专利名称：原稿面的相对亮度测量法的制作方法
技术领域：
本发明有关一种原稿面亮度测量法，特别是有关以原稿纸背面测量原稿面的相对亮度的方法。
(2)背景技术一般的扫描器均含有光源组件、扫描组件、传动组件、外机壳等部分。其扫描过程是将外机壳的掀盖部分掀开，欲扫描的原稿置于外机壳的透明平板玻璃之上，欲扫描的原稿面朝下，盖上掀盖。掀盖的功能除固定原稿外，若原稿有不平整的情况时，可使原稿面能平整，以防原稿面不平实而造成图像模糊。利用传动组件带动光源组件及扫描组件，光源组件发出扫描所需的白光源照射到欲扫描的原稿面上，光将被原稿而反射到扫描组件，利用扫描组件的光学元件将光导至扫描组件的感光元件上，当传动组件将光源组件及扫描组件由欲扫描范围的开始移动至最后，则完成了欲扫描的原稿的图像的撷取。在这扫描过程中，光源组件所提供的光源的品质直接影响到原稿所撷取图像的品质好坏。因此，每台扫描器其光源组件的光源品质必须加以测量，以了解光源组件所提供光源的状态(例如亮度、光场平整度等)，藉以调整光源，使光源组件所提供光源可达要求的品质而不致影响到所撷取原稿图像的品质。
现有的光源，例如以冷阴极灯管10(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)作为光源，参考图1A的示意图，冷阴极灯管10所发出的光源必须经过聚光器12使所发出的光18a集中以提高亮度，并形成扫描所需的线形光源，一般聚光器12为一圆桶状，内侧有反光面，外侧开一道直线开口12a，使光18a聚集后从开口12a射出。射出的光18a经过平板透明玻璃14照射至原稿16的欲扫描面16a，而原稿16位于平板透明玻璃14与掀盖24之间，使原稿16平整。光18a被欲扫描面16a所反射至扫描组件的光学反射镜20，再反射至亮度计22，撷取原稿面16a的图像资料。但冷阴极灯管10会因摆设在聚光器12的位置的影响，使经聚光器12所聚集经开口12a射出光亮度上不均匀，影响光源的品质。例如，参考图1B，图1B为冷阴极灯管10较偏向聚光器12的一侧，使其照射至原稿面16a的光场如图1D所示，光场30为冷阴极灯管10置于正确的位置时的光场形状的侧视图，而光场32为图1B冷阴极灯管10偏向一侧时的光场图，可以看出此时光场的亮度最大值的位置会偏到一侧且左右不对称，这样经原稿面16a所反射至扫描组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确位置所产生的为小。或当冷阴极灯管10如图1C所示，冷阴极灯管10的前后端各偏向聚光器12的相对一侧，使其照射至原稿面16a的光场如图1E所示，前端的光场形状、位置为光场34a，但后端的光场形状、位置却变为光场34b，造成照射至原稿面16a光亮度除不是最大亮度的部分，且各部分光场的亮度大小也会有变化。
而对照射至原稿而16a光亮度的测量方法，习知技术是利用感光元件40置于经原稿面16a(一般使用平整的白色纸张)所反射的光18b的路径上，或感光元件40至于扫描器内部，藉由一反射镜将光18b改变方向，使反射至感光元件40，藉此来测量光18b，并予以调整，参考图1F与图1G。由于测量光18b的时机必须于扫描器的所有元件皆安装完成，以防任何元件安装的过程对光源的品质有所碰撞或影响，因此现有技术中测量反射光18b的方式，如图1F，须将外机壳底部开一测量孔来测量，而图1G需在外机壳内狭小的空间内安装反射镜及此亮度计，除测量方式不方便外，也可能于测量过程碰撞或影响到光源组件，而使调整后的光源组件照射至原稿件面16a的光18b又产生变化。
(3)发明内容本发明的主要目的在于提供一种在原稿面上相对亮度的测量方法，可以测量原稿面相对亮度而不需对扫描器做任何变形或增加其他元件，而得到反射的亮度。
本发明的另一目的在于提供一种利用测量原稿面相对亮度的方法，可以不需对扫描器做任何变形或增加其他元件，可以减少测量所需的时间，增加测量的效率。
本发明的又一目的在于提供一种利用测量原稿面相对亮度的方法，可以不需对扫描器进行任何变形或增加其他元件，可以减少测量所需的成本。
本发明的再一目的在于提供一种利用测量原稿面相对亮度的方法，可以不需对扫描器进行任何变形或增加其他元件，可以减少或避免对影响到调整好的光源组件，确保调整后光源的品质。
本发明的另一目的在于提供一种利用测量原稿面相对亮度的方法，可以利用非白色的原稿或测量物，得知白色原稿时的亮度值。
根据本发明一方面提供一种相对亮度的测量法，是测量一光源透射过一原稿后的亮度，其特点是以该透射的亮度值除以一透射率或乘上该透射率的倒数，换算得知该光源照射至该原稿面的亮度。
根据本发明另一方面提供一种相对亮度的测量法，是测量一光源透射过一原稿的0到90度的各角度的透射率，及测量一扫描器的光源透射过该原稿后的亮度，其特点是除以一透射率或乘上该透射率的倒数，换算得知该扫描器的光源照射至该原稿面的亮度。
本发明是利用测量原稿面相对亮度的方法，可以不需使用白色纸张或原稿及不需对扫描器进行任何变形或增加其他元件，以减少测量所需的时间，增加测量的效率并减少测量所需的成本，而且也可以减少或避免对影响到调整好的光源组件，确保调整后光源的品质。
为进一步说明本发明之目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1A是以冷阴极灯管为光源的扫描器扫描时的示意图时；图1B是冷阴极灯管光源偏向集光器一侧的侧视示意图时；图1C是冷阴极灯管光源前后偏向聚光器的相对一侧的侧视示意图时；图1D是冷阴极灯管光源偏向集光器一侧时的光场侧视示意图时；图1E是冷阴极灯管光源前后偏向聚光器的相对一侧时的光场侧视示意图时；图1F是习知技术中，于扫描器底部开一测量孔以测量反射亮度的示意图；图1G是习知技术中，于加一反射镜于扫描器内部测量反射亮度的示意图；图2A是本发明的一实施例测量原稿透射率的示意图2B是本发明的一实施例测量原稿反射率的示意图；图2C是本发明的一实施例测量光源直射时亮度的示意图；图2D是本发明的一实施例测量光源透射亮度的示意图；图2E是测量到光源的理想光场形状的侧视示意图；(5)具体实施方式
下面将对本发明的一些实施例进行详细描述。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围不受其限定，而是以权利要求所限定的专利保护范围为准。
另外，为提供更清楚的描述及更易于理解本发明，扫描光源的不同部分并没有依照尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图示的简洁。
当一道光源照射至物体时，光源与物体的交互作用共有三种透射、反射与吸收作用。而不同的物体对不同频率的光，其透射、反射与吸收作用的比例会有所不同，但会有下列的关系式；α+β+γ＝1 (1)其中α代表某一物体对某一频率的光的透射的比例值，β代表某一物体对某一频率的光的反射的比例值，γ代表某一物体对某一频率的光的吸收的比例值，且α、β、γ均为常数。
藉由此方程式，可以了解到某一物体与某一波长的交互作用透射、反射与吸收作用有其一定的比例，而这比例为固定值且均介于0到1之间。
扫描器的光源一般为白光光源，含有可见光内的不同波长的光，混合后为白色，非可见光波长部分由于非肉眼所能看到，故可以忽略。我们利用平整、白色纸张作为测量时的原稿面，而白色纸张之所以为白色即代表经白色纸张所反射的光的可见光内的各波长之间的比例几乎或等于白光光源原先所含的可见光内的不同波长光的比例。亦即代表白色纸张对可见光内的各波长的反射比率β几乎或完全相等。而一般的白色纸张对可见光内的光的吸收作用的比例值几乎为零。因此第一方程式可改写为α+β＝1(2)其中α代表白色纸张对可见光内的所有波长的光的透射的比例值，β代表白色纸张对可见光内的所有波长的光的反射的比例值，而α、β均为常数且介于0到1之间。
由此第二方程式可知α与β所占整体亮度的比值为一固定值。因此欲测量照射原稿面的二维亮度可以藉由测量光透射过原稿到背面的透射光的二维亮度，再藉由除以α或乘上比值的倒数1/α，即可得到照射原稿面光的二维亮度。而这比值α与纸张的材质、纸张的厚度和光的入射角等相关。
因此，于实际测量扫描器的原稿面亮度前，必须先行测量做为原稿的白色纸张的α值。测量方法参考图2A，利用冷阴极灯管10作为光源，经过聚光器12使所发出的光18a集中，欲做为原稿的白色纸张42置于平板透明玻璃14上，光18a照射至白色纸张42后变成透射光18c照射至亮度计40，改变入射角度44，使入射角度44从0度到90度变化，记录入射角度44从0度到90度变化时，各角度的亮度计40所测到的亮度值δ1(θ)，其中θ代表入射角度44。而亮度计40的摆设位置也必须随入射角度44的改变而改变，使透射角度48保持与入射角度44相等。而在测量之前或之后，使光源的光18a垂直照射亮度计40以测量光源的亮度值ε，所以各角度的透射比值的倒数为ε/δ1(θ)。除测量透射光18c的亮度值来计算透射比值外，也可以测量反射光18b而求得透射比值。参考图2B，利用冷阴极灯管10作为光源，经过聚光器12使所发出的光18a集中，欲做为原稿的白色纸张42置于平板透明玻璃14上，光18a照射至白色纸张42后形成反射光18b照射至亮度计40，改变入射角度44，使入射角度44从0度到90度变化，记录入射角度44从0度到90度变化时，各角度的亮度计40所测到的亮度值δ2(θ)，其中θ代表入射角度44。而亮度计40的摆设位置也必须随入射角度44的改变而改变，使反射角度46保持与入射角度44相等。此测量过程也可以在非扫描器内测量，因为α大小与纸张的材质、纸张的厚度和光的入射角相关，因此只要是一个与扫描器有相似构造的装置中测量即可(例如平板透明玻璃14的材质、厚度与扫描器中所装设的平板透明玻璃材质、厚度相同)。参考图2C，因此各角度的反射率β(0)为β(θ)＝δ2(0)/ε (3)而由第二方程式可知各角度的透射率α(θ)为α(θ)＝1-β(0) (4)在实际测量原稿面的相对亮度时，在欲测量的扫描器50上的扫描窗(平板平板透明玻璃14)上放置已经测量α(θ)的白色纸张42，参考图2D，亮度计40的位置位于透射光18c的路径上，此时入射角度44与透射角度48相等。因此只要测量入射角度44或透射角度48即可得知θ值，而得到此角度的α(θ)值。利用所测量的相对亮度值除以α(θ)或乘上1/α(θ)即可得到光照射至原稿面的亮度值。
亮度计40在透射角度48的前后范围移动其位置，即可测量出相对原稿面的二维亮度值。利用所测量的二维亮度值，可以用以调整冷阴极灯管10的辉度、位置、角度等，使最后的二维亮度值的的测试图为以透射角度中心(即此时角度等于入射角度)，左右两侧对称的光场图，且其亮度的最大值在透射角度中心上，参考图2E，而且除此之外，所得的二维亮度值也可以作为调整其他会影响光源亮度、光场型状的元件设计的依据。例如，聚光器12的大小、曲率变化等，使测量到侧视光场的宽度60(例如，取两侧亮度为最大亮度值的60％处的宽度)、最大值亮度能符合没计上的要求。
而对各颜色的欲测量的原稿或测量物，只要对可见光范围或光源用以作为测量的波长的某范围内无明显或可忽略的吸收作用，且欲测量的原稿或测量物的材质与平整度均匀，可以先测量光源的整体亮度与光源与该波长的范围的亮度比值ν，与白色纸张和欲测量的原稿或测量物在此波长范围的透射率比值ζ而亮度计在测量二维亮度值时也仅测量该波长的范围的透射亮度值η，最后η乘以ν和ζ即可得到当测量物为白色物体或纸张的亮度值。
另外，本实施例除可用以测量光源为冷阴极灯管的光源外，亦可用以测量其他非冷阴极灯管的光源，例如光源为白光发光二极管或由红光、蓝光、绿光发光二极管的混光等。所测量的二维亮度值也可用以作为调整光源的相关设计的依据、参考。而且本发明的发明除用以测量扫描器的光源亮度值外，亦可用以测量其他非扫描装置的光源二维亮度值，用以调整各种含有光源的装置。
综合以上所述，本发明提供了一个测量原稿面相对亮度的方法。本发明是利用测量原稿面相对亮度的方法，可以不需使用白色纸张或原稿及不需对扫描器做任何变形或增加其他元件，以减少测量所需的时间，增加测量的效率并减少测量所需的成本，而且也可以减少或避免对影响到调整好的光源组件，确保调整后光源的品质。而避免习知技术中需在扫描器底部开测量孔或需加反射镜使亮度计在扫描器内部测量的较无效率的方法，并且避免可能于测量过程影响调整好的光源品质的可能性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利保护范围；凡其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或等效替换，均应包含在权利要求所限定的申请专利保护范围。上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种相对亮度的测量法，是测量一光源透射过一原稿后的亮度，其特征在于以该透射的亮度值除以一透射率或乘上该透射率的倒数，换算得知该光源照射至该原稿面的亮度。
2.如权利要求1所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的原稿为白色纸张。
3.如权利要求1所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的光源为冷阴极灯管。
4.如权利要求1所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的光源是白光发光二极管、红光发光二极管、蓝光发光二极管、绿光发光二极管之一。
5.如权利要求1所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的测量该光源透射过该原稿后的亮度为测量该光源的某范围的波长的亮度。
6.一种相对亮度的测量法，是测量一光源透射过一原稿的0到90度的各角度的透射率，及测量一扫描器的光源透射过该原稿后的亮度，其特征在于除以一透射率或乘上该透射率的倒数，换算得知该扫描器的光源照射至该原稿面的亮度。
7.如权利要求6所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的扫描器光源是白光发光二极管、红光发光二极管、蓝光发光二极管、绿光发光二极管之一。
8.如权利要求6所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的测量该光源透射过该原稿的0到90度的各角度的透射率为测量该光源的某范围的波长的亮度。
9.如权利要求6所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的测量该扫描器光源透射过该原稿后的亮度为测量该扫描器光源的某范围的波长的亮度。
10.如权利要求6所述的相对亮度的测量法，其特征在于，所述的测量该光源透射过该原稿后的亮度为二维亮度值。
全文摘要
一种相对亮度的测量法，是测量一光源透射过一原稿后的亮度，其特点是以该透射的亮度值除以一透射率或乘上该透射率的倒数，换算得知该光源照射至该原稿面的亮度。本发明是利用测量扫描器光源穿透过原稿后的光亮度，以求得光源照射原稿面时的亮度，可以避免测量反射光亮度时所需对扫描器做的一些改变，以及这些改变对调整的光源可能造成的影响，并加快测量时的效率。
文档编号H04N1/04GK1481142SQ0214263
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月3日 优先权日2002年9月3日
发明者郭士文 申请人:力捷电脑股份有限公司