專利名稱：手握式網點密度計的制作方法
技術領域：
本發明涉及印刷控制和電子測量領域，且特別涉及一種手握式網點密度計。
背景技術：
傳統的網點密度計大多只能測量透射式底稿，且測量精度不夠，體積較大，攜帶不 方便，在對質量控制要求高的行業中一般無法達到要求。運用反射測量原理不僅可以測量 反射式底稿，而且可測量透射式底稿，并且提供了測量色度的功能。 本發明主要是將反射原理應用于印刷控制中對于網點、密度、色度等參數的測量， 研究涉及的主要領域有印刷控制的反射測量理論，反射式光學儀器的設計理論，光電信號 的放大、濾波、模數轉換，以及測量控制系統的設計理論及技術等。

發明內容
本發明提出一種手握式網點密度計，用于測量印版網點的面積，密度值，色度值，
反射率等等，操作簡單方便，且具有非常高的測量精度和很寬的測量范圍。 為了達到上述目的，本發明提出一種手握式網點密度計，包括前端光學部分和后
端電學測量部分，其中前端光學部分包括環形脈沖光源，第一偏振片、第二偏振片，旋轉濾
色輪和光探測器；所述環形脈沖光源、第二偏振片，旋轉濾色輪和光探測器位于所述第一偏
振片的同一側，其中所述環形脈沖光源與所述第一偏振片成第一角度，所述第二偏振片與
第一偏振片平行設置并位于第一偏振片和旋轉濾色輪之間，旋轉濾色輪位于第二偏振片和
光探測器之間，所述第二偏振片的偏振方向與第一偏振片的偏振方向垂直，二者構成偏振系統。 進一步的，所述環形脈沖光源由后端電學測量部分控制，測量時發出脈沖光，其光 譜范圍為400-700nm，光譜間距為10nm。 進一步的，所述環形脈沖光源包括多個發光二極管光源。 進一步的，所述多個發光二極管光源之間的角度為0度 90度。 進一步的，所述環形脈沖光源與所述第一偏振片所形成的第一角度為45度。 進一步的，所述環形脈沖光源設置有可調光圈，所述可調光圈孔徑在2-6mm之間切換。 進一步的，所述環形脈沖光源外表面設置有壓力反饋傳感器，其在獲得一定的壓 力后，反饋一個信號給后端電學測量部分，后端電學測量部分根據所述信號的變化驅動環 形脈沖光源的亮度改變以改善測量的重復性。 進一步的，所述旋轉濾色輪用來完成分光式測量，采用動態旋轉測量方式，用以同 時測量所有角度，由控制器驅動微型電機帶動濾色輪進行分光。 進一步的，所述光探測器采用藍光增強硅光電二極管，呈陣列型排布，用以進行多 角度轉換測量。 進一步的，所述光探測器采用金屬環屏蔽方式，防止電磁干擾，內部殼體涂抹金屬漆屏蔽。 進一步的，所述后端電學測量部分包括相互電性連接的 互阻放大電路，濾波電路，充電電路，信號處理部分，控制部分，電源供電部分，液 晶顯示驅動部分，存儲器。 進一步的，所述互阻放大器電路利用負反饋技術降低輸入阻抗，將前端光學部分 送來的光電流信號轉變為電壓信號，其具有自動放大增益電路，自動改變放大增益，確保光 電流被適當的放大。 進一步的，所述濾波電路采用低通濾波，有效消除環境噪聲，確保信號純凈。
進一步的，所述信號處理部分采樣模擬信號，并進行相關的數學運算處理。
進一步的，所述控制部分負責驅動環形脈沖光源，控制驅動旋轉濾色輪，控制液晶 顯示驅動部分的顯示輸出。 本發明提出的手握式網點密度計，采用微控制技術，功耗極低，一次充電能進行 一萬多次以上的測量，使用便攜式設計因此不需外接交流電源；其測量準確，讀數方便，可 以同時測量網點和密度值，既能測量透射式底稿也能測量反射底稿；其可以直接與上位機 進行通訊，便于用戶數據管理；測量范圍可以達到0-2. 6，測量精度比傳統的提高一個數量 級；采用多個LED環形脈沖光源，改變了傳統密度儀使用鹵素燈加裝濾色片的舊技術。


圖1所示為本發明較佳實施例的手握式網點密度計前端光學部分結構圖。
圖2 圖3所示為本發明較佳實施例的環形脈沖光源結構圖。
圖4所示為本發明較佳實施例的互阻放大器電路。
圖5所示為本發明較佳實施例的低通濾波器電路。
圖6所示為本發明較佳實施例的數字信號處理電路。
具體實施例方式
為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
本發明主要是將反射原理應用于印刷控制中對于網點、密度等參數的測量，研究 涉及的主要領域有印刷控制的測量理論，反射式光學儀器的設計理論，光電信號的放大、濾 波、轉換，以及測量控制系統的設計理論及技術等。 請參考圖1，圖1所示為本發明較佳實施例的手握式網點密度計結構圖。本發明 提出的手握式網點密度計，包括前端光學部分和后端電學測量部分，其中前端光學部分包 括環形脈沖光源100、第一偏振片200、第二偏振片300、旋轉濾色輪400和光探測器500， 可調光圈600，壓力反饋傳感器700。所述環形脈沖光源100、第二偏振片300，旋轉濾色輪 400和光探測器500位于所述第一偏振片200的同一側，其中所述環形脈沖光源100與所述 第一偏振片200成第一角度，所述第二偏振片300與第一偏振片200平行設置并位于第一 偏振片200和旋轉濾色輪400之間，旋轉濾色輪400位于第二偏振片300和光探測器500 之間，所述第二偏振片300的偏振方向與第一偏振片200的偏振方向垂直，二者構成偏振系 統。 所述環形脈沖光源100由后端電學測量部分控制，測量時發出脈沖光，其光譜范
4圍為400-700nm，光譜間距為10nm。所述環形脈沖光源100設置有可調光圈600，所述可調 光圈600孔徑在2-6mm之間切換。 所述環形脈沖光源100外表面設置有壓力反饋傳感器700，其在獲得一定的壓力
后，反饋一個信號給后端電學測量部分，后端電學測量部分根據所述信號的變化驅動環形
脈沖光源100的亮度改變以改善測量的重復性，尤其是在彈性表面或者曲面上。 所述旋轉濾色輪400用來完成分光式測量，采用動態旋轉測量方式，用以同時測
量所有角度，由控制器驅動微型電機帶動旋轉濾色輪400進行分光，可以大大增強光譜的
分辨率，在可見光范圍內，可以將傳統的16個測量波段提高到28甚至30個，使得測量結果
更加精確，動態旋轉測量消除了以前所有傳統儀器所需的快門系統，精確的電機速度和位
置控制可以完全滿足各種角度的測量要求。 所述光探測器500采用藍光增強硅光電二極管，呈陣列型排布，用以進行多角度 轉換測量。進一步的，所述光探測器500采用金屬環屏蔽方式，防止電磁干擾，內部殼體涂 抹金屬漆屏蔽。 再請參考圖2 圖3，圖2 圖3所示為本發明較佳實施例的環形脈沖光源結構
圖。所述環形脈沖光源ioo包括多個發光二極管光源，所述多個發光二極管光源之間的角
度為0度 90度(圖中所示為40度的示意圖)，所述環形脈沖光源100與所述第一偏振片 200所形成的第一角度為45度。 所述后端電學測量部分包括相互電性連接的互阻放大電路，濾波電路，充電電 路，信號處理部分，控制部分，電源供電部分，液晶顯示驅動部分，存儲器。所述互阻放大器 電路(請參考圖4)利用負反饋技術降低輸入阻抗，將前端光學部分送來的光電流信號轉變 為電壓信號，其具有自動放大增益電路，自動改變放大增益，確保光電流被適當的放大。
所述濾波電路采用低通濾波，有效消除環境噪聲，確保信號純凈(請參考圖5)。所 述信號處理部分采樣模擬信號，并進行相關的數學運算處理(請參考圖6)。進一步的，所述 控制部分負責驅動環形脈沖光源，控制驅動旋轉濾色輪，控制液晶顯示驅動部分的顯示輸 出。 再請參考圖1，當用戶將儀器測量頭按下時，控制系統接收到按鍵指令而后驅動環 形脈沖光源100工作。環形脈沖光源100發出的全反射光10經過第一偏振片200后變為 偏振光20，偏振光20分為兩束，第一偏振光30直接在墨層500表面反射，這束光通過第二 偏振片300時，由于第二偏振片300的偏振方向與第一偏振片200恰好垂直，所以這束光完 全不能通過而被阻斷，這就消除了墨層800表面反射的影響，提高了測量精度，而第二偏振 光40通過墨層800被反射的光，由于在墨層800中失去了偏振性，所以在通過第二偏振片 300時，變為偏振光而通過，這束光經旋轉濾色輪400分光后被光探測器500接受，轉化為電 流。電流信號經互阻放大器(如圖4)變為電壓信號，然后經濾波器(如圖5)處理送入數 字信號處理電路(如圖6)進行數學運算，最后經由液晶顯示器輸出結果。
綜上所述，本發明設計的網點密度儀是一種由充電電池驅動的手握式網點密度 計。它的功能非常簡單易用。它以非常高的測量精度，測量膠印印版網點的面積，在印刷與 非印刷部分可以有IOOO級的分辨率。它使用多達9路的光學照射系統，可以消除網點的顆 粒度，對比度和顏色。不僅可以測量反射網點(印版，紙張)的面積，也可以測透射(軟片) 的網點面積，所以它們不僅是CTP的網點線性化的標定工具，也是一個從印前到印后的非常好的測量工具。它可以幫助用戶跟蹤從軟片到印版直至到紙張的網點面積的變化情況。 儀器輸出數據十分迅速，可在2秒內完成一次完整的測量。 儀器內部配備有便攜式環形脈沖光源，采用低功耗的電路設計驅動LED，為便于處 理微弱光信號，特別設計了基于反射式測量理論的前端光學模塊。采用集成USB控制器的 單片機作為處理器更加方便同上位機進行數據通訊和交換。 控制器和數據處理電路將測量數據保存至儲存器，可以保存最多200組樣本數 據，數據以光譜格式存儲，可以方便的計算三剌激值，反射率，密度值等。本發明提出的手握 式網點密度計，采用微控制技術，功耗極低，一次充電能進行一萬多次以上的測量，使用便 攜式設計因此不需外接交流電源；其測量準確，讀數方便，可以同時測量網點和密度值，既 能測量透射式底稿也能測量反射底稿；具備網絡通訊接口可以直接與上位機進行通訊，便 于用戶進行高級數據管理；密度值的測量范圍可以達到0-2. 6，網點和密度的測量精度比 傳統儀器的測量結果提高一個數量級；采用多個LED組合的環形脈沖光源，并且使用微型 電機帶動濾色輪旋轉的動態測量技術，徹底改變了傳統密度測量儀器使用卣素燈加裝濾色 片的舊技術。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技 術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因 此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
一種手握式網點密度計，其特征在于，包括前端光學部分和后端電學測量部分，其中前端光學部分包括環形脈沖光源，第一偏振片、第二偏振片，旋轉濾色輪和光探測器；所述環形脈沖光源、第二偏振片，旋轉濾色輪和光探測器位于所述第一偏振片的同一側，其中所述環形脈沖光源與所述第一偏振片成第一角度，所述第二偏振片與第一偏振片平行設置并位于第一偏振片和旋轉濾色輪之間，旋轉濾色輪位于第二偏振片和光探測器之間，所述第二偏振片的偏振方向與第一偏振片的偏振方向垂直，二者構成偏振系統。
2. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述環形脈沖光源由后端 電學測量部分控制，測量時發出脈沖光，其光譜范圍為400-700nm，光譜間距為10nm。
3. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述環形脈沖光源包括多 個發光二極管光源，其中所述多個發光二極管光源之間的角度為0度 90度。
4. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述環形脈沖光源與所述 第一偏振片所形成的第一角度為45度。
5. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述環形脈沖光源設置有 可調光圈，所述可調光圈孔徑在2-6mm之間切換。
6. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述環形脈沖光源外表面 設置有壓力反饋傳感器，其在獲得一定的壓力后，反饋一個信號給后端電學測量部分，后端 電學測量部分根據所述信號的變化驅動環形脈沖光源的亮度改變以改善測量的重復性。
7. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述旋轉濾色輪用來完成 分光式測量，采用動態旋轉測量方式，用以同時測量所有角度，由控制器驅動微型電機帶動 濾色輪進行分光。
8. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述光探測器采用藍光增 強硅光電二極管，呈陣列型排布，用以進行多角度轉換測量，所述光探測器采用金屬環屏蔽 方式，防止電磁干擾，內部殼體涂抹金屬漆屏蔽。
9. 根據權利要求1所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述后端電學測量部分包 括相互電性連接的互阻放大電路，濾波電路，充電電路，信號處理部分，控制部分，電源供電部分，液晶顯 示驅動部分，存儲器。
10. 根據權利要求9所述的手握式網點密度計，其特征在于，所述互阻放大器電路利用 負反饋技術降低輸入阻抗，將前端光學部分送來的光電流信號轉變為電壓信號，其具有自 動放大增益電路，自動改變放大增益，確保光電流被適當的放大；所述濾波電路采用低通濾 波，有效消除環境噪聲，確保信號純凈；所述信號處理部分采樣模擬信號，并進行相關的數 學運算處理；所述控制部分負責驅動環形脈沖光源，控制驅動旋轉濾色輪，控制液晶顯示驅 動部分的顯示輸出。
全文摘要
本發明提出一種手握式網點密度計，包括前端光學部分和后端電學測量部分，其中前端光學部分包括環形脈沖光源，第一偏振片、第二偏振片，旋轉濾色輪和光探測器；所述環形脈沖光源、第二偏振片，旋轉濾色輪和光探測器位于所述第一偏振片的同一側，其中所述環形脈沖光源與所述第一偏振片成第一角度，所述第二偏振片與第一偏振片平行設置并位于第一偏振片和旋轉濾色輪之間，旋轉濾色輪位于第二偏振片和光探測器之間，所述第二偏振片的偏振方向與第一偏振片的偏振方向垂直，二者構成偏振系統。本發明提出一種手握式網點密度計，用于測量膠印印版網點的面積，功能簡單易用，并且具有非常高的測量精度。
文檔編號G01J3/46GK101694377SQ20091005627
公開日2010年4月14日 申請日期2009年8月11日 優先權日2009年8月11日
發明者仝芳軒, 周正仙, 席剛, 李旭, 皋魏 申請人:上海華魏光纖傳感技術有限公司;