JP2005059493A - 画像解析測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サンプル用紙が測定ステージ上の目標位置からずれたところに搬送された場合にも、サンプル用紙内の測定すべき画像パターンの目標位置を高精度に測定する。
【解決手段】測定ステージ上に載置されたサンプル用紙の画像の色濃度、測色値および位置精度の少なくとも一つの項目を測定する画像解析測定装置であって、前記測定ステージ上に載置されたサンプル用紙の位置を測定する位置測定手段と、前記測定項目に応じて前記サンプル用紙上の所定の測定位置を測定する測定手段と、前記測定されたサンプル用紙の位置に応じて、前記測定手段の測定位置を補正する測定位置補正手段と、を備えたことを特徴とする画像解析測定装置を提供することにより前記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタの評価を行うために、プリンタの出力したサンプル画像を所定項目について測定する画像解析測定装置に関する。

従来、プリンタがきちんと製品仕様に合ったプリントを出力しているか否かを評価するために、例えば工場出荷時等において、プリンタの評価検査が行われている。このとき、プリンタを評価するための製品仕様のチェック項目には様々な項目がある。プリンタ評価におけるチェック項目としては、例えば、所定の色濃度に仕上がっているか、所定の倍率、所定の位置等の所定の画像精度、あるいは所定の規格で仕上がっているか等の項目が挙げられる。

また、この検査は、プリンタから所定の測定サンプル用紙に、色濃度測定用のパッチや精度検出のためのトンボ等の所定の画像パターンを出力し、プリンタが出力したサンプル用紙の画像を測定することによって行われている。
このような検査を行いプリンタの評価を行う装置として、プリンタによって出力されたサンプル用紙を測定ステージに載置して、このサンプル用紙の画像の色濃度、測色値及び精度を測定する画像解析測定装置が知られている。

画像解析測定装置を用いてプリンタの評価を行うために、正しく測定を行うには、測定ステージ上の所定の位置に、サンプル用紙を正確にセットする必要がある。このとき従来は、測定するサンプル用紙を測定ステージの所定の位置に正しくセットするために、作業者が手作業でサンプル用紙を測定ステージの見当に合わせ、慎重にセットするようにしていた。

しかし、このように作業者が手作業でサンプル用紙の位置決めをしていたのでは、作業負担が増大し、作業効率が悪いため、サンプル用紙を測定ステージに自動的に給紙し、測定作業を自動化することにより、測定作業の効率を向上させたものが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。
また、測定ステージ上のサンプル用紙の正確な位置を自動的に検出することにより、効率良く、高精度に測定するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
特開２０００−１３４３７９号公報 特開２０００−１２２１８４号公報

しかしながら、前記従来のように、給紙を自動化した自動測定装置を用いて、カセットから測定用紙を自動給紙して、測定ステージに搬送する測定系においては、用紙のカールやカセットに多数枚積載された用紙の状態によっては、測定ステージ上の目標の位置からずれた所に用紙が置かれてしまうこともあり、高精度に測定するには、この用紙の目標位置からのずれ（±２ｍｍ程度）が律速となっているという問題があった。
また、これに対し、前記従来のように、測定ステージ上の用紙の位置を自動的に検出するようにすることで、用紙の位置ずれにもある程度対応はできるが、検出した用紙の正確な位置を測色にどのように用いるかという点については、なお改善の余地があった。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、サンプル用紙が測定ステージ上の目標位置からずれたところに搬送された場合にも、サンプル用紙内の測定すべき画像パターンの目標位置を高精度に測定することのできる画像解析測定装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、測定ステージ上に載置されたサンプル用紙の画像の色濃度、測色値および位置精度の少なくとも一つの項目を測定する画像解析測定装置であって、前記測定ステージ上に載置されたサンプル用紙の位置を測定する位置測定手段と、前記測定項目に応じて前記サンプル用紙上の所定の測定位置を測定する測定手段と、前記測定されたサンプル用紙の位置に応じて、前記測定手段の測定位置を補正する測定位置補正手段と、を備えたことを特徴とする画像解析測定装置を提供する。

また、前記位置測定手段は、ＣＣＤを用いて前記サンプル用紙のエッジ座標を検出する手段であることが好ましい。

本発明によれば、プリンタを評価するためのサンプル用紙を測定ステージ上に載置する際、サンプル用紙の位置を測定し、測定位置を補正するようにしたため、サンプル用紙の位置がずれても、測定すべき画像パターンの画像位置を高精度に測定することができる。
また、特にＣＣＤを用いてサンプル用紙のエッジ座標を検出するようにした場合には、短時間で、容易にサンプル用紙の位置座標を求めることができ、その後の所定項目の測定を効率的に行うことができる。

以下、本発明の画像解析測定装置について、添付の図面に示される、本発明を実施するための最良の形態を基に詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像解析測定装置の一実施形態の概略を示す構成図である。
図１に示すように、画像解析測定装置１０は、主に、Ｏを原点とする直交座標系Ｏｘｙ（ｘ軸、ｙ軸）を有し、サンプル用紙１２を載置して測定を行う測定ステージ１４、サンプル用紙１２を測定ステージ１４に自動的に供給するとともに自動的に排出する自動給排紙手段１６、及び測定ステージ１４上のサンプル用紙の画像（画像パターン）を所定の測定項目に応じて測定する測定手段２０とを有して構成されている。

サンプル用紙１２は、プリンタの性能評価に用いられるもので、プリンタによって検査用の様々な画像パターン等が出力されている。例えば、図に示すように、濃度測定用のステップウェッジ３０や、位置精度測定用のクロスライン３２等のパターンが出力されたものやシェーディング補正用のものなどいろいろなサンプル用紙１２が測定に用いられる。
サンプル用紙１２は、各測定項目ごとに所定の画像パターン等が出力されたものが所定枚数用意され、後述する給紙カセットに装填される。

自動給排紙手段１６は、サンプル用紙１２を測定ステージ１４に供給するために載置する給紙カセット１７と、排出された測定済みのサンプル用紙１２を載置する排紙トレー１８を有している。また、図示を省略したが、自動給排紙手段１６は、サンプル用紙１２を給紙カセット１７から測定ステージ１４に供給するとともに、測定済みのサンプル用紙１２を排紙トレー１８に排出する、例えば真空吸着パッドを有するアームで構成される、サンプル用紙１２の搬送手段を有している。

測定手段２０は、一つの画像解析測定装置１０内に、サンプル用紙１２の測定項目に応じて、測色を行う濃度計２０ａ、位置測定を行うＣＣＤ２０ｂあるいは他の測定器等が複数設置され、これらが測定項目に応じて、自動的に切り換えられて用いられるようになっている。濃度計２０ａやＣＣＤ２０ｂ等の測定器は、駆動軸２２に取り付けられ、駆動軸２２に沿って図の矢印Ｘ方向に移動可能であるとともに、駆動軸２２の移動に伴って図の矢印Ｙ方向にも移動し、これにより、測定ステージ１４上のサンプル用紙１２上を２次元的に測定することができるようになっている。

また、画像解析測定装置１０は、ＣＣＤ２０ｂが取り込んだ画像データを受け取り、これをもとにサンプル用紙１２の先端エッジ（位置座標）を算出（検出）する位置測定手段２４、及び位置測定手段２４が検出したサンプル用紙１２の位置座標に基づいて濃度計２０ａの測定位置を補正する測定位置補正手段２６を有している。
画像解析測定装置１０はまた、濃度計２０ａやＣＣＤ２０ｂ等の測定器を切り換えたり、測定手段２０や位置測定手段２４、測定位置補正手段２６、その他図示しないサンプル用紙１２の搬送手段等の画像解析測定装置１０全体のさまざまな制御を行う制御手段２８を有している。

図２に、本実施形態の画像解析測定装置１０の概略側面図を示す。
図２示すように、測定ステージ１４に、自動的にサンプル用紙１２の給紙・排紙を行う自動給排紙手段１６が並んで配置されている。
自動給排紙手段１６の給紙カセット１７から、図示しない搬送手段によってサンプル用紙１２が測定ステージ１４に供給され、測定ステージ１４に設置された測定手段２０によって、サンプル用紙１２の所定項目についての測定が行われ、測定済みのサンプル用紙１２が再び搬送手段によって、測定ステージ１４から自動給排紙手段１６の排紙トレー１８に排出されるようになっている。

また、図示しない搬送手段は、測定手段２０が図２に示すように測定ステージ１４の端部のホームポジションに移動しているときに、給紙カセット１７からサンプル用紙１２を真空吸着等により取り出して保持し、アームが移動して測定ステージ１４上に載置するようになっている。これにより、サンプル用紙１２を保持した搬送手段のアームが測定手段２０と衝突したり、干渉するのを防止することができる。

なお、自動給排紙手段１６は、測定ステージ１４と一体化されて画像解析測定装置１０を構成するようになっていてもよいが、自動給排紙手段１６は、測定ステージ１４に対して着脱自在に構成され、必要に応じて画像解析測定装置１０本体から取り外しできるようになっていることが好ましい。
このように自動給排紙手段１６を画像解析測定装置１０本体とは別体とすることにより、例えば自動給排紙手段１６を取り付けずに、作業者が手作業でサンプル用紙１２を測定ステージ１４上に載置するようにすることで、装置にかかるコストを低減することができる。また、自動給排紙手段１６を取り付けないことにより、その部分にスペースが確保され、装置設置場所に余裕ができ、また作業効率の向上も図ることが可能となる。
さらに、必要に応じて、後からいつでも自動給排紙手段１６を本体に付加することができる。

自動給排紙手段１６を、画像解析測定装置１０本体に取り付けて測定ステージ１４と接続したときには、自動給排紙手段１６の搬送手段が本体側の制御手段２８によって制御され、前述したように測定手段２０がホームポジションに位置したときに搬送手段が稼動するようになっている。
また、自動給紙機構（搬送手段）として多関節ロボットを採用し、測定手段もこの多関節ロボットに持たせることにより、装置全体をコンパクトにまとめることができる。

以下、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態は、プリンタ評価のために、サンプル用紙に出力された所定の画像パターンを測色する測色モードの前に、メカ精度モードにおいてサンプル用紙の測定ステージ上での位置を予め測定して得られた測定位置を測色モードにフィードバックし、その後測色する際の測定位置を、サンプル用紙の測定ステージ上での位置ずれ量を考慮して補正するようにすることで測定精度を高めるようにしたものである。

まず、測定にあたり、オペレータ（作業者）が、プリンタを評価するための所定のサンプル用紙１２を自動給排紙手段１６の給紙カセット１７にセットし、セットしたサンプル用紙１２の種類（例えば、Ａ４縦等）を入力する。本実施形態では、ＣＣＤ２０ｂを用いてサンプル用紙１２のエッジ座標を検出するようにしているため、サンプル用紙１２の位置を測定するための特定の画像パターンをサンプル用紙１２に印字する必要はない。

給紙カセット１７にセットされたサンプル用紙１２は、図示しない搬送手段により真空吸着されて搬送され、測定ステージ１４上に載置される。本実施形態では、サンプル用紙１２の位置を測定しているため、このとき多少ずれて載置されても何ら問題ない。
いま図３に示すように、サンプル用紙１２が測定ステージ１４上に置かれているものとする。測定ステージ１４上には、直交座標系ＯＸＹがあり、図３に示すように、サンプル用紙１２の載置された位置は、各エッジ（辺）がＸ軸、Ｙ軸とは並行になっておらず、かなりずれている。

そこで、まずサンプル用紙１２の測定ステージ１４上での位置を測定するメカ精度モードにおいて、このサンプル用紙１２に対し新しい直交座標系Ｏ’Ｘ’Ｙ’を決定する。ＣＣＤ２０ｂによりサンプル用紙１２を撮影し、位置測定手段２４においてサンプル用紙１２の先端の点Ｐの測定ステージ１４の座標系ＯＸＹに対する座標（ａ１，ｂ１）及び点Ｑの座標（ａ２，ｂ２）を検出する。
次に、位置測定手段２４において、点Ｐ、点Ｑの中点（（ａ１＋ａ２）／２，（ｂ１＋ｂ２）／２）として新しい原点Ｏ’を算出する。そして、点Ｐと点Ｑを結ぶ直線の方程式を求める。この直線がサンプル用紙１２の上側のエッジを表す直線であり、これをＸ’軸とする。また、新しい原点Ｏ’を通りＸ’軸に直交する直線の方程式を求め、これをＹ’軸とする。このようにして新しい直交座標系Ｏ’Ｘ’Ｙ’が決定される。
次に位置測定手段２４において、位置測定手段２４が検出した直交座標系Ｏ’Ｘ’Ｙ’と測定ステージ１４上のもともとの直交座標系ＯＸＹとの関係からサンプル用紙１２上の位置座標を算出する。

次に、測色モードに移り、制御手段２８により、測定ステージ１４上の測定機器をＣＣＤ２０ｂから濃度計２０ａに切り換える。測定位置補正手段２６では、サンプル用紙１２上の位置座標を用いて濃度計２０ａの測定位置を、正しい目標位置に設定するように位置補正を行ない、濃度計２０ａでサンプル用紙１２上の目標位置を測定する。
すなわち、図４に示すように、Ｙ’軸上（Ｘ’座標０）の点、及びＸ’座標が＋５０ｍｍの点、及びＸ’座標が−５０ｍｍの点について濃度計２０ａにより測定を行う。

このように、本実施形態では、メカ精度モードにおける位置測定の結果を測色モードにフィードバックすることによって、正確な測定位置における測色が可能となる。
本実施形態によれば、サンプル用紙が目標位置からずれても、新たに設定したサンプル用紙上の座標系Ｏ’Ｘ’Ｙ’により測定目標である画像位置を、例えば±０．１ｍｍ程度の高精度で測定することが可能となる。特に、上で説明した実施形態のように、ＣＣＤを用いてサンプル用紙のエッジ座標を検出するようにしたことによって、短時間で容易にサンプル用紙上の新しい座標系を決定することができ、測定作業の効率化を図ることが可能となる。

また、本発明では、上で説明したように位置測定結果をフィードバックして利用するようにしたため、測定精度が高くなったため、単に濃度測定だけでなく、さまざまな測定等に適用することで、その作業効率を向上させる等様々な効果を得ることができる。
例えば、シェーディングの測定において、従来例えば、Ａ３のサンプル用紙の場合、エッジから２５ｍｍぐらいのところを５×５で２５点測定していたが、最近のようにエッジ部の近くを測定する必要が生じてくると、厳密さが要求されるが、このような場合にも、本発明は十分対応できる。

また、チャートの測定の場合、パッチ数が多い程よいが、本発明によれば高精度に測定できるため、パッチ数を容易に増やすことができる。また、従来、測定精度が悪い場合には、複数点を測定してその平均をとるような測定を行っていた場合もあるが、本発明によれば、測定精度が良くなったため、例えばその中心の１点だけでよいとか、測定点数を減らしても十分精度の高い測定を行うことができるようになった。

以上、本発明の画像解析測定装置について、詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像解析測定装置の一実施形態の概略を示す構成図である。 本実施形態の画像解析測定装置の概略側面図である。 測定ステージ上に置かれたサンプル用紙の様子を示す説明図である。 サンプル用紙の濃度測定の様子を示す説明図である。

符号の説明

１０ 画像解析測定装置
１２ サンプル用紙
１４ 測定ステージ
１６ 自動給排紙手段
１７ 給紙カセット
１８ 排紙トレー
２０ 測定手段
２０ａ 濃度計
２０ｂ ＣＣＤ
２２ 駆動軸
２４ 位置測定手段
２６ 測定位置補正手段
２８ 制御手段
３０ ステップウェッジ
３２ クロスライン

Claims (2)

1. 測定ステージ上に載置されたサンプル用紙の画像の色濃度、測色値および位置精度の少なくとも一つの項目を測定する画像解析測定装置であって、
   前記測定ステージ上に載置されたサンプル用紙の位置を測定する位置測定手段と、
   前記測定項目に応じて前記サンプル用紙上の所定の測定位置を測定する測定手段と、
   前記測定されたサンプル用紙の位置に応じて、前記測定手段の測定位置を補正する測定位置補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像解析測定装置。
2. 前記位置測定手段は、ＣＣＤを用いて前記サンプル用紙のエッジ座標を検出する手段である請求項１に記載の画像解析測定装置。

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