具有场可编程门阵列的色度计制造技术

一种可以校准彩色监视器的色度计，其设有光电检测器（３８）和光学滤波器对（５０）的光度计阵列。滤波器包括全通、边缘滤波器，其覆盖了可见光谱上端的重叠区域，还包括覆盖了全部可见光谱的滤波器。光电检测器的输出被数字合成，以提供精确模拟由ＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｂｌｅｄｅＩ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ（ＣＩＥ）ｘｙｚ（线条）函数所建立的响应。被模拟的响应由ＣＩＥ配色函数表示。对和相关元件安装在固定于壳体内的印刷电路板（３２）上，电路板具有孔的阵列，其在确定了发出光线的表面的在角度上限定的视场。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种用于测量光的色彩含量的色度计，其具有模拟可以由CIE配色函数表示的人眼对色彩的反应的响应，。本专利技术特别适于校准彩色监视器和彩色视频显示器，显示器可以是阴极射线管型的或是LCD型的。本专利技术还用于测量照明的其他光源(发射型的或反射型的)的色彩特性，如其色温。根据本专利技术，现已发现，精确模拟人眼对色彩的反应的色度响应可以用穿过可见光谱的上端的边缘光学滤波器建立模型，当这种边缘光学滤波器与光电检测器成对时，它们具有重叠关系。可以由光电检测器的输出数字合成该响应。用色度计进行的测量可以用于以本领域公知的技术校准彩色监视器或显示器。机械和电气设计使得本专利技术的色度计可以以相比于现代的色度计更低廉的成本制造，还可以与现代的色度计兼容的方式使用。现有的色度计还不能提供精密的色度测量，现有的色度计适合非技术用户使用，并适用于实验室之外。如由R.W.G.Hunt发表的Measuring Colour第二版(1991年由Ellis Horwood Limited发表)中所述，使用滤波的光电元件的现代的色度计还不能提供精确的色度检测，这是因为“通常不可能找到这样的滤波器，当组合了未滤波的光电元件的光谱灵敏度时，产生与X(λ)、Y(λ)和Z(λ)函数的最佳匹配。”在Hunt的文章中还谈到了，即使采用了可见光谱中的窄间隔，并且使用了最佳加权值来最小化误差，也不能获得精确的色度测量(参见，Hunt文章的178-181页)。由Hunt描述的这种色度计披露在由Vincent提出的于1993年12月21日授权的美国专利5272518中、由Suga提出的于1979年4月24日授权的美国专利4150898中以及由Lutz等人提出的于1992年12月1日授权的美国专利5168320中。本专利技术提供了一种改进的滤波色度计，其使用了边缘滤波器并采用了数字处理过程和增量，以提供模拟人眼反应的响应，从而获得了精确的色度测量。本专利技术提供的色度计还通过使用孔阻挡要被测量的光线和限制颜色的高角度发射提高了色度测量的准确度，该发射为由LCD显示器得到的普通光束。本专利技术提供的色度计的机械和电光结构使其可以以与现代色度计兼容的方式使用，并且可以以与现代色度计相比十分低的成本制造。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种色彩测量装置。该色彩测量装置包括多个光电检测器，用于测量光信号。与光电检测器耦合的场可编程门阵列从并联的光电检测器读取数据。根据本专利技术的更加具体的方面，色彩测量装置包括多个光学滤波器/光电检测器对，最好形成矩阵，其中，每个对从被限制了的视场接收光线。通常，视场被在角度上限定，以避免由发射表面发出的色彩扭曲、高角度的射线或来自发射表面的发射光束到达光电检测器。该对具有在可见光谱的较长波长端的各不同重叠波长区域延伸的响应度。边缘滤波器可以与光电检测器一同使用，最好提供数字输出，以获得该响应度。数字处理光电检测器输出的变换器将所述成对的响应度转换为模拟代表人眼的响应度的配色函数的响应度。其可以是CIECommission Internationable de I’Eclairage x，y和z函数，通过传统的函数处理(参见，如上面引用的Vincent的专利and McLaughlin的于1996年3月12日授权的美国专利5499040)，可以由其获得CIE三基色数值X、Y、Z，从而便于使用色度计校准彩色监视器和彩色视频和其他显示器。附图说明从结合附图的对下面详细说明的阅读，本专利技术的上述和其他特点以及优点将更加明显，其中图1是表示根据本专利技术的优选实施方式的5色度计的主要元件的部件分解透视图；图1a是图1中所示的印刷电路板元件的平面图；图2是图1中所示的色度计的底视图；图3是图1和图2所示的色度计的剖视图，剖面沿图4中的线3-3；图4是图1中所示的色度计的剖面图，剖面沿图2中的线4-4； 图5是在前附图中所示的色度计的剖面图，剖面沿图2中的线5-5；图6和7是说明光线所穿过的色度计的壁上的孔是如何遮蔽并限制光学滤波器/光电检测器对的视场的射线图；图8是用于在前附图中所示的色度计中的过滤单元的部件分解透视图；图9是说明过滤单元的层的层叠关系的过滤单元的剖面图；图10是示出色度计和用于利用色度计的输出校准监视器的系统的电路的方框图；图11是图10中的微处理器的程序设计的流程图，用以获得刷新速率试样；图12是微处理器的程序设计的流程图，用以合成色度计的响应，并提供模拟CIE配色函数的响应；图13、14和15是光谱上的滤波器传输率、光谱上的检测器滤波器对的响应度和模拟配色函数的响应度的准确度的曲线图；图16是包括用于从色度计同时读取数据的场可编程门阵列的控制器的图；图17是本专利技术的另一实施例中的色度计壳体的横截面图。具体实施例方式现在参考图1、2、3、4和5，其示出了具体实施本专利技术的色度计，该色度计是由在舌片和凹槽连接件16处接合的前部壳体12和后部壳体14构成的外壳10的一个整体组件。通常为矩形的凹壁18具有孔20的矩阵，其可以沿与壁18的垂直边缘平行的X和Y坐标轴以相同的距离均匀地彼此间隔。在本实施例中，孔的形状为椭圆形，其纵轴与X和Y坐标轴即壁18的边缘成约45°角。当色度计用于执行对彩色监视器屏幕的色度计测量时，纵轴与水平方向约呈45°。这使得即使在有限的视场范围内也可以保证有足够的光线(光子)通过孔。下面结合图6和7详细描述视场的这种限制。通常，每个孔20的视场被设计成避免各光电检测器38和光学滤波器50(下面将详细描述)之间产生串扰。受到约束的视场避免了色彩效果受到角度的影响而改变，特别是发生在LCD屏幕的垂直方向上的这种改变。现已发现，在上述定向上具有平行侧边和圆形端部的椭圆形孔适于限制视场。前部壳体12具有从其四个角中的每一个角向内凸出的部件22。这些部件具有圆形舌片24，该舌片用于锁住在柔软的橡胶的吸盘26上的定位凹槽。吸盘对彩色监视器或显示器25的屏幕提供轻微压力，从该屏幕光线通过孔20进入色度计。管状柱28用与壳体16相同的塑料模制而成，具有基本上相对于壁18垂直延伸的轴，并与通过孔20的光轴平行。这些柱接收其端部装配于柱28内部的配合柱30。由印刷电路板32提供的板具有圆形孔34，当壳体安装到一起时，柱28经过该孔进入并将电路板32锁定在壳体12和14之间。柱30中的盲孔34可以制出螺纹或螺丝拧紧(未示出)，其穿过柱28内的孔，被接收在制出螺纹的孔34中，用于固定安装的色度计元件。透明薄膜或薄片36位于壁18的前侧的上方，封闭孔20。舌片和凹槽连接件16以及薄片36提供了这样一个封闭主体除了通过薄片36和孔20的用于色度计测量的光线外，其是不透光的。印刷电路板具有光电检测器38的阵列，其与孔20的阵列在数量和位置关系上相匹配。凸肋40的矩阵由壳体14的后壁延伸，其中的一部分42延伸这样一个距离即使这些凸肋42足以与印刷电路板32的后部相接触。这些凸肋42基本上形成了一个矩形的隔间，其密封了光电检测器38，并防止其间光线的泄露，从而进一步消除了通过孔20并到达光电检测器38的光线之间的串扰。凸肋40还用于加固壳体14。光电检测器38最好是光线-频率转换器，其在一个单一芯片内组合了光电二极管和电流-频率转换器。这些器件可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色彩测量装置，包括：外壳；多个光电检测器，用于响应感测的光线产生数据；场可编程门阵列，用于从多个并联的光电检测器读取数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D斯洛库姆，JR路易斯，CK默勒，JA博勒斯，JM伊斯特曼，WJ福克斯，RJ格林瓦德，RJ胡特钦森，
申请(专利权)人：应用色彩系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]