JP2007504964A - 印刷に際してプロセスコントロールするための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

印刷に際してプロセスコントロールするための方法では、印刷技術的な基板の一部分のラスタ階調値Ｒを決定するために、前記基板部分のデジタル画像が検出され、該画像から画像点のグレー値の頻度分布が求められ、該頻度分布から、グレー値の当該頻度分布の中央の範囲において、頻度の最小値がグレー値の限界値Ｇ_Ｇとして決定され、前記基板部分のラスタ階調値Ｒの算定のために、前記限界値の一方の側に位置する画像点が被覆されたものとして計数され、他方の側に位置する画像点が露出したものとして計数される。当該方法が実施され得る種々異なる印刷技術的な基板の画像の検出のために、画像を検知するための装置であって、電子的なカメラモジュールと、該カメラモジュールの前方に配置された結像対物レンズと、基板を照明するための照明装置とが設けられている形式のものにおいて、照明装置が明視野光源及び暗視野光源とを有しており、該明視野光源及び暗視野光源がそれぞれ互いに無関係に作用可能であって、それぞれ光強度が調節可能である、画像を検知するための装置が用いられる。

Description

本発明は、独立方法クレームの上位概念部に記載した形式の印刷に際してプロセスコントロールするための方法と、独立装置クレームの上位概念部に記載した形式の、印刷技術的な基板において画像を検知するための、前記方法を実施するために構成された装置とに関する。

従来式のオフセット刷版はフィルムを用いて製作される。該フィルムは市販の透過光濃度計によって正確に測定され得る。版コピーに際してかつ現像に際して、刷版に階調値変化が生じるが、該階調値変化は一定に保たれ得る。したがって、フィルムにおける測定は、材料、露光及び現像の不変性と関連付けられて、プロセスコントロールにとって十分なものになる。

これに対して、レーザ露光可能な又はプロセスなしの刷版の場合（コンピュータ・トゥ・プレート）又は印刷機内でデジタル式に版調整する場合（コンピュータ・トゥ・プレス）には、フィルムは存在しない。刷版における階調値は濃度測定によって大抵は、紙に適した濃度計で十分な精度で検知され得ないものである。この場合、主要問題はコントラスト比、しかも特に平滑な、すなわち鏡映する表面を備えた刷版におけるコントラスト比である。顕微鏡を用いた平面幾何学的な検査は、原則的に可能ではあるが、装置及び時間に関して費用及び手間のかかるものである。種々異なる測定機器で得られた測定結果の比較可能性も、問題的である。さらに、比較的広範囲にわたる品質パラメータは検知され得ない。

前記の従来技術に直面して、本発明の課題は、印刷に際してのプロセスコントロールのために、種々異なる印刷技術的な基板、例えば印刷された紙、あらゆる形式の刷版、フィルムにおけるラスタ階調値並びに特にさらには印刷機内でデジタル式の版調整に際して使用されるような平滑な刷版におけるラスタ階調値の測定を、高い正確さで可能にする方法を提示することである。本発明のさらなる課題は、種々異なる印刷技術的な基板の、特にさらには鏡映する表面を備えた刷版の、前記のような方法の実施に適した画像が検出され得るようになっている画像検知装置を提供することにある。

前記課題は、独立方法クレームの特徴部に記載したように構成された方法若しくは独立装置クレームの特徴部に記載したように構成された装置によって解決される。有利な実施態様はそれぞれの従属請求項に示されている。

本発明による方法によって、印刷技術的な基板の一部分のラスタ階調値を高い正確さで、検出されたデジタル画像に基づき自動式に求めることが可能になる。当該方法はあらゆる形式の基板に適用可能であり、特に、デジタル画像内で被覆された（gedeckt）面から露出した（frei）面への不鮮明な移行部を備えたグレー値分布を生ぜしめるような、厄介なコントラスト比を備えた基板であっても、適用可能である。このことによって、種々異なる形式の基板間での内容豊かな比較が可能になる。

有利な実施態様では、当該方法によってさらに、ラスタ階調値分散として、観察される基板部分のラスタ階調値の均質性に関して積分の（integral）定量的な表明が得られ、かつグレー値画像として、ラスタ階調値のばらつきの、位置分解したグラフィック図示が得られ、該グラフィック図示によってばらつき原因を逆推論することが可能になる。

厄介なコントラスト比を備えた基板において、自動式の評価のために十分な品質のデジタル画像を検出できるようにするために、本発明によればさらに、画像検知装置であって、当該画像検知装置の照明装置が、それぞれ別個に作用可能でかつ調節可能な明視野照明装置及び暗視野照明装置を有している画像検知装置が考えられる。

入射光で照明された濃度計が一般的に暗視野照明で作業するのに対して、鏡映する基板例えば平滑な刷版において測定するには、十分なコントラストの達成のために明視野照明が有利である。しかしながら、このような明視野照明だけでは、鏡映しない基板においては測定され得ない。両照明装置形式の組合せによって、鏡映する基板と比較及び較正の目的で鏡映しない基板例えば特に基準基板とが同一の測定装置によって測定され得ることが、達成される。さらに、コントラストの最適化のために、混合された照明も可能である。

光源としては、光導波路として機能するプラスチック棒材を介してかつ偏向素子及び制御素子を介して光が基板表面に伝導されるようになっている発光ダイオードが、有利に使用される。種々異なる色で発光しかつ別個に調節可能な複数の発光ダイオードを用意することによって、入射した光のスペクトラル組成をコントラストの最適化のために変化させることができる。このことは、特に有色の基板における測定に鑑みて有利である。当該装置の全ての構成部材をコンパクトなケーシング内に纏めることによって、印刷機内への不動な配置と、運転開始作業及び保守作業に際しての可動な使用とが、可能になる。

以下に、本発明の実施例を図面につき説明する。

本発明による方法の出発点は、印刷技術的な基板の一部分のデジタル画像であり、該画像の品質は、監視すべき印刷プロセスの品質を教示するものである。前記基板は、従来式の濃度計で既に満足のゆくように測定され得る基板例えばフィルム又は紙であってもよいが、従来式の測定機器では十分に正確には測定され得ないような基板例えば刷版及び特に平滑な刷版であってもよい。本発明の第２の観点の一例、つまり、任意の印刷技術的な基板における前記のような画像を検知するための装置については、後で説明する。

ここで興味を惹く形式のデジタル画像は、ピクセルとも呼ばれる複数の画像点の方形のマトリックスから成っており、各画像点には、カメラモジュール内での検出に際して、デジタル数としてのグレー値（若しくはグレースケール値）が割り当てられている。該グレー値は、例えば、８ビットの解像度では０〜２５５の範囲内に存在する整数に存在する。この場合、例えばグレー値０は、完全黒色の画像点を代表し得るものであり、グレー値２５５は、完全白色の画像点を代表し得るものであり、又はこの逆のことも可能である。

印刷画像を特徴付けるための自体公知の１つの特性値は、面積被覆率（Flaechendeckung）とも呼ばれるいわゆるラスタ階調値（Rastertonwert）Ｒである。該ラスタ階調値Ｒは、印刷インキの印刷に際して印刷画像の面積のどれくらいの割合が被覆されるかを示すものである。印刷技術的な基板上に存在する印刷画像のラスタ階調値Ｒは、当該基板からカメラモジュールで検知された画像から簡単に求められ得るものではない。なぜならば、常時、網点（若しくはドット）の縁部を被覆していて、ひいてはそれぞれの被覆範囲に依存するグレー値を有している多数のピクセルが存在するからである。さらに、既に、照明の不完全性と基板表面自体とに基づいて、完全に網点内に位置するピクセルは、完全に被覆されたものとしては現われず、完全に網点の外側に位置するピクセルは、完全に露出した（frei）ものとしては現われない。すなわち、被覆された面積と露出した面積との間のコントラストは、常時、制限されている。

本発明によれば、ラスタ階調値Ｒの決定は、検知されたデジタル画像のグレー値の頻度分布を評価することを介して行われる。このような頻度分布の一例が、図１に示されている。該頻度分布は、本来的に、離散的な頻度分布であり、つまり、この事例では８ビットの解像度に応じて０〜２５５に存在するグレー値のヒストグラムである。この場合、値０は、純粋に黒色のピクセルに相当し、値２５５は、純粋に白色のピクセルに相当する。曲線の高さは、各グレー値に関して、当該グレー値を有するピクセルの数を示す。図示の曲線は、個々の点を直線で結合することによって得られる。

図１から判るように、この分布は際立った２つの最大値を有しており、一方の最大値はグレー値範囲の下側半部に位置し、他方の最大値はグレー値範囲の上側半部に位置する。これら両最大値は、画像の被覆された面積若しくは露出した面積に相当する。両最大値は、デジタル式に検知された印刷画像のグレー値ヒストグラムにおいて常時予想され得るものであって、被覆された面積と露出した面積との間のコントラストが高くなればなるほど際立つものである。

本来的に２進的な特性「被覆された状態」及び「露出した状態」との間のいわば連続的な移行部を有するグレー値ヒストグラムの内側で、前記特性の間の境界を規定するために、先述の両最大値の間の中央範囲が補償曲線によって評価される。このことは、図１の中央範囲を拡大して再現する図２に示されている。図２に明瞭に示されているように、グレー値の頻度分布は本来的に離散的であって、当該範囲では、単調ではなく、個々の点の相当なばらつきをもって記載の補償曲線の周囲に存在する。したがって、絶対的に最少の頻度を有するグレー値を、被覆された状態で観察され得る画像点と露出した状態で観察され得る画像点とを区別するための限界値として使用することは、有意義ではないであろう。なぜならば、そのような使用は、あまりにも不正確なやり方であるからである。

補償曲線を求める可能な方式は、僅かな次数の多項式、特に放物線を最小誤差二乗法（Methode des kleinsten Fehlerquadrates）に従って決定することである。この場合、どのような事例においても、関心を惹く領域内における曲線がその最小値の両側で単調に上昇するようにすることに、留意すべきである。副次的条件で補償曲線を決定するための方法が、数学においてはかかるものとして十分に公知である。補償曲線として、便宜上、放物線が有利に使用される。図２に記載の曲線は放物線である。

補償曲線の算定に際しては、グレー値のどの範囲にわたって曲線が延在するようにするか、すなわちどの範囲が曲線の算定に関与するようにするかという問題が生じる。このために、本発明によれば、まず、先述の絶対的な両頻度最大値を探し、次いで、これらの最大値の間に存在する、頻度の絶対的な最小値を有するグレー値を、分布が補償曲線によって近似させられるようにする範囲の中央として確定することが、有利に考えられている。

補償曲線の有効範囲の幅を確定するための、有意義に見える第１の基準は、両最大値の２分の１の間隔である。この基準は、図１及び図２に示した例において適用されたものである。この基準によって、満足のゆくような経過を備えた補償曲線は得られるが、両最大値の間の最小値のほぼ中央の位置でしか得られない。

両最大値の間で場合によっては著しく非対称的な最小値の位置を十分に考慮に入れるためには、最小値と両最大値のうちの近傍に位置する方の最大値との間隔を決定すること及び該間隔を補償曲線の有効範囲の幅として選択することが、より好都合である。精細化されたこの基準では、有効範囲の幅は、両最大値の間の最小値の正確に中央の位置において最大であって、しかも両最大値の２分の１の間隔である。しかしながら、最小値が両最大値のうちの一方の最大値に接近すればするほど、すなわち、分布が非対称的になればなるほど、前記幅は小さくなる。

図示の例（図２）では、補償放物線の最小値Ｇ_Ｇは、約９１のグレー値である。該値Ｇ_Ｇの下側の全てのピクセルが、被覆された状態として計数されるのに対して、前記値Ｇ_Ｇの上側の全てのピクセルは、露出した状態として計数される。つまり、最小値Ｇ_Ｇの下側の全てのグレー値の頻度が、数Ｎ_１に加算される。ラスタ階調値Ｒは、被覆された状態として計数されたピクセルの個数対ピクセルの全個数のパーセント比として得られ、すなわち、式Ｒ＝（Ｎ_１／Ｎ_ｇｅｓ）・１００＝［Ｎ_１／（Ｎ_１＋Ｎ_２）］・１００に従って得られる。この場合、最小値の上側のグレー値の頻度の合計の数Ｎ_２が、殊更に加算によって求められる必要はない。なぜならば、ピクセルの全個数Ｎ_ｇｅｓ＝Ｎ_１＋Ｎ_２は既知のものとして前提とされ得るからである。

こうして得られた積分の（integral）、すなわち、全基板部分に関連付けられた面積被覆率Ｒによって、さらなる評価、つまり、ラスタ階調分散（Rastertonvarianz）σ_Ｒ ^２を面積被覆率の均質性に関する尺度数として決定することが、開始され得る。このために、正方形の単位セルが使用され、該単位セルの側長は、有利には、デジタル画像の座標方向における基板上の網点の最小のラインラスタ間隔（Linienrasterabstand）と同じ大きさであるか、又は前記ラインラスタ間隔の整数倍であってもよい。したがって、基板上の網点ラインの方向がデジタル画像のピクセルの座標方向と一致している場合には、前記のような単位セルの側長は、基板上の網点のラインラスタ間隔に正確に相当する。

図３に示した例の場合に得られるような、基板のラインラスタをデジタル画像の座標方向に対して４５°だけ回動させた状態では、単位セルの側長は、基板上の網点のラインラスタ間隔に対して、係数√２だけ増大される。この理由は、単位セルが便宜上、デジタル画像の座標系におけるピクセルのグレー値経過の周期性に基づき決定されることにある。

画像の縁部から単位セルの側長の少なくとも２分の１の長さだけ離れた各画像点は、図３において左上に１つの画像点に対して具体的に示されているように、上述の形式の単位セルで画定される。この場合、単位セルは、十字矢印によって画成された記載の正方形によって特徴付けられており、画定された画像点は、小さい十字によって前記正方形の中央に特徴付けられている。図３では、デジタル画像の座標系に対してラインラスタが４５°の角度を成している状態の、単位セルの側長と網点のライン間隔との間の先述の関係が、直ちに認識し得るようになっている。

ラスタ階調値Ｒの算定のために求められる限界値Ｇ_Ｇとそれぞれの単位セルの内側に位置する画像点のグレー値とが使用されることにより、縁部から十分に離間したどの画像点に関しても、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉが式ｒ_ｉ＝（ｎ_ｉ１／Ｎ_Ｅ）・１００に従って算定される。該式において、ｎ_ｉ１は、Ｇ_Ｇの下側のグレー値を有するそれぞれの単位セルの画像点の内側の画像点の個数であり、Ｎ_Ｅは、１つの単位セルの画像点の全個数である。当然のことながら、このような算定は、前記画像縁部に対して前記最小間隔を有する画像点に関してのみ実施され得る。なぜならば、このようにしなければ、上述の形式の単位セルによる画定が可能ではないからである。

前記のようなどの画像点に関しても、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉと、該階調値ｒ_ｉの、積分の（integral）ラスタ階調値Ｒからの偏差ｒ_ｉ−Ｒとが、求められる。この場合、全画像の処理（abarbeiten）に際して算定は合目的的には増分式に行われる。すなわち、観察される単位セルが１つの画像点から次の画像点までどのように移動する場合でも、脱落した画像点の、Ｇ_Ｇの下側に位置するグレー値が減算され、新たに加わった画像点の前記グレー値が加算される。全基板部分には、積分の均質性パラメータとしてラスタ階調値分散σ_Ｒ ^２が割り当てられる。該ラスタ階調値分散σ_Ｒ ^２は、数学的統計の規則に従って次のように算出され得る：

該式において、ｎは、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉが算定された画像点の個数であり、ｉは、作動指数（Laufindex）である。σ_Ｒ ^２の値が大きくなればなるほど、観察される基板部分の内側のラスタ階調値のばらつきも大きくなる。

さらに、単位セルで画定可能な各画像点に関する、観察される基板部分について求められた値Ｒからのラスタ階調値の局在的な偏差は、グレー値画像に変換され得る。該グレー値画像は、位置分解された状態で、例えば露光器の書き跡幅における傾向又は局在的な露光ばらつき等の不均質性に関して教示するものである。

このために、画定可能な各画像点に対して、グレー値Ｇ_ｉが次のように算定される：

この場合、Ｇ_Ｍは平均的なグレー値であり、ζはスケーリング係数である。例えば、８ビットのグレー値分解では、平均的なグレー値Ｇ_Ｍ＝１２８となり、スケーリング係数のための典型的な値は、ζ＝５０／Ｒとなるであろう。平均的なグレー値Ｇ_Ｍ＝１２８は、この事例では、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉが積分のラスタ階調値Ｒと正確に一致する画像点に、割り当てられるであろう。この場合、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉがＲよりも１％だけ大きい画像点は、１２８−５０＝７８のグレー値を得るであろう。

ラスタ階調値の局在的なばらつきをグレー値画像に前記のように変換する一例は、図４に示されている。該図４には、左側に基板部分のデジタル画像が示されており、右側には、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉの、その平均値Ｒからの偏差の所属のグレー値画像が示されている。左側の画像には異なる３つの個別セルが記載されており、それぞれ矢印によって、これらの個別セルが右側の画像の所属の点に割り当てられている状態が明瞭に示されている。図４から判るように、右側の画像の、両座標方向における寸法は、それぞれ左側の画像の寸法よりも、個別セルの側長だけ小さい。すなわち、個別セルの２分の１の大きさの幅の、左側の画像の縁部領域については、先述の理由から変換は行われない。

網点が一様であればあるほど、結果として得られるグレー面積は均質になる。ラスタ階調値の局所的なばらつきは、−該ばらつきが典型的には１％〜２％の範囲内にしか存在しないとはいえ−、十分に離れた所からの人間の目には、すなわち、印刷製品の通常の観察間隔を保った状態では、極めて明白に認識可能であって、煩わしく感じられるものである。この場合、顕微鏡によって問題を局在化することは、可能ではない。なぜならば、前記ばらつきの局所的な度数は、拡大された状態では、目の知覚可能な範囲の対象外となってしまうからである。グレー値画像として本発明に従って図示することによって、前記ばらつきは、初めて位置分解された状態で目に見えやすくなるか、若しくは積分の均質性パラメータσ_Ｒ ^２を介して定量化される。ここで考えられている形式の均質性検査が、基板上に観察されるテストパターンの均質な目標経過を前提とするのは、当然のことである。

単位セルは、原則的に、先述のように提案されたものよりも大きく選択することもできよう。しかしながら、このことは、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉの算定に際して比較的に大きい面積にわたって平均化することを意味し、ひいては位置分解能を低下させることを意味するであろう。他方では、単位セルは、基板のラインラスタがデジタル画像の座標系に対して回動させられる際に、適当な変換によって、すなわち、相応に回動させられた単位セルの使用によって、さらにその寸法が減少され得、ひいては位置分解能が幾分高められ得るであろう。

先述の方法の実施に適したデジタル画像を種々異なる形式の印刷技術的な基板の部分から検出するために、本発明の第２の観点によれば、普遍的に使用可能な画像検知装置が設けられている。該画像検知装置には、まず、ＣＣＤ画像センサとフレームグラッバ又はＵＳＢ若しくはファイヤワイヤ・インタフェースとを備えたカメラモジュール１が含まれる。該カメラモジュール１は、検出された画像の評価のためにプログラミングされていてそのディスプレイで画像が観察され得るようになっているコンピュータへ接続できるように規定されている。少なくとも３０００００ピクセル（例えば６４０×４８０・マトリックス）と８ビットグレー値分解能とを備えた低ノイズの測定カメラが、有利に使用される。カメラノイズのさらなる低減のために、かつ測定の正確さを相応に高めるために、多数の、すなわち、有利には２０〜１００個のデジタル化された画像についてピクセルが求められて初めて、このような方式で形成されノイズ除去された画像が、評価のために援用される。

結像のために、大きい作業間隔を有する顕微鏡対物レンズ２が選択される。倍率はＣＣＤ画像センサのサイズに応じて、数平方ミリメートル、例えば２．５ｍｍ×２ｍｍの範囲が結像されるように選択される。これにより、後の評価に際しての測定誤差が最小化される。なぜならば、十分な画像分解能が、十分に大きい画像部分（１つのラスタ毎に平均して１００個の網点）と組み合わされるからである。あまりにも低い分解能は、網点が部分的にしか検知されずかつ測定の正確さが低減されることを意味するであろう。

本発明の前記観点の最も重要な特徴は、照明が測定状況に最適に適合されていることである。基板によって直接的に反射された光が対物レンズ内に到達する明視野照明と、基板において散乱させられた光しか対物レンズ内に到達しない暗視野照明とが区別される。種々異なる形式の基板へのフレキシブルな照射と使用されるカメラ装置とに鑑みて、本発明による照明装置３は平面ガラスイルミネータ４，５を、直接的に照明する暗視野光源６と組み合わせるものである。

平面ガラスイルミネータは、基板７から対物レンズ２へ延びている光路に対して横方向に発光する光源４と、前記光路内で４５°の角度を成して配置された部分透過性のミラー５とから成っている。該ミラー５は光源４の光を基板７へ転向させ、この場所で光は部分的に反射され、ミラー５によって対物レンズ２内に入射する。暗視野光源６は基板７を前記光路に対して４５°の角度を成して照明するので、前記光源６から発する光は、基板７における散乱によってしか対物レンズ２内に入射し得ない。所望の照明状況に応じて光源は、検出された画像のコントラストを最適化するために、個別に又は一緒にスイッチオンされ得、その強度が調節され得る。

図６では、真っ直ぐに発光する明視野光源４が上側に、斜めに約４５°の角度を成して発光する暗視野光源６が下側に、概略的に示されている。これらの光源４，６はモジュール式に構成されており、この場合、発光ダイオード８；９がそれぞれ、例えば「プレクシガラス」という製品名で入手可能であるような透明なプラスチックから成る棒材又はバー１０；１１内に、嵌入及び／又は接着されている。同時にプラスチックバー１０；１１は発光ダイオード８；９のためのホルダとして、かつ光導波路として機能する。該光導波路内では、図６に示されているように、入力接続された光の大部分が全反射によってバー１０；１１内に維持され、所望の箇所で初めてバー１０；１１から出る。

バー１０；１１の適宜な横断面寸法では、それぞれ複数の発光ダイオード８；９は、互いに並べてバー１０；１１の１つの横断面方向で配置されていてよいか又は両横断面方向で配置されていてもよく、これにより、十分に高くかつ均等に分配された光強度が達成される。複数の発光ダイオード８；９を配置する別の理由は、入射した光のスペクトル組成を変化させるために種々異なる放出色を組み合わせることである。このことは、特に、少なくとも部分的に有色の基板では、コントラストの最適化のために重要である。スペクトル組成を変化させ得るようにするために、種々異なる色の発光ダイオードが別個にスイッチオン可能でなければならず、その強度が別個に調節可能でなければならない。平滑な刷版が有しているような鏡映する金属表面における黒色の網点を測定するには、青色に発光する発光ダイオードの使用が有利であることが判った。

プラスチックバー１０；１１の出射面にはそれぞれ１つのディフューザ１２；１３がシート若しくは箔の形状で取り付けられており、これにより、カメラモジュール１によって検知された基板７部分のできるだけ均等な照射が達成される。これに対して択一的に、前記出射面における光の散乱は、この領域における表面の粗面化によって生ぜしめることもできる。所定の出射角度を達成するために、暗視野光源６のバー１１は、屈折係数を考慮に入れて、すなわち、屈折に基づく出射に際しての付加的な偏向を考慮に入れて、斜め面取りされた表面部位１４を有している。バー１０，１１の幅は、利用可能な構成空間によってしか制限が設けられていない。

光源４，６から対物レンズの方向への妨害的な散乱光の放出をできるだけ阻止するために、プラスチックバー１０；１１の表面を、光出射面を除いて金属箔で覆うことが、合目的的である。

透明なプラスチック管を用いれば、スペース節約的に対物レンズ２に対して同軸的に配置され得るリング状の光源も実現可能である。このために、管の一方の端面は、それぞれ発光ダイオードが嵌入されている複数の孔を備えている。他方の端面は、軸対称的に斜め面取りされており、これにより、管の内部で長手方向に伝播する光が出射に際して中心軸線に向かって偏向され、基板７の照射すべき領域へ集束される。このような管状の光源はとりわけ暗視野光源として適している。

照明装置３は、カメラモジュール１、対物レンズ２及び光源４，６用強度調整装置（図示せず）と一緒にケーシング１５内に組み付けられている。該ケーシング１５は、基板７から対物レンズへの、かつ暗視野光源６から基板への光路の出射領域１６が、開放しているか又は透明である。

本発明による画像検知装置で検出された、種々異なる基板のデジタル画像の例は、図７に示されている。左上の基板は、「ダイコフォルム」（”DicoForm”）という製品名で知られているような、印刷機内でデジタル式に調整される刷版であり、右上の基板はアルミニウム刷版であり、左下の基板はフィルムであり、右下の刷版は紙である。左側の２つの検出のためには明視野照明が使用され、右側の２つの検出に際しては暗視野照明に切り換えられた。図７に示されているように、本発明による装置によって、極めて種々異なる基板から、自動式の評価に十分な品質の画像を得ることができる。

印刷技術的な基板の一部分において測定されたグレー値の頻度分布を示す図である。 図１の頻度分布の中央の範囲を拡大して示す部分図である。 印刷技術的な基板部分のデジタル画像を示す図である。 ラスタ階調値分散をグレー値画像として示す概略図である。 本発明による画像検知装置を概略的に示す図である。 図５の装置内で使用するための光源の実施形態を示す図である。 種々異なる印刷技術的な基板の部分のデジタル画像を示す図である。

符号の説明

１ カメラモジュール
２ 顕微鏡対物レンズ
３ 照明装置
４ 光源
５ ミラー
６ 暗視野光源
７ 基板
８，９ 発光ダイオード
１０，１１ バー
１２，１３ ディフューザ
１４ 表面部位
１５ ケーシング
１６ 出射領域

Claims (18)

1. 印刷に際してプロセスコントロールするための方法において、
   印刷技術的な基板の一部分のラスタ階調値Ｒを決定するために、前記基板部分のデジタル画像を検出するステップと、該画像から画像点のグレー値の頻度分布を求めるステップと、該頻度分布から、グレー値の当該頻度分布の中央の範囲において、頻度の最小値をグレー値の限界値Ｇ_Ｇとして決定するステップと、前記基板部分のラスタ階調値Ｒを算定するために、前記限界値Ｇ_Ｇの一方の側に位置する画像点を被覆されたものとして計数し、他方の側に位置する画像点を露出したものとして計数するステップとを特徴とする、印刷に際してプロセスコントロールするための方法。
2. ラスタ階調値Ｒを式Ｒ＝（Ｎ_１／Ｎ_ｇｅｓ）＊１００に従って算定し、この場合、Ｎ_１を、被覆されたものとして計数された画像点の個数とし、かつＮ_ｇｅｓを画像点の全個数とする、請求項１記載の方法。
3. 前記最小値の決定を、グレー値の中央の範囲における離散的な頻度分布に適合された補償曲線に基づいて行う、請求項１又は２記載の方法。
4. 中央がグレー値範囲の下側半部と上側半部とにおけるそれぞれの頻度の絶対的な最大値の間に位置する頻度の絶対的な最小値を成していて、幅が前記最小値と両最大値のうちの前記最小値の近傍に位置する方の最大値との間のグレー値差に相当する範囲を、グレー値の中央の範囲として選択する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 側長がデジタル画像の座標方向における基板の網点の最小のラインラスタ間隔の整数倍である単位セルを使用して、画像の縁部から単位セルの側長の少なくとも２分の１の長さだけ離れた各画像点を、前記形式の単位セルで確定し、このような各画像点に関して、ラスタ階調値Ｒの算定のために求められた限界値Ｇ_Ｇとそれぞれの単位セルの内側に位置する画像点のグレー値とを使用して、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉを算定する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 局在的なラスタ階調値ｒ_ｉと前記基板部分のラスタ階調値Ｒとから、基板部分のラスタ階調値分散σ_Ｒ ^２を式
   

   

   に従って算定し、この場合、ｎは、局在的なラスタ階調値ｒ_ｉが算定された画像点の個数とする、請求項５記載の方法。
7. ラスタ階調値Ｒの局所的なばらつきをグラフィック図示するために、画像点の局在的なラスタ階調値ｒ_ｉと全基板部分のラスタ階調値Ｒとから、各画像点におけるグレー値Ｇ_ｉが前記基板部分のラスタ階調値Ｒからのそれぞれの画像点のグレー値の偏差に関する尺度であるグレー値画像を形成する、請求項５又は６記載の方法。
8. グレー値Ｇ_ｉを式
   

   

   に従って算定し、この場合、Ｇ_Ｍは、形成すべきグレー値画像の平均的なグレー値とし、ζはスケーリング係数とする、請求項７記載の方法。
9. 評価のために使用される画像を前記基板部分の多数の個別画像から、該個別画像のグレー値を各画像点ごとに求めることによって形成する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 印刷技術的な基板において画像を検知するための装置であって、電子的なカメラモジュールと、該カメラモジュールの前方に配置された結像対物レンズと、基板を照明するための照明装置とが設けられている形式のものにおいて、
    照明装置（３）が明視野光源（４）及び暗視野光源（６）を有しており、該明視野光源及び暗視野光源がそれぞれ互いに無関係に作用可能であって、それぞれ光強度が調節可能であることを特徴とする、印刷技術的な基板において画像を検知するための装置。
11. 光源（４，６）がそれぞれ少なくとも１つの発光ダイオード（８；９）及び少なくとも１つの光導波路（１０；１１）を有している、請求項１０記載の装置。
12. 前記光源（４，６）のうちの少なくとも一方の光源が、種々異なる色の複数の発光ダイオード（８；９）を有しており、これらの発光ダイオードが互いに無関係に作用可能であって、それぞれ光強度が調節可能である、請求項１１記載の装置。
13. 前記少なくとも１つの光導波路（１０，１１）がその光出射面にディフューザ（１２；１３）を備えているか、又はこの場所に粗面化された表面を有している、請求項１１又は１２記載の装置。
14. 少なくとも１つの光導波路（１０，１１）が光透過性のプラスチックから成る棒材又はバーである、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 暗視野光源（６）が、光透過性のプラスチックから成る管の形状の光導波路を有しており、該光導波路が結像対物レンズ（２）に対して同軸的に配置されている、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. 暗視野光源（６）が、斜め面取りされた表面部位（１４）を備えた光導波路（１１）を有しており、前記表面部位において光が射出面に向かって偏向されるようになっている、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 明視野光源（４）の光を入力接続するために、光路内で基板（７）と対物レンズ（２）との間に部分透過性のミラー（５）が配置されている、請求項１０から１６までのいずれか１項記載の装置。
18. カメラモジュール（１）、結像対物レンズ（２）及び照明装置（３）が一緒にケーシング（１５）内に配置されている、請求項１０から１７までのいずれか１項記載の装置。

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