JP2007327953A - Sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷物通路に沿って移動する印刷物上の帯状印刷面の光学的検出のための、請求項1の上位概念に基づくセンサ装置に関する。 The present invention relates to a sensor device according to the superordinate concept of claim 1 for optical detection of a strip-like printed surface on a printed material moving along a printed material path.
輪転印刷機では移動する印刷物の印刷画像のチェックのために、以前から行又は平面カメラが使用される。その場合カメラの幾何学的解像力は0.1mm/画素とされた。搬送方向に見て比較的短いが、軸方向(印刷物の幅)にかなり長い区域、例えばコントロール・ストリップを検出するという課題がある場合は、次の問題が生じる。 In a rotary printing press, a line or flat camera has been used for checking printed images of moving printed materials. In that case, the geometric resolution of the camera was set to 0.1 mm / pixel. If there is a problem of detecting an area that is relatively short when viewed in the transport direction but is considerably longer in the axial direction (width of printed matter), for example, a control strip, the following problem arises.
(1)行カメラはセンサ当り約10000画素とその数が多いため軸方向に画素当り0.1mmの必要な幾何学的解像力が得られるが、しかし搬送方向の解像力は5m/sの高い搬送速度で最大10kHzのセンサの線周波数により0.5mmに限られている。 (1) Since the row camera has about 10,000 pixels per sensor and its number is large, the required geometrical resolving power of 0.1 mm per pixel in the axial direction can be obtained, but the resolving power in the transporting direction has a high transport speed of 5 m / s. However, it is limited to 0.5 mm depending on the linear frequency of the sensor of 10 kHz at maximum.
(2)工業用平面カメラは現在約2000×1500画素の解像力を有し、RGB(赤緑青)カメラではこれが3つの色チャネルに配分される。0.1mm/画素の必要な幾何学的解像力で全印刷物幅を検出するには、搬送方向を横切って移動し得るようにカメラをクロスヘッドに取付け、横変位運動により例えば200mm幅の小さな部分に逐次差向け、印刷画像の走査のつど横送りしなければなければならなかった。これはかなりの設備費を必要とし、例えば2mの印刷物幅で全測定値群を検出するのに少なくとも10個の順次続く印刷画像を走査する必要があり、これらの印刷画像の間にすでに顕著な差異が表れることがあり、比較可能性を限られたものにする。 (2) Industrial plane cameras currently have a resolution of about 2000 × 1500 pixels, and RGB (red-green-blue) cameras are allocated to three color channels. To detect the total print width with the required geometric resolution of 0.1 mm / pixel, a camera is mounted on the crosshead so that it can move across the transport direction, and a lateral displacement movement, for example, in a small part of 200 mm width. For successive differences, the printed image had to be traversed each time it was scanned. This requires considerable equipment costs, for example at least 10 successive print images need to be scanned to detect the entire measurement group with a print width of 2 m, already between these print images. Differences may appear and limit comparability.
解像力を高めるために、印刷物幅にわたって配分された複数のカメラにより測定を平行化することも可能であろう。多数の電子カメラの同期操作方法がドイツ特許公開DE102004033495A1により公知である。その場合個々のカメラが1つの起動信号で同時に各々1つの画像を撮影し、個々のカメラの画像データが1つの全体画像にまとめられる。撮影の終了後に各カメラからまず第1の数の画像ラインを読み出して廃棄する。続いて時間的に逐次に所定のカメラ順序で各カメラから第2の所定の数の画像ラインを読み出し、全体画像に処理する。最後に第2の数の画像ラインの読み出しの後に他のカメラに関係なく残りの画像ラインを読み出し、読み出した画像ラインを廃棄する。この解決策の欠点は多数のカメラのコスト、カメラの同期のための費用及び煩雑なデータ取り扱いのため画像データ処理速度が低いことである。
そこで本発明の根底にあるのは、コントロール・ストリップに基づくスペクトル濃度測定又は色調整に適した、帯状検出区域を有するセンサ装置のための費用を減少させるという課題である。 Thus, the basis of the present invention is the problem of reducing the costs for a sensor device with a strip detection area, suitable for spectral density measurement or color adjustment based on a control strip.
この課題は本発明に基づき第1請求項の特徴を有するセンサ装置によって解決される。 This problem is solved according to the invention by a sensor device having the features of the first claim.
マトリックスセンサを備えた安価なRGB(赤緑青)又はSW(白黒)平面カメラとミラー又はプリズムの配列とを組み合わせ、チェックする帯状印刷面の基本サイズ方向に順次続く部分面(コントロール・ストリップではこれは一般に印刷物幅である)を光学的手段により互いに隣接させて行群としてマトリックスセンサに投影するセンサ装置を提供することを提案する。 Combining an inexpensive RGB (red-green-blue) or SW (black and white) plane camera with a matrix sensor and an array of mirrors or prisms, this is a partial surface that continues in the direction of the basic size of the striped printed surface (in the control strip this It is proposed to provide a sensor device for projecting, as a group of rows, onto a matrix sensor, adjacent to each other by optical means (generally print width).
本発明は帯状印刷面を部分帯条に光学的に分割することによって、センサマトリックスの固有解像力が完全に利用され、同時にマトリックスセンサが行に関してアドレス指定できず全センサマトリックスをシリアルに読み出さねばならないというCCD(電荷結合素子)カメラの欠点が克服される利点がある。 The present invention optically divides the strip print surface into partial strips, so that the intrinsic resolution of the sensor matrix is fully utilized, and at the same time the matrix sensor cannot be addressed with respect to the rows and the entire sensor matrix must be read out serially. There is an advantage that the disadvantages of a CCD (Charge Coupled Device) camera are overcome.
帯状印刷面をコントロール・ストリップとして形成した実施例で、本発明を詳しく説明する。 The invention will be described in detail by way of an example in which the strip-shaped printing surface is formed as a control strip.
図1で明らかなように、平面カメラ3は輪転印刷機の印刷物通路の脇に配置され、印刷物2はロール状又は枚葉状である。矢印方向に搬送される印刷物2は慣用のコントロール・ストリップ1.Kを有する。コントロール・ストリップ1.Kは印刷画像縁端区域の帯状印刷面1として搬送方向を横切って伸びており、色調整又は印刷品質チェックのために被着されたものである。
As apparent from FIG. 1, the
印刷物表面からほぼ一定の間隔でミラー5.Sからなる光学的手段5がマトリックスセンサ4の解像力に応じた規則的間隔で印刷物幅にわたって配分され、その際一部で平面カメラ3の光軸8に対して垂直に互いに影を作ることを回避するために、ミラー5.Sはその幅だけ互いに食い違いになっており、ほぼ平行ビームがマトリックスセンサ4に向けられる。マトリックスセンサ4に向けてビームを方向変換するために、ミラー5.Sの代わりにプリズムを使用することもできる。
4. Mirror at almost regular intervals from the printed surface The optical means 5 consisting of S is distributed over the print width at regular intervals according to the resolving power of the matrix sensor 4, thereby avoiding some shadows perpendicular to the optical axis 8 of the
各ミラー5.Sにコントロール・ストリップ1.Kの1つの部分6が割り当てられ、その画像がミラー5.Sから平面カメラ3の方向へ反射される。ミラー5.Sは、コントロール・ストリップ1.Kの並列する部分6の像が上下に重なってマトリックスセンサ4の行群7に投影されるように整列されている(図2)。
4. Each mirror S to control strip One part 6 of K is assigned and its image is mirror 5. Reflected from S toward the
印刷物を急速に移動したときのぶれを回避するために、照明装置9が印刷物通路に配置され、平面カメラ3と同期して、コントロール・ストリップ1.Kの並列する部分6をパルス方式で線状に照明する。線状照明は例えば円柱レンズで実現することができる。
In order to avoid blurring when the printed product is moved rapidly, a lighting device 9 is arranged in the printed product path and in synchronization with the
照明装置9は短いフラッシュ時間を有し、様々な単色スペクトル、例えば赤、青、及び緑発光ダイオード群を有する光源で構成することができる。様々な照明スペクトルでフラッシングすることにより、平面カメラ3をスペクトル、三刺激色又は濃度センサとして利用することが可能である。
The illuminator 9 has a short flash time and can be composed of light sources having various monochromatic spectra, for example red, blue and green light emitting diode groups. By flushing with various illumination spectra, the
光源の様々な放出特性及びコントロール・ストリップ1.Kの部分6と平面カメラ3の間の様々な投影距離(物距離)並びにそれに伴ってマトリックスセンサ4に投影される像の様々な光の強さを補償するために、光源のフラッシュの強さを部分ごとに調節することが好ましい。反射を最小にするために、照明装置9をミラー5.Sに対して0°又は45°の頂角で配列することが好ましい。
Various emission characteristics and control strips of the light source In order to compensate for the various projection distances (object distances) between the K portion 6 and the
なるべく平坦な配列と、マトリックスセンサ4上に帯条の長方形の投影を得るために、平面カメラ3は印刷物2の表面に対して僅かに傾斜していることが好ましい。
In order to obtain a flat arrangement as much as possible and a rectangular projection of the strip on the matrix sensor 4, the
物距離に応じて相違する倍率を補償するために、ミラー5.Sはとりわけ異なる曲率半径で形成されている。光路が拡開せずに平行に通る特殊な対物レンズを平面カメラ3に使用することが好ましい。こうして物距離に関係なく常に等しい像サイズが生じ、かつミラー5.Sを簡単に設計することができる。
In order to compensate for the different magnification depending on the object distance, the mirror 5. S is formed with different radii of curvature. It is preferable to use a special objective lens for the
本発明に基づく装置の機能及び作用は以下の通りである。 The function and operation of the device according to the present invention are as follows.
コントロール・ストリップ1.Kがセンサ装置の検出区域に進入すると、センサ装置が作動され、照明装置9が起動され、コントロール・ストリップ1.Kの像が平面カメラ3によって検出され、周知のように記憶され、又は印刷機制御のために再処理される。コントロール・ストリップ1.Kは例えば幅×高さ=1000mm×20mmの寸法を有する。印刷物2の上側に配置され、搬送方向を横切って印刷物幅にわたって配分された例えば5個のミラー5.Sによってコントロール・ストリップ1.Kのそれぞれ200mm×20mmの5つの部分6.1・・・6.5が例えば2000×1500画素のマトリックスセンサ4に結像され、その際当初並列していた部分6が −上下に重なって配列された− 200mm×100mmの面をなして、マトリックスセンサ4に投影され、各部分6.1・・・6.5が1つの行群7.1・・・7.5に映し出される。こうして最適な幾何学的条件で水平方向に画素当り0.1mm、垂直方向に画素当り0.07mmの理論解像力が生じる。この解像力でコントロール・ストリップを十分に正確にデジタル化し、可視化し又は計測することができる。
Control strip When K enters the detection zone of the sensor device, the sensor device is activated, the lighting device 9 is activated, and the control strip 1. K images are detected by the
続いて所望の画像データを重要でない画像データから分離するために、拡散反射、濃度又はスペクトル測定値をアレイ形式で検出することによって、データアレイによる検索方法を画像検出に適用することができる。これはコントロール・ストリップ1.Kが細幅であって、マトリックスセンサ4によってコントロール・ストリップ1.Kを取り囲む印刷画像区域も一緒に検出される場合に特に好都合である。この画像区域はコントロール・ストリップ1.Kに属さず、従って印刷物品質のチェック、色調整又は印刷機制御のための再処理の前に画像データアレイから選別しなければならない。 The data array search method can then be applied to image detection by detecting diffuse reflection, density or spectral measurements in an array format to subsequently separate desired image data from non-critical image data. This is the control strip K is narrow and the control strip 1. It is particularly advantageous if a printed image area surrounding K is also detected. This image area is the control strip 1. Does not belong to K and must therefore be screened from the image data array prior to reprocessing for print quality checks, color adjustments or press control.
提案のセンサ装置はコントロール・ストリップ1.Kの画像分析に限定されず、搬送方向を横切る又は搬送方向に沿った基本サイズ方向を有する帯状の印刷面1のその他のすべての画像検出機能にも同様に使用することができる。 The proposed sensor device is a control strip. The present invention is not limited to image analysis of K, and can be similarly used for all other image detection functions of the strip-shaped printing surface 1 having a basic size direction that crosses the transport direction or is along the transport direction.
1 印刷面
1.K コントロール・ストリップ
2 印刷物
3 平面カメラ
4 マトリックスセンサ
5 光学的手段
5.S ミラー
6,6.1,…,6.5 印刷面の部分
7,7.1,…,7.5 行群
8 平面カメラの光軸
9 照明装置
1 Printing surface
Claims (8)
印刷面(1)の基本サイズ方向に順次続く印刷面(1)の部分(6)を、平面カメラ(3)に前置された光学的手段によって互いに隣接させてマトリックスセンサ(4)に投影することを特徴とするセンサ装置。 In a sensor device for optical detection of a strip-like printed surface (1) of a printed matter (2) moving along a printed matter path, comprising a planar camera (3) and a matrix sensor (4) incorporated in the printed matter path,
Portions (6) of the printing surface (1) that successively follow the basic size direction of the printing surface (1) are projected onto the matrix sensor (4) adjacent to each other by optical means placed in front of the plane camera (3). A sensor device.
印刷物幅にわたって規則的間隔で平面カメラ(3)の光軸(8)に沿って配分され、印刷面(1)のそれぞれ1つの部分(6)に割り当てられ、
平面カメラ(3)の光軸(8)に関して互いにずらせてあり、
印刷面(1)の当該の部分(6)の像をマトリックスセンサ(4)の隣接する行群(7)に投影し、その際部分(6)の順序が行群(7)の順序に相当する
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 Optical means (5) are distributed along the optical axis (8) of the planar camera (3) at regular intervals over the width of the print and are assigned to each one part (6) of the printing surface (1);
Are offset with respect to the optical axis (8) of the planar camera (3),
The image of the relevant part (6) of the printing surface (1) is projected onto the adjacent row group (7) of the matrix sensor (4), and the order of the part (6) corresponds to the order of the row group (7). The sensor device according to claim 1.
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