JPH09126890A - 色検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷物などの検査対象物の色検査に対して、波
長方向の精度に起因する微妙な色の違いを確実に検出で
き、高精度の色検査が可能となる色検査装置を提供す
る。 【解決手段】分光入力装置２０は、印刷物Ｐからの反射
光を受光して複数種の波長成分に分解し、この分解した
各波長成分の光を電気信号に変換して入力する。この入
力された分光信号はＡ／Ｄ変換回路２３でデジタル化さ
れ、分光データとしてメモリ２４に一時記憶される。極
大値特徴量計算部２５は、メモリ２４に記憶された分光
データから極大値に関する特徴量を求める。判定部１４
は、この求められた特徴量を基準データ記憶部１３に記
憶されている極大値に関する特徴量の基準となる基準デ
ータと比較することにより、印刷物Ｐの色が基準と同じ
か否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば、カラー
印刷物の同定や品質検査において、色情報を用いて印刷
物の色を検査する色検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、色情報を用いてカラー印刷物の色
を検査する検査装置には、色ガラスフィルタ、多層膜コ
ーティング色フィルタおよびゼラチン染色フィルタを用
いたＲＧＢのカラー画像入力手段が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＲＧＢのカラ
ー画像入力手段は、３色の色分解能しか持たず、たとえ
ば、色フィルタの分光感度特性が似通っている波長での
微妙な波形の違いは検出できなかった。また、上記カラ
ー画像入力手段は、人間の色視覚特性に合致させた波長
帯域設計のため各色フィルタの間には波長のストローク
が存在し、その部分での分光波形の微妙な違いも検出で
きなかった。

【０００４】そこで、本発明は、印刷物などの検査対象
物の色検査に対して、波長方向の精度に起因する微妙な
色の違いを確実に検出でき、高精度の色検査が可能とな
る色検査装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の色検査装置は、
検査対象物からの光を複数種の波長成分に分解し、この
分解した各波長成分の光を分光データとして入力する分
光入力手段と、この分光入力手段により入力された分光
データを一時記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶
された分光データから極大値に関する特徴量を求める特
徴量計算手段と、前記極大値に関する特徴量の基準とな
る基準データを記憶している基準データ記憶手段と、前
記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記基準デ
ータ記憶手段に記憶されている基準データと比較するこ
とにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否かを判
定する判定手段とを具備している。

【０００６】また、本発明の色検査装置は、検査対象物
からの光を複数種の波長成分に分解し、この分解した各
波長成分の光を分光データとして入力する分光入力手段
と、この分光入力手段により入力された分光データを一
時記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された分光
データからピークに関する特徴量を求める特徴量計算手
段と、前記ピークに関する特徴量の基準となる基準デー
タを記憶している基準データ記憶手段と、前記特徴量計
算手段により求められた特徴量を前記基準データ記憶手
段に記憶されている基準データと比較することにより、
前記検査対象物の色が基準と同じか否かを判定する判定
手段とを具備している。

【０００７】また、本発明の色検査装置は、検査対象物
からの光を複数種の波長成分に分解し、この分解した各
波長成分の光を分光データとして入力する分光入力手段
と、この分光入力手段により入力された分光データを一
時記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された分光
データから変曲点に関する特徴量を求める特徴量計算手
段と、前記変曲点に関する特徴量の基準となる基準デー
タを記憶している基準データ記憶手段と、前記特徴量計
算手段により求められた特徴量を前記基準データ記憶手
段に記憶されている基準データと比較することにより、
前記検査対象物の色が基準と同じか否かを判定する判定
手段とを具備している。

【０００８】また、本発明の色検査装置は、検査対象物
からの光を複数種の波長成分に分解し、この分解した各
波長成分の光を分光データとして入力する分光入力手段
と、この分光入力手段により入力された分光データを一
時記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された分光
データを補正する補正手段と、この補正手段により補正
された分光データから分光特性に関する特徴量を求める
特徴量計算手段と、前記分光特性に関する特徴量の基準
となる基準データを記憶している基準データ記憶手段
と、前記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記
基準データ記憶手段に記憶されている基準データと比較
することにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否
かを判定する判定手段とを具備している。

【０００９】さらに、本発明の色検査装置は、検査対象
物からの光を複数種の波長成分に分解し、この分解した
各波長成分の光を分光データとして入力する分光入力手
段と、この分光入力手段により入力された分光データに
対して差分演算を行なう差分演算手段と、この差分演算
手段により差分演算された分光データから分光特性に関
する特徴量を求める特徴量計算手段と、前記分光特性に
関する特徴量の基準となる基準データを記憶している基
準データ記憶手段と、前記特徴量計算手段により求めら
れた特徴量を前記基準データ記憶手段に記憶されている
基準データと比較することにより、前記検査対象物の色
が基準と同じか否かを判定する判定手段とを具備してい
る。

【００１０】上記手段によれば、カラー印刷物などの検
査対象物からの透過光もしくは反射光を回析格子分光計
などを用いて複数種の波長成分ごとに分解し、必要に応
じてその分光信号に対して補正や差分などの前処理を行
ない、その波長成分に関する変換された分光信号から局
所的な特徴量を計算し、基準色の特徴量（基準データ）
と比較して色の同定や検査を行なうことにより、検査対
象物の色検査に対して、波長方向の精度に起因する微妙
な色の違いを確実に検出でき、高精度の色検査が可能と
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。まず、第１の実施の形態に
ついて説明する。図１は、第１の実施の形態に係る色検
査装置の構成を示すものである。図１において、１１は
本装置の全体的な制御と色の検査処理とを行なうＣＰＵ
（セントラル・プロセッシング・ユニット）であり、こ
のＣＰＵ１１には、アドレスバスＡＢおよびデータバス
ＤＢを介して出力回路１２、基準データ記憶手段として
の基準データ記憶部１３、判定手段としての判定部１
４、特徴量計算手段としての極大値特徴量計算部２５が
それぞれ接続されている。

【００１２】一方、検査対象物としてのカラー印刷物Ｐ
は、図示しない搬送手段によって図示矢印方向に搬送さ
れるもので、この搬送される印刷物Ｐ上には図示しない
光源から光が照射される。印刷物Ｐの表面で反射された
光は、分光入力手段としての分光入力装置２０に受光さ
れ、分光される。

【００１３】分光入力装置２０は、たとえば、図２に示
すように構成されており、この例では回析格子分光計を
例として挙げた。分光計の受光素子としては、たとえ
ば、２５６画素のリニアイメージセンサを用いる。すな
わち、検査対象物Ｐから反射した光は、レンズ８２を介
して集光され、スリット８３を介して回析格子８４に入
射する。入射した光は、回析格子８４によって複数種の
波長成分ごとに異なった角度に分光され、イメージセン
サ８５の受光面に結像される。イメージセンサ８５は、
センサ駆動回路２２からの駆動信号にしたがって駆動さ
れる。

【００１４】図３は、イメージセンサ８５への結像状態
を示したものであり、横軸はイメージセンサ８５の長手
方向を表わすが、これは波長軸に対応する。縦軸はイメ
ージセンサ８５の各画素の出力値であるが、これは各波
長の光の強度に対応する。この場合、各画素の出力は検
査対象物Ｐの４００ｎｍ〜７５０ｎｍに対する反射光の
強度を約２ｎｍ間隔に分割したものである。

【００１５】イメージセンサ８５の受光面に結像した反
射光は光電変換され、各波長成分ごとの電気信号に変換
される。この変換された電気信号は、センサ駆動回路２
２からの信号にしたがって読出され、Ａ／Ｄ変換手段と
してのＡ／Ｄ変換回路２３を経て各波長ごとのデジタル
画像信号（分光データ）に変換される。この場合、Ａ／
Ｄ変換回路２３として８ビットのものを用いると、各波
長ごとの分光強度は２５６レベルにデジタル化される。

【００１６】Ａ／Ｄ変換回路２３の各出力は、センサ駆
動回路２２からの信号に同期して、記憶手段としてのメ
モリ２４に書込まれる。メモリ２４は、たとえば、ＲＡ
Ｍ（ランダム・アクセス・メモリ）を用いる。メモリ２
４から分光データを読出す際には、図４に示すようにし
て２次元配列で行なう。

【００１７】図４では、横方向に波長を示す番号ｉ、縦
方向に走査回数ｊをとって読出すときの例を示した。た
とえば、アドレス（ｉ，ｊ）＝（３，６）を呼出すと、
６回目の走査の３番目の波長の強度データが得られる。

【００１８】極大値特徴量計算部２５は、ＣＰＵ１１の
命令にしたがって、後述するような計算を行なうことに
より、極大値に関する特徴量を求めるもので、たとえ
ば、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）が用い
られる。

【００１９】判定部１４は、ＣＰＵ１１の命令にしたが
って、極大値特徴量計算部２５で求めた複数の特徴量
と、基準データ記憶部１３に格納されている基準データ
とを比較することによって、色の検査を行ない、出力部
１４からその検査結果を出力する。

【００２０】次に、上記した構成において、図５に示す
フローチャートを参照して色検査処理について説明す
る。なお、検査対象物Ｐは、たとえば、図７に示すよう
に、白地の用紙１７上に所定色の矩形パターン１８が印
刷されたものとする。

【００２１】まず、メモリ２４に格納された分光データ
から検査領域（ｙ0 ＜ｙ）を抽出する。これは、図４に
示すメモリ２４の格納状態を参照すると、（ｊ＞ｂ）な
るアドレスを意味する。この場合、図８に示すように、
特定波長λ128 の強度を用い、図のように強度があらか
じめ決められた閾値「１００」以上になる位置を検査対
象物Ｐの先端位置とする（Ｓ１）。

【００２２】次に、ステップＳ２では、図７に示すよう
に、あらかじめ決められた範囲（ｙ1 ＜ｙ＜ｙ2 ）の画
素のみを抽出する。これは、図４に示すメモリ２４の格
納状態を参照すると、（ａ＜ｊ＜ｃ）なるアドレスを意
味する。

【００２３】次に、各画素のデータに対して以下のよう
な計算を行なう。これは、極大値特徴量計算部２５で行
なわれる。まず、特徴量として分光特性の極大値の個数
を求める（Ｓ３）。ここで、極大値を用いる理由は、図
９に示したように、分光特性は特定波長を中心とした分
光分布の重ね合わせと考えられるので、分光分布の違う
物質が混入しているのを識別するのに都合がよい。

【００２４】以下に極大値の個数を求める方法を説明す
る。まず、下記式（１）で波長λi、λi+1 間の分光曲
線の傾きＤ（（λi ＋λi+1 ）／２）を求める。ここ
で、波長λi は、分光データのサンプル番号である。

【００２５】 Ｄ（（λi ＋λi+1 ）／２） ＝（Ｉ（λi+1 ）−Ｉ（λi ））／（λi+1 −λi ）……（１） ただし、Ｉ（λi ）は波長λi に対応する分光データの
強度である。

【００２６】次に、下記式（２）の条件を満たすｉの個
数を求める。 Ｄ（（λi ＋λi+1 ）／２）×Ｄ（λi+2 ＋λi+1 ）／
２）＜０かつ Ｄ（（λi ＋λi+1 ）／２）＞０……
（２） このｉの数を極大値の個数とし、基準データ記憶部１３
内に格納された基準データ（基準極大値）と判定部１４
で比較し、同数であれば「０」、そうでなければ「１」
という信号を出力する（Ｓ４）。この検査によって、た
とえば、図１０の波形ａ，ｂのような極大値が２個と３
個の違いというような、微妙な波形の違いが識別でき
る。

【００２７】次に、特徴量として分光特性の極大値に対
する波長を求める（Ｓ５）。以下に極大値に対する波長
を求める方法を説明する。まず、下記式（３）の計算を
行ない、極大値に対する波長を求める。

【００２８】 λ＝λ’i ＋（λ’i+1 −λ’i ）・Ｄ（λ’i ） ／（−Ｄ（λ’i+1 ）＋Ｄ（λ’i ））……（３） ただし、λ’i ＝（λi ＋λi+1 ）／２ 次に、判定部１４では、基準データ記憶部１３内に格納
された基準データ（基準極大値）と比較し、たとえば、
波長の小さいほうから比べていき、入力した分光データ
の極大値に対する波長の全てが基準データの極大値に対
する波長と下記式（４）のような関係にあるなら
「０」、そうでなければ「１」という信号を出力する
（Ｓ６）。

【００２９】｜λM −λMbase ｜＜ε1 ……（４） ただし、λM ：入力した分光特性の極大値 λMbase ：基準データの極大値 この検査によって、たとえば、図１１の波形ａ，ｂのよ
うな極大値に対する波長の微妙に違う波形の違いが識別
できる。なお、閾値ε1 は、ＣＰＵ１１によって変更で
きるようになっている。

【００３０】次に、特徴量として分光特性の極大値を求
める（Ｓ７）。以下に極大値を求める方法を説明する。
まず、前記式（３）の結果を利用して、下記式（５）の
計算を行ない、極大値を求める。

【００３１】 Ｉ（λM ）＝Ｉ（λ’i ）＋Ｄ（（λi ＋λi-1 ）／２） ・（λM −λ’i ）……（５） ただし、λ’i ＝（λi ＋λi+1 ）／２ 次に、判定部１４では、基準データ記憶部１３内に格納
された基準データ（基準極大値）と比較し、たとえば、
波長の小さい方から比べていき、入力した分光データの
極大値の全てが基準データの極大値と下記式（６）のよ
うな関係にあるなら「０」、そうでなければ「１」とい
う信号を出力する（Ｓ８）。

【００３２】 ｜Ｉ（λM ）−Ｉ（λMbase ）｜＜ε2 ……（６） ただし、Ｉ（λM ） ：入力した分光特性の極大値 Ｉ（λMbase ）：基準データの極大値 この検査によって、たとえば、図１２の波形ａ，ｂのよ
うな極大値の微妙な違いが識別できる。なお、閾値ε2
は、ＣＰＵ１１によって変更できるようになっている。

【００３３】次に、判定部１４では、ステップＳ３〜Ｓ
８の動作によって得られた、それぞれ独立した各特徴量
を用いた判定値に基づき色検査判定を行なう（Ｓ９）。
この色検査判定は、たとえば、図６に示すフローチャー
トにしたがって行なわれる。すなわち、まず、ステップ
Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８での各判定値（１，０）を１画素ごと
に読込み（Ｓ４１）、その読込み画素数が所定値Ｋ（１
サンプルの全画素数）に達していなければ（Ｓ４２）、
読込んだ各判定値のうち、いずれか１つが「１」である
か否かをチェックする（Ｓ４３）。

【００３４】このチェックの結果、いずれの判定値も
「０」であれば、ステップＳ４１に戻り、次の画素に対
する処理を開始し、いずれか１つが「１」であれば、カ
ウンタＷＡの値を「＋１」して（Ｓ４４）、ステップＳ
４１に戻り、次の画素に対する処理を開始する。

【００３５】ステップＳ４２において、読込み画素数が
所定値Ｋに達した場合、検査領域の全画素数ＣＯに対す
るカウンタＷＡの値の割合が判定基準値、この例の場
合、たとえば、１％（０．０１）よりも大きいか否かを
チェックし（Ｓ４５）、判定基準値よりも大きければ、
不合格（サンプルの色は基準と同じではない）という判
定結果を出力し（Ｓ４６）、判定基準値よりも小さけれ
ば、合格（サンプルの色は基準と同じである）という判
定結果を出力する（Ｓ４７）。これらの判定結果は、出
力回路１２によって外部へ出力される。

【００３６】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図１３は、第２の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第２の実施の形態の第１の実施の
形態と異なる点は、特徴量計算手段としてピーク特徴量
計算部２６を用いた点にあり、その他の構成および動作
は第１の実施の形態と同様である。

【００３７】ピーク特徴量計算部２６は、ＣＰＵ１１の
命令にしたがって、後述するような計算を行なうことに
より、ピークに関する特徴量を求めるもので、たとえ
ば、ＤＳＰが用いられている。

【００３８】ここで、ピークとは、たとえば、図１４で
示したλ1 ，λ2 ，λ3 のような突出した部分を表し、
極大値とは違う意味で用いている。これに関する特徴量
を用いる理由は、分光特性は特定波長を中心とした分光
分布の重ね合わせと考えられるが、波長λ3 のピークの
ように、極大値ではとらえられないものがあるからであ
る。

【００３９】以下、図１６に示すフローチャートを参照
して色検査処理について説明する。なお、ステップＳ１
１，Ｓ１２の検切り処理、検査領域の抽出処理は、第１
の実施の形態（図５のステップＳ１，Ｓ２）と同様であ
るので説明は省略し、それ以降の動作について説明す
る。

【００４０】まず、特徴量として分光特性のピークの個
数を求める（Ｓ１３）。以下にピークの個数を求める方
法を説明する。まず、下記式（７）で波長λi 、λi+1
間の分光曲線の傾きＤ（（λi ＋λi+1 ）／２）を求め
る。ここで、波長λi のi は色彩データのサンプル番号
である。

【００４１】 Ｄ（（λi ＋λi+1 ）／２） ＝（Ｉ（λi+1 ）−Ｉ（λi ）／（λi+1 −λi ）……（７） さらに、下記式（８）により、差分Ｅ（λi ）を求め
る。

【００４２】 Ｅ（λi ）＝Ｉ（λ’i ）−Ｉ（λ’i-1 ）……（８） ただし、λ’i ＝（λi ＋λi+1 ）／２） 次に、下記式（９）の条件を満たすλi の個数を求め
る。

【００４３】（Ｅ（λi ）−Ｅ（λi-1 ））・（Ｅ（λ
i+1 ）−Ｅ（λi ））＜０かつ （Ｅ（λi ）−Ｅ（λ
i-1 ）＜０……（９） このｉの数をピークの個数とし、基準データ記憶部１３
内に格納された基準データ（基準ピーク数）と判定部１
４で比較し、同数であれば「０」、そうでなければ
「１」という信号を出力する（Ｓ１４）。この検査によ
って、たとえば、図１５の波形ａ，ｂようなピークの数
が３個と２個という、微妙な波形の違いが識別できる。

【００４４】次に、特徴量として分光特性のピークに対
する波長を求める（Ｓ１５）。以下にピークに対する波
長を求める方法を説明する。まず、下記式（１０）の計
算を行ない、ピークに対する波長を求める。

【００４５】 λP ＝λi ＋（λi+1 −λi ）・Ｋ……（１０） ただし、Ｋ＝−Ｆ（λi ）／−Ｆ（λi ）＋Ｆ（λi+1
） Ｆ（λi ）＝−Ｅ（λi ）＋Ｅ（λi+1 ） 次に、判定部１４では、基準データ記憶部１３内に格納
された基準データ（基準ピーク数）と比較し、たとえ
ば、波長の小さいほうから比べていき、入力した分光デ
ータのピーク値の全てが基準データのピークと下記式
（１１）のような関係にあるなら「０」、そうでなけれ
ば「１」という信号を出力する（Ｓ１６）。

【００４６】｜λP −λPbase ｜＜ε1 ……（１１） ただし、λP ：入力した分光特性のピークに対する
波長 λPbase ：基準データのピークに対する波長 この検査によって、たとえば、図１７の波形ａ，ｂのよ
うなピークに対する波長の微妙な違いが識別できる。な
お、閾値ε1 は、ＣＰＵ１１によって変更できるように
なっている。

【００４７】次に、特徴量として分光特性のピークを求
める（Ｓ１７）。以下にピークを求める方法を説明す
る。まず、下記式（１２）の計算を行ない、ピーク値Ｉ
を求める。

【００４８】 Ｉ＝Ｉ（λi ）＋Ｄ（λ’i ）・（λ−λi ）……（１２） ただし、λ’i ＝（λi ＋λi+1 ）／２ 次に、判定部１４では、このピーク値を、基準データ記
憶部１３内に格納された基準データ（基準ピーク数）と
比較し、たとえば、波長の小さい方から比べていき、入
力した分光データのピーク値の全てが基準データのピー
ク値と下記式（１３）のような関係にあるなら「０」、
そうでなければ「１」という信号を出力する（Ｓ１
８）。

【００４９】 ｜Ｉ（λP ）−Ｉ（λPbase ）｜＜ε2 ……（１３） ただし、λp ：入力した分光特性のピーク値 λPbase ：基準データのピーク値 この検査によって、たとえば、図１８の波形ａ，ｂのよ
うな微妙なピーク値の違いが識別できる。なお、閾値ε
2 は、ＣＰＵ１１によって変更できるようになってい
る。

【００５０】次に、特徴量として分光特性のピークの半
値幅を求める（Ｓ１９）。以下にピークの半値幅を求め
る方法を説明する。まず、前記式（８）の結果Ｅ（λi
）を利用して、下記式（１４）の条件を満たすλi を
求める。

【００５１】Ｅ（λi ）・Ｅ（λi+1 ）＜０かつ Ｄ
（（λi ＋λi-1 ）／２）＞０……（１４） 次に、下記式（１５）の計算を行ない、変曲点を求め
る。

【００５２】 λh ＝λi ＋ｋ・（λi+1 −λi ）……（１５） ただし、ｋ＝｜Ｅ（λi ）｜／（｜Ｅ（λi ）｜＋｜Ｅ
（λi+1 ）｜） ここで、前記式（１０）で求めたピークに対する波長を
挟む変曲点のうち、遠い方の点までの距離を半値幅と定
義する。

【００５３】判定部１４では、基準データ記憶部１３内
に格納された基準データ（基準の半値幅）と比較し、抽
出したデータの半値幅が全て下記式（１６）のような関
係にあるなら「０」、そうでなければ「１」という信号
を出力する（Ｓ２０）。

【００５４】｜Ｌ−Ｌbase｜＜ε3 ……（１６） ただし、Ｌ ：入力した分光特性の半値幅 Ｌbase：基準データの半値幅 この検査によって、たとえば、図１９の波形ａ，ｂのよ
うな半値幅の違う類似波形が識別できる。なお、閾値ε
3 は、ＣＰＵ１１によって変更できるようになってい
る。

【００５５】次に、判定部１４では、ステップＳ１３〜
Ｓ２０の動作によって得られた、それぞれ独立した各特
徴量を用いた判定値に基づき色検査判定を行なう（Ｓ２
１）。この色検査判定は、たとえば、前述した第１の実
施の形態における図５のステップＳ９と同様に、図６の
フローチャートにしたがって行なわれるので、説明は省
略する。

【００５６】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図２０は、第３の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第３の実施の形態の第１の実施の
形態と異なる点は、特徴量計算手段として変曲点特徴量
計算部２７を用いた点にあり、その他の構成および動作
は第１の実施の形態と同様である。

【００５７】変曲点特徴量計算部２７は、ＣＰＵ１１の
命令にしたがって、後述するような計算を行なうことに
より、変曲点に関する特徴量を求めるもので、たとえ
ば、ＤＳＰが用いられている。

【００５８】以下、図２１に示すフローチャートを参照
して色検査処理について説明する。なお、ステップＳ３
１，Ｓ３２の検切り処理、検査領域の抽出処理は、第１
の実施の形態（図５のステップＳ１，Ｓ２）と同様であ
るので説明は省略し、それ以降の動作について説明す
る。

【００５９】まず、特徴量として分光特性の変曲点の個
数を求める（Ｓ３３）。以下に変曲点の個数を求める方
法を説明する。まず、下記式（１７）で波長λi 、λi+
1 間の分光曲線の傾きＤ（（λi ＋λi+1 ）／２）を求
める。

【００６０】 Ｄ（（λi ＋λi+1 ）／２） ＝（Ｉ（λi+1 ）−Ｉ（λi ））／（λi+1 −λi ）……（１７） さらに、下記式（１８）により、差分Ｅ（λi ）を求め
る。

【００６１】 Ｅ（λi ）＝Ｄ（λ’i ）−Ｄ（λ’i-1 ）……（１８） ただし、λ’i ＝（λi ＋λi+1 ）／２ 次に、下記式（１９）の条件を満たすλi の数を求め
る。

【００６２】 Ｅ（λi ）・Ｅ（λi+1 ）＜０……（１９） この式（１９）の条件を満たすような点ｉの数を変曲点
の個数とする。判定部１４では、基準データ記憶部１３
内に格納された基準データ（基準の変曲点数）と比較
し、個数が同じなら「０」、そうでなければ「１」とい
う信号を出力する（Ｓ３４）。

【００６３】この検査によって、たとえば、図２２の波
形ａ，ｂのような変曲点が２個と３個のものを識別でき
る。次に、特徴量として分光特性の変曲点に対する波長
を求める（Ｓ３５）。以下に変曲点に対する波長を求め
る方法を説明する。まず、下記式（２０）で波長λh を
求め、この求めた波長λi を変曲点の位置とする。

【００６４】 λh ＝λi ＋ｋ・（λi+1 −λi ）……（２０） ただし、ｋ＝｜Ｅ（λi ）｜／（｜Ｅ（λi ）｜＋｜Ｅ
（λi+1 ）｜） 判定部１４では、基準データ記憶部１３内に格納された
基準データ（変曲点に対する波長）と比較し、下記式
（２１）のように、閾値値ε内におさまるなら「０」、
そうでなければ「１」という信号を出力する（Ｓ３
６）。

【００６５】｜λ−λbase｜＜ε……（２１） ただし、λ ：入力した分光特性の半値幅 λbase：基準データの半値幅 この検査によって、たとえば、図２３の変曲点に対する
波長ａ，ｂのように、微妙な波形の違いが識別できる。
なお、閾値εは、ＣＰＵ１１によって変更できるように
なっている。

【００６６】次に、判定部１４では、ステップＳ３３〜
Ｓ３６の動作によって得られた、それぞれ独立した各特
徴量を用いた判定値に基づき色検査判定を行なう（Ｓ３
７）。この色検査判定は、たとえば、前述した第１の実
施の形態における図５のステップＳ９と同様に、図６の
フローチャートにしたがって行なわれるので、説明は省
略する。

【００６７】次に、第４の実施の形態について説明す
る。図２４は、第４の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第４の実施の形態は、第１の実施
の形態において、ワークメモリ１５および補正手段とし
ての前処理部２８を追加したものであり、その他の構成
および動作は第１の実施の形態と同様である。

【００６８】本実施の形態では、前処理部２８を用いて
分光データを補正する。極大値特徴量計算部２５は、こ
の補正された分光データを用いて分光波形の極大値に関
する特徴量を計算する。

【００６９】本実施の形態では、前処理部２８における
分光波形解析の前処理（補正）として平滑化を取り入れ
ている。この演算は、分光データのノイズを軽減する利
点を持っており、以下、平滑化についての説明を行な
う。各サンプル点ｉの出力が、下記式（２２）による２
次式で表わせると仮定する。ただし、下記式（２２）
は、点ｉを中心に２ｍ＋1 点の間で展開したものであ
る。

【００７０】 ｙ（j ）＝ａ（j-i ）² ＋ｂ（j-i ）＋ｃ……（２２） ：j ＝m+1 ，…-1+1 ，i ，i+1 ，…m+i このとき、実際の出力値ｘ（ｉ）との２乗誤差を下記数
１で求め、その結果が最少となる２次式の係数ａ，ｂ，
ｃを最小２乗法により計算する。

【００７１】

【数１】 このとき、点ｉでの近似関数は、下記表１に示す２次・
３次多項式適合による平滑化重み係数と下記数２を用い
てｙ（ｉ）で表わせる。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【数２】

【００７４】これらの各サンプル点における近似された
分光波形を再度、ワークメモリ１５に書込む。このワー
クメモリ１５内の分光データを利用して、極大値特徴量
計算部２５で特徴量として極大値に関する特徴量を求め
る。その方法は、第１の実施の形態に準ずる。なお、第
１の実施の形態では分光曲線の傾きを差分で求めていた
が、本実施の形態では、各波長での微分を用いて計算で
き、あとの処理は第１の実施の形態と同様である。

【００７５】次に、第５の実施の形態について説明す
る。図２５は、第５の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第５の実施の形態は、第２の実施
の形態において、ワークメモリ１５および前処理部２８
を追加したものであり、その他の構成および動作は第２
の実施の形態と同様である。

【００７６】本実施の形態では、前処理部２８を用いて
分光データを補正する。ピーク特徴量計算部２６は、こ
の補正された分光データを用いて分光波形のピークに関
する特徴量を計算する。その方法は、第２の実施の形態
に準ずる。本実施の形態の場合も、第４の実施の形態と
同様、各波長での微分を用いて計算でき、あとの処理は
第２の実施の形態と同様である。

【００７７】次に、第６の実施の形態について説明す
る。図２６は、第６の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第６の実施の形態は、第３の実施
の形態において、ワークメモリ１５および前処理部２８
を追加したものであり、その他の構成および動作は第３
の実施の形態と同様である。

【００７８】本実施の形態では、前処理部２８を用いて
分光データを補正する。変曲点特徴量計算部２７は、こ
の補正された分光データを用いて分光波形の変曲点に関
する特徴量を計算する。その方法は、第３の実施の形態
に準ずる。本実施の形態の場合も、第４の実施の形態と
同様、各波長での微分を用いて計算でき、あとの処理は
第３の実施の形態と同様である。

【００７９】上述した第４〜第６の実施の形態によれ
ば、分光曲線の傾きを差分で求める場合よりも、ノイズ
に影響されない色検査が可能になる。次に、第７の実施
の形態について説明する。

【００８０】図２７は、第７の実施の形態に係る色検査
装置の構成を示すものである。第７の実施の形態は、第
１の実施の形態において、差分手段としての差分回路２
１を追加したものであり、その他の構成および動作は第
１の実施の形態と同様である。

【００８１】本実施の形態では、差分回路２１を用い
て、入力された分光信号を差分し、その後にＡ／Ｄ変換
する。極大値特徴量計算部２５は、このＡ／Ｄ変換によ
って得られる分光データを用いて分光波形の極大値に関
する特徴量を計算する。その方法は、第１の実施の形態
に準ずる。

【００８２】ここで、差分回路２１について説明する。
分光入力装置２０から得られたアナログ信号（分光信
号）を、図２８に示すように、ディレイライン回路３１
を通過させることにより１画素分遅延し、その後、差動
増幅器３２で前画素との差分をとる。そして、差動増幅
器３２の出力をＡ／Ｄ変換回路２３でＡ／Ｄ変換するこ
とにより分光データを得る。この分光データを利用し
て、極大値に関する特徴量を求めることにより色検査を
行なうものである。

【００８３】なお、差分回路２１は、Ａ／Ｄ変換回路２
３の入力側でなく、出力側に設けてもよく、また、図２
９に示すように、２つのディレイライン回路３１1 ，３
１2および差動増幅器３２1 ，３２2 を設けることによ
り、差分を２回以上行なって、前述した第２および第３
の実施の形態のような２回以上の差分が必要となる検査
を行なうことも可能である。

【００８４】次に、第８の実施の形態について説明す
る。図３０は、第８の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第８の実施の形態は、第２の実施
の形態において、差分回路２１を追加したものであり、
その他の構成および動作は第２の実施の形態と同様であ
る。

【００８５】本実施の形態では、差分回路２１を用い
て、入力された分光信号を差分し、その後にＡ／Ｄ変換
する。ピーク特徴量計算部２６は、このＡ／Ｄ変換によ
って得られる分光データを用いて分光波形のピークに関
する特徴量を計算する。その方法は、第２の実施の形態
に準ずる。また、差分回路２１については、第７の実施
の形態と同様である。

【００８６】次に、第９の実施の形態について説明す
る。図３１は、第９の実施の形態に係る色検査装置の構
成を示すものである。第９の実施の形態は、第３の実施
の形態において、差分回路２１を追加したものであり、
その他の構成および動作は第３の実施の形態と同様であ
る。

【００８７】本実施の形態では、差分回路２１を用い
て、入力された分光信号を差分し、その後にＡ／Ｄ変換
する。変曲点特徴量計算部２７は、このＡ／Ｄ変換によ
って得られる分光データを用いて分光波形の変曲点に関
する特徴量を計算する。その方法は、第３の実施の形態
に準ずる。また、差分回路２１については、第７の実施
の形態と同様である。上述した第７〜第９の実施の形態
によれば、入力された分光信号の差分を取るため、デー
タ量が少なくなり、処理時間の短縮を計ることができ
る。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、カ
ラー印刷物などの検査対象物からの透過光もしくは反射
光を回析格子分光計などを用いて複数種の波長成分ごと
に分解し、必要に応じてその分光信号に対して補正や差
分などの前処理を行ない、その波長成分に関する変換さ
れた分光信号から局所的な特徴量を計算し、基準色の特
徴量（基準データ）と比較して色の同定や検査を行なう
ことにより、検査対象物の色検査に対して、波長方向の
精度に起因する微妙な色の違いを確実に検出でき、高精
度の色検査が可能となる色検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る色検査装置の
構成を示すブロック図。

【図２】分光入力装置の構成を概略的に示す構成図。

【図３】分光入力装置におけるイメージセンサ上の結像
状態を示す図。

【図４】メモリ内でのデータ格納状態を示す図。

【図５】第１の実施の形態に係る色検査処理を説明する
フローチャート。

【図６】色検査判定処理を説明するフローチャート。

【図７】検査対象物の具体的な一例を示す図。

【図８】図６の検査対象物に対する先端位置検出を説明
する図。

【図９】極大値を用いる理由を説明する図。

【図１０】極大値の数を説明する図。

【図１１】極大値に対する波長を説明する図。

【図１２】極大値を説明する図。

【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図１４】ピークを用いる理由を説明する図。

【図１５】ピークの数を説明する図。

【図１６】第２の実施の形態に係る色検査処理を説明す
るフローチャート。

【図１７】ピークに対する波長を説明する図。

【図１８】ピークの値を説明する図。

【図１９】ピークの半値幅を説明する図。

【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図２１】第３の実施の形態に係る色検査処理を説明す
るフローチャート。

【図２２】変曲点の数を説明する図。

【図２３】変曲点に対する波長を説明する図。

【図２４】本発明の第４の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図２５】本発明の第５の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図２６】本発明の第６の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図２７】本発明の第７の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図２８】第７の実施の形態における差分回路を説明す
るブロック図。

【図２９】第７の実施の形態における他の差分回路を説
明するブロック図。

【図３０】本発明の第８の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【図３１】本発明の第９の実施の形態に係る色検査装置
の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

Ｐ……印刷物（検査対象物）、１１……ＣＰＵ、１２…
…出力回路、１３……基準データ記憶部（基準データ記
憶手段）、１４……判定部（判定手段）、１５……ワー
クメモリ、２０……分光入力装置（分光入力手段）、２
１……差分回路（差分手段）、２２……センサ駆動回
路、２３……Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換手段）、２４
……メモリ（記憶手段）、２５……極大値特徴量計算部
（特徴量計算手段）、２６……ピーク特徴量計算部（特
徴量計算手段）、２７……変曲点特徴量計算部（特徴量
計算手段）、２８……前処理部（補正手段）、８２……
レンズ、８３……スリット、８４……回析格子、８５…
…イメージセンサ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象物からの光を複数種の波長成分
   に分解し、この分解した各波長成分の光を分光データと
   して入力する分光入力手段と、 この分光入力手段により入力された分光データを一時記
   憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された分光データから極大値に関す
   る特徴量を求める特徴量計算手段と、 前記極大値に関する特徴量の基準となる基準データを記
   憶している基準データ記憶手段と、 前記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記基準
   データ記憶手段に記憶されている基準データと比較する
   ことにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否かを
   判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする色検査装置。
2. 【請求項２】 検査対象物からの光を複数種の波長成分
   に分解し、この分解した各波長成分の光を分光データと
   して入力する分光入力手段と、 この分光入力手段により入力された分光データを一時記
   憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された分光データからピークに関す
   る特徴量を求める特徴量計算手段と、 前記ピークに関する特徴量の基準となる基準データを記
   憶している基準データ記憶手段と、 前記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記基準
   データ記憶手段に記憶されている基準データと比較する
   ことにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否かを
   判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする色検査装置。
3. 【請求項３】 検査対象物からの光を複数種の波長成分
   に分解し、この分解した各波長成分の光を分光データと
   して入力する分光入力手段と、 この分光入力手段により入力された分光データを一時記
   憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された分光データから変曲点に関す
   る特徴量を求める特徴量計算手段と、 前記変曲点に関する特徴量の基準となる基準データを記
   憶している基準データ記憶手段と、 前記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記基準
   データ記憶手段に記憶されている基準データと比較する
   ことにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否かを
   判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする色検査装置。
4. 【請求項４】 検査対象物からの光を複数種の波長成分
   に分解し、この分解した各波長成分の光を分光データと
   して入力する分光入力手段と、 この分光入力手段により入力された分光データを一時記
   憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された分光データを補正する補正手
   段と、 この補正手段により補正された分光データから分光特性
   に関する特徴量を求める特徴量計算手段と、 前記分光特性に関する特徴量の基準となる基準データを
   記憶している基準データ記憶手段と、 前記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記基準
   データ記憶手段に記憶されている基準データと比較する
   ことにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否かを
   判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする色検査装置。
5. 【請求項５】 検査対象物からの光を複数種の波長成分
   に分解し、この分解した各波長成分の光を分光データと
   して入力する分光入力手段と、 この分光入力手段により入力された分光データに対して
   差分演算を行なう差分演算手段と、 この差分演算手段により差分演算された分光データから
   分光特性に関する特徴量を求める特徴量計算手段と、 前記分光特性に関する特徴量の基準となる基準データを
   記憶している基準データ記憶手段と、 前記特徴量計算手段により求められた特徴量を前記基準
   データ記憶手段に記憶されている基準データと比較する
   ことにより、前記検査対象物の色が基準と同じか否かを
   判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とする色検査装置。