JPH02146571A - 光学像のモジュレーション測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は電子写真複写機や原稿読取装置等のように、
原稿の画像をレンズ等からなる光学系を介して結像し、
原稿の画像の複写又は読取などを行なう装置において、
光学系によって結像された像のコントラストすなわちモ
ジュレーションを測定するための光学像のモジュレーシ
ョン測定装置に関する。

［従来の技術］ 上記電子写真複写機等においては、プラテンガラス上に
原稿を載置し、この原稿の画像を光源によって照明する
とともに、原稿からの反射光像を複数枚のミラー及びレ
ンズからなる光学系を介して感光体ドラム上に結像して
、原稿の画像の複写を行なうように構成されている。そ
して、複写される画像の画質は、露光や現像等の複写プ
ロセスに依存するのは勿論のこと、原稿の画像を感光体
ドラム上に結像する光学系の特性にも大きく依存してい
る。この光学系の特性は、結像された画像の特性として
直接用れる。従って、複写機等において良好な複写画像
を得るためには、光学系によって結像された画像すなわ
ち光学像の特性を調べる必要がある。

ところで、複写機等において通常複写される原稿の画像
は、空間的に様々な周波数でＩＩＩ淡が分布する画像の
重ね合せとみることができる。そこで、光学像の特性は
、ある周波数において次の式で与えられるコントラスト
すなわちモジュレーションＭを測定することによって評
価することができる。

すなわち、光学像の光強度の極大値を１　　、極ＡＸ 小値をＩ　　とすると、モジュレーションＭは、８１Ｍ Ｍ　＝　（Ｉ　　　　Ｉ　　　）　／　（１＋　Ｉ　　
　）ＨＡＸ　　　　　　ＭＩＮ　　　　　　　　　　Ｈ
ＡＸ　　　　　　ＭＩＮで与えられる。

従来、上記光学像のモジュレーションの測定は、次のよ
うにして行なわれている。すなわち、ラダーパターン等
の原稿の画像をレンズを介してスクリーン上に結縁し、
この投影画像を写真撮影する。

そして、写真に撮影された画像の濃淡を、測定器を用い
て目視により測定し、モジュレーションＭを計算により
求めていた。

また、ラダーパターン等の原稿の画像を直接センサ等で
読取り、この検出値を波型解析装置等によりフーリエ変
換等の周波数解析を行い、光学像のモジュレーションを
測定するようにしたものもある。

［発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を
有している。すなわち、前者の場合には、光学像のモジ
ュレーションを測定するのに、レンズを介してスクリー
ン上に結像された原稿の画像を写真撮影し、この写真撮
影された画像を目視によりＷ４￥！！を測定して求める
必要がある。そのため、写真撮影されたフィルムの現像
、印画紙への焼付は等の暗室作業が必要となり、非常に
作業が面倒であるとともに、又写真現像法が族なると測
定値に大きな誤差が生じるという問題点があった。

また、後者の場合には、波型解析装置がフーリエ変換等
を行なうものであるため、構成が複雑であり高価である
とともに、フーリエ変換等の演算を行なうものであるた
め、演算に時間が掛かり、リアルタイムで光学像のモジ
ュレーションを測定することができないという問題点が
あった。そのため、複写機等の装置において、その場で
光学像のモジュレーションを測定して調整等を行なうこ
とができないという問題点があった。

［課題を解決するための手段］ そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、光学
像のモジュレーションの測定を極めて短時間に且つ高精
度で行なうことができ、しかも比較的簡単な構成でモジ
ュレーションの測定が行なえ、安価な光学像のモジュレ
ーション測定装置を提供することにある。

すなわち、この発明は、一定の間隔で複数の線状両輪を
有する指標部材と、この指標部材の線状画像が光学系に
よって結像される位置に配設されるラインイメージセン
サと、信号処理部とを具備し、 上記信号処理部は、ラインイメージセンサからの出力信
号の極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける量を検出す
るパラメータ検出手段と、このパラメータ検出手段によ
って検出された極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける
量に基いて、極大値電圧と極小値電圧の差を極大値電圧
と極小値電圧の和で除算した量に対応した量を演算する
演算手段とを具備するように構成されている。

上記極大値電圧及び極小ｌＩｌ電圧を特徴付ける母とし
ては、例えばラインイメージセンサの出力信号の平均値
電圧及び交流成分の極大値電圧が用いられる。

また、上記極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける陽と
しては、ラインイメージセンサの出力信号の極大値電圧
及び極小値電圧そのものが用いられる。

さらに、上記パラメータ検出手段としては、例えばライ
ンイメージセンサの出力信号の平均値電圧を検出するロ
ーパスフィルタと、ラインイメージセンサの出力信号の
交流成分を取出してその極大１ｌｌＩ電圧を検出するハ
イパスフィルタ、ピークホールド回路及びサンプルホー
ルド回路とからなるものが用いられる。

また、上記パラメータ検出手段としては、ラインイメー
ジセンサの出力信号の極大値電圧及び極小Ｗｉ雷電圧検
出する正及び負のピークホールド回路とサンプルホール
ド回路とからなるものが用いられる。

［作用〕 この発明においては、指標部材の線状画像を光学系を介
してラインイメージセンサ上に結像し、指標部材の線状
画像をラインイメージセンサによって電気信号に変換す
る。そして、ラインイメージセンサからの出力信号の極
大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける量を、パラメータ
検出手段によって検出し、このパラメータ検出手段によ
って検出された極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける
量に基いて、演算手段によって極大値電圧と極小値電圧
の差を極大値電圧と極小値電圧の和で除算した面に対応
した量を演算して、光学像のモジュレーションを求める
ようになっている。

［実施例１ 以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第３図はこの発明に係る光学像のモジュレーション測定
装置を適用し得る電子写真複写機を示すものである。図
において、１は原稿（図示せず）を載置するプラテンガ
ラスであり、このプラテンガラス１上に載置された原稿
は、光源２により照明されるとともに、その反射光像は
、フルレートミラー３、ハーフレートミラー４．５、結
像レンズ６及び固定ミラー７を介して感光体ドラム８上
に結像される。従って、この電子写真複写機の光学系９
は、光源２と、フルレートミラー３と、ハーフレートミ
ラー４．５と、結像レンズ６と、固定ミラー７とから構
成されている。その際、光源２とフルレートミラー３は
、速度Ｖで、ハーフレートミラー４．５は、速度Ｖ／２
でそれぞれ矢印方向に移動し、プラテンガラス１上に載
置された原稿の画像全面を光学系９の光路長を変化させ
ずに、走査露光するようになっている。

プラテンガラス１上に載置された原稿の画像は、光学系
９を介して感光体ドラム８上の表面に結像される。その
際、感光体ドラム８の表面に結像される画像の画質は、
前記のように光学像のモジュレーションによって評価さ
れる。上記光学系９によって結像される画像のモジュレ
ーションは、複写機の光学系を設計する段階で光学系を
試作し、この試作された光学系によって投影される光学
像のモジュレーションが測定される。また、結像レンズ
６等からなる光学系９が実際に複写機に取付けられた状
態で、所定の光学像のモジュレーションが得られている
かどうかを評価する際に測定される。

この実施例に係る光学像のモジュレーション測定装置は
、一定の間隔で複数の線状画像を有する指標部材と、こ
の指標部材の線状両会が光学系によって投影される位置
に配設されるラインイメージセンサとを備えている。す
なわち、指標部材１０としては、第４図に示すように、
細長い長方形状の透明な基板１１の表面に、例えば５〜
１０本／ｍｍ等の一定の間隔で多数の直線１２．１２・
・・を互いに平行に形成したものが用いられる。従って
、この指標部材１０の画像を投影すると、定間隔で黒い
線状部分と白い線状部分とが交互に連続した画像が得ら
れる。光学系９を複写機に取付けた状態で、光学像のモ
ジュレーションを測定する際には、指標部材１０は、第
３図に示すように、複写機のプラテンガラス１上に載置
される。

また、ラインイメージセンサ１３は、感光体ドラム８の
表面に対応した位置に配置される。

第１図はこの発明に係る光学像のモジュレーション測定
装置の信号処理部を示すものである。この信号処理部は
、ラインイメージセンサからの出力信号の極大値電圧及
び極小値電圧を特徴付ける吊を検出するパラメータ検出
手段と、このパラメータ検出手段によって検出された極
大値電圧及び極小ｌ１１！電圧を特徴付ける吊に基いて
、極大値電圧と極小値電圧の差を極大値電圧と極小値電
圧の和で除算した量に対応した階を演算する演綽手段と
を具備するように構成されている。

すなわち、１０は上記指標部材、６は光学系９の結像レ
ンズ、１３はＣＯＤ等からなるラインイメージセンサで
ある。上記ラインイメージセンサ１３は、センサ駆動回
路１４に接続されており、ラインイメージセンサ１３は
、このセンサ駆動回路１４から一定の周期で出力される
クロック信号ＣＫによって駆動されるようになっている
。そして、このセンサ駆動回路１４からは、ラインイメ
ージセンサ１３上の光強度分布に対応した信号ａが出か
される。

上記センサ駆動回路１４の出力信号ａは、ローパスフィ
ルタ１５及びハイパスフィルタ１６にそれぞれ入力され
ている。ローパスフィルタ１５は、ラインイメージセン
サ１３の出力から直流成分のみを取出すためのものであ
る。また、ハイパスフィルタ１６は、ラインイメージセ
ンサ１３の出力から交流成分のみを取出すためのもので
ある。

上記ハイパスフィルタ１６の出力信号Ｃは、正のピーク
ホールド回路１７に入力されている。このピークホール
ド回路１７は、ハイパスフィルタ１６の出力信＠Ｃのピ
ーク値をホールドし、クリア信号ｄによってホールド状
態をリセットする。

上記クリア信号ｄは、センサ駆動回路１４における駆動
クロック信＠ＣＫを分周器１８によって適当な間隔に分
周し、さらに遅延回路１９で所定時間だけ（例えば１ク
ロック分）遅延した信号ｄが用いられる。例えば、指標
部材１０の直Ｆｉ１１２．１２・・・の１周期がライン
イメージセンサ１３の１０画素分に相当する場合には、
クリア信号ｄの間隔すなわち分周する割合は、少なくと
も１０クロック分以上必要である。上記クロック分周器
１８は、その分周するクロック数が指標部材１０の直線
１２．１２・・・の周期に応じて調節可能となっている
。このクロック分周器１８によって分周する割合は、指
標部材１０の直線１２．１２・・・の３周期に１回程度
のクロックに設定するのが好ましいが、指標部材１０の
直線１２．１２・・・のピッチ、レンズの倍率、センサ
のピッチ等によりこの幅が変化するため、実際には１／
１００程度に分周するように一律に設定されている。

また、上記ピークホールド回路１７の出力信号ｅは、サ
ンプルホールド回路２ｏに入力されている。このサンプ
ルホールド回路２０は、ピークホールド回路１７からの
出力信号ｅをサンプル信号ｆに基いてホールドする。上
記サンプル信号ｆは、分周器１８によって分周された信
号が遅延されずにそのまま用いられる。従って、サンプ
ル信号ｆによるサンプルタイミングは、クリア信号ｄに
よるクリアタイミングの直前（遅延回路１９の涯延時間
分だけ早い）となる。つまり、サンプルホールド回路２
０では、ピークホールド回路１７から出力される信号ｅ
のうち、サンプル信号ｆが入力してリセットがかかる直
前の値をサンプリングし、次のサンプル信＠ｆが入力し
てリセットがかかるまでの間その信号をホールドする。

こうすることにより、サンプルホールド回路２０は、ラ
インイメージセンサ１３からの出力信号の交流成分の振
幅に対応した電圧をホールドする。

さらに、面記ローパスフィルタ１５及びサンプルホール
ド回路２０からの出力信号ｂ１９は、除算器２１に入力
され、この除算器２１によって、サンプルホールド回路
２０の出力電圧Ｑをローパスフィルター５の出力電圧す
で除算する計算が行なわれる。ここで、ローパスフィル
ター５からの出力信号すは、第５図に示すように、ライ
ンイメージセンサ−３からの出力信号ａの直流成分すな
わち平均値ｐ。に対応する。また、サンプルホールド回
路２０からの出力信号ｑは、同図に示すように、ライン
イメージセンサ−３からの出力信号ａの交流成分の蛋幅
Ｐに対応している。従って、サンプルホールド回路２０
の出力電圧ｑをローパスフィルター５の出力電圧すで除
算することにより、光学像のモジュレーションＭが求め
られる。

Ｍ＝（１−１）／（１＋ｌ　　　） ＨへＸ　　　　　　ＭＩＮ　　　　　　　　　　　Ｈへ
Ｘ　　　　　　ＭＩＮ−（（ρｏ十ｐ）−（ｐＯ＋ρ）
）／ （（ｐ　　＋ｐ）＋　（ｐｏ＋ｐ）） ＝　ｐ／　ｌ）　０ 上記除棹器２１からの出力信号りは、そのままアナログ
信号として出力されるか、あるいはＶ／Ｆコンバータ２
２を介して出力電圧に応じた周波数に変換され、このコ
ンバータ２２の出力信号は、カウンタ２３によってカウ
ントされ、計数値は、表示器２４によって表示される。

第２図は上記信号処理部の具体的な回路を示すものであ
り、各回路がオペアンプ等を用いて構成されている。

以上の構成において、この実施例に係る光学像のモジュ
レーション測定装置では、次のようにして光学像のモジ
ュレーシヨンが測定される。すなわら、指標部材１０の
線状画像１１２．１２・・・を結像レンズ６を介してラ
インイメージセンサ１３上に投影し、このラインイメー
ジセンサ１３によって指標部材１０の投影像を電気信号
に変換する。

このラインイメージセンサ１３からは、第６図（ａ）に
示すように、指標部材１０の線状画像１２．１２・・・
に対応した周期の交流信号２５が出力される。このライ
ンイメージセンサ１３からの信号２５は、第６図（ｂ）
及び（Ｃ）に示すように、ローパスフィルタ１５によっ
て平均電圧Ｖ×を有する直流成分２６が取出されるとと
もに、ハイパスフィルタ１６によって極大値電圧Ｖ２を
有する交流成分２７のみが取り出される。

上記交流成分２７の信号は、第６図（ｅ）に示ずように
、ピークホールド回路１７によってその極大値が一定の
周期で保持され、極大値信号２８が得られるが、この極
大値信号２８は、第６図（ｄ）に示すように、クリア信
号２９によって所定のタイミングでクリアされる。また
、上記ピークホールド回路１７からの出力は、第６図（
ｆ）に示すように、サンプルホールド回路２０によって
サンプル信号３０（第６図（ｅ））できまる−定の周期
で出力値がホールドされ、ホールドされた信号３１が得
られる。

そして、上記ローパスフィルタ１５の出力信号２６とサ
ンプルホールド回路２ｏの出力信号３１は、除咋器２１
によって除算され、第６図（ｈ）に示すように、除算さ
れた信号３２が得られる。

この除算された信号３２すなわちモジュレーションの値
は、そのままアナログ値として出力されるか、あるいは
Ｖ／Ｆコンバータ２２及びカウンタ２３によってデジタ
ル信号に変換され、表示器２４によって数箱として表示
される。

光学系９によって結像される指標部材１０は、ある空間
周波数に対応して線状画像１２．１２・・・含有するも
のであり、適宜他の空間周波数に対応した指標部材１０
を使用することにより、結像レンズ６のＭＴＦを測定す
ることができる。

このように、指標部材１０の線状画＠１２．１２・・・
を光学系９を介してラインイメージセンサ１３上に結像
し、指標部材１０の画像をラインイメージセンサ１３に
よって電気信号に変換し、信号処理部によって電気的に
信号を処理して、モジル−ジョンを測定するようにした
ので、自動的に光学像のモジュレーションを測定するこ
とができ、簡単に且つ精度自く、モジュレーションの測
定を行なうことができる。また、装置の構成が筒型であ
るので、装置を安価に提供することができる。

第７図はこの発明に係る光学系のモジュレーション測定
装置の伯の実施例を示すものであり、前記実燕例と同一
の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施例
では、ラインイメージセンサからの出力信号の平均値電
圧及び交流成分の極大値電圧を検出するのではなく、ラ
インイメージセンサからの出力信号の極大値電圧及び極
小値電圧を検出してモジュレーションを求めるように構
成されている。すなわち、センサ駆動回路１４からの出
力信号ａは、正のピークホールド回路４０及び負のピー
クホールド回路４１にそれぞれ入力されており、これら
正のピークボールド回路４０及び負のピークホールド回
路４１によって、出力信号ａの極大値電圧及び極小値電
圧が検出される。

上記正のピークホールド回路４０及び負のピークホール
ド回路４１からの出力信号は、サンプルホールド回路４
２．４３にそれぞれ入力されている。

上記正のピークホールド回路４０及び負のピークホール
ド回路４１と、サンプルホールド回路４２．４３は、前
記実施例と同様所定のタイミングでクリアされるように
なっている。

上記サンプルホールド回路４２．４３からの出力電圧Ｖ
、Ｖ、は、加算器４４及び引算器４５にそれぞれ入力さ
れ、これら加算器４４及び引算器４５によって出力電圧
ｖ　、■　の和Ｖ。＋ＶＬ １及び差Ｖ　　−Ｖ、＠演算される。そして、除算■ 器２１にＪ：つＴ（Ｖ　　−Ｖ　　）／（Ｖ、＋Ｖ１）
Ｌ が演算され、モジュレーションＭが求められる。

この実施例では、ローパスフィルタ及びハイパスフィル
タを用いることなく、モジュレーションの測定を行なう
ことができる。

その他の構成及び作用は前記実施例と同一であるので、
その説明を省略する。

［発明の効果］ この発明は以上の構成及び作用よりなるもので１、し・
：′°澹のモジュレーションの測定を極めて短時間に且
つ高精度で行なうことができ、しかも比較的簡単な構成
でモジュレーションの測定が行なえるので、装置を安価
に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る光学像のモジュレーション測定
装置の一実施例を示すブロック図、第２図は同装置の信
号処理部を示す回路図、第３図は同装置を適用し得る電
子写真複写機を示す概略構成図、第４図は指標部材の画
像を光学系を介してランイメージセンサ上に結像した状
態を示す斜視図、第５図はラインイメージセンサからの
出力信号を示すグラフ、第６図（ａ）〜（ｈ）は信号処
理部で処理される信号をそれぞれ示すグラフ、第７図は
この発明の他の実施例を示すブロック図である。 ［符号の説明］ ９・・・光学系 １０・・・指標部材 １２・・・線状画像 １３・・・ラインイメージセンサ １５・・・ローパスフィルタ １６・・・ハイパスフィルタ １７・・・ピークホールド回路 ２０・・・サンプルホールド回路 第１図 弔 図 第 図 第６ 図 第 図 電記ＬＩＩＪｎＯＮ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定の間隔で複数の線状画像を有する指標部材と
   、この指標部材の線状画像が光学系によつて結像される
   位置に配設されるラインイメージセンサと、信号処理部
   とを具備し、 上記信号処理部は、ラインイメージセンサからの出力信
   号の極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける量を検出す
   るパラメータ検出手段と、このパラメータ検出手段によ
   って検出された極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける
   量に基いて、極大値電圧と極小値電圧の差を極大値電圧
   と極小値電圧の和で除算した量に対応した量を演算する
   演算手段とを具備することを特徴とする光学像のモジュ
   レーション測定装置。
2. （２）上記極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける量が
   ラインイメージセンサの出力信号の平均値電圧及び交流
   成分の極大値電圧であることを特徴とする請求項第１項
   記載の光学像のモジュレーション測定装置。
3. （３）上記極大値電圧及び極小値電圧を特徴付ける量が
   ラインイメージセンサの出力信号の極大値電圧及び極小
   値電圧そのものであることを特徴とする請求項第１項記
   載の光学像のモジュレーション測定装置。
4. （４）上記パラメータ検出手段が、ラインイメージセン
   サの出力信号の平均値電圧を検出するローパスフィルタ
   と、ラインイメージセンサの出力信号の交流成分を取出
   してその極大値電圧を検出するハイパスフィルタ、ピー
   クホールド回路及びサンプルホールド回路とからなるこ
   とを特徴とする請求項第２項記載の光学像のモジュレー
   ション測定装置。
5. （５）上記パラメータ検出手段が、ラインイメージセン
   サの出力信号の極大値電圧及び極小値電圧を検出する正
   及び負のピークホールド回路とサンプルホールド回路と
   からなることを特徴とする請求項第３項記載の光学像の
   モジュレーション測定装置。