CN103488067B - 发光装置的光量补偿检查方法 - Google Patents
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Abstract
一种光量补偿检查方法，适用于包含多个发光元件的发光装置，其包含逐一对发光元件执行下列步骤：测量发光元件于基准时间区间内输出的原始光量；根据所测得的原始光量与基准光量产生对应发光元件的校正值；以及根据校正值调整发光元件的光输出，使原始光量达到目标光量。
Description
技术领域
本发明涉及一种光量检查方法，特别是一种发光装置的光量补偿检查方法。
背景技术
影印机、打印机传真机及多功能事务机是利用电子写真技术（Electro-photography）作为打印文件的核心技术，亦即利用特定波长的光改变静电荷（electrostaticcharge）的分布而产生写真（photographic）影像。
参照图1，为彩色打印的发光二极管（LED）打印机100的示意图。发光二极管打印机100具有分别对应于黑色、洋红色、青色及黄色的感光鼓（Photoconductivedrum）（110K、110M、110C、110Y，总称110）、打印头（Printinghead）（120K、120M、120C、120Y，总称120）及碳粉匣（Tonercartridge）（130K、130M、130C、130Y，总称130）。经过布电机构，感光鼓110表面会产生一层均匀的电荷。打印前的扫描程序是需经过曝光程序，使得欲打印的文件中的图案像素转换成可见光明暗数据。打印头120中具有多个发光二极管，其发出的光照射到感光鼓110上时，未曝光区会维持原有电位，但曝光区的电荷因曝光产生差异。曝光区的电位变化差异可吸附碳粉匣130提供的带有正/负电荷的碳粉，藉以达到打印目的。
图2为印刷浓度与感光鼓接受曝光的能量的关系图。如图2所示，印刷浓度与感光鼓的曝光能量成正相关。当感光鼓接受曝光的能量增加，打印出的浓度也随之增加，藉此可打印出灰阶度不同的文件内容。
图3为发光二极管打印机100的打印头120的外观示意图。如图3所示，打印头120包含沿一轴线140排列的多个发光芯片122。一般而言，每一发光芯片122包含数千个直线排列的发光二极管。当发光芯片122沿轴线140排列时，发光二极管亦同样沿轴线140排列，藉此可达到高DPI（DotsPerInch，点每英寸）的打印分辨率。例如，如欲达到1200×2400DPI的分辨率，则需要在每英寸排列有1200个发光二极管。
然而，如欲使打印出的文件浓度均匀，需准确控制打印头120中每一个发光二极管的输出光量，以避免对应的感光鼓110的曝光区曝光过量或曝光不足。但每一发光二极管的发光特性均不尽相同。因此，每一发光芯片122必须经过测试及校正，方可装设于打印头120中。但每个打印头120具有数量庞大的发光二极管，且每个彩色打印的发光二极管打印机100还包含4个打印头120，因此，如何有效率的检测及校正，是本领域的研究人员致力研究的课题。
发明内容
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种发光装置的光量补偿检查方法，藉以解决现有技术所存在因发光装置的发光元件数量庞大，难以对发光装置的光输出进行有效率的检测及校正的问题。
本发明的一实施例提供一种发光装置的光量补偿检查方法，发光装置包含多个发光元件。光量补偿检查方法包含逐一对发光元件执行下列步骤：测量发光元件于基准时间区间内输出的原始光量；根据所测得的原始光量与基准光量产生对应发光元件的校正值；以及根据校正值调整发光元件的光输出，使原始光量达到目标光量。
根据本发明的发光装置的光量补偿检查方法，可直接对个别的发光元件取得校正值，先评估该校正值的实施可能性，若在实施的合理范围内才以该校正值调整该发光元件的光输出，并对该光输出进一步确认是否符合预期。通过二阶段的检查，可让检测与校正的时间缩短，而可有效率的对发光装置进行检测及校正。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为彩色打印的发光二极管打印机的示意图；
图2为吸附碳粉浓度与感光鼓的曝光量的关系图；
图3为发光二极管打印机的打印头的外观示意图；
图4为本发明一实施例的发光装置的光量补偿检查电路示意图；
图5为本发明一实施例的驱动电路的电路示意图；
图6为本发明一实施例的驱动电路接收的时脉信号示意图；
图7为本发明一实施例的发光装置的另一光量补偿检查电路示意图；
图8为本发明一实施例的光量补偿检查流程图；
图9为本发明一实施例的另一光量补偿检查流程图。
其中，附图标记
100发光二极管打印机
110K、110M、110C、110Y感光鼓
120、120K、120M、120C、120Y打印头
122发光芯片
130K、130M、130C、130Y碳粉匣
140轴线
200发光装置
210发光模块
211发光元件
220驱动电路
230控制单元
240储存单元
250输出光
300光电转换单元
400影像处理装置
B1、B2缓冲器
D1、D2、D3二极管
R1、R2、R3负载电阻
T1、T2、T3发光闸流体
t1、t2、t3点亮时间
ψ11、ψ12、ψ21、ψ22、ψS信号
VGA电压
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
图4为本发明一实施例的发光装置200的光量补偿检查电路示意图。
如图4所示，发光装置200包含发光模块210、驱动电路220及控制单元230。发光模块210包含多个发光元件211。驱动电路220用以驱动发光元件211的光输出。控制单元230耦接驱动电路220，用以控制发光元件211光输出与否（点亮或关闭）以及控制输出光250的光量。
在本实施例中，发光元件211为发光闸流体，发光装置200为打印机中的打印头，但本发明实施例非以此为限，发光元件211亦可为发光二极管等光输出元件，发光装置200亦可适用于传真机或影印机等成像装置的曝光部件。并且，发光模块210可包含至少一前述发光芯片122，而具有多个直线排列的发光元件211。
图5为本发明一实施例的驱动电路220的电路示意图。图6为本发明一实施例的驱动电路220接收的时脉信号示意图。
如图5所示，驱动电路220包含发光闸流体（T1、T2、T3等，总称T）、二极管（D1、D2、D3等，总称D）、负载电阻（R1、R2、R3等，总称R）及缓冲器（B1、B2）。
发光闸流体T具有栅极、阴极与阳极。当栅极与阴极间为顺向偏压且电压差超过扩散电压时，发光闸流体T点亮。与一般闸流体相同的是，发光闸流体T开启后（即点亮），栅极电位与阳极电位近乎相同，当栅极与阴极间的电位差回归至零伏特时，发光闸流体T才关闭（即不发光）。
每一个发光闸流体T的栅极经由一相对应的二极管D耦接至另一个发光闸流体T（如发光闸流体T1经由二极管D1耦接至发光闸流体T2）。每一个发光闸流体T的阴极间隔地经由缓冲器（B1或B2）对应耦接信号ψ11与ψ12或信号ψ21与ψ22。例如，发光闸流体T1的阴极经由缓冲器B1耦接信号ψ11与ψ12；发光闸流体T2的阴极经由缓冲器B2耦接信号ψ11与ψ12。每一个发光闸流体T的栅极与对应的二极管D的耦接处还各自经由一对应的负载电阻R而耦接至电压VGA（如发光闸流体T1的栅极与二极管D1的耦接处经由负载电阻R1而耦接至电压VGA）。
其中，发光闸流体T1的栅极还耦接信号ψS。二极管D的阳极端耦接邻近信号ψS的相邻的发光闸流体T，其阴极端耦接相邻的另一发光闸流体T。例如，二极管D1的阳极端耦接发光闸流体T1，其阴极端耦接发光闸流体T2。
信号ψ11、ψ12、ψ21、ψ22、ψS以及电压VGA是由控制单元230所提供，藉以输出如图6所示的时脉信号，以控制每一个发光闸流体T的点亮时间（如发光闸流体T1的点亮时间t1、发光闸流体T2的点亮时间t2及发光闸流体T3的点亮时间t3）。也就是说，控制单元230可经由驱动电路220控制每一个发光闸流体T依序点亮一段时间。
在此，图5所示的驱动电路220仅为示例，本发明实施例非以此为限，亦可经由其他驱动电路220的电路结构搭配控制单元230，使得每个发光元件211可依序点亮一段时间。
复参照图4，光电转换单元300沿一方向移动而逐一对发光元件211测量其输出光量。于此，光电转换单元300可为电荷耦合元件（CCD）、互补式金属氧化物半导体（CMOS）或其他光电转换器。光电转换单元300用以接收发光元件211发出的光，并将其转换为电信号，使得电信号的电压或电流可对应接收到的光强度对应变化。
在一些实施例中，利用前述驱动电路220与控制单元230输出的时脉信号，可控制发光元件211点亮与否以及其输出的光量。因此，光电转换单元300可配合特定发光元件211点亮的期间而移动至其前方，以测量其输出的光量。并且，光电转换单元300接续的移动至下一个发光元件211前方，以于下一个发光元件211点亮期间测量其输出的光量。
在一实施例中，光电转换单元300耦接控制单元230，由控制单元230接收光电转换单元300输出的电信号，并根据电信号的电压或电流转换为发光元件211输出的光强度。接着，控制单元230可将第一时间至第二时间内的光强度予以积分，而取得发光元件211输出的光量。也就是说，本发明的实施例中所述的光量对应于发光元件211于第一时间至第二时间内输出的光强度的积分值。
图7为本发明一实施例的发光装置200的另一光量补偿检查电路示意图。
参照图7，在一实施例中，光电转换单元300输出的电信号为影像信号，且耦接影像处理装置400（如可程序化逻辑电路（FieldProgrammableGateArray，FPGA）或计算机）。由影像处理装置400分析影像信号而取得发光元件211输出光250的光量。也就是说，影像处理装置400根据影像信号中受到发光元件211的光输出而形成的亮点的尺寸及灰阶度等参数，判断光电转换单元300在第一时间至第二时间内接收到来自发光元件211的累积光量。影像处理装置400并耦接控制单元230，以提供光量分析结果予控制单元230。
图8为本发明一实施例的光量补偿检查流程图。以图4或图7所示的光量补偿检查电路执行如图8所示的流程，可对发光装置200的各个发光元件211逐一进行光亮测量与校正。
参照图4及图8。首先，于初始化发光装置200及光电转换单元300后，将光电转换单元300移动至直线排列的发光元件211的起始端，而位于第一个发光元件211前方（步骤S610）。接着，对发光元件211测量其于一基准时间区间内（如100微秒（μs））输出的原始光量，即由驱动电路220及控制单元230控制发光元件211在基准时间区间内点亮，而由控制单元230或影像处理装置400依据光电转换单元300提供的电信号转换为发光元件211输出的原始光量（步骤S620）。
于步骤S620取得发光元件211输出的原始光量后，根据原始光量与一基准光量产生对应发光元件211的校正值（步骤S630）。所述基准光量为欲使每个发光元件211一致输出的光量。接着，执行步骤S640，根据步骤S620取得的校正值调整发光元件211的光输出，使原始光量达到目标光量。
经过步骤S620至步骤S640而完成单一发光元件211的校正之后，进入步骤S650，判断所有发光元件211是否均校正完成。若为是，则结束此流程；若为否，则移动光电转换单元300至相邻的次一个发光元件211前方，例如，校正完第一个发光元件211之后，则移动至第二个发光元件211前方（步骤S660）。于步骤S660后，返回步骤S620以继续校正该次一个发光元件211。
在一些实施例中，于步骤S610之前，可预先点亮所欲测量的发光元件211，并关闭其他发光元件211，使得在执行步骤S610的期间，仅有所欲测量的发光元件211点亮。
在一些实施例中，前述校正值为发光元件211的点亮持续时间，而于步骤S640中，控制单元230可将点亮发光元件211的基准时间区间改为点亮持续时间（如90微秒），以调整原始光量为目标光量。于此，可根据基准光量与原始光量的比值实质等同于点亮持续时间与基准时间区间的比值的关系，而取得点亮持续时间的校正数值。
在一些实施例中，如图4所示，发光装置200还包含储存单元240。控制单元230耦接储存单元240，以将校正值储存于储存单元240中。据此，在每次发光装置200初始化时，可先读取储存单元240内储存的校正值。当需点亮发光元件211时，根据发光元件211所各自对应的校正值点亮，使其每个发光元件211的输出光量一致。藉此，使用校正值输出光的发光装置200曝光一感光元件（如感光鼓）时，感光元件的每个受光位置均可受到相同的光量。
在一些实施例中，于步骤S603之前，还可预先储存基准光量、原始光量及校正值的对照表于储存单元240。于步骤S602测量到的原始光量后，可以控制单元230读取储存单元240内的对照表，藉此，可根据基准光量与所测量到的原始光量取得对照表中的校正值。
在一些实施例中，校正值是对应发光元件211的发光亮度。详细地说，校正值可为发光元件211的驱动电压或驱动电流，利用调整驱动电压或驱动电流来调整发光元件211的发光亮度，使得发光元件211的输出光量对应改变。
图9为本发明一实施例的另一光量补偿检查流程图。
如图9所示，在前述步骤S640之前，还包含步骤S731，判断校正值是否超出合理范围。依据发光装置200的需求条件，设定一校正范围，若由步骤S630所得出的校正值超出该校正范围，则输出表示发光装置200为异常品的输出信号（步骤S732），反之，则进入步骤S640。
在前述步骤S640之后，还包含步骤S741，检测目标光量与基准光量是否实质相同。若为相同，则进入步骤S650，反之，则输出表示发光装置200为正常品的输出信号（步骤S751）。
在前述步骤S650中，若执行完所有发光元件211的校正，则进入步骤S751，输出表示发光装置200为正常品的输出信号。
综上所述，根据本发明的发光装置200的光量补偿检查方法，对个别的发光元件取得校正值，先评估该校正值的实施可能性，若在实施的合理范围内才以该校正值调整该发光元件的光输出，并对该光输出进一步确认是否符合预期。通过二阶段的检查，可让检测与校正的时间缩短，而可有效率的对发光装置200进行检测及校正。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种发光装置的光量补偿检查方法，该发光装置包含多个发光元件，其特征在于，该光量补偿检查方法包含：
逐一对该些发光元件执行下列步骤：
测量该发光元件于一基准时间区间内输出的一原始光量；
根据所测得的该原始光量与一基准光量产生对应该发光元件的一校正值；
判断该校正值是否超出一合理范围，并输出一输出信号，该输出信号表示该发光装置为正常品或不良品；
根据该校正值调整该发光元件的光输出，使该原始光量达到一目标光量；
检测该目标光量与该基准光量是否相同，并输出该输出信号；以及
若输出表示该发光装置为不良品的该输出信号，则结束该光量补偿检查方法；
其中，该校正值为该发光元件的点亮持续时间，而以该点亮持续时间调整该原始光量为该目标光量。
2.根据权利要求1所述的发光装置的光量补偿检查方法，其特征在于，该基准光量与该原始光量的比值等同于该点亮持续时间与该基准时间区间的比值。
3.根据权利要求1所述的发光装置的光量补偿检查方法，其特征在于，该发光装置还包含一控制单元及一储存单元，该光量补偿检查方法于根据一基准光量比较所测得的该原始光量而产生对应该发光元件的一校正值之前，包含：
储存该基准光量、该原始光量及该校正值的对照表于该储存单元；以及
以该控制单元读取该储存单元内的该对照表。
4.根据权利要求1所述的发光装置的光量补偿检查方法，其特征在于，测量该发光元件于一基准时间区间内输出的一原始光量包含：
点亮该发光元件，并关闭其他该些发光元件。
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2012
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Application publication date: 20140101 Assignee: Hongguang Precision Industry Co., Ltd. Assignor: Hongguang Precision Industry (Suzhou) Co., Ltd. Contract record no.: X2019990000194 Denomination of invention: Method for compensating and checking light amount of light-emitting device Granted publication date: 20160224 License type: Exclusive License Record date: 20191120 |