TWM356111U - Color measuring instrument - Google Patents

Description

M356111 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作主要關於一種量測儀器，尤指針對一種色彩量測儀器 的創新設計。 【先前技術】 現有技術中相關公知結構，如美國專利號：US 7262853 B2「 色彩里測儀器」，其在一外罩内部一侧設有呈垂直狀態的照明系統

另側傾斜-角度設有—感應器；該照明祕，包括：—照明器、 一軟官，上端連接於照明器，下端設置一凸透鏡，該凸透鏡的中 線係了對準樣品，該感應器，包括：—平凸透鏡的巾心線係對 準樣非球狀透鏡没置在平凸透鏡上方，一光電二極體設置 在前述非球狀透鏡上端。 上揭結構係有如下待改進之處，即：照明系統之照明器係直 接經軟管，再透過凸透鏡後’將光線呈放雜照於樣品，此 裝置將造成照縣域位在巾_塊光照㈣，越往相光線越弱 的現象’嚴重影響該照明區域照明光線的均勻度。此外，整體照 明系統的設置係與樣品擺放位置呈—直線，每當該照明系統啟動、 後，便會吸收來自樣品中心位置的反射強光，令該照明系統區的 溫度迅速上昇’鱗致_、_部零件容純壞之主翻素 者，前述照明光線、凸透鏡和樣品三者呈—直線的情況下， 照射到樣品後，係絲次向外擴散形歧射而出，此奋 感應器係直接接㈣大部絲自_的反射光，進蚊得H、 極體接收影像訊雜’紐重光轉狀，縣色彩失鱗缺點。〜 M356111 =鑑於此，本_人乃針對—種__之結構，加 以改_，，遂在充分完善的構思下 H _完成本創作並提出本案之新型專 利甲請。 【新型内容】 - 本創作之主要目的’係提供_種色彩制儀器，其主要包括· 一照明系統及-械敎成；前咖線以—個可產生均 =光的發航件搭配—辦光管所組成，該發光元件可為一種 ==係=光管之入光面係設置在發光元件的照明端， 爾㈣，其巾，崎光管的長 f要足純財到能夠網混合來自發光元件顏色不㈣的白 ===之出光面的軸向中心線與感測系統之感測 置簡免反射光錄被細祕所收集； 該照明系統僅運用一個發光元件作為光照的主要來源，有 更可數量的設置’對於整體構造而言’不但成本降低， 2小體積，此外’更可藉由導光管的設計，有效達到減少照 救使用數置及分佈設置的安耕，使本創作色彩量測儀器的 正體機構尺寸可減縮至最輕巧化。 本創作之另—目的，係提供—種色彩量測儀器，其中， ΐΓΐΓ虑包括：一感測平台及一集光裝置組成；而前述集光裝 匕括.光圈、一集光透鏡組、一視場光圈、一勻光 透鏡組及-色_絲所减；其主要财勤前鱗光裝置， 將感測平台上酬m真實色彩均⑽投影分_色彩感應器， M356111 再藉由色彩感應器#陳分析進行亮度及色度難，並且輸出該分 析訊號，其中’該感_統係具有可允許縮短或延長待測平台與 集光裝置之間的距離，仍可保持準癌的擷取到待測物顏色的功能。 為達到上述目#本創作提供一種色彩量測儀器，該色彩量 剛儀器係運用-發光元件為基礎，作為照明光線的主要來源，其 包括： 一照明系統，係由—發光元件及—導光管組成，前述發光元 件’可為-種航二極體，前述導絲—人光面設置在發光元件 _的照明端’導光管另—出光面係傾斜-角度形態被引導至感測系 統的待測平台，前述人光面及出光面皆呈非球面邮弧設計； -感測系統’包括：-待測平台及—集光裝置組成；前述待測平 台，供制物放置；前述集光裝置，包括：-光圈，間隔適距設 置在感測平台的上端，其作祕可供調整改變色械應器上的光 斑形狀，聽造成喊聽；—集光透餘，侧隔適距設置在 光圈的上端，將感測平台上待測物的影像投射至視場光圈；一視 籲 場光圈’5又置在集光透鏡組的上端，其主要可隔離感測平台有效 感測區域以外的光線，以增加量測準確度；一勻光透鏡組，設置 在視場光圈的上端，可將視場光圈上影像的每一光點均勻的擴束 散佈涵蓋整個色彩感應n色彩感應器，設置在勻光透鏡組的 上端，可將待測物的色彩擷取分析進行亮度及色度調校，並且可 輸出該分析訊號者。 【實施方式】 餘下，茲再配合本創作較佳實施例之圖式進一步說明如后，以 M356111 知依本說明書之陳述據以實 期能使熟悉本創作相關技術之人士， 施： 百先，敬請配合來閱第一 的色彩量職n，Μ要包―日:^ ’騎創作較佳實施例 組成；其中，要包括.一照明系統10及—感測系統2〇

鄉二包括：—發光元件11及~導光管12組成； 5::Γ二广種可產生白色發光的元 體’由監光二極體激發黃色螢紐而成的白光；該導光管12 ’為-長度足夠長以達到能夠均勻混合來自發光元件U白光的導 光官體，又，該導光f 12兩相對外端部分別為—人光面⑵及一 出光面122，該入光面121與出光面122皆為非球面之凸弧，其中 ’入光面121係設置在發光元件21之照明端，出光面您係呈一 傾斜角度，被引導對準整個感測系統2〇的感測平纟21，若以出光 面的轴向k線123與感測平台21所形成的交集夾角b，係介定 在40°角至50。角之間，且以設定在45。夾角左右為最佳，以避免 反射光線直接被感測系統20所收集； 該感測系統20，係與照明系統10約呈平行狀態設置，其包括 :一感測平台21及一集光裝置22所組成；其中， s亥感測平台21，係供待測物放置，並且可經由照明系統1〇， 知/ί共δ亥感/則平台21整個區域範圍内皆可均勻受到白光所照明； 該集光裝置22，依序包括：一光圈221、一集光透鏡組222 、一視場光圈223、一勻光透鏡組224及一色彩感應器225所組成 $ M356111 ，·其中，該光圈221，間隔適距設置在感測平台21的上端，其主 要作用係可經調整改變色彩感應器挪上的光斑形狀，避免多餘 的光線造成眩光現n集光透餘222，#顧適距設置在光圈 221的上端，前述集光透鏡組222，至少包含一個或一個以上的凸 透鏡2221 ’該凸透鏡2221為上下相對外端面皆呈非球面之凸弧， 可摘測收絲自❹㈣21上制倾自絲日⑽物光，進而將 待測物的影像投射至視場光圈223 ;該視場光圈223，設置在集光 透鏡組222的上端，其主要可阻隔掉感測平台21有效感測區域以 外的光線，以關不必要的光線進人，進而增加量_準破度； 該勾光透鏡組224，係間隔適距妓在視場光圈223的上端，其至 少包括兩個或兩個以上的透鏡組成，前述兩個透鏡，分別為第一 透鏡2241和第二透鏡2242，該第—透鏡2241，上下相對外端面 皆為非球面的凸弧，其上凸弧面係低於下凸弧面，而該第二透鏡 2242 ’具有中醒_環，相呈凸_之上錄面，以及下曲 孤面之中間呈隆凸狀態’近外圍緣處形成凹環狀態之特徵，是以 击經句光透鏡組224，可將視場光圈挪上影像的每—點均句的擴 束散佈涵蓋整個色彩感應器225 ;該色彩感應器哪，設置在句光 透鏡組细㈣，观賴蝴嫩嶽_校，並 且可輸出該分析訊號者。 ^由上述構件組成’如第四圖所示，該照明系統ι〇可提供均 造成的不Γ先官12引導將發光元件11因為螢光粉塗佈不均勻 、：勻色光混合均勻後’以傾斜照射角度即出光面之轴向 9 M356111 中線123與感測平台2i介置在4〇。角至50。角的交集夾角匕設 定’並且運用導光管12之入光面121與出光面122為非球面的凸 弧权计，故能將前述的白光照明強度均勻地散佈於整個感測平台 21區域；復’經感測系統2〇之集光裝置22，有效率地將感測平 台21上待測物的真實色彩均勻的投影分佈到色彩感應器挪，再 藉由色彩感應器225擷取分析進行亮度及色度調校，並且輸出該 分析訊號者。 再者’補充說明該照明系統，除了單以一個發光元件n為照 明基礎之蘭技術外’更有減少發光元件u數量的設置，對於整 體構造而έ ’不但成本降低’更可料翻，此外，更可藉由導 光5 12的設計’有效達到減少發光元件11的使用數量及分佈設 置的安排，使本創作色彩量賴器的整體機構尺寸可減縮至最輕 巧化。❿上錢及導絲12長度必冑賴關均自混合來自發光 兀件11的自光，其長度在本實施射係設定略小於感測系統別 之集光褒置22 _長度’且該導光管12在中間至少具有一彎折 段’此並非要限解絲12的形狀式樣，_輪供發光元件η 麵由導光管12的連續折射後，再散佈於整個感測平台21區域 也據:本_亦可使用直立式的導光管12，再配合調整發光元 11壬傾斜角度自入光面121進入，即可達到前述的效果。另 說月該集光裝置22之光圈221和視場光圈223的外形式樣， 7需與色彩感應器225的輪廊形狀相對應，在本實施例當中， μ色杉感應器225係設計成矩形體，因此該光圈22ι和視場光圈 M356111 223是同樣設計成矩形，而視場光圈223的大小，是配合集光透鏡 組222前的光圈221大小適當調整使其達到當待測物距不固定時 仍在色彩感應器上能有固定光強訊號。 又者如第四、五晒不，主要說明本創作色彩量測儀器之 感測系統20的集光裝置22與感測平台21間的距離，係可被允許 驗或延長彼此的間距，使感測平台21上的待測物與集光裝置烈 間可以有較為寬鬆的容許公差，健可簡真實性的擷取到待測 ♦物顏色的功能’據此，可以讓色彩量測儀器的空間形態設計更易 發揮。-般固定光_光學魏，在固定_亮度下 在近距離可以有較大的光通量，待測樣品在較遠位置時的光通量口 會較小。而前述集光裝置22，主要係運用固定式的光圈221設計 ，當待測物距離較遠時，成像的距離相對_近之待測物的成像 距離會較短，如果視場光圈223放置在較遠待測物的成像面上， 則較近待測物的成像光會有—部分受限於視場光圈223而無法通 過到達色繩應器225，於是麵制物的光由紐制而降低 二可以打破“待測樣品在近距離可以有較大的光通量，，的傳統設計， 胃光圈221與視场光圈223兩者取得平衡後，可讓本創作色彩量 測勤達獅制^平台21在不同位置時，_可縣總功率固 定。 第’、圖戶斤*係本創作的色彩量測儀器經系統模擬戶斤得到 的光強相對於待測物距離的關係圖，其經調整視場光圈大小，可 以達到長距離地移動_平讀集光裝置間的距離，仍維持色彩 M35611〗 感應器上的總辨Mj定的目標。且由於勻光透鏡組的作用，縣 ，光點均勻的擴束到整個色彩感應器上，即使感測平台的區域 犯圍照明度不甚均勻’最終在色彩感應器上仍然可維持擷取均勻 的光強分佈；此可證實本創作色彩量測儀器之集光裝置運用集光 透鏡組、技透鏡組、光圈與視場光圈間的相互搭配，係可容許 感聊繼域奴· 器擷取咖定與均勻的峨。 辦琢應 如第七圖所示’為—般沒有特計，僅以複數個透鏡排列 而成的集域置，當其與_平台的距雜近時， 會接收到較峨分佈；當其糊平⑽嫩 應社會接收到較弱的光分佈，色彩感應器上所擷取的訊號強度 變化過大會造成色彩計算絲嚴麵⑽缺失。 u強度 本創為本創作之—較佳實施例而已，並非用來限定 錄Γ、關。即凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化 與6飾’ ^為本新型翻細触蓋。 【圖式簡單說明] 作，測儀器較佳實施例相對組設位她 第一圖.為弟一圖另—相對角度立體圖。 第三圖：摘作色彩量_雜佳實補姆組設 細圖.:摘作色㈣嶋雜佳實酬之細縣*=見圖。 弟五圖·摘作色料_雜讀_之侧投細音圖二。 第六圖.本創作色彩量測儀器較佳實施例之光通量相輸距關 12 M356111 係圖。 第七圖：一般色彩量測儀器之光通量相對於物距關係圖。 【主要元件符號說明】 照明系統----10 發光元件一 —11 導光管------12 入光面 —121 出光面 - -122 轴向中心線_123 交集夾角-----b 感測系統一 —20 感測平台一一21 集光裝置- —-22 光圈 - -221 集光透鏡組-222 凸透鏡--- -2221 視場光圈一 -223 勻光透鏡組-2 24 第一透鏡- -2241 第二透鏡一 -2242 色彩感應器-225 13

Claims (1)

1. M356111 . •九、申請專利範園·· * 1. 一種色彩量測儀器，包括·· 一照明系統，以-發光元件及—導光管組成，該導光管的入光 面設在發光元件照明端，出光面呈一傾斜角度照射在感測系統 的感測平台； -感测系統，包括：-感測平台，供待測物放置，以及一與感 财扣隔雜之集絲置組成；該集光妓依相隔包括： —糊；—集光_組’經前述細_來自感解台上制 物的影像投射至視場光圈；一視場光圈，可隔離感測平台有效 ❹m取外的光線；—勻光透鏡組，可將視場光圈上影像的 每-點均句的擴束散佈涵蓋整個色彩感應器；一色彩威應器， 可將色彩擷取分析進行亮度及色度調校，並且輸出該;::號 者。 2.如申請專利細第丨項所述之色彩制翻，其巾，該照明系 統與感測系統呈平行狀態設置。 • 3·如申請專利範圍第1項所述之色彩量測儀器，其中，該發光元 件為一種發光二極體。 4. 如申請專利範圍第丨或3項所述之色彩制儀器，其中，該發 光元件為一種可產生白光的發光二極體。 5. 如申請專利範圍第1項所述之色㈣測儀器，其巾，該導先管 長度略小於感測系統之集光裝置的總長度。 6. 如申請專利範圍第1或5項所述之色彩量測儀器，其中，兮導 光管兩相對外端分別為—入光面及一出光面，前述入光面與出 14 M356111 光面皆為非球面之凸弧。 至50°角之 間 7·= 申請專咖第1猶述之色㈣物，其中，該出光面 的轴向中心線與感測平台的交集夾角，介定在40。角 8:申__第丨補述之色輪膽，其t，該集光透 鏡組’至少包含-個或一個以上的凸透鏡。 9·如申料利範圍第丨賴述之色㈣職^，其巾 鏡組，至少包含-個或-個以上非球面凸弧的凸透鏡/、 10. 如申請專利範圍第丨項所述之色彩量測儀器，其中，該勾光透 鏡組至少包括兩個或兩個以上非球面的透鏡組成。 11. 如申請專利範圍第丨項所述之色彩量測儀器，其中，該句光透 鏡組，至少包含第一透鏡和第二透鏡組成。 12. 如申請專利範圍第u項所述之色彩量測儀器，其中，該第一 透鏡之上下相對外端面皆為非球面的凸弧。 13. 如申料利涵第丨丨項所述之色彩制魅，其中，該第二 透鏡之上曲弧面的中間呈内凹環，外圍呈凸弧環，下曲孤面中 間主隆凸狀％，近外圍緣處形成凹環狀態。 15 M356111 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（一）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 照明系統10、發光元件11、導光管12、入光面12卜出光面122、 軸向中心線123、交集夾角b、感測系統20、感測平台21、集光 裝置22、光圈221、集光透鏡組222、凸透鏡2221、視場光圈223、 勻光透鏡組224、第一透鏡2241、第二透鏡2242、色彩感應器225