CN110658132B - 测量装置、电子设备以及测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种测量装置、电子设备以及测量方法，其目的在于解决在对测量对象的表面进行分光测量时，反射光的光量由于测量对象的凹凸而变化，从而测量结果会出现偏差。所述测量装置具备：多个光源，朝向测量对象照射光，并且具有相同的发光光谱；分光测量部，对被所述测量对象反射的光进行分光测量；光源切换部，切换多个所述光源中点亮和熄灭的所述光源的组合；以及运算部，根据在以多个所述组合使多个所述光源点亮和熄灭时，通过所述分光测量部获得的分光测量结果，来计算所述测量对象的分光反射率。

Description

测量装置、电子设备以及测量方法
技术领域
本发明涉及测量装置、电子设备以及测量方法。
背景技术
现有已知进行测量对象的分光测量的测量装置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1中记载的印刷装置具备印刷介质判别器(测量装置)。该印刷介质判别器从单一光源对印刷介质照射光，使由印刷介质反射的光穿过分光器，由光传感器接收穿过了分光器的预定波长的光。而且，该印刷介质判别器根据由光传感器检测到的光强度的数据，计算印刷介质的分光反射率，进而计算马氏距离，从而判别印刷介质的种类。
专利文献1：日本特开第2013-107269号公报。
然而，专利文献1记载的装置存在如下问题：由于从单一光源对测量对象(印刷介质)照射光，因此由于测量对象的表面存在的凹凸的形状等，反射光的光量会变化，从而测量结果会出现偏差。
发明内容
第一应用例涉及一种测量装置，其特征在于，具备：多个光源，朝向测量对象照射光，并且具有相同的发光光谱；分光测量部，对被所述测量对象反射的光进行分光测量并获得分光测量结果；光源切换部，切换多个所述光源中点亮和熄灭的所述光源的组合；以及运算部，根据在以多个所述组合切换多个所述光源时各自的所述分光测量结果，来计算所述测量对象的分光反射率。
在本应用例的测量装置中，优选的是，所述运算部根据与所述组合对应的所述分光测量结果，来计算与所述组合对应的部分分光反射率，并结合与多个所述组合对应的多个所述部分分光反射率，来计算所述分光反射率。
在本应用例的测量装置中，优选的是，所述运算部将对应于波长λi的部分分光反射率xi的平均值设为xavi，将对应于波长λi的所述部分分光反射率xi的标准偏差设为σi，通过Ai＝xavi+kσi、Ai+n＝xavi-kσi来计算对应于波长λi的所述分光反射率。
在本应用例的测量装置中，优选的是，针对所述测量对象所包含的多个测量位置，所述运算部根据以多个所述组合切换多个所述光源时的各个所述分光测量结果，来计算所述分光反射率。
在本应用例的测量装置中，优选的是，多个所述组合包括使多个所述光源中任一个点亮而其它的所述光源熄灭的所述组合。
第二应用例涉及一种电子设备，其特征在于，具备：上述的第一应用例的测量装置；以及种类判别部，根据通过所述测量装置测量的分光反射率，来判别测量对象的种类。
第三应用例涉及一种测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量装置具备：多个光源，朝向测量对象照射光，并且具有相同的发光光谱；以及分光测量部，对被所述测量对象反射的光进行分光测量并获得分光测量结果，所述测量方法实施以下步骤：光源切换步骤，切换多个所述光源中点亮的所述光源的组合；以及运算步骤，根据以多个所述组合切换多个所述光源时各自的所述分光测量结果，来计算所述测量对象的分光反射率。
附图说明
图1是示出一实施方式涉及的打印机的概略结构的外观图。
图2是示出本实施方式的打印机的概略结构的框图。
图3是示出本实施方式的分光器(测量装置)的概略结构的剖视图。
图4是从+Z一侧观察本实施方式的光源部时的俯视图。
图5是示出本实施方式的光源组合的模式的例子的图。
图6是示出根据针对各波长的分光测量结果而计算出的部分分光反射率的一个例子的图。
图7是示出结合了图6的部分分光反射率时获得的分光反射率的一个例子的图。
图8是示出从多个样品的介质获得的部分分光反射率的一个例子的图。
图9是示出结合了图8的部分分光反射率时获得的分光反射率的一个例子的图。
图10是示出本实施方式的样品数据的一个例子的图。
图11是示出本实施方式的介质的种类判别处理的流程图。
图12是示出变形例2中的光源组合的其它例子的图。
附图标记说明
10…打印机(电子设备)；11…供给单元；12…输送单元；13…滑架；14…滑架移动单元；15…控制单元；16…印刷部；17…分光器；20…外部设备；101…介质；151…I/F；152…单元控制电路；153…存储器；154…CPU；154A…印刷控制部；154B…测色部；154C…种类判别部；154D…校正部；172A…分光滤光片(分光测量部)；173A…光接收元件(分光测量部)；174…光源部；174B…白色光源；174B1…第一白色光源；174B2…第二白色光源；174B3…第三白色光源；174C…紫外光源；174C1…第一紫外光源；174C2…第二紫外光源；174C3…第三紫外光源；176…驱动控制部；176A…滤光片控制部；176B…光接收控制部；176C…光源切换部；176D…运算部；C…虚拟圆；L…测量光轴；P…测量位置。
具体实施方式
以下，说明具备测量装置的电子设备涉及的一实施方式。
在本实施方式中，作为电子设备的一个例子来例示打印机10并进行说明。图1是示出本实施方式的打印机10的概略结构的外观图。此外，
图2是示出本实施方式的打印机10的概略结构的框图。
如图1所示，打印机10具备供给单元11、输送单元12、滑架13、滑架移动单元14以及图2所示的控制单元15。该打印机10例如根据从个人计算机等外部设备20输入的印刷数据，来控制各单元11、12、14以及滑架13，从而在介质101上印刷图像。
此外，在本实施方式的打印机10中，在滑架13上安装有作为测量装置的分光器17。该分光器17实施作为测量对象的介质101的分光测量，测量介质101的颜色。需要注意的是，介质101相当于由分光器17实施分光测量的测量对象。此外，分光器17根据分光测量结果，判别介质101的种类。由此，打印机10能够根据所判别的介质101的种类对应的印刷特性，对介质101进行印刷处理。
以下，具体地说明打印机10的各结构。
供给单元11是将作为图像形成对象的介质101供给至图像形成位置的单元。该供给单元11例如具备卷绕有介质101的卷筒体111、省略图示的卷筒驱动电机以及省略图示的卷筒驱动轮系等。而且，根据来自控制单元15的指令，通过旋转驱动卷筒驱动电机，卷筒体111借助卷筒驱动轮系而旋转，从而将卷绕于卷筒体111的纸张向副扫描方向(Y方向)的下游一侧(+Y一侧)供给。
需要注意的是，在本实施方式中，示出了供给卷绕于卷筒体111的纸张的例子，但不限于此。可通过任意的供给方法供给介质101，例如，通过辊等来将载放于托盘等的纸张等介质101一张一张供给等。
输送单元12将从供给单元11供给的介质101沿着Y方向输送。该输送单元12例如构成为包括：输送辊121；省略图示的从动辊，与输送辊121夹着介质101而配置，并且从动于输送辊121；以及台板122。
通过利用控制单元15的控制来驱动省略图示的输送电机，从而输送辊121旋转，并且在与从动辊之间夹持介质101的状态下，沿着Y方向输送介质101。此外，在输送辊121的+Y一侧设置有与滑架13相对的台板122。
滑架13具备：印刷部16，对介质101印刷图像；以及分光器17，进行介质101上的预定测量位置P的分光测量。
该滑架13设置成可通过滑架移动单元14沿着与Y方向交叉的主扫描方向(X方向)移动。此外，滑架13通过柔性电路131与控制单元15连接，并且根据来自控制单元15的指令，实施基于印刷部16的印刷处理和基于分光器17的分光测量处理。
需要注意的是，设置于滑架13的印刷部16和分光器17的详细结构将在后文叙述。
滑架移动单元14根据来自控制单元15的指令，使滑架13沿着X方向往复移动。该滑架移动单元14例如构成为包括滑架引导轴141、滑架电机142和同步带143。
滑架引导轴141沿着X方向配置，两端部固定于打印机10的例如框体。滑架电机142驱动同步带143。同步带143被支承为与滑架引导轴141大致平行，并固定滑架13的局部。而且，若滑架电机142根据控制单元15的指令而被驱动，则同步带143正反行进，固定于同步带143的滑架13被滑架引导轴141引导而往复移动。
接着，针对设置于滑架13的印刷部16和分光器17的结构进行说明。
[印刷部16的结构]
印刷部16从与介质101相对的部分喷出油墨，从而在介质101上形成图像。
省略印刷部16的详细的图示，但在印刷部16中，例如以拆装自如的方式安装有与多种颜色油墨对应的墨盒，从各墨盒经由管向油墨容器供给油墨。此外，在印刷部16的与介质101相对的位置，喷出墨滴的喷嘴对应于各颜色而设置。在这些喷嘴中配置有例如压电元件，通过使压电元件驱动，从油墨容器供给的墨滴被喷出并着落于介质101，从而形成点。
[分光器17的结构]
图3是示出分光器17的概略结构的剖视图。
如图3所示，分光器17具备：底座171；滤光片保持基板172，固定于底座171；光接收元件保持基板173，固定于底座171；以及光源部174。此外，如图2所示，分光器17具备用于控制分光器17的动作的驱动控制部176。
[底座171的结构]
底座171是固定于滑架13，用于保持滤光片保持基板172、光接收元件保持基板173以及光源部174的部件。如图3所示，该底座171例如具备第一基部171A、第二基部171B、第三基部171C以及第四基部171D。
第一基部171A固定于滑架13，在与介质101的测量位置P相对的位置具备供被介质101反射的光穿过的第一导入孔171A1。第一导入孔171A1是具有筒状内周面的孔部，在+Z一侧设置有供被介质101反射的光入射的入射窗171A2，所述筒状内周面具有与Z方向平行的轴。需要注意的是，第一导入孔171A1的轴是光接收元件173A的光轴，以下称为测量光轴L。
此外，如图3所示，在第一基部171A的与介质101相对的表面，即+Z一侧的表面设置有光源部174。
第二基部171B固定于第一基部171A的与介质101相反一侧。第二基部171B具备与第一导入孔171A1连通的第二导入孔171B1。第二导入孔171B1是具有与第一导入孔171A1同轴的筒状内周面的孔部。
在第二基部171B的-Z一侧的表面设置有凹部171B2。在该凹部171B2的底面设置有用于使凹部171B2与第二导入孔171B1连通的穿孔171B3。该凹部171B2成为配置有带通滤光片、透镜等光学部件171B4以及分光滤光片172A的空间，在与第三基部171C之间成为密闭的空间。
而且，在第二基部171B的-Z一侧的表面固定有滤光片保持基板172，以覆盖凹部171B2。在该滤光片保持基板172上配置有分光滤光片172A，分光滤光片172A配置于凹部171B2内、且测量光轴L上。
第三基部171C固定于第二基部171B的-Z一侧。在该第三基部171C固定有光接收元件保持基板173。如图3所示，第三基部171C具有沿着测量光轴L的贯穿孔，以将设置于光接收元件保持基板173的光接收元件173A配置于测量光轴L上的方式固定有光接收元件保持基板173。
第四基部171D是盖部件，设置成覆盖固定于第三基部171C的光接收元件保持基板173的-Z一侧的表面。
此外，通过在第三基部171C和第二基部171B之间、第三基部171C和第四基部171D之间，分别存在遮光部件等，抑制外部光向光接收元件173A入射。
需要注意的是，在本实施方式中，示出了入射窗171A2、第一导入孔171A1、第二导入孔171B1、穿孔171B3、分光滤光片172A以及光接收元件173A配置于同轴上的例子，但不限于此。例如，分光滤光片172A、光接收元件173A设置于与第一导入孔171A1、第二导入孔171B1不同的轴上，例如通过镜子等反射而从入射窗171A2入射的光经由分光滤光片172A而由光接收元件173A接收光。
[滤光片保持基板172的结构]
在滤光片保持基板172固定有分光滤光片172A。作为分光滤光片172A，例如可使用具有一对反射膜并通过使反射膜间的距离变化而使透射波长变化的波长可变干涉滤光片。需要注意的是，除此之外，作为分光滤光片172A还可使用光栅元件、液晶可调谐滤光片、声光滤光片等。
此外，滤光片保持基板172还可设置有驱动分光滤光片172A的驱动电路等。
[光接收元件保持基板173的结构]
在光接收元件保持基板173固定有光接收元件173A。作为光接收元件173A，例如既可以使用CCD(Charge Coupled Device：电感耦合器件)等图像传感器，还可由单一或多个光电二极管构成。
需要注意的是，通过保持于滤光片保持基板172的分光滤光片172A和保持于光接收元件保持基板173的光接收元件173A来构成分光测量部。
光接收元件保持基板173还可安装有用于处理来自光接收元件173A的光接收信号的光接收电路等。
[光源部174的结构]
图4是从+Z一侧观察分光器17的光源部174时的俯视图。
光源部174具备：光源保持基板174A；多个白色光源174B，保持于光源保持基板174A；以及多个紫外光源174C。这些白色光源174B和紫外光源174C沿着以测量光轴L为中心的虚拟圆C以等角度间隔的方式配置。在此，多个白色光源174B是具有相同发光光谱的光源。
如图4所示，在本实施方式中，三个白色光源174B，即第一白色光源174B1、第二白色光源174B2以及第三白色光源174B3以120°间隔配置。此外，三个紫外光源174C，即第一紫外光源174C1、第二紫外光源174C2以及第三紫外光源174C3以120°间隔配置。这些紫外光源174C分别配置于沿着虚拟圆C相邻的2个白色光源174B之间。即，在本实施方式中，沿着虚拟圆C，以60°的间隔交替配置有白色光源174B和紫外光源174C。
虚拟圆C的直径尺寸例如根据从各白色光源174B及各紫外光源174C到台板122的距离而设定。即，在本实施方式中，从各白色光源174B及各紫外光源174C出射的光照射至作为台板122上的介质101和测量光轴L的交点的测量位置P。需要注意的是，实际上来自白色光源174B及紫外光源174C的光照射至以测量位置P为中心的预定范围内。在此，在本实施方式中，按照由作为测色标准的JIS Z 8722所规定的光学几何条件中的45°×：0°的方式来实施基于分光器17的测量。即，在本实施方式中，使来自白色光源174B及紫外光源174C的光相对于测量位置P以45°±2°的入射角入射，在测量位置P以0°±10°向法线方向反射的光沿着测量光轴L入射至光接收元件173A。因此，各白色光源174B及紫外光源174C优选分别配置于自测量光轴L的距离与从白色光源174B及紫外光源174C到台板122的距离大致相同尺寸的位置。
需要注意的是，三个紫外光源174C既可以具有相同的发光光谱，也可以分别具有各自的发光光谱。在本实施方式中，示出三个紫外光源174C具有相同的发光光谱的例子。
[驱动控制部176的结构]
驱动控制部176根据控制单元15的控制指令来控制分光器17的驱动。
驱动控制部176构成为具备微型计算机等运算电路、存储器等存储电路、各种驱动电路等，如图2所示，作为滤光片控制部176A、光接收控制部176B、光源切换部176C以及运算部176D发挥功能。
滤光片控制部176A控制分光滤光片172A的驱动，使透射分光滤光片172A的光的波长变化。
光接收控制部176B控制光接收元件173A的驱动，接收光接收元件173A接收光时输出的光接收信号。
光源切换部176C切换多个白色光源174B及紫外光源174C中点亮和熄灭的光源的组合。
图5是本实施方式的光源组合的模式的例子。需要注意的是，在图5中，“○”意味着点亮、“×”意味着熄灭。
在本实施方式中，光源切换部176C以图5所示的任意组合，使白色光源174B及紫外光源174C点亮和熄灭。
其中，组合a～c是使多个光源中的一个点亮，而其它光源熄灭的组合。具体而言，组合a是使三个白色光源174B中的第一白色光源174B1点亮，而其它光源熄灭的组合。组合b是使三个白色光源174B中的第二白色光源174B2点亮，而其它光源熄灭的组合。组合c是使三个白色光源174B中的第三白色光源174B3点亮，而其它光源熄灭的组合。
此外，组合d是使全部的光源，即三个白色光源174B及三个紫外光源174C点亮的组合。
运算部176D根据从光接收元件173A输出的光接收信号，计算介质101的分光反射率。需要注意的是，光接收信号是通过由分光滤光片172A及光接收元件173A构成的分光测量部所测量的分光波长的光强度的分光测量结果。
该运算部176D根据分别切换介质101的测量位置P和点亮和熄灭的白色光源174B与紫外光源174C的组合时对多个波长的分光测量结果，计算出介质101的分光反射率。此时，运算部176D从各分光测量结果计算部分分光反射率，并结合这些部分分光反射率，来计算对各波长的分光反射率。
在此，使用图6及图7的例子说明本实施方式中的部分分光反射率的结合方法。
图6是示出根据针对各波长的分光测量结果而计算出的部分分光反射率的一个例子的图。图7是结合了图6的部分分光反射率时获得的分光反射率。
在本例中，使测量位置P变化成P1～P4的四处，在各测量位置P1至P4，使光源组合以组合a～c变化，对n个波长λi(i＝1～n)进行分光测量。由此，如图6所示，可获得对各波长λi的分别12个的部分分光反射率x([P1，P2，P3，P4]，[a，b，c]，λi)。以下，有时将部分分光反射率x([P1，P2，P3，P4]，[a，b，c]，λi)简称为部分分光反射率xi。
运算部计算作为关于各波长λi的12个部分分光反射率xi的平均值的平均部分分光反射率xavi。此外，运算部176D计算各波长λi涉及的12个部分分光反射率xi的标准偏差σi。
而且，运算部176D通过下式(1)、(2)计算结合了12个部分分光反射率xi的分光反射率Aj。该分光反射率Aj如式(1)、(2)所示，包括Ai、Ai+n。
Aj＝Ai＝xavi+kσi···(1)
Aj＝Ai+n＝xavi-kσi···(2)
在上述式(1)、(2)中，系数k是用于表示相对于平均部分分光反射率xavi怎样程度的偏差的范围包含在分光反射率Aj内的参数，并且作为调节判别性能的参数之一，可设定任意的值。例如，在本实施方式中，系数k为k＝3。
如式(1)、(2)及图7所示，在本实施方式中，从12个部分分光反射率xi计算2个分光反射率Ai、Ai+n。即，可针对n个测量分光波长获得与j＝1～2n对应的2n个分光反射率Aj。在此，为了将分光反射率Ai和分光反射率Ai+n作为数据进行区分，将指定波长λi的波长变量i为i＝1～n对应的分光反射率Aj作为分光反射率Ai，将i＝n+1～2n对应的分光反射率Aj作为分光反射率Ai+n。波长λi和波长λi+n表示相同波长。
[控制单元15的结构]
如图2所示，控制单元15构成为包括I/F151、单元控制电路152、存储器153和CPU(Central Processing Unit：中央处理器)154。
I/F151将从外部设备20输入的印刷数据输入至CPU154。
单元控制电路152具备分别控制供给单元11、输送单元12、印刷部16、分光器17以及滑架移动单元14的控制电路，并且根据来自CPU154的指令信号控制各单元的动作。需要注意的是，各单元的控制电路可以与控制单元15分体设置，并与控制单元15连接。
存储器153存储有控制打印机10的动作的各种程序、各种数据。
作为各种数据，例如可列举：驱动表，表示对应于透射分光滤光片172A的光的波长的该分光滤光片172A的控制值；印刷特性数据等，存储有对应于作为印刷数据而被包含的颜色数据的各油墨的喷出量。
CPU154通过读取并执行存储在存储器153中的各种程序，控制打印机10的各结构的驱动。此外，CPU154通过读取并执行存储在存储器153中的各种程序，作为印刷控制部154A、测色部154B、种类判别部154C、校正部154D等而发挥功能。
印刷控制部154A根据例如包括从外部输入的图像信息的印刷指令和存储在存储器153中的印刷特性数据，控制印刷部16的驱动，在介质101上印刷图像。
测色部154B根据由分光器17计算的分光反射率，来测量介质101的颜色。例如，测色部154B根据存储在存储器153中的多个标准色的反射率数据和由分光器17计算出的介质101在预定位置的分光反射率，来计算各标准色和介质101的色差。
种类判别部154C根据由分光器17测量的对印刷有图像之前的介质101的分光测量结果，来判别介质101的种类。
具体而言，在本实施方式中，在存储器153中存储有基于对多个标准样品的分光测量结果的样品数据。该样品数据是根据在多个测量位置P，使光源组合切换成多个组合，对多个标准样品实施了分光测量处理时获得的分光测量结果而计算的数据。在该样品数据中记录有对应于各个多个波长λi的平均反射率数据avA和根据分光测量结果计算的部分分光反射率的协方差数据R。需要注意的是，该样品数据的详细说明将在后文叙述。而且，种类判别部154C使用基于对介质101实施的分光测量结果的分光反射率和样品数据，来计算对介质101的马氏距离等的统计量。进而，种类判别部154C检测所计算的马氏距离等的统计量为最小的标准样品，并指定介质101的种类。
像这样，通过判别介质101的种类，印刷部16可参照所判别的介质101的种类所对应的印刷特性数据，并实施印刷处理。
校正部154D根据基于测色部154B的测色结果，来更新印刷特性。
印刷特性的更新例如，在介质101上印刷通过预先设定的多种颜色的彩色斑而形成的测试图案，并通过分光器17对各彩色斑实施分光测量处理。此时，运算部176D将光源组合设定成组合d，并且根据实施了分光测量处理时的分光测量结果，计算以彩色斑为测量位置P的分光反射率x(P，d，λi)。对于组合d，由于从以包围测量位置P的方式配置的多个白色光源174B向该测量位置P照射白色光，因此即使在介质101上有凹凸时也不会产生影子。即，抑制了由介质101的凹凸产生的影子的影响，对应于组合d的分光反射率x(P，d，λi)成为作为进行介质101的测色时的测色用分光反射率的最合适的值。因此，通过测色部154B，例如通过计算基于预先存储在存储器153中的彩色斑的原图像的标准反射率和测色用分光反射率的色差，能够检测所印刷的图像的颜色相对于原图像偏离怎样的程度。由此，校正部154D能够更新印刷特性数据，以使上述那样计算的色差变小。
[打印机10中的介质101的种类判别方法]
接着，说明上述那样的打印机10中的介质101的种类判别方法。
在本实施方式中，在向介质101实施印刷处理之前判别介质101的种类，印刷部16根据该介质101的种类对应的印刷特性数据实施印刷处理。
在本实施方式中，在实施判别介质101的种类的处理时，使用存储于存储器153中的样品数据。该样品数据既可以在打印机10的制造时预先存储在存储器153中，也可以准备成为用户使用的标准的样品，通过测量该样品而制作。
首先，对该样品数据的生成方法进行说明。
在样品数据的生成中，对于多个同种类的样品，在多个测量位置P进行改变了光源组合模式的分光测量处理。
图8是示出从多个样品的介质101获得的部分分光反射率的一个例子的图。此外，图9是示出结合了图8所示的部分分光反射率的结果的分光反射率的图。需要注意的是，在图8中，x(T1，L1，P1，a，λ1)表示对应于种类“T1”的批次样品“L1”的介质101，使用测量位置“P1”的组合“a”的光源进行分光测量时的分光波长“λ1”的部分分光反射率。此外，在图9中，xav1(T1，L1)表示平均了对应于种类“T1”的批次样品“L1”的介质101的波长“λ1”的部分分光反射率的平均部分分光反射率。σ1(T1，L1)表示对应于种类“T1”的批次样品“L1”的介质101的波长“λ1”的部分分光反射率的标准偏差。
如图8所示，在对样品的分光测量处理中，针对每一个样品，实施测量位置P的数量M、光源组合的数量Q和分光测量中切换的波长的数量n的乘积次分光测量处理。此外，在样品数据的生成中，使用多个同种的样品，进行上述那样的分光测量。因此，如图8所示，通过这些分光测量处理获得的分光测量结果的数量计算部分分光反射率。
而且，对于每个样品，通过结合对应于各波长λi(i＝1～n)获得的多个部分分光反射率xi，来计算分光反射率Aj。分光反射率Aj的计算通过对每个波长λi计算平均部分分光反射率xavi和标准偏差σi，并代入上述的式(1)、(2)。由此，针对各波长λi计算分光反射率Ai、Ai+n。即，成为从对应于图8所示的n个波长λi的部分分光反射率xi，计算2n个分光反射率Aj(j＝1～2n)。
需要注意的是，在图9所示的例子中，为了将分光反射率Ai和分光反射率Ai+n作为数据进行区分，将指定波长λi的波长变量i为i＝1～n对应的数据作为分光反射率Ai而存储，而将i＝n+1～2n对应的数据作为分光反射率Ai+n进行存储。
此外，如图9所示，在此结合的部分分光反射率xi既可以计算对应于每个样品的波长λi而获得的全部部分分光反射率xi，也可以将部分分光反射率xi区分成多个组，来计算每个组的部分分光反射率xi。例如，可以区分成每四个测量位置，来计算每组的分光反射率。此时，根据相对于测量位置P1～P4获得的多个部分分光反射率xi([P1，P2，P3，P4]，[a，b，c]，λi)来计算分光反射率Ai、Ai+n，也可以根据部分分光反射率xi([P5，P6，P7，P8]，[a，b，c]，λi)来计算分光反射率Ai、Ai+n。
根据像上述那样获得的结合后的分光反射率Aj来计算样品数据。图10是示出样品数据的一个例子的图。
如图10所示，样品数据具有平均反射率数据avA和协方差数据R。
平均反射率数据avA包括平均分光反射率avAj，针对同种类的介质101的多个样品获得的平均了对应于各波长变量j的分光反射率Aj。即，平均反射率数据avA成为包括avA＝(avA1，avA2，avA3···avA2n)的2n个要素的矩阵。
此外，协方差数据R例如与日本特开第2013-107269号公报公开的协方差信息相同，并且是表示不同波长之间的计测值的关系的矩阵。该协方差数据R例如作为对比的2个波长变量之间的平均了偏差的积后的协方差值除以标准偏差的积的相关系数而记录。
接着，对包括通过分光器17的介质101的测量处理(测量方法)的介质101的种类判别处理进行说明。介质101的种类判别处理例如在图像形成于介质101的印刷处理之前实施。
图11是示出本实施方式的介质101的种类判别处理的流程图。
例如，用户将介质101设置于打印机10，若输入有向打印机10指示对介质101进行印刷的指令信号，则控制单元15实施步骤S11。在步骤S11中，控制单元15驱动供给单元11和输送单元12，从而将介质101输送至台板122上。
接着，分光器17的驱动控制部176实施步骤S12：将用于实施分光处理的各种参数初始化。即，驱动控制部176使表示测量位置P的位置变量m为m＝1，使表示光源组合的模式的光源变量q为q＝1，使表示分光波长的波长变量i为i＝1进行设定。需要注意的是，光源变量q对应于图5所示的光源组合的模式，q＝1对应于组合a，q＝2对应于组合b，q＝3对应于组合c。
接着，驱动控制部176向控制单元15输出旨在使滑架13移动至测量位置Pm所对应的位置的移动请求。由此，控制单元15控制输送单元12、滑架移动单元14，并实施步骤S13：使分光器17移动至测量位置Pm所对应的位置。
其后，光源切换部176C实施步骤S14：以光源变量q对应的组合，以使白色光源174B及紫外光源174C点亮和熄灭而控制光源部174。该步骤S14相当于光源切换步骤。
然后，滤光片控制部176A控制分光滤光片172A，并实施使波长λi的光分光的步骤S15。此外，光接收控制部176B实施步骤S16：获取从接收了被分光的光的光接收元件173A输出的作为光接收信号的分光测量结果。驱动控制部176将所获得的分光测量结果与位置变量m、光源变量q、波长变量i建立关联，并存储在内置于分光器17的存储电路中。
其后，驱动控制部176实施对波长变量i递增1的步骤S17，进而实施步骤S18：判断波长变量i是否成为最大值n以上。当在步骤S18中判断为否时，驱动控制部176返回至步骤S15，实施对下一个波长λi的分光测量处理。
当在步骤S18中判断为是时，即，当获取了从波长λ1到波长λn的各波长的光的分光测量结果时，驱动控制部176实施将波长变量i初始化的步骤S19：对光源变量q递增1，然后实施步骤S20：判断光源变量q是否成为预定的最大值Q。当在步骤S20中判断为否时，驱动控制部176返回至步骤S14，切换光源组合并实施分光测量处理。
当在步骤S20中判断为是时，驱动控制部176实施步骤S21：对位置变量m递增1，并将波长变量i和光源变量q初始化，进而，实施步骤S22：判断位置变量m是否成为预定的最大值M以上。当在步骤S22中判断为否时，驱动控制部176返回至步骤S13，实施在下一个测量位置Pm的各光源组合的分光测量处理。
当在步骤S22中判断为是时，驱动控制部176的运算部176D实施步骤S23：根据所获得的各分光测量结果计算图6所示的部分分光反射率xi。进而，运算部176D实施步骤S24：对每个波长λi计算平均部分分光反射率xavi和标准偏差σi，并使用式(1)、(2)结合部分分光反射率xi，来计算图7所示的分光反射率Aj。而且，驱动控制部176将计算的分光反射率Aj输出至控制单元15。该步骤S23和步骤S24相当于运算步骤。
控制单元15的测色部154B实施步骤S25：使用从分光器17输入的分光反射率Aj和记录于存储器153中的样品数据，计算对应于样品种类的马氏距离。需要注意的是，存储器153中记录有对应于多个种类的样品的样品数据。因此，测色部154B分别对样品的各种类计算各自的马氏距离。
而且，种类判别部154C实施步骤S26：检测对应于样品的各种类分别计算的马氏距离成为最小的样品的种类，并指定介质101的种类。
在以上那样的介质101的种类判别处理之后，印刷控制部154A读取在步骤S24中指定的种类所对应的印刷特性数据，控制印刷部16，从而在介质101上印刷图像。
[本实施方式的作用效果]
搭载于本实施方式的打印机10的分光器17具备：多个白色光源174B，具有相同的发光光谱，朝向作为测量对象的介质101照射光；以及分光滤光片172A和光接收元件173A，构成对由介质101反射的光进行分光测量的分光测量部。此外，分光器17具备驱动控制部176，该驱动控制部176作为光源切换部176C和运算部176D发挥功能。光源切换部176C切换使多个白色光源174B中点亮和熄灭的光源的组合。此外，运算部176D根据以多个组合使多个白色光源174B点亮和熄灭时的分光测量结果，计算介质101的分光反射率Aj。
由于介质101的表面存在的凹凸的形状、粒度，在使白色光入射时，被介质101反射的各波长的光的反射率也会变化。因此，从单一方向使白色光入射进行分光测量时，分光测量结果会出现偏差。即，即使测量相同的介质101时，被凹凸反射的光的强度也会因其测量位置P而变化。
相对于此，在本实施方式中，切换点亮和熄灭的白色光源174B的组合实施分光测量处理。此时，即使介质101上有凹凸，也能够通过使光的入射方向相对于该凹凸变化，而由凹凸产生的影子也变化，从而测量使光照射介质101时的分光测量结果偏差怎样的程度。因此，可根据使光源组合切换成多个组合时的各个分光测量结果，来计算考虑了起因于介质101的凹凸的测量偏差的分光反射率。
在本实施方式的分光器17中，运算部176D计算使光源组合变化时的各个分光测量结果所对应的多个部分分光反射率xi，并结合这些多个部分分光反射率xi，来计算测量对象的分光反射率Aj。
由于通过使光源组合变化，由介质101的凹凸产生的影子也会变化，因此如上所述，分光测量结果出现偏差。在本实施方式中，由于通过结合这些分光测量结果计算分光反射率，因此能够如上所述地计算考虑了由凹凸导致的偏差的影响的分光反射率。
此外，在本实施方式中，运算部176D根据式(1)、(2)计算分光反射率。即，运算部176D对对应于各波长λi的平均部分分光反射率xavi加减表示起因于介质101的凹凸的分光测量结果的偏差的标准偏差σi，从而计算分光反射率Ai、Ai+n。由此，能够获得在分光测量处理中实施了分光测量的测量数的2倍的数量的分光反射率Aj的数据。此时，在根据分光反射率Aj判别介质101的种类时，能够实施基于大量数据的高精度的判别处理。
此外，在式(1)、(2)中，平均部分分光反射率xavi是基于介质101具有的原来的颜色的反射率、标准偏差σi表示起因于由介质101的凹凸产生的影子的反射率的偏差。即，在本实施方式中，能够计算考虑了起因于由介质101的凹凸产生的影子的分光测量结果的偏差程度的分光反射率Aj。
此外，在本实施方式的分光器17中，使通过分光器17测量的介质101的测量位置P变化成多个，在各测量位置切换光源组合，实施分光测量处理。由此，成为计算分光反射率Aj时的元数据的部分分光反射率的数据数量也增大，从而能够计算更高精度的分光反射率Aj。
在本实施方式的分光器17中，作为光源组合，包括使三个白色光源174B中的任意一个点亮，使其它白色光源174B熄灭的组合a～c。在对介质101照射光时由凹凸产生的影子在使光从单一方向入射时变得最浓，点亮的白色光源174B的数量越多影子变得越淡。在本实施方式中，通过依次切换组合a～c实施分光测量处理，能够高精度地计算考虑了由影子产生的分光测量结果的偏差的分光反射率Aj。
通过比较这样的分光反射率Aj和样品数据，来求出马氏距离等统计量，能够高精度地检测介质101的凹凸程度，从而能够正确地判别介质101的种类。
而且，在本实施方式的打印机10中，控制单元15作为种类判别部154C发挥功能，并根据通过分光器17测量的分光反射率，判别介质101的种类。
如上所述，本实施方式的分光器17使光源组合变化，对各个组合实施分光测量处理并计算分光反射率。此时，运算部176D能够计算考虑了起因于由介质101的凹凸产生的影子的分光测量结果的偏差程度的分光反射率。因此，如果预先对多种类的样品测量如上所述的分光反射率来作为样品数据并保持，则种类判别部154C能够根据由介质101的分光测量处理获得的分光反射率Aj和样品数据，高精度地判别介质101的种类。
变形例
需要注意的是，本发明不限于上述的实施方式，在能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良等也包含在本发明中。
[变形例1]
在上述实施方式中，结合对应于组合a～d的全部的部分分光反射率，计算分光反射率，但不限于此。
例如，在上述实施方式中，包括：使三个白色光源174B中的一个点亮，而其它的白色光源174B及紫外光源174C熄灭的组合a～c；提及使全部的白色光源174B及紫外光源174C点亮的组合d。
此时，也可以分别计算结合了组合a～c对应的部分分光反射率的第一分光反射率Aj1和结合了基于组合d的部分分光反射率的第二分光反射率Aj2。此时，由于第一分光反射率Aj1是考虑了起因于介质101的凹凸的分光测量结果的偏差的分光反射率，因此，适合作为基于介质101的凹凸而实施介质101的种类判别时使用的反射率。此外，通过比较第一分光反射率Aj1和第二分光反射率Aj2，还可以计算介质101所含的荧光成分的量，此时，可进一步提高实施介质101的种类判别时的判断精度。
另一方面，由于第二分光反射率Aj2是抑制了由介质101的凹凸导致的影子的影响的反射率，因此，如上所述，适合作为实施由校正部154D的校正处理时使用的反射率。即，在对形成于介质101的图像的颜色、介质101具有的原来的颜色进行测色时，优选排除影子的影响。此时，优选使在以测量光轴L为中心的虚拟圆C上等间隔地配置的全部白色光源174B及紫外光源174C点亮，极力地减小由凹凸导致的影子的影响。
因此，如上所述，如果计算基于组合d的第二分光反射率Aj2，当有别于介质101的种类判别处理对介质101、图像的颜色进行测色时，使用该第二分光反射率Aj2可实现高精度的测色处理。
[变形例2]
如图5所示，在上述实施方式中，例示了组合a～d，但不限于此。图12是示出光源组合的其它例子的图。
在图12所示的例子中，组合e是使第一白色光源174B1和第一紫外光源174C1点亮，而其它光源熄灭的组合。组合f是使第二白色光源174B2和第二紫外光源174C2点亮，而其它光源熄灭的组合。组合g是使第三白色光源174B3和第三紫外光源174C3点亮，而其它光源熄灭的组合。组合h是使三个白色光源174B全部点亮，而三个紫外光源174C全部熄灭的组合。
在这样的组合e～h中也与上述实施方式同样地通过在各组合e～g中使白色光源174B逐一点亮，能够计算考虑了由介质101所含的凹凸的影响导致的测量偏差的分光反射率。
此外，与变形例1同样地可以通过计算并比较基于组合e～g的第一分光反射率Aj1和基于组合h的第二分光反射率Aj2，检测介质101有无荧光成分。
此外，图5、图12所示的组合可检测介质101的荧光成分，但当未检测出介质101的荧光成分时，可对图5的组合a～c实施分光测量处理，而对组合d不实施分光测量处理。或者，对图12的组合e～g实施分光测量处理，而对组合h不实施分光测量处理。
[变形例3]
在上述实施方式中，示出了三个紫外光源174C具有相同发光光谱的例子，但这些紫外光源174C也可以各自具有不同的发光光谱。例如，也可以是包括：第一激发光源，输出使第一荧光色发光的第一激发光；第二激发光源，输出使第二荧光色发光的第二激发光；以及第三激发光源，输出使第三荧光色发光的第三激发光而构成等。
此时，作为光源组合，例如可进一步追加使三个白色光源174B和第一激发光源发光的组合、使三个白色光源174B和第二激发光源发光的组合、使三个白色光源174B和第三激发光源发光的组合。由此，甚至可判别介质101所含的荧光成分的种别，从而能够进一步提高介质101的种类判别处理的精度。
[变形例4]
在上述实施方式中，示出了沿着虚拟圆C等角度间隔地配置白色光源174B的例子，但不限于此。例如，还可以作为仅在通过穿过测量光轴L的直线将虚拟圆C区分成两个区域时的一侧的半圆部分设置白色光源174B的结构。
[变形例5]
虽然示出了搭载于分光器17的白色光源174B、紫外光源174C的数量为三个的例子，其数量没有限定，只要是同种的白色光源174B设置有多个的结构即可。
例如，可以是设置有两个白色光源174B和一个紫外光源174C的结构。此时，由于从分光测量结果计算的部分分光反射率的数据数量变少，因此优选使测量位置P的数量增多。
此外，还可以是设置有四个以上白色光源174B的结构。此时，可进一步增加光源组合，根据更多的分光测量结果来计算精度更高的分光反射率。
此外，在上述实施方式中，组合a～c作为使多个光源中的一个点亮，而其它的光源熄灭的组合，但不限于此。还可以是使多个白色光源174B中预定数量的光源点亮，而其它光源熄灭的组合。此时，通过增大照射至测量位置P的光的光量，能够抑制噪声分量的影响。
[变形例6]
在上述实施方式中，对介质101的多个测量位置Pm实施了变更了光源组合的分光测量处理，但也可以仅对一处测量位置P进行分光测量处理。
例如，作为白色光源174B的数量设置成四个以上的结构，只要使光源组合的模式更多，则即使测量位置P较少时也能够获得大量的分光测量结果，从而能够计算精度较高的分光反射率。此时，优选点亮的白色光源174B是沿着虚拟圆C相邻的白色光源174B。
[变形例7]
在上述实施方式中，作为电子设备例示了打印机10，但不限于此。例如还可在使印刷纸溶解作为再生纸而再利用的再生纸制造机、用于裁剪纸张的碎纸机装置等不实施介质101的颜色等的测量的电子设备上搭载作为测量装置的分光器17。此时，由于不实施测色处理，因此，如变形例4所示，可在虚拟圆C的半圆部分配置多个白色光源174B，以提高光源配置的自由度。此外，在不实施介质101的测色时，由于可以不需要使组合d等那样的全部的光源点亮的组合，因此分光器17能够实施迅速的分光测量处理。
除此之外，本发明实施时的具体结构可在能够达成本发明的目的的范围内适当变更成其它结构等。

Claims (6)

1.一种测量装置，其特征在于，具备：
光源部，朝向测量对象照射光，所述光源部具有相同的发光光谱的多个白色光源、以及多个紫外光源；
分光测量部，在测量位置对被所述测量对象反射的、沿着测量光轴的光进行分光测量并获得分光测量结果；
光源切换部，切换所述多个白色光源和所述多个紫外光源中点亮和熄灭的光源的组合；以及
运算部，根据在以多个所述组合切换所述多个白色光源和所述多个紫外光源时各自的所述分光测量结果，计算与所述组合对应的部分分光反射率，并结合与多个所述组合对应的多个所述部分分光反射率，来计算所述测量对象的分光反射率，
所述多个白色光源和所述多个紫外光源沿着以所述测量光轴为中心的虚拟圆以等角度间隔的方式交替配置，并相对于所述测量位置以45°±2°的入射角入射光。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
所述运算部将对应于波长λi的部分分光反射率xi的平均值设为xavi，将对应于波长λi的所述部分分光反射率xi的标准偏差设为σi，通过Ai=xavi+kσi、Ai+n=xavi-kσi来计算对应于波长λi的所述分光反射率，其中，系数k是用于表示相对于部分分光反射率xi的平均值怎样程度的偏差的范围包含在分光反射率内的参数，分光反射率Ai是指定波长λi的波长变量i为i=1~n对应的分光反射率，分光反射率Ai+n是指定波长λi的波长变量i为i=n+1~2n对应的分光反射率。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，
针对所述测量对象所包含的多个测量位置，所述运算部根据以多个所述组合切换所述多个白色光源和所述多个紫外光源时的各个所述分光测量结果，来计算所述分光反射率。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，
多个所述组合包括使所述多个白色光源和所述多个紫外光源中任一个点亮而其它的光源熄灭的所述组合。
5.一种电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1至4中任一项所述的测量装置；以及
种类判别部，根据通过所述测量装置测量的所述分光反射率，来判别所述测量对象的种类。
6.一种测量装置的测量方法，其特征在于，所述测量装置具备：光源部，朝向测量对象照射光，所述光源部具有相同的发光光谱的多个白色光源、以及多个紫外光源；以及分光测量部，在测量位置对被所述测量对象反射的、沿着测量光轴的光进行分光测量并获得分光测量结果，所述多个白色光源和所述多个紫外光源沿着以所述测量光轴为中心的虚拟圆以等角度间隔的方式交替配置，并相对于所述测量位置以45°±2°的入射角入射光，所述测量方法实施以下步骤：
光源切换步骤，切换所述多个白色光源和所述多个紫外光源中点亮的所述光源的组合；以及
运算步骤，根据以多个所述组合切换所述多个白色光源和所述多个紫外光源时各自的所述分光测量结果，计算与所述组合对应的部分分光反射率，并结合与多个所述组合对应的多个所述部分分光反射率，来计算所述测量对象的分光反射率。
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