light)
B + 1st order light C -1st order light D + 2nd order light E -2nd order light

特表2008−518218号公報Special table 2008-518218 gazette 特開2005−315883号公報JP 2005-315883 A 特開2002−310799号公報JP 2002-310799 A 特許第3566334号Japanese Patent No. 3566334 特開2003−139702号公報JP 2003-139702 A

Claims (15)

読み取り対象物へ光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段から前記読み取り対象物に照射された前記光の拡散反射光の少なくとも一部を分光する分光手段と、
前記分光手段により分光された前記拡散反射光、及び前記分光手段により分光されていない前記拡散反射光を取得する受光手段と、を含んで構成され、
前記受光手段は、分光センサが一方向に複数個配列された分光センサアレイを構成し、
前記分光センサは、一方向に配列されたN個(Nは2以上の自然数)の画素を有し、前記N個の画素のうちの少なくとも一部の画素は、互いに分光特性の異なる光を受光する分光特性取得装置。
A light irradiation means for irradiating the reading object with light;
A spectroscopic unit that splits at least part of the diffusely reflected light of the light irradiated on the reading object from the light irradiating unit;
A light receiving means for acquiring the diffuse reflected light dispersed by the spectroscopic means and the diffuse reflected light not spectrally divided by the spectroscopic means,
The light receiving means constitutes a spectral sensor array in which a plurality of spectral sensors are arranged in one direction,
The spectroscopic sensor has N pixels (N is a natural number of 2 or more) arranged in one direction, and at least some of the N pixels receive light having different spectral characteristics. Spectral characteristics acquisition device.
前記分光センサは、互いに分光特性の異なる光を受光する(N−K)個の画素と(N−K≧2、Kは自然数)、分光されていない光を受光するK個の画素を有する請求項1記載の分光特性取得装置。   The spectroscopic sensor includes (N−K) pixels that receive light having different spectral characteristics from each other (N−K ≧ 2, K is a natural number), and K pixels that receive light that is not dispersed. Item 2. The spectral characteristic acquisition device according to Item 1. 前記分光手段は、前記拡散反射光を前記受光手段に結像する結像手段と、
前記拡散反射光を分光するフィルタが一方向に複数個配列されたフィルタアレイと、を有し、
前記フィルタは、一方向に配列された、透過波長特性の異なる(N−K)種類の波長別フィルタ及びK個の波長依存性のない透過部位を有し、
前記波長別フィルタは、前記(N−K)個の画素に互いに分光特性の異なる光を導き、前記透過部位は、前記K個の画素に分光されていない光を導く請求項2記載の分光特性取得装置。
The spectroscopic means includes an image forming means for forming an image of the diffusely reflected light on the light receiving means,
A filter array in which a plurality of filters for dispersing the diffuse reflected light are arranged in one direction,
The filter has (NK) kinds of wavelength-specific filters having different transmission wavelength characteristics and K transmission parts having no wavelength dependency, which are arranged in one direction.
3. The spectral characteristic according to claim 2, wherein the wavelength-specific filter guides light having different spectral characteristics from each other to the (N−K) pixels, and the transmission part guides light not split into the K pixels. 4. Acquisition device.
前記透過部位には、フィルタが形成されていないか、又は分光特性を有さず入射される光量を減少させる機能を有するフィルタが形成されている請求項3記載の分光特性取得装置。   The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 3, wherein a filter is not formed in the transmission part, or a filter having no spectral characteristic and having a function of reducing the amount of incident light is formed. 前記分光手段は、遮光部材に複数個の開口部が一列に並んだホールアレイと、
前記ホールアレイ上の像を前記受光手段に結像する結像手段と、
前記(N−K)個の画素に互いに分光特性の異なる回折された光を導き、前記K個の画素に回折されていない光を導く回折手段と、を有する請求項2記載の分光特性取得装置。
The spectroscopic means includes a hole array in which a plurality of openings are arranged in a line in a light shielding member,
Imaging means for forming an image on the hole array on the light receiving means;
The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 2, further comprising: a diffracting unit that guides diffracted light having different spectral characteristics to the (N−K) pixels and guides light that is not diffracted to the K pixels. .
前記読み取り対象物へ光を照射する第二の光照射手段を更に有し、
前記分光センサの前記N個の画素は、前記分光手段から入射する互いに分光特性の異なる光を受光するとともに、前記第二の光照射手段から前記読み取り対象物に照射された光の分光されていない拡散反射光も受光する請求項1記載の分光特性取得装置。
A second light irradiation means for irradiating the reading object with light;
The N pixels of the spectroscopic sensor receive light incident from the spectroscopic unit and having different spectral characteristics from each other, and the light irradiated on the reading object from the second light irradiation unit is not split The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 1, which also receives diffuse reflected light.
前記分光手段は、前記拡散反射光を前記受光手段に結像する結像手段と、
前記拡散反射光を分光するフィルタが一方向に複数個配列されたフィルタアレイと、を有し、
前記フィルタは、一方向に配列された、透過波長特性の異なるN種類の波長別フィルタを有し、
前記波長別フィルタは、前記N個の画素に互いに分光特性の異なる光を導く請求項6記載の分光特性取得装置。
The spectroscopic means includes an image forming means for forming an image of the diffusely reflected light on the light receiving means,
A filter array in which a plurality of filters for dispersing the diffuse reflected light are arranged in one direction,
The filter has N kinds of wavelength-specific filters arranged in one direction and having different transmission wavelength characteristics,
The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 6, wherein the wavelength-specific filter guides light having different spectral characteristics to the N pixels.
前記分光手段は、遮光部材に複数個の開口部が一列に並んだホールアレイと、
前記ホールアレイ上の像を前記受光手段に結像する結像手段と、
前記N個の画素に互いに分光特性の異なる回折された光を導く回折手段と、を有する請求項6記載の分光特性取得装置。
The spectroscopic means includes a hole array in which a plurality of openings are arranged in a line in a light shielding member,
Imaging means for forming an image on the hole array on the light receiving means;
The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 6, further comprising diffraction means for guiding diffracted light having different spectral characteristics from each other to the N pixels.
前記読み取り対象物と前記ホールアレイの間に、第二の結像手段を有する請求項5又は8記載の分光特性取得装置。   The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 5, further comprising a second imaging unit between the reading object and the hole array. 前記回折手段は、回折方向が、前記受光手段の前記N個の画素が配列している方向に対して非平行となるように配置されている請求項5、8、又は9記載の分光特性取得装置。   The spectral characteristic acquisition according to claim 5, 8, or 9, wherein the diffracting means is arranged so that a diffraction direction is non-parallel to a direction in which the N pixels of the light receiving means are arranged. apparatus. 前記N個の画素からの出力に基づいて、より高密度な分光特性を推定する分光特性推定手段を更に有する請求項1乃至10の何れか一項記載の分光特性取得装置。   The spectral characteristic acquisition apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising spectral characteristic estimation means for estimating a higher density spectral characteristic based on outputs from the N pixels. 前記読み取り対象物上を走査する移動手段を更に有する請求項1乃至11の何れか一項記載の分光特性取得装置。   The spectral characteristic acquisition apparatus according to claim 1, further comprising a moving unit that scans the object to be read. 画像担持媒体上に複数色で形成された画像の色及び明るさを評価する画像評価装置であって、
請求項1乃至12の何れか一項記載の分光特性取得装置と、
前記画像担持媒体を搬送する搬送手段と、
前記分光特性取得装置が取得した前記画像の色情報及び前記画像の明るさ情報に基づいて、前記画像の色及び明るさを評価する画像評価手段と、を有する画像評価装置。
An image evaluation apparatus for evaluating the color and brightness of an image formed in a plurality of colors on an image bearing medium,
The spectral characteristic acquisition device according to any one of claims 1 to 12,
Conveying means for conveying the image bearing medium;
An image evaluation apparatus comprising: an image evaluation unit that evaluates the color and brightness of the image based on the color information of the image and the brightness information of the image acquired by the spectral characteristic acquisition apparatus.
前記分光特性取得装置は、前記搬送手段が前記画像担持媒体を搬送する方向と垂直な方向に複数個搭載されている請求項13記載の画像評価装置。   The image evaluation apparatus according to claim 13, wherein a plurality of the spectral characteristic acquisition apparatuses are mounted in a direction perpendicular to a direction in which the conveyance unit conveys the image bearing medium. 請求項13又は14記載の画像評価装置を搭載した画像形成装置。   An image forming apparatus equipped with the image evaluation apparatus according to claim 13.
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