CN102334016A - 色彩传感器阵列 - Google Patents

Abstract

一种色彩传感器阵列包括多个传感器。所述多个传感器中的每一个具有宽度尺寸和相对于宽度尺寸被拉长的长度尺寸。传感器的长度尺寸基本上彼此相等且平行于照明平面。所述多个传感器中的每一个包括由相对的第一和第二拉长边及相对的第一和第二非拉长边定义的面。所述多个传感器的第一非拉长边沿着基本上垂直于照明平面的轴相互对准。

Description

色彩传感器阵列

背景技术

色彩传感器在印刷（printing）系统中被用来检测色彩再现准确度。在操作中，从在印刷介质上形成的样本反射的光被传感器阵列捕捉。来自阵列的输出被分析以识别样本的色彩。当所识别的色彩不同于预期的色彩时可以调整系统参数。虽然可以在两个不同的印刷介质上形成相同色彩的样本，但某些事件可能促使色彩传感器将两个样本识别为具有不同的色彩，导致印刷系统进行不必要且可能不期望的修正。例如，可以在不同厚度的印刷介质上形成样本，使得第二样本被定位为更接近于传感器阵列。在缺少修正的情况下，不同位置可以导致两个样本被识别为具有不同的色彩。在另一示例中，可以在具有不同散射分布图（profile）的两个不同类型的印刷介质上形成样本。例如，可以在光滑的纸上形成一个样本，而在具有粗糙饰面的纸上形成第二样本。在缺少修正的情况下，不同散射分布图可以导致两个样本被识别为具有不同的色彩。

附图说明

图1和2是根据实施例的其中可以实现各种实施例的环境的示例性图示。

图3是根据实施例的示例性色彩传感器的示意性侧视图。

图4是传感器阵列的示例性示意图。

图5是图4的传感器阵列的示例性示意侧视图。

图6是示出印刷介质的位移的色彩传感器的部分示意性侧视图。

图7是图4的传感器阵列的示例性示意侧视图。

图8是根据实施例的传感器阵列的示例性示意图。

图9～10是图8的传感器阵列的示例性示意侧视图。

图11是根据实施例的传感器阵列的示例性示意图。

图12是描绘根据实施例的方法实现的流程图。

具体实施方式

虽然可以在两个不同的印刷介质上形成相同色彩的样本，但某些事件可能导致色彩传感器将两个样本识别为具有不同的色彩，从而导致印刷系统进行不必要且可能不期望的修正。此类事件的示例包括在不同类型的印刷介质上形成两个样本以及使第一和第二样本的位置相对于色彩传感器偏离。开发下述各种实施例以致力于减少或消除此类事件对色彩感测的影响。

环境：图1～2描绘其中可以实现各种实施例的示例性环境10。从图1开始，环境10被示为包括印刷系统12和主机14。印刷系统12通常表示被配置为产生印刷介质的印刷图像的部件的组件。印刷系统12例如可以用于印刷照片、表格、广告、彩票等。主机14通常表示能够向印刷系统12传送印刷作业的任何计算设备。主机14还可以供应允许用户获得状态信息并配置印刷系统12的用户接口。虽然被示为较大规模印刷机，但印刷系统12可以改为是较小规模的个人印刷机。

图2是环境10的示例性方框图。在本示例中，印刷系统12被示为包括介质输送器（handler）组件16、介质源18、印刷引擎20、色彩传感器22和控制器24。介质输送器16通常表示能够传送印刷介质通过印刷系统12的任何部件。印刷介质可以包括纸张、连续卷筒纸或能够在其上面形成印刷图像的任何其它介质。介质源18通常表示被配置为供应印刷介质25的任何部件。在本示例中，印刷介质25被描绘为连续卷筒纸。在其它实施方式中，印刷介质25可以采取任何数目的可能形式中的任何一个。印刷引擎20通常表示能够被用来在印刷介质25上形成期望图像的任何部件。在给定示例中，印刷引擎20可以包括被配置为分配墨的印刷头。在另一示例中，印刷引擎20可以被配置为将色粉熔化到印刷介质25。下文更详细地描述的色彩传感器22通常表示被配置为用来识别在印刷介质25上形成的样本的色彩的部件。例如，该样本可以是由印刷引擎20在印刷介质25上形成的图像或其部分。

控制器24通常表示能够指导并协调介质输送器16、印刷引擎20和色彩传感器22的操作的硬件和编程的任何组合。特别地，控制器24负责向印刷部件20和色彩传感器22传送命令。由控制器24传送的命令可以包括执行特定任务的指令以及状态查询。状态查询也可以引导印刷引擎20报告错误或警告以及与用于诸如墨或色粉的项目的可消耗使用和水平有关的其它状态信息。给定指令可以促使印刷引擎20在印刷介质25上形成期望图像。另一指令可以促使色彩传感器22产生指示在印刷介质25上形成的样本的色彩的输出。控制器24负责分析该输出以识别色彩。

色彩传感器：图3是根据实施例的示例性色彩传感器22的示例性示意侧视图。色彩传感器22被示为包括照明源26、投影光学装置28、收集光学装置30和传感器阵列32。照明源26通常表示能够产生光束34的任何部件。第一光学装置28通常表示被配置为沿着投影轴36向样本38上投射光束34的光学元件的任何组合。投影轴26表示沿着其在第一光学装置28与样本38之间投射光束34的轴。样本38通常表示在印刷介质40上形成的印刷图像或其部分。

投射的光束34在样本38上形成光斑42。光被从样本38反射。第二光学装置30表示被配置为沿着反射轴48收集从样本38反射的光46、从而将收集的光46引导到传感器阵列32上的光学元件的任何组合。反射轴48表示沿着其将从样本38反射的光引导到传感器阵列32的轴。在图3的示例中，x，y轴定义页面的表面。z轴延伸到页面中并延伸到页面之外。投影轴36和反射轴48定义照明平面。

传感器阵列32表示多个传感器，每个被配置为生成指示给定样本是否具有特定色彩的输出。然后能够分析传感器的组合输出以识别样本38的实际色彩。在给定示例中，每个传感器可以是被滤波以接受给定波长范围的光的光电二极管。例如，可以将一个传感器滤波为主要检测色彩红色，可以将另一传感器滤波为主要检测绿色等。

图4是示例性传感器阵列32的倒置示意图。在图4中，x,z轴定义页面的表面，而y轴延伸到页面中并延伸到页面之外。如所描绘的，传感器阵列32包括传感器50的栅格。转到图5，从侧视图示出了传感器阵列32，其中，光52被沿着反射轴48引导到传感器50上。在图5中，x，y轴定义页面的表面，而z轴延伸到页面中并延伸到页面之外。在本示例中，光52以跨越被标记为A1、A2、A3和A4的传感器50的模式分布。由被引导到传感器阵列32上的光52的光斑54来指示该分布。

许多因素可能影响光如何被引导到传感器50周围的传感器阵列32上。参考图3，例如，可以将收集光学装置30配置为收集由位于远离传感器阵列32特定距离处的某种类型的印刷介质反射的光。诸如光滑和粗糙的不同印刷介质类型具有不同的散射分布图，意味着光从每个以不同的方式反射。因此，收集光学装置30可以在传感器阵列32上分布与光滑印刷介质不同地从粗糙印刷介质反射的收集光52。此外，由于许多原因，样本38可以被定位为比预期的更接近于传感器阵列32，导致与介质位置有关的收集光52的不同分布。

在图6中，不同的分布是由样本38的预期位置相对于收集光学装置30和色彩传感器32（未示出）的位置的移位引起的。这里，用虚线来指示样本38的预期位置，而用实线来示出样本38'的实际位置。如所描绘的，样本38'被定位为比预期的更接近于收集光学装置30。因此，被引导到样本38'上的光束34的光斑42'被定位为比预期的更接近于收集光学装置30，并且在收集光学装置30的视场内横向地移位。预期位置的变化可以是例如由较厚的印刷介质40'的使用或在印刷介质40'中形成的褶皱引起的。样本38'的预期位置的变化促使收集光学装置30以非预期方式来引导反射光46，导致与在介质处于诸如图3和5所示的标称位置上的情况下相比不同的跨越色彩传感器32的光分布。

图7描绘不同分布的示例。类似于图5，图7从侧视图描绘传感器阵列32，其中，光56被沿着反射轴48引导到传感器50上。在图7中，x，y轴定义页面的表面，而z轴延伸到页面中并延伸到页面之外。在本示例中，光56跨越传感器50被不均匀地分布。由被引导到传感器阵列32上的光56的光斑58来指示该不均匀分布。这里，被标记为A3的传感器50上的光56的强度大于被引导到标记为A1、A2和A3的传感器50上的光的强度。标记为A2和A4的传感器50上的光的强度大于标记为A1的传感器50上的光56的强度。

比较图5和7，假设标记为A1的传感器50是被配置为供在检测特定色彩的光时使用的已滤波光电二极管。假设在印刷介质上形成了该色彩的样本，图5中的光54被以允许传感器A1产生指示该色彩的输出的方式引导到该传感器A1上。图6的示例中的传感器A1的输出将不同，导致所识别的色彩与实际上在印刷介质上形成的不同。

图8是示例性传感器阵列32'的倒置示意图。在图8中，x,z轴定义页面的表面，而y轴延伸到页面中并延伸到页面之外。如所描绘的，传感器阵列32'包括多个传感器50'。每个传感器50'具有相对于宽度尺寸（W）而言拉长的长度尺寸（L）。传感器50'的长度尺寸（L）基本上相等且被对准以与由x，y轴定义的照明平面平行。每个传感器50'具有由第一和第二拉长边62和64及第一和第二相对的非拉长边66和68定义的面60。传感器50'的第一非拉长边66沿着平行于z轴且垂直于照明平面（由x，y轴定义的平面）的轴70对准。

转到图9，从侧视图示出了传感器阵列32，其中，光72被沿着反射轴48引导到传感器50'上。在图9中，x，y轴定义页面的表面，而z轴延伸到页面中并延伸到页面之外。在本示例中，光72跨越标记为A1'的传感器50'均匀地分布。由传感器阵列32'上的光72的光斑74来指示该均匀分布。

如前文所讨论的，许多因素可能影响光如何被引导到传感器阵列32'上。图10描绘不均匀分布的示例。类似于图9，图10从侧视图描绘传感器阵列32'，其中，光76被沿着反射轴48引导到标记为A1'的传感器50'上。在图10中，x，y轴定义页面的表面，而z轴延伸到页面中并延伸到页面之外。在本示例中，光76跨越传感器50'不均匀地分布。由被引导到传感器阵列32'上的光76的光斑78来指示该不均匀分布。

这里，虽然光76被不均匀地分布，但至少沿着x轴的不均匀分布完全落在标记为A1'的传感器50'上。比较图9和10，在每个示例中标记为A1'的传感器50'基本上收集相同的光强度，虽然该光的分布不同。由于在每个示例中收集的光的强度或总量基本上是相同的，所以图9和10的示例中的传感器50'的输出也基本上是相同的。假设标记为A1'的传感器50'是配置为供在检测特定色彩的光时使用的已滤波光电二极管，并且在印刷介质上形成该色彩的样本。图9中的光74被以允许传感器A1'产生指示该色彩的输出的方式引导到标记为A1'的传感器50'上。图10的示例中的传感器A1'的输出将基本上是相同的，促使所识别的色彩基本上与实际上在印刷介质上形成的相同。换言之，即使在图9和10之间分布不同，标记为A1'的传感器50'的输出仍基本上是相同的。因此，使用那些输出识别的色彩基本上是相同的。

图11是示例性传感器阵列32''的倒置示意图。在图11中，x,z轴定义页面的表面，而y轴延伸到页面中并延伸到页面之外。如所描绘的，传感器阵列32''包括多个传感器50''。每个传感器50''具有相对于宽度尺寸而言拉长的长度尺寸（L）。 传感器50''的长度尺寸（L）基本上相等且被对准以与由x，y轴定义的照明平面平行。每个传感器50"具有由第一和第二拉长边62"和64"及第一和第二相对的非拉长边66"和68"定义的面60"。传感器50"的第一非拉长边66"沿着平行于图11的z轴且垂直于照明平面（由x，y轴定义的平面）的轴70"对准。

传感器50''被示为具有变化的宽度尺寸。特别地，标记为D1''的传感器50''被示为具有宽度尺寸W1，而标记为D4''的传感器50''被示为具有大于W1的宽度尺寸W2。返回参考图3，照明源26可以产生宽光谱的光。然而，该光的某些色彩分量可能不如其它分量那样强。例如，照明源可以结合能够产生与诸如黄色的另一色彩的强度相比具有低强度的蓝色的白光的发光二极管。换言之，产生的光包括一定光谱的波长。蓝光波长下的光的强度小于黄光波长下的光的强度。在本示例中，标记为D1''的传感器50''被滤波为检测黄光，而标记为D4''的传感器50''被滤波为检测蓝光。标记为D4''的传感器50''的宽度尺寸（W2）与标记为D1''的传感器50''的宽度尺寸（W1）相比被放大。增加的宽度扩大了用于收集蓝光的表面面积。因此，标记为D4''的传感器50''被进行面积缩放以使其输出与标记为D1的传感器50''的输出相等。

操作：图12是描绘为了实现实施例采取的步骤的示例性流程图。在讨论图12时，对图3～11的图示进行参考。进行这些参考是为了提供上下文示例。然而，实施方式不限于那些示例。提供具有多个传感器的传感器阵列（步骤80）。每个传感器具有宽度尺寸和相对于宽度尺寸被拉长的长度尺寸。所述多个传感器的长度尺寸基本上彼此相等且平行于由第一轴和第二轴定义的平面。图8和11的传感器阵列32'和32''是在步骤80中提供的传感器阵列的示例。参考图3，投影轴36是步骤80的第一轴的示例，而收集轴48是第二轴的示例。关于图3讨论的照明平面是步骤80的平面的示例。

沿着第一轴投射光束（步骤82）。该光束被引导以从样本反射。在一个实施方式中，可以在印刷介质上形成该样本。在传感器阵列处收集沿着第二轴从样本反射的光（步骤84）。返回参考图3，可以由沿着投影轴36将光束34引导到样本38上的投影光学装置28来实现步骤82。可以由将沿着收集轴48从样本38反射的光引导到传感器阵列32上的收集光学装置30来实现步骤84。

在给定实施方式中，步骤84中的收集包括将反射光的光斑引导到已在步骤80中提供的传感器阵列上。所提供的传感器阵列的每个传感器的长度尺寸基本上等于或大于该光斑的直径。图9和11的传感器阵列32'和32''提供其中传感器50'和50''的长度尺寸等于或大于光斑74和78的直径的示例。

在步骤80中提供的传感器阵列的每个传感器可以包括由相对的第一和第二非拉长边及第一和第二拉长边定义的面。传感器的第一非拉长边沿着垂直于第二轴的第三轴相互对准。图9和11的传感器阵列32'和32''提供其中第一非拉长端部66'和66''分别沿着轴70和70''对准的示例。请注意，轴70和70''垂直于x和y轴。

在步骤82中投射的光束可以包括具有第一波长范围和第一强度的第一分量以及具有第二波长范围和大于第一强度的第二强度的第二分量。在本示例中，步骤80中的提供包括提供具有多个传感器的传感器阵列。所述多个传感器中的第一传感器被滤波为用于第一波长范围，并且所述多个传感器中的第二传感器被滤波为用于第二波长范围。所述多个传感器中的第一传感器具有比所述多个传感器中的第二传感器的宽度尺寸大的宽度尺寸。图11的传感器阵列32''提供示例。标记为D1的传感器50''具有宽度尺寸W1。标记为D4''的传感器50''具有大于W1的宽度尺寸W2。换言之，标记为D4''的传感器50''被面积缩放为使其输出与传感器阵列32''的其它传感器50''相等。

步骤84中的收集可以包括在已在步骤80中提供的传感器阵列处收集从在第一类型的第一印刷介质上形成的第一样本反射的光，并且然后收集从在不同于第一类型的第二类型的第二印刷介质上形成的第二样本反射的光。第一和第二样本具有基本上相同的色彩。然而，从第一样本反射的光具有第一散射分布图，并且从第二样本反射的光具有不同于第一散射分布图的第二散射分布图。分析与从第一样本反射的光相对应的传感器阵列的第一输出以识别第一色彩。分析与从第二样本反射的光相对应的传感器阵列的第二输出以识别第二色彩。尽管两种印刷介质类型的散射模式不同，但所识别的第二色彩基本上与所识别的第一色彩相同。该结果至少部分地是由于传感器的取向和伸长。

步骤84中的收集可以包括在已在步骤80中提供的传感器阵列处收集从在第一印刷介质上形成的第一样本反射的光。该样本被沿着第二轴定位为与传感器阵列相距第一距离。随后，收集从在第二印刷介质上形成的第二样本反射的光。第二样本被沿着第二轴定位为与传感器阵列相距第二距离。第二距离小于第一距离，并且第一和第二样本具有基本上相同的色彩。分析与从第一样本反射的光相对应的传感器阵列的第一输出以识别第一色彩。分析与从第二样本反射的光相对应的传感器阵列的第二输出以识别第二色彩。尽管两个样本的位置不同，但所识别的第二色彩基本上与所识别的第一色彩相同。该结果至少部分地是由于传感器的取向和伸长。

结论：图1和2所示的印刷系统12是其中可以实现本发明的实施例的示例性设备。然而，实施方式不受此限制。可以在其中期望识别样本的色彩的任何环境中实现实施例。图3～11的图示出了各种实施例的架构、功能和操作。图2中的块控制器24被部分地定义为程序。控制器24可以至少部分地表示构成实现（一个或多个）指定逻辑功能的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段或部分。控制器26还可以表示实现（一个或多个）指定逻辑功能的电路或许多互连电路。

虽然图12的流程图示出特定执行顺序，但执行的顺序可以与所描绘的不同。例如，可以相对于所述的顺序扰乱两个或更多方框的执行的顺序。并且，可以并发地或部分同时地执行连续示出的两个或更多方框。所有此类变化在本发明的范围内。

已经参考前述示例性实施例示出并描述了本发明。然而，应理解的是在不脱离在以下权利要求中定义的本发明的精神和范围的情况下可以实现其它形式、细节和实施例。

Claims (15)

1.一种色彩传感器阵列，包括多个传感器，其中： 

所述多个传感器中的每一个具有宽度尺寸和相对于宽度尺寸被拉长的长度尺寸，传感器的长度尺寸基本上彼此相等且平行于照明平面； 

所述多个传感器中的每一个包括由相对的第一和第二拉长边及相对的第一和第二非拉长边定义的面，所述多个传感器的第一非拉长边沿着基本上垂直于照明平面的轴相互对准。

2.权利要求1的传感器阵列，其中，所述多个传感器的长度尺寸基本上等于或大于被引导到传感器阵列上的光的光斑的直径。

3.权利要求1的传感器阵列，其中，所述多个传感器中的第一传感器被滤波为用于第一波长范围且所述多个传感器中的第二传感器被滤波为用于第二波长范围，所述多个传感器中的第一传感器具有比所述多个传感器中的第二传感器的宽度尺寸大的宽度尺寸。

4.一种色彩传感器，包括照明源、第一光学装置、第二光学装置和传感器阵列，其中： 

所述传感器阵列包括多个传感器，每个传感器具有宽度尺寸和相对于宽度尺寸被拉长的长度尺寸，传感器的长度尺寸基本上彼此相等且平行于由第一轴和第二轴定义的平面； 

所述照明源被配置为产生光束； 

所述第一光学装置被配置为沿着第一轴将光束投射到样本上； 

所述第二光学装置被配置为沿着第二轴收集从样本反射的光，从而将收集的光引导到所述多个传感器上。

5.权利要求4的色彩传感器，其中，所述第二光学装置被配置为将反射光的光斑引导到所述多个传感器上，并且其中，所述多个传感器的长度尺寸基本上等于或大于所述光斑的直径。

6.权利要求4的色彩传感器，其中，每个传感器包括由相对的第一和第二拉长边及第一和第二非拉长边定义的面，所述多个传感器的第一非拉长边沿着基本上垂直于第二轴的第三轴相互对准。

7.权利要求6的色彩传感器，其中： 

所述照明源被配置为投射包括第一分量和第二分量的光，所述第一分量具有第一波长范围和第一强度，所述第二分量具有第二波长范围和大于第一强度的第二强度；以及 

所述多个传感器中的第一传感器被滤波为用于第一波长范围，并且所述多个传感器中的第二传感器被滤波为用于第二波长范围，所述多个传感器中的所述第一传感器具有比所述多个传感器中的所述第二传感器的宽度尺寸大的宽度尺寸。

8.一种色彩感测方法，包括： 

提供具有多个传感器的传感器阵列，每个传感器具有宽度尺寸和相对于宽度尺寸被拉长的长度尺寸，传感器的长度尺寸基本上彼此相等且平行于由第一轴和第二轴定义的平面； 

沿着第一轴投射光束从而将光束引导到在印刷介质上形成的样本上； 

在传感器阵列处收集沿着第二轴从样本反射的光。

9.权利要求8的方法，其中，收集包括将反射光的光斑引导到色彩传感器上，并且其中，每个传感器的长度尺寸基本上等于或大于所述光斑的直径。

10.权利要求8的方法，其中，提供包括提供具有多个传感器的传感器阵列，其中，每个传感器包括由相对的第一和第二拉长边及第一和第二非拉长边定义的面，所述多个传感器的第一非拉长边沿着基本上垂直于第二轴的第三轴相互对准。

11.权利要求10的方法，其中： 

投射光束光包括投射包括第一分量和第二分量的光束，第一分量具有第一波长范围和第一强度，第二分量具有第二波长范围和大于第一强度的第二强度；以及 

提供包括提供具有多个传感器的传感器阵列，其中，所述多个传感器中的第一传感器被滤波为用于第一波长范围，并且所述多个传感器中的第二传感器被滤波为用于第二波长范围，所述多个传感器中的所述第一传感器具有比所述多个传感器中的所述第二传感器的宽度尺寸大的宽度尺寸。

12.权利要求8的方法，其中，收集包括： 

在传感器阵列处收集从在第一类型的第一印刷介质上形成的第一样本反射的光；以及 

在传感器阵列处收集从在不同于第一类型的第二类型的第二印刷介质上形成的第二样本反射的光； 

其中，所述第一和第二样本具有基本上相同的色彩，从第一样本反射的光具有第一散射分布图且从第二样本反射的光具有不同于第一散射分布图的第二散射分布图。

13.权利要求12的方法，还包括： 

分析与从第一样本反射的光相对应的传感器阵列的第一输出以识别第一色彩；以及 

分析与从第二样本反射的光相对应的传感器阵列的第二输出以识别第二色彩，所识别的第二色彩基本上与所识别的第一色彩相同。

14.权利要求8的方法，其中，收集包括： 

在传感器阵列处收集从在第一印刷介质上形成的第一样本反射的光，该样本被沿着第二轴定位为与传感器阵列相距第一距离；以及 

在传感器阵列处收集从在第二印刷介质上形成的第二样本反射的光，所述第二样本被沿着第二轴定位为与传感器阵列相距第二距离； 

其中，第二距离小于第一距离，并且第一和第二样本具有基本上相同的色彩。

15.权利要求14的方法，还包括： 

分析与从第一样本反射的光相对应的传感器阵列的第一输出以识别第一色彩；以及 

分析与从第二样本反射的光相对应的传感器阵列的第二输出以识别第二色彩，所识别的第二色彩基本上与所识别的第一色彩相同。

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