JPH0690090B2 - 測光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中間調を有するカラー原稿を複写する画像形
成装置、例えば、電子写真カラー複写機、反転カラーペ
ーパーや拡散転写式感光材料等を使用する銀塩写式カラ
ー複写機（光プリンタ）、感熱転写式カラー複写機、イ
ンクジェット・カラープリンタ、レーザ・カラープリン
タ等の画像形成装置における測光装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、測光装置を内蔵する画像形成装置として第９図に
示すものがあり、測光装置として第10図に示すものがあ
った。まず第９図に基づいて画像形成装置の構成を説明
すると、１は画像形成装置のボディの上面に取付けられ
た透明ガラス等より成る透明の原稿台であり、複写の際
に反射原稿や透過原稿２を載せるためにある。３は上側
から原稿を押さえる押え板または透過原稿照明用の光源
である。原稿台１の上部左側には白色の標準板４が設け
られており、反射原稿２を複写する場合に先ずこの標準
板８からの反射光を測定することにより後述する光源や
色フィルタの経時変化や白バランス等を調べたりオフセ
ット調整を行うために設けられている。５は原稿台１の
裏面側（装置内）に設けられた光源ユニットであり、原
稿台１を通して原稿に光りを照射するハロゲンランプや
蛍光ランプなどの光源６、リクレクタ７、原稿２からの
反射光または透過光を受けて反射させるミラー８を有
し、ユニット全体が原稿台１に対して平行に往復移動す
ることでスリット照明を行うようになっている。９はミ
ラー・ユニットであり、ミラー８より入射される光りを
順次に所定方向へ反射する一対のミラー10,11を具備し
ている。

12はレンズ・ユニットであり、ミラー・ユニット９及び
光源ユニット５が原稿台１に沿って平行移動することに
よって原稿２を走査する際に、複写倍率に応じてミラー
・ユニット９の光軸に沿って進退移動する。更に、レン
ズ・ユニット12は前レンズ群13と後レンズ群14との間
に、図示するようにイエロー・フィルタＹ、マゼンタ・
フィルタＭ及びシアン・フィルタＣが配置され、且つこ
れらのフィルタY,M,Cは光軸と直交する方向に移動自在
となっており、これらのフィルタの挿入量によってスリ
ット光の光質を調節して色バランスを調整する。又、後
レンズ群14の後には互いに反対方向に移動する一対の絞
り板15,16が配置され、露光量の調節を行う。

レンズ・ユニット12の後方には光路切り換えミラー17が
支点を中心として回動自在に設けられ、測光装置18が測
光を行う場合には図示するように光学像を測光装置18側
へ反射させる。一方、記録媒体19への複写を行う場合に
は図中の点線にて示すように回動して光りを反射させる
ことなく直接に記録媒体19へ照射させる。尚、記録媒体
19としては銀塩フィルム等が用いられ、マガジン20内に
巻装された記録媒体19を搬送ローラ21,22等によって所
定の長さづつ繰り出すようになっている。

次に、測光装置18の構造を第10図に基づいて説明する。
同図において、23は光路切換えミラー17で反射された光
学像を更に反射するミラーであり、その光学像の進行方
向に集光レンズ24が設けられ、更にその先には拡散板25
が配置されている。集光レンズ24はフレネル・レンズが
用いられ、原稿２からの光学像（スリット光でフレネル
レンズ上に結像している）を集光して拡散板25に入射さ
せる。拡散板25は例えば擦りガラス等からなり、集光さ
れたスリット光を拡散し、拡散されたスリット光は測光
装置の受光部26へ入射する。受光部26は夫々特定の光り
波長を感じる複数の受光センサ27〜32を具備し、これら
の受光センサ27〜32は赤色から青色までの波長の光りを
検出する。

次にかかる画像形成装置の作動を説明する。先ず、記録
媒体19への複写に先立って測光が行われる。尚、反射原
稿（即ち、透光性を有しない原稿に絵や文字等が描かれ
た原稿）を複写する場合を説明すると、原稿台１に載せ
られた反射原稿２を光源ユニット５にてプレ・スキャン
する。このプレ・スキャン時には光路切換えミラー17が
第９図に示すように回動して反射原稿２からの反射光を
測光装置18内へと導く。この反射光はミラー23、集光レ
ンズ24、拡散板25を介して受光部26の夫々の受光センサ
27〜32に照射され、各波長毎の光エネルギー（光強度）
が検出される。受光センサ27〜32の出力は増幅された
後、A/D変換器にてデジタル信号に変換され、マイクロ
プロセッサ等による信号処理回路に供給され、各センサ
27〜32よりの信号のエネルギー分布を検出する事によ
り、原稿に描かれている画像（文字、絵や写真等）の色
相を識別したり、又、全体光量を検出することで露光量
の調整をすべきか否かの識別を行う。そして、該エネル
ギー分布に基づいて原稿に描かれている画像の種類、即
ち写真であるのかインクで描かれたものか等の判別を行
ってレンズ・ユニット12のフィルタY,M,Cの位置を調整
したり、受光量に応じて絞り板15,16の絞り量を調整し
たりして最適の複写条件を設定することでプレ・スキャ
ンの処理を完了し、次に本来の複写動作を行う。

又、写真のネガ・フィルムやポジ・フィルムあるいは透
光性フィルム等に描かれた透過原稿を複写する場合は、
押え板３を外し、外側から透過原稿２を介して原稿台１
へ光りを入射させる他の光源装置等を装着する。そし
て、入射する光学像を光源ユニット５にてプレ・スキャ
ンする。尚、この時は光源６は消灯しており、透過原稿
２を透過した光りをミラー８で受光し、ミラー・ユニッ
ト９へ反射する。透過原稿の場合も反射原稿のプレ・ス
キャンと同様に、光路切換えミラー17が第９図に示すよ
うに回動して反射原稿２からの反射光を測光装置18内へ
と導く。この反射光はミラー23、集光レンズ24、拡散板
25を介して受光部26の夫々の受光センサ27〜32に照射さ
れ、波長毎の光エネルギーが検出される。受光センサ27
〜32の出力は増幅された後、A/D変換器にてデジタル信
号に変換され、マイクロプロセッサ等による信号処理回
路に供給され、各センサ27〜32よりの信号のエネルギー
分布を検出する事により、原稿に描かれている画像（文
字、絵や写真等）の色相を識別したり、又、全体光量を
検出することで露光量の調整をすべきか否かの識別を行
う。そして、該エネルギー分布に基づいて原稿に描かれ
ている画像の種類、即ち写真であるのかインクで描かれ
たものか等の判別を行ってレンズ・ユニット12のフィル
タY,M,Cの位置を調整したり、受光量に応じて絞り板15,
16の絞り量を調整したりして最適の複写条件を設定する
ことでプレ・スキャンの処理を完了し、次に本来の複写
動作を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第10図に示すような構成の測光装置にあっては、光
波長感度の異なる複数の受光センサ27〜32を並設し、夫
々の受光センサから出力される電気信号の振幅レベルの
分布を検出することで被複写原稿の光質を識別し、白バ
ランス等の制御を行っていたが、これらの受光センサの
位置関係や配列に関する技術的考慮が成されていなかっ
た。その結果、例えば、互いに隣接する受光センサ間で
光りの漏洩現象によるアンバランスを招来して、検出信
号中の雑光分があるスペクトルに対し著しく増加する問
題があった。

この漏洩現象を第11図に基づいて更に説明する。

同図は拡散板25とそれに対向する受光部に設けられた受
光センサの位置関係を縦断面にて示し、PR,PBが半導体
光電変換素子であり、夫々の上面に赤色カラー・フィル
タCRと青色カラー・フィルタCBを設けることで青色の波
長光を検出する受光センサと赤色の波長光を検出する受
光センサとが隣合って設けられているものとする。更に
第９図に示す発光源６にハロゲン・ランプを使用するも
のとする。

この条件下で入射してきた光りは拡散板25で均一化され
て赤青夫々の受光センサに入力する。ここで、ハロゲン
・ランプは可視光の範囲では本質的に短波長よりも長波
長のエネルギーが強いので、赤色受光センサの赤色カラ
ー・フィルタCRを通過して半導体光電変換素子PRに達す
る光強度の方が、青色受光センサの青色カラー・フィル
タCBを通過して半導体光電変換素子PBに達する光強度に
較べて強くなる。このように強力に入射した光の一部は
漏洩光となって赤色カラー・フィルタCRと半導体光電変
換素子PRの境界面LRを反射しながら隣の青色受光センサ
の半導体光電変換素子PBに漏れる現象を引き起こし、該
漏洩光が雑光（ノイズ）となって半導体光電変換素子PB
の出力信号の信頼性を低下させる。特に、この雑光の影
響は、発光源の最多スペクトル成分に対する色受光セン
サと、該発光源の最少スペクトル成分に対する色受光セ
ンサとを互いに隣接して配置した場合に最悪となる。即
ち、第11図に示す様に、ハロゲン・ランプを用い且つ赤
色受光センサと青色受光センサを隣接して設けると、青
色受光センサは常に赤色受光センサより漏洩する光りの
影響を受けて真の受光信号（青色）に対する雑光成分が
多くなり、これに対して、赤色受光センサより出力され
る信号中の雑光量は青色受光センサからの漏洩による分
に対して真の受光信号（赤色）が相対的に多いので、相
対的に問題が少ない。このように、発光源が最も多く有
するスペクトル成分に対して高感度の受光センサのカラ
ー・フィルタを通過する光強度が大きく、そに対して該
スペクトル成分に対して感度が低い受光センサのカラー
・フィルタを通過する光強度が小さいという各センサの
本質的な特性に起因して、該感度の低いセンサの方が相
対的にノイズ特性が悪くなり、測光装置としては非常に
アンバランスな状態になってしまう。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、
被写体に照射する発光源とその被写体からの透過あるい
は反射光を受光センサ群へ導く光学系と、夫々所定の分
光感度を有する複数の受光センサ群を有し、被写体から
の光りの各波長毎の光強度を各受光センサによって検出
する測光装置において、該発光源より光学系を通過し、
同一チップ上（同一面上）に構成された各スペクトルセ
ンサ群によって光スペクトルを検出する際、ある光スペ
クトル強度とそのスペクトルに受光感度を持った受光セ
ンサの感度の乗算値（＝相対出力）が各スペクトルのセ
ンサ相互において、隣合わせどうしの相対出力差として
最小となる関係に各センサを配列した。

〔作用〕

このような受光センサの配列を有する測光装置にあって
は、相互に隣接する受光センサが相互に漏洩光による影
響を受けたとしても、夫々の受光センサが発光源より受
ける光り強度とセンサ感度からなる相対出力の差が小さ
いために、相互干渉によるS/N比をほぼ均等に分配で
き、真の受光信号に対する雑光の影響を均等にすること
ができる。

〔実施例〕

以下本発明による測光装置の一実施例を第１図に基づい
て説明する。同図は第10図に示す受光部26に対応して示
し、該受光部とこの実施例との構成上の相違点について
説明するものとし、画像形成装置に組み込んだ場合の構
成は第９図に示すのと同様である。尚、以下に示す受光
センサの配列は被写体を照射する為の発光源としてハロ
ゲン・ランプを使用した場合である。

第１図において、33は受光部であり、第１の赤色用セン
サ34、第２の赤色用センサ35、第２の緑色センサ36、第
１の緑色用センサ39、第１の青色用センサ37及び第２の
青色用センサ38の順に配列して複数の受光センサを具備
し、これらの受光センサ34〜39は赤色から青色までの波
長の光りを検出する。本実施例においては、第１のセン
サ群としては第５図に示すようにg₂、r₂、r₁センサを同
一チップに配し、第２のセンサ群としては、第６図に示
すようにg₁、b₂、b₁センサを同一チップに配した。第５
図、第６図の断面に示す各フィルタ同志の境界面（フィ
ルタチップの４側面）は黒塗りまたは反射面とし、光モ
レを防ぐ様にした。又、フィルタ境界面の光はフィルタ
入光面またはセンサ面上でマスキングし、入光を防止
し、この２つのセンサを第７図に示すように、拡散板の
集光点に対して各センサの中央のセンサ面が集光点に対
し垂直となる様にした。これは、各センサに使用してい
るスペクトル検出用の光学多層膜干渉フィルタに入光す
る光の角度依存性によるバンドパス波長の波長シフトの
影響によるバンドパス波長シフトとバンドパス半値幅の
拡がりの影響を最小とするためである。従って、第７図
に示す様な集光点に対して、くの字になる様な構成とし
た。そして第４図に示すアモルフィスシリコンセンサの
分光感度特性と干渉フィルタの各スペクトルのバンドパ
ス特性より、第２図に示すように、第１の赤色用センサ
34は曲線r₁にて示す波長範囲の光りを検出し、第２の赤
色用センサ35は曲線r₂にて示す波長範囲の光りを検出
し、第２の緑色用センサ36は曲線g₂にて示す波長範囲の
光りを検出し、第１の緑色用センサ39は曲線g₁にて示す
波長範囲の光りを検出し、第１の青色用センサ37は曲線
b₁にて示す波長範囲の光りを検出し、第２の青色用セン
サ38は曲線b₂にて示す波長範囲の光りを検出するように
なっている。尚、B₁，B₂，G₁，G₂，R₁，R₂は各受光セン
サのピーク感度における波長を示す。

そこで第２図と第３図より、第８図の様な相対出力特性
がえられ、このような受光センサ配列にすると、第３図
に示すようなスペクトル分布を有するハロゲン・ランプ
に対して、相互に隣合う受光センサの各出力差が最小に
なり、その結果、相互に漏洩光が生じても、夫々隣合っ
て配列する受光センサが発生する真の信号に対して漏洩
光に起因する雑光の相対的な干渉をバランス良く低くす
ることができ、各色について高精度の検出をおこなうこ
とができる。

尚、この実施例においては、ハロゲン・ランプに関する
受光センサの配列を示したが、他の発光源例えば蛍光灯
等についての同様の手法で配列することで真の信号に対
する相対的な雑光の影響をバランスよくさせることがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、被写体に照射する
発光源とその被写体からの透過あるいは反射光を受光セ
ンサ群へ導く光学系と、夫々所定の分光感度を有する複
数の受光センサ群を有し、被写体からの光りの各波長毎
の光強度を各受光センサによって検出する測光装置にお
いて、該発光源より光学系を通過し、同一チップ上（同
一面上）に構成された各スペクトルセンサ群によって光
スペクトルを検出する際、ある光スペクトル強度とその
スペクトルに受光感度を持った受光センサの感度の乗算
値（＝相対出力）が各スペクトルセンサ相互において、
隣合わせどうしの相対出力差として最小となる関係に各
センサを配列したので、隣合う受光センサ間での漏洩光
に起因するノイズを各センサに生じる真の信号に対して
均等に分割して相対的に減少させることができ、高精度
の測光を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による測光装置における受光部の構成を
示す部分斜視図、第２図は第１図に示す各受光センサの
分光感度特性を示す特性曲線図、第３図はハロゲン・ラ
ンプの分光エネルギー特性を示す特性曲線図、第４図は
センサの分光感度特性、第５図は第１のセンサの断面
図、第６図は第２のセンサの断面図、第７図はセンサの
配置図、第８図は総合分光感度特性図、第９図は測光装
置を内蔵する画像形成装置の構成を概略的に示す従来の
構成図、第10図は第９図中に示す従来の測光装置の構成
を示す部分斜視図、第11図は従来の測光装置の問題点を
説明するために示す要部断面図である。 33;受光部 34;第１の赤色用センサ 35;第２の赤色用センサ 36;第１の緑色センサ 37;第２の緑色用センサ 38;第１の青色用センサ 39;第２の青色用センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体に照射する発光源とその被写体から
   の透過あるいは反射光を受光センサ群へ導く光学系と、
   夫々所定の分光感度を有する複数の受光センサ群を有
   し、被写体からの光りの各波長毎の光強度を各受光セン
   サによって検出する測光装置において、 該発光源より被写体に照射して光学系を通過し、同一チ
   ップ上の同一面に構成された各スペクトルセンサ群によ
   って光スペクトルを検出する際、ある光スペクトル強度
   とそのスペクトルに受光感度を持った受光センサの感度
   との乗算値に相当する相対出力が各スペクトルのセンサ
   相互において、隣合わせどうしの相対出力差として最小
   となる関係に各センサを配列したことを特徴とする測光
   装置。