TW201546424A - 色彩測量裝置 - Google Patents

Abstract

一種色彩測量裝置，包括一光色偵測單元、一處理單元以及一顯示單元。光色偵測單元用以接受一待測光，並將待測光轉換為一光色訊號。處理單元電性連接光色偵測單元，且用以根據光色訊號判斷待測光的光色所在的色度座標區域及相關色溫範圍。顯示單元電性連接處理單元，且用以顯示與處理單元所判斷出的與色度座標區域及相關色溫範圍相關的資訊。

Description

色彩測量裝置

本發明是有關於一種光學裝置，且特別是有關於一種色彩測量裝置。

在現今的光學裝置中，基於低能耗和低損耗，固態光源(Solid-state light source)例如是發光二極體或是有機發光二極體已經大量被使用在我們生活四周。上述這些固態光源還具有體積小、產生熱能低的特性，因此固態光源也不斷在取代以往我們所使用的傳統光源例如是鎢絲燈、白熾燈、日光燈等等。

然而，不同於傳統光源是藉由通電加熱來讓例如是燈絲發光，由於固態光源例如是發光二極體中的摻雜半導體在製作上並無法完全相同，而其中的誤差往往會使同時生產的多個發光二極體在發光時對人眼來說有顏色上的差異。上述顏色上的差異並無法藉由目前的相關色溫的定義來完全地辨別，導致分類為相同色溫的固態光源依然可能會具有肉眼能察覺的色彩差異。這樣的色彩差異有可能造成消費者無法藉由相關色溫的標示買到符合自己需求的光色之發光元件。

另外，藉由目前的光譜儀，雖然可以根據每個發光二極體或其他半導體光源所發出的光在例如是國際照明委員會(International Commission on Illumination,CIE)所創立的CIE 1931 xy色度空間(CIE 1931 xy chromaticity space)上的色度座標來作分類，但對於下游廠商或使用者而言，色度座標是一個比較陌生的參數。通常是對光學或色彩學較熟悉的使用者比較看得懂色度座標，其他使用者看了色度座標之後，往往仍然不知該如何運用所測得的參數。

本發明的實施例提供一種色彩測量裝置，其採用使用者導向的設計概念，使其所顯示的資訊較為親近使用者。

本發明的實施例提供一種色彩測量裝置，包括一光色偵測單元、一處理單元以及一顯示單元。光色偵測單元用以接受一待測光，並將待測光轉換為一光色訊號。處理單元電性連接光色偵測單元，且用以根據光色訊號判斷待測光的光色所在的色度座標區域及相關色溫(correlated color temperature)範圍。顯示單元電性連接處理單元，且用以顯示與處理單元所判斷出的與色度座標區域及相關色溫範圍相關的資訊。

在本發明的一實施例中，上述的與色度座標區域相關的資訊包括色度座標區域上的色度座標。

在本發明的一實施例中，上述的待測光為發光二極體所 發出的，與色度座標區域相關的資訊包括色度座標區域的預設編號，且預設編號為用以將發光二極體根據其所發出的待測光的顏色來分類的編號。

在本發明的一實施例中，上述的色度座標區域為美國國家標準協會(American National Standard Institute,ANSI)標準所制定的筐(bin)，且此筐為CIE 1931色度空間中的區域。

在本發明的一實施例中，上述的色度座標區域為麥克亞當橢圓(MacAdam ellipse)，也就是CIE 1931色度空間中根據標準規範評估色容差(Standard Deviation of Color Matching,SDCM)所制定的筐。

在本發明的一實施例中，上述的與相關色溫範圍相關的資訊為相關色溫範圍，且相關色溫範圍為從色度座標區域中的相關色溫之最小值至色度座標區域中的相關色溫之最大值的範圍。

在本發明的一實施例中，上述的與相關色溫範圍相關的資訊為色度座標區域中的相關色溫之最小值及色度座標區域中的相關色溫之最大值。

在本發明的一實施例中，上述的處理單元根據光色訊號將待測光的光色換算成與原色(primary color)比例相關的資訊。

在本發明的一實施例中，上述的與原色比例相關的資訊包括紅光強度、綠光強度及藍光強度的比例資訊。

在本發明的一實施例中，上述的色彩測量裝置包括一光譜儀(spectrometer)、一色度計(color meter)、一色溫計(color temperature meter)或其組合。

在本發明的一實施例中，上述的處理單元用以命令顯示單元將與色度座標區域及相關色溫範圍相關的資訊顯示在同一個畫面中。

基於上述，本發明的實施例中所提供的色彩測量裝置可以偵測一待測光，並藉由處理單元判斷後，在顯示單元同時顯示含有與色度座標區域和相關色溫範圍相關的資訊，其中與相關色溫範圍相關的資訊可讓大部分的使用者看得懂，且與色度座標區域相關的資訊則可讓在光學上或在色彩學上有專精的使用者更進一步掌握更為精確的資訊。因此，本實施例之色彩量測裝置採用使用者導向的設計概念，使其所顯示的資訊較為親近使用者。此外，由於色彩測量裝置所顯示的資訊整合了與色度座標相關的資訊及與相關色溫相關的資訊，因此可以幫助大部分的使用者、下游廠商或消費者了解色度座標所代表的意義，更體認到相同的相關色溫下也會有可被人眼辨識出的顏色上的差異，進而促使發光元件製造業者或其相關組織能夠制定出對下游廠商(如燈具廠、燈具商)、使用者或消費者更為友善的光源色彩分類標準或易讀標示。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

A‧‧‧區域

100‧‧‧色彩測量裝置

110‧‧‧光色偵測單元

111‧‧‧待測光

112‧‧‧分光單元

114‧‧‧影像感測器

120‧‧‧處理單元

130‧‧‧顯示單元

132、134、136‧‧‧資訊

200‧‧‧色度圖

210A、210B、210C、210D、210E、210F、210G、210H、310A、310B、310C、310D、310E、310F、410A、410B、410C、410D‧‧‧色度座標區域

圖1是本發明的第一實施例中色彩測量裝置的示意圖。

圖2是標示有圖1之色彩測量裝置所採用的色度座標區域的CIE 1931 xy色度空間圖。

圖3是圖2中區域A的放大圖。

圖4是本發明的第一實施例中顯示單元的示意圖。

圖5是本發明的另一實施例中顯示單元的示意圖。

圖6是標注有相關色溫及麥克亞當橢圓的色度空間圖。

圖7是標注有相關色溫及預設編號所制定的色度座標區域的色度空間圖。

圖8是本發明另一實施例中顯示單元的示意圖。

圖1是本發明的第一實施例中色彩測量裝置的示意圖。請參照圖1，在本實施例中，色彩測量裝置100包括光色偵測單元110、處理單元120以及顯示單元130，其中處理單元120電性連接光色偵測單元110，顯示單元130電性連接處理單元120。光色偵測單元110用以接受一待測光111，並將待測光111轉換為光色訊號。更詳細來說，在本實施例中，光色偵測單元110包括有一分光單元(spectroscopic unit)112以及一影像感測器(image sensor)114，其中影像感測器114電性連接處理單元120。在本實施例中，分光單元112適於讓待測光111中不同波長的光以不同的角度分 光到影像感測器114上的不同位置，然後再由影像感測器114來對各波長的光作偵測並轉換為光色訊號輸出到處理單元120。在本實施例中，分光單元112例如為繞射光柵(diffractive grating)，然而，在其他實施例中，分光單元112亦可以是分光鏡(spectroscope)。

圖2是標示有圖1之色彩測量裝置所採用的色度座標區域的CIE 1931 xy色度空間圖。圖3是圖2中區域A的放大圖。請參照圖1至圖3，在本發明第一實施例中，處理單元120根據光色訊號判斷待測光111的光色所在的色度座標區域及相關色溫範圍。更具體來說，在本實施例中處理單元120針對光色訊號來判斷出待測光111的光色對應到一色度座標圖200(在本實施例中是以CIE 1931 xy色度座標圖為例，然而在其他實施例中亦可以採用其他種色度空間的色度座標圖，例如CIE RGB色度空間、CIE LUV色度空間、CIE UVW色度空間、CIE LAB色度空間的色度座標圖)上的色度座標區域(例如是色度座標區域210E)，處理單元120再根據色度座標區域(例如是色度座標區域210E)中的色度座標換算出(例如以查表的方式)其所對應的相關色溫，來判斷出例如是區域210E所對應的相關色溫範圍。請參照圖3，在本實施例中，色度座標區域210A至210H例如是ANSI標準所制定的筐(bin)，而此筐為CIE 1931色度空間中的區域。

請參照圖1及圖3，在本發明第一實施例中，處理單元120根據例如是色度座標區域210E及其對應的相關色溫範圍來命 令顯示單元130，其中與色度座標區域210E相關的資訊可包括色度座標區域210E上的色度座標，而與相關色溫範圍相關的資訊例如是色度座標區域210E中的相關色溫範圍，其包括色度座標區域210E中的座標位置所對應的相關色溫之最小值及色度座標區域210E中的座標位置所對應的相關色溫之最大值。更具體來說，在本實施例中，光色偵測單元100收到待測光111後會在顯示單元130顯示色度座標區域210E的資訊及色度座標區域210E中對應的相關色溫的最大值及最小值在同一個畫面中，例如是在同一個畫面中即時同步顯示色度座標區域210E的資訊及色度座標區域210E中對應的相關色溫的最大值及最小值，但本發明不以此為限。在其他實施例中，顯示單元130更可以在色彩測量裝置100收到待測光111後顯示色度座標區域210E上的座標及色度座標區域210E中的相關色溫範圍(也就是從色度座標區域210E中的座標位置所對應的相關色溫之最小值至色度座標區域210E中的座標位置所對應的相關色溫之最大值)在同一畫面中。請參照圖1及圖3，在本發明的第一實施例中，顯示單元130所顯示的與色度座標區域相關的資訊包括一根據ANSI標準所制定的筐的資訊，以及上述筐所代表的預設編號。請參照圖1及圖3，本發明的第一實施例中待測光111例如是由發光二極體(未繪示)所發出，而色彩測量裝置100根據色度座標圖200上的多個色度座標區域(例如是色度座標區域210A至210H)各具有一預設編號，而各預設編號代表一種發光二極體所發出的待測光的光色根據ANSI標準 所定義之筐的分類。舉例來說，在本實施例中，一發光二極體所發出的待測光111，其色度座標區域210E對應的為根據ANSI標準所制定的冷白(cool white)4000K的筐，其代表此發光二極體所發出的光的顏色屬於ANSI標準所制定的冷白相關色溫。圖4是本發明的第一實施例中顯示單元的示意圖。因此，請參照圖4，在本發明的第一實施例中，最後顯示單元130顯示的與色度座標區域相關210E的資訊132可包括上述的預設編號(也就是冷白4000K)以及筐的資訊。請參照圖1及圖4，由於本實施例中色彩測量裝置100在偵測待測光111後可以同時顯示與色度座標區域相關的資訊132及與相關色溫範圍相關的資訊134，因此可以提供對於待測光更詳細的光學資訊。在本實施例中，藉由上述相關色溫範圍相關的資訊可讓大部分的使用者看得懂，且與色度座標區域相關的資訊則可讓在光學上或在色彩學上有專精的使用者更進一步掌握更為精確的資訊。因此，本實施例之色彩量測裝置100採用使用者導向的設計概念，使其所顯示的資訊較為親近使用者。此外，由於色彩測量裝置100所顯示的資訊整合了與色度座標相關的資訊及與相關色溫相關的資訊，因此可以幫助大部分的使用者、下游廠商或消費者了解色度座標所代表的意義，更體認到相同的相關色溫下也會有可被人眼辨識出的顏色上的差異，進而促使發光元件製造業者或其相關組織能夠制定出對下游廠商(如燈具廠、燈具商)、使用者或消費者更為友善的光源色彩分類標準或易讀標示。

圖5是本發明的另一實施例中顯示單元的示意圖。本發明的其他實施例中，顯示單元在同一畫面中所顯示的與色度座標區域相關的資訊及與相關色溫範圍相關的資訊並不限於上述第一實施例的顯示方式，更可以是例如以圖5所繪示的方式顯示，其中與色度座標區域相關的資訊132可直接顯示預設編號，而與相關色溫範圍相關的資訊134可顯示一個範圍，也就是從色度座標區域中的座標位置所對應的相關色溫之最小值至色度座標區域中的座標位置所對應的相關色溫之最大值。

本發明的第一實施例中，色彩測量裝置100例如是一光譜儀，但不限於此。在其他實施例中，色彩測量裝置100更可以是一色度計。或者，在另一實施例中，色彩測量裝置100可以包括光譜儀、色度計、色溫計或其組合。

圖6是標注有相關色溫及麥克亞當橢圓的色度空間圖。請參照圖6，在本發明的另一實施例中，色彩測量裝置所判斷的色度座標區域(也就是CIE1931標準的筐)可以不同於本發明第一實施例所提出的色彩測量裝置。在本實施例中，色彩測量裝置所判斷的色度座標區域例如可以是根據麥克亞當橢圓來分類(也就是CIE 1931色度空間中根據SDCM所制定的筐)，而相關色溫範圍也是根據麥克亞當橢圓所對應到相關色溫來判斷。更具體來說，本實施例中色彩測量裝置可根據色度座標區域310A至310F來測量及分類一待測光的色度座標區域及相關色溫範圍。

圖7是標注有相關色溫及預設編號所制定的色度座標區 域的色度空間圖。在本發明的另一實施例中，色彩測量裝置所判斷的色度座標區域(也就是CIE1931色度空間的筐)可以不同於本發明第一實施例所提出的色彩測量裝置。在本實施例中，色彩測量裝置所判斷的色度座標區域例如可以是根據使用者定義的筐來分類，而相關色溫範圍也是根據使用者所定義的筐所對應到相關色溫來判斷。更具體來說，本實施例中色彩測量裝置可根據例如是色度座標區域410A至410D(這邊只舉出其中四個筐為例)來測量及分類一待測光的色度座標區域及相關色溫範圍。

圖8是本發明另一實施例中顯示單元的示意圖。請參照圖1及圖8，在本發明的另一實施例中，處理單元120更可以根據光色訊號將待測光111的光色換算成與原色比例相關的資訊，例如是藉由適當的數值換算來將光色訊號中的色度座標區域換算為與原色比例相關的資訊。更具體來說，請參照圖1及圖6，處理單元120例如是根據光色訊號將待測光111的光色換算成相關的紅光強度、綠光強度及藍光強度的比例資訊，而顯示單元130顯示與色度座標區域相關的資訊132、相關色溫範圍相關的資訊134及原色比例相關的資訊136在同一畫面中，例如是即時同步顯示色度座標區域相關的資訊132、相關色溫範圍相關的資訊134及原色比例相關的資訊136在同一畫面中。原色比例資訊也是大部分的使用者較容易看得懂的，再藉由上述相關色溫範圍相關的資訊可讓大部分的使用者看得懂。因此，本實施例之色彩量測裝置採用使用者導向的設計概念，使其所顯示的資訊較為親近使用者。 此外，由於色彩測量裝置所顯示的資訊整合了與色度座標相關的資訊、原色比例資訊及與相關色溫相關的資訊，因此可以幫助大部分的使用者、下游廠商或消費者了解色度座標所代表的意義，再搭配原色比例資訊，更體認到相同的相關色溫下也會有可被人眼辨識出的顏色上的差異，進而促使發光元件製造業者能夠制定出對下游廠商(如燈具廠、燈具商)、使用者或消費者更為友善的光源色彩分類標準或易讀標示。

綜上所述，本發明實施例所提出的色彩測量裝置可以測量待測光並提供更詳細的光學資訊，藉由上述相關色溫範圍相關的資訊可讓大部分的使用者看得懂，且與色度座標區域相關的資訊則可讓在光學上或在色彩學上有專精的使用者更進一步掌握更為精確的資訊。因此，本實施例之色彩量測裝置採用使用者導向的設計概念，使其所顯示的資訊較為親近使用者。此外，由於色彩測量裝置所顯示的資訊同時顯示與色度座標相關的資訊及與相關色溫相關的資訊，因此可以幫助大部分的使用者、下游廠商或消費者了解色度座標所代表的意義，更體認到相同的相關色溫下也會有可被人眼辨識出的顏色上的差異，進而促使發光元件製造業者能夠制定出對下游廠商、使用者或消費者更為友善的光源色彩分類標準或易讀標示。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍 當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧色彩測量裝置

110‧‧‧光色偵測單元

111‧‧‧待測光

112‧‧‧光柵

114‧‧‧影像感測器

120‧‧‧處理單元

130‧‧‧顯示單元

Claims (11)

1. 一種色彩測量裝置，包括：一光色偵測單元，用以接受一待測光，並將該待測光轉換為一光色訊號；一處理單元，電性連接該光色偵測單元，且用以根據該光色訊號判斷該待測光的光色所在的色度座標區域及相關色溫範圍；以及一顯示單元，電性連接該處理單元，且用以顯示與該處理單元所判斷出的與該色度座標區域及該相關色溫範圍相關的資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中與該色度座標區域相關的資訊包括該色度座標區域上的色度座標。
3. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中該待測光為發光二極體所發出的，與該色度座標區域相關的資訊包括該色度座標區域的預設編號，且該預設編號為用以將該發光二極體根據其所發出的該待測光的顏色來分類的編號。
4. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中該色度座標區域為ANSI標準所制訂的筐(bin)，且該筐為CIE 1931色度空間中的區域。
5. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中該色度座標區域為麥克亞當橢圓。
6. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中與該相關色溫範圍相關的資訊為該相關色溫範圍，且該相關色溫範圍為 從該色度座標區域中的座標位置所對應的相關色溫之最小值至該色度座標區域中的座標位置所對應的相關色溫之最大值的範圍。
7. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中與該相關色溫範圍相關的資訊為該色度座標區域中的座標位置所對應的相關色溫之最小值及該色度座標區域中的座標位置所對應的相關色溫之最大值。
8. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中該處理單元根據該光色訊號將該待測光的光色換算成與原色比例相關的資訊。
9. 如申請專利範圍第6項所述的色彩測量裝置，其中該與原色比例相關的資訊包括紅光強度、綠光強度及藍光強度的比例資訊。
10. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中該色彩測量裝置包括一光譜儀、一色度計、一色溫計或其組合。
11. 如申請專利範圍第1項所述的色彩測量裝置，其中該處理單元用以命令該顯示單元將與該色度座標區域及該相關色溫範圍相關的資訊顯示在同一個畫面中。