JP2003344164A

JP2003344164A - 光学測定器

Info

Publication number: JP2003344164A
Application number: JP2002154215A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kano; 真狩野; Yoshihiko Sakai; 義彦酒井; Hisao Ito; 久夫伊藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】測定器と測定対象物との間の距離変動があって
もそれによる影響を受けずに高精度に光学特性を測定で
きる、マニュアル操作を伴う光学測定用途における、使
い勝手のよい光学測定器を提供する。【解決手段】測定対象物に向けて測定光を出射する光源
と、光源から出射して測定対象物で反射した測定光をさ
らに反射するミラーと、測定対象物で反射しミラーでさ
らに反射する測定光の光路に沿って測定対象物から焦点
距離よりも離れた位置に配備されてミラーで反射した測
定光を集光する集光レンズと、集光レンズの後側焦点面
に受光面を有し受光面で受光した測定光に応じた受光信
号を出力する受光素子とを有する光学測定器において、
測定位置に対しミラーを挟んだ位置に配備され、測定位
置に配置された測定対象物を確認するファインダを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物で反射
した反射光を受光して測定対象物の特性を測定する光学
測定器に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータネットワーク技術の進展に
より、画像出力端末としてのプリンタが急速に普及して
おり、近年、画像機器のカラー化が進展し、カラープリ
ンタやカラー複写機などにおけるカラー画質向上に対す
る要求が高まっている。特に、色の再現性に関しては、
設置環境や経時変化、あるいは機差によらない高度な安
定性が求められている。このため、電子写真方式を用い
る画像形成装置などにおいては、装置の置かれた環境条
件の変化や感光体・現像剤の経時劣化により色再現性が
変動し、出力されたカラー画像の色差を測定し、その測
定結果を画像形成装置の各工程に反映する必要がある。

【０００３】しかしながら、既存の、高精度測色計は高
価である上、測定器の姿勢に一定の制約があるため実際
の測定においては精度を上げることが出来ない場合が多
い。

【０００４】特開平１０−１７５３３０号公報では、測
定対象物までの距離が変動する場合に生じる測定誤差を
抑え、安価な光学素子を組み合わせた構成の小型の光学
系で高精度に測定する光学測定装置が開示されている。

【０００５】この光学測定装置を用いれば、測定対象物
が移動する際に、測定器までの距離が若干変動しても高
精度、かつ低コストに測定することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−１７５３３０号公報に開示された光学測定装置
は、画像形成装置から出力されるカラープリントのモニ
ター用として考案されており、構造上、マニュアル操作
の測色計用として用いるには不向きである。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、測定器と測定
対象物との間の距離変動があってもそれによる影響を受
けずに高精度に光学特性を測定できる光学機器のメリッ
トを生かしつつ、マニュアル操作を伴う光学測定用途に
おける、使い勝手のよい光学測定器を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光学測定装置は、測定対象物に向けて測定光を出射
する光源と、上記光源から出射して上記測定対象物で反
射した測定光をさらに反射するミラーと、上記測定対象
物で反射し上記ミラーでさらに反射する測定光の光路に
沿って上記測定対象物から前側焦点距離よりも離れた位
置に配備されて上記ミラーで反射した測定光を集光する
集光レンズと、上記集光レンズの後側焦点面に受光面を
有し該受光面で受光した測定光に応じた受光信号を出力
する受光素子とを有する光学測定器において、上記測定
位置に対し上記ミラーを挟んだ位置に配備され、該測定
位置に配置された測定対象物を確認するファインダを備
えたことを特徴とする。

【０００９】このように、ミラーを挟んだ位置にファイ
ンダを備えているので、測定対象物が測定位置に配置さ
れたか否かを容易に確認することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学測定器の実施
形態について説明する。

【００１１】図１、図２および図３は、第１の実施形態
を示す光学測定器の概略構成図であり、図１は、側面を
あらわし、図２は、正面をあらわし、図３は、上面をあ
らわしている。

【００１２】図１に示す、側面をあらわす本実施形態の
光学測定器は、測定対象物１０に向けて測定光を出射す
る光源１６と、光源１６から出射して測定対象物１０で
反射した測定光の一部を透過し、残りの測定光をさらに
反射するハーフミラー１１と、ハーフミラー１１を挟ん
で測定対象物１０に対向する位置に、測定者３０が覗く
ことによその測定対象物１０を確認することができるフ
ァインダ１９と、ハーフミラー１１およびファインダ１
９との間に、そのファインダ１９から入射する外光を遮
断するシャッタ２０とを備えている。光源１６は、測定
対象物１０に向けて出射される測定光が、測定対象物１
０に対して４５°をなす位置および姿勢に配置される。

【００１３】図２に示す、正面をあらわす本実施形態の
光学測定器は、入射した光の一部を透過し、残りの測定
光を反射するハーフミラー１１と、測定者３０が覗くこ
とにより測定対象物１０を確認することができるファイ
ンダ１９と、測色時に、外光がファインダ１９から入射
するのを防止するシャッタ２０と、測定対象物１０で反
射し、ハーフミラー１１でさらに反射して進行方向を変
えた測定光１７を集光する集光レンズ１２と、集光レン
ズ１２で集光された測定光１７を受光面で受光し、受光
した測定光１７に応じた受光信号を出力する受光素子１
３とを備えている。

【００１４】ここで、受光素子１３には、フォトダイオ
ードまたはフォトトランジスタを用いることができる。

【００１５】ハーフミラー１１は、測定対象物１０の法
線方向に反射した測定光１７をさらに反射し、その光路
を集光レンズ１２の光軸と平行な方向に向けることがで
きるような角度で配置されている。また、測定対象物１
０で反射し、ハーフミラー１１でさらに反射した測定光
１７の光路における測定対象物１０と集光レンズ主面１
８との間の距離Ｌ１は、集光レンズ１の前側焦点距離ｆ
１よりも遠く、また集光レンズで集光された測定光１７
の光路における集光レンズ主面１８と受光素子１３の受
光面との間の距離Ｌ２は、集光レンズ１２の後側焦点ｆ
２に等しくなるようにそれぞれが配置されている。

【００１６】本実施形態の光学測定器は、ハーフミラー
１１を挟んで測定対象物１０と対向する位置にファイン
ダ１９を備えているので、ハーフミラー１１を透過して
見える測定対象物を測定者３０が目視確認しながら、光
学測定器と測定対象物１０との位置合わせを行うことが
できる。また、ファインダ１９とハーフミラー１１との
間にシャッタ２０を設け、測定時にはシャッタ２０を閉
じることにより、ファインダ１９から侵入する外光を遮
断することにより、マニュアル操作式における測定の精
度を高めることができる。

【００１７】また、Ｌ１＞ｆ１という条件を満たしてい
るので、測定対象物１０で反射し、さらにハーフミラー
１１でも反射した測定光１７が集光レンズ１２を透過し
たときに、測定光１７の透過角度が９０度より小さくな
り、集光レンズ１２から受光素子１３までの間に鏡筒が
設けられていても、測定光１７が少なくともその鏡筒部
分で反射することはないので、受光素子１３により迷光
が受光されるのを回避し、測定精度を高めることができ
る。

【００１８】また、Ｌ１＞ｆ１という条件の他に、さら
にＬ２＝ｆ２という条件も満たされているので、特開平
１０−１７５３３０号公報に開示されているように、測
定対象物１０が上下動して、測定対象物１０から集光レ
ンズ主面１８までの距離Ｌ１が変動し、光源１６から測
定対象物１０に向けて出射される測定光１７の照射領域
の大きさが変動しても、受光素子１３の受光面における
受光光量は変わらないので、測定精度を高めることがで
きる。

【００１９】図３に示す、上面をあらわす本実施形態の
光学測定器は、ファインダおよびシャッタが省略されて
いる。ハーフミラー１１と、集光レンズ１２と、受光素
子１３とが、横一列に配列されている。そして、ハーフ
ミラー１１の、測定光を反射する面の背面には測定対象
物１０に狙いをつける照準用マーク２２が付されてい
る。ハーフミラー１１を透過して測定対象物１０を見る
ことができるので、測定対象物１０をその照準用マーク
２２が付された位置に合わせることにより、測定対象物
１０と光学測定器との位置合わせを行うことができる。

【００２０】図４は、本実施形態の光学測定器のタイミ
ングチャートを示す図である。図４において、第１段目
は、測定対象物の確認用光源を点灯する信号の動作を示
し、第２段目は、シャッタの動作を示し、第３段目は、
測定用光源の動作を示している。

【００２１】例えば、操作ボタンを操作して、第１段目
の測定対象物の確認用光源を点灯する信号を動作させる
と、第２段目のシャッタが開くとともに、第３段目の光
源を点灯させ、目視により測定対象物を確認しながら光
学測定器の位置合わせを行う。

【００２２】位置合わせが終了し、操作ボタンを操作し
て、第１段目の確認用光源を点灯する信号の動作を止め
ると、第２段目のシャッタが閉じるとともに、第３段目
の光源が消灯する。そして、一定の時間が経過すると、
光源が再度点灯して測定対象物に測定光を照射し、反射
光の測定を行う。

【００２３】このように、ファインダで測定対象物を除
きながら、照準用マークにより位置合わせすればよいの
で、光学測定器と測定対象物との位置合わせが容易であ
る。

【００２４】次に、第２の実施形態について説明する。

【００２５】第２の実施形態は、第１の実施形態と較べ
て、光源が複数の発光素子と、受光素子から出力される
信号を演算して測定対象物の光学特性を演算する演算部
とを備える点が相違するが、それ以外の点は共通するの
で、相違点について説明する。

【００２６】図５および図６は、第２の実施形態を示す
光学測定器の概略構成図であり、図５は、側面をあらわ
し、図６は、正面をあらわしている。

【００２７】図５に示す、側面をあらわす本実施形態の
光学測定器は、測定対象物１０に向けてそれぞれＲ（レ
ッド）色、Ｇ（グリーン）色、Ｂ（ブルー）色の光を発
光する３種類の発光素子２８を備えており、それら３種
類の発光素子２８の何れか１つ、あるいは組み合わせに
より複数の測定光を分担して出射する光源２５と、光源
２５から出射して測定対象物１０で反射した測定光の一
部を透過し、残りの測定光をさらに反射するハーフミラ
ー１１と、ハーフミラー１１を挟んで測定対象物１０に
対向する位置に、測定者３０が覗くことによその測定対
象物１０を確認することができるファインダ１９と、ハ
ーフミラー１１およびファインダ１９との間に、そのフ
ァインダ１９から入射する外光を遮断するシャッタ２０
とを備えている。光源２５は、相互に異なる発光波長の
複数の測定光を分担して出射する複数の発光素子２８そ
れぞれが、測定対象物に対して、４５°をなす位置およ
び姿勢に、測定対象物１０の周囲に対称的に配置されて
いる。

【００２８】図６に示す、正面をあらわす本実施形態の
光学測定器は、入射した光の一部を透過し、残りの測定
光１７を反射するハーフミラー１１と、測定者３０が覗
くことにより測定対象物１０を確認することができるフ
ァインダ１９と、測色時に、外光がファインダ１９から
入射するのを防止するシャッタ２０と、測定対象物１０
で反射し、ハーフミラー１１でさらに反射して進行方向
を変えた測定光１７を集光する集光レンズ１２と、集光
レンズ１２で集光された測定光１７を受光面で受光し、
受光した測定光１７に応じた受光信号を出力する受光素
子１３と、受光素子１３から出力される信号を演算し、
測定対象物１０の光学特性を求める演算部２１を備えて
いる。

【００２９】演算部２１は、光源２５に備えるＲ（レッ
ド）色、Ｇ（グリーン）色、Ｂ（ブルー）色の光を発光
する発光素子２８が順次切り替えられ、測定対象物１０
に向けて互いに異なる測定光が出射されることにより、
受光素子１３から出力される、各波長毎の受光信号に基
づいて演算し、測定対象物１０の光学特性を分析するこ
とができる。

【００３０】ハーフミラー１１は、測定対象物１０の法
線方向に反射した測定光１７をさらに反射し、その光路
を集光レンズ１２の光軸と平行な方向に向けることがで
きるような角度で配置されている。また、測定対象物１
０で反射し、ハーフミラー１１でさらに反射した測定光
１７の光路における測定対象物１０と集光レンズ主面１
８との間の距離Ｌ１は、集光レンズ１の前側焦点距離ｆ
１よりも遠く、また集光レンズ１２で集光された測定光
１７の光路における集光レンズ主面１８と受光素子１３
の受光面との間の距離Ｌ２は、集光レンズ１２の後側焦
点ｆ２に等しくなるようにそれぞれが配置されている。

【００３１】本実施形態の光学測定器も、第１の実施形
態の光学測定器と同様に、ハーフミラー１１を透過して
見える測定対象物１０を測定者３０が目視確認しなが
ら、光学測定器と測定対象物１０との位置合わせを行う
ことができる。また、ファインダ１９とハーフミラー１
１との間にシャッタ２０が設けられているので、測定時
にはシャッタ２０を閉じ、ファインダ１９から侵入する
外光を遮断し、マニュアル操作式光学測定器における測
定精度を高めることができる。また、Ｌ１＞ｆ１という
条件を満たしているので、集光レンズ１２から受光素子
１３までの間に鏡筒が設けられていても、測定光１７が
少なくともその鏡筒部分で反射することはないので受光
素子１３への迷光が防止され、さらに、Ｌ２＝ｆ２とい
う条件も満たしているので、測定対象物１０が上下動し
ても、受光素子１３の受光面における受光光量は変わら
ないので、測定精度を高めることができる。

【００３２】次に本発明の光学機器の第３の実施形態に
ついて説明する。

【００３３】第３の実施形態は、第１の実施形態に較べ
て、ハーフミラーに代えて、可動ミラーが備えられ、シ
ャッタは備えられていない点が相違するがそれ以外は共
通するので、相違点について説明する。

【００３４】図７は、第３の実施形態を示す光学測定器
の正面をあらわす概略構成図である。

【００３５】本実施形態の光学測定器の正面をあらわす
概略図には、ファインダが省略されている。第２の実施
形態の光学測定器は、図２に示した第１の実施形態の光
学測定器に較べて、ミラーが相違するがそれ以外は共通
するので、同一の構成要素には同一の符号を付し説明は
省略する。

【００３６】図７において、測定対象物１０で反射した
測定光１７をさらに反射する位置Ａと測定光１７を通過
させる位置Ｂとの間で移動する可動ミラー１５と、測定
対象物１０で反射し、可動ミラー１５でさらに反射して
進行方向を変えた測定光１７を集光する集光レンズ１２
と、集光レンズ１２で集光された測定光１７を受光面で
受光し、受光した測定光１７に応じた受光信号を出力す
る受光素子１３とを備えている。

【００３７】可動ミラー１５は、測定対象物１０と光学
測定器とを位置合わせするときには、可動ミラー１５の
反射面が、測定対象物１０に垂直な、測定対象物１０で
反射した測定光１７がそのまま通過する位置Ｂに移動す
る。そして、測定するときには、測定対象物１０で反射
した測定光１７がさらに反射し、集光レンズ１２の光軸
に平行な方向に進行方向を向ける位置Ａに移動する。

【００３８】ここで、第１の実施形態と異なり、可動ミ
ラー１５の背面に照準用マークを付することはできない
が、測定対象物と可動ミラー１５との間に照準用マーク
を付した部材を設けることができる。これにより、ファ
インダから測定位置に狙いを定めながら、その狙いを定
めた位置に測定対象物を正確に配置することができる。

【００３９】本実施形態の光学測定器は、可動ミラー１
５を位置Ｂに移動することにより、測定対象物１０を図
示しない測定者が目視確認しながら、光学測定器と測定
対象物１０との位置合わせを行うことができる。また、
第１の実施形態と異なりシャッタは設けられていない
が、可動ミラー１５は図示しないファインダから入射す
る外光を遮断することができるので、マニュアル操作式
光学測定器における測定精度を高めることができる。ま
た、Ｌ１＞ｆ１という条件を満たしているので、集光レ
ンズ１２から受光素子１３までの間に鏡筒が設けられて
いても、測定光１７が少なくともその鏡筒部分で反射す
ることはないので受光素子１３への迷光が防止され、さ
らに、Ｌ２＝ｆ２という条件も満たしているので、測定
対象物１０が上下動しても、受光素子１３の受光面にお
ける受光光量は変わらないので、測定精度を高めること
ができる。

【００４０】図８は、可動ミラーが位置Ａと位置Ｂとの
間を移動する機構を示す図であり、図８（ａ）は、背面
を示す図であり、図８（ｂ）は、側面を示す図である。

【００４１】図８（ａ）に示すように、可動ミラー１５
の反射面の背面右側に電磁プランジャ１４の駆動部１４
ａを備えている。

【００４２】図８（ｂ）に示すように、電磁プランジャ
１４の駆動部１４ａがプランジャ１４ｂを伸縮すること
により、可動ミラー１５の反射面は、測定対象物１０に
垂直な、測定対象物１０で反射した測定光１７がそのま
ま通過する位置Ｂに移動したり、測定対象物１０で反射
した測定光１７がさらに反射し、集光レンズ１２の光軸
に平行な方向に進行方向を向ける位置Ａに移動したりす
る。

【００４３】次に、本発明の光学測定器の第４の実施形
態について説明する。

【００４４】第４の実施形態は、第３の実施形態と較べ
て、光源が、複数の発光素子を備え、相互に異なる発光
波長の複数の測定光を分担する点が相違するが、それ以
外の例えば可動ミラーを備える点などは共通する。しか
し、光源が、複数の発光素子を備える点は、第２の実施
形態と共通するので、重複する図および説明は省略す
る。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光学測
定器によれば、測定対象物を測定位置にマニュアル操作
で容易に配置することが可能であり、操作性がよく低コ
ストで、高精度に光学特性の測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態を示す光学測定器の概略構成図
（側面をあらわす）である。

【図２】第１の実施形態を示す光学測定器の概略構成図
（正面をあらわす）である。

【図３】第１の実施形態を示す光学測定器の概略構成図
（上面をあらわす）である。

【図４】本実施形態の光学測定器のタイミングチャート
を示す図である。

【図５】第２の実施形態を示す光学測定器の概略構成図
（側面をあらわす）である。

【図６】第２の実施形態を示す光学測定器の概略構成図
（正面をあらわす）である。

【図７】第３の実施形態を示す光学測定器の正面をあら
わす概略構成図である。

【図８】可動ミラーが位置Ａと位置Ｂとの間を移動する
機構を示す図である。

【符号の説明】

１０測定対象物１１ハーフミラー１２集光レンズ１３受光素子１４電磁プランジャ１４ａ駆動部１４ｂプランジャ１５可動ミラー１６，２５光源１７測定光１８集光レンズ主面１９ファインダ２０シャッタ２１演算部２２照準用マーク２８発光素子３０測定者

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤久夫神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA13 DA24 DA43 2G059 AA02 BB10 EE02 EE13 GG03 HH02 JJ11 JJ13 JJ23 KK01 KK07 LL01 2G065 AB22 AB28 BA01 DA05 DA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の測定位置に向けて測定光を出射する
光源と、前記光源から出射して前記測定位置に配置された測定対
象物で反射した測定光をさらに反射するミラーと、前記測定対象物で反射し前記ミラーでさらに反射する測
定光の光路に沿って前記測定対象物から前側焦点距離よ
りも離れた位置に配備されて前記ミラーで反射した測定
光を集光する集光レンズと、前記集光レンズの後側焦点面に受光面を有し該受光面で
受光した測定光に応じた受光信号を出力する受光素子と
を有する光学測定器において、前記測定位置に対し前記ミラーを挟んだ位置に配備さ
れ、該測定位置に配置された測定対象物を確認するファ
インダを備えたことを特徴とする光学測定器。
【請求項２】前記光源は、相互に異なる発光波長の複数
の測定光を分担して出射する複数の発光素子を備え、前
記受光素子は、前記複数の発光素子のいずれから出射さ
れ前記測定対象物で反射した測定光をも受光するもので
あることを特徴とする請求項１記載の光学測定器。
【請求項３】前記測定位置と前記ファインダとの間に、
該ファインダから該測定位置に狙いを定める照準用マー
クが備えられたことを特徴とする請求項１記載の光学測
定器。
【請求項４】前記ミラーが、前記測定対象物で反射した
測定光の一部を透過するハーフミラーであることを特徴
とする請求項１記載の光学測定器。
【請求項５】前記ハーフミラーと前記ファインダとの間
に、該ファインダから入射する外光を遮断するシャッタ
を備えたことを特徴とする請求項４記載の光学測定器。
【請求項６】前記ミラーは、前記測定対象物で反射した
測定光をさらに反射する位置と該測定光を前記ファイン
ダに向けて通過させる位置との間で移動する可動ミラー
であることを特徴とする請求項１記載の光学測定器。