原稿面的相對亮度測量法的製作方法
2023-05-03 18:03:01
專利名稱：原稿面的相對亮度測量法的製作方法
技術領域：
本發明有關一種原稿面亮度測量法，特別是有關以原稿紙背面測量原稿面的相對亮度的方法。
(2)背景技術一般的掃描器均含有光源組件、掃描組件、傳動組件、外機殼等部分。其掃描過程是將外機殼的掀蓋部分掀開，欲掃描的原稿置於外機殼的透明平板玻璃之上，欲掃描的原稿面朝下，蓋上掀蓋。掀蓋的功能除固定原稿外，若原稿有不平整的情況時，可使原稿面能平整，以防原稿面不平實而造成圖像模糊。利用傳動組件帶動光源組件及掃描組件，光源組件發出掃描所需的白光源照射到欲掃描的原稿面上，光將被原稿而反射到掃描組件，利用掃描組件的光學元件將光導至掃描組件的感光元件上，當傳動組件將光源組件及掃描組件由欲掃描範圍的開始移動至最後，則完成了欲掃描的原稿的圖像的擷取。在這掃描過程中，光源組件所提供的光源的品質直接影響到原稿所擷取圖像的品質好壞。因此，每臺掃描器其光源組件的光源品質必須加以測量，以了解光源組件所提供光源的狀態(例如亮度、光場平整度等)，藉以調整光源，使光源組件所提供光源可達要求的品質而不致影響到所擷取原稿圖像的品質。
現有的光源，例如以冷陰極燈管10(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)作為光源，參考圖1A的示意圖，冷陰極燈管10所發出的光源必須經過聚光器12使所發出的光18a集中以提高亮度，並形成掃描所需的線形光源，一般聚光器12為一圓桶狀，內側有反光面，外側開一道直線開口12a，使光18a聚集後從開口12a射出。射出的光18a經過平板透明玻璃14照射至原稿16的欲掃描面16a，而原稿16位於平板透明玻璃14與掀蓋24之間，使原稿16平整。光18a被欲掃描面16a所反射至掃描組件的光學反射鏡20，再反射至亮度計22，擷取原稿面16a的圖像資料。但冷陰極燈管10會因擺設在聚光器12的位置的影響，使經聚光器12所聚集經開口12a射出光亮度上不均勻，影響光源的品質。例如，參考圖1B，圖1B為冷陰極燈管10較偏向聚光器12的一側，使其照射至原稿面16a的光場如圖1D所示，光場30為冷陰極燈管10置於正確的位置時的光場形狀的側視圖，而光場32為圖1B冷陰極燈管10偏向一側時的光場圖，可以看出此時光場的亮度最大值的位置會偏到一側且左右不對稱，這樣經原稿面16a所反射至掃描組件的光亮度就不是最大亮度的部分，且最大亮度的大小也可能比正確位置所產生的為小。或當冷陰極燈管10如圖1C所示，冷陰極燈管10的前後端各偏向聚光器12的相對一側，使其照射至原稿面16a的光場如圖1E所示，前端的光場形狀、位置為光場34a，但後端的光場形狀、位置卻變為光場34b，造成照射至原稿面16a光亮度除不是最大亮度的部分，且各部分光場的亮度大小也會有變化。
而對照射至原稿而16a光亮度的測量方法，習知技術是利用感光元件40置於經原稿面16a(一般使用平整的白色紙張)所反射的光18b的路徑上，或感光元件40至於掃描器內部，藉由一反射鏡將光18b改變方向，使反射至感光元件40，藉此來測量光18b，並予以調整，參考圖1F與圖1G。由於測量光18b的時機必須於掃描器的所有元件皆安裝完成，以防任何元件安裝的過程對光源的品質有所碰撞或影響，因此現有技術中測量反射光18b的方式，如圖1F，須將外機殼底部開一測量孔來測量，而圖1G需在外機殼內狹小的空間內安裝反射鏡及此亮度計，除測量方式不方便外，也可能於測量過程碰撞或影響到光源組件，而使調整後的光源組件照射至原稿件面16a的光18b又產生變化。
(3)發明內容本發明的主要目的在於提供一種在原稿面上相對亮度的測量方法，可以測量原稿面相對亮度而不需對掃描器做任何變形或增加其他元件，而得到反射的亮度。
本發明的另一目的在於提供一種利用測量原稿面相對亮度的方法，可以不需對掃描器做任何變形或增加其他元件，可以減少測量所需的時間，增加測量的效率。
本發明的又一目的在於提供一種利用測量原稿面相對亮度的方法，可以不需對掃描器進行任何變形或增加其他元件，可以減少測量所需的成本。
本發明的再一目的在於提供一種利用測量原稿面相對亮度的方法，可以不需對掃描器進行任何變形或增加其他元件，可以減少或避免對影響到調整好的光源組件，確保調整後光源的品質。
本發明的另一目的在於提供一種利用測量原稿面相對亮度的方法，可以利用非白色的原稿或測量物，得知白色原稿時的亮度值。
根據本發明一方面提供一種相對亮度的測量法，是測量一光源透射過一原稿後的亮度，其特點是以該透射的亮度值除以一透射率或乘上該透射率的倒數，換算得知該光源照射至該原稿面的亮度。
根據本發明另一方面提供一種相對亮度的測量法，是測量一光源透射過一原稿的0到90度的各角度的透射率，及測量一掃描器的光源透射過該原稿後的亮度，其特點是除以一透射率或乘上該透射率的倒數，換算得知該掃描器的光源照射至該原稿面的亮度。
本發明是利用測量原稿面相對亮度的方法，可以不需使用白色紙張或原稿及不需對掃描器進行任何變形或增加其他元件，以減少測量所需的時間，增加測量的效率並減少測量所需的成本，而且也可以減少或避免對影響到調整好的光源組件，確保調整後光源的品質。
為進一步說明本發明之目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本發明進行詳細的描述。
(4)
圖1A是以冷陰極燈管為光源的掃描器掃描時的示意圖時；圖1B是冷陰極燈管光源偏向集光器一側的側視示意圖時；圖1C是冷陰極燈管光源前後偏向聚光器的相對一側的側視示意圖時；圖1D是冷陰極燈管光源偏向集光器一側時的光場側視示意圖時；圖1E是冷陰極燈管光源前後偏向聚光器的相對一側時的光場側視示意圖時；圖1F是習知技術中，於掃描器底部開一測量孔以測量反射亮度的示意圖；圖1G是習知技術中，於加一反射鏡於掃描器內部測量反射亮度的示意圖；圖2A是本發明的一實施例測量原稿透射率的示意圖2B是本發明的一實施例測量原稿反射率的示意圖；圖2C是本發明的一實施例測量光源直射時亮度的示意圖；圖2D是本發明的一實施例測量光源透射亮度的示意圖；圖2E是測量到光源的理想光場形狀的側視示意圖；(5)具體實施方式
下面將對本發明的一些實施例進行詳細描述。然而，除了詳細描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍不受其限定，而是以權利要求所限定的專利保護範圍為準。
另外，為提供更清楚的描述及更易於理解本發明，掃描光源的不同部分並沒有依照尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關的細節部分也未完全繪出，以求圖示的簡潔。
當一道光源照射至物體時，光源與物體的交互作用共有三種透射、反射與吸收作用。而不同的物體對不同頻率的光，其透射、反射與吸收作用的比例會有所不同，但會有下列的關係式；α+β+γ＝1 (1)其中α代表某一物體對某一頻率的光的透射的比例值，β代表某一物體對某一頻率的光的反射的比例值，γ代表某一物體對某一頻率的光的吸收的比例值，且α、β、γ均為常數。
藉由此方程式，可以了解到某一物體與某一波長的交互作用透射、反射與吸收作用有其一定的比例，而這比例為固定值且均介於0到1之間。
掃描器的光源一般為白光光源，含有可見光內的不同波長的光，混合後為白色，非可見光波長部分由於非肉眼所能看到，故可以忽略。我們利用平整、白色紙張作為測量時的原稿面，而白色紙張之所以為白色即代表經白色紙張所反射的光的可見光內的各波長之間的比例幾乎或等於白光光源原先所含的可見光內的不同波長光的比例。亦即代表白色紙張對可見光內的各波長的反射比率β幾乎或完全相等。而一般的白色紙張對可見光內的光的吸收作用的比例值幾乎為零。因此第一方程式可改寫為α+β＝1(2)其中α代表白色紙張對可見光內的所有波長的光的透射的比例值，β代表白色紙張對可見光內的所有波長的光的反射的比例值，而α、β均為常數且介於0到1之間。
由此第二方程式可知α與β所佔整體亮度的比值為一固定值。因此欲測量照射原稿面的二維亮度可以藉由測量光透射過原稿到背面的透射光的二維亮度，再藉由除以α或乘上比值的倒數1/α，即可得到照射原稿面光的二維亮度。而這比值α與紙張的材質、紙張的厚度和光的入射角等相關。
因此，於實際測量掃描器的原稿面亮度前，必須先行測量做為原稿的白色紙張的α值。測量方法參考圖2A，利用冷陰極燈管10作為光源，經過聚光器12使所發出的光18a集中，欲做為原稿的白色紙張42置於平板透明玻璃14上，光18a照射至白色紙張42後變成透射光18c照射至亮度計40，改變入射角度44，使入射角度44從0度到90度變化，記錄入射角度44從0度到90度變化時，各角度的亮度計40所測到的亮度值δ1(θ)，其中θ代表入射角度44。而亮度計40的擺設位置也必須隨入射角度44的改變而改變，使透射角度48保持與入射角度44相等。而在測量之前或之後，使光源的光18a垂直照射亮度計40以測量光源的亮度值ε，所以各角度的透射比值的倒數為ε/δ1(θ)。除測量透射光18c的亮度值來計算透射比值外，也可以測量反射光18b而求得透射比值。參考圖2B，利用冷陰極燈管10作為光源，經過聚光器12使所發出的光18a集中，欲做為原稿的白色紙張42置於平板透明玻璃14上，光18a照射至白色紙張42後形成反射光18b照射至亮度計40，改變入射角度44，使入射角度44從0度到90度變化，記錄入射角度44從0度到90度變化時，各角度的亮度計40所測到的亮度值δ2(θ)，其中θ代表入射角度44。而亮度計40的擺設位置也必須隨入射角度44的改變而改變，使反射角度46保持與入射角度44相等。此測量過程也可以在非掃描器內測量，因為α大小與紙張的材質、紙張的厚度和光的入射角相關，因此只要是一個與掃描器有相似構造的裝置中測量即可(例如平板透明玻璃14的材質、厚度與掃描器中所裝設的平板透明玻璃材質、厚度相同)。參考圖2C，因此各角度的反射率β(0)為β(θ)＝δ2(0)/ε (3)而由第二方程式可知各角度的透射率α(θ)為α(θ)＝1-β(0) (4)在實際測量原稿面的相對亮度時，在欲測量的掃描器50上的掃描窗(平板平板透明玻璃14)上放置已經測量α(θ)的白色紙張42，參考圖2D，亮度計40的位置位於透射光18c的路徑上，此時入射角度44與透射角度48相等。因此只要測量入射角度44或透射角度48即可得知θ值，而得到此角度的α(θ)值。利用所測量的相對亮度值除以α(θ)或乘上1/α(θ)即可得到光照射至原稿面的亮度值。
亮度計40在透射角度48的前後範圍移動其位置，即可測量出相對原稿面的二維亮度值。利用所測量的二維亮度值，可以用以調整冷陰極燈管10的輝度、位置、角度等，使最後的二維亮度值的的測試圖為以透射角度中心(即此時角度等於入射角度)，左右兩側對稱的光場圖，且其亮度的最大值在透射角度中心上，參考圖2E，而且除此之外，所得的二維亮度值也可以作為調整其他會影響光源亮度、光場型狀的元件設計的依據。例如，聚光器12的大小、曲率變化等，使測量到側視光場的寬度60(例如，取兩側亮度為最大亮度值的60％處的寬度)、最大值亮度能符合沒計上的要求。
而對各顏色的欲測量的原稿或測量物，只要對可見光範圍或光源用以作為測量的波長的某範圍內無明顯或可忽略的吸收作用，且欲測量的原稿或測量物的材質與平整度均勻，可以先測量光源的整體亮度與光源與該波長的範圍的亮度比值ν，與白色紙張和欲測量的原稿或測量物在此波長範圍的透射率比值ζ而亮度計在測量二維亮度值時也僅測量該波長的範圍的透射亮度值η，最後η乘以ν和ζ即可得到當測量物為白色物體或紙張的亮度值。
另外，本實施例除可用以測量光源為冷陰極燈管的光源外，亦可用以測量其他非冷陰極燈管的光源，例如光源為白光發光二極體或由紅光、藍光、綠光發光二極體的混光等。所測量的二維亮度值也可用以作為調整光源的相關設計的依據、參考。而且本發明的發明除用以測量掃描器的光源亮度值外，亦可用以測量其他非掃描裝置的光源二維亮度值，用以調整各種含有光源的裝置。
綜合以上所述，本發明提供了一個測量原稿面相對亮度的方法。本發明是利用測量原稿面相對亮度的方法，可以不需使用白色紙張或原稿及不需對掃描器做任何變形或增加其他元件，以減少測量所需的時間，增加測量的效率並減少測量所需的成本，而且也可以減少或避免對影響到調整好的光源組件，確保調整後光源的品質。而避免習知技術中需在掃描器底部開測量孔或需加反射鏡使亮度計在掃描器內部測量的較無效率的方法，並且避免可能於測量過程影響調整好的光源品質的可能性。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利保護範圍；凡其他未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或等效替換，均應包含在權利要求所限定的申請專利保護範圍。上述實施例的變化、變型都將落在本發明權利要求書的範圍內。
權利要求
1.一種相對亮度的測量法，是測量一光源透射過一原稿後的亮度，其特徵在於以該透射的亮度值除以一透射率或乘上該透射率的倒數，換算得知該光源照射至該原稿面的亮度。
2.如權利要求1所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的原稿為白色紙張。
3.如權利要求1所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的光源為冷陰極燈管。
4.如權利要求1所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的光源是白光發光二極體、紅光發光二極體、藍光發光二極體、綠光發光二極體之一。
5.如權利要求1所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的測量該光源透射過該原稿後的亮度為測量該光源的某範圍的波長的亮度。
6.一種相對亮度的測量法，是測量一光源透射過一原稿的0到90度的各角度的透射率，及測量一掃描器的光源透射過該原稿後的亮度，其特徵在於除以一透射率或乘上該透射率的倒數，換算得知該掃描器的光源照射至該原稿面的亮度。
7.如權利要求6所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的掃描器光源是白光發光二極體、紅光發光二極體、藍光發光二極體、綠光發光二極體之一。
8.如權利要求6所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的測量該光源透射過該原稿的0到90度的各角度的透射率為測量該光源的某範圍的波長的亮度。
9.如權利要求6所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的測量該掃描器光源透射過該原稿後的亮度為測量該掃描器光源的某範圍的波長的亮度。
10.如權利要求6所述的相對亮度的測量法，其特徵在於，所述的測量該光源透射過該原稿後的亮度為二維亮度值。
全文摘要
一種相對亮度的測量法，是測量一光源透射過一原稿後的亮度，其特點是以該透射的亮度值除以一透射率或乘上該透射率的倒數，換算得知該光源照射至該原稿面的亮度。本發明是利用測量掃描器光源穿透過原稿後的光亮度，以求得光源照射原稿面時的亮度，可以避免測量反射光亮度時所需對掃描器做的一些改變，以及這些改變對調整的光源可能造成的影響，並加快測量時的效率。
文檔編號H04N1/04GK1481142SQ0214263
公開日2004年3月10日 申請日期2002年9月3日 優先權日2002年9月3日
發明者郭士文 申請人:力捷電腦股份有限公司