JPH10311757A - Color measuring apparatus and its adjusting method - Google Patents

Color measuring apparatus and its adjusting method

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JPH10311757A
JPH10311757A JP13943397A JP13943397A JPH10311757A JP H10311757 A JPH10311757 A JP H10311757A JP 13943397 A JP13943397 A JP 13943397A JP 13943397 A JP13943397 A JP 13943397A JP H10311757 A JPH10311757 A JP H10311757A
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JP
Japan
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image
photodetector
region
spectral
index value
Prior art date
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Application number
JP13943397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoo Shinoyama
智生 篠山
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPH10311757A publication Critical patent/JPH10311757A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform focus adjustment on a photo detector easily. SOLUTION: Spectral measurement of a reference sample wherein a high- reflectance region and a low-reflectance region are combined in a one- dimensional region, and a spectral image is obtained in a photo detector (S2). Photoelectric signals of photoelectric detectors before and after the border line of image parts for two regions are read (S3), and a maximum photoreception intensity corresponding to the high-reflectance region and a minimum photoreception intensity corresponding to the low-reflectance region are extracted (S4), and by using them a contrast index value is computed (S5). Since this value varies by a focused state, it becomes possible to perform optimum focus adjustment changing the distance between a lens and the photo detector considering the numerical value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、分光測定を利用し
た色彩測定装置における光学系の調整方法及び該調整方
法を用いた色彩測定装置に関し、更に詳しくは、試料の
一次元領域像に対応した分光画像を複数の微小受光素子
が二次元的に配置された光検出器に結像し、位置情報と
波長方向の情報とを同時に得るような分光測定を利用し
た色彩測定装置における調整方法及び色彩測定装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for adjusting an optical system in a color measuring apparatus utilizing spectrometry and a color measuring apparatus using the adjusting method. Adjustment method and color in a color measurement device using spectral measurement that forms a spectral image on a photodetector in which a plurality of minute light receiving elements are two-dimensionally arranged and simultaneously obtains positional information and wavelength direction information. It relates to a measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】人間が認識する物体の色は、光源の分光
分布、目の感度、物体の反射率又は透過率の三要素によ
って決まる。測色において、前者の二要素はJIS(日
本工業規格)に数値として規定されているので、物体の
反射率又は透過率を分光測定装置を用いて測定すること
により色を客観的な数値として求めることができる。一
般に測定対象とする物体の色は、二次元的な広がりを有
する色彩分布である。このため、色彩測定に利用される
分光測定装置では、物体の二次元投影面の反射率又は透
過率の分布を求める必要がある。
2. Description of the Related Art The color of an object recognized by humans is determined by three factors: the spectral distribution of a light source, the sensitivity of eyes, and the reflectance or transmittance of the object. In colorimetry, the former two factors are specified as numerical values in JIS (Japanese Industrial Standards), so that the color is obtained as an objective numerical value by measuring the reflectance or transmittance of an object using a spectrometer. be able to. In general, the color of an object to be measured is a color distribution having a two-dimensional spread. For this reason, in a spectrometer used for color measurement, it is necessary to obtain a reflectance or transmittance distribution on a two-dimensional projection surface of an object.

【0003】図6は、試料の二次元領域の色彩分布を測
定可能な色彩測定装置の構成図である。光源11から照
射された光は試料2のY軸方向に伸びる一次元領域で反
射され、焦点調整可能なレンズ12で集光されてスリッ
ト13に導かれる。スリット13を通過した光はレンズ
14でコリメートされ、回折格子15で波長分散された
後に、二次光除去フィルタ16及びレンズ17を介して
光検出器18上に投影される。光検出器18は微小受光
素子が二次元的に配置されたものであって、光検出器1
8上のy軸(位置)方向には試料2の一次元領域内の位
置情報が得られ、該y軸に直交するλ軸(波長)方向に
は該一次元領域内の各点(微小領域)における波長の広
がりの情報が得られる。
FIG. 6 is a block diagram of a color measuring apparatus capable of measuring the color distribution of a two-dimensional area of a sample. Light emitted from the light source 11 is reflected by a one-dimensional area extending in the Y-axis direction of the sample 2, collected by a focus-adjustable lens 12, and guided to a slit 13. The light that has passed through the slit 13 is collimated by a lens 14, wavelength-dispersed by a diffraction grating 15, and then projected onto a photodetector 18 via a secondary light removal filter 16 and a lens 17. The photodetector 18 has minute light receiving elements arranged two-dimensionally.
In the y-axis (position) direction on 8, position information in the one-dimensional area of the sample 2 is obtained, and in the λ-axis (wavelength) direction orthogonal to the y-axis, each point (micro area) in the one-dimensional area is obtained. ) Can be obtained.

【0004】信号処理部40は、光検出器18上に得ら
れた分光画像から反射率分布(スペクトル)を計算する
反射率演算部41と該反射率を基に色彩の三刺激値等の
指標値(ここでは、これらを総称して「色値」と呼ぶ)
を計算する色値演算部42とを含んでおり、演算結果は
ディスプレイやプリンタ等の出力部44に送られる。ま
た、操作部43は、測定の開始等の指示や各種パラメー
タの設定にために用いられる。なお、実際には、信号処
理部40はパーソナルコンピュータ(以下「パソコン」
という)を中心に構成され、該パソコンに所定のプログ
ラムを実行させることにより後記のような各種処理を行
なうようにしている。
A signal processor 40 calculates a reflectance distribution (spectrum) from the spectral image obtained on the photodetector 18 and an index such as a color tristimulus value based on the reflectance. Values (here, these are collectively called "color values")
And a color value calculation unit 42 for calculating the calculation result. The calculation result is sent to an output unit 44 such as a display or a printer. The operation unit 43 is used for instructing start of measurement and the like and setting of various parameters. In practice, the signal processing unit 40 is a personal computer (hereinafter referred to as “PC”).
), And various processes as described below are performed by causing the personal computer to execute a predetermined program.

【0005】分光画像から分光強度分布を求める際に
は、λ軸方向においてそれぞれ所定の中心波長λmに対
する波長幅Δλmが設定され、該波長幅Δλmに含まれる
複数の受光素子によって得られた強度信号が積分又は平
均化される。このようにして、一次元領域内の或る点に
おける分光強度分布が求められる。続いて、一次元領域
内の各点において上記分光強度分布が計算されることに
より、試料2上の一次元領域の分光強度分布が得られ
る。更に、試料2を載置した移動台1と光源11等から
成る光学ユニット10とを、X軸方向に所定ステップで
順次相対移動させながら繰り返し一次元領域の分光画像
を得ることにより、試料2の二次元領域の分光強度分布
を測定する。
When obtaining a spectral intensity distribution from a spectral image, a wavelength width Δλm with respect to a predetermined center wavelength λm is set in the λ-axis direction, and an intensity signal obtained by a plurality of light receiving elements included in the wavelength width Δλm. Are integrated or averaged. In this way, the spectral intensity distribution at a certain point in the one-dimensional area is obtained. Subsequently, the spectral intensity distribution at each point in the one-dimensional area is calculated, whereby the spectral intensity distribution of the one-dimensional area on the sample 2 is obtained. Further, the moving table 1 on which the sample 2 is mounted and the optical unit 10 including the light source 11 and the like are sequentially moved in predetermined steps in the X-axis direction while repeatedly obtaining a spectral image of a one-dimensional region, thereby obtaining a spectral image of the sample 2. The spectral intensity distribution in a two-dimensional area is measured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記構成の色彩測定装
置において、細かいパターンを有する試料に対し精度の
高い測色を行なうには、高いコントラストをもって試料
像を光検出器18に投影する必要がある。投影像の輪郭
が明瞭であるとき高いコントラストが得られるから、光
検出器18上に高い焦点精度で結像することが要求され
る。焦点精度が悪いと投影像はぼけたものとなり、光学
的ノイズが増加し、色分解能(ここでは、「所定のレベ
ル以上の精度で測色を行なうことが可能な試料上の最小
のパターンサイズ」を表わすものとする)が低下する。
また、光検出器18上に同時に投影された各点におい
て、全てに一様なコントラスト特性を有していないと、
試料上の位置によって色分解能が相違し、測色の精度が
低下する。
In the color measuring apparatus having the above structure, in order to perform highly accurate colorimetry on a sample having a fine pattern, it is necessary to project a sample image on the photodetector 18 with high contrast. . Since a high contrast is obtained when the outline of the projected image is clear, it is required to form an image on the photodetector 18 with high focus accuracy. If the focus accuracy is poor, the projected image will be blurred, optical noise will increase, and the color resolution (here, "the minimum pattern size on the sample that can perform colorimetry with a precision higher than a predetermined level") ).
Further, if all points simultaneously projected on the photodetector 18 do not have uniform contrast characteristics,
The color resolution differs depending on the position on the sample, and the accuracy of the color measurement decreases.

【0007】そこで、従来は、次のように光学ユニット
10内の光路の調整を行なっている。まず、スリット1
3の開口に試料の一次元像が結像するようにレンズ12
の焦点を調整する。例えば、スリット13の位置に光検
出器を置き、その受光強度のピークが最大となるように
レンズ12を調整する。次に、回折格子15により波長
分散された光が光検出器18上に高いコントラストをも
って集光するように、光検出器18に投影された画像
(試料像)を見ながら、調整者がレンズ17と光検出器
18との距離を調整して、光検出器18上に焦点が合う
ようにする。
Therefore, conventionally, the optical path in the optical unit 10 is adjusted as follows. First, slit 1
Lens 12 so that a one-dimensional image of the sample is formed on the aperture 3
Adjust the focus. For example, a photodetector is placed at the position of the slit 13, and the lens 12 is adjusted so that the peak of the received light intensity becomes maximum. Next, the adjuster adjusts the lens 17 while watching the image (sample image) projected on the photodetector 18 so that the light wavelength-dispersed by the diffraction grating 15 is condensed on the photodetector 18 with high contrast. The distance between the light detector 18 and the light detector 18 is adjusted so that the light is focused on the light detector 18.

【0008】しかしながら、上記従来の調整方法は目視
確認に依存しているため、最適な焦点位置に調整するこ
とは困難であり、ましてや、一様な色分解能を得られる
ように調整を行なうことは殆ど不可能であった。また、
調整には熟練が必要であるため、専門の訓練を受けた者
が調整を行なう必要があった。
However, since the above-mentioned conventional adjustment method relies on visual confirmation, it is difficult to adjust the focal position to an optimum one. It is even more difficult to perform adjustment so as to obtain a uniform color resolution. Almost impossible. Also,
Since the adjustment requires skill, it was necessary for a trained person to make the adjustment.

【0009】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その第一の目的とするところは、調整者
が投影像のコントラストを客観的に把握しながら最適な
焦点調整を行なうことができる色彩測定装置の調整方法
を提供することにある。また、第二の目的とするところ
は、全体として最良の色分解能が得られるように最適な
焦点調整が自動的に行なわれる色彩測定装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object of the present invention is to perform an optimum focus adjustment while an adjuster objectively grasps the contrast of a projected image. It is an object of the present invention to provide a method for adjusting a color measuring device capable of performing the above-mentioned operations. It is a second object of the present invention to provide a color measuring apparatus in which optimal focus adjustment is automatically performed so as to obtain the best color resolution as a whole.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された第一の発明は、複数の微小受光素子が二次元
的に配置された光検出器の一方の次元方向に試料の一次
元領域像を投影させると共に他の次元方向に光を波長分
散させることにより分光画像を結像させ、該分光画像よ
り求めた分光強度分布を基に色彩を表現する指標値を算
出する色彩測定装置において、分光測定のための光学系
を調整する方法であって、 a)高反射率の第一領域と低反射率の第二領域とを組み合
わせた特定のパターンを有する基準試料を分光測定して
光検出器上に分光画像を投影し、 b)該光検出器の位置方向に沿って、前記第一領域に対す
る画像部分とそれに隣接する第二領域に対する画像部分
の境界線近傍に並ぶ受光素子の受光強度信号を読み出
し、 c)前記第一領域に対する画像部分の受光強度と第二領域
に対する画像部分の受光強度とに基づきコントラストを
示す指標値を計算し、 d)該指標値を利用して、光検出器上での結像の焦点が最
適な状態となるように光学系を調整する、 ことを特徴としている。
Means for Solving the Problems A first invention made to solve the above-mentioned problem is that a primary light-receiving element in which a plurality of minute light receiving elements are arranged two-dimensionally is arranged in one dimension direction of a photodetector. A color measurement device that forms a spectral image by projecting an original area image and dispersing light in another dimension in wavelength, and calculating an index value that expresses a color based on a spectral intensity distribution obtained from the spectral image. In, a method of adjusting the optical system for spectroscopic measurement, a) by spectroscopically measuring a reference sample having a specific pattern that combines a high reflectivity first region and a low reflectivity second region B) projecting the spectral image on the photodetector, and b) along the direction of the position of the photodetector, the light receiving elements arranged near the boundary between the image portion for the first region and the image portion for the second region adjacent thereto. Read out the received light intensity signal, c) the first Calculating an index value indicating the contrast based on the received light intensity of the image portion with respect to the area and the received light intensity of the image portion with respect to the second region, d) using the index value, the focal point of image formation on the photodetector is calculated. The optical system is adjusted so as to be in an optimum state.

【0011】また、上記課題を解決するために成された
第二の発明は、複数の微小受光素子が二次元的に配置さ
れた光検出器の一方の次元方向に試料の一次元領域像を
投影させると共に他の次元方向に光を波長分散させるこ
とにより分光画像を結像させ、該分光画像より求めた分
光強度分布を基に色彩を表現する指標値を算出する色彩
測定装置において、 a)高反射率の第一領域と低反射率の第二領域とを組み合
わせた特定のパターンを有する基準試料を分光測定する
ことにより光検出器上に投影された分光画像に対し、該
光検出器の位置方向に沿って、前記第一領域に対する画
像部分とそれに隣接する第二領域に対する画像部分の境
界線近傍に並ぶ受光素子の受光強度信号を読み出す読出
手段と、 b)該読出手段により読み出された前記第一領域に対する
画像部分の受光強度と第二領域に対する画像部分の受光
強度とに基づきコントラストを示す指標値を計算する演
算手段と、 c)光検出器上の投影像の焦点を変える調整手段と、 d)前記指標値に応じて、光検出器上での結像の焦点が最
適な状態となるように前記調整手段を制御する制御手段
と、 を備えることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, an image of a one-dimensional area of a sample is formed in one direction of a photodetector having a plurality of minute light receiving elements arranged two-dimensionally. In a color measurement apparatus that forms a spectral image by projecting and dispersing light in another direction in wavelength and forming a color based on a spectral intensity distribution obtained from the spectral image, a) For a spectral image projected on a photodetector by spectroscopically measuring a reference sample having a specific pattern combining a first region with a high reflectivity and a second region with a low reflectivity, the photodetector Reading means for reading light intensity signals of the light receiving elements arranged in the vicinity of the boundary between the image part for the first area and the image part for the second area adjacent thereto along the position direction; b) read by the reading means Said first territory Calculating means for calculating an index value indicating contrast based on the received light intensity of the image portion with respect to the second region and the received light intensity of the image portion with respect to c) adjusting means for changing the focus of the projected image on the photodetector; d) And control means for controlling the adjusting means so that the focal point of the image formed on the photodetector is in an optimum state in accordance with the index value.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態及び発明の効果】第一の発明に係る
色彩測定装置の調整方法、及び、第二の発明に係る色彩
測定装置では、光検出器上での投影像の焦点の調整を実
行するために、高反射率の第一領域と低反射率の第二領
域とが一次元領域内で適当に組み合わされている特定の
パターンを有する基準試料を分光測定する。例えば、第
一領域は可視領域においてほぼ一様に高い反射率を有す
る白色とし、第二領域は可視領域においてほぼ一様に低
い反射率を有する黒色とすることが好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the color measuring device according to the first invention and the color measuring device according to the second invention, the focus of the projected image on the photodetector is adjusted. To perform, a reference sample having a specific pattern in which a first region of high reflectivity and a second region of low reflectivity are appropriately combined in a one-dimensional region is spectroscopically measured. For example, it is preferable that the first region be white having a substantially uniform high reflectance in the visible region, and the second region be black having a substantially uniform low reflectance in the visible region.

【0013】上記基準試料を分光測定すると、光検出器
上に投影された分光画像では、第一及び第二領域に対応
して波長方向に延伸する縞状のパターンが現われる。こ
のため、該縞模様を横切るように位置方向に沿って並ぶ
受光素子の受光信号を読み出すと、第一領域に対応した
画像部分では相対的に大きな受光強度が、第二領域に対
応した画像部分では相対的に小さな受光強度が得られ
る。そこで、第一領域に対応した画像部分とそれに隣接
する第二領域に対応した画像部分との受光強度の差(又
は比)を、第一領域毎に計算する。そして、該受光強度
の差に基づき、第一領域に対応した画像部分とそれに隣
接する第二領域に対応した画像部分との境界線近傍での
コントラストを示す指標値を計算し、これを表示する。
光検出器上での投影像の焦点がぼけると、上記境界線の
近傍で互いの画像部分の影響を受けるためコントラスト
が劣化する。従って、表示された指標値を見ながら、例
えば光検出器の位置を前後に移動し、最良の焦点位置を
見つけることができる。
When the reference sample is spectrally measured, a striped pattern extending in the wavelength direction corresponding to the first and second regions appears in the spectral image projected on the photodetector. For this reason, when the light receiving signals of the light receiving elements arranged along the position direction so as to cross the stripe pattern are read, a relatively large light receiving intensity is obtained in the image portion corresponding to the first region, and the image portion corresponding to the second region is read. In this case, a relatively small received light intensity can be obtained. Therefore, the difference (or ratio) of the received light intensity between the image portion corresponding to the first region and the image portion corresponding to the second region adjacent thereto is calculated for each first region. Then, based on the difference between the received light intensities, an index value indicating the contrast near the boundary between the image portion corresponding to the first region and the image portion corresponding to the second region adjacent thereto is calculated and displayed. .
When the projected image on the photodetector is out of focus, the contrast is deteriorated because the image portions are influenced by each other in the vicinity of the boundary. Therefore, while looking at the displayed index value, for example, the position of the photodetector can be moved back and forth to find the best focus position.

【0014】上記第一の発明に係る色彩測定装置の調整
方法によれば、光検出器上でのコントラストが客観的な
数値として表示されるので、調整者は該数値を見ながら
最適な焦点位置になるように光学系を容易に調整するこ
とができる。この結果、色彩測定の際に、高い色分解能
を得ることができる。
According to the method for adjusting the color measuring device according to the first aspect of the invention, the contrast on the photodetector is displayed as an objective numerical value. The optical system can be easily adjusted so that As a result, high color resolution can be obtained during color measurement.

【0015】なお、一般に、光検出器上の位置によって
コントラストは相違するため、同一の位置方向上で異な
る第一領域に対応した画像部分近傍、及び、異なる波長
において同一の第一領域に対応した画像部分近傍では、
それぞれ受光強度の差が相違する。そこで、光検出器全
体でコントラストが最も一様になるようにするには、光
検出器上の複数の箇所で得たコントラストの指標値を基
に、コントラストのばらつきを示す値を計算し、この値
を見ながら焦点の調整を行なえるように構成するとよ
い。このようにすれば、光検出器上のコントラストのば
らつきが軽減され、その結果、色分解能のばらつきの少
ない、より正確な測色が行なえる。
In general, the contrast differs depending on the position on the photodetector, and therefore, the image portion corresponding to the different first region in the same position direction and the same first region at different wavelengths. In the vicinity of the image part,
Each has a different light receiving intensity. Therefore, in order to make the contrast most uniform over the entire photodetector, a value indicating the variation in contrast is calculated based on the index values of the contrast obtained at a plurality of locations on the photodetector. It is preferable to adjust the focus while checking the value. By doing so, the variation in contrast on the photodetector is reduced, and as a result, more accurate colorimetry with less variation in color resolution can be performed.

【0016】また、第二の発明に係る色彩測定装置は、
光検出器上の投影像の焦点を変える調整手段を備えてお
り、制御手段は、演算手段により上記のように算出され
た指標値に応じて該調整手段を制御する。調整手段は、
例えば、回折格子等の波長分散手段から光検出器までの
距離を変化できるように、光検出器自体を該波長分散手
段に対し前後に摺動する調整機構とすることができる。
また、波長分散手段と光検出器との間に挿入された、焦
点距離を調整可能なレンズ機構とすることもできる。従
って、第二の発明に係る色彩測定装置によれば、光検出
器上で最適な焦点状態となるように自動的に調整が行な
われるので、煩わしい調整の手間や時間が節約できる。
また、調整者の熟練の程度等に依存する調整の誤差もな
くなる。
[0016] The color measuring apparatus according to the second invention comprises:
An adjusting means for changing the focal point of the projection image on the photodetector is provided, and the control means controls the adjusting means according to the index value calculated by the arithmetic means as described above. The adjusting means is
For example, an adjusting mechanism that slides the photodetector itself back and forth with respect to the wavelength dispersing means so that the distance from the wavelength dispersing means such as a diffraction grating to the photodetector can be changed.
Further, a lens mechanism which is inserted between the wavelength dispersion means and the photodetector and which can adjust the focal length can be used. Therefore, according to the color measuring apparatus according to the second aspect of the present invention, the adjustment is automatically performed so that the optimum focus state is obtained on the photodetector, so that troublesome adjustment labor and time can be saved.
In addition, there is no adjustment error depending on the skill level of the adjuster.

【0017】[0017]

【実施例】以下、第一の発明に係る色彩測定装置の調整
方法に基づく色彩測定装置の一実施例を図1〜図4を参
照して説明する。図1は本実施例の色彩測定装置の要部
の構成図である。光検出器18を構成する各受光素子の
受光信号は、調整処理部20の読出部21により読み出
されて演算部22に入力される。演算部22は該受光信
号に対し後述のような演算処理を行ない、その結果得ら
れた数値情報を表示部31へ送る。表示部31はディス
プレイ等であって、その画面内に該数値情報を所定の形
式で表示する。なお、調整処理部20は、図6の信号処
理部40と同様に、パソコンに所定のプログラムを実行
させることにより、その機能を具現化することができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a color measuring apparatus based on a method for adjusting a color measuring apparatus according to the first invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of the color measurement device of the present embodiment. The light receiving signal of each light receiving element constituting the photodetector 18 is read by the reading unit 21 of the adjustment processing unit 20 and input to the arithmetic unit 22. The calculation unit 22 performs a calculation process described later on the received light signal, and sends the obtained numerical information to the display unit 31. The display unit 31 is a display or the like, and displays the numerical information in a predetermined format on the screen. The function of the adjustment processing unit 20 can be realized by causing a personal computer to execute a predetermined program, similarly to the signal processing unit 40 of FIG.

【0018】図2(a)は、本実施例における焦点調整
に用いられる基準試料の一例を示す平面図である。全体
は全可視領域において極めて低い反射率(0%に近い方
が好ましい)を示す黒色をしており、Y1、Y2、Y3の
三箇所にてY方向に狭い幅の、全可視領域において極め
て高い反射率(100%に近い方が好ましい)を示す白
色の領域を有している。
FIG. 2A is a plan view showing an example of a reference sample used for focus adjustment in this embodiment. The whole is black with very low reflectance (preferably closer to 0%) in the entire visible region, has a narrow width in the Y direction at three locations Y1, Y2, and Y3, and is extremely high in the entire visible region. It has a white region showing the reflectance (preferably closer to 100%).

【0019】以下、図3のフローチャートに沿って、本
実施例の色彩測定装置における焦点調整の手順を説明す
る。スリット13の開口に対するレンズ12による焦点
調整は、従来の方法により予め行なっておく。
Hereinafter, the procedure of the focus adjustment in the color measuring apparatus of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The focus adjustment by the lens 12 with respect to the opening of the slit 13 is performed in advance by a conventional method.

【0020】調整者が図2(a)に示した基準試料3を
移動台1上の所定位置に載置し(ステップS1)、操作
部30にて所定の操作を行なうと、該基準試料3に光が
照射されて、光検出器18上には図2(b)に示すよう
な分光画像が投影される(ステップS2)。すなわち、
Y1、Y2、Y3の三箇所の白色領域に対してλ軸方向に
延伸する、複数の線状のパターンが現われる。なお、上
記基準試料3は予め装置内部に組み込んでおき、所定操
作により分光測定可能な位置に自動的に設置されて測定
が開始されるようにしてもよい。
When the coordinator places the reference sample 3 shown in FIG. 2A at a predetermined position on the moving table 1 (step S1) and performs a predetermined operation on the operation unit 30, the reference sample 3 Is irradiated, and a spectral image as shown in FIG. 2B is projected on the photodetector 18 (step S2). That is,
A plurality of linear patterns appear extending in the λ-axis direction with respect to the three white regions Y1, Y2, and Y3. The reference sample 3 may be incorporated in the apparatus in advance, and may be automatically installed at a position where spectrometry can be performed by a predetermined operation to start measurement.

【0021】読出部21は、予め定められた波長のy軸
方向の列上で、上記白色領域に対応した領域y1、y2、
y3の近傍の光検出器18の受光素子の受光信号を読み
出す。ここでは、図2(b)の分光画像上のλ1、λ2、
λ3の三つの波長において、領域y1、y2、y3の近傍の
信号を読み出すものとする。従って、この場合、読出箇
所は、λn*yn(n=1〜3)の9箇所である(ステッ
プS3)。このように受光信号を読み出すと、領域y
1、y2、y3に対応するパターンの近傍では、図4
(a)に示すような波形がそれぞれ得られる。つまり、
反射率の高い白色領域に対応した画像部分では受光強度
Sが大きく、反射率の低い黒色領域に対応した画像部分
では受光強度Sが小さくなる。
The reading section 21 is arranged on a column in the y-axis direction of a predetermined wavelength, in a region y1, y2,.
The light receiving signal of the light receiving element of the photodetector 18 near y3 is read. Here, λ1, λ2, and λ2 on the spectral image of FIG.
At three wavelengths of λ3, signals near the regions y1, y2, and y3 are read. Therefore, in this case, there are nine reading locations of λn * yn (n = 1 to 3) (step S3). When the light receiving signal is read out in this manner, the area y
In the vicinity of the pattern corresponding to 1, y2, y3, FIG.
Waveforms as shown in FIG. That is,
The light reception intensity S is high in an image portion corresponding to a white region having a high reflectance, and the light reception intensity S is low in an image portion corresponding to a black region having a low reflectance.

【0022】光検出器18の投影像の焦点が良好であっ
て白色領域と黒色領域との境界線が明瞭であると、図4
(a)に示すように、白色領域に対するパターンの幅は
相対的に狭くなり、その波高値は高くなる。このため、
受光強度の最大値Smaxと最小値Sminとの差は大きくな
る。逆に、焦点が適当でなく結像が不明瞭な状態である
と、両者の境界線の近傍では互いの影響を受け、図4
(b)に示すように、境界線の近傍での受光強度Sの変
動がなだらかになり、白色領域に対するパターンの波高
値が低くなってしまう。このため、受光強度の最大値S
maxと最小値Sminとの差は縮小する。
When the focus of the projected image of the photodetector 18 is good and the boundary between the white area and the black area is clear, FIG.
As shown in (a), the width of the pattern with respect to the white area is relatively narrow, and the peak value is high. For this reason,
The difference between the maximum value Smax and the minimum value Smin of the received light intensity increases. Conversely, if the focus is not appropriate and the image formation is unclear, the two are affected by each other in the vicinity of the boundary between them, and FIG.
As shown in (b), the fluctuation of the received light intensity S near the boundary line becomes gentle, and the peak value of the pattern with respect to the white region becomes low. For this reason, the maximum value S of the received light intensity
The difference between max and the minimum value Smin is reduced.

【0023】演算部22は上記のように読み出された受
光信号を受け、受光強度の最大値Smaxと最小値Sminを
抽出し(ステップS4)、次式によりコントラストを表
わす指標値Cを計算する(ステップS5)。 C=(Smax−Smin)/(Smax+Smin) つまり、この指標値Cは1以下であって、最大値Smax
と最小値Sminの差分が大きいほど1に近付く。この指
標値Cをそのまま表示部31に送り、数値又はグラフ化
された図表として表示部31の画面上に表示するように
してもよい。しかしながら、上記9箇所から得られた受
光信号によりそれぞれ計算される指標値Cは一般には相
異なるので、全指標値を併記して表示したのみでは、こ
れを見ながら全体が均一なコントラストとなるように調
整するのは容易ではない。
The arithmetic section 22 receives the light-receiving signal read out as described above, extracts the maximum value Smax and the minimum value Smin of the light-receiving intensity (step S4), and calculates an index value C representing the contrast by the following equation. (Step S5). C = (Smax-Smin) / (Smax + Smin) That is, the index value C is 1 or less, and the maximum value Smax
Is closer to 1 as the difference between the minimum value and the minimum value Smin is larger. The index value C may be sent to the display unit 31 as it is, and may be displayed on the screen of the display unit 31 as a numerical value or a graph. However, since the index values C calculated from the light receiving signals obtained from the nine locations are generally different from each other, simply displaying all the index values together gives a uniform contrast while viewing the index values. It is not easy to adjust.

【0024】そこで、演算部22は、9個の指標値Cの
平均偏差自重和等のばらつきを反映する指標値を計算し
(ステップS6)、表示部31は各コントラスト指標値
Cと共にこのばらつき指標値も同時に表示する(ステッ
プS7)。調整者が光検出器18の位置をz方向にずら
すと上記各指標値が変動するから、例えば、ばらつき指
標値が最小となるように光検出器18の位置を調整する
(ステップS8)。なお、実際には、表示部31に表示
された数値が非常に短い周期で変動すると調整者は読み
取りにくいから、時間方向に適当な積分又は平均化を行
なって数値を表示するとよい。このようにして、光検出
器18上での焦点を最適な状態にすることができる。
Then, the arithmetic section 22 calculates an index value reflecting the variation of the average deviation weight of the nine index values C (step S6), and the display section 31 displays the variation index along with each contrast index value C. The value is also displayed at the same time (step S7). Each index value fluctuates when the adjuster shifts the position of the photodetector 18 in the z direction. For example, the position of the photodetector 18 is adjusted so that the variation index value is minimized (step S8). In practice, if the numerical value displayed on the display unit 31 fluctuates in a very short cycle, it is difficult for the adjuster to read the numerical value. Therefore, the numerical value may be displayed by performing appropriate integration or averaging in the time direction. In this way, the focus on the photodetector 18 can be optimized.

【0025】次に、第二の発明に係る色彩測定装置の実
施例を図5を用いて説明する。この実施例では、上記実
施例と同様の手順に従ってコントラストを表わす指標値
が求められる。更に、この実施例の色彩測定装置には、
モータ等から構成される移動機構19が光検出器18に
付設されており、該移動機構19により光検出器18は
z方向に摺動するようになっている。光検出器18が摺
動するとレンズ17との間の距離が変わるので、光検出
器18上での焦点が変化する。駆動制御部23は、演算
部22より上述のようなコントラスト指標値を受け取
り、移動機構19に制御信号を与える。すなわち、光検
出器18、読出部21、演算部22、駆動制御部23、
移動機構19はフィードバックループを構成しており、
次のようにして焦点が最適となるようにレンズ17と光
検出器18との間隔を調整する。
Next, an embodiment of the color measuring apparatus according to the second invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, an index value representing the contrast is obtained according to the same procedure as in the above embodiment. Further, in the color measuring device of this embodiment,
A moving mechanism 19 composed of a motor or the like is attached to the photodetector 18 so that the photodetector 18 slides in the z direction. When the photodetector 18 slides, the distance between the lens 17 and the photodetector 18 changes, so that the focal point on the photodetector 18 changes. The drive control unit 23 receives the above-described contrast index value from the calculation unit 22 and provides a control signal to the moving mechanism 19. That is, the photodetector 18, the readout unit 21, the arithmetic unit 22, the drive control unit 23,
The moving mechanism 19 forms a feedback loop,
The distance between the lens 17 and the photodetector 18 is adjusted so as to optimize the focus as follows.

【0026】駆動制御部23は、光検出器18が予め定
めたz方向の所定の範囲内でステップ状で移動するよう
に移動機構19を制御する。光検出器18が移動して一
時停止する毎に、演算部22は、上記のようにコントラ
スト指標値やばらつき指標値を算出する。そして、所定
の範囲内の走査が終了した後に、駆動制御部23は、最
も焦点の状態が良好であった位置に光検出器18が移動
するように移動機構19を制御する。更に、その位置の
近傍で先の移動よりも細かいステップで移動させつつ再
度コントラスト指標値やばらつき指標値を算出し、その
近傍の所定の範囲で焦点が最良となる位置を見つける。
このようにして、自動的に焦点が最適となるように調整
することができる。なお、光検出器18の位置を移動す
る代わりに、レンズ17の焦点を調整する機構を設ける
ようにしてもよい。
The drive controller 23 controls the moving mechanism 19 so that the photodetector 18 moves stepwise within a predetermined range in the z direction. Each time the photodetector 18 moves and temporarily stops, the calculation unit 22 calculates the contrast index value and the variation index value as described above. Then, after the scanning within the predetermined range is completed, the drive control unit 23 controls the moving mechanism 19 so that the photodetector 18 moves to a position where the best focus state is obtained. Further, the contrast index value and the variation index value are calculated again while being moved in smaller steps than the previous movement in the vicinity of the position, and a position where the focus is best in a predetermined range in the vicinity is found.
In this way, the focus can be automatically adjusted to be optimal. Note that, instead of moving the position of the photodetector 18, a mechanism for adjusting the focus of the lens 17 may be provided.

【0027】なお、上記実施例は一例であって、本発明
の趣旨の範囲で適宜変形や修正を行なえることは明らか
である。
It should be noted that the above embodiment is merely an example, and it is apparent that modifications and modifications can be made as appropriate within the scope of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第一の発明に係る色彩測定装置の調整方法を
用いた色彩測定装置の要部の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a color measurement device using a method for adjusting a color measurement device according to a first invention.

【図2】 この色彩測定装置の調整に利用される基準試
料の一例を示す図(a)及び該基準試料に対する分光画
像を示す図(b)。
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a reference sample used for adjustment of the color measurement device, and FIG. 2B is a diagram illustrating a spectral image of the reference sample.

【図3】 この色彩測定装置の調整方法の手順を示すフ
ローチャート。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of an adjustment method of the color measurement device.

【図4】 光検出器から読み出した受光信号の一例を示
す波形図。
FIG. 4 is a waveform chart showing an example of a light receiving signal read from a photodetector.

【図5】 第二の発明に係る色彩測定装置の要部の構成
図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of a color measurement device according to a second invention.

【図6】 一般的な色彩測定装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a general color measurement device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…移動台 3…基準試料 10…光学ユニット 11…光源 13…スリット 12、14、17…レン
ズ 15…回折格子 18…光検出器 19…移動機構 20…調整処理部 21…読出部 22…演算部 23…駆動制御部 31…表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Moving table 3 ... Reference sample 10 ... Optical unit 11 ... Light source 13 ... Slit 12, 14, 17 ... Lens 15 ... Diffraction grating 18 ... Photodetector 19 ... Moving mechanism 20 ... Adjustment processing part 21 ... Readout part 22 ... Calculation Unit 23: Drive control unit 31: Display unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の微小受光素子が二次元的に配置さ
れた光検出器の一方の次元方向に試料の一次元領域像を
投影させると共に他の次元方向に光を波長分散させるこ
とにより分光画像を結像させ、該分光画像より求めた分
光強度分布を基に色彩を表現する指標値を算出する色彩
測定装置において、分光測定のための光学系を調整する
方法であって、 a)高反射率の第一領域と低反射率の第二領域とを組み合
わせた特定のパターンを有する基準試料を分光測定して
光検出器上に分光画像を投影し、 b)該光検出器の位置方向に沿って、前記第一領域に対す
る画像部分とそれに隣接する第二領域に対する画像部分
の境界線近傍に並ぶ受光素子の受光強度信号を読み出
し、 c)前記第一領域に対する画像部分の受光強度と第二領域
に対する画像部分の受光強度とに基づきコントラストを
示す指標値を計算し、 d)該指標値を利用して、光検出器上での結像の焦点が最
適な状態となるように光学系を調整する、 ことを特徴とする色彩測定装置の調整方法。
1. A spectroscopic method comprising: projecting a one-dimensional region image of a sample in one dimension of a photodetector having a plurality of minute light receiving elements arranged two-dimensionally; and dispersing light by wavelength dispersion in the other dimension. A method of adjusting an optical system for spectral measurement in a color measuring apparatus that forms an image and calculates an index value that expresses color based on a spectral intensity distribution obtained from the spectral image, comprising: B) projecting a spectral image on a photodetector by spectrally measuring a reference sample having a specific pattern in which a first area of reflectivity and a second area of low reflectivity are combined, and b) a position direction of the photodetector. Along, read out the light receiving intensity signal of the light receiving element arranged near the boundary of the image portion for the first region and the image portion for the second region adjacent thereto, c) the light receiving intensity of the image portion for the first region and the second Receiving image parts for two regions Calculating an index value indicating contrast based on the intensity and d) using the index value to adjust the optical system so that the focus of image formation on the photodetector is in an optimal state. Adjustment method of the color measuring device.
【請求項2】 複数の微小受光素子が二次元的に配置さ
れた光検出器の一方の次元方向に試料の一次元領域像を
投影させると共に他の次元方向に光を波長分散させるこ
とにより分光画像を結像させ、該分光画像より求めた分
光強度分布を基に色彩を表現する指標値を算出する色彩
測定装置において、 a)高反射率の第一領域と低反射率の第二領域とを組み合
わせた特定のパターンを有する基準試料を分光測定する
ことにより光検出器上に投影された分光画像に対し、該
光検出器の位置方向に沿って、前記第一領域に対する画
像部分とそれに隣接する第二領域に対する画像部分の境
界線近傍に並ぶ受光素子の受光強度信号を読み出す読出
手段と、 b)該読出手段により読み出された前記第一領域に対する
画像部分の受光強度と第二領域に対する画像部分の受光
強度とに基づきコントラストを示す指標値を計算する演
算手段と、 c)光検出器上の投影像の焦点を変える調整手段と、 d)前記指標値に応じて、光検出器上での結像の焦点が最
適な状態となるように前記調整手段を制御する制御手段
と、 を備えたことを特徴とする色彩測定装置。
2. A spectrometer by projecting a one-dimensional area image of a sample in one dimension direction of a photodetector having a plurality of microphotodetectors arranged two-dimensionally and dispersing light in another dimension direction. An image is formed, and in a color measurement device that calculates an index value expressing a color based on the spectral intensity distribution obtained from the spectral image, a) a first region having a high reflectance and a second region having a low reflectance. For a spectral image projected on a photodetector by spectroscopically measuring a reference sample having a specific pattern obtained by combining the above, an image portion for the first region and an adjacent portion thereof along the position direction of the photodetector. Reading means for reading out the received light intensity signals of the light receiving elements arranged in the vicinity of the boundary of the image part with respect to the second area, and b) reading the received light intensity of the image part with respect to the first area read out by the reading means and Image section Calculating means for calculating an index value indicating contrast based on the received light intensity of the minute, c) adjusting means for changing the focus of the projected image on the photodetector, d) according to the index value, on the photodetector And a control means for controlling the adjusting means so that the focal point of the imaging is in an optimum state.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7508973B2 (en) 2003-03-28 2009-03-24 Hitachi High-Technologies Corporation Method of inspecting defects
US9121763B2 (en) 2013-03-07 2015-09-01 Seiko Epson Corporation Spectrometer

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