CN102203681B - 色彩测量装置 - Google Patents

Abstract

一种色彩测量装置包括光管和光源。光管沿着不垂直于表面的第一轴以长度方向朝着色彩样本表面定向。色彩样本位于该表面上。光管具有近开口和远开口以及在远开口处的面。近开口比远开口更靠近色彩样本。光源位于光管的远开口附近，并且用于沿着第二轴并在远开口处将光输出到光管中。光在在近开口处离开光管之后从表面反射。第二轴不垂直于远开口处的光管的所述面。光在在近开口处离开光管之后不均匀地照亮色彩样本。

Description

色彩测量装置

背景技术

色彩测量被用于多种不同的情况下。例如，全色打印装置通常使其色彩输出被校准以实现更好质量的全色打印。为了对此类打印装置的色彩输出进行校准，通常测量该色彩输出。然而，关于如何测量色彩的不精确可以影响色彩测量的准确度，这可以影响色彩校准，其继而可以影响全色打印的质量。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施例的色彩测量装置的图示。

图2是根据本公开的另一实施例的色彩测量装置的图示。

图3是示出根据本公开的实施例的依照图1或图2的色彩测量装置的色彩样本的不均匀照度的图表。

图4是根据也被本发明人考虑的方法的色彩测量装置的图示。

图5是示出依照图4的色彩测量装置的色彩样本的均匀照度的图表。

图6是根据本公开的实施例的代表性打印装置的方框图。

具体实施方式

图1和2示出根据本公开的不同实施例的色彩测量装置100。色彩测量装置100包括光源101、光管102、照明光学装置104、收集光学装置106和光检测器108。照明光学装置104可以包括透镜104A、104B和104C，而收集光学装置106可以包括透镜106A和106B以及场阑106C。

如箭头126所指示的，由光源101输出的光通过光管102被引导经过照明光学装置104并被引导朝向色彩样本表面110上的色彩样本112。光从色彩样本112反射离开并穿过收集光学装置106，直至光到达光检测器108为止。位于（即设置于）收集光学装置106上方的光检测器108检测从色彩样本112反射离开的光的功率。

色彩样本112可以是被打印装置打印到介质片材上的着色剂的样本斑，从而使得表面110是介质片材的表面。例如，在打印装置是喷墨打印装置的情况下，着色剂可以是墨。作为另一示例，在打印装置是激光打印装置的情况下，着色剂可以是色粉。其它类型的色彩样本也适于使得其色彩被色彩测量装置100测量。

光管102具有近开口118和远开口120。近开口118比远开口120更接近色彩样本112。光管102在远开口120处具有面或边缘122。光源101位于光管102的远开口120附近（例如，位于远开口120处）。光管102被定向为沿着与色彩样本表面110不垂直的轴114以长度方向朝向色彩样本112。例如，在一个实施例中，轴114可以与色彩样本表面110成四十五度角。

收集光学装置106沿着至少基本上垂直于色彩样本表面110的轴124设置在色彩样本表面110上方。收集光学装置106沿着轴124可固定地设置，以标称地聚焦在位于色彩样本表面110上的色彩样本112上。光源101沿着轴116定位，使得由光源101输出的光沿着轴116行进。应注意的是，照明光学装置104的透镜104B和104C沿着轴114被定位（即被设置）。与之相比较，照明光学装置104的透镜104A沿着轴116被定位（即被设置）。

在图1中，光源101位于光管102的远开口120附近，使得第二轴不平行于轴114且不与轴114一致。在一个实施例中，轴116可以与轴114成两度的角。在本实施例中，光管102的远开口处的面122至少基本上垂直于轴114，并因此至少基本上垂直于光管102的长度。

与之相比较，在图2中，光源101位于光管102的远开口120附近，使得轴116平行于轴114并与轴114一致。然而，在本实施例中，光管102的远开口120处的面122不垂直于轴114（并因此也不垂直于轴116），并因此不垂直于光管102的长度。在一个实施例中，面122可以与轴114（并因此也与轴116）成若干度的角。

在图1和2两者中，那么，轴116不垂直于远开口120处的光管102的面122。在图1中，这是因为轴116不平行于轴114，而面122至少基本上垂直于轴114。在图2中，这是因为面122不垂直于轴114，并且轴116平行于轴114。

图3示出图表300，其示出根据本公开的实施例的针对图1和2的色彩测量装置100的、作为场阑坐标（即平行于色彩样本表面110的距离）的函数的色彩样本112的照度。x轴302表示诸如毫米的长度或距离的单位。与之相比较，y轴304表示照度单位，其可以被表示为每单位面积的功率，诸如流明或瓦特每平方毫米。

在图3中示出了三条线：短划线306、点划线308和实线310。应注意的是，在共同被称为点312的点312A和312B之间，线306、308和310至少基本上相互重叠，点312是定义与色彩样本表面110平行的场阑106C的开口的距离坐标。线306、308和310对应于色彩样本表面110上的色彩样本112相对于收集光学装置106的不同相对位置。

例如，点划线306可以对应于色彩样本表面110相对于收集光学装置106的第一位置。与之相比较，点划线308可以对应于色彩样本表面110相对于收集光学装置106的第二位置，其中，第二位置与第一位置相比更接近收集光学装置106。同样地，实线310可以对应于色彩样本表面110相对于收集光学装置106的第三位置，其中，第三位置与第一位置相比距离收集光学装置106更远。

图表300有两个方面值得注意。首先，色彩样本表面110上的色彩样本112被由光源101输出的、通过光管102经由照明光学装置104的光不均匀地照亮。也就是说，更接近点312A处的场阑坐标的色彩样本112的照度大于更接近点312B处的场阑坐标的色彩样本112的照度。换言之，表示色彩样本112的照度的线306、308和310在点312之间具有非零斜率。

其次，不管收集光学装置106相对于色彩样本112的位置如何，被色彩样本112反射离开并透射通过收集光学装置106的光导致光检测器108检测到相同量的功率。在图表300中，由光检测器108检测到的光的功率与由点312表示的场阑坐标之间的每个线306、308和310下面的面积成比例。由于在点312之间线306、308和310是一致的，所以点312之间的线306、308和310下面的面积对于全部的三个线306、308和310而言至少基本上是相同的。这样，无论色彩样本112相对于收集光学装置106位于如短划线306、点划线308或实线310指示的何处，由光检测器108检测到的光的功率至少基本上是相同的。

换言之，那么，由光检测器108检测到的从色彩样本112反射离开并被收集光学装置106收集的光的功率在相对于用于色彩样本112相对于收集光学装置106的标称操作位置的给定距离移位内至少基本上与色彩样本112沿着轴124相对于收集光学装置106的位置无关。即使色彩样本112相对远离收集光学装置106，由于样本112相对于光学装置106的表现（反之亦然），由光检测器108检测到的功率仍是相同的。这由点312之间的实线310下面的面积指示，该面积至少基本上等于点312之间的短划线306下面的面积。同样地，即使收集光学装置106相对靠近色彩样本112，由于光学装置106相对于样本112的表现（反之亦然），由光检测器108检测到的功率仍是相同的。这由点312之间的点划线308下面的面积指示，该面积至少基本上等于点312之间的短划线306下面的面积。

现在描述图1和2的实施例的优点，这些实施例提供色彩样本112的不均匀照度，以及至少基本上与收集光学装置106沿着轴124相对于样本112的位置无关的由光检测器108进行的光功率检测。本发明人所面对的问题是测量色彩时的不精确。特别地，此不精确通过收集光学装置106沿着轴124相对于色彩样本112的位置表现出来。期望的是使由光检测器108检测到的光功率在此不精确面前是稳健的，并因此对于收集光学装置106沿着轴124相对色彩样本112的位置是稳健的。

例如，通常，可以将收集光学装置106设计为使得光学装置106位于沿着轴124的固定位置处，以标称地聚焦在色彩样本表面110上的色彩样本112上—从而使得在表面110上的样本112与光学装置106之间存在标称距离。然而，实际上，收集光学装置106与色彩样本112之间的距离在实践中是改变的。例如，如果色彩样本表面110是类似于纸张的介质片材的表面，则如何将片材递送通过打印装置方面的不精确可能导致表面110比标称距离略微更远离或略微更靠近收集光学装置106。同样地，制造及其它变化可能导致收集光学装置106不是完美地位于沿着轴124的所设计的固定位置上。在这种情况下，收集光学装置106相对于色彩样本表面110上的色彩样本112略微离焦。

对于所有实际用途来说，可以将光管102相对于色彩样本112定位并将光源101相对于光管102定位（就涉及其轴116相对于轴114和/或光管102的面122的情况而言）的不同方式和组合的数目是无限的。本发明人发明了色彩测量装置100，其中以特定的方式将光管102相对于色彩样本112定位且其中将轴116相对于轴114定位（在图1的实施例中）或其中以特定的方式将轴116相对于面122定位（在图2的实施例中）。最终结果是图1和2的色彩测量装置100对于收集光学装置106相对色彩样本112沿着轴124的相对移动—也就是说对于沿着轴124变化的光学装置106与样本112之间的距离是非常稳健的。

例如，图3举例说明点312可以相对地分离得较远—亦即场阑106C的端点坐标可以相对地分离得较远—同时仍保持每个线306、308和310下面的基本上相同的面积，如已经描述的，该面积与由光检测器108检测到的功率成比例。重要的是，在实现此稳健性时，不是必须精确地表征或者甚至考虑或已知点312A左侧的随着线306、308和310从零照度开始上升的线306、308和310的超前斜率。同样地，在实现此稳健性时也不是必须精确地表征或者甚至考虑或已知点312B右侧的随着线306、308和310下降到零照度的线306、308和310的滞后斜率。结果，在图1和2的色彩测量装置100中相对容易地实现了每个线306、308和310下面具有相等面积的稳定性。

应注意的是，本发明人的解决方案（即图1和2的实施例）至少在以下方面进一步是非直观且非显而易见的。配置色彩测量装置的一个指导原则是从场阑106C的角度来看在色彩样本112的整个表面上具有均匀的照度，因为已经想到具有这样的均匀照度提供更好的光功率测量结果。然而，本发明人在这方面违反惯例，相反发明了如图1和2中的从场阑106C的角度来看未在色彩样本112的整个表面上提供均匀的照度的更好的色彩测量装置。也就是说，如上文已经描述的，在对应于场阑106C的开口的点312之间跨越色彩样本112的照度是不均匀的。然而，由于本发明人的解决方案的稳健性，得到更好的光功率测量结果。

例如，图4示出本发明人所考虑的色彩测量装置100的另一替换方案。除如下所示的之外，图4的色彩测量装置100与图1和2的色彩测量装置100相同。在图4中，轴114和116相互平行。

图5示出了图表500，其示出针对图4的色彩测量装置100的作为场阑坐标的函数的色彩样本112的照度。如在图3中一样，x轴302和y轴304同样表示长度或距离的单位和照度的单位。在图5中示出了三条线：短划线506、点划线508和实线510，它们对应于图3的线306、308和310，其中线506、508和510对应于色彩样本112相对于收集光学装置106的不同相对位置。

在图5中场阑端点坐标已经被移位为使得线506、508和510下面的面积彼此相等。然而，请注意这意味着必须精确地表征、考虑和已知线506、508和510的滞后斜率，以便使光检测器108检测到相同的光功率，而不管收集光学装置106相对色彩样本112的位置如何。也就是说，为了获得线506、508和510下面的相等的面积，必须精确地表征、考虑和已知线506、508和510如何下降至零照度。实际上，这非常难以实现，要求正确地平衡并已知大量的变量：色彩样本表面110上被照亮的区域的尺寸和形状、场阑端点坐标等。

因此，本发明人所考虑的图4的替换方案不如本发明人发明的图1和2的解决方案有利。然而，在某些方面中，图1和2的实施例相对于图4的方案的满意性是通过非直观和非显而易见的推理而达到的。如图5中所示出的，例如，在线506、508和510在其顶峰处具有基本上平坦的坪区（即它们在它们的顶峰处具有零斜率）的情况下，图4的方案实际上跨越色彩样本112提供均匀的照度。如上所述，色彩测量中的指导原则是以在色彩样本112的整个表面上的均匀照度为开始。如果本发明人遵循惯例，则他们会聚焦于用图4的方案来修正困难，而不是提出如图1和2中的全新的解决方案。

最后，图6示出根据本公开的实施例的基本打印装置600。打印装置600包括全色打印机构602和色彩校准机构604。全色打印机构602可以是全色喷墨打印机构、全色激光打印机构或另一类型的全色打印机构。

色彩校准机构604校准全色打印机构602以使得打印机构602最佳地且准确地以全色在介质片材上打印图像。例如，色彩校准机构604可以测量由打印机构602打印的各色彩样本的色彩，并随后调整打印机构602如何输出这些各个色彩。在这方面，色彩校准机构604包括如已经描述的图1或图2的色彩测量装置100。可以以硬件或硬件和软件相组合的方式来实现色彩校准机构604。

Claims (12)

1.一种色彩测量装置，包括：

光管，其沿着不垂直于色彩样本表面的第一轴以长度方向朝着色彩样本表面定向，色彩样本位于色彩样本表面上，所述光管具有近开口和远开口，所述近开口比远开口更靠近色彩样本，所述光管在远开口处具有面；以及

光源，其位于所述光管的远开口附近，所述光源用以沿着第二轴输出光并在远开口处将光输出到光管中，光将在在近开口处离开光管之后从色彩样本表面反射，所述第二轴不垂直于在远开口处的光管的所述面，使得所述光在在近开口处离开光管之后不均匀地照亮色彩样本表面上的色彩样本。

2.权利要求1的色彩测量装置，其中，所述光源位于所述光管的远开口附近，使得第二轴不平行于第一轴且不与第一轴一致。

3.权利要求2的色彩测量装置，其中，在远开口处的光管的所述面至少基本上垂直于第一轴，并且在远开口处的光管的所述面至少基本上垂直于光管的长度。

4.权利要求1的色彩测量装置，其中，所述光源位于光管的远开口附近，使得第二轴平行于第一轴且与第一轴一致，以及

其中，在远开口处的光管的所述面不垂直于第一轴，并且在远开口处的光管的所述面不垂直于光管的长度。

5.权利要求1的色彩测量装置，还包括：

收集光学装置，其沿着至少基本上垂直于色彩样本表面的第三轴位于色彩样本表面的上方，所述收集光学装置包括一个或多个透镜和场阑；以及

光检测器，其被设置在所述收集光学装置的上方以检测从色彩样本反射并被收集光学装置收集的光，其中，从色彩样本反射并被收集光学装置收集的光的功率至少基本上与色彩样本沿着第三轴相对于收集光学装置的位置无关。

6.权利要求1的色彩测量装置，还包括包括一个或多个透镜的照明光学装置，每个透镜沿着第一轴和第二轴之一设置。

7.一种色彩测量装置，包括：

光管，其沿着不垂直于色彩样本表面的第一轴以长度方向朝着色彩样本表面定向，色彩样本位于色彩样本表面上，所述光管具有近开口和远开口，所述近开口比远开口更靠近色彩样本，所述光管在远开口处具有面；以及

光源，其位于所述光管的远开口附近，所述光源用以沿着第二轴输出光并在远开口处将光输出到光管中，光将在在近开口处离开光管之后从色彩样本表面反射，所述光在在近开口处离开光管之后不均匀地照亮色彩样本表面上的色彩样本，其中，所述光源位于所述光管的远开口附近，使得第二轴不平行于第一轴且不与第一轴一致。

8.权利要求7的色彩测量装置，其中所述第二轴不垂直于远开口处的光管的所述面。

9.权利要求7的色彩测量装置，还包括：

收集光学装置，其沿着至少基本上垂直于色彩样本表面的第三轴位于色彩样本表面的上方，所述收集光学装置包括一个或多个透镜和场阑；以及

光检测器，其被设置在所述收集光学装置的上方以检测从色彩样本反射并被收集光学装置收集的光，其中，从色彩样本反射并被收集光学装置收集的光的功率至少基本上与色彩样本沿着第三轴相对于收集光学装置的位置无关。

10.权利要求7的色彩测量装置，其中，在远开口处的光管的所述面至少基本上垂直于第一轴，并且在远开口处的光管的所述面至少基本上垂直于光管的长度。

11.权利要求7的色彩测量装置，还包括包括一个或多个透镜的照明光学装置，每个透镜沿着第一轴和第二轴之一设置。

12.一种全色打印装置，包括：

全色打印机构；以及

色彩校准机构，其用于校准全色打印机构，所述色彩校准机构包括色彩测量装置，所述色彩测量装置包括：

光管，其沿着不垂直于色彩样本表面的第一轴以长度方向朝着色彩样本表面定向，色彩样本位于色彩样本表面上，所述光管具有近开口和远开口，所述近开口比远开口更靠近色彩样本，所述光管在远开口处具有面；以及

光源，其位于所述光管的远开口附近，所述光源用以沿着第二轴并在远开口处将光输出到光管中，光将在在近开口处离开光管之后从色彩样本表面反射，所述第二轴不垂直于在远开口处的光管的所述面，所述光在在近开口处离开光管之后不均匀地照亮色彩样本表面上的色彩样本。