JP2021021704A - Spectroscopic element, spectroscopic measurement device, image evaluation device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、分光素子、分光計測装置、画像評価装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a spectroscopic element, a spectroscopic measuring device, an image evaluation device, and an image forming device.
紙等の記録媒体上にカラー画像を形成する画像形成装置において、形成されたカラー画像の色を測定し、色管理を行って再現性や安定性を向上させるための画像評価装置が知られている。
このような画像評価装置においては、記録媒体上の色を正確に測定する必要があり、かつカラーチャート等の複数点を同時に計測できることがより望ましい。そのため、測定対象となる複数の点からの光を並列に配置されたピンホールアレイと、マイクロレンズアレイと、受光部となるイメージセンサとを用いた分光素子と、かかる分光素子を用いて複数点の分光特性を並列に取得する分光計測装置(例えば特許文献1、2等参照)が知られている。
しかしながら、このようなマイクロレンズアレイを組み込んだ分光素子を用いる場合には、光学性能は向上するものの、高コストという課題も生じている。
In an image forming apparatus for forming a color image on a recording medium such as paper, an image evaluation apparatus for measuring the color of the formed color image and performing color management to improve reproducibility and stability is known. There is.
In such an image evaluation device, it is necessary to accurately measure the color on the recording medium, and it is more desirable that a plurality of points such as a color chart can be measured at the same time. Therefore, a pinhole array in which light from a plurality of points to be measured is arranged in parallel, a spectroscopic element using a microlens array and an image sensor serving as a light receiving unit, and a plurality of points using such a spectroscopic element. There are known spectroscopic measuring devices (see, for example,
However, when a spectroscopic element incorporating such a microlens array is used, although the optical performance is improved, there is a problem of high cost.
さらに、分光素子から単にマイクロレンズアレイを取り外した構成では、十分な光量を得られないばかりでなく、ピンホールアレイへの入射角に応じて入射光が広がってしまうことで、イメージセンサ上に入射光の重なりが生じてしまうという問題も懸念される。
こうした懸念を解消するためには、例えばイメージセンサ上に投射される光の間隔を大きくとるように設計すれば良いが、小型化や高解像度化が難しくなってしまうため、分光性能を維持しながらの低コスト化は難しいという課題があった。
Further, in the configuration in which the microlens array is simply removed from the spectroscopic element, not only a sufficient amount of light cannot be obtained, but also the incident light spreads according to the angle of incidence on the pinhole array, so that the incident light is incident on the image sensor. There is also concern about the problem of overlapping lights.
In order to eliminate such concerns, for example, the light projected on the image sensor may be designed to have a large interval, but it becomes difficult to reduce the size and increase the resolution, so that the spectral performance is maintained. There was a problem that it was difficult to reduce the cost.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、低コスト化を図りつつも複数点の分光特性を同時に計測可能な分光素子の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a spectroscopic element capable of simultaneously measuring the spectral characteristics of a plurality of points while reducing the cost.
上述した課題を解決するため、本発明の分光素子は、規則的に並べられた複数の開口を備え、計測対象から入射する光を前記開口によって領域分割する領域分割部と、前記開口を通過した前記光を分光する分光部と、前記分光部において分光された前記光を受光する受光部と、を有し、前記開口に入射する前記光の入射角:θ、前記開口の径:φ、隣り合う前記開口の間隔:lとし、前記領域分割部と前記受光部との間の距離:d1としたとき、2・d・tanθ+φ≦lを満たすことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the spectroscopic element of the present invention includes a plurality of regularly arranged openings, a region dividing portion that divides the light incident from the measurement target into regions by the openings, and passes through the openings. It has a spectroscopic unit that disperses the light and a light receiving portion that receives the light dispersed in the spectroscopic unit, and the incident angle of the light incident on the aperture: θ, the diameter of the aperture: φ, and adjacent to each other. When the distance between the matching openings is l and the distance between the region dividing portion and the light receiving portion is d 1 , 2 · d · tan θ + φ ≦ l is satisfied.
本発明によれば、低コスト化を図りつつも複数点の分光特性を同時に計測することができる。 According to the present invention, it is possible to measure the spectral characteristics of a plurality of points at the same time while reducing the cost.
本発明の実施形態の一例として、記録媒体たるシートSに画像を形成する画像形成装置101と、画像形成装置101に備えられ、シートS上に形成されたカラー画像の色を測定し、色管理を行って再現性や安定性を向上させるための画像評価装置102と、の概略構成を示す。
As an example of the embodiment of the present invention, an
画像形成装置101は、図1に示すように、画像評価装置102と、給紙部103と、制御部104と、走査光学系105と、感光体106と、中間転写体である中間転写ベルト107と、を有している。
画像形成装置101はまた、シートS上に形成されたトナー像を画像として定着する定着部108と、シートSを搬送するためのローラ等で構成された搬送路110の最後端に設けられシートSを排出するための排紙ローラ109と、を有している。
なお、本実施形態の説明においては、画像形成装置101が画像情報を読み取りシートSの表面に画像を形成する電子写真方式のフルカラー画像形成装置として動作する場合についてのみ述べるが、かかる構成に限定されるものではない。例えば他の端末から送付された画像をシートSの表面に画像形成するような構成としても良く、またインクジェット方式等であっても良く、本発明は特定の画像形成方法に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the
The
In the description of the present embodiment, only the case where the
画像形成装置101において、給紙部103は、シートSを積載して保管する給紙トレイ103aと給紙ローラ103bとを有している。
走査光学系105は感光体106に電子写真として画像を潜像として形成する。
感光体106に形成された潜像は、トナーが付着することでトナー像として現像された後、中間転写ベルト107を経てシートSへトナー像として転写される。
シートS上に転写されたトナー像は、定着部108において熱と圧力をかけられて画像として定着されて排紙ローラ109によって排紙される。
In the
The scanning
The latent image formed on the
The toner image transferred onto the sheet S is fixed as an image by applying heat and pressure in the
給紙部103と、制御部104と、走査光学系105と、感光体106と、中間転写ベルト107と、定着部108と、排紙ローラ109等のその他の構成については、一般的な画像形成装置としての構成を有しており、説明を省略する。
Other configurations such as the
本実施形態において、画像評価装置102は、定着部108よりも後段であって排紙ローラ109よりも前段側に配置されており、定着後のシートS上の画像の一部から分光特性を取得し、制御部104へとフィードバックして色管理を行う画像評価装置であるとともに、シートS上に形成された画像の分光特性を取得するための分光計測装置である。
In the present embodiment, the
画像評価装置102は、図2に示すように、シートSを照らすように取り付けられた光源11と、シートSに照射された光を結像するための結像手段たる結像レンズ20と、分光特性を取得するための分光素子である分光撮像モジュール30と、を有している。
画像評価装置102は、光源11のOn/Offのタイミングや、後述する分光撮像モジュール30に設けられた受光部からの信号を受信して、画像の色情報等を取得するための画像評価制御部40を有している。
なお、画像評価制御部40は、画像形成装置101に設けられた制御部104の一機能として実装されるとしても良いし、画像評価装置102に独立して設けられたものであっても良い。
As shown in FIG. 2, the
The
The image
画像評価装置102は、搬送路110を図2中のAで示した方向に搬送されるシートSの表面に形成された画像の少なくとも一部である測定領域P内の複数の位置の分光特性、言い換えると色情報を測定する分光計測装置としての機能を有している。
画像評価装置102は、シートSに光源11からの光を照射するとともに、シートSの表面で反射された光を入射光として結像レンズ20で結像し、分光撮像モジュール30によって分光する。
The
The
図3に分光撮像モジュール30の具体的な構成について示す。図3においては説明の簡略化のため特に光の入射方向をZ方向とし、Z方向に垂直な方向のうち、シートSの幅方向に対応する方向をY方向、シートSの搬送方向に対応する方向をX方向とする。
分光撮像モジュール30は、入射側すなわち−Z方向側に設けられ、規則的に並べられた複数の開口32を備え、シートSからの入射光を開口32によって領域分割する領域分割部たるピンホールアレイ31と、開口32を通過した光を分光する分光部たる回折格子33と、光を受光する受光部たるラインセンサ34と、を有している。
なお、本実施形態においては、説明の簡単化のために画像評価装置102が1つの分光撮像モジュール30を有する場合についてのみ述べるが、複数の分光撮像モジュール30を並べた構成であっても良い。具体的には例えばラインセンサ34が100mm幅まで測定可能なラインセンサであれば、3つのラインセンサ34を並べて所謂A4サイズに対応可能な分光計測装置とすれば良い。
FIG. 3 shows a specific configuration of the
The
In this embodiment, for the sake of simplification of the explanation, only the case where the
ピンホールアレイ31は、開口32が少なくともY方向に規則的に並べられた開口部であり、本実施形態では例えば開口32の直径φ=20μm、開口32の間隔(ピッチ)l=300μmとして1列に形成されている。
このようにピンホールアレイ31を設けることで、ピンホールアレイ31に設けられたそれぞれの開口32が、それぞれ独立した撮像装置の入射光を制限する絞りのような役割を果たし、測定位置に応じて領域分割される領域分割部として機能する。
すなわち、ピンホールアレイ31は、図3に破線として主要な光線図を示したように、測定領域P内の複数の測定位置(図2に示すP1、P2、P3・・・)からの入射光が、通過する開口32によってそれぞれの測定位置に応じて領域分割される領域分割部として機能する。
The
By providing the
That is, the
回折格子33は、所定の方向に微細な溝が入れられた回折光学素子(DOE:Diffractive Optical Element)であって、図4に模式的に示すように、透過した入射光を回折することで、ラインセンサ34に波長ごとに分光された一次回折光として投射する。なお、回折格子33は、本実施形態においては回折格子としたが、その他ラインセンサ34に分光された光を照射することが可能な光学素子であれば良く、回折格子に限定されるものではない。
The
ラインセンサ34は、回折格子33の一次回折光を受光するための受光部である。ラインセンサ34は、本実施形態では図4(a)、(b)に受光面35を模式的に示すように、一次回折光が−X、−Y方向から+X、+Y方向へ、言い換えるとXY平面に対して斜め方向に伸びるように分光される。
図4(a)は1つの開口32に対応した一次回折光の射影を波長に応じて網掛けの形状を変化させることで一次回折光のスペクトルを模式的に表現した図である。
図4(b)は受光面35における一次回折光の射影と、かかる射影が受光面35においてどのような信号として検出されるかを模式的に示す図であり、例えば図中にY2として斜線で示したように、X方向に沿った所定の測定ラインにおける総和として検出する様子を表している。
このような構成とすることによって、ピンホールアレイ31によって領域分割されるとともに回折格子33によって分光された一次回折光が、ラインセンサ34上に照射される。
なお、ノイズ低減のために、一次回折光以外の、0次回折光や二次以上の回折光については、受光面35へは到達しないあるいは受光面35において結像されないことが望ましい。このような効果を奏する具体的な構成は、本発明の特徴形態と直接的には関係しないので説明を省略する。
The
FIG. 4A is a diagram schematically expressing the spectrum of the primary diffracted light by changing the shaded shape of the projection of the primary diffracted light corresponding to one
FIG. 4B is a diagram schematically showing the projection of the primary diffracted light on the
With such a configuration, the primary diffracted light that is region-divided by the
In order to reduce noise, it is desirable that the 0th-order diffracted light and the second-order or higher-order diffracted light other than the primary diffracted light do not reach the
ラインセンサ34は、かかる照射された一次回折光の強度に応じて信号を生じさせ、画像評価制御部40へ送信する。
なお、本実施形態では受光面35は、図4(b)に示されたように、所定の間隔で区画されており、それぞれの座標位置において受光した一次回折光の強度を検知する画素構造を有している。具体的には受光面35は、X方向に沿った同一列の総和をY1、Y2、Y3それぞれの位置における一次回折光の強度として検知する。受光面35において、一次回折光は波長によって分光された状態で入射しているから、波長に応じてXY平面に対して斜め方向に伸びた領域内の何れかの位置において入射光として検知されることとなる。すなわち、Y1、Y2、Y3・・・のうち受光面35のどの位置に入射したかによって、シートS上の測定位置における色情報が分かる。
The
In this embodiment, the
すなわち本実施形態において分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31によってシートS上の測定位置に対応する光線を領域分割するとともに、回折格子33によってかかるシートS上の測定位置における画像の色情報を分光によって取得することができる。
That is, in the present embodiment, the
画像評価制御部40は、ラインセンサ34によって取得された被測定対象たるシートSの分光特性と、所定の基準値とを比較することにより、シートS上に形成された画像が正しく色を再現できているかどうか判定する。
なお、かかる判定は例えば複数枚のシートS上の画像についてそれぞれ同一であるか否かについて判定するのであっても良いし、カラーチャートの様にシートSの表面に予め定められた評価用のパターンを形成し、かかる評価用のパターンについて判定するものであっても良い。
また、ラインセンサ34を用いることにより、シートSの搬送方向に直交する方向、言い換えるとシートSの幅方向上の複数の測定位置において同時に分光特性を得られるから、従来の単一の分光器等を用いた画像評価方法よりも高速化することができる。
The image
It should be noted that such a determination may be made, for example, as to whether or not the images on the plurality of sheets S are the same, or a predetermined evaluation pattern on the surface of the sheets S such as a color chart. May be formed and the pattern for such evaluation is judged.
Further, by using the
画像評価制御部40によって得られた判定結果に基づいて、制御部104は画像形成装置101がシートS上に形成する画像の色情報をキャリブレーションする。かかる構成により画像形成装置101は、画像評価装置102を用いて色の再現性を向上することができる。
なお、本実施形態においては、画像評価装置102は搬送路110の途上であって定着部108よりも後段であって排紙ローラ109よりも前段側に配置されており、シートSは搬送路110上をローラ等の部材により移送される構成としている。
しかしながら、画像評価装置102をシートSに対して相対的に動作させ得る構成であればよく、シートSを移送するとしても良いし、画像評価装置102を動作させる形態であっても良い。
Based on the determination result obtained by the image
In the present embodiment, the
However, any configuration may be used as long as the
さて、既に述べたような分光撮像モジュール30を用いて複数の測定位置について同時に測定する際には、異なる測定位置からの入射光が、互いに干渉しないように配置されることが望ましい。
ここで、図12に比較例として複数の開口32’が規則的に並んだピンホールアレイを用いて複数点の同時測定を行うような分光装置200を示す。
分光装置200は、本実施形態と同様に、シートSを照らすように取り付けられた光源11と、シートSに照射された光を結像するための結像手段たる結像レンズ20と、を有している。
分光装置200はまた、分光撮像モジュール30’を有している。
By the way, when simultaneously measuring a plurality of measurement positions using the
Here, FIG. 12 shows, as a comparative example, a
Similar to the present embodiment, the
The
分光撮像モジュール30’は、図13に示すように、開口32’が形成されたピンホールアレイ31’と、受光部たるラインセンサ34’と、回折手段たる回折格子33’と、回折格子33’とピンホールアレイ31’との間に設けられたマイクロレンズアレイ39’と、を有している。
マイクロレンズアレイ39’は、開口32’の位置に合わせて複数のレンズ39aが規則的に並べて配置されたレンズアレイである。
開口32’を通過した光束は、レンズ39aによって集光されてラインセンサ34’に信号として受信される。
As shown in FIG. 13, the spectroscopic imaging module 30'has a pinhole array 31'with an opening 32', a line sensor 34'which is a light receiving portion, a diffraction grating 33' which is a diffraction means, and a diffraction grating 33'. It has a microlens array 39'provided between the pinhole array 31'and the pinhole array 31'.
The microlens array 39'is a lens array in which a plurality of
The luminous flux that has passed through the opening 32'is collected by the
かかるマイクロレンズアレイ39’を用いた構成においては、開口32’を通過した光束は、レンズ39aによって集光されるため、開口32’における光束の広がりを無視することができる。そのため、通常は開口32’付近が所謂絞りの役割を果たすように、結像レンズ20の像面の位置を開口32’の近傍に配置される。
しかしながら、このようなマイクロレンズアレイ39’を用いることで分光撮像モジュール30’の光の利用効率は向上するものの、分光撮像モジュール30’自体が高価となってしまう問題が生じてしまう。他方、単にマイクロレンズを用いないだけでは、光の利用効率が低下してしまうため精度の低下を引き起こしてしまう懸念がある。
In the configuration using the microlens array 39', the light flux passing through the aperture 32'is collected by the
However, although the light utilization efficiency of the spectroscopic imaging module 30'is improved by using such a microlens array 39', there arises a problem that the spectroscopic imaging module 30'itself becomes expensive. On the other hand, if the microlens is simply not used, the efficiency of light utilization will be lowered, and there is a concern that the accuracy will be lowered.
本発明はかかる課題を解決するべく、開口32に入射する入射光の入射角:θ、ピンホールアレイ31の開口32の径:φ、ピンホールアレイ31の開口32のピッチ:lとし、ピンホールアレイ31とラインセンサ34との間の距離:d1としたとき、数式(1)を満足する。
In order to solve this problem, the present invention sets the incident angle of the incident light incident on the opening 32: θ, the diameter of the
かかる数式(1)の導出について説明する。
結像レンズ20からの光束の中で、開口32を通過する光線のうち、最大入射角θで入射する光線を一点鎖線で図6に図示する。
なお、図6では説明のため離散的に表現したが実際には最大入射角θとする連続的に複数の入射角で光線が入射している。
図6に示すように、数式(1)を満たすことによれば、隣り合う開口32に互いに最大入射角θで入射した異なる入射光がラインセンサ34の同じ場所に重複して入射することがない。
したがって、数式(1)を満足することにより、ラインセンサ34において、入射光が重複して同じ場所に照射されることを抑制して、精度良く複数の測定位置の光を同時に分光測定することができる。
換言すれば、隣り合う開口32によって形成される分光像の間には、間隙α(≧0)で表される間隔が必ず存在する。
The derivation of the mathematical formula (1) will be described.
Among the light rays passing through the
Although it is expressed discretely in FIG. 6 for the sake of explanation, in reality, light rays are continuously incident at a plurality of incident angles with the maximum incident angle θ.
As shown in FIG. 6, by satisfying the mathematical formula (1), different incident lights incident on the
Therefore, by satisfying the mathematical formula (1), it is possible to prevent the incident light from being repeatedly irradiated to the same place in the
In other words, there is always an interval represented by the gap α (≧ 0) between the spectroscopic images formed by the
また、本実施形態において、結像レンズ20の像面の位置zは、ピンホールアレイ31とラインセンサ34との間の何れかの位置に、言い換えると分光撮像モジュール30内の所定の位置になるように調整されている。
かかる構成により、図6に示したように入射光の焦点がピンホールアレイ31とラインセンサ34との間に位置するので、回折格子33の一次回折光の広がりが、比較例のように開口32に集光点が位置する構成に対して抑えられる。
また、このような構成において、結像レンズ20の像面の位置zとし、像面の位置zから受光面35までの距離:d2としたとき、数式(2)を満足する。
Further, in the present embodiment, the position z of the image plane of the
With this configuration, the focal point of the incident light is located between the
Further, in such a configuration, the mathematical formula (2) is satisfied when the position z of the image plane of the
かかる構成によれば、受光面35において一次回折光が重複して検知されないから、画像評価装置102の分光撮像モジュール30を更に小型化しながらも、高精度に複数個所の分光特性を取得可能となる。
言うまでもなく、d1>d2であり、結像レンズ20の像面の位置zは、ピンホールアレイ31の開口32よりも受光面35に近い位置となる。
従って、開口32のピッチ:lをより小さく抑えながらも、複数点の分光特性を同時に計測することができる。
According to this configuration, since the primary diffracted light is not detected in duplicate on the
Needless to say, d 1 > d 2 and the position z of the image plane of the
Therefore, the spectral characteristics of a plurality of points can be measured at the same time while keeping the pitch of the opening 32: l smaller.
本発明の変形例の1つとして、第2の実施形態を図7を用いて説明する。
なお、以降に説明する各実施形態において、第1の実施形態と同様の構成である部分については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
図6に示すように、第2の実施形態における分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31と、回折格子33と、ラインセンサ34と、を有し、ラインセンサ34からピンホールアレイ31までの間の空隙がガラス等の光学材料50によって埋められた一体構造として構成されている。
なお、光学材料50は、光学ガラスや樹脂等の一般的に用いられる光学材料であればよい。
As one of the modifications of the present invention, the second embodiment will be described with reference to FIG.
In each of the embodiments described below, parts having the same configuration as that of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 6, the
The
かかる構成によれば、光学材料50によってピンホールアレイ31とラインセンサ34との間の位置関係が振動などによって変動する影響を低減することができる。
According to such a configuration, it is possible to reduce the influence of the
また、他の変形例として、第3の実施形態を図8、図9を用いて説明する。
図8に示すように、第3の実施形態における分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31と、回折格子33と、ラインセンサ34と、を有し、ピンホールアレイ31から回折格子33までの間に配置され、X方向にのみ屈折力(パワー)を有するシリンドリカルレンズ37を有している。
シリンドリカルレンズ37は、図9(a)、(b)に受光面35に投射される一次回折光を模式的に示すように、ラインセンサ34の並び方向にはパワーを有さないので、Y1、Y2、Y3・・・の各領域において積算される際に、シリンドリカルレンズ37がパワーを有さないY方向については解像度を変化させることなく、X方向については光束を集光させることができる。言い換えると、図9(a)に示したような第1の実施形態における一次回折光の射影に対して、図9(b)に示したような第3の実施形態における一次回折光の射影は、Y方向の長さLyを変えることなく、X方向の長さLxを短くすることができる。
かかる構成により、一次回折光の分光像がシャープになるから、ラインセンサ34の最低受光感度よりも十分に大きい光強度を得やすくなり、一次回折光以外の外乱検出を抑制し易くなり、S/N比が向上する。
Further, as another modification, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
As shown in FIG. 8, the
As shown in FIGS. 9A and 9B, the primary diffracted light projected on the
With this configuration, the spectroscopic image of the primary diffracted light becomes sharp, so that it becomes easy to obtain a light intensity sufficiently higher than the minimum light receiving sensitivity of the
また、他の変形例として、第4の実施形態を図10を用いて説明する。
図10に示すように、第4の実施形態における分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31と、回折格子33と、ラインセンサ34と、を有し、ピンホールアレイ31から回折格子33までの間に配置され、Y方向にのみ屈折力(パワー)を有するレンチキュラーレンズ38と、を有している。
Further, as another modification, the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the
レンチキュラーレンズ38は、図10に示すように、半円筒形状のレンズが複数、Y方向に並べられた形状を有している。
かかる構成により入射光をY方向について屈折することで、図11(a)に示した第1の実施形態における射影に対し、図11(b)に示すように、ラインセンサ34のY方向における一次回折光の射影を圧縮することができるから、より開口32のピッチlを小さくすることができる。
As shown in FIG. 10, the
By refracting the incident light in the Y direction with such a configuration, as shown in FIG. 11B, the
本発明における分光撮像モジュール30は、規則的に並べられた複数の開口32を備え、シートSから入射する光を開口32によって領域分割するピンホールアレイ31と、開口32を通過した光を分光する回折格子33と、回折格子33において分光された光を受光するラインセンサ34と、を有している。
また、開口32に入射する入射光の入射角:θ、ピンホールアレイ31の開口32の径:φ、ピンホールアレイ31の開口32のピッチ:lとし、ピンホールアレイ31とラインセンサ34との間の距離:d1としたとき、数式(1)を満足する。
2・d1・tanθ+φ≦l…(1)
かかる構成により、低コスト化を図りつつも複数点の分光特性を同時に計測可能である。
The
Further, the incident angle of the incident light incident on the opening 32: θ, the diameter of the
2 ・ d 1・ tan θ + φ ≦ l… (1)
With such a configuration, it is possible to measure the spectral characteristics of a plurality of points at the same time while reducing the cost.
また、本発明の第2の実施形態における分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31と、ラインセンサ34との間の空隙が光学材料50によって満たされることで一体化されている。
かかる構成により、振動による影響を抑えられて、安定した受光像を得ることができる。
Further, the
With such a configuration, the influence of vibration can be suppressed and a stable light receiving image can be obtained.
また、本発明の第3の実施形態における分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31と回折格子33との間にシリンドリカルレンズ37が配置される。
かかる構成により、X方向における一次回折光の広がりを抑制して、ラインセンサ34の最低感度よりも高い光強度を確保し易くなるから、S/N比を向上させることができる。
Further, in the
With such a configuration, the spread of the primary diffracted light in the X direction is suppressed, and it becomes easy to secure a light intensity higher than the minimum sensitivity of the
また、本発明の第4の実施形態における分光撮像モジュール30は、ピンホールアレイ31と回折格子33との間にレンチキュラーレンズ38が配置される。
かかる構成により、ラインセンサ34のY方向における一次回折光の射影を圧縮することができるから、より開口32のピッチlを小さくすることができる。
Further, in the
With such a configuration, the projection of the primary diffracted light in the Y direction of the
また、本実施形態では、画像評価装置102は、分光撮像モジュール30と、分光撮像モジュール30の入射光側に配置されて、分光撮像モジュール30に入射する光を結像するための結像光学系たる結像レンズ20と、を有している。
また、結像レンズ20の像面はピンホールアレイ31の開口32とラインセンサ34の受光面35との間に位置する。
かかる構成によれば、従来のように開口32に像面の位置を設計するよりも入射光の入射角θと、開口32のピッチlとを小さくすることができるので、数式(1)を満足するような分光撮像モジュール30が十分な解像度を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the
The image plane of the
According to this configuration, the incident angle θ of the incident light and the pitch l of the
また本実施形態では、画像評価装置102は、シートSを移動させる移動手段たる搬送路110を有し、シートS上に形成された画像を計測対象として分光撮像モジュール30を用いて画像の分光特性を評価する。
かかる構成によれば、シートSと画像評価装置102とを相対移動させることでシートS上の全面について分光特性を取得することができる。
Further, in the present embodiment, the
According to such a configuration, the spectral characteristics of the entire surface of the sheet S can be acquired by relatively moving the sheet S and the
また本実施形態では、画像形成装置101は、画像評価装置102を有している。
かかる構成により、シートS上に画像を形成するとともに、シートS上に形成された画像を評価してフィードバック制御によるキャリブレーションが可能となるので、画像の色情報等の再現性を向上する。
Further, in the present embodiment, the
With such a configuration, an image is formed on the sheet S, and the image formed on the sheet S can be evaluated and calibrated by feedback control, so that the reproducibility of color information and the like of the image is improved.
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and the present invention described in the claims unless otherwise specified in the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
例えば、本実施形態では、画像形成装置101の一部として、画像評価装置102が組み込まれた使用形態についてのみ述べたが、任意の記録媒体について画像の評価を行う画像評価装置単体として本発明を適用しても良い。
あるいは、画像の評価を目的とせず、記録媒体上の分光特性を取得するための分光計測装置として用いても良い。
また、上述の各実施形態ではシートS上に電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置を一例として説明を行ったが、シートSは表面に情報を記録可能な記録媒体であれば良く、紙、コート紙、厚紙、OHP、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等であって良い。
For example, in the present embodiment, only the usage mode in which the
Alternatively, it may be used as a spectroscopic measurement device for acquiring spectroscopic characteristics on a recording medium without the purpose of evaluating an image.
Further, in each of the above-described embodiments, an image forming apparatus for forming an image on the sheet S by an electrophotographic method has been described as an example, but the sheet S may be any recording medium capable of recording information on the surface, and is made of paper. , Coated paper, thick paper, OHP, plastic film, prepreg, copper foil and the like.
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not it.
30 分光素子(分光撮像モジュール)
31 領域分割部(ピンホールアレイ)
32 開口
33 分光部(回折格子)
34 受光部(ラインセンサ)
35 受光面
37 シリンドリカルレンズ
38 レンチキュラーレンズ
39’ マイクロレンズアレイ
101 画像形成装置
102 画像評価装置(分光計測装置)
θ 光の入射角
φ 開口の径
l 隣り合う開口の間隔
d1 領域分割部と受光部との間の距離
d2 像面から受光部までの距離
P1、P2、P3 測定位置
S シート(記録媒体)
30 Spectral element (spectral imaging module)
31 Area division (pinhole array)
32
34 Light receiving part (line sensor)
35 Light receiving surface 37
θ Light incident angle φ Aperture diameter l Distance between adjacent openings d1 Distance between region dividing part and light receiving part d2 Distance from image plane to light receiving part P1, P2, P3 Measurement position S sheet (recording medium)
Claims (7)
前記開口を通過した前記光を分光する分光部と、
前記分光部において分光された前記光を受光する受光部と、を有し、
前記開口に入射する前記光の入射角:θ、前記開口の径:φ、隣り合う前記開口の間隔:lとし、前記領域分割部と前記受光部との間の距離:d1としたとき、
2・d1・tanθ+φ≦l
を満たすことを特徴とする分光素子。 A region division unit having a plurality of regularly arranged openings and dividing the light incident from the measurement target by the openings.
A spectroscopic unit that disperses the light that has passed through the aperture,
It has a light receiving unit that receives the light dispersed in the spectroscopic unit, and has a light receiving unit.
When the incident angle of the light incident on the aperture is θ, the diameter of the aperture is φ, the distance between the adjacent openings is l, and the distance between the region dividing portion and the light receiving portion is d 1 .
2 ・ d 1・ tan θ + φ ≦ l
A spectroscopic element characterized by satisfying.
前記領域分割部と、前記受光部との間の空隙が光学材料によって満たされ一体化されたことを特徴とする分光素子。 In the spectroscopic element according to claim 1,
A spectroscopic element characterized in that a gap between the region dividing portion and the light receiving portion is filled with an optical material and integrated.
前記領域分割部と前記分光部との間にシリンドリカルレンズが配置されたことを特徴とする分光素子。 In the spectroscopic element according to claim 1 or 2.
A spectroscopic element characterized in that a cylindrical lens is arranged between the region dividing portion and the spectroscopic portion.
前記領域分割部と前記分光部との間にレンチキュラーレンズが配置されたことを特徴とする分光素子。 In the spectroscopic element according to claim 1 or 2.
A spectroscopic element characterized in that a lenticular lens is arranged between the region dividing portion and the spectroscopic portion.
前記分光素子の前記領域分割部側に配置されて、前記分光素子に入射する光を結像するための結像光学系と、を有し、
前記結像光学系の像面は前記領域分割部と前記受光部との間に位置することを特徴とする分光計測装置。 The spectroscopic element according to any one of claims 1 to 4,
It has an imaging optical system, which is arranged on the region dividing portion side of the spectroscopic element and for forming an image of light incident on the spectroscopic element.
A spectroscopic measurement device characterized in that the image plane of the imaging optical system is located between the region dividing portion and the light receiving portion.
前記計測対象と前記分光計測装置とを相対的に移動させる移動手段と、を有し、
記録媒体上に形成された画像を前記計測対象として前記分光計測装置を用いて前記画像の分光特性を評価することを特徴とする画像評価装置。 The spectroscopic measuring device according to claim 5 and
It has a moving means for relatively moving the measurement target and the spectroscopic measuring device.
An image evaluation device characterized in that an image formed on a recording medium is used as a measurement target and the spectral characteristics of the image are evaluated using the spectroscopic measurement device.
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