JP2003004535A - Measurement of change in color according to viewing angle in textile and other surfaces - Google Patents

Measurement of change in color according to viewing angle in textile and other surfaces

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JP2003004535A
JP2003004535A JP2002142573A JP2002142573A JP2003004535A JP 2003004535 A JP2003004535 A JP 2003004535A JP 2002142573 A JP2002142573 A JP 2002142573A JP 2002142573 A JP2002142573 A JP 2002142573A JP 2003004535 A JP2003004535 A JP 2003004535A
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color
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spectrophotometer
test
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ケイ メスサ ラリット
Fred F Hubble Iii
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エル ラブ トーニャ
Daniel A Robbins
エイ ロビンス ダニエル
Gary W Skinner
ダブリュ スカイナー ゲイリー
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of measuring color of a material having an irregular surface which exhibits different color intensity depending on the viewing angle. SOLUTION: A sampling area of the irregular surface material is illuminated approximately perpendicularly thereto, and the color reflected from the area is measured at a predetermined angle, preferably 45 deg.. The measurement is conducted with a plurality of individual photodetectors 14 arranged spaced apart circularly around the illuminated sampling area of the material 30 having an irregular surface to receive reflected illumination from substantially opposite directions and at a predetermined angle to the illuminated area. A more accurate and low-cost color measuring system is thereby provided for textiles. This system can be used easily, quickly, and handling, positioning, and orientation of the textiles to be tested has no significance.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】不規則な面、特に織物、中で
も織物の染色またはその他の製造工程のテストおよび/
あるいはオンラインコントロールにおいて(これに限定
されるわけではない)改良点がある。開示する方法は特
に、観測または照射する角度によってテストする織物の
領域の外見または観察される色が変わり得る織物に対す
る、改良された低コストの色測定に適する。したがっ
て、開示する改良された色測定システムは、織絹布、ポ
リエステルまたは、特に色測定が難しいその他の織布だ
けでなく、カーペットその他の不織布等の織物や、織物
用の縫い糸や織り糸(yarn)についても、色測定に使用し
てよい。
FIELD OF THE INVENTION Testing and / or testing of irregular surfaces, especially textiles, especially dyeing or other manufacturing processes of textiles.
Or there are (but not limited to) improvements in online control. The disclosed method is particularly suitable for improved, low cost color measurements on fabrics where the appearance or observed color of the region of the fabric under test may change depending on the angle of observation or illumination. Accordingly, the improved color measurement system disclosed is not limited to woven silk, polyester, or other wovens that are particularly difficult to measure color, as well as fabrics such as carpets and other non-woven fabrics, and sutures and yarns for fabrics. May also be used for color measurement.

【0002】具体的には、織物の色測定を行う所望のシ
ステムは、容易かつ迅速に使用でき、テスト対象である
物質の取扱いや位置、配向が重要ではなく、しかも、比
較的低コストで、正確かつ均質な色測定を行うことがで
きる。
In particular, the desired system for making color measurements on textiles is easy and fast to use, the handling, position and orientation of the material under test are not important, and at a relatively low cost. Accurate and uniform color measurement can be performed.

【0003】[0003]

【従来の技術】ここで開示する実施形態の改良された分
光光度計色検知構成の動作原理によれば、織物の色を正
確に測定する、予想しない程に改良された方法が提供さ
れる。ここで織物とは緻密な織布やカーペット等を含
み、特に照射または反射の角度に敏感な表面を有する物
を含む。これらの布および光を不均一に反射する面の色
は、色ターゲット方向角および変位に対する不感性さが
より広範囲であれば、より正確に測定できる。これは例
えば、非常に改良された色測定再現性や、粗い感触の(t
extured)織物サンプルまたは、テスト中に回転する織物
サンプルに関する方向角のバラツキの減少等を含む。
The principles of operation of the improved spectrophotometer color sensing arrangement of the embodiments disclosed herein provide an unexpectedly improved method of accurately measuring fabric color. Here, the woven fabric includes a dense woven fabric, a carpet, and the like, and particularly includes a product having a surface sensitive to an angle of irradiation or reflection. The color of these cloths and the surface that reflects light unevenly can be measured more accurately if the insensitivity to the color target direction angle and displacement is broader. This is due to, for example, the greatly improved color measurement reproducibility and the (t
(extended) textile sample, or reduction of azimuthal variation with respect to the textile sample that rotates during the test.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】粗い感触の織物地サン
プルを実際にテストする場合、0−45度の照射と、変
位不感性光学装置および所定角度に配置されて反射光を
平均する6個の検出器を有する検出構成とを有する分光
光度計検出器を使用すれば、布地サンプルを回転させな
がら行う測定において、1デルタE未満で色反射測定が
再現できる。
In the actual testing of rough-textured textile samples, 0-45 degree illumination and displacement-insensitive optics and six light-averaging reflected lights are arranged. By using a spectrophotometer detector having a detection arrangement with a detector, color reflection measurements can be reproduced in less than 1 delta E in measurements made while rotating the fabric sample.

【0005】例示的な色測定システムの出力の再現性
は、色糸のテストにおいてすら高かった。したがって、
例示的なシステムは、異なる色の織り糸で作られたニッ
トや織り布のデザインについても有益である。あるデザ
インに対して特定の色の糸を用いることが所望または必
要である場合、織物のデザイナは実際の糸の色を事前に
より正確に測定し、布を織った場合にどういった布色に
なるかを正確に予想できる。このような改良された作業
フローによれば、生産時間を減らしても高品質の製品を
生産できる。
The output reproducibility of the exemplary color measuring system was high even in the testing of colored yarns. Therefore,
The exemplary system is also beneficial for knit and woven fabric designs made of different colors of yarn. When it is desired or necessary to use a specific color of thread for a design, the textile designer can more accurately measure the actual thread color in advance and determine what color the cloth will look like when woven. You can predict exactly what will happen. According to such an improved work flow, a high quality product can be produced even if the production time is reduced.

【0006】また、織り糸および/あるいは織物につい
て測定した色信号をコンピュータに入力してディスプレ
イに表示することもできる。これは、織物サンプルの測
定した色を取り込めることによって、コンピュータ上で
デザインする場合に特に有用であろう。また、既存のソ
フトウェアを使用して、スクリーン上で色領域を移動し
たり並べたりすることができる(周知のように、隣接す
る色は人間の色知覚に影響を与える)。
Further, the color signal measured for the weaving yarn and / or the woven fabric can be input to the computer and displayed on the display. This would be particularly useful when designing on a computer by incorporating the measured color of a textile sample. Also, existing software can be used to move and align color areas on the screen (adjacent colors affect human color perception, as is well known).

【0007】開示する色測定の方法は、織物製造工程と
同様、その他の多様な織物/ファッション小売市場およ
び/あるいはグラフィックアートにおいてもコスト効率
が良い改良を行うことができる。その他にも、カーペッ
トの染色、(ニットウェアや織り糸等の)ファッション
商品アクセサリの染色、レザー染色、プラスチックコー
ティングの色合わせや色調整等にも適用できるだろう。
The disclosed method of color measurement can make cost-effective improvements in a wide variety of other textile / fashion retail markets and / or graphic arts as well as textile manufacturing processes. Other possibilities include dyeing carpets, dyeing fashion accessories (such as knitwear and yarns), leather dyeing, color matching and color adjustment of plastic coatings.

【0008】開示する方法を、直接フィードバック色制
御および色修正システムの一部として織物の製造におい
てオンラインで使用できる。あるいは、通常、または任
意の、質コントロールテストを行うためにオフラインで
織物サンプルに使用してもよい。開示する低コスト織物
色測定システムを多数の異なる色較正または修正システ
ムに使用できる。また、多様なオンライン色コントロー
ルまたは色処理システムの色較正または修正に使用で
き、また内蔵できる。
The disclosed method can be used online in the manufacture of textiles as part of a direct feedback color control and color correction system. Alternatively, it may be used on a fabric sample off-line to perform a quality control test, either normal or optional. The disclosed low cost textile color measurement system can be used in many different color calibration or correction systems. It can also be used and integrated in color calibration or correction of various online color controls or color processing systems.

【0009】特に長期にわたる商用的な必要性の例とし
て、布の染色業者に、特に異なる「染料ロット」または
バッチにおいても均質の色を維持するために、色が揃っ
た溶液を提供することがある。色の均質性を維持するこ
とは、現在の染色業者においても依然として困難であ
る。供給された物質や染料の特性、および周囲の処理状
態は、僅かに変化し続けている。また、染料の混合はま
すます複雑になっている。こうした変化要因のために、
染色家は、正確で再現性がある色作りにおいて大きな困
難に直面し、より良い色測定システムを必要としてい
る。
As an example of a particularly long-term commercial need, it is desirable to provide fabric dyers with a color-matching solution, in order to maintain a uniform color, especially in different "dye lots" or batches. is there. Maintaining color uniformity is still difficult for current dyers. The properties of the materials and dyes supplied and the processing conditions of the environment continue to change slightly. Also, the mixing of dyes is becoming more complex. Because of these factors of change,
Dyeers face great difficulties in producing accurate and reproducible colors and need better color measurement systems.

【0010】ある照明下では同じに見えるサンプルが別
の照明下では異なって見えるといったメタメリズムを制
御することは、染料および繊維業界におけるもう一つの
重要な要素である。この例示的なシステムは、同じテス
トターゲット領域の色を異なる波長で迅速に測定でき、
これから、正確で広範のスペクトル再構築アルゴリズム
を提供できる異なる反射率のスペクトルを生成および検
出できる。
Controlling metamerism such that samples that look the same under one illumination appear different under another is another important element in the dye and textile industry. This exemplary system can quickly measure the color of the same test target area at different wavelengths,
From this, spectra of different reflectivities can be generated and detected that can provide accurate and extensive spectrum reconstruction algorithms.

【0011】特に、開示するシステムは、多様に傾斜し
たり、彎曲したり、非平面であったり、あるいは光測定
システム装置(ここの例では改良された分光光度計)に
対する角度配向が変化する色テスト面の色測定において
改良された測定精度を実現する。これは、非接触型分光
光度計の精度を向上するために特に所望である。非接触
型の分光光度計は、該光度計から離れたテスト面、また
は、移動する色付き物体や薄金属板や物質等の色や色濃
度を測定でき、その際に該テスト面を有する物質を参照
面または分光光度計に対向して保持する必要がない。こ
のように、テスト物質が分光光度計から多様な間隔をあ
けてこれを横切る方向に自由に移動できることは、カラ
ー測定の様々な適用において望ましい。
In particular, the disclosed system provides a variety of colors that are tilted, curved, non-planar, or have varying angular orientations with respect to the optical measurement system device (the improved spectrophotometer in this example). Provides improved measurement accuracy in color measurement of test surfaces. This is particularly desirable to improve the accuracy of non-contact spectrophotometers. A non-contact type spectrophotometer can measure the color or color density of a test surface away from the photometer, or a moving colored object, a thin metal plate, a substance, or the like. There is no need to hold it against the reference plane or spectrophotometer. Thus, the ability of the test material to freely move in and out of the spectrophotometer at various intervals is desirable in a variety of color measurement applications.

【0012】さらに、テスト物質または媒体の角度また
は回転の移動の自由を許容する色測定システムは更に、
その色テスト面が分光光度計に対する角度配列を変化さ
せることも許容する。開示する分光光度計の実施形態お
よび測定システムは、角度配列におけるこのような変化
のために生じる測定誤差および出力信号誤差を所望に顕
著に軽減できる。これは、媒体の方向角または回転配向
の相違(測定装置に対する、糸または繊維の配向の差異
によって生じる等)による媒体の反射率の相違によって
生じる測定のバラツキを顕著に軽減することを含む。
Furthermore, a color measuring system which allows freedom of angular or rotational movement of the test substance or medium is further provided
It also allows the color test surface to change the angular alignment to the spectrophotometer. The disclosed spectrophotometer embodiments and measurement systems can significantly reduce the measurement and output signal errors caused by such changes in the angular alignment, as desired. This involves significantly reducing measurement variations caused by differences in the reflectivity of the media due to differences in the orientation angle or rotational orientation of the media (such as caused by differences in the orientation of the yarns or fibers relative to the measuring device).

【0013】以下で説明する分光光度計の特定の実施形
態では、複数の異なる色の発光LEDによって色テスト
ターゲット面を(仰角を持つことなく)垂直に略平行に
順次照射し、テスト面に(楕円でなく)略円形の共通照
射領域を形成する。つまり、全てのLEDを中央に配置
するので、テスト面上の照射パターンはテスト面に約9
0度、つまり垂直で当たる光によって形成される。これ
により、テスト面がこの光に対して90度であればテス
ト面上の選択された領域に円形または略円形の照射パタ
ーンが形成される。更に、光センサをテストターゲット
に対して45度の仰角で光学的に配向して、照射された
テスト面からの反射光を受光してもよい。以下で更に説
明するように、色テスト面が90度から外れてもこの円
形LED照射パターンは僅かに楕円になるだけで、面積
もあまり変わらない。したがって、テスト面の反射照度
にあまり変動がなく、該光センサの出力信号にもほとん
ど変動がない。これにより、角度に対する敏感さが少な
い改良された分光光度計を提供できる。
In the particular embodiment of the spectrophotometer described below, a plurality of differently colored LEDs are used to sequentially illuminate a color test target surface vertically (without elevation) in a generally parallel fashion, and the test surface ( Form a generally circular common irradiation area (rather than an ellipse). In other words, since all LEDs are arranged in the center, the irradiation pattern on the test surface is about 9
It is formed by light that strikes at 0 degrees, that is, vertically. Thus, if the test surface is 90 degrees with respect to this light, a circular or substantially circular irradiation pattern is formed in the selected area on the test surface. Further, the photosensor may be optically oriented with respect to the test target at an elevation angle of 45 degrees to receive reflected light from the illuminated test surface. As will be explained further below, the circular LED illumination pattern is slightly elliptical even if the color test surface deviates from 90 degrees, and the area does not change much. Therefore, the reflected illuminance on the test surface does not fluctuate much, and the output signal of the optical sensor also fluctuates little. This can provide an improved spectrophotometer that is less sensitive to angles.

【0014】開示する実施形態における改良型分光光度
計の更なる特徴として、ターゲット照射領域の周りの対
向する側の異なる位置からこれを斜めの観測する複数の
光検出器の出力を平均化してターゲット領域の角度およ
び/または方向角反射力(azimuthal reflectivity)の
変動を平均化することで、テスト面の配置が変わった場
合に、この変化に対する分光光度計の敏感さを更に少な
くする。
As a further feature of the improved spectrophotometer in the disclosed embodiment, the target is obtained by averaging the outputs of a plurality of photodetectors that obliquely observe the target irradiation area from different positions on the opposite side. Averaging the variation in the angle and / or azimuthal reflectivity of the area further reduces the sensitivity of the spectrophotometer to changes in the placement of the test surface.

【0015】ここで説明する本実施形態の例示的な分光
光度計はカラープリンタの自動オンライン連続式色修正
システムの一部でもよい(ただしこれに限定されるわけ
ではない)。これは、このような分光光度計は手ごろな
値段で提供でき、媒体の通常の移動に干渉することな
く、非接触で(間隔をあけて)色測定を行う多様な染色
または印刷処理のための物質移動または動作パスに装着
できるからだ。このような多様な色制御システムまたは
「比色分析的計測(colorimetry)」機能システムの例
は、上記の同時係属出願および特許や、これらに引用さ
れた他の技術において更に開示されている。これは、コ
ストが高く(およびオンライン使用には不適切である)
典型的な実験用の分光光度計とは対照的である。
The exemplary spectrophotometer of this embodiment described herein may be (but is not limited to) be part of an automatic online continuous color correction system of a color printer. This is because such spectrophotometers can be provided at a reasonable price, for a variety of dyeing or printing processes that make non-contact (spaced) color measurements without interfering with the normal movement of the medium. It can be attached to a mass transfer or motion path. Examples of such a variety of color control systems or "colorimetry" functional systems are further disclosed in the above-referenced co-pending applications and patents and other techniques cited therein. This is expensive (and unsuitable for online use)
In contrast to a typical laboratory spectrophotometer.

【0016】カラー測定を行うことおよび/または様々
な質または濃度(consistency)の制御機能に対して色
測定を行うことは、これら以外の多くの技術や応用(織
物、壁紙、プラスチック、塗料、インク等の製造等)に
おいても重要である。したがって、本明細書に開示する
色検出システムは、これらの物質や物体の色テストを行
う上記以外の様々な分野でも適用できるだろう。
Making color measurements and / or making color measurements for a variety of quality or consistency control functions has many other technologies and applications (textiles, wallpaper, plastics, paints, inks). Etc.) is also important. Therefore, the color detection system disclosed herein may be applied in various fields other than those described above for color testing these substances and objects.

【0017】多様な他の色分光光度計の構成または設計
の例として、ゼロックス社の米国特許第5,748,2
21号の他に、ヒューレットパッカード社の米国特許第
5,671,059号(1997年9月23日発行)お
よび第5,272,518号(1993年12月21日
発行)、Accuracy Microsensor,
Incの米国特許第5,838,451号(1998年
11月17日発行)および第5,137、364号(1
992年8月11日発行)(共に、Cornelius
J. McCarthyに対して)、Color S
avvyの米国特許第6,147,761号、第6,0
20,583号、第5,963,333号、BYK−G
ardnerの米国特許第5,844,680号、Co
lorimeterの米国特許第6,157,454号
がある。
As an example of a variety of other color spectrophotometer configurations or designs, Xerox US Pat. No. 5,748,2
In addition to No. 21, U.S. Pat. Nos. 5,671,059 (issued September 23, 1997) and 5,272,518 (issued December 21, 1993) by Hewlett-Packard, Accuracy Microsensor,
Inc. US Pat. Nos. 5,838,451 (issued November 17, 1998) and 5,137,364 (1).
Published August 11, 992 (both Cornelius)
J. (For McCarthy), Color S
avvy US Pat. Nos. 6,147,761 and 6,0
20,583, 5,963,333, BYK-G
Ardner US Pat. No. 5,844,680, Co
There is US Patent No. 6,157,454 to Lorimeter.

【0018】特に、生物見本を含むテスト物体の光反射
吸収および/または伝達を、所定角度をもって円状に整
列した異なる波長の複数のLEDによって非接触的に測
定することに関して、米国特許第3,910,701号
(1975年10月7日、G.W.Henderson
等)がある。
In particular, with regard to the non-contact measurement of the light reflection absorption and / or transmission of a test object, including a biological specimen, by means of a plurality of LEDs of different wavelengths arranged in a circle at a predetermined angle, US Pat. 910, 701 (October 7, 1975, GW Henderson)
Etc.)

【0019】濃度計に関連する特許としては、第4,5
53,033号、第4,989,985号、第5,07
8,497号を含む。均質の面発光(surface irradianc
e)を提供することに関する特許は、第5,526,19
0号を含む。
The patents relating to the densitometer are:
53,033, 4,989,985, 5,07
Including No.8,497. Homogeneous surface emission (surface irradianc
Patents relating to providing e) are: 5,526,19
Including No. 0.

【0020】ここの例で使用するように、その他に明示
されていなければ、「分光光度計」という用語は、分光
光度計、比色計(色彩計;colorimeter)および濃度計
(デンシトメータ;densitometer)を広範に含む。つま
り、本明細書において「分光光度計」という用語には、
広い定義と適用範囲とが与えられている。このような上
記技術用語の定義または用途は様々な科学者や技術者の
間でも異なるが、これらを全て含む。
As used in the examples herein, unless specified otherwise, the term "spectrophotometer" refers to spectrophotometers, colorimeters and densitometers. Broadly included. That is, in the present specification, the term “spectrophotometer” includes
Broad definition and scope are given. Definitions and uses of such technical terms differ among various scientists and engineers, but include all of them.

【0021】「分光光度計」、「比色計」、「濃度計」
という用語を区別するために簡単に分類すると、次に示
すようになる。技術的な内容ではもっと狭い定義が用い
られるかもしれないが、請求項を限定するものとして用
いられるわけではない。
"Spectrophotometer", "Colorimeter", "Densitometer"
The following is a brief classification to distinguish the term. A narrower definition may be used in the technical context, but not as a limitation of the claims.

【0022】一般的な「分光光度計」は、人間に見える
色スペクトルまたは波長域をカバーするために、多くの
光波長にわたって、照射された物体の反射率(reflectan
ce)を測定する。典型的な分光光度計は、異なる光波長
におけるテスト面からの光の反射率または透過率という
形で色情報を提供する(これは、広範な白色光スペクト
ル画像反射の合成画像として人間の目に見えるであろう
物により近づけて測定しようとすることであるが、分光
光度計は異なるそれぞれの照射波長域またはチャネルか
らの反射光の異なるレベルに対応する明確な電子信号を
所望に提供する)。
A typical "spectrophotometer" is a reflectan of an illuminated object over a number of wavelengths of light in order to cover the human-visible color spectrum or wavelength range.
ce) is measured. A typical spectrophotometer provides color information in the form of reflectance or transmission of light from a test surface at different light wavelengths (which is a composite image of a wide range of white light spectral image reflections to the human eye). While attempting to measure closer to what is visible, the spectrophotometer desirably provides distinct electronic signals corresponding to different levels of reflected light from each different illumination wavelength range or channel).

【0023】「比色計」は通常、3個の照射チャネル
(赤、緑、青)を有する。つまり、一般的に「比色計」
は、これらの3個(赤、緑、青つまりRGB)の値を提
供する。この値は、赤、緑、青の照射部(異なる3色の
色LED、または3個の異なる色フィルタを備える3個
のランプ等)によって順次照射される色テスト面からの
反射光を受光する光センサまたは光検出器によって読み
出される。したがって、これは、RGBとして既知であ
る3原色量(trichromatic quantity)として色情報を出
力するという点で、「分光光度計」とは異なる、あるい
はその限定的な特例であると考えてもよい。
A "colorimeter" usually has three irradiation channels (red, green, blue). That is, in general, "colorimeter"
Provides these three (red, green, blue or RGB) values. This value receives the reflected light from the color test surface that is sequentially illuminated by the red, green, and blue illuminators (such as three differently colored LEDs or three lamps with three different color filters). It is read by a photosensor or photodetector. Therefore, this may be considered to be different from the “spectrophotometer” in that color information is output as a trichromatic quantity known as RGB, or a limited special case thereof.

【0024】3原色量を用いてある種の変換を行って3
次元座標空間における色を表してもよい。「装置依存色
空間」(すなわち従来のL*a*b*に変換したRG
B)に変換するこれ以外のRGB変換は通常、色変換式
または「ルックアップテーブル」システムを既知の方法
で用いる(ここで引用する参考例およびその他に、この
例が示されている)。
Some kind of conversion is performed using the three primary color amounts to obtain 3
It may represent a color in the dimensional coordinate space. "Device-dependent color space" (that is, RG converted to conventional L * a * b *
Other RGB conversions to B) usually use color conversion formulas or "look-up table" systems in a known manner (reference example cited here and others, this example is given).

【0025】「濃度計」は通常、チャネルを1本だけ有
し、光受容体上の現像済トナーテストパッチ等のテスト
面からの反射光の振幅を、(広くても狭くても)波長範
囲にわたって、選択された角度で単純に測定する。IR
LED、可視LED、または白熱灯等の照射源を1個
用いてもよい。濃度検出計の出力をプログラムしてサン
プルの光学的濃度を提供する。この型の濃度計は基本的
に「色を区別しない(color blind)」。例えば、シア
ンのテストパッチとマゼンダのテストパッチは、もちろ
ん異なる色を呈するが、濃度計で測定した場合には同じ
光濃度を有することがあり得る。
A "densitometer" usually has only one channel to measure the amplitude of light reflected from a test surface, such as a developed toner test patch, on a photoreceptor over a wavelength range (wide or narrow). Simply measure at a selected angle over. IR
You may use one irradiation source, such as an LED, a visible LED, or an incandescent lamp. The output of the densitometer is programmed to provide the optical density of the sample. This type of densitometer is basically "color blind". For example, a cyan test patch and a magenta test patch can, of course, exhibit different colors but have the same light density when measured with a densitometer.

【0026】開示する実施形態の特別な例としての複数
LED反射分光光度計は、ターゲットを通常、狭帯域ま
たは単色光で照射する、分光光度計の特別な型と考えて
もよい。広帯域照射源を有する型としてはフラッシュキ
セノンランプ分光光度計、つまり白熱ランプ分光光度計
がある。分光光度計は通常、4個以上のチャネル測定値
(例えば、4個以上のチャネル測定値)を用いてより詳
細な反射率値を得るように変換アルゴリズムによってプ
ログラムされる。これは標準的な3チャンネル比色計
(色彩計)とは対照的である。標準的な比色計(色彩
計)の測定は(3つの測定値のみでは)不十分であり、
人間の目に関連した反射率のスペクトル測定を正確に行
うことができない。
A multiple LED reflectance spectrophotometer as a particular example of the disclosed embodiment may be considered a special type of spectrophotometer, which typically illuminates the target with narrow band or monochromatic light. As a type having a broadband irradiation source, there is a flash xenon lamp spectrophotometer, that is, an incandescent lamp spectrophotometer. A spectrophotometer is typically programmed with a conversion algorithm to obtain more detailed reflectance values using four or more channel measurements (eg, four or more channel measurements). This is in contrast to a standard 3-channel colorimeter (colorimeter). Standard colorimeter (colorimeter) measurements are not sufficient (only 3 measurements),
Inaccurate spectral measurements of reflectance related to the human eye cannot be made.

【0027】開示するこのシステムの好適な実施例や特
徴は、状況によって変わるかもしれない。また、開示す
る特徴や構成要素のいくつかを用いてグレースケールバ
ランシングや2個以上の照射源を一度に点灯する等の機
能を行ってもよい。
The preferred embodiments and features of the disclosed system may vary according to circumstances. Also, some of the disclosed features and components may be used to perform functions such as gray scale balancing and turning on two or more illumination sources at once.

【0028】この特許出願は、分光光度計からの電子信
号を処理して色修正テーブル、階調再現曲線、または他
の色制御を生成または更新する様々なアルゴリズムや数
学的な技術(例えば、引例のいくつかを参照)の中の特
定の1つに関するものではなくこれに制限されるもので
もないので、ここでは、これらを更に説明する必要はな
い。
This patent application describes various algorithms and mathematical techniques (eg, references) that process electronic signals from a spectrophotometer to create or update color correction tables, tone reproduction curves, or other color controls. (See some of the above), and need not be further described here, as they are not intended to be limited to or by any particular one of them.

【0029】考え得る多様な色修正システムが、多様な
改良されたフィードバック、修正および構成システムを
用いて、分光光度計の出力信号を使用できる。これらの
具体的な概念や実施形態は多くの他の特許(ここで開示
する特許も含めて)や出版物において説明されているの
で、ここでは更に詳述する必要はない。
A wide variety of possible color correction systems can use the output signal of the spectrophotometer with a variety of improved feedback, correction and configuration systems. These specific concepts and embodiments have been described in many other patents (including the patents disclosed herein) and publications, and need not be discussed at length here.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】ここで開示する特定の実
施形態の具体的の特徴は、見る角度の違いによって異な
る色に見える織物を含む、不規則な面を有する物質の色
をより正確に測定する方法を提供する。この方法は、前
記不規則な面を有する物質のサンプル領域を略垂直に照
射し、サンプル領域の周囲で間隔をあけて配置されて照
射されたサンプル領域に反射した照射を実質的に対向す
る方向から前記物質のサンプル領域に対して所定角度を
もって受信する複数の別個の光検出器によって、前記物
質のサンプル領域に反射した色を、前記物質のサンプル
領域に対して所定角度をもって測定する。
A particular feature of certain embodiments disclosed herein is that it more accurately determines the color of materials with irregular surfaces, including fabrics that appear to be different colors depending on the viewing angle. Provide a way to measure. In this method, a sample region of the substance having an irregular surface is irradiated substantially vertically, and the irradiation reflected from the sample region irradiated with the sample regions arranged at intervals around the sample region is substantially opposite to each other. A plurality of separate photodetectors that receive from the sample area of the substance at a predetermined angle measure the color reflected by the sample area of the substance at a predetermined angle to the sample area of the substance.

【0031】更に本明細書に開示する単独または組合せ
た特徴は、以下を含む。前記所定角度は約45度であ
る。および/あるいは、前記前記不規則な面を有する物
質の前記サンプル領域に対する前記照射は、異なるスペ
クトル照射による迅速かつ連続的な複数の照射を含む。
および、前記物質は、前記複数の個別の光検出器に対し
て移動する織物物質である。および/あるいは、前記複
数の個別の光検出器は、前記物質の前記照射されたサン
プル領域の周囲に、比較的均一に円状に配置される。お
よび/あるいは、前記複数の個別の光検出器の各々は、
複数の異なるスペクトル感光性を有する複数の光サイト
を有する。および/あるいは、前記物質は織物物質であ
り、前記織物物質はカーペットである。および/あるい
は、前記不規則な面を有する物質は織物物質であり、前
記織物物質は織布である。および/あるいは、不規則な
面を有する物質を、これに対して略垂領域で照射し、サ
ンプル領域の周囲で間隔をあけて配置されてサンプル領
域に反射した照射を実質的に対向する方向からサンプル
領域に対して所定角度をもって受信する複数の別個の光
検出器によって、前記物質のサンプル領域に反射した色
を、前記物質のサンプル領域に対して所定角度をもって
測定する、物質の色をより正確に測定する方法である。
および/あるいは、見る角度の違いによって異なる色の
度合を示す物質の色を正確に検出する方法であって、前
記面物質のサンプル領域を照射し、前記照射される物質
からの前記照射の反射を対向する方向から前記物質のサ
ンプル領域に対して角度をもって受光するように前記照
射される物質の周囲に配置された光検出器によって、前
記照射された物質から反射する色を、物質に対して角度
を持って測定する方法である。
Further features disclosed singly or in combination disclosed herein include: The predetermined angle is about 45 degrees. And / or the irradiation of the sample area of the material having the irregular surface comprises a plurality of rapid and continuous irradiations with different spectral irradiations.
And the material is a textile material that moves relative to the plurality of individual photodetectors. And / or the plurality of individual photodetectors are arranged relatively uniformly in a circle around the illuminated sample area of the substance. And / or each of the plurality of individual photodetectors,
It has a plurality of light sites with different spectral sensitivities. And / or the material is a textile material and the textile material is a carpet. And / or the material having irregular surfaces is a textile material and the textile material is a woven material. And / or irradiating a material having an irregular surface to it in a substantially perpendicular region, spaced apart around the sample region and reflecting the reflected light to the sample region from substantially opposite directions More accurate color of a substance by measuring the color reflected by the sample region of the substance at a predetermined angle with respect to the sample region of the substance by a plurality of separate photodetectors receiving at a predetermined angle to the sample region It is a method of measuring.
And / or a method of accurately detecting the color of a substance exhibiting different degrees of color depending on the viewing angle, which comprises irradiating a sample area of the surface substance and reflecting the irradiation from the substance to be irradiated. A color of light reflected from the irradiated substance is detected by a photodetector arranged around the irradiated substance so as to receive light at an angle with respect to the sample region of the substance from opposite directions. Is a method of measuring.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】図面に示すように分光光度計12
を有し、色テスト領域をテストする色検知システム10
の特定の例示的実施の形態を詳細に説明する。最初に図
1〜図4を参照する。この分光光度計12の実施形態の
方向角に対する不感性特徴を示し、この光度計の変位に
対する不感性特徴と組み合わせて説明する。変位に対す
る不感性特性もまた、同じ特許権者による、米国特許出
願09/535,007(2000年3月23日出願、
Fred F.Hubble III、Joel A.
Kubby)の主題でもある。これらの変位に対する不
感性特徴の原理は、異なる分光光度計12に関連して、
以下で再度説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A spectrophotometer 12 as shown in the drawings.
And color detection system 10 for testing a color test area
Specific exemplary embodiments of the will be described in detail. First figure
Please refer to FIGS. The directional angle insensitive feature of this embodiment of the spectrophotometer 12 is shown and will be described in combination with the displacement insensitive feature of this photometer. Displacement-insensitive characteristics are also attributed to U.S. patent application Ser. No. 09 / 535,007 (filed Mar. 23, 2000;
Fred F. Hubble III, Joel A .;
Kubby) is also the subject. The principle of these displacement-insensitive features is related to different spectrophotometers 12,
It will be described below again.

【0033】上記の同時係属出願に説明するように、タ
ーゲットの変位距離の変動を含む分光光度計の出力の変
動を軽減することが望まれる。しかし、45度で照射さ
れるテスト領域からの反射光を測定することが望ましい
場合に、変位と方向角の一方または両方に敏感でないよ
うにする改良は複雑である。
As explained in the above-mentioned co-pending application, it is desirable to reduce variations in the output of the spectrophotometer, including variations in the displacement distance of the target. However, where it is desired to measure the reflected light from a test area illuminated at 45 degrees, the improvement to make it insensitive to displacement and / or azimuth is complicated.

【0034】CIE、ASTM等によって設定された産
業基準に適合することは必須ではないが通常好ましい。
これらの基準によると、色測定のためのテストパッチ照
射は色テストパッチが印刷された媒体面に対して45度
で行わねばならない。また、色テストパッチの測定は
(光が拡散的に散乱するように照射された)テストパッ
チからの拡散的に散乱された光束を用いて、色テストパ
ッチ面に対して90度(垂直)で行なわねばならない。
しかし、この基準を満たすように分光光度計を実現する
場合に、反射光が繰り返し収束(collect)することが大
きな障害となる。この収束する光の量は収束光学系の入
射瞳に対向する立体角に比例する。しかし、こうした基
準は、テスト面を90度で照射してその反射光を該照射
されたテスト面に対して45度で色測定するような、上
記とは異なる構造の分光光度計12でも満たせることが
分かった。
It is not necessary, but usually preferred, to comply with industry standards set by CIE, ASTM, etc.
According to these criteria, test patch irradiation for color measurement must be done at 45 degrees to the surface of the medium on which the color test patch is printed. The color test patch is measured at 90 degrees (perpendicular) to the plane of the color test patch using the diffusely scattered light flux from the test patch (illuminated so that the light is diffusely scattered). Must be done.
However, when a spectrophotometer is realized so as to satisfy this standard, repeated collection of reflected light is a major obstacle. The amount of this converged light is proportional to the solid angle facing the entrance pupil of the converging optical system. However, such a standard can also be satisfied by a spectrophotometer 12 having a structure different from the above, such that the test surface is illuminated at 90 degrees and the reflected light is color-measured at 45 degrees with respect to the illuminated test surface. I understood.

【0035】上述のように、従来の分光光度計、比色
計、濃度計は、測定の間、測定対象ターゲットを所定の
固定位置に保持しなければならない。これは通常、装置
の検知ヘッドに装着または隣接して保持された参照面
に、ターゲット物質を物理的に平坦に押し付けて行う。
このために、多くの所望の色測定の機会が制限または抑
制されてしまう。こうしたことは、ここで開示するシス
テムは要求しない。
As described above, the conventional spectrophotometer, colorimeter, and densitometer must hold the target to be measured at a predetermined fixed position during measurement. This is usually done by pressing the target material physically flat against a reference surface that is mounted on or held adjacent to the sensing head of the device.
This limits or limits many of the desired color measurement opportunities. This does not require the system disclosed herein.

【0036】色センサ−検出対象媒体間の変位が変わる
と、収束する光の量は次の等式にしたがって対応するよ
うに変化する。
When the displacement between the color sensor and the medium to be detected changes, the amount of light that converges changes correspondingly according to the following equation.

【数1】 ここで、Ω=投射光学系に対向する立体角、A=投射入
射瞳の面積、r=テストパッチと入射瞳との間の変位、
である。
[Equation 1] Where Ω = solid angle facing the projection optics, A = area of projection entrance pupil, r = displacement between test patch and entrance pupil,
Is.

【0037】変位が変わると収束する光の量が変わる。
しかし、この変動は電気信号出力においてパッチ濃度の
変動と区別できず、この変動が補償されないままだと測
定濃度に誤差が生じる。
When the displacement changes, the amount of light that converges also changes.
However, this variation is indistinguishable from the variation in patch density in the electrical signal output, and if this variation remains uncompensated, an error occurs in the measured density.

【0038】これを解決する一方法として、ペーパパス
内に付加的な装置を設け、これによって媒体を測定溝内
に機械的に拘束する。しかし、前述のようにこれは非常
に好ましくない。付加的要素に関連するコストが増える
し、ペーパパス内の一部が狭窄するために紙詰まりが生
じ易くなるからである。
One way to solve this is to provide an additional device in the paper path to mechanically restrain the medium in the measuring groove. However, as mentioned above, this is highly undesirable. This is because the costs associated with the additional elements increase and paper jams are more likely to occur due to the narrowing of some of the paper path.

【0039】本明細書に開示する解決策は、付加的な装
置を設けるかわりに、測定中の色ターゲット媒体との間
の相対的な変位に比較的敏感でない新たな分光光度計1
2を設けることだ。この方法は遥かに望ましい。媒体と
の干渉を最小限に抑え、センサの配置に構造的な多様性
を容認し、正確に行えば、センサUMC(単位製造コス
ト)を僅かに増やせば良いだけだからだ。ここで設けら
れる分光光度計12は、検査対象の媒体面からの変位に
対して比較的敏感でない出力を送出し、しかもコンパク
トで比較的安価である。
The solution disclosed herein, in lieu of providing an additional device, is a new spectrophotometer 1 that is relatively insensitive to relative displacements with respect to the color target medium being measured.
2 is to be provided. This method is much more desirable. This is because if interference with the medium is minimized, structural variability is allowed in the arrangement of the sensors, and if done accurately, the sensor UMC (unit manufacturing cost) should be slightly increased. The spectrophotometer 12 provided here delivers an output that is relatively insensitive to displacement from the surface of the medium to be inspected, yet is compact and relatively inexpensive.

【0040】別の言い方をすれば、図2の分光光度計1
2では、選択された一連の光源D1,D2,D3,D4
(その時点で照射中の光源)からの光束を共通集光レン
ズ13(IRフィルタ13A付き)でコリメートし、印
刷媒体30(ここでは、不均一で(位置または角度に関
して)比較的拘束されていない織物片)上のテストパッ
チ31に照射する。照射された領域の反転画像が投射
(ターゲット)光学系18、19によって検出器12
(図2中の14)の平面に形成される。この時、反転画
像は検出器の領域に最大露光される。ターゲット光学系
18、19の倍率を略1:1にすると、一次的に、全共
役(total conjugate)に対して小さな対象物―センサ間
変位については、検出器が検出する画像内のエネルギー
密度は媒体―センサヘッド間の距離が変わっても不変と
なることが分かった。これを以下に説明する。
In other words, the spectrophotometer 1 shown in FIG.
2 the selected series of light sources D1, D2, D3, D4
The light flux from (the light source being irradiated at that time) is collimated by the common condenser lens 13 (with the IR filter 13A), and the print medium 30 (here, nonuniform (relative to position or angle) is relatively unconstrained). The test patch 31 on the fabric piece) is irradiated. An inverted image of the illuminated area is detected by the projection (target) optical system 18 and the detector 12
It is formed on the plane (14 in FIG. 2). The reverse image is then maximally exposed in the area of the detector. When the magnification of the target optical systems 18 and 19 is set to about 1: 1, the energy density in the image detected by the detector is primarily the object-sensor displacement smaller than the total conjugate. It was found that it does not change even if the distance between the medium and the sensor head changes. This will be explained below.

【0041】つまり、テストパッチ31に反射しレンズ
18,19によって収束される光エネルギーは、この投
射レンズに対向する立体角に比例する。数学的に説明す
ると、媒体―光学系間の変位r(図示せず)が変わると
画像内の全エネルギーは立体角によって変わる。これは
r^(−2)に比例する。また、媒体―センサ間の距離
が変わってもこれに対応して補償するように画像の大き
さに影響する。倍率が1:1の画像処理光学系では、倍率
は被写体変位の逆数r^(−1)として変化し、これに
よって画像面積にr^(−2)に比例する変化が生じ
る。したがって、画像エネルギー密度すなわち単位面積
あたりのエネルギーは、変位が変わっても一次的に不変
となる。また、検出器は画像内の固定領域をサンプリン
グするので、その出力は距離が変わっても不変とされ
る。
That is, the light energy reflected by the test patch 31 and converged by the lenses 18, 19 is proportional to the solid angle facing the projection lens. Mathematically speaking, when the displacement r (not shown) between the medium and the optical system changes, the total energy in the image changes with the solid angle. This is proportional to r ^ (-2). Further, even if the distance between the medium and the sensor is changed, the size of the image is influenced so as to compensate for the change. In an image processing optical system with a magnification of 1: 1 the magnification changes as the reciprocal of the object displacement r ^ (-1), which causes a change in the image area proportional to r ^ (-2). Therefore, the image energy density, that is, the energy per unit area, does not change even if the displacement changes. Also, because the detector samples a fixed area in the image, its output remains unchanged over distance.

【0042】言い換えると、1:1倍率の感光性検出器
に対する集光レンズを用いれば、感光性検出器の固定露
光領域は、たとえターゲット領域が、これからの距離に
おいて±3mm以上変化しても、1mm2あたりほとん
ど同じマイクロワット数のエネルギーを該ターゲット領
域から効果的に得る。この例では、テストの色を正確に
読み取るシステムの能力に影響せずに、カラープリンタ
テストシートの分光光度計に対する変位、つまりカラー
プリンタテストシートがプリンタペーパパス内を移動す
る自由を、少なくとも約±3mm程度許容できる。
In other words, if a condenser lens for a photosensitive detector with a 1: 1 magnification is used, the fixed exposure area of the photosensitive detector will not change even if the target area changes ± 3 mm or more in the distance from the fixed exposure area. Almost the same microwattage of energy per mm 2 is effectively obtained from the target area. In this example, the displacement of the color printer test sheet relative to the spectrophotometer, ie, the freedom for the color printer test sheet to move within the printer paper path, without affecting the system's ability to accurately read the color of the test, is at least about ±. About 3 mm is acceptable.

【0043】さらに数学的に説明すると、画像および物
体の共役が2fであり、該システムの倍率が1:1であ
り、媒体の変位における僅かな変動「d」に対して画像
面積は〜(2f+d)^−2であり、ターゲット反射照
度は集光レンズのコリメート作用によって一定に保た
れ、画像内の全エネルギーは〜(2F+d)^−2であ
ると、画像エネルギー密度(イメージエネルギー/イメ
ージ面積)は倍率1:1の場合に「d」に依存しない。
したがって、倍率1:1が検出器光学系において最適な
動作点である。
Mathematically speaking, the image-object conjugate is 2f, the system magnification is 1: 1 and the image area is ~ (2f + d) for a small variation "d" in the displacement of the medium. ) ^-2, the target reflected illuminance is kept constant by the collimating action of the condenser lens, and the total energy in the image is ~ (2F + d) ^-2, the image energy density (image energy / image area) Does not depend on "d" for a magnification of 1: 1.
Therefore, a magnification of 1: 1 is the optimum operating point in the detector optics.

【0044】しかし、1:1が好適ではあっても、0.
9:1〜1.1:1の範囲、つまり略1:1が(多少精
度は劣るが)いくつかの状況では使用できると考えられ
る。レンズ13(光センサD12の受光部分の固定領域
に対するレンズ)の倍率が「略」1:1であるとは、こ
こでは、光センサの光強度において、したがってその出
力信号において、1:1前後の有限範囲に対しては一次的
な精度が得られることを意味する。またこの範囲であれ
ば、上述の一次的な色反射率測定の精度の中でターゲッ
トと分光光度計12との距離に対して依然として±約
2.5−3mmの変動を許容する。したがってペーパパ
スに対向配設された規定または制限バッフル間の、その
点での通常の距離として約6mm以上の間隔が許容され
る。
However, even though 1: 1 is preferable, 0.
It is believed that the range 9: 1 to 1.1: 1, or approximately 1: 1 (although somewhat less accurate) may be used in some situations. The magnification of the lens 13 (the lens with respect to the fixed area of the light receiving portion of the optical sensor D12) is “substantially” 1: 1 means here that the optical intensity of the optical sensor, and thus the output signal thereof, is about 1: 1. This means that for a finite range, primary accuracy is obtained. Within this range, the accuracy of the above-described primary color reflectance measurement still allows a variation of ± about 2.5-3 mm with respect to the distance between the target and the spectrophotometer 12. Therefore, a normal distance at that point between the defined or restricted baffles disposed opposite the paper path is about 6 mm or more.

【0045】したがって、テストパッチからの反射を光
検出器に伝えるこのレンズ系では、光検出センサが出力
する電気信号を、テストパッチ−分光光度計間の変位に
おいて少なくとも最大6mmの変動に対しては効果的に
敏感でないようにすることができる。このため、横方向
の変位(および、対向するバッフル間の間隔)に対し
て、相応の量の自由さを許容できる。さらに/あるい
は、テスト領域面の巻きやシワを許容できる。したがっ
て、テスト物質を参照面や分光光度計に押し付けたり、
この近傍で拘束する必要がない。
Therefore, in this lens system that transmits the reflection from the test patch to the photodetector, the electrical signal output from the photodetection sensor is not affected by a variation of at least 6 mm in the displacement between the test patch and the spectrophotometer. You can effectively be less sensitive. This allows a corresponding amount of freedom for lateral displacement (and spacing between opposing baffles). Additionally / or, winding or wrinkling of the test area surface may be acceptable. Therefore, pressing the test substance against the reference surface or the spectrophotometer,
There is no need to restrain in this vicinity.

【0046】光センサレンズシステム18、19の適切
な例示的焦点距離は約11mmであり得る。これは、セ
ンサにおいて所望に集光される光エネルギー量と、適度
な寸法の分光光度計パッケージにおける変位に対する鈍
感さとの間で、適度に釣り合いが取られた点のようだ。
異なる焦点距離のレンズを使ってもよいが、変位に対し
て同様に鈍感であるためには、全体的な共役(テストパ
ッチとその画像との距離)がこれに応じて変わるだろ
う。
A suitable exemplary focal length for the photosensor lens systems 18, 19 may be about 11 mm. This appears to be a good balance between the amount of light energy desired to be collected at the sensor and the insensitivity to displacement in a moderately sized spectrophotometer package.
Lenses of different focal lengths may be used, but to be similarly insensitive to displacement, the overall conjugation (distance between test patch and its image) will change accordingly.

【0047】この概念はハイブリッドチップオンボード
を含む多様な技術または従来の構成要素を用いて実現で
きる。これは、図示するような複数LED分光光度計に
対して単オンボードチップまたはボードを提供する場合
に特に好適である。この構成では、可視スペクトルをカ
バーする異なる波長を有するLEDダイ(die)を適切に
選び、これをPWBに装着してもよい。また、図3の回
路例を参照して更に説明するように、各LEDを順次発
光してもよい。
This concept can be implemented using a variety of technologies, including hybrid chip-on-board or conventional components. This is particularly suitable when providing a single on-board chip or board for a multiple LED spectrophotometer as shown. In this configuration, LED dies with different wavelengths that cover the visible spectrum may be appropriately selected and mounted on the PWB. Also, each LED may sequentially emit light, as further described with reference to the example circuit of FIG.

【0048】各LEDからの光束をコリメートし、中央
に向けて、分光光度計12の中央部の下にある同一のテ
ストパッチ領域を照射する。図1に示すように、この位
置はレンズ13の光軸上であり、レンズ13はLEDの
輪または環の中心に位置する。各LEDによってテスト
パッチを連続的に照射しながら検出器の連続的な出力を
記録すると、異なる波長の関数としての該テストパッチ
の反射率を検出できる。十分な数の複数の異なるLED
出力波長を用いれば、異なる波長の関数としての同一の
テストパッチの反射率を可視スペクトル全体にわたって
外挿または内挿できる。
The luminous flux from each LED is collimated and directed toward the center to irradiate the same test patch area under the central portion of the spectrophotometer 12. As shown in FIG. 1, this position is on the optical axis of the lens 13, and the lens 13 is located at the center of the LED ring or ring. Recording the continuous output of the detector while continuously illuminating the test patch with each LED allows the reflectance of the test patch as a function of different wavelengths to be detected. A sufficient number of different LEDs
The output wavelength can be used to extrapolate or interpolate the reflectance of the same test patch as a function of different wavelengths throughout the visible spectrum.

【0049】分光光度計12に対する例示的なテスト測
定時間は、僅か約2−5秒以下である。この速度であれ
ば、テスト媒体が分光光度計12の検知領域を横切って
通過する際にリアルタイムで測定でき、通常の媒体製作
や出力との干渉を防止できる。
An exemplary test measurement time for spectrophotometer 12 is only about 2-5 seconds or less. At this speed, the test medium can be measured in real time as it passes across the sensing area of the spectrophotometer 12 and interference with normal medium fabrication and output can be prevented.

【0050】さて、主題である方向角不感性特徴を参照
して、上記のクロスレファレンスされた出願において示
される従来の分光光度計の実施形態の構成では、光セン
サ(検出器)が分光光度計の中央軸またはゼロ軸に設け
られて、テストターゲットからの反射光を垂直(90
度)で受信し、中央軸の周りに空間をあけて配置された
複数のLEDによって、テストターゲットに対して45
度で、この反射を受信する。
Referring now to the subject azimuth insensitive feature, in the configuration of the conventional spectrophotometer embodiment shown in the above-referenced cross-referenced application, the optical sensor (detector) is a spectrophotometer. It is installed on the central axis or zero axis of the
45 degrees relative to the test target by a plurality of LEDs spaced apart around the central axis.
In degrees, you receive this reflection.

【0051】一方、図1および図2に示す分光光度計1
2の構成では、複数の異なる色の発光LEDを纏めて一
つの中央ユニット、ボードまたはチップとし、分光光度
計の中央軸または光軸に沿って平行にテストターゲット
(例えば、移動しているシート上のカラーパッチ)を9
0度で照射して、該テストターゲット上に(楕円でな
く)略円形の照射領域を形成する。この光センサをテス
トターゲットに対して45度に光学的に配向し、テスト
ターゲットからの反射光を受光する。このように45−
0度システムから0−45度システムへ変更すること
で、分光光度計に対するテストターゲットの整列誤差に
よる測定誤差を非常に軽減できることがわかった。つま
り、分光光度計の中央軸に対するテスト面の角度(これ
は多様な理由で変化し得る)における大きなバラツキに
対処する。
On the other hand, the spectrophotometer 1 shown in FIG. 1 and FIG.
In the second configuration, a plurality of light emitting LEDs of different colors are combined into one central unit, board or chip, and the test target (for example, on a moving sheet) is parallel to the central axis or the optical axis of the spectrophotometer. 9 color patch)
Irradiate at 0 degrees to form a substantially circular (rather than elliptical) irradiation area on the test target. The optical sensor is optically oriented at 45 degrees with respect to the test target and receives the reflected light from the test target. 45-
It was found that by changing from the 0 degree system to the 0-45 degree system, the measurement error due to the alignment error of the test target with respect to the spectrophotometer can be greatly reduced. That is, it addresses large variations in the angle of the test surface with respect to the central axis of the spectrophotometer, which can vary for a variety of reasons.

【0052】全てのLEDを中央に配置することで、テ
ストターゲットを約90度(ターゲットに対して垂直)
で照射する光によって該テストターゲット上の照射領域
を形成してもよい。これにより、ターゲット面が意図通
り90度であれば、該ターゲット上の選択した領域に円
形または略円形の照射パターンが形成される。巻きやネ
ジレ、センサの取り付け誤差等によってターゲット面が
90度から外れても、このLED照射パターンは僅かに
楕円になるにすぎず、その面積は1/cos(シータ)
の係数で円形より大きくなる。この場合シータは90度
からの偏差である。例えば、入射角が93度であればシ
ータは3度になり、照射面積はA/cos(3)=1.
001Aになるだろう。ここで、Aは選択された照射領
域である。ターゲットに反射し検出器で集められる光束
は、反射照度に比例する。この3度の例では放射照度
(単位領域あたりのエネルギー)はあまり変化せず
(0.001の変化にすぎない)、同様に、検出器から
の信号もあまり変化しない。
By placing all the LEDs in the center, the test target is approximately 90 degrees (perpendicular to the target).
The irradiation area on the test target may be formed by the light irradiated in step (1). Thereby, if the target surface is 90 degrees as intended, a circular or substantially circular irradiation pattern is formed in the selected region on the target. Even if the target surface deviates from 90 degrees due to winding, twisting, sensor mounting error, etc., this LED irradiation pattern is only slightly elliptical, and its area is 1 / cos (theta).
It becomes larger than the circle by the coefficient of. In this case theta is the deviation from 90 degrees. For example, if the incident angle is 93 degrees, theta is 3 degrees, and the irradiation area is A / cos (3) = 1.
It will be 001A. Here, A is the selected irradiation area. The luminous flux reflected by the target and collected by the detector is proportional to the reflected illuminance. In this example of 3 degrees, the irradiance (energy per unit area) does not change much (only a change of 0.001), and similarly, the signal from the detector does not change much either.

【0053】図2では、各LEDからの光束を同じ集光
レンズ13で集光し、これに対して90度つまり直角で
テストパッチ面を照射して照射領域を形成する。この照
射領域の反転画像が(所望の1:1の画像光学を提供す
る)投射レンズ18、19の各々の焦平面に形成され
る。ここで、この反転画像はそれぞれの光学検出器に最
大露光される。
In FIG. 2, the luminous flux from each LED is condensed by the same condenser lens 13 and the test patch surface is irradiated at 90 degrees, that is, at a right angle, to form an irradiation area. An inverted image of this illuminated area is formed in the focal plane of each of the projection lenses 18, 19 (providing the desired 1: 1 image optics). Here, this inverted image is maximally exposed to the respective optical detector.

【0054】LEDを中央に配置した上述の構成の上記
以外の効果は、(1個に対して1枚ではなく)全LED
に対して1枚の集光レンズを使えばよい;近傍に配置さ
れた1個の集積回路で全LEDの温度および/あるいは
出力を容易かつ正確に測定できる;あまり費用をかけず
に構成を実現できる、等がある。
Other than the above effect of the above-described configuration in which the LEDs are arranged in the center, all the LEDs (not one per one)
One condensing lens can be used for each; the temperature and / or output of all LEDs can be easily and accurately measured with one integrated circuit located in the vicinity; configuration is realized at low cost You can, etc.

【0055】ターゲットの様々な角度、または、角度が
異なると見た目の反射が異なる織物のようなターゲット
の多様な相対的な回転に対する分光光度計の測定精度の
改良において重要な開示特徴は、図1に示すように、照
射領域の周りの異なる位置からこれを観測する複数の光
検出器の出力を平均して、ターゲット領域の多様な方向
角反射力(azimuthal reflectivity)を平均することで、
該ターゲット領域の角度的な整列誤差に対する不感性を
更に増すことである。上述の3度傾いたターゲット面の
例では、分光光度計の中央軸の一方の側の光検出器は照
射ターゲット領域を(45−3)度で観測し、他方の光
検出器は(45+3)度で観測するが(逆でもよい)、
図3に示すように、これらの出力信号を総計すること
で、その出力信号を平均してその効果を相殺してもよ
い。
An important disclosed feature in improving the measurement accuracy of a spectrophotometer for various angles of the target, or for various relative rotations of the target, such as a fabric, which has different apparent reflections at different angles, is the important feature disclosed in FIG. As shown in, by averaging the outputs of multiple photodetectors that observe it from different positions around the irradiation area, by averaging the various directional angle reflectivities of the target area (azimuthal reflectivity),
It is to further increase the insensitivity to the angular alignment error of the target area. In the example of the target surface inclined by 3 degrees described above, the photodetector on one side of the central axis of the spectrophotometer observes the irradiation target area at (45-3) degrees, and the other photodetector (45+). 3) Degree observations (or vice versa),
As shown in FIG. 3, by summing these output signals, the output signals may be averaged to cancel the effect.

【0056】図1および図2の実施形態では、等間隔で
設けられた4個の光センサ14サイトの例がLEDの中
央軸の周囲に90度に配置されている、例えば、60度
の間隔で6個のLEDを離して配置しても良い。また、
中央軸周りに120度の間隔で僅か3個の分光光度計を
配置した構成でも(したがって、分光光度計に対して僅
か4個のレンズしか必要でない)このような方向角の変
動(azimuthal variation)による測定誤差を1%未満に
軽減できる。
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, an example of four equally spaced photosensor 14 sites is arranged at 90 degrees around the central axis of the LED, eg at 60 degree intervals. The six LEDs may be arranged apart from each other. Also,
Even with a configuration in which only three spectrophotometers are arranged at intervals of 120 degrees around the central axis (thus, only four lenses are required for the spectrophotometer), such azimuth variation The measurement error due to can be reduced to less than 1%.

【0057】図4に示すように、従来の単セル光検出器
に代わるものとして、間隔をあけて設けられた複数の光
検出器の各々は、以下で説明するような低コストの単チ
ップ複数画素複数色光検出器であってもよい。この分光
光度計は、減らした数のLEDを有してもよいが、これ
は重要ではなくて、従来の個別セル光検出器を3個だけ
用いても、本明細書に開示する分光光度計によって、L
EDの数を例えば10個、12個あるいは24個から、
僅か8個まで減らしてフルカラー測定を行うことができ
る。しかし、次に説明するように、複数色多光サイト検
出器を光学的に使うことで、僅か3個か4個の異なるL
EDを使って測定速度および/またはスペクトル適用範
囲を増やしてもよい。
As shown in FIG. 4, as an alternative to the conventional single-cell photodetector, each of the plurality of photodetectors provided at intervals is a low-cost single-chip photodetector as described below. It may be a pixel multi-color photodetector. This spectrophotometer may have a reduced number of LEDs, but this is not critical, and even with only three conventional individual cell photodetectors, the spectrophotometer disclosed herein may be used. By L
The number of EDs is from 10, 12, or 24,
Full color measurement can be performed by reducing the number to only eight. However, as will be explained next, by using a multi-color multi-optical site detector optically, only three or four different L
The ED may be used to increase measurement speed and / or spectral coverage.

【0058】この追加的な任意の特徴によれば、分光光
度計12の実施形態は、適切な異なる色のスペクトルを
出力する、数を(僅か3個か4個までに)減らしたLE
Dによって、例示的な色テストターゲットを順次照射で
きる。更にこの分光光度計12では、反射照射レベルの
検出を1個の光セルまたは個別光セルで行うのではな
く、図4の例に示すような低コスト色画像センサ列チッ
プ14を構成する多スペクトル反応光サイトによって同
時に検出する。これは、複数の異なる一体型色フィルタ
(無し、青、緑、赤)を備え隣接して配置された複数の
カラーセンサ列(光サイトD12F,D12E,D12
C、D12D)を有し、異なる複数のスペクトル反応性
を示し、個々の光センサから1個の出力信号を出力する
のではなく、テストターゲット領域に反射したLED照
射から、複数の出力信号を平行に出力する。異なる色出
力のLED D1,D2,D3,D4を所定の順番(図
3他に示す)でオンにして、図5〜図10に示すような
可視波長内で複数の特定の異なるスペクトル測定を提供
してもよい。1個のLEDが白色照射を行うことが好適
であり、これによって通常の色検知を低コストで迅速に
行うことができる。
According to this additional optional feature, the spectrophotometer 12 embodiment provides a reduced number (up to only three or four) LEs that output spectra of suitable different colors.
D can sequentially illuminate the exemplary color test target. Further, in this spectrophotometer 12, the detection of the reflected irradiation level is not performed by one light cell or individual light cells, but the multi-spectrum which constitutes the low-cost color image sensor array chip 14 as shown in the example of FIG. Simultaneous detection by reaction photo site. This includes a plurality of adjacently arranged color sensor rows (optical sites D12F, D12E, D12) comprising a plurality of different integrated color filters (none, blue, green, red).
C, D12D), exhibiting different spectral responsiveness and outputting multiple output signals in parallel from the LED illumination reflected on the test target area, rather than outputting one output signal from each individual photosensor. Output to. The LEDs D1, D2, D3, D4 of different color outputs are turned on in a predetermined order (shown in FIG. 3, etc.) to provide a number of specific different spectral measurements within the visible wavelength as shown in FIGS. You may. It is preferred that one LED provides white illumination, which allows normal color detection to be performed quickly and at low cost.

【0059】所望であれば、テストターゲット領域のこ
うしたスペクトル測定値を変換して真の広域反射率スペ
クトルを提供してもよい。これは周知またはそれ以外の
再構成および外挿アルゴリズムで行える。LED照射部
や光センササイトの数やスペクトルは適切に変えてもよ
く、この特定の実施形態に示す特定の数や波長に限定す
る必要はない。
If desired, these spectral measurements in the test target area may be transformed to provide a true broad reflectance spectrum. This can be done with well-known or other reconstruction and extrapolation algorithms. The number and spectrum of LED illuminators and photosensor sites may be varied as appropriate and need not be limited to the particular numbers and wavelengths shown in this particular embodiment.

【0060】本明細書では、「光センササイト」「光サ
イト」「感光性セル」「セル」「検出器」(D)または
「センサ」という用語を、他に説明が無い限り可変的に
相互交換可能に用いる。これは従来例と同じである。
In the present specification, the terms "photosensor site", "photosite", "photosensitive cell", "cell", "detector" (D) or "sensor" are variably interchangeable unless otherwise stated. Used interchangeably. This is the same as the conventional example.

【0061】商用の大量生産型低コスト文書画像バーは
通常、複数の個別画像チップを纏め、近接配置して形成
する。各チップは、近接して間をあけて配置された多数
の小さな光サイトを有する。このようなチップ14の一
例を拡大して一部を概略的に図4に示す。通常、このよ
うなチップ14は、赤、緑、青の一体型フィルタをそれ
ぞれ備えるように製造された3列の光サイト(D12
D,D12C,D12E)と、集積されたサンプルおよ
びホールド回路等とを有する。分光光度計12はこうし
た低コスト画像チップ14の少なくとも1つ(分光光度
計の設計によっては1つ以上)を所望に利用する。ここ
で、チップを纏めて文書画像形成バーとして一体化する
前にその製造者からチップ14を単体で入手することを
勧める。
A commercial mass-produced low-cost document image bar is usually formed by combining a plurality of individual image chips and arranging them closely. Each chip has a large number of small light sites closely spaced. An example of such a chip 14 is enlarged and a part thereof is schematically shown in FIG. Typically, such a chip 14 would have three rows of optical sites (D12) manufactured to each have a red, green, and blue integrated filter.
D, D12C, D12E) and integrated sample and hold circuits and the like. The spectrophotometer 12 optionally utilizes at least one (one or more depending on spectrophotometer design) of such low cost image chips 14. Here, it is recommended that the chip 14 be obtained as a single unit from the manufacturer before the chips are integrated and integrated as a document image forming bar.

【0062】周知の文書画像バーの一例として、これを
各々が16mm長である画像チップ14を20個使って
作ってもよい。各チップは400x660画素を読め、
248個の感光性セルが63.5マイクロメータのセル
間ピッチで設けられている。これらのセルは3本の平行
な列をなし、赤、緑、青のフィルタがそれぞれの列に設
けられている。この例を図6に示す。これらのチップは
一体型電気リードを有するように形成され、既に設けら
れている電気機器を248個全ての光サイトに接続す
る。
As an example of a well-known document image bar, this may be made using 20 image chips 14 each 16 mm long. Each chip can read 400x660 pixels,
248 photosensitive cells are provided with an intercell pitch of 63.5 micrometers. These cells form three parallel rows with red, green and blue filters in each row. An example of this is shown in FIG. These chips are formed with integrated electrical leads to connect already installed electrical equipment to all 248 optical sites.

【0063】所望であれば、図4の例にも示すように、
これら以外にこのような光サイトD12Fをこれらのチ
ップに加えて白色(広域スペクトル)を検知してもよ
い。これは製造過程を比較的簡単に変更して実現でき
る。つまり、同じシリコンセミコンダクタの製造ステッ
プ(またはその他)においてこのような平行なセル列を
もう一本単純に加えて、カラーフィルタ層がセルの上に
設けられていない点以外は他のセル列と同一または同様
である光サイトを設ける。あるいは、このように加えた
第4の光サイト列に異なるフィルタを重ねてよいし、こ
うしたチップ14を既存の3列のセルから作ってもよ
い。つまり、各列の4個毎のセルにフィルタを設けない
か、異なるフィルタを設けてもよい。さらに所望であれ
ば、フィルタ無しのセルに絞り(部分的にマスキングす
ることで露光領域を減らす)を設けてもよい。
If desired, as shown in the example of FIG.
In addition to these, such an optical site D12F may be added to these chips to detect white (broad spectrum). This can be achieved by changing the manufacturing process relatively easily. That is, in the same silicon semiconductor manufacturing step (or other), another parallel cell row is simply added, and the same cell row as the other cell rows except that the color filter layer is not provided on the cell. Or provide a similar optical site. Alternatively, a different filter may be overlaid on the thus added fourth optical site row, and such a chip 14 may be made from the existing three rows of cells. That is, no filter may be provided for every four cells in each column, or different filters may be provided. Further, if desired, the cell without a filter may be provided with a diaphragm (the exposure area is reduced by partially masking).

【0064】このような適切な画像センサチップまたは
上述のような変形は、非商用の光センサと比べて低コス
トであり、非常に高いレベルの回路集積を実現できるだ
ろう。したがって、個別の光センサを用いた場合より、
このような画像センサチップを用いた場合に、よりコス
ト効率が良い分光光度計を製作でき、しかも各々から多
数の平行な検知出力を出力できる。
Such a suitable image sensor chip or a modification such as the one described above would be of low cost compared to non-commercial photosensors and would allow a very high level of circuit integration. Therefore, rather than using individual photosensors,
When such an image sensor chip is used, a more cost-effective spectrophotometer can be manufactured, and a large number of parallel detection outputs can be output from each.

【0065】上述のように、例示的なカラー画像センサ
チップ14は、カラー画像センサ列の光サイト(D12
F)にカバーが無く、色フィルタ層が無い点で従来の文
書カラー画像センサ列またはバーとは幾分異なる。この
ようにすることで、チップが、異なる3色の色フィルタ
付光サイトD12E,D12C、D12Dから提供する
異なる3つスペクトル測定に加え、これらのフィルタ無
し光サイトから第4の広帯域スペクトル測定を行うこと
ができる。上述のように、商業的に入手できる色画像セ
ンサ列チップは通常、異なる3色(赤、緑、青)の色フ
ィルタ層で覆われた3列の光サイトを有し、3色のスペ
クトルを測定できる性能を有するので、これらと同様の
センサ列チップを低コストで単純に変更して追加的な4
番目のスペクトル測定を行う性能を実現できる。つま
り、光サイトの幾つかを色フィルタが設けられていない
ように変更する。白光LED等の広域スペクトル照射源
を分光光度計の構成においてこれと共に用いてもよい。
これについては、以下で更に説明する。
As mentioned above, the exemplary color image sensor chip 14 has a color image sensor array optical site (D12).
F) is somewhat different from conventional document color image sensor arrays or bars in that it has no cover and no color filter layer. In this way, the chip makes a fourth broadband spectral measurement from these unfiltered optical sites, in addition to the three different spectral measurements provided by the colored filter optical sites D12E, D12C, D12D of the three different colors. be able to. As mentioned above, commercially available color image sensor array chips typically have three rows of photosites covered with different three color (red, green, blue) color filter layers, thus providing a spectrum of three colors. Because of its measurable performance, these same sensor array chips are simply modified at low cost to add an additional 4
The performance of making the second spectrum measurement can be realized. That is, some of the light sites are modified so that no color filter is provided. A broad spectrum illumination source such as a white light LED may be used with it in a spectrophotometer configuration.
This will be explained further below.

【0066】図示するように、比較的少数のLEDおよ
び同時に露光される複数の光サイトと、これらのLED
を順番にオン/オフする適切なLEDスイッチとを組み
合わせて用いる分光光度計12により、多数のテストタ
ーゲット色測定を迅速に行うことができる。測定数が増
えれば色測定性能もより正確になる。
As shown, a relatively small number of LEDs and multiple light sites that are exposed at the same time and these LEDs are
The spectrophotometer 12 used in combination with an appropriate LED switch to turn on and off in sequence allows for rapid measurement of multiple test target colors. The greater the number of measurements, the more accurate the color measurement performance.

【0067】特定の色修正または色較正システムの必要
性に応じて異なる数のLEDを用いてもよい。しかし、
わずか2個以上の異なる型の光サイトの検知領域をカバ
ーするスペクトル出力を有する僅かの数のLEDと、白
色LEDまたは他の光源とにより、全体の部品数が少な
く、したがってコストが少なく、比較的多くの数のスペ
クトルを測定できる分光光度計を実現できることが分か
った。
Different numbers of LEDs may be used depending on the needs of a particular color correction or color calibration system. But,
Due to the small number of LEDs with spectral output covering the sensing areas of only two or more different types of light sites and the white LED or other light source, the overall component count is low and therefore the cost is relatively low. It has been found that a spectrophotometer can be realized that can measure a large number of spectra.

【0068】これは、図5〜10に示す例示的なスペク
トル曲線と、これらの図に関連する上記の記載とを参照
すれば更に理解できる。図5〜10では、例示的LED
に対応する曲線のそれぞれに、例示的LED、D1,D
2,D4またはD5と同じ参照番号を付す。
This can be further understood by reference to the exemplary spectral curves shown in FIGS. 5-10 and the above description in connection with these figures. 5-10, an exemplary LED is shown.
For each of the curves corresponding to
2, the same reference number as D4 or D5.

【0069】上述のように、図4は例示的な分光光度計
に用いてもよい例示的な色画像センサ列チップ14の一
部を拡大して概略的に示す。同図はこのチップ14の例
示的な照射領域34を示す。この領域34はLED照射
によってレンズ13を通して照射される。この照射はテ
ストターゲット領域で反射したものであり、レンズシス
テム18、19を通過して、各センサチップ14の3列
または4列の多数の光サイトを同時に照射する。同時に
照射されるこれらの光サイトは、赤、緑、青の光サイト
D12D、D12C、D12Eを含み、フィルタ無しの
光サイトD12Fがチップ14に設けられている場合
は、これも含む。
As mentioned above, FIG. 4 is a schematic, enlarged view of a portion of an exemplary color image sensor array chip 14 that may be used in an exemplary spectrophotometer. The figure shows an exemplary illuminated area 34 of this tip 14. This area 34 is illuminated by the LED illumination through the lens 13. This illumination is reflected at the test target area and passes through the lens system 18, 19 to simultaneously illuminate multiple optical sites in three or four rows of each sensor chip 14. These simultaneously illuminated light sites include red, green, and blue light sites D12D, D12C, D12E and, if the unfiltered light site D12F is provided on the chip 14.

【0070】下の表は、異なる数の特定のLEDと、異
なる光サイトフィルタを有する画像センサチップ14と
の組合せ例によって実行できるスペクトル測定の数を示
す。
The table below shows the number of spectral measurements that can be performed with different example combinations of different numbers of specific LEDs and image sensor chips 14 with different optical site filters.

【表1】 [Table 1]

【0071】この表の最後の例から分かるように、4色
の画像センサチップ14(赤、緑、青のフィルタ光サイ
トに加えてフィルタ無しの光サイト)を用いれば、僅か
4個のLED(白、595nmピーク、505nmピー
ク、430nmピーク)による色テストターゲット31
の照射を検出することで、4,3,3,2(合計12)
組のスペクトル測定を行うことができる。つまり、僅か
4個のLEDと、1個の低コスト多画素(多光サイト)
画像センサ列(チップ)14とを有する分光光度計を用
いて、12個のスペクトル組合せを調べることができ
る。
As can be seen from the last example of this table, using four color image sensor chips 14 (red, green, and blue filtered light sites plus unfiltered light sites) yields only four LEDs ( White, 595 nm peak, 505 nm peak, 430 nm peak) color test target 31
By detecting the irradiation of 4, 3, 3, 2 (total 12)
A set of spectral measurements can be made. In other words, only 4 LEDs and 1 low-cost multi-pixel (multi-light site)
A spectrophotometer with an image sensor array (chip) 14 can be used to interrogate 12 spectral combinations.

【0072】画像センサ列のチップ14の多様な列に用
いる積分時間(integration times)を個々に制御してL
EDのパワーレベルを合わせ、センサ列から適切な出力
信号を得ることができる。
The integration times used for the various rows of the chip 14 of the image sensor array are individually controlled and L
An appropriate output signal can be obtained from the sensor array by matching the power levels of the EDs.

【0073】上述のように、これらの複数列の中の1列
以上の光サイトの幾つかをカバーがされていない(色フ
ィルタ無し)状態にして、それ以外は従来通りである3
列の画像センサ列から4個のスペクトル出力を得ること
が所望である。通常、色フィルタで覆われていない光サ
イトはフィルタ付サイトより遥かに大きな信号を出力す
るので、これを補償するために、こうしたカバー無し
(無フィルタ)光サイトの検知領域の一部を製造時に不
透明物質または3色フィルタ層の多層で光学的に覆っ
て、光反応を鈍くする。
As described above, some of the optical sites of one or more rows among these plural rows are left uncovered (no color filter), and the others are conventional.
It is desired to obtain four spectral outputs from the image sensor array of the array. To compensate for this, optical sites that are not covered by color filters typically output much larger signals, so to compensate for this, some of the sensing area of these uncovered (unfiltered) optical sites is manufactured. Optically covered with multiple layers of opaque material or tri-color filter layers to slow down photoreaction.

【0074】もちろん、センサチップ14の任意または
全ての出力を較正/再構成して、真の反射率値を得ても
よい。
Of course, any or all outputs of sensor chip 14 may be calibrated / reconfigured to obtain a true reflectance value.

【0075】これにより、低コストの多スペクトル画像
センサ14のスペクトル弁別性能と、比較的少数の異な
るLEDからのスペクトル出力とを組み合わせた分光光
度計は、コスト効率が良く高性能な分光光度計となるよ
うに見えるだろう。こうした分光光度計は、次に説明す
る効果および/あるいはその他の効果が得られるだろ
う。つまり、色画像センサからの並行な3個または4個
の異なる出力に応じて多数の測定を行い、出力を並行し
て送出できる。LEDの数を減らし、検出器および検出
電子機器のコストを抑えることで、コストを軽減でき
る。3または4列画像センサの3列または4列の積分時
間を個々に調整して、異なるLEDのパワーレベルを合
わせることができる。
As a result, a spectrophotometer that combines the spectral discrimination performance of the low-cost multispectral image sensor 14 with the spectral output from a relatively small number of different LEDs is a cost-effective and high-performance spectrophotometer. Would look like Such a spectrophotometer may have the effects described below and / or other effects. That is, multiple measurements can be made in response to three or four different parallel outputs from the color image sensor and the outputs can be sent in parallel. Costs can be reduced by reducing the number of LEDs and reducing the cost of detectors and detection electronics. The integration time of 3 or 4 rows of a 3 or 4 row image sensor can be individually adjusted to match the power levels of different LEDs.

【0076】上記の表の1行目を参照して、代替できる
適用、機能、選択肢は、その時点で読込み中の色テスト
パッチ全てに対して白色照射源のみをオンにし、その状
態を維持して、チップ14の出力からRGN値の「比色
計(colorimeter)」機能を実現することである。
With reference to the first row of the above table, the alternative application, function, option is to turn on only the white illumination source for all color test patches currently being read and keep that state. And to implement the "colorimeter" function of the RGN value from the output of the chip 14.

【0077】次に、(チップ14を有する、または有さ
ない)例示的な分光光度計12を用いる例示的な色検知
システム10の例示的な動作を説明しながら、上述のよ
うに、上記参照例および上記クロスレファレンス出願に
おいて、そのある態様を説明する。
Next, as described above, see above, while describing the exemplary operation of the exemplary color detection system 10 using the exemplary spectrophotometer 12 (with or without chip 14). Certain embodiments are described in the examples and in the cross-reference application above.

【0078】図示する例では、分光光度計12を図3等
に示す回路と共に用いて、図2等に示す移動する編んだ
織物30等の移動する、または静止した色テスト物質上
の1個以上の異なる色テスト領域(31等)からの反射
光を正確に読んでもよい。
In the illustrated example, the spectrophotometer 12 is used in conjunction with the circuit shown in FIG. 3 etc. to provide one or more moving or stationary color test materials such as the moving knitted fabric 30 shown in FIG. The reflected light from different color test areas (31, etc.) may be accurately read.

【0079】説明したように、開示する分光光度計12
は色測定中に、テスト媒体30が分光光度計12からの
間隔または角度を変えながら移動していても、テストパ
ッチ31の色を正確に読むことができる。したがって、
この色測定は、表面位置の通常の変動には影響されな
い。そのため、分光光度計12を、多様な色再生システ
ムの通常の印刷済シート出力パス40(図2の40等)
の一方の側に単純に装着できる。
As described, the disclosed spectrophotometer 12
The color of the test patch 31 can be accurately read even if the test medium 30 moves while changing the distance or angle from the spectrophotometer 12 during color measurement. Therefore,
This color measurement is not affected by normal variations in surface position. Therefore, the spectrophotometer 12 is provided with a normal printed sheet output path 40 (such as 40 in FIG. 2) for various color reproduction systems.
Can be simply attached to one side.

【0080】分光光度計の出力信号はオンライン色検知
および色修正システム10へ入力してもよい。ここでこ
のシステム10はマイクロプロセッサコントローラ10
0および/または相互作用回路および/またはソフトウ
ェアを有する。コントローラ100は分光光度計12に
制御信号または作動信号を供給すると、分光光度計12
は、出力パス40に設けられた分光光度計12をテスト
媒体30が通過する際に、このテスト媒体30の選択さ
れたテストパッチ31の各々の色を順次テストする、ま
たは読み取ることができる。
The spectrophotometer output signal may be input to the online color detection and color correction system 10. Here, the system 10 is a microprocessor controller 10
0 and / or interaction circuits and / or software. When the controller 100 supplies a control signal or an actuation signal to the spectrophotometer 12, the spectrophotometer 12
Can sequentially test or read each color of each selected test patch 31 of the test medium 30 as it passes through the spectrophotometer 12 provided in the output path 40.

【0081】この代替例は、テスト用の布またはパッチ
取り除いたり、静止したまま保持したり、標準的なコン
トラスト比色計または分光光度計をテスト用の布または
パッチの上で移動させたりしなければならない従来シス
テムとは対照的である。
This alternative requires removal of the test cloth or patch, holding it stationary, or moving a standard contrast colorimeter or spectrophotometer over the test cloth or patch. This is in contrast to the traditional system, which must be done.

【0082】分光光度計の較正ターゲット領域を更に設
けてもよい。この領域は、白、グレー、黒および/ある
いはこれ以外の色の標準的なテストタイルまたはテスト
面(図2の対向面47等)であって、分光光度計12
の、テスト媒体が存在しない実効視野領域に手動で(ま
たはソレノイドによって自動的に)挿入できる。分光光
度計のLEDのスペクトルエネルギー出力の各々に対す
る個々の較正は、分光光度計が各LEDの測定値を絶対
反射率値に変換するように、反射率が既知である標準的
な白色(またはその他)タイルテストターゲットを用い
て行っても良い。この較正は、分光光度計を取り外さず
に自動的に行うことができる。分光光度計の初期較正デ
ータを分光光度計と共に出荷される一体型PRM IC
に保存してもよい。あるいは、LEDの出力初期較正デ
ータは、分光光度計の出力分析に用いるソフトウェア
に、プリンタコントローラ100またはシステムプリン
トサーバのディスク記憶部またはプログラム可能なメモ
リにそれをロードするといった他の既知の方法で、プロ
グラムしてもよい。
A calibration target area for the spectrophotometer may further be provided. This area is a standard test tile or test surface of white, gray, black and / or any other color (such as the facing surface 47 of FIG. 2) and is used by the spectrophotometer 12
, Can be manually (or automatically by a solenoid) inserted into the effective field of view in the absence of test media. An individual calibration for each of the spectral energy outputs of the spectrophotometer's LEDs is provided by a standard white (or other) whose reflectance is known so that the spectrophotometer converts each LED's measurement into an absolute reflectance value. ) You may use a tile test target. This calibration can be done automatically without removing the spectrophotometer. Integrated PRM IC shipped with spectrophotometer initial calibration data
May be stored in. Alternatively, the LED output initial calibration data can be loaded into software used for spectrophotometer output analysis in other known ways, such as loading it into the disk storage or programmable memory of the printer controller 100 or system print server, May be programmed.

【0083】任意の1個のLEDによってテストターゲ
ットを照射すると、テストパッチの色や選択された照射
源に応じて多様なレベルの光がテストターゲットからの
反射光として得られる。図2の点線は、LEDによるタ
ーゲット領域の照射と、この照射部分から反射した光の
一部がレンズ18,19(この例では単純な2要素によ
る光学系)を通って合焦する光線とを示す。
When the test target is illuminated by any one LED, various levels of light are obtained as reflected light from the test target depending on the color of the test patch and the selected irradiation source. The dotted line in FIG. 2 indicates the irradiation of the target area by the LED and the light rays in which a part of the light reflected from this irradiation portion is focused through the lenses 18 and 19 (in this example, a simple two-element optical system). Show.

【0084】図1および図2の分光光度計12では従来
のガラスまたはプラスチック製のレンズを示すが、光フ
ァイバやセルフォック(selfoc)レンズを使えることがわ
かる。例えば、光ファイバを用いてLEDからの照射を
行ってもよい。また、所望であれば、集光光ファイバを
用いて、検出光センサをレンズの焦面から離して配置し
てもよい。
The spectrophotometer 12 of FIGS. 1 and 2 shows a conventional glass or plastic lens, but it will be understood that an optical fiber or a selfoc lens can be used. For example, you may perform irradiation from LED using an optical fiber. Also, if desired, a collection optical fiber may be used to position the detection light sensor away from the focal plane of the lens.

【0085】本明細書に開示するオンライン色検知シス
テム10の実施形態で利用されるように、この低コスト
分光光度計12を色付き媒体再生移動パス40に装着し
て色修正システムの一部とし、色誤差修正のための周知
の数学的技術をもって、所望の色生成色制度を維持する
ように自動的に制御および駆動してもよい。つまり、各
LEDによってテストパッチを連続的に照射しながら、
検出器列から出力される多数の異なる出力を記録するこ
とで、異なる波長の関数としての該テストパッチの反射
率を検出でき、異なる波長の関数としての該テストパッ
チの反射率を可視スペクトル全般にわたって外挿または
内挿できる。
As utilized in the embodiments of the online color detection system 10 disclosed herein, this low cost spectrophotometer 12 is mounted on a colored media reproduction travel path 40 to be part of a color correction system, Well known mathematical techniques for color error correction may be used to automatically control and drive to maintain the desired color producing color accuracy. In other words, while continuously illuminating the test patch with each LED,
By recording a number of different outputs from the detector array, the reflectivity of the test patch as a function of different wavelengths can be detected, and the reflectivity of the test patch as a function of different wavelengths across the visible spectrum. Can be extrapolated or interpolated.

【0086】したがって、本明細書に開示する正確な色
制御システムは、オンライン色制御または操作のために
現在の色再生を定期的またはほぼ恒常的にテストおよび
保管できる。
Thus, the accurate color control system disclosed herein can test and store current color reproductions on a regular or near constant basis for on-line color control or operation.

【0087】図4の光センサに所望のように最大露光を
行い、かつターゲットと分光光度計との間の距離が広が
ることによって画像チップ14上の露光領域が拡大する
影響を避けるために、接続回路を設定し、部分的にしか
露光されないセル(光サイト)を無視または制限しても
よい。さらに/または、ターゲットからの反射光によっ
て照射されていたとしても外側のセルからの信号を無視
して、中央で露光される固定の最小数のセルのみを調べ
てもよい。
The photosensor of FIG. 4 provides maximum exposure as desired and is connected to avoid the effect of increasing the exposure area on the image chip 14 by increasing the distance between the target and the spectrophotometer. The circuit may be configured to ignore or limit cells that are only partially exposed (light sites). In addition, and / or the signal from the outer cells may be ignored, even if illuminated by reflected light from the target, and only the fixed minimum number of cells exposed in the center may be examined.

【0088】図4に示すチップ14の、異なる色のフィ
ルタを備える多数のセルによって、接続回路は、どのセ
ルが、照射されたテスト領域から伝達されるどの色に露
光されているかが分かる。しかし、ここではこれは必須
ではなく、上記のクロスレフェレンス出願および引用文
献に示すように、従来の単セル光センサ(D12AやD
12B)によって一度に1個の色テストパッチのみを露
光(検知)してもよい。
Due to the large number of cells of the chip 14 shown in FIG. 4 with different color filters, the connecting circuit knows which cells are exposed to which color transmitted from the illuminated test area. However, this is not essential here, and as shown in the cross-reference application and the cited document, the conventional single-cell photosensor (D12A or D12
12B) may expose (detect) only one color test patch at a time.

【0089】図3は、図1および図2に示す分光光度計
12の例示的なLED駆動装置および信号処理回路の模
式的なブロック図である。ここでは便宜上コントローラ
100の一部とするが、この全体または一部を、好適に
は分光光度計自身の全てのLED対して1個のドライバ
チップまたはダイを有する、別個の回路としてもよい。
「LEDドライブ、信号獲得およびデータ有効論理」と
印された回路110からの通常のタイミング信号に応じ
て各LEDはそれぞれのトランジスタドライバQ1〜Q
4を短時間オンすることで順次パルスを与える。これに
よってそれぞれ異なるスペクトルであるLED D1〜
D4が、共通電圧源からの電流によって抵抗R1〜R4
を介してオンにされる。図3では、これら4個のLED
からの4個の異なる例示的光出力を、これらのLEDの
隣に記す。これによって一度に1個のLEDが順次駆動
されて、図1および図2に示す集光レンズ13を通して
光を順次伝える。
FIG. 3 is a schematic block diagram of an exemplary LED driving device and signal processing circuit of the spectrophotometer 12 shown in FIGS. 1 and 2. For convenience here it is part of the controller 100, but this whole or part may be a separate circuit, preferably having one driver chip or die for all the LEDs of the spectrophotometer itself.
In response to normal timing signals from the circuit 110 marked "LED drive, signal acquisition and data valid logic", each LED has its own transistor driver Q1-Q.
Pulses are sequentially given by turning on 4 for a short time. As a result, LEDs D1 to have different spectra, respectively.
D4 causes resistors R1 to R4 to be driven by the current from the common voltage source.
Is turned on via. In Figure 3, these four LEDs
Four different exemplary light outputs from are noted next to these LEDs. This sequentially drives one LED at a time, sequentially transmitting light through the condenser lens 13 shown in FIGS. 1 and 2.

【0090】この例におけるLEDは一度に1個ずつ順
次オンにされるが、システムはこれに限定されるわけで
はないことがわかる。同じターゲット領域に対して2個
以上のLEDまたはその他の照射源を一度にオンにする
ことが望ましい測定モードもあるだろう。
It will be appreciated that although the LEDs in this example are sequentially turned on one at a time, the system is not so limited. In some measurement modes it may be desirable to turn on more than one LED or other illumination source at the same time for the same target area.

【0091】図3の回路例の右側に示すように、オンに
された各色または波長のLEDの相対的反射率を従来の
回路またはソフトウエアで測定し、(図3では総称的に
D12AおよびD12Bで示す)光サイト14のフォト
ダイオード検出器列のそれぞれの信号出力を増幅(11
2)および積分(114)して、積分された信号情報を
サンプルおよびホールド段階116へ振り分けてもよ
い。この段階116は、回路110からのイネーブル信
号入力によって開放されると、出力信号(ここではVou
tとする)を出力できる。段階116は付随する「デー
タ有効」信号も出力する。
As shown on the right side of the example circuit of FIG. 3, the relative reflectance of the turned-on LEDs of each color or wavelength was measured by conventional circuitry or software (in FIG. 3, generically D12A and D12B). Amplify each signal output of the photodiode detector array of optical site 14 (shown by 11)
2) and integrate (114) and route the integrated signal information to the sample and hold stage 116. This stage 116, when opened by the enable signal input from the circuit 110, produces an output signal (here Vou
can be output). Stage 116 also outputs an accompanying "data valid" signal.

【0092】上述のように、対応するLEDのパルス速
度や検出器のサンプリング速度は、移動する適当な大き
さの多数の色テストパッチの各々を分光光度計によって
サンプリングするためにはあまり重要でなく、十分に早
い。これは高速媒体を測定する場合でも十分に早い。し
かし、共通LEDドライバの電圧源に短いパルスを与え
ることで、継続電流モードで維持できるレベルより上の
レベルで短LED駆動電流を与えれば、より高い光束検
出信号が得られ、より短い時間でテストパッチを測定で
きる。いずれの場合も、信号をここでは積分器114等
で積分することによってS/N比を改善できる。当業者
は、図3に示す回路が比較的単純で直接的な一例に過ぎ
ないことが分かるだろう。この回路やその多様な代替回
路をオンボードハイブリッドチップその他の構成によっ
て容易に実現できる。図4のチップ14は組込式の電子
機器を有するので、その出力に対して図3の右側に示す
回路は必要ないかもしれない。
As mentioned above, the pulse rate of the corresponding LED and the sampling rate of the detector are not critical for sampling each of a number of moving appropriately sized color test patches by the spectrophotometer. , Fast enough. This is fast enough even when measuring high speed media. However, if a short pulse is given to the voltage source of the common LED driver to give a short LED drive current at a level higher than the level that can be maintained in the continuous current mode, a higher luminous flux detection signal can be obtained and the test can be performed in a shorter time. Can measure patches. In any case, the S / N ratio can be improved by integrating the signal here by the integrator 114 or the like. Those skilled in the art will appreciate that the circuit shown in FIG. 3 is merely a relatively simple and straightforward example. This circuit and its various alternative circuits can be easily realized by an onboard hybrid chip and other configurations. Since the chip 14 of FIG. 4 has built-in electronics, the circuit shown on the right side of FIG. 3 for its output may not be needed.

【0093】更に、従来のLED発光体および検出器を
集積または別個に追加的に装着して、所望であれば、媒
体30の一辺またはマージンに沿って印刷された黒の基
準マークまたはタイミングマークを検出し、それぞれの
色テストパッチ領域内の照射および読み込みに対するイ
ネーブル信号を提供してもよい。これらの基準マークを
用いて、隣接する、または並列する、所望のテストパッ
チ31がその時分光光度計12の視界内に存在すること
を示すことができる。しかし、ある種の媒体においては
このような基準マークは必要なく、所望でもないかもし
れないことがわかるだろう。
In addition, conventional LED emitters and detectors may be integrated or additionally mounted separately to provide black reference or timing marks printed along one side or margin of medium 30, if desired. It may detect and provide enable signals for illumination and reading within each color test patch area. These fiducial marks can be used to indicate that the adjacent or juxtaposed desired test patch 31 is then in view of the spectrophotometer 12. However, it will be appreciated that such fiducial marks may not be necessary or desirable in some media.

【0094】従来の異なる色の光ファイバを異なる色の
LED分光光度計のターゲット照射源の各々に用いるこ
とは周知である。特に、このような色フィルタを用いて
LEDからの二次照射を排除するあるいは/またはLE
D照射源の出力スペクトルをより狭めることは周知であ
る。このような色フィルタを、この目的のために、例え
ばAccuracy Microsensors(登録
商標)LEDベースの商品に用いることができる。しか
し、当業者は、バンド幅が十分に細いLEDや抑制しな
ければならない二次照射を伴わないLEDについてはこ
のような色フィルタが不必要なことが分かるだろう。し
たがって、主題の分光光度計にフィルタを用いてもよい
が、必ず必要なわけではない。
It is well known to use conventional different colored optical fibers for each of the target illumination sources of different colored LED spectrophotometers. In particular, such color filters may be used to eliminate secondary illumination from the LED and / or LE.
It is well known to narrow the output spectrum of D radiation sources. Such color filters can be used for this purpose, for example, in Precision Microsensors® LED-based products. However, those skilled in the art will recognize that such a color filter is unnecessary for LEDs with a sufficiently narrow bandwidth or for LEDs without secondary illumination that must be suppressed. Thus, filters may be used in the subject spectrophotometer, but are not required.

【0095】分光光度計はこれまでLED以外の照射源
を用いて作られてきた。例えば、ヒューレットパッカー
ド社の米国特許第5,671,059号(1997年9
月23日発行)に開示されたフィルタおよび活性層を有
する多エレクトロルミネセンス(EL)エミッタや、白
熱灯およびキセノンフラッシュランプである。また、導
入部で言及したように、(狭スペクトルでなく)白色L
EDの照射部や、異なる色フィルタを有する複数のセン
サ等がEP0921381A2(1999年9月6日発
行、新聞および他の印刷物上に印刷された色の検査用色
センサ)に開示されている。
Spectrophotometers have heretofore been made using irradiation sources other than LEDs. For example, US Pat. No. 5,671,059 of Hewlett-Packard Company (September 1997)
A multi-electroluminescent (EL) emitter having a filter and an active layer, published in March 23), incandescent lamps and xenon flash lamps. Also, as mentioned in the introduction, white L (not narrow spectrum)
An ED irradiation unit, a plurality of sensors having different color filters, and the like are disclosed in EP0921381A2 (issued on Sep. 6, 1999, color sensor for inspecting colors printed on newspapers and other printed materials).

【0096】本明細書に開示された実施形態が好適であ
るが、当業者は、多様な代替、修正、変形または改良型
を作成できることが分かるだろう。これらは請求項に含
まれる。
While the embodiments disclosed herein are preferred, those skilled in the art will appreciate that various alternatives, modifications, variations or improvements can be made. These are included in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 主題の方法の一例と共に使用してもよい分光
光度計の一例を示す上面図である。
FIG. 1 is a top view of an example of a spectrophotometer that may be used with an example of the subject method.

【図2】 図1の分光光度計の線2−2に沿った断面図
であり、この例では分光光度計に対する例示的なパスを
移動する、不規則な面を有する色付きの織物の部分のテ
ストパッチの色測定する様子を示す断面図である。
2 is a cross-sectional view of the spectrophotometer of FIG. 1 taken along line 2-2, in this example of a portion of a colored fabric having irregular faces that travels an exemplary path for the spectrophotometer. It is sectional drawing which shows a mode that the color of a test patch is measured.

【図3】 図1および図2の例示的な分光光度計のLE
Dが動作する回路の一例の模式図である。
FIG. 3 LE of the exemplary spectrophotometer of FIGS. 1 and 2.
It is a schematic diagram of an example of the circuit which D operates.

【図4】 図1および図2に示す例示的な分光光度計の
従来の単光サイト検出器の代わりに使用されても良く、
周知の方法で光透過的に赤、緑、青でそれぞれフィルタ
した3列の光センササイトを有する例示的なシリコン色
画像形成センサ列チップ(通常は、商用的に入手可能な
文書画像形成バーの一部)を有し、これら3色のスペク
トル色のスペクトルをそれぞれ検知する光学的複数光サ
イト光検出器を示す拡大概略平面図であって、さらに、
白色光検知のためのフィルタ無し光センササイトの第4
の(選択的な)列を、LED光源によって照射されテス
トターゲットで反射した、このセンサ列チップの例示的
な領域を表す円形で規定した領域と共に、示す拡大概略
平面図である。
FIG. 4 may be used in place of the conventional single optical site detector of the exemplary spectrophotometer shown in FIGS. 1 and 2,
An exemplary silicon color imaging sensor array chip having three rows of photosensor sites optically transparently filtered by red, green, and blue, respectively, in a known manner (typically available from commercially available document imaging bars). FIG. 3 is an enlarged schematic plan view showing an optical multi-photosite photodetector for detecting the spectra of these three colors, respectively;
4th of unfiltered optical sensor site for white light detection
FIG. 3 is an enlarged schematic plan view showing (selective) rows of with a circularly defined area representing an exemplary area of this sensor row chip illuminated by an LED light source and reflected at a test target.

【図5】 無フィルタセンサ(実線)、青フィルタセン
サ(ダッシュ線)、緑フィルタセンサ(一点鎖線)、赤
フィルタセンサ(点線)のそれぞれに対する、図4の例
示的画像センサ列チップの4つの例示的スペクトル反応
を、横軸に波長、縦軸に相対反応をとったグラフで示す
図である。
5 illustrates four examples of the exemplary image sensor array chip of FIG. 4 for each of a no-filter sensor (solid line), a blue filter sensor (dashed line), a green filter sensor (dashed line), and a red filter sensor (dotted line). It is a figure which shows the dynamic spectral response by the graph which took the wavelength on the horizontal axis and the relative reaction on the vertical axis.

【図6】 図5と似ているが、図1および図2の例示的
分光光度計と一体形成されてもよい4個の異なる例示的
LED照射源のスペクトル出力(以下の表に説明する)
(白LED(長ダッシュ線)、430nmLED(細
線)、505nmLED(四角線)、595nmLED
(ニ点鎖線))を、図7の曲線に重ねて示すグラフであ
る。
FIG. 6 is similar to FIG. 5, but with the spectral output of four different exemplary LED illumination sources (described in the table below) that may be integrally formed with the exemplary spectrophotometers of FIGS. 1 and 2.
(White LED (long dash line), 430 nm LED (thin line), 505 nm LED (square line), 595 nm LED
(Dashed-dotted line)) is a graph shown by superimposing it on the curve of FIG. 7.

【図7】 図6の異なる4個のLEDの内、白色LED
のみ照射して順次露光した場合の、図4の光センサチッ
プの異なる4個の光サイト全ての反応の組合せを示す図
である。
7 is a white LED among four different LEDs shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a combination of reactions of all four different photosites of the photosensor chip of FIG. 4, when only the light is irradiated and sequentially exposed.

【図8】 図6の異なる4個のLEDの内、430nm
LEDのみ照射して順次露光した場合の、図4の光セン
サチップの異なる4個の光サイト全ての反応の組合せを
示す図である。
FIG. 8 shows 430 nm of four different LEDs shown in FIG.
It is a figure which shows the combination of reaction of all four different optical sites of the optical sensor chip of FIG. 4 when only LED is irradiated and it exposes sequentially.

【図9】 図6の異なる4個のLEDの内、505nm
LEDのみ照射して順次露光した場合の、図4の光セン
サチップの異なる4個の光サイト全ての反応の組合せを
示す図である。
FIG. 9 shows 505 nm of four different LEDs shown in FIG.
It is a figure which shows the combination of reaction of all four different optical sites of the optical sensor chip of FIG. 4 when only LED is irradiated and it exposes sequentially.

【図10】 図6の異なる4個のLEDの内、595n
mLEDのみ照射して順次露光した場合の、図4の光セ
ンサチップの異なる4個の光サイト全ての反応の組合せ
を示す図である。
FIG. 10 shows 595n among four different LEDs shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a combination of reactions of all four different photo sites of the photo sensor chip of FIG. 4 when only mLEDs are irradiated and sequentially exposed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーニャ エル ラブ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター チャートウェル コート 113 (72)発明者 ダニエル エイ ロビンス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウィリ アムソン タカホー ロード 7120 (72)発明者 ゲイリー ダブリュ スカイナー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター メンロ プレイス 21 Fターム(参考) 2G020 AA08 DA13 DA22 DA24 DA31 DA32 DA44    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tonya L Love             Roche, New York, United States             Star Chartwell Court 113 (72) Inventor Daniel E Robins             Willi, New York, USA             Amson Takaho Road 7120 (72) Inventor Gary W Skyiner             Roche, New York, United States             Star Menlo Place 21 F term (reference) 2G020 AA08 DA13 DA22 DA24 DA31                       DA32 DA44

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 見る角度の違いによって異なる色に見え
る織物を含む、不規則な面を有する物質の色をより正確
に測定する方法であって、 前記物質のサンプル領域を略垂直に照射し、 前記物質の前記照射されたサンプル領域の周囲で間隔を
あけて配置されてサンプル領域に反射した前記照射を実
質的に対向する方向からサンプル領域に対して所定角度
をもって受信する複数の別個の光検出器によって、前記
サンプル領域に反射した色を、前記サンプル領域に対し
て所定角度をもって測定する方法。
1. A method for more accurately measuring a color of a substance having an irregular surface, including a fabric which looks different in color depending on a viewing angle, comprising irradiating a sample region of the substance substantially vertically, A plurality of discrete photodetections spaced around the illuminated sample area of the substance for receiving the illumination reflected at the sample area from substantially opposite directions at an angle to the sample area. A method of measuring the color reflected by the sample area at a predetermined angle with respect to the sample area by a measuring instrument.
【請求項2】 前記所定角度は約45度である、請求項
1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the predetermined angle is about 45 degrees.
【請求項3】 前記不規則な面を有する物質のサンプル
領域に対する照射は、異なるスペクトル照射による迅速
かつ連続的な複数の照射を含む、請求項1または2項に
記載の方法。
3. A method according to claim 1 or 2, wherein the irradiation of the sample area of the material with irregular surfaces comprises a plurality of irradiations in rapid succession with different spectral irradiations.
【請求項4】 前記不規則な面を有する物質は、複数の
個別の光検出器に対して移動する織物物質である、請求
項1乃至3項のいずれか1項に記載の方法。
4. The method according to claim 1, wherein the irregular surfaced material is a textile material that moves relative to a plurality of individual photodetectors.
【請求項5】 前記複数の個別の光検出器は、前記不規
則な面を有する物質の照射されたサンプル領域の周囲
に、比較的均一に円状に配置される、請求項1乃至4項
のいずれか1項に記載の方法。
5. The plurality of individual photodetectors are arranged in a relatively uniform circular pattern around an illuminated sample area of the material having the irregular surface. The method according to any one of 1.
【請求項6】 前記複数の個別の光検出器の各々は、複
数の異なるスペクトル感光性を有する複数の光サイトを
有する、請求項1乃至5項のいずれか1項に記載の方
法。
6. The method of claim 1, wherein each of the plurality of individual photodetectors has a plurality of photosites having a plurality of different spectral sensitivities.
【請求項7】 前記不規則な面を有する物質は織物物質
であり、この織物物質はカーペットである、請求項1乃
至5項のいずれか1項に記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the irregular surfaced material is a textile material and the textile material is carpet.
【請求項8】 前記不規則な面を有する物質は織物物質
であり、この織物物質は織布である、請求項1乃至5項
のいずれか1項に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the irregular surfaced material is a woven material, and the woven material is a woven material.
【請求項9】 前記不規則な面を有する物質は複数の個
別の光検出器を通過する、請求項1乃至5項のいずれか
1項に記載の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the irregular surfaced material passes through a plurality of individual photodetectors.
【請求項10】 前記不規則な面を有する物質は色糸で
ある、請求項1乃至5項のいずれか1項に記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the substance having an irregular surface is a colored thread.
【請求項11】 前記不規則な面を有する物質は織り糸
(yarn)である、請求項1に記載の方法。
11. The material having an irregular surface is a weaving yarn.
The method of claim 1, which is (yarn).
【請求項12】 不規則な面を有する物質を、これに対
して略垂領域で照射し、 前記物質の前記照射されたサンプル領域の周囲で間隔を
あけて配置されてサンプル領域に反射した照射を実質的
に対向する方向からサンプル領域に対して所定角度をも
って受信する複数の別個の光検出器によって、サンプル
領域に反射した色を、サンプル領域に対して所定角度を
もって測定する、不規則な面を有する物質の色をより正
確に測定する方法。
12. Irradiation in which a substance having an irregular surface is irradiated in a substantially perpendicular region to the substance, and the substance is reflected by the sample region arranged at intervals around the irradiated sample region. An irregular surface for measuring the color reflected by the sample area at a predetermined angle with respect to the sample area by a plurality of separate photodetectors receiving the light at a predetermined angle with respect to the sample area from substantially opposite directions. A method for more accurately measuring the color of a substance having.
【請求項13】 見る角度の違いによって異なる色の
度合を示す物質の色を正確に検出する方法であって、 前記面物質のサンプル領域を照射し、 前記照射される物質からの前記照射の反射を対向する方
向から照射されるサンプル領域に対して角度をもって受
光するように前記照射される物質の周囲に配置された光
検出器によって、前記照射された物質から反射する色
を、物質に対して角度を持って測定する方法。
13. A method for accurately detecting the color of a substance exhibiting different degrees of color depending on the viewing angle, comprising irradiating a sample area of the surface substance, and reflecting the irradiation from the substance to be irradiated. The color reflected from the irradiated substance is detected by the photodetector arranged around the irradiated substance so as to receive light at an angle with respect to the sample region irradiated from the opposite direction. How to measure with an angle.
JP2002142573A 2001-05-22 2002-05-17 Measurement of change in color according to viewing angle in textile and other surfaces Withdrawn JP2003004535A (en)

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