JPH0259923B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反射率の異なる２種類の領域を有す
る画像（以下２値画像という）について、各領域
が占める面積およびその比率等を求める画像面積
測定装置に関するものである。

従来、２値画像の面積を求める装置としては、
例えばオフセツト印刷機の印刷版からインクが付
着する部分（画線部）の面積とインクが付着しな
い部分（非画線部）の面積との比率を求める、い
わゆる絵柄面積率測定装置が知られている。この
絵柄面積率測定装置は、第１図および第２図に示
す如く、１列状に配置された複数の光電変換素子
１の両側に蛍光灯等の一対の線状光源２，３を並
設し、これらを印刷版４の上面に沿つて平行移動
させるか、或いは印刷版４を平行移動させる。一
方、光電変換素子１で受光した印刷版４からの反
射光を電気信号に変換し、この電気信号に基づい
て印刷版４の画線部と非画線部との比率を求める
ようにしたものである。

一般に、オフセツト印刷による印刷版は、通常
0.5m×0.5mから1.2m×1.4m程度の大きさであ
る。このような大きな面積を有する被測定面の画
像面積を正確に測定するためには、全面均一な照
明および受光特性が要求される。しかしながら、
上述した装置の場合、蛍光灯を線状光源として利
用していることから、発光量を長時間安定に、か
つ均一に保つことが困難な上、複数の光電変換素
子の感度を同一レベルに保つことが困難なことか
ら、均一な受光特性が期待できない問題がある。
しかも、測定に際しては、光学系全体を印刷版に
沿つて平行移動させなければならないので、高速
な測定が望めない欠点がある。

そこで、これらの問題を解決する方法として
は、光ビームを２値画像に対して２次元的に走査
し、２値画像の画像面積を求める方式が考えられ
る。この方式は、第３図に示す如く、被測定面１
１の中央に立てた法線上の任意の１点に、光偏向
器制御装置１２によつて制御される２個の光偏向
器１３，１４と１個の光電変換器１５とを近接配
置し、レーザ駆動装置１６によつて駆動されるレ
ーザ１７からのレーザー光を一方の光偏向器１３
によつて前記被測定面１１のＸ方向へ、他方の光
偏向器１４によつて被測定面１１のＹ方向へそれ
ぞれ走査させる一方、被測定面１１からの反射光
を光電変換器１５により受光し、電気信号に変換
した後、演算部１８においてその電気信号に基づ
いて被測定面１１の画像面積を算出し、その結果
を出力部１９を介して磁気カード２０等へ出力さ
せるように構成したものである。ところが、この
方式には、次のような課題がある。

例えば、レーザー光をＸ方向へ走査した際、光
電変換器１５によつて受光される受光量Ｉがレー
ザー光の光スポツトのＸ方向の位置によりどのよ
うに変化するかをみてみる。いま、第４図に示す
如く、光電変換器１５の受光面１５Ａを被測定面
１１に対して平行とし、かつ受光面１５Ａの中心
点から被測定面１１へ下した垂線が被測定面１１
と交わる点をＸ方向の原点Ｏとし、原点Ｏからｘ
位置に光スポツトがある場合を考える。ここで、
被測定面１１から受光面１５Ａまでの高さをｚ、
受光面１５Ａから光スポツトの位置までの距離を
ｒ、受光面１５Ａが光スポツトの位置に対して張
る立体角をα、受光面１５Ａが光スポツトの方向
に対してなす角をθとしたとき、受光量Ｉは立体
角αに比例すると考えてよい。

いま、受光面１５Ａが単位幅で長さが２の面
積であるとすると、立体角αは、近似的に（α≪
１として） α≒２／ｒ・cosθ ……(1) で表わせる。この(1)式において、cosθ＝ｚ／ｒ，
r²＝z²＋x²であるから、受光量Ｉは、 Ｉ∝２／ｒ・cosθ＝２ｚ／r²＝２ｚ／z²＋x²
……(2) となる。これをｘを変数として図示すると第５図
のようになり、例えばｘがｚと同程度の場合、中
部（ｘ＝０）での受光量に対して略半分に低下し
てしまうことになる。

そこで、本発明者等は、これらの課題を含めて
従来装置の問題を解決できる装置を開発した。こ
のものは、第６図に示す如く、被測定面１１をＹ
方向へ一定の曲率で彎曲させ、その曲率の中心軸
線上の一方にレーザー２１を、他方にステツピン
グモータ２２をそれぞれ配置し、このステツピン
グモータ２２によつて前記中心軸を中心として回
動される取付枠２３に、光偏向器制御装置２４に
よつて作動される光偏向器２５および光電子増倍
管２６をそれぞれ取付け、更に光電子増倍管２６
の受光面２６Ａと被測定面１１との間に遮光板２
７を設ける一方、光電子増倍管２６によつて受
光、変換された電気信号をＡ／Ｄ変換器２８を介
してマイクロコンピユータ２９へ与えるように構
成したものである。

ここで、光偏向器２５の走査ミラー２５Ａを前
記中心軸線と被測定面１１の中央に立てた法線と
の交点に位置させるとともに、光電子増倍管２６
を走査ミラー２５Ａに近接配置すると、ステツピ
ングモータ２２の作動によつてレーザー２１から
のレーザー光が被測定面１１のＹ方向へ走査され
た際、その被測定面１１のＹ方向の任意の位置か
ら光電子増倍管２６の受光面２６Ａまでの距離が
略一定となるため、受光量をＹ方向の任意の位置
で一定とすることができる。一方、遮光板２７
を、第７図に示すように、光電子増倍管２６の受
光面２６Ａの中心点から被測定面１１へ下した垂
線に位置させると、光スポツトの位置が原点ｏに
あるとき遮光量が最大で、原点ｏから離れるに従
つて遮光量が減少していくことが判る。そこで、
いま被測定面１１から受光面２６Ａまでの高さｚ
を300mm、受光面２６Ａの長さ２を22mm、遮光
板２６の幅ｗを３mmとした条件下において、被測
定面１１から遮光板２７までの高さz₁を変化させ
ると、受光量は、第８図の如くz₁＝260mmのとき
破線、z₁＝280mmのとき実線のようになるため、
z₁を変化させれば受光量の分布をＸ方向の走査に
おいて等価的に均一にすることができる。ちなみ
に、遮光板２７のかわりに、原点ｏから周辺に行
くに従つて透過率が増加するような濃度分布を有
する光学フイルタを使用しても、同様な結果が得
られる。また、受光量に関する補正テーブルを設
け、計算部においてこの補正テーブルに基づいて
演算を行うようにしても、同様な結果が得られ
る。一方、同様な均一受光補正をＹ方向に関して
行うことができることは勿論であるが、実際には
２次元分布を正確に均一化することは困難である
ので、Ｙ方向に関しては前述の方法が望ましい。

このようにして、第６図に示す装置は、従来例
の問題を解決したものであるが、また別の課題が
考えられる。通常、この種の２値画像にあつて
は、画像面の汚損を防止を目的としてその表面を
透明な膜で被覆することがしばしば行なわれる。
例えば、オフセツト印刷機用の印刷版の場合、空
気との接触による酸化或いは手あか等により非画
線部の親水性が損なわれるのを防ぐために、現像
処理による画像部形成後に刷版表面を透明なゴム
膜で被覆すること（ガム引きと呼ばれている）が
行なわれている。このように表面を透明な膜で保
護された被測定面を第６図に示す装置で測定する
と、レーザビームがＸ方向の中央に位置したと
き、光電子増倍管２６へ入射する反射光の大部分
が透明保護膜表面からの正反射光となるため、被
測定物の画像面積に対応した情報が得られない不
都合が生じる。

これを防止するためには、被測定面の全ての反
射点について45度程度の反射角が確保できるよう
に、例えば走査ミラー２５Ａと光電子増倍管２６
との間隔を走査ミラー２５Ａから被測定までの距
離と同程度の大きさにすればよい。ところが、オ
フセツト印刷機用の印刷版の大きさは最大1200mm
×1360mmであるから、このような大きな被測定面
の画像面積を全面にわたつて精度よく測定するに
は走査ミラー２５Ａから被測定面までの距離を
1200mm程度にする必要があるので、構造上無理が
生じ実用的な方法ではない。

ここにおいて、本発明の目的は、表面が透明な
物質で被覆されている画像の場合でも、コンパク
トな構造でもつて、かつ正確に画像面積を測定で
きる画像面積測定装置を提供することにある。

一般に、透明な物体に直線偏光を入射させると
その反射光は直線偏光であり、吸収物体に直線偏
光を入射させるとその反射光は楕円偏光となるこ
とが知られている。本発明の測定原理は、この偏
光特性に着目したもので、表面が透明膜で被覆さ
れた被測定画像に直線偏光を入射させ、その直線
偏光の偏光面と直交する偏光面をもつ光のみを受
光することにより、透明膜表面からの正反射光を
除いた測定を行なわせようとするものである。

更に詳しくいえば、光源部から直線偏光を出射
させ、その光を光走査部によつて被測定画像へ走
査させる。すると、被測定画像の表面が透明膜で
被覆されている場合、透明膜からの反射光は直線
偏光、被測定画像からの反射光は楕円偏光とな
る。一方、受光側において、被測定画像と光電変
換部との間に、被測定画像へ入射された直線偏光
と直交する偏光面をもつ光のみを透感させる検光
子を設け、これにより透明膜からの反射光を除去
し、被測定画像からの反射光のうち検光子の透過
軸と平行な光のみを光電変換部で受光することに
より、上記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明の実施例を説明する。

第９図は本発明の実施例の全体を示している。
ここで、同実施例を説明するに当つて、前記第６
図の構成要素と同一のものについては、同一符号
を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

本実施例は、直線偏光を出射する光源部３１
と、この光源部３１からの直線偏光をを円弧状に
彎曲された印刷版３０上へ走査させる光走査部３
２と、印刷版３０からの反射光を受光しそれを受
光量に応じた電気信号に変換する光電変換部３３
と、この光電変換部３３の受光面側に配置された
検光子３４と、前記光電変換部３３からの信号を
基に前記印刷版３０の画像面積を算出する演算部
３５とから構成されている。

前記光源部３１は、直線偏光形He−Neレーザ
ー４１と、この直線偏光形He−Neレーザー４１
からの直線偏光を円偏光特特性を有する光に変換
する1/4波長板４２と、この1/4波長板４２によつ
て変換された円偏光特性を有する光を再び直線偏
光に変換し前記走査ミラー２５Ａへ入射させる偏
光子４３とから構成されている。前記レーザー４
１および1/4波長板４２は、前記ステツピングモ
ータ２２の回動軸と同軸線上に沿つて互いに光軸
を共有するように配置されている。また、前記偏
光子４３は、その透過光が印刷版３０へ入射する
際、入射面（入射光と反射光とを含む平面）と平
行な偏光面をもつ直線偏光となるように、取付枠
２３に走査ミラー２５Ａと一体的に回動可能に取
付けられている。

また、前記光走査部３２は、前記第６図と同一
の構成要素によつて構成されている。つまり、ス
テツピングモータ２２と、取付枠２３と、走査ミ
ラー２５Ａおよび走査部２５Ｂからなる光偏向器
２５とから構成されている。これらの構成要素
は、前記レーザ４１および1/4波長板４２ととも
に、第１０図に示す機枠５１に取付けられてい
る。機枠５１には、前記印刷版３０を円弧状に彎
曲させた状態で固定する印刷版取付台５２の上方
に光学系設置部５３が形成され、その光学系設置
部５３において、前記印刷版３０の円弧の中心点
Ｐに前記走査ミラー２５Ａが、その中心点Ｐに近
接して前記光電変換部３３が取付けられている。
また、他の構成要素については、適当に配置され
ている。これにより、前記光源部３１から走査ミ
ラー２５Ａへ入射された光は、走査器２５Ｂの作
動により走査ミラー２５Ａが光軸と直交する軸を
中心として回動されるのに伴い印刷版３０のＸ方
向へ、ステツピングモータ２２の作動により走査
ミラー２５Ａが光軸を中心として回動されるのに
伴い印刷版３０のＹ方向へ走査される。

また、前記光電変換部３３は、前記取付枠２３
にホルダ６１を介して取付けられた光電子増倍管
２６と、印刷版３０のＸ方向への走査において光
電子増倍管２６で受光される受光量を均一化する
ための遮光板２７とから構成されている。前記ホ
ルダ６１は、第１１図および第１２図に示す如
く、光電子増倍管２６の受光面と対応する位置に
受光孔６２が形成されているとともに、その受光
孔６２の開口面側に位置された遮光板２７がホル
ダ６１との間隔ｇを調節できるように固定ねじ６
３によつて取付けられている。

また、前記検光子３４は、第１１図および第１
２図に示す如く、その透過軸が前記偏光子４３の
透過軸と直交するように調整されて前記ホルダ６
１の受光孔６２の開口面に取付けられている。従
つて、印刷版３０からの反射光は、遮光板２７に
より均一正効果を受けた後、検光子３４へ入射さ
れる。すると、この検光子３４により印刷版３０
へ入射する光の偏光面と直交する偏光面を有する
反射光のみが透過され、光電子増倍管２６で光電
変換される。

また、前記演算部３５は、前記光電子増倍管２
６によつて光電変換された信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器２８と、予め定められたプ
ログラムに従つて前記ステツピングモータ２２お
よび走査部２５Ｂを作動させるとともに、前記
Ａ／Ｄ変換器２８から与えられる情報に基づいて
印刷版３０の画像面積を算出するマイクロコンピ
ユータ２９とから構成されている。マイクロコン
ピユータ２９は、走査器２５Ｂの作動を介して光
源部３１からの光を印刷版３０のＸ方向へ走査さ
せ、そのＸ方向への走査において光電変換部３３
から与えられるデータを予め定められたタイミン
グで順次取込み、それを予め決められた記憶エリ
アへ順次記憶させる。ここで、１つのＸ走査線上
の走査が終了した後、ステツピングモータ２２を
所定角度回動させ、再びＸ方向へ走査させ、その
Ｘ方向への走査において、光電変換部３３から与
えられるデータを予め定められたタイミングで順
次取込み、それを指定される記憶エリアへ順次加
算処理する。この繰返しにより、印刷版３０の全
面を走査させる。これにより、記憶エリアには、
Ｘ方向に沿つた所定単位毎に、Ｙ方向における累
積値が記憶される。

ちなみに、これらの記憶エリアに記憶されたＸ
方向の所定単位毎のデータは、オフセツト印刷機
において、各インキゾーン毎のインキ量を設定す
るためのデータとして利用される。

次に、本実施例の作用を説明する。直線偏光形
レーザ４１から放射されたレーザ光は、1/4波長
板４２を通過することにより円偏光特性をもつ光
に変換される。1/4波長板４２を通過した光は、
偏光子４３により再び直線偏光に変えられる。こ
の際、偏光子４３からの光の偏光面は偏光子４３
の回動角度によつて決まるが、1/4波長板４２か
らの入射光が円偏光とされているため、偏光子４
３で取り出される直線偏光は何れの角度において
も一様なものとされている。偏光子４３からの直
線偏光は走査ミラー２５Ａにより反射されて印刷
版３０上へ照射され、走査器２５Ｂおよびステツ
ピングモータ２２による走査ミラー２５Ａの回動
に従つて、印刷版３０のＸ方向およびＹ方向へ走
査される。この際、偏光子４３と走査ミラー２５
Ａとは一体となつて回動されるので、偏光子４３
を通つた後の直線偏光の偏光面と走査ミラー２５
Ａ上の入射面（入射光と反射光とを含む平面）と
の相対角度は、走査ミラー２５ＡのＹ方向への回
動の任意の角度位置において常に一定である。従
つて、印刷版３０のＹ方向の任意の位置におい
て、照射光の偏光面と入射面とが常に一定に保た
れる。

いま、第１３図に示す如く、表面が透明膜３０
Ａで覆われた印刷版３０に走査ミラー２５Ａから
の反射光が入射されると、その入射光は、透明膜
３０Ａの表面において反射光と屈折光とに分れ
る。この反射光は、入射光と同じ偏光面をもつ直
線偏光で、測に際してノイズ成分となる。一方、
屈折光は、印刷版３０の表面で反射され、透明膜
３０Ａを通つて表面へ出射される。この光は、楕
円偏光で、印刷版３０の画像面積と対応した信号
成分となる。

この両成分を有する反射光は、まず遮光板２７
により均一受光補正効果を受けた後、検光子３４
に達する。検光子３４の透過軸は偏光子４３の透
過軸つまり印刷版３０への入射光の偏光面と直交
するように調整されているので、透明膜１１Ａの
表面からの正反射光は吸収され、印刷版３０の表
面からの反射光のうち検光子３４の透過軸と平行
な偏光面をもつ光のみが検光子３４を透過され
る。検光子３４を透過した光は、、光電子増倍管
２６で光電変換された後、演算部３５に取込ま
れ、前述した手順に従つて印刷版３０の画像面積
が算出される。

従つて、本実施例では、直線偏光を走査ミラー
２５Ａの回動により印刷版３０のＸおよびＹ方向
へ走査させる一方、受光側において、光電子増倍
管２６と印刷版３０との間に、印刷版３０への入
射光と直交する偏光面をもつ光のみ透過させる検
光子３４を設けたので、表面が透明膜３０Ａで覆
れている印刷版３０の測定に当つて、透明膜３０
Ａの表面からの正反射光が除去され、印刷版３０
の表面からの反射光のうち検光子３４の透過軸と
平行な光のみが光電子増倍管２６に受光されるた
め、透明膜３０Ａの表面からの表面からの反射光
に影響されることなく、画像面積を正確に測定す
ることができる。しかも、構造的には、走査光を
直線偏光とし、受光側に検光子３４を設けるだけ
でよいので、コンパクトにすることができる。特
に、本実施例においては、直線偏光形レーザ４１
から放射された直線偏光を1/4波長板４２により
円偏光特性を有する光に変換し、この光を走査ミ
ラー２５Ａと一体的に回動する偏光子４３により
その透過光が印刷版３０へ入射する際入射面と平
行な偏光面をもつ直線偏光に変換するようにした
ので、その透過光を走査ミラー２５Ａによつて印
刷版３０のＸおよびＹ方向へ走査させる際、その
走査の任意の点において入射光の偏光面を入射面
に対して平行に保つことができ、従つて受光側に
おいて印刷版３０の表面からの反射光のみを確実
に受光させることができる。

ところで、透明膜での反射光と屈折光の強度
は、入射角によつて変わるが、このほかに入射光
の偏光面と入射面との間の角度にも関係する。入
射光が入射面内に平行な偏光面をもつとき、屈折
光の強度は最大、反射光の強度は最小となる。一
方、入射光が入射面と直交する偏光面をもつと
き、屈折光の強度は最小、反射光の強度は最大と
なる。従つて、測定精度を上げる意味からは、印
刷版３０への入射光の偏光面が入射面と平行にな
るように、偏光子４３を調整することが望まし
い。

なお、上述した実施例では光源として直線偏光
形レーザ４１を用いた場合について説明したが、
光源としては、例えば無偏光形レーザおよび偏光
フイルタの組合せ、或いは通常の白熱電球、コリ
メータレンズおよび偏光フイルタの組合せでも同
様な効果を得ることができる。また、各実施例で
は、被測定物としてオフセツト印刷機用の印刷版
を対象としたが、本発明は、これに限られるもの
ではない。

以上の通り、本発明によれば、表面が透明膜で
被覆されている画像の場合でも、コンパクトな構
造で、かつ正確に画像面積を測定可能な画像面積
測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の絵柄面積率測定装
置の測定原理を説明するための図、第３図は画像
面積測定装置の基本原理を示す図、第４図は同上
装置における被測定面と受光面との関係を説明す
るための図、第５図は同上装置における受光特性
を示す図、第６図は第３図の装置を改良した画像
面積測定装置を説明するための図、第７図は同上
装置における遮光板の位置関係を示す図、第８図
は同上装置における受光特性を示す図、第９図は
本発明の画像面積測定装置の一実施例を示す図、
第１０図は同上装置における印刷版と光学系との
配置関係を示す図、第１１図および第１２図は光
電変換部を示す図、第１３図は遮光特性を説明す
るための図である。 ２２……ステツピングモータ、２５Ａ……走査
ミラー、２５Ｂ……走査器、２６……光電子増倍
管、２７……遮光板、３０……被測定画像、３２
……光走査部、３３……光電変換部、３４……検
光子、３５……演算部、４１……直線偏光形He
−Neレーザー、４２……1/4波長板、４３……偏
光子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反射率の異なる２つの領域を有する被測定画
   像の画像面積を測定する装置であつて、 光源と、この光源からの光を前記被測定画像上
   へ走査させる光走査部と、前記被測定画像からの
   反射光を受光し、それを受光光量に応じた電気信
   号に変換する光電変換部と、この光電変換部で光
   電変換された電気信号を処理して前記被測定画像
   の２つの領域のうち少なくとも一方の面積を算出
   する演算部とを備え、 前記光源と前記光走査部との間に、前記光源か
   らの光を円偏光特性をもつ光に変換する第１の偏
   光手段と、前記光走査部の走査に同期して変位さ
   れ前記第１の偏光手段からの光を直線偏光に変換
   する第２の偏光手段とをそれぞれ設けるととも
   に、 前記光電変換部の受光面側に、前記被測定画像
   へ入射された直線偏光の偏光面と直交する偏光面
   をもつ光のみを透過させる検光子を設けたことを
   特徴とする画像面積測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記光走査
   部を、前記光源からの光を前記被測定画像上へ照
   射させる走査ミラーと、この走査ミラーを前記光
   源からの光の光軸と直交する軸を中心として回動
   させ光源からの光を前記被測定画像上のＸ方向へ
   向つて走査させる主走査器と、前記走査ミラーを
   前記光源からの光の光軸を中心として回動させ光
   源からの光を前記被測定画像上のＹ方向へ向つて
   走査させる副走査器とから構成したことを特徴と
   する画像面積測定装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記被測定
   画像を、前記走査ミラーを中心とする円弧状にか
   つ主走査器および副走査器によつて走査されるい
   ずれか一方向へ向つて彎曲させたことを特徴とす
   る画像面積測定装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、前記光電変
   換部を、光電子増倍管と、この光電子増倍管と被
   測定画像との間に設けられ被測定画像の彎曲方向
   と直交する方向への走査において被測定画像から
   光電子増倍管への光の入射角が小さい程被測定画
   像からの反射光を減衰させる遮光板とから構成し
   たことを特徴とする画像面積測定装置。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かにおいて、前記光源を直線偏光形レーザーとし
   たことを特徴とする画像面積測定装置。 ６ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かにおいて、前記光源を、無偏光形レーザーと、
   偏光フイルタとから構成したことを特徴とする画
   像面積測定装置。 ７ 特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
   かにおいて、前記第１の偏光手段を1/4波長板と
   したことを特徴とする画像面積測定装置。 ８ 特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ
   かにおいて、前記第２の偏光手段を偏光子とした
   ことを特徴とする画像面積測定装置。 ９ 特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれ
   かにおいて、前記被測定画像を、オフセツト印刷
   版としたことを特徴とする画像面積測定装置。