CN102666104B

CN102666104B - 校准反射密度仪

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Publication number: CN102666104B
Application number: CN200980161523.1A
Authority: CN
Inventors: 威廉·D·霍兰
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: WO2011053323A1; CN102666104A; EP2493691A1; US20120201559A1

Abstract

印刷机设备100包括反射密度仪102，反射密度仪102包括光传感器104和处理器106，光传感器104在一系列的测量中检测从每个页面上的每个颜色片所反射的光，处理器106连接至光学传感器104并管理校准和测量运算。所述处理器106确定所述照明的光泽分量的大小，并比较来自所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小。

Description

校准反射密度仪

背景技术

商业数码印刷机可产生质量与传统平板印刷机的质量相媲美的印刷输出。虽然印刷工艺变化不可避免，但通过对印刷页面上的油墨密度进行测量以及印刷工艺的反馈控制可获得高输出质量以及一致的颜色再现。理想情况下，每个印刷机都具有扫描印刷页面来提供反馈的一个以上的反射密度仪。遗憾的是，密度仪的价格相当高，例如工业设备价值$500至$2000或更高。

通常可以通过降低油墨密度测量的精确度，因而降低输出质量并且降低颜色再现保真度，来构建廉价的反射密度仪。一种降低成本的可能方法是对管理国际标准化组织(ISO)标准所要求的光学系统进行简化。规定所要求的反射密度测量的光学几何结构的管理标准文件为ISO标准5-4：1995，摄影-密度测量-部分4：反射密度的几何条件。该标准规定了复杂的光学几何结构来实现仪器水平和制造商互换性，包括从45±5°的环形区域进行照明并在0±5°的锥体中对反射光进行检测。角是关于页面法线测量得到的。图9为示出标准光学几何结构的示意图。该图示出用于对样品进行照明的45±5°的环形光锥。该图还示出从样品进行采集的0±5°的光锥。该几何结构图示了环形流入模式。

在摄影中，利用被称为“平面”照明的照明来弱化表面纹理和光泽。由于光是漫射的因而从所有方向均匀地射向物体，从而产生平面照明的质量。ISO标准要求根据环形流入模式的环形照明，因此仅从45°±5°倾斜角的所有方位角方向进行照明，产生近似平面照明。45°的照明结合0°的检测也弱化了光泽或镜面反射。镜面反射发生在油墨或纸的上表面，倾向于被水平偏振且倾向于具有光源的光谱。漫反射发生在油墨和纸的内部，倾向于被不规则偏振且具有印刷品的光谱。所期望的是仅仅检测漫反射的光。标准光学几何结构选择性地采集漫反射的光，而不采集镜面反射的光。纸和着色剂(油墨)确定漫反射光的强度以及颜色或光谱，而镜面反射出现在空气与纸或油墨的界面处。镜面反射的光谱倾向于发光体的光谱，且倾向于定向。镜面反射还倾向于在印刷和未印刷(纸)区域中的整个页面上是均匀的。实际上，最高的印刷质量的页面具有均匀的光泽(镜面反射)。

反射密度测量的ISO标准光学几何结构具有所描述的形式，可能得到来自不同制造商的密度仪之间的互换性。遗憾的是，该几何结构是昂贵的，且制作完全符合ISO标准的传感器是困难的。

图10A和图10B为示出符合ISO标准的光学几何结构的现有技术传感器1000的示例的二维截面框图和示意图。光从光源1002，例如50瓦钨灯出射，被环形反射镜1004采集并弯曲90°的方向，从而对印刷板1008进行照明，其中环形反射镜1004在截面图中示为两个凹光学元件1006A和1006B。环形反射镜1004可产生理想的环形照明。在示意传感器中，两个反射的凹光学表面1006A为可用于实现环形反射镜1004的照明光学元件。传感器1000包括衍射光栅1010和传感器阵列1012，以形成可测量可见光谱区域的光强度的精确光谱仪1014。传感器1000绕光学照明路径的垂直轴成图状对称，光学照明路径与简单的一维光学测量路径一起例如包括偏转反射镜1004，沿光学光导1016，至衍射光栅1018。光路1016与理想的ISO标准光路具有良好的对应。

反射密度仪的一种廉价实施是以30±5°从单一方向照明，并以0±5°检测反射光。问题是从比45°小的一个角度的单一方向照明强化了不利的镜面或光泽反射，例如当使印刷页与桌灯保持斜角来观察光泽时就会发生这种情况。问题在于相比于期望的漫反射，镜面反射的大小可能是相当大的，尤其是在较暗的印刷区域，该区域趋向100％的密实油墨覆盖率。另一示例反射密度仪利用与页面成45°的三个光源，三个光源围绕环等距离间隔开(相距120°)。虽然不是真正的环形照明器，但与点光源相比，还是得到了照明均匀性上的改进。另一示例反射密度仪利用位于点光源和纸之间、具有用于阻挡漫射光的合适的阻光部的环状反射镜。光从该点光源发出，射到反射镜，并通过环形区域被反射到页面。

附图说明

通过参考下面描述和附图可更好地理解有关结构和运算方法的本发明的实施例：

图1A和图1B为示出对反射密度仪执行校准的印刷机设备的实施例的示意图；

图2为描绘产品形式的由计算机实现的系统实施例的示意框图，其中产品用于在印刷机设备中对反射密度仪进行校准；

图3为示出图1A、图1B和图2中描绘的传感器的光学几何结构的三维图；

图4A和图4B为例示用于校准印刷机中的反射密度仪的方法的一个以上实施例或方面的流程图；

图5A和图5B示出描绘可用于确定校准系数的递归搜索算法实施例的采用c语言形式的简化计算机代码序列；

图6A至图6G为例示反射密度仪相对于实验室参考密度仪的示例校准的数据表和曲线图；

图7为例示用于密度仪的传感光学装置实施例的光学示意图的二维侧视图；

图8A和图8B分别为描绘传感器光学装置实施例的三维和摄影透视示意图(取向不同)；

图9为示出针对反射密度的国际标准化组织(ISO)标准光学几何结构的图；

图10A和图10B为例示符合ISO标准光学几何结构的现有技术传感器示例的框图和示意图；

图11为例示传统的使用偏振滤波器来削弱光泽的透视示意图。

具体实施方式

印刷机、系统以及相关方法的实施例对反射密度仪使用三点校准。

所描述的方法使得可以确定或计算所检测到的光的反射分量的大小，并从由廉价反射密度仪得到的密度测量结果中去除反射分量的影响。

通过对页面上的每一处油墨的密度进行测量和控制可得到数码印刷机的一致颜色再现。反射密度仪用于测量油墨密度。在一个实施例中，反射密度仪以30°照射页面上的一片(patch)，并以0°检测漫反射光的量，其中角度是相对于页面表面法线而言的。理想情况下，照明是45°的环形，提供可弱化光泽(镜面反射)的“平面”特性的照明。实际上，可使用单个发光二极管(LED)。使用单个LED以30°照明时，检测到的光具有相当大的光泽分量，这是不希望的但又不可避免的。提出对反射密度仪进行三点校准，其确定光泽分量的大小，并将所确定的大小从随后的测量结果中减去。将纸(0％)、密实(solid)油墨(100％)以及中间色调(mid-tone)水平(大约90％油墨覆盖率)的片的测量结果与理想值比较，来确定3点校准的系数。然后在运算中，在方程式中利用校准系数来计算作为所测得的反射光的量的函数的光密度。

根据这里公开的印刷机设备实施例，反射密度仪可包括便宜的光学传感器，其具有以30°发光的单个发光二极管(LED)光源、透镜和阻光部，以及以0°检测的光电探测器IC(集成电路)。所得到的反射密度仪比三个光源的反射密度仪或具有环状反射镜的反射密度仪便宜得多，且可作为精确反射密度仪使用。

所描述的校准技术通过使能利用较低成本的密度仪，同时保持卓越的、一致的颜色质量，而使印刷系统成本大大降低。

参照图1A，示意图例示对反射密度仪进行校准的印刷机设备100的实施例。印刷机设备100包括反射密度仪102，反射密度仪102包括光学传感器104和处理器106，光学传感器104在一系列的测量中检测从页面上的一片所反射的光，处理器106连接至光学传感器104并管理校准运算。处理器106确定照明的光泽分量的大小，并比较所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小。

在校准过程中，处理器106通过计算所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小并将测量结果与由外部参考密度仪确定的正确的光密度值进行比较，来确定反射光的不利的镜面或光泽分量的大小。在运算过程中，在计算一片的测得的光密度之前减去来自该片的反射光的光泽分量。

因此，在示例实施中，处理器106可依靠实验室参考反射密度仪对构造有传感器104的反射密度仪进行三点校准。在反射密度仪102中，传感器104照射三个印刷测试片，并检测从每个片反射的光的强度。第一片可为纸(0％油墨覆盖率)，第二片可为中间色调(灰阶)(大约80％-90％油墨覆盖率)，第三片可为密实油墨(100％油墨覆盖率)。可利用实验室标准反射密度仪来测量每一片的光密度。然后，处理器106进行三点校准来确定三个校准系数，这三个校准系数用于计算作为所检测到的光强的函数的反射密度。密度仪测得的结果与实验室标准密度仪得到的测量结果相差不超过±0.01OD(光密度)。

在示例应用或实施中，通过确定三种油墨覆盖率处，例如包括接近0％油墨覆盖率、中间色调覆盖率以及接近100％油墨覆盖率处的照明光泽分量的大小并从测量结果中减去该大小，处理器106可对反射密度仪102执行三点校准。

在另一个示例应用或实施中，处理器106可参考实验室参考反射密度仪，使用光学传感器104和传感器光学装置112，来对反射密度仪102进行三点校准。处理器106可控制光学传感器104来照射三个印刷测试片，检测从这些片反射的光强度，并使用校准系数计算作为所检测到的光强度的函数的反射密度，其中校准系数是利用实验室标准密度仪确定的。

可以选择不同油墨覆盖率的测试片，使得至少两个测试片具有强漫反射，因此所测得的光密度不主要取决于光泽分量，还使得至少一个测试片具有弱漫反射，因此所测得的光密度主要取决于光泽分量。

在示例三个片的应用中，三个片的油墨覆盖率可被选择为使得两个片(纸、中间色调)具有强漫反射，第三片(100％密实)不具有强漫反射。由此，对前两个片来说，所测得的光密度不主要取决于光泽分量，但对第三片来说，所测得的光密度则必定主要取决于光泽分量。光泽分量期望为来自纸的反射的大约1％，使得该光泽分量等于100％密实深黑处的漫射分量(光密度＝2.0，或1％漫反射)，其被减去。

在典型实施例中，印刷机设备100可为彩色印刷机设备，其中处理器106利用所存储的针对各种油墨颜色的校准系数的分立集合，来针对多种油墨颜色进行校准。

因此，可以针对每种油墨颜色以及为每种油墨颜色保存的校准系数的分立集合来重复校准过程。通常，油墨颜色为印刷工艺颜色(青色、品红、黄色、黑色)，但是也可校准例如在惠普靛蓝商业数码印刷机(IndiChrome蓝色或橙色、特制混合色)中使用的其它油墨颜色。

将所测得的光密度(OD)定义为被转换为电压的反射光强度(光转电压或LTV)的函数：

OD＝log₁₀(100％反射片的LTV)-log₁₀(测量片的LTV)。

理想100％反射片的LTV值事先是未知的，因此减去所检测光的镜面(光泽)分量，重新建立方程：

OD＝b-a log₁₀(测量片的LTV-c)。

其中，a、b和c为系数。由于该对数的底数是固定的，且在LTV值中不包括非线性项，因此系数a近似为1。系数b主要取决于理想100％反射片的LTV值。系数c主要取决于光泽(镜面)反射的强度。将系数c代入方程中，解得由镜面(光泽)反射所导致的LTV分量，该LTV分量被减去。系数a、b和c仍待确定。

对于通过实验室参考密度仪所测量的三个片{P₁，P₂，P₃}密度可表示为{OD₁，OD₂，OD₃}，所测量的LTV值表示为{LTV₁，LTV₂，LTV₃}。因此，可解析地或数字地解出关于系数a、b和c的三个非线性方程的组。

相应地，印刷机设备100可进一步包括计算校准系数的至少一个集合的逻辑模块108，其中所测得的光密度(OD)定义为被转换为电压的反射光强度(光转电压LTV)的函数。逻辑模块108可通过同时解以下方程确定系数a、b、c：

OD₁＝b-a log₁₀(LTV₁-c)

OD₂＝b-a log₁₀(LTV₂-c)

OD₃＝b-a log₁₀(LTV₃-c)

其中，(OD₁，OD₂，OD₃)为通过实验室参考密度仪测得的密度，(LTV₁，LTV₂，LTV₃)为对应于测试片(P₁，P₂，P₃)所测得的LTV值。

在实践中，可执行假设系数c的值的算法。那么剩余的方程可形成容易解得系数a和b的值的线性方程组。将由密度仪计算得到的密度表示为{OD₄，OD₅，OD₆}，其是系数a、b和c以及由{LTV₁，LTV₂，LTV₃}表示的测得的LTV值的函数，则测得的OD_S表示如下：

OD₄＝b-a log₁₀(LTV₁-c)

OD₅＝b-a log₁₀(LTV₂-c)

OD₆＝b-a log₁₀(LTV₃-c)。

反射密度仪102的测量结果与由实验室标准密度仪得到的测量结果之间的误差可根据以下方程计算：

误差＝|OD₄-OD₁|+|OD₅-OD₂|+|OD₆-OD₃|。

系数c的值处于零(光泽分量为零)和LTV₃(片P₃的整个读数为光泽，漫射分量为零)之间，限定了搜索范围。

可执行系数c的递归搜索，例如通过将搜索范围细分为十个部分，然后开始计算(作为系数c的函数)系数a和b、测量的密度{OD₄，OD₅，OD₆}以及误差。可从搜索范围的低端向高端进行搜索。增大系数c的值，误差朝着最小值减小，经过最小值，然后开始增大，据此终止当前搜索。然后重新开始新的搜索，由在最小值附近得到的系数c的值来划界。经过7或8次递归之后，系数c的值收敛为标准IEEE浮点精度，终止运算。

所描述的算法为在数学文献中存在的多种示例的求根算法的一个示例。可利用另一种方法重新建立误差方程：

误差＝(OD₄-OD₁)²+(OD₅-OD₂)²+(OD₆-OD₃)²

然后设置导数d(误差)/dc＝0，来得到最小且期望的系数c的值。绝对值|x|可被转换为平方值x²，使得该导数可被解析计算出。所得到的系数c的值在数学文献中被称为“最小均方误差”。

可利用数字示例来举例说明递归算法的结果：

{OD₁，OD₂，OD₃}＝{0.063，0.948，1.647}

{LTV₁，LTV₂，LTV₃}＝{2.440619，0.361546，0.109575}

该算法在系数a、b和c为如下时终止：

a＝1.005662

b＝0.444407

c＝0.045869

相应地，可计算出所测得的ODs：

{OD₄，OD₅，OD₆}＝{0.063，0.948，1.647}

这与来自实验室参考密度仪的测量结果一致。

参照图1B，印刷机设备100B的一实施例可包括印刷机110，其包括反射密度仪102。

参照图2，示意框图例示产品230形式的由计算机实现的系统200的一实施例，产品230由印刷机210使用对反射密度仪202进行校准。产品230包括处理器可用的媒质232，其具有嵌入处理器206中用于校准反射密度仪202的计算机可读编程代码234。计算机可读编程代码234包括使处理器206参考实验室参考反射密度仪对使用光学传感器204的反射密度仪202进行三点校准的代码。计算机可读编程代码234进一步包括使处理器206控制光学传感器204来照射三个印刷测试片的代码、使处理器206通过传感器光学装置212检测从片反射的光强度的代码、以及使处理器206利用运用实验室标准密度仪所确定的校准系数来计算作为所检测的光强度的函数的反射密度的代码。

参照图3，三维图示出了在图1A、图1B以及图2中描述的传感器100、200的光学几何结构300。对于每一种色彩，传感器100、200用处于30°的单个LED(发光二极管)取代ISO标准中的环形照明。在示意实施例中，传感器100、200可具有对应于红色、绿色和蓝色色彩的三个LED。每次仅启动一个LED，来选择一个RGB(红绿蓝)测量波长，因而每次仅进行一种色彩(CMYK)的油墨密度测量。这在反射密度计量法中是常用的。当启动另外的LED时，可进行另外的测量，从而获得所有三个RGB原色的反射密度测量结果。由于绿光波长与人对亮度的视觉响应最为匹配，因此通常启动绿色LED来测量黑色油墨(K)。

光学几何结构300产生非常定向的照明，这倾向于强化表面纹理。该定向的照明不以45°而是以30°照明，这不利地强化了光泽。因此，该光学几何结构并不理想，但使操作极其廉价的传感器能够达到可接受的测量精确度。

参照图4A和图4B，流程图例示用于校准印刷机中的反射密度仪的方法的一个或多个实施例或方面。图4A描绘用于校准印刷机设备的方法400，包括以下步骤：在一系列的测量中检测402来自页面上的一片的反射光；确定404反射光的光泽分量的大小；以及比较406来自所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小。

参照图4B，用于校准印刷机设备的方法410包括以下步骤：将测得的光密度(OD)定义412为被转换为电压的反射光强度(光转电压LTV)的函数，并通过同时解以下方程而计算出414校准系数a、b、c的至少一个集合：

OD₁＝b-a log₁₀(LTV₁-c)

OD₂＝b-a log₁₀(LTV₂-c)

OD₃＝b-a log₁₀(LTV₃-c)

通过计算来自所选不同油墨覆盖率(不同片)处的多个测量结果的光泽分量的大小以及将测量结果与由外部参考密度仪所确定的正确光密度值进行比较，来确定来自一片的反射光的不利镜面或光泽分量的大小。然后在运算过程中，在计算一片的所测得的光学密度之前减去来自该片的反射光的光泽分量。减去不利的光泽分量仅留下所期望的漫射分量。

参照图5A和图5B，采用c语言形式的简化的计算机代码序列描绘了可用于确定校准系数的递归搜索算法的实施例。

参照图6A至图6G，若干数据表和曲线图例示反射密度仪关于实验室参考密度仪的示例校准。在该示例中，可通过多种颜色的每一种的包括0％覆盖率(纸)、100％覆盖率(密实)以及大约90％覆盖率(中间色调)的印刷测试片，来校准反射密度仪。

利用台式实验室参考密度仪来测量片的光密度(OD)。校准之后，反射密度仪的测量结果应当与实验室参考密度仪一致。

校准的目的是确定每种颜色的校准系数a、b和c，其显示每一个片的LTV电压(反射密度仪内部的光转电压传感器集成电路的输出)的对数(底数10)与由实验室参考密度仪所测量的光密度的关系。

光密度(OD)的定义为：

OD(反射率)：＝-log(反射率)(log底数10)

因此，例如，如果反射率＝0.095，那么计算出的OD(反射率)等于1.022276。

反射率从理想的100％白色反射镜的1.0到具有1.5至2.0的黑色OD的样品的大约0.03到0.01。

在反射密度仪(RD)中的固件可利用下述方程来根据LTV电压计算OD(RD_OD)：

RD_OD(a，b，c，LTV_电压)＝b-a·log(LTV_电压-c)。

图6A为示出从灰度坡(0％、10％、20％、...、80％、90％、100％、200％覆盖率)的片条测得的样品LTV电压的数据表。标出的三个条是为三点校准而选择的。200％覆盖率点对应于油墨颜色的双重印刷，并且可能在测量结果中表现为异常值。在光学检查时，具有该覆盖率的片的光泽与其余的不同。实践中，印刷机不会测量除单次印刷(0％至100％覆盖率)之外的任何的光密度。图6B为描绘所选择的校准片的结果的数据表。

系数a和b可计算为与实验室参考密度仪的OD(LRD_OD)和LTV电压的对数有关的线的斜率和截距。理想情况下，系数a等于1，因为其它值暗示异常的幂律拟合。方程y＝a·log(x)等同于y＝log(x^a)。实际上，对于理想的反射镜(OD＝0.0)来说，系数b为(LTV_电压-c)的对数。因此：

系数_b：＝LRD_OD+a·log(LTV-c)

系数c与光泽(镜面反射)的不利检测有关。理想情况下，仅会检测到来自漫反射的光。

系数c通过闭式解法难以获得，而通过迭代法可较容易得到。系数c的值处于c＝0(未检测到镜面光)和c＝LTV_密实(从密实片检测的光全部为镜面反射光)之间。

处理系数c的值，误差在c＝0.0458694时归于零，如以下连续方程所示的：

LTV_密实＝0.109575；

c：＝0.0458694；

a1：＝系数_a(c，LTV_纸，LTV_密实，LRD_OD_纸，LRD_OD_密实)；

＝1.005662；

a2：＝系数_a(c，LTV_纸，LTV_中间色调，LRD_OD_纸，LRD_OD_中间色调)；

＝1.005662；

a3：＝系数_a(c，LTV_中间色调，LTV_密实，LRD_OD_中间色调，LRD_OD_密实)；

＝1.005662；

a：＝(a1+a2+a3)/3＝1.005662；

b1：＝系数_a(a，c，LTV_密实，LRD_OD_密实)＝0.444407；

b2：＝系数_a(a，c，LTV_中间色调，LRD_OD_中间色调)＝0.444407；

b3：＝系数_a(a，c，LTV_纸，LRD_OD_纸)＝0.444407；

b：＝(b1+b2+b3)/3＝0.444407；

OD_纸：＝RD_OD(a，b，c，LTV_纸)＝0.063000；

OD_中间色调：＝RD_OD(a，b，c，LTV_中间色调)＝0.948000；

OD_密实：＝RD_OD(a，b，c，LTV_密实)＝1.647000；

误差1：＝|OD_纸-LRD_OD_纸|/＝0.000000；

误差2：＝|OD_中间色调-LRD_OD_中间色调|/＝0.000000；

误差3：＝|OD_密实-LRD_OD_密实|＝0.000000；

误差＝0.000000。

参照图6C、6D和6E，数据表分别例示各自针对12个测试片的测量结果：LTV电压、RD_OD以及定义为RD_OD与LRD_OD之间的差的OD_误差。图6F和图6G为示出两次示例测试的测试片的OD_误差的曲线图。

参照图7，二维截面图为示出用于密度仪700的传感光学装置712实施例的光学示意图。传感光学装置712可被布置为至少局部安装在印刷电路(PC)板720上。例如，可作为光源工作的发光二极管(LED)704和光电探测器722集成电路可安装在PC板720上。LED 704将光通过透镜726和棱镜728引导至基板724(例如纸)。光从基板724反射通过透镜726到达光电探测器722。

用于密度仪700的传感器可被构造为例如在红光、绿光和蓝光(RGB)波长下对青色、品红和黄色(CMY)油墨密度进行三次独立的测量。绿光波长可用于黑色(K)油墨密度的测量。

光学装置712包括光采集和聚焦光学装置。在示例实施例中，整个传感器可使之合适于立方英寸。透镜726可为简单、小的、商业上可获得的透镜。

由传感光学装置712形成的光学几何结构在以不符合ISO标准5-4：1995为代价，能够在廉价布置中实现高效性能。

透镜726和棱镜728可制作在单个模制塑料块中。例如，图8A和图8B分别为描绘用于传感器800的光学装置812的实施例的三维和摄影透视示意图(取向不同)。示意光学装置812能够实现廉价光学传感器800。

示意传感器800包括三个LED 804以及包括漫射传感器830和镜面传感器832的传感器元件。

三个LED 804可相互紧密靠近地以裸片形式安装至PC板。在示例操作中，每次仅启动一个LED，来进行在单个红光、绿光或蓝光波长下的测量。传感器802可包括或省略用于镜面或光泽反射的镜面传感光电探测器832。

图11为例示用于削弱光泽的偏振滤波器的常规用法的透视示意图。光学偏振滤波器的示例配置可在光密度的测量过程中削弱光滑表面结构上的镜面或光泽反射。密度仪可测量湿油墨和干油墨，湿油墨的特征在于具有相对光滑和光泽度高的表面。油墨在干燥过程中适应纸表面的结构，因而随着干燥油墨形成不规则的粗糙的结构而失去一定的光泽。因此，基于油墨的干度或湿度，光密度测量不相同，其中湿油墨的测量密度值高于干油墨的测量密度值。

在用于补偿光密度测量的这种可变性的常规装置1100中，两个交叉的线偏振滤波器1106A、1106B可放置在光束路径1104上。光波从光源1102沿所有方向发出，利用偏振滤波器1106A、1106B来仅允许沿选定的方向移动的波通过。一些通过第一偏振滤波器1106A被偏振的光波经油墨表面以镜面方式反射，其中方向未改变。第二偏振滤波器1106B可以以与第一滤波器1106A成90°的角排列，使得反射光波不能通过，从而为测量抑制镜面反射光。穿透油墨膜且被油墨或被基板1108(纸)反射的光束失去一致的偏振，从而部分被允许经过第二偏振滤波器1106B，达到接收器1110。该技术通过阻挡被湿油墨镜面反射的部分光的操作，获得来自湿油墨和干油墨接近相同的读数。因此，光泽度较高的湿油墨就像已经干的一样被测量。偏振滤波器的吸收使得较少的反射光到达接收器，导致稍高的测量值。

相比于传统技术，在图1A、图1B、图2和图7中示出的示意传感器100、200、700由于偏振滤波器的会导致光损失(对于具有两个偏振滤波器的系统为75％至88％)的低效(25％至50％透射)因而没有合并此类滤波器。该程度的光损失在利用发光二极管(LED)作为光源的系统中将是无法接受的。因此，本文公开的传感器能够在无需使用偏振滤波器的情况下实现具有高性能的低成本系统。由于将发生的光损失，因此在公开的传感器中可省略偏振滤波器。

本文可能使用的术语“基本”、“相当”或“近似”涉及对应术语的工业可接受的公差。所述工业可接受的公差从不到1％至20％不等，且对应于但不限于功能性、值、工艺变化、大小、操作速度等。术语“连接”，如本文可能使用的，包括直接连接和通过另外的部件、元件、电路或模块的间接连接，其中对于间接连接，介入的部件、元件、电路或模块不改变信号的信息，但可能调节其电流电平、电压电平和/或功率电平。推理连接，例如其中一个元件通过推理与另一个元件连接，包括在两个元件之间以与“连接”相同的方式的直接和间接连接。

图示框图和流程图描绘了制造工艺中的工艺步骤或框。虽然特定示例举例说明了具体的工艺步骤或过程，但可以有多种可选的实施方式，且通常通过简单的设计选择来实现。基于功能、用途、标准符合、传统结构等的考虑，可以以与本文具体所描述的不同的顺序来执行过程和步骤。

虽然本发明描述了各种实施例，但这些实施例被理解为示意性的而不限制权利要求范围。描述的实施例的大量变化、修改、增加和改善是可能的。例如，本领域技术人员将容易执行必要的步骤，来提供本文所公开的结构和方法，且将明白工艺参数、材料以及尺寸仅作为示例给出。参数、材料以及尺寸可变化，来达到期望的结果以及落入权利要求的范围内的修改。也可对本文公开的实施例进行落入所附权利要求范围内的变化和修改。

Claims

1.一种印刷机设备(100)，包括：

反射密度仪(102)，包括：

光学传感器(104)，在一系列测量中检测从印刷页面上的一片反射的光；以及

处理器(106)，连接到所述光学传感器(104)，所述处理器(106)确定所反射的光的光泽分量的大小，并比较来自所述印刷页面上的所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小；以及

计算校准系数的至少一个集合的逻辑模块(108)，其中测得的光密度OD被定义为被转换为电压的反射光强度，即光转电压LTV的函数，所述逻辑模块(108)通过同时解以下方程来确定系数a、b、c：

OD₁＝b-a log₁₀(LTV₁-c)

OD₂＝b-a log₁₀(LTV₂–c)

OD₃＝b-a log₁₀(LTV₃–c)

其中，OD₁,OD₂,OD₃为由实验室参考密度仪测得的密度，LTV₁,LTV₂,LTV₃为对应于测试片P₁,P₂,P₃测得的LTV值。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，进一步包括：所述处理器(106)在包括近似0％油墨覆盖率、中间色调以及近似100％油墨覆盖率的三个油墨覆盖率处对所述反射密度仪(102)执行三点校准、确定所反射的光的光泽分量的大小以及从测量结果中减去该大小。

3.根据权利要求1所述的设备(100)，进一步包括：所述处理器(106)参考实验室反射密度仪对使用所述光学传感器(104)的所述反射密度仪(102)执行三点校准，所述处理器(106)控制所述光学传感器(104)来照射三个印刷测试片、检测从所述片反射的光强度、以及使用校准系数来计算作为所检测到的光强度的函数的反射密度，其中所述校准系数是使用所述实验室标准密度仪确定的。

4.根据权利要求1所述的设备(100)，其中：所述不同油墨覆盖率被选择为其中至少两个测试片具有强漫反射，因而测得的光密度不主要取决于所述光泽分量，并且至少一个测试片具有弱漫反射，因而测得的光密度主要取决于所述光泽分量。

5.根据权利要求1所述的设备(100)，进一步包括：包括所述反射密度仪(102)的印刷机(110)，所述印刷机(110)可作为包括所述处理器(106)的彩色印刷机设备(100)工作，所述处理器(106)用于利用存储的各种油墨颜色的校准系数的分立集合来针对多种油墨颜色进行校准。

6.根据权利要求1所述的设备(100)，进一步包括：所述处理器(106)可操作地在校准过程中，通过计算来自所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小并将所述多个测量结果与由外部参考密度仪所确定的正确光密度值进行比较，来确定反射光的不利的镜面或光泽分量的大小；以及

所述处理器(106)可操作地在校准之后并在计算一片的测得的光密度之前，从该片中减去所述光泽分量的大小。

7.一种印刷机设备(100)，包括：

计算校准系数的至少一个集合的逻辑模块(108)，所述逻辑模块(108)计算针对彩色印刷机设备中的多种油墨颜色的校准系数的多个集合，并存储针对各种油墨颜色的校准系数，其中：所述逻辑模块(108)通过同时解以下方程确定系数a、b、c：

OD₁＝b-a log₁₀(LTV₁-c)

OD₂＝b-a log₁₀(LTV₂–c)

OD₃＝b-a log₁₀(LTV₃–c)

其中，OD₁,OD₂,OD₃为由实验室参考密度仪测得的密度，LTV₁,LTV₂,LTV₃为对应于测试片P₁,P₂,P₃测得的LTV值，

其中测得的光密度OD被定义为被转换为电压的反射光强度，即光转电压LTV的函数，以被反射密度仪(102)使用，所述反射密度仪(102)在一系列的测量中检测从印刷页面上的一片反射的光、确定所反射的光的光泽分量的大小并计算来自所述印刷页面上的所选不同油墨覆盖率水平处的多个测量结果的光泽分量的大小。

8.根据权利要求7所述的设备(100)，进一步包括：所述逻辑模块(108)在包括近似0％油墨覆盖率、中间色调以及近似100％油墨覆盖率的三个油墨覆盖率水平处计算用于对所述反射密度仪(102)进行三点校准的校准系数的至少一个集合、确定所反射的光的光泽分量的大小以及从测量结果中减去该大小。

9.根据权利要求7所述的设备(100)，其中：所述不同油墨覆盖率水平被选择为其中至少两个测试片具有强漫反射，因而测得的光密度不主要取决于所述光泽分量，并且至少一个测试片具有弱漫反射，因而测得的光密度主要取决于所述光泽分量。

10.一种用于校准印刷机设备的方法，包括：

在一系列的测量中检测(402)从印刷页面上的一片反射的光；

确定(404)所反射的光的光泽分量的大小；以及

计算(406)来自所述印刷页面上的所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小；以及

将测得的光密度OD定义(412)为被转换为电压的反射光强度，即光转电压LTV的函数；

通过同时解下列方程计算(414)校准系数a、b、c的至少一个集合：

OD₁＝b-a log₁₀(LTV₁-c)

OD₂＝b-a log₁₀(LTV₂–c)

OD₃＝b-a log₁₀(LTV₃–c)

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

在校准过程中确定反射光的不利的镜面或光泽分量的大小包括：

计算来自所选不同油墨覆盖率处的多个测量结果的光泽分量的大小；及

将所述多个测量结果与由外部参考密度仪确定的光密度进行比较；并且在校准之后的运算包括：

从一片中减去所述光泽分量的大小；以及

在减去所述光泽分量的大小之后计算该片的测得的光密度。