(57)【要約】【課題】正確に及び安定的にターゲット・スペクトル反射率を測定する。【解決手段】ターゲット表面がカラー分光測光計システムから変動し得る間隔が空けられたカラー分光測光計システムにおいて、カラー分光測光計からのターゲット表面の既知の変動し得る間隔に対するカラー分光測光計のカラー測定誤差に対応するカラー訂正校正情報を提供するカラー訂正校正システム、カラー分光測光計からのターゲット表面の変動し得る間隔を測定して、ターゲット領域間隔情報信号を提供するためのターゲット距離測定システム、を更に含み、カラー分光測光計からのターゲット表面の変動し得る間隔に対して、カラー分光測光計のカラー測定誤差の訂正のためにターゲット領域間隔情報信号が自動的に、カラー訂正校正システムからのカラー訂正校正情報と組み合わされているシステム。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射システムによって照射されたターゲット表面上のカラー・ターゲット領域のカラーからの電子的カラー測定情報の出力を提供するための、照射システム及び反射された照射の検知システムを伴うカラー分光測光計システムであって、前記ターゲット表面が、前記カラー分光測光計システムから変動し得る間隔が空けられたカラー分光測光計システムにおいて、
前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の、既知の前記変動し得る間隔に対する、前記カラー分光測光計のカラー測定誤差に対応するカラー訂正校正情報を提供する、少なくとも１つのカラー訂正校正システム、
前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の、前記変動し得る間隔を測定して、ターゲット領域間隔情報信号を提供するためのターゲット距離測定システム、
を更に含み、
前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔に対して、前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差の、少なくとも部分的な訂正のために、前記ターゲット領域間隔情報信号が、自動的に、前記カラー訂正校正システムからの前記カラー訂正校正情報と組み合わされているシステム。
【請求項２】
前記カラー分光測光計システム照射システムが、
複数の異なったピーク・スペクトルがシーケンシャルに照射されるＬＥＤ'ｓ、
を備え、
前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔を持つ前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差の前記少なくとも部分的な訂正が、
前記カラー訂正校正システムからの前記カラー訂正校正情報の制御の元で、前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔に対して前記シーケンシャルに照射されたＬＥＤ'sのトータルの照射を変化させること、
を含む、
請求項１に記載のカラー分光測光計システム。
【請求項３】
照射システム、及び、当該照射システムによって照射されたターゲット表面上のカラー・ターゲット領域のカラーからの電子的カラー測定情報の出力を提供する反射された照射の検知システムを伴う分光測光計システムを用いたカラー測定方法であって、
当該ターゲット表面が、前記カラー分光測光計システムから変動可能に間隔が空けられ、
更に、
前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の、既知の間隔に対する、前記カラー分光測光計のカラー測定誤差に対応するカラー訂正校正情報を準備し、
前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔を測定して、ターゲット領域間隔情報信号を提供し、
前記ターゲット領域間隔情報信号を自動的に、前記カラー訂正校正情報に組合せて、前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔に対する、前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差の、少なくとも部分的な訂正を提供する、
ステップを含む方法。
【請求項４】
前記照射システムが、シーケンシャルに照射された複数の異なったピーク・スペクトルＬＥＤ'sを含み、
前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔に対して、前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差を、前記少なくとも部分的に訂正するステップが、
前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動し得る間隔、及び、前記カラー訂正校正情報に対して、前記シーケンシャルに照射されたＬＥＤ'sのトータルの照射を変化させるステップ
を含む、請求項３に記載のカラー測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願明細書の実施例に開示された発明は、ターゲット領域の、分光測光計からの距離が変動し得るターゲット領域を、より正確に測定するための、改善された分光測光計（spectrophotometer）システムであり、例えば、カラー・プリンタのペーパー経路の中でシートが、分光測光計から変動する距離で、そのペーパー経路の１つの側（one side）の上で、移動している間の、印刷されたテスト・シート又は通常の印刷物の上のカラー・テスト領域のカラーのオンライン測定が例示されるが、これに限定されない。分光測光計に対して移動する、或いはその逆の、種々の物品、物体、又は、製品のための、他の、そのようなオンラインの非接触カラー検査、又は、制御の応用には、布又は紙織物（paper web）が食品上に印刷、巻回されている際、又は、リサイクリングの流れ等の、布又は紙織物のカラーを検査することが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
背景技術としては、２００２年５月７日に、Fred F. Hubble他に発行された「Spectrometer for Color Printer Control With Displacement Insensitive Optics」という名称の特許文献１、２００３年１０月２８日に、Fred F. Hubble他に発行された「Diagnostics for Color Printer On-Line Spectrophotometer Control System」という名称の特許文献２、２００３年１０月１４日に、Fred Hubble III他に発行された「Angular Azimuthal and Displacement Insensitive Spectrophotometer for Color Printer Color Control Systems」という名称の特許文献３、が挙げられる。
【０００３】
これらの特許文献で教示されているように、複数の、しかし、異なったピーク波長の、比較的限定された数のＬＥＤ固体照射源を用いる比較的低コストの分光測光計が、公称のターゲット作動距離状態の下での、安定した、正確なカラー・ターゲット測定を、所望されるように提供するための、カラー・ターゲット・スペクトラム反射率を決定できる。しかし、ここで述べられるように、分光測光計の商業オン・ライン使用における、実際的な設計制約が存在する。例えば、かなり高価なペーパー経路は、通常、分光測光計が位置されることが望ましいような、種々の異なったペーパー経路位置における、ゼログラフィック又は他のプリンタのペーパー経路の反対側を規定する間隔（spacing）を調整（baffle）する。従って、そのようなかなり広いペーパー経路内で移動する、印刷されたシートの表面の上の、移動するカラー・ターゲットは、いくつかの場合には、例えば、分光測光計からの、公称の（設計された、所望される、又は、固定された光学的焦点距離）ターゲット検知位置からプラス・マイナス３ｍｍより多く、Ｚ方向（通常、ペーパーの移動方向）に置き換えられる（displaced）。
【０００４】
分光測光計のコストは、それらの商業的利用を十分、妨げる材料となる。例えば、単に、それらを実験室の試験装置としてではなく、分光測光計を、膨大なプリンタ又は他の商業的製品に恒久的に設置することが所望される場合には、そうである。この点における実際的、商業的な考慮には、特別に設計されたレンズが、一般的により高価であるという事実、及び、ガラスレンズが、単純なプラスチック・レンズに比して一般的により高価である、という事実が含まれる。この制約によって、より大きな焦点深度、又は、可変焦点長分光測光形の光学系を持つ分光測光計、又は、自動的再合焦の自動合焦システムを持つ分光測光計、が提供される。
【０００５】
従って、そのような手頃な価格の、又は低コストの分光測光計の光学的構成部分（optics）は、プリセットの公称（nominal）ターゲット・スペーシング（spacing）からの、約プラス・マイナス３ｍｍ又はそれより小さい、実際的な精度ターゲット・レンジ制限を持つ。しかし、上述のように、分光測光計が、出力カラー印刷のフィードバック制御のために、マーキング・エンジンの中に載置されたときに、又は、そこに載置されたときに、又は、その出力経路に載置されたときに、分光測光計は、システム内のその配置位置に依存して、より広い範囲の、ターゲット変位変動（target displacement variation）（+/-３ｍｍより大きい）に曝され得、それ故、望ましくは、そのような公称+/-３ｍｍのターゲット・スペーシング変動範囲内にある場合と、それを超える場合の双方の場合において変動するターゲット変位状態の元で、正確に、及び安定的にターゲット・スペクトル反射率を測定すべきである。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第6,384,918号公報
【特許文献２】米国特許第6,639,669号公報
【特許文献３】米国特許第6,633,382号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された特定の実施例の特定の特徴は、照射システムによって照射されたターゲット表面の上のカラー・ターゲット領域のカラーからの、電気的カラー測定情報の出力を提供するための、照射システムと反射された照射検知システムを持った、カラー分光測光計システムを提供するためのものである。ここで、前記ターゲット表面は、前記カラー分光測光計システムから変動的に間隔を空けられ得る。前記カラー分光測光計システムは、更に、前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の既知の前記変動する間隔に対する、前記カラー分光測光計のカラー測定誤差に対応する、カラー訂正校正情報（color correction calibration information）を提供する、少なくとも１つのカラー訂正校正システム、及び、前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動する間隔を測定して、ターゲット領域の間隔（spacing）情報信号を提供するためのターゲット距離測定システムを含み、前記ターゲット領域間隔情報信号は、前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の前記変動する間隔に対する、前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差の、少なくとも部分的な訂正のために、自動的に、前記カラー訂正校正システムからの前記カラー訂正校正情報と組合せられる。
【０００８】
更に、ここの実施例に開示された特定の特徴は、個別に、又は組み合せによって、前記カラー分光測光計システムにおける照射システムが、複数の（multiple）異なったピーク・スペクトルがシーケンシャルに照射されるＬＥＤ'ｓを備えるもの、及び、前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動する間隔を持つ前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差の前記少なくとも部分的な訂正が、前記シーケンシャルに照射されたＬＥＤ'ｓのトータルの照射を、前記カラー訂正校正システムからの前記カラー訂正校正情報の制御の元で前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動する間隔に伴って変更させるものを含むもの、及び／又は、前記シーケンシャルに照射されたＬＥＤ'sの照射時間周期を、前記距離測定システムターゲット領域間隔情報信号及び前記カラー訂正校正システムからの前記カラー訂正校正情報を伴う前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動する間隔に伴って変更させるものを含むもの、及び／又は、前記カラー分光測光計システムの電子的カラー測定情報の前記出力を、前記ターゲット距離測定システムからの前記ターゲット領域間隔情報信号と比例的に調整するためのコントローラを含むもの、及び／又は、前記カラー分光測光計システムの電子的カラー測定情報の前記出力を、前記ターゲット距離測定システムからの前記ターゲット領域間隔情報信号に比例的に反らせる（warping）ためのコントローラを含むものであって、前記コントローラが、前記カラー分光測光計システムの電子的カラー測定情報の前記出力の所定の複数の組であって、それぞれが、対応する離散的な事前に測定されたターゲット領域間隔と対応付けられる組を備えるもの、及び／又は、隣接する、前記カラー分光測光計システムの電子的カラー測定情報の前記出力であって、それぞれが、隣接する、前記対応する離散的な事前に測定されたターゲット領域間隔と対応付けられた、前記出力の間の補間のための補間器（interpolator）を含むもの、及び／又は、前記ターゲット距離測定システムからの前記ターゲット領域間隔情報信号が、テスト・ターゲット表面からの、前記分光測光計のそれぞれの複数の既知の間隔に対して、前記カラー分光測光計の所定のカラー測定の組からの補間されたデータと比較されるもの、及び／又は、前記カラー訂正校正システムが、電子的に格納されたテーブルを備えるもの、及び／又は、前記カラー分光測光計から変動可能に間隔空けされた前記ターゲット表面が、前記カラー分光測光計を通過して移動するプリンタ内の印刷媒体の表面であるもの、及び／又は、前記反射された照射検知システムが、調整可能なゲインを持った信号アンプに作動可能に接続された出力を持つものであって、前記カラー分光測光計の前記カラー測定誤差の、前記カラー分光測光計からの前記ターゲット表面の前記変動する間隔に伴う前記少なくとも部分的な訂正が、前記信号アンプの調整可能なゲインを、前記カラー訂正校正システムからの前記カラー訂正校正情報の制御の元で、前記カラー分光測光計からの、前記ターゲット表面の前記変動する間隔に伴って変化させることを含むもの、を含む。
【０００９】
ここで請求項で使用される用語「分光測光計」は、別異に言及されない限り、仮に、それらが、全ての又はフルのスペクトルをカバーしないものであっても、やはりターゲット変位問題を持つ、比色計、及び、濃度計を含むカラー測定装置を広く包含する。
【００１０】
後述の例及び請求項の中で、ここに記載された特定の装置及びその作動又は方法から、当業者にとっての、種々の、上述の、及び更なる特徴及び効果が、明白になるであろう。これは、図面（これらは、ほぼ寸法関係を反映している）を含む、特定の実施例の記述から、より良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
これから、図面を参照して、模範的実施例の更なる詳細を説明する。図６に、プリンタ・シート経路内を変動するように移動する、印刷されたシートのような、テスト・ターゲット変位におけるより大きな変動に対して改善された精度をもたらすための、複数のＬＥＤ照射器の分光測光計システム10の１つの例が示される。ここでの模範的分光測光計12自身、及びその作動は、上述の引用され、取り込まれた、発行済みＵＳＰに詳細に説明されているので、反復してここで再説明する必要は無い。特に、ここに示される模範的基準マーク33及び基準マークの光学検知器（センサ）システム200に関して、対応する参照番号33及び200及びその他に対する照射及び記述が、2003年１０月２８日に、Hubble他に発行された、上述のＵＳＰ6639669号公報に記載される。
【００１２】
ここの図６に示される基準マークの光学検知器200は、この例の中で、ターゲット間隔測定の追加的機能のために利用される。この検知器200は、照射し、印刷された基準マーク（fiducial mark）から、基準マークの間の印刷されていないペーパー領域からの異なった信号と対比した、反射信号を得るための、単純な低コストの光学照射器／センサである。その照射源は、可視光、ＵＶ、又は、ＩＲであり得る。本実施例の目的のために、感度のプル・ダウン電圧出力又はその他における、その感度が、その公称変位の両側（例えば、公称ターゲット間隔から−３ｍｍから−６ｍｍ、及び、その公称ターゲット間隔から＋２ｍｍから＋７ｍｍ）に、テスト・ターゲット変位と合理的に一貫する相関を持ってプロットされることが追加的に発見された。そのターゲット−間隔−変動基準（fiducial）マーク・センサ200信号を、Ａ／Ｄコンバータに供給することによって、各基準マーク検知信号からのデータが、ターゲット変位への相関の、格納された校正プロットと比較され得る。それが今度は、分光測光計ＬＥＤｓの照射出力を、相応じて（correspondingly）変化させ、制御するために、または、分光測光計センサの出力を訂正するために、後述のように使用され得る信号を生み出す。例えば、ＬＥＤ作動周期当たりのトータルの照射エネルギーを変化させるために、分光測光計ＬＥＤのオン時間又は印加されたＬＥＤパワー・パルス幅を変化させることによって、測定されることが意図される、単なる、テスト・ターゲットの濃度又はカラーにおける変動ではなく、補償しなければターゲット変位変動に起因して変動値となるものを補償するために、各測定における分光測光センサ（１つ又は複数）によって受信される、トータルの反射される光が変化することになる。
【００１３】
２つの、前記基準マークセンサは、ターゲット経路の反対側に配置され得る。或いは、２つの前記基準マークセンサは、例えば、互いに２ｍｍだけオフセットされ得る（１つが、他方より焦点から外れるように）。そして、「ｚ」方向内でのターゲットの位置を均一に識別するために、双方のセンサ出力に共通の位置値が採用され得る。
【００１４】
図７は、単に、プリンタ・ペーパー経路の方向40に移動する、プリンタ・テスト・ターゲット・シート30（図４として、ここに取り込まれたＵＳＰ6,384,918号公報で更に説明される）の１つの例として提供される。本発明図は、印刷されたカラー・テスト・パッチ31のいくつかの例に隣接する、そのような間隔が空けられた黒基準マーク33の例であって、分光測光計ＬＥＤが、ここでは、これらの基準マーク33を走査するために配置された図６の基準マーク・センサ200からの信号をトリガする様子を示す。ここに示されるように、そのようなカラー印刷の精度又は校正テスト・シート30は、選択的に、バナー（banner）シート情報（印刷ジョブ識別又は分離（separation））、又は他の情報で刻印（imprinted）されることもできる。
【００１５】
しかし、超音波システム、又は、反対端部が、変動的に部分的に光検知器の光学スロットに係合する（engaging）、軽量の、角度を形成して移動ターゲットに係合する軽量ピボッタル・フラグ・アーム、又は、可変変位信号を提供するための、低コストの商業的光学断続器（interrupter）のような、他の既知のターゲット変位測定システムが、代替的に使用され得る。或いは、OmronTM  Ｚ４Ｄ−Ａ０１反射型変位センサのような、商業的に入手可能な、小さな変位の光学センサが使用されうる。
【００１６】
上述のような、提起された課題の更なる説明によって、分光測光計12からのターゲット変位又はＺ軸変動は、中央光軸（ペーパー経路に垂直）ＬＥＤチップ14の上に存在し得る、４つ又はそれ以上の異なったスペクトルの照射ＬＥＤｓによって、ターゲット領域35が素早く、シーケンシャルに角度を持って（angularly）照射されるにつれて、分光測光計の円形に（circularly）囲んでいる４つ又はそれ以上のセンサ・ホトダイオードＤ１,Ｄ２等により照射されたターゲット領域35から受信された反射された光パワーの振幅又はレベルにおける変動をもたらす。これは、上述の、及び、上述の特許文献で更に議論される、図示された変位不変の光学部（optics）によって、部分的にだけ緩和される。受信された光パワーにおける、ターゲット変位に伴うこの変動は、劣化した分光測光計出力性能、特に、カラー測定誤差、をもたらし得る。
【００１７】
図１は、公称変位のために校正された、固定ＬＥＤ「オン時間」：
ＬＥＤ＿オン時間（ｉＬＥＤ，ｚ0）
だけを用いた、公称３１．５ｍｍに中心を持つ変位範囲に亘った、本模範的分光測光計12光学センサ性能のモデル・シミュレーションを示す：
ここで、ｉＬＥＤは、照射ＬＥＤ14の１つであり、ｚ0は、公称ターゲット変位である。図１に記載された統計（中間（mean）、９５％、最大（max））は、このシミュレーションで用いられるターゲット・カラー・パッチ・セットを意味する。これは、１つの模範的な現存するカラー・プリンタのカラー全域（gamut）を表す。28ｍｍから35ｍｍの変位不変光学（displacement invariance optics）（これは、31.5ｍｍの設計ポイントの周りに+/-3.5ｍｍである）による、低ｄＥ（デルタＥ）誤差（error）応答に留意頂きたい。しかし、大きなｄＥは、この作動領域を越える誤差をもたらすことに留意頂きたい。受信されたパワーにおけるこの変動は、一般的に反復的であり、ここに教示されるシステム及び方法によって訂正される。
【００１８】
特に、トータルの受信された光パワーが、関心の対象であるターゲット変位範囲に亘って、実質的に一定となるように、14におけるそれぞれのＬＥＤｓが光を放射する時間の長さは、ターゲット変位に比例的に調整され得る。実時間において、ＬＥＤベースの分光測光計12又はその対応回路は、例えば、上述のシステムによって、ターゲット変位を測定し得る。即ち、例えば、上述のＵＳ特許に記載されたもの、又はいくつかの光学又は音響的変位測定装置のような、存在する又は修正された分光測光計の基準マークセンサ200（及び、それらが検知するテスト・ターゲット基準マーク）からの基準マークセンサ信号を使用することによって、測定し得る。このターゲット変位信号は次に、自動的に、実時間で、ＬＥＤパルス幅を調整して、分光測光計からの、その、及び／又は、他のターゲット領域の検知されたターゲット間隔のための、適切な総量の光出力を生成するために使用され得る。
【００１９】
望ましくは、分光測光計の公称作動範囲よりも、更に互いに離れてかなり間隔が空けられた、対向シート経路バッフル（baffle）によってのみ閉じ込められた（confined）シート経路間隔内で、分光測光計を越えてかなり速く移動するターゲット・シートの上での、巻き上がった（curled）シートの異なった領域上のターゲットのような、或いは、いくらかの動作が翻るシートの上のターゲットのような、高速なターゲット変位変動さえも、この自動的補償は、補償するために充分に迅速に実行され得ることが予想される。これは、ターゲット領域変位を検知して、訂正を行うために使用されるシステムに依存し得る。充分に高速なセンサを用いた場合に、「ｚ」変位が測定され得るようにするため、そしてテスト・パッチ31ターゲット領域に対して訂正され得るようにするため、補償時間自身は、後述のように比較的最小（relatively minimal）である。ターゲット照射を変化させるために使用されるのではなく、もし、ターゲット領域のカラー測定が為された後に訂正計算が実行されるならば、ターゲット距離変動のための計算は、いくつかのテスト・パッチを読み取った後にさえ為され得る。
【００２０】
公称「ｚ」軸変位に正規化された、それぞれの受信されたセンサ照射パワーのプロットされたカーブの逆数（reciprocal）を採用することによって、所望の調整的なゲイン（corrective gain）を得ることができる。種々の変位における受信された照射パワーは、細かいインターバルにおける、又は、より荒いインターバルと標準補間（interpolations）を用いた、関心の対象である変位範囲に亘った位置においてセンサを校正するために、同じ標準校正タイルを用いることによって測定され得る。
【００２１】
ＬＥＤ分光測光計の初期校正手順は、従来技術に含まれ得る。校正手順の目的は、上述の引用特許文献に教示されるように、トータルのパワーの所望の値（amount）が、公称の変位（displacement）における分光測光計から間隔を開けられた、既知のカラー、及び／又は、反射率のテスト・タイル47のような既知の基準ターゲットに対して受信される（これは、アナログからデジタルへのカウントで測定され得る）まで、ＬＥＤ照射の「オン時間」（パルス幅）を調整することである。トータルの受信された（反射されて戻ってきて検知された）光は、（ＬＥＤパルス幅に亘る）期間に亘って積分されて、トータルの受信されたパワー（トータルのエネルギー）が得られることに留意いただきたい。従って、ＬＥＤパルス幅を変調することによって、トータルの受信されたパワーが、比例的に変調される。焦点及び光捕捉ファクター（light capture factors）に依存して、この、受信された光パワーに影響を与えるファクターの１つは、センサからターゲットへの変位距離である。興味の対象の（of interest）の変位範囲に亘る種々の変位距離において上述の校正手順を実行することによって、興味の対象のターゲットに亘る、同じトータルの受信されたパワーを生成するために必要とされるＬＥＤ「オン時間」を記録、及び／又は、格納できる。これによって、次の量がもたらされる：
ＬＥＤ_ontime(iLED, z)
z∈｛z1, z2, Λ, zN｝
ここで、iLEDは、照射ＬＥＤｓの１つであり、ｚは、校正が為されたターゲット変位であり、ｚiの組は、校正グリッド・ポイントの組である。そのような校正シミュレーションの結果が、図２に示される。
【００２２】
図２に示される８つの異なったカーブは、この、特定の分光測光計の例で用いられる８つの異なったＬＥＤｓ14を表す。図２と図１の間の相関が分かる。２８ｍｍから３５ｍｍへのｚ変位のための、既知の反射率のターゲットに対する、所望の受信された信号を生成するために必要とされるＬＥＤ「オン時間」は、実質的に一定である。しかし、この範囲の外側の変位に対しては、同じターゲット範囲に対する、所望のトータルの受信された信号レベルを実現するために、ここでのＬＥＤパルス幅は、より長くされる必要がある。即ち、ＬＥＤパルス幅（「オン時間」）は、同じターゲット反射率に対して、本質的に同じ、所望の受信された信号レベルを実現するために、より長くされる必要がある。ＬＥＤ「オン時間」もまた、種々の他の理由（例えば、温度に起因するＬＥＤ出力変動）のために調整され得るので、変位に対する相対的効果が測定される。３１．５ｍｍの公称変位距離において必要とされるＬＥＤ「オン時間」に対して、種々の変位におけるＬＥＤ「オン時間」を正規化することによって、信号効果（signal effects）のロスを補償するためにＬＥＤ「オン時間」を動的に（dynamically）調整するために使用され得る各変位に対するスカラー値の組が生成される。スカラー調整ファクターを決定するための式は、以下のとおりである：
【００２３】
Ｋ（iLED, z）= [LED_ontime(iLED, z)]/[LED_ontime(iLED, z0)]
z∈{z1, z2, Λ, zN}
【００２４】
時間上で正規化されたＬＥＤのプロットが、図３に示される。ここで、値１．０のは、公称変位におけるパルス幅を表す。公称の最大２倍までのパルス幅が、この変位範囲のために必要とされ得ることに留意頂きたい。これは、いくつかのケーズにおいて、所望のターゲット・パッチ31サイズに対して、小さなインパクトを持ちうる。これは、この例でターゲットが移動する間に、ＬＥＤｓ14がオン状態を維持する時間が増加されることに起因する。一定のターゲット速度と２倍のＬＥＤ「オン時間」を想定すると、その移動方向における最小ターゲット・パッチ31サイズもまた、２倍にされる必要が発生しうる。従って、工程方向（process direction）に延在(extent)するターゲット・パッチ31は、特定のシステム及び据付条件に対するＬＥＤ「オン時間」における最大増加に適応させるように印刷されるように設定され得る。
【００２５】
さて、実行時間（run time）において、何らかの任意の変位ｚに対する、適切な量（quantity）のLED_ontime(iLED, z)は、既知のアプリオリ（a priori）ではない。しかし、それは、以下の式を用いて、スケール・ファクターＫ（iLED, z0）及び、公称変位における校正されたＬＥＤオン時間LED_ontime(iLED, z0)を用いて推定され得る：
2007057529.tif 000003
【００２６】
ＬＥＤ_ontime（iＬＥＤ，ｚ0）が、温度ドリフト及び他のファクターに起因して変化し、周期的に再測定（再校正）されるべきことに留意頂きたい。この、比較的速い変化は、直接、ＬＥＤ_ontime（ｉＬＥＤ，ｚ）の完全な事前計算を除外し得る。しかし、直ぐに、ここに記載される、スケール・ファクター・ベースのソリューションの余地を残す。変位ベースのＬＥＤ「オン時間」に対する、この推定値を用いて、センサ性能（performance）のシミュレーション・モデルのプロットが、図４に示される。
【００２７】
図１と図４を比較すると、２８ｍｍと３５ｍｍを越えた、ｄＥ性能における改善が見られる。例えば、２５．５ｍｍ（公称変位から６ｍｍ離れたところ）の変位において、ほぼ２５ｄＥのｄＥ改善が得られ得る。
【００２８】
校正手順は迅速な手順であり、ＬＥＤ「オン」時間スカラを計算するために、製造工程の部分として、各センサは、興味の対象の全範囲に亘った、きめ細かな変位インターバルで校正され得る。最新のマイクロ・プロセッサ・ベースのシステムに対して、スカラの完全な組を格納することは、余分のメモリ（もし、0.1ｍｍ毎に校正されたならば、121×8バイト）を消費するものではない。テスト・タイルの再位置決め（repositioning）動作は、ステッパ・モータ・ドライブ等によって、直ぐに自動化され得る。
【００２９】
しかし、製造における時間（及びコスト）を削減するために、校正及びスカラ値生成は、より荒いインターバルで実行され得、スカラ値の間の補間（interpolation）が、採用され得る。これは、次のように実行され得る：
変位ｚが与えられると、スケール・ファクタ・ルックアップ・テーブルにおける一括変位グリッド・ポイント（bracketing displacement grid points）を決定する：
Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚｉ），Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚi+1）
ｚi≦ｚ≦ｚi+1
【００３０】
さて、実時間において、グリッド・ポイントの間の補間は、興味の対象の変位に対するスケール・ファクター推定をもたらす：
Ｋ（iＬＥＤ，ｚ）＝[１−（ｚ−ｚi）／（ｚi+1−ｚi）]・Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚi）＋［（ｚ−ｚi）／（ｚi+1−ｚi）］・Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚi+1）
【００３１】
スカラ値が０．５ｍｍインターバルの間で補間された、この工程のシミュレートされた結果が図５に示される。これは、テーブルを格納するために、殆ど性能のロス無しで、５倍少ないメモリを用いることをももたらす。
【００３２】
線形補間、又は、より低い若しくは高い次元のポリノミナル（polynominal）の補間を含む、如何なる標準の補間スキームもが、使用され得る。
【００３３】
ＬＥＤｓ14のパルス幅を変調する替わりに、いくつかの分光測光計では、ＬＥＤｓのパルス振幅が、いくらか同様に変調されて類似的に、変位変動に起因する信号ロスを補償することが可能であり得ることに留意頂きたい。他の波形形状及び変調もまた可能である。
【００３４】
図４と図５の比較から分かるように、ＬＥＤの「オン時間」を調整することについての記載された方法は、示された変位範囲に亘るセンサ精度（accuracy）を明白に改善する。これは、変位が主に、スペクトル内容（content）とは対照的に、受信されたパワーに影響を与えるという事実に起因する。変位変動は、より少ない光が受信ホトダイオードに当たるような、「焦点外れ」効果を引き起こす。従って、照射波形を変調することによる補償が有効である。
【００３５】
実施例は、次のようなものであり得る：
１．製造時において
1.1  センサ・システムの組立て
1.2  公称作動変位においてセンサが校正される場合の、センサの特徴付け、又は、センサの個別化
1.3  変位の組におけるセンサの校正、及び、各変位において、基準ターゲットのためのターゲット値を得るために必要とされるＬＥＤパルス幅における百分率変化の記録。これは、各変位において、何回も実行され得、測定におけるノイズの効果を削減するために、平均が計算され得る。
Ｋ（iLED, z）= [LED_ontime(iLED, z)]/[LED_ontime(iLED, Z0)]
z∈{z1, z2, Λ, zN}
1.4  センサでのＮＶＭにおける各変位に対するＬＥＤパルス幅における百分率変化のテーブルの格納
【００３６】
２．実時間において（設置）
2.1  センサの、その基準表面47（センサからの公称変位における、元の位置（in situ）の環境に埋め込まれている）への校正
ＬＥＤ_ontime（iLED, z0）
2.2  本明細書で説明される基準（fiducial）マーク・センサのような測定装置を用いたターゲットの変位の測定
2.3  測定された変位のために必要とされるＬＥＤパルス幅における正しい百分率変化を決定するためにありうる（possible）補間をするとともに、メモリに格納されたルックアップ・テーブルを使用
Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚｉ），Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚi+1）
ｚi≦ｚ≦ｚi+1
Ｋ（iＬＥＤ，ｚ）＝[１−（ｚ−ｚi）／（ｚi+1−ｚi）]・Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚi）＋［（ｚ−ｚi）／（ｚi+1−ｚi）］・Ｋ（ｉＬＥＤ，ｚi+1）
2.4  （公称変位において）校正された値、及び、（あり得る（possible）保管を用いて）テーブルからの百分率変化値を用いてＬＥＤパルス幅ターゲットを調整。これは、単純に、マイクロ・コントローラにおけるカウンタ値を調整することによって為され得る。基準マークセンサがその測定を行って分光測光計をトリガする後だが、実際のＬＥＤｓの発光（fire）前に、テスト・ターゲット・ペーパー・シートが、分光測光計の下を移動する間に、これは非常に高速に（数百ナノ秒で）為され得る。この余分の作動は、トータルでマイクロ秒時間のスケールで実行され得、ペーパーは、この時間中に、無視できる量だけ移動することに留意して欲しい。従って、カラー・ターゲット・サイズへのインパクトは無視できる。
2007057529.tif 000004
2.5  分光測光計の通常のテスト・ターゲット・カラー測定システムの利用を継続
【００３７】
以下は、分光測光計センサ出力における、ターゲット変位変動から引き起こされた変動を補償するための、他の開示される方法である。例えば、校正されたＬＥＤドライバ・パルス幅変更によってターゲット照射を変化させる替わりに、分光測光計出力は、同じ（一貫した（consistent））ＬＥＤ照射レベルに対して訂正され得る。いくつかの訂正モデルが構築され得る。各モデルは、特有の（unique）変位においてトレーニングされ得、それによって、興味の対象である、増加されたターゲット変位範囲を拡げる（span）モデルの組（これは、スペクトル再構築マトリックスとも呼ばれる）をもたらす。次に、上述のように又は他の文献に記載されるように、変動するターゲット領域に対する分光測光計作動の間に、簡単に、実時間で、分光測光計からのターゲットのｚ軸変位が、適切な変位測定装置を用いて測定され得る。次に、ソフトウェアが、上述の複数のモデル（スペクトル再構築マトリックス）の間を補間して、興味の対象の（of interest）実際の、測定された、現在の（current）変位のために使用するための適切なモデルを推定し得る。この、推定されたモデルが次に利用されて、興味の対象のターゲットのカラーの推定で使用される、正確なスペクトル再構築を実行する。従って、実時間において、公称スペクトル再構築マトリックスは、ターゲット変位距離に比例的に電子的に調整（訂正又は反し（warped））されて、改善されたスペクトル精度を獲得し得る。換言すれば、スペクトル再構築（reconstruction）マトリックスのデータベースは、いくらかの離散的な既知の変位に関してオフラインで構築され得る。次に、離散的なスペクトル再構築マトリックスが、データベースで入手可能でない場合に、従来的な補間アルゴリズムが、よりきめ細かな変位に対するスペクトル再構築精度を改善するために、マトリックスの間を補間し得る。
【００３８】
特定の（particular）対象ハードウェア・センサは、所定の変位、好ましくは公称変位、において初期的に校正され得る。これは、通常は始めに、ＬＥＤ反射信号と、例えば、Ｘ−ＲＩＴＥ9358TM装置のような、他の、基準の、分光測光計によって測定されるような、ターゲット・スペクトル反射率の間の関係を記述するモデルを構築することを伴う。単純な線形（アフィン[擬似]）モデルが使用され得、局所領域（local region）に亘る関係を記述し得る。
【００３９】
次に、ハードウェア・センサが、変位範囲に亘って稼動されて、正規化されたＬＥＤ反射率データ、及び、既知のカラー・ターゲット・パッチの組ための対応する変位データを収集し得る。これは、変位の格納されたグリッド・パターンにおいて個別化（personalized）されて、公称変位としてのＡ（ｄ0）を伴った形での、各変位グリッド・ポイントに対する、個別化された「Ａ」マトリックス（スペクトル再構築マトリックスとも呼ばれる）を生成し得る：
Ａ（ｄ0）、Ａ（ｄ1）、Ａ（ｄ2）、・・・、Ａ（ｄg）、
【００４０】
これらの「Ａ」マトリックスは、グリッド上の各変位に対して、上述のモデルを規定する。「個別化（personalization）」は、フルの「特徴化（characterization）」でもあり得ることに留意頂きたい。個別化が、同じ物理的装置に対する変位の間の差を包含するための、トレーニングされたモデルへの調整を伴う一方、フルの（full）特徴化は、モデルの、基準分光測光計への総合的な（comprehensive）トレーニングを伴い得る。各グリッド・ポイントにおいて実行される個別化（又は特徴化）に対して、センサは、公称のｚ変位において校正されるべきであり、次に、ターゲット・データが、興味の対象のグリッド高さ（grid height）において獲得されるべきであることに留意して欲しい。これらの「Ａ」マトリックスは、埋め込まれた（embedded）不揮発性のデータ格納システムに格納され得る。反射率全域（reflectance gamut）は、領域に（regions）又は、各クラスタ内で線形モデルが有効である「クラスタ」に分離され（separated）得る。
【００４１】
実時間において（in real-time）、正規化された反射率が計算されて、正しいクラスタと、測定された実際の変位が決定され得る。変位測定を一括（bracket）させる、所定のクラスタのための、２つの「Ａ」マトリックスが、引出され得る：
Ａ（ｄi）、Ａ（ｄi+1）
ｄi≦ｄ≦ｄi+1
【００４２】
次に、実時間において、２つの一括された（bracketing）「Ａ」マトリックス（matrices）を線形に補間でき、現在の変位で使用されるべき「Ａ」マトリックスが導出される：
Ａ（ｄ）＝[１−（ｄ−ｄi）／（ｄi+1−ｄi）]・Ａ（ｄi）＋［（ｄ−ｄi）／（ｄi+1−ｄi）］・Ａ（ｄi+1）
【００４３】
上述のＡ（ｄ）は、調査対象の実際のターゲットに対する推定された反射率スペクトルを計算するために使用され得る。これは、図４に非常に類似する性能カーブを導出することになる。
【００４４】
上述の説明において線形補間が使用されたことに留意して欲しい。より高い、及び、低い準位（order）のポリノミナル補間を含む、他の標準補間アルゴリズムもまた使用可能である。
【００４５】
カラー分光測光計からのターゲット表面の変動する間隔を伴った、カラー分光測光計のカラー測定誤差の少なくとも部分的な訂正は、他の実施例において、カラー訂正校正システムからのカラー訂正校正情報の制御の元で、カラー分光測光計からのターゲット表面の可変間隔（spacing）を有する、反射された照射検知システムの出力のための、信号アンプの変動する調整可能なゲインを利用し得る。即ち、調整可能なゲインを持つ信号アンプ（例えば、従来的な、又は、商業的に入手可能なオペ・アンプを用いて）による、検知された反射された照射の信号処理が使用されうる。例えば、プログラマブルなゲインを持つ標準のオペ・アンプ回路によって、又は，例えば、プログラマブルなポテンショメータ（抵抗器）を使用することによって、又は、商業的に入手可能なプログラマブル・ゲイン・アンプであるMICROCHIP MCP6S28TMのような素子によって、これが可能である。又は、例えば、距離変動を訂正するための、サンプルされたデータの数学的スケーリングによって、信号増幅ソフトウェアが、デジタル・マイクロプロセッサ100内で実行され得る。
【００４６】
種々の上述の、及び、他の特徴及び機能又はそれらの代替物が、必要に応じて、多くの他の異なったシステム又はアプリケーションに組み合され得ることが理解されるであろう。更に、種々の、現時点では予見できない、又は、予期されない、代替物、修正、変更、又は、それらの改善（これらは、添付の請求項に包含されることが意図される）が、後で、当業者によって為され得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ｍｍ単位でのターゲット（ｚ）変位（displacement）の関数としての、模範的ＬＥＤ分光測光計の訂正されていない誤差を示す模範的図面である。
【図２】ｍｍ単位でのターゲット変位の関数としての、変動するＬＥＤの「オン」時間に対する模範的校正チャートである。
【図３】通常のターゲット（ｚ）変位に正規化された校正ＬＥＤのオン時間の模範的チャートである。
【図４】スケーリングされたＬＤ「オン」時間を用いたシミュレートされたセンサ変位性能のチャートである。
【図５】シミュレートされたセンサ変位性能（performance）のチャートである。
【図６】ＵＳＰ6,639,669号公報の図２に類似する断面図において、模範的な、ペーパー経路に亘って移動するテスト・シートの上のカラー・テスト・ターゲットを走査するためのプリンタのペーパー経路に隣接する、そのような複数のＬＥＤ分光測光計を示す。ここで、基準点が、更に図７に示されるテスト・シートのような、テスト・シート上の基準マークを検知するための光センサを示し、
【図７】「先行技術」と名称付けされたものは、USP6,384,918号公報の図４からコピーされた、プリンタ・カラー・ターゲット・テスト・シートの１つの例である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｄ１  センサ・ホトダイオード
Ｄ２  センサ・ホトダイオード
１０  分光測光計システム
１２  分光測光計
１４  ＬＥＤチップ
３０  プリンタ・テスト・ターゲット・シート
３１  カラー・テスト・パッチ
３３  基準マーク
３５  ターゲット領域
４７  反射率のテスト・タイル
１００  デジタル・マイクロプロセッサ
２００  光学検知器（センサ）システム
【図１】
2007057529.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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