JPH11298677A - 画像コントラスト強調方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、印刷ムラをカメラ等の画像取り込
み装置に画像として取り込むとき、印刷ムラを物理的に
検出可能な、画像コントラスト強調方法を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明の画像コントラスト強調方法は、
印刷物を画像として画像取り込み装置により取り込むと
き、印刷による着色膜の膜厚の変化による、該着色膜の
光透過率の変化率が最大となる波長域に分光強度のピー
クを有する光源を選択し使用することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷ムラをカメラ
等の画像取り込み装置に画像として取り込むとき、印刷
ムラを物理的に検出可能な、画像コントラスト強調方法
に関する。

【０００２】

【従来技術】人間は非常に微細な濃淡差をムラとして知
覚認識することができるので、印刷品質の良否を決定す
る要素として印刷ムラの検出が一つ挙げられる。従来、
印刷ムラの検査において、印刷ムラの全てを物理的な計
測で識別することは困難であって、熟練した検査員によ
る目視検査に依存してきた。また、この印刷ムラのカメ
ラによる安定した撮像には、画像取り込み前のコントラ
ストの強調が必要であった。しかしながら、多くの品質
検査の自動化が進んでいる中で、優れたその画像取り込
み前のコントラストの強調方法が知られていないため、
微妙な印刷ムラの検査の自動化までは達していない実状
である。

【０００３】その中でもいくつかの研究努力はなされて
おり、透明基板上に印刷その他の手段による赤、緑、青
の着色層が形成されたカラーフィルタの欠陥検査に当た
って、検査用光源として、スペクトルピーク値が約５９
０ｎｍ又は約５１０ｎｍの少なくともいずれか一方を使
用する検査方法が提案されている（特開平６−９４６３
８号公報）。

【０００４】上記の公報に示されているように、一般に
カラーフィルタの透過スペクトルの多くは、３波長蛍光
管のピーク値に近いところにカラーフィルタの３つのピ
ーク（赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ））を有し、しかも
そのピークは色純度向上のためになるべく半値幅の小さ
いシャープなピークを持たせるように設計されている。
そのために３つのスペクトルの谷が５１０ｎｍ及び５９
０ｎｍ近傍に位置することが多い。

【０００５】従って、検査用光源として、そのスペクト
ルピーク値が、カラーフィルタのスペクトルの谷間とな
る５１０ｎｍ及び５９０ｎｍ近傍のものを使用すること
によって、カラーフィルタの画素正常部の透過率が低く
なり、反対に着色層が薄い欠陥やムラのある部分の透過
率が高くなり、コントラストが強調されるため、従来の
検査光源では検出困難であった欠陥やムラの検出が可能
になると記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に記載された方法ではカラーフィルタのスペクトルの
谷間にスペクトルピーク値が大略一致する検査光源を見
出したに過きず、着色手段、膜厚等の条件において変動
がある場合は、該光源が印刷ムラの検査に常に適用可能
であるとは限らない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、液晶用カラーフ
ィルタだけでなく、一般印刷物、射出成型品等の広範囲
の印刷物に対して、印刷ムラがカメラ等の画像取り込み
装置に画像として取り込まれたときに、印刷ムラを物理
的に検出可能な程度に画像コントラストを強調する方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、印刷物を画像
取り込み装置に画像として取り込むに当たって、印刷に
よる各着色膜の膜厚の変化による、該着色膜の光透過率
の変化率が最大となる波長域に分光強度（スペクトル強
度）のピークを有する光源を選択使用することを特徴と
するものである。

【０００９】さらに、本発明は上記着色膜の光透過率が
約３２〜４２％、好ましくは約３７％である光源を選択
し使用することを特徴とするものである。

【００１０】本発明における印刷物とは、一般の印刷物
だけでなく、印刷その他の手段により透明基板上に赤、
緑、青の着色膜が形成されたカラーフィルタや、光の透
過可能な薄膜の射出成形品等の印刷物を幅広く含む。さ
らに、ある波長域に分光強度のピークを有する光源と
は、もとより特定の波長域にピークのあるスペクトルを
有する各種の光源のほか、高原状の強度分布を持つ光源
と対象物との間にフィルタを介在させることによってあ
る特定の波長域にピークのあるスペクトルを形成した光
源を含む。

【００１１】本発明の第一の態様によれば、各着色膜の
膜厚による、その膜の光透過率の変化率が最大となる波
長域に分光強度のピークを有する光を出す光源を選択し
使用することによって、膜厚の微少な変化にしたがって
透過率を大きく変化させることができる。印刷ムラの輝
度分布が正常部のそれと著しく異なり、コントラストが
強調された画像が形成されるため、印刷ムラの検出が著
しく容易になる。

【００１２】しかも着色膜の色や膜厚による光透過率の
変化率が最大となる波長域が変化しても、その波長域に
分光強度のピークを有する光源を選定しさえすれば、印
刷ムラの検出は常に最適の条件で行われるため、目視検
査に依存することなく、その自動化が可能になる。

【００１３】本発明の第二の態様によれば、第一の態様
の作用効果に加えて、透過光の透過率が３７％になると
透過率の変化率が最大となることが理論的にも確認され
ている。従って、印刷に使用されるインクについて、透
過率が約３２〜４２％、好ましくは約３７％になる膜厚
と波長との関係を予め調査しておくことができ、これに
より、印刷物の仕様に応じた、そのインクと膜厚とに対
応した、透過率の変化が最大となる波長域が分かる。そ
の波長域に分光強度のピークを持つ光源を選択すれば、
コントラストの強調をより大きなものにすることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例について図
により説明する。前述のように印刷物の品質の良否を決
定するものの一つである印刷ムラの検査の自動化のため
に、その印刷ムラのカメラによる安定した撮像、特に画
像取り込み前のコントラストの強調を行なう。

【００１５】図１に示すように、印刷法による液晶カラ
ーフィルタは、通常、遮光のためのブラックマトリック
スが蒸着されたガラス基板上にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ
（青）の３種のインクが印刷され、着色膜が形成されて
いる。この着色膜の膜厚の変動が透過光量の変動をもた
らし、濃淡ムラ（印刷ムラ）として知覚される。

【００１６】着色膜と透過光量との関係は、次の式によ
り表すことが可能である。

【００１７】

【数１】Ｔ＝Ｉ／Ｉo ＝ｅｘｐ（−ａｔ） ここで、Ｔは光の透過率、Ｉは透過光量、Ｉo は入射光
量、ｔは膜厚、ａはインクと波長により決まる係数をそ
れぞれ表す。

【００１８】この式により、膜厚がα倍になれば透過率
Ｔはｅｘｐ｛ａｔ（１−α）｝倍に変化する。例えば、
ある膜厚における透過率が８０％の波長光において、膜
厚が２倍に変化した場合、透過率は６４％に低下すると
する。これは、もとの透過率が８０％＝０．８＝ｅｘｐ
（−ａｔ）であり、変化率がｅｘｐ（−ａｔ）であるの
で、膜厚の変化後には０．８×０．８で６４％となるも
のである。一方、同様の膜厚で透過率が４０％である波
長光（つまりａがより大きい波長光）では、透過率は同
様に０．４×０．４で１６％に低下する。

【００１９】前者の光量低下は１６％であるのに対し
て、後者の光量低下は２４％に拡大する。つまり、同じ
膜厚変化でも光透過率の違いにより、透過光量差に違い
が生じる。この光量差を拡げる波長の光が選択される
と、僅かな膜厚の差である印刷ムラのコントラストの強
調が可能となることがわかる。

【００２０】すなわち、印刷物が画像取り込み装置に画
像として取り込まれるに当たって、印刷された各着色膜
の膜厚による、各着色膜の光透過率の変化率が最大とな
る波長域に分光強度のピーク（前述のスペクトルピーク
値）を有する光源を選択し使用することが好ましい。さ
らに膜厚ｔによる透過率Ｔの変化は数１の式により

【００２１】

【数２】∂Ｔ／∂ｔ＝−ａ・ｅｘｐ（−ａｔ） そして、係数ａに対する透過率の変動が最大になるの
は、次式が零になる場合である。

【００２２】

【数３】∂／∂ａ（∂Ｔ／∂ｔ）＝（ａｔ−１）ｅｘｐ
（−ａｔ）

【００２３】よって、ａｔ＝１のとき、透過率の変化は
最も大きくなる。このときの透過率は

【００２４】

【数４】Ｔ＝１／ｅ≒０．３７

【００２５】となり、膜厚変化による透過光量の変化
は、透過率３７％の波長光が最も大きく、各着色膜を通
過する光の透過率が約３７％である光源が選定使用され
ることが好ましいことがわかる。

【００２６】図２は上記液晶カラーフィルタに使用され
る各インクの基準膜厚における代表的な分光透過率の例
を示すものである。上記理論から、Ｒ（赤），Ｇ（緑）
のインクに対しては、透過率の変化が最大となり、且つ
透過率が３８％に当たる５９０ｎｍ近傍にピークを有す
る低圧ナトリウムランプ（５８９ｎｍ）が検査光源とし
て適していることがわかる（図３参照）。

【００２７】なお、図３に示すように、Ｂ（青）のイン
クに対しては、透過率が３８％に当たる３８０ｎｍ，５
１０ｎｍ近傍に分光強度のピークを有する光源が適して
いることがわかる。

【００２８】さらに、着色手段も膜厚も異なる仕様の一
般印刷物や射出成形品の印刷ムラの検査に当たっては、
着色膜の光透過率の変化率が最大となる波長域が異なる
ため、上記液晶カラーフィルタに適用された分光強度の
ピークを持つ光源の透過率が３７％になるとは限られな
い。

【００２９】その場合は、印刷に使用されるインクにつ
いて、透過率が約３７％になる膜厚と波長との関係が予
め調査されていれば、印刷物の仕様に応じた、そのイン
クと膜厚とに対応した、透過率の変化が最大となる波長
域が分かる。そして、その波長域に分光強度のピークを
持つ光源を選択すればよい。なお、そのような分光強度
のピークを持つ光源が見出されない場合は、高原状の強
度分布を持つ光源と検査対象物との間にフィルタを介在
させることによって、その波長域にピークを形成しても
よい。

【００３０】また、一般の印刷物は、インク等の着色膜
からの単なる反射光によって色が識別されると考えられ
ているが、光は着色膜を透過し、紙面に到達して反射
し、再度着色膜を透過し、その透過光が人等の目に入
り、知覚されると考えられる。従って、光が透過する膜
厚が着色膜のそれの２倍となり、入射光量としては、紙
の反射率が考慮された値が適用されれば、上記液晶カラ
ーフィルタと同様の扱いが可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されるため、
第一の態様によれば、各着色膜の膜厚の変化に対する、
該着色膜の光透過率の変化率が最大となる波長域に分光
強度のピークを有する光源を選択し使用することによっ
て、微少な膜厚変化によって透過率が大きく変化し、コ
ントラストが強調された画線が形成される。従って、印
刷ムラのある部分の輝度変化が正常部のそれと著しく異
なり、印刷ムラの検出が容易になる。

【００３２】しかも着色膜の色や膜厚による光透過率の
変化率が最大となる波長域が変化しても、その波長域に
分光強度のピークを有する光源さえ選定すれば、印刷ム
ラの検出は常に最適の条件で行われるため、目視検査に
依存することなく、その自動化が可能になる。

【００３３】本発明の第二の態様によれば、第一の態様
の作用効果に加えて、好ましい波長域に分光強度のピー
クを持つ光源の選択がより容易になる。これは、光透過
率が３７％になると透過率の変化率が最大となることが
理論的にも確認されていることによる。印刷に使用され
るインクについて、透過率が約３７％になる膜厚と波長
との関係が予め調査されていれば、印刷物の仕様に応じ
た、そのインクと膜厚とに対応した、透過率の変化が最
大となる波長域がわかり、その波長域に分光強度のピー
クを持つ光源の選択が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】代表的液晶カラーフィルタの模式図である。

【図２】図１の液晶カラーフィルタに使用される各イン
クの基準膜厚における代表的な分光透過率の例を示すグ
ラフである。

【図３】蛍光灯とナトリウムランプとの分光エネルギー
比を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷物を画像として画像取り込み装置に
   より取り込むとき、印刷された着色膜の光透過率の変化
   率が最大となる波長域近傍に分光強度のピークを有する
   光源を選択し使用することを特徴とする、画像コントラ
   スト強調方法。
2. 【請求項２】 上記着色膜の光透過率が約３７％である
   光を発する光源を選択し使用することを特徴とする請求
   項１記載の画像コントラスト強調方法。
3. 【請求項３】 あるインクによる着色膜の光の透過率の
   膜厚の変化に対する変化率をそのインクと光波長の関数
   として求め、該変化率が最大となる波長域近傍に分光強
   度のピークを有する光源を選択し、或いは該着色膜の光
   透過率が約３７％である光を発する光源を選択し、選択
   された光源を使用して該インクを用いて印刷された印刷
   物を画像として取り込むことを特徴とする画像コントラ
   スト強調方法。