[发明专利]手持式颜色测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于颜色测量装置、特别是用于测量监视器、投影仪、投影区域以及环境光的手持式颜色测量装置的光电测量单元，以及涉及一种手持式颜色测量装置。

背景技术

市场上可以买到多种实施形式的通用型手持式颜色测量装置。这种手持式颜色测量可以基于任何测量技术。例如，它们可以实施为滤波器测量装置或光谱测量装置，其中后者最通用，这是因为众所周知，光谱测量值可以用于获得在实际中所关注的任何其他变量(例如色值、颜色密度值等)。手持式颜色测量装置也可以实施为独立的装置，或者是用于与处理测量结果的控制计算机相关联的外围测量装置。独立的手持式颜色测量装置包括用于测量操作所必需的所有操作和显示部件及其自身的电源，并且在很多情况下还装备有用于与计算机通信的接口，其中可以与计算机交互测量数据和控制数据。配置为外围测量装置的手持式颜色测量装置通常不具有自身的操作和显示部件，并由上位计算机控制，如其他任何外围计算机装置一样。为了与计算机通信，更多的现代手持式颜色测量装置经常装有所谓的通用串行总线(USB)接口，在许多情况下通过该接口同时可以供电(来自于所连接的计算机)。例如在美国专利US767199(即EP1845350B1)的说明书中描述了如此设计的测量装置。

通用型手持式颜色测量装置借助于其实施或辅助设备而可以用于大量的测量任务。这种手持式颜色测量装置的一个特定使用区域是对监视器的测量，特别是为了校准和产生色彩特性描述文件，其中手持式颜色测量装置被手动定位到需要测量的监视器上，并且与监视器接触或设置为离监视器的距离很小(优选少于20cm)。在其他的应用功能中，手持式颜色测量装置也可以用来测量环境光，或者也可用于(远程)测量由例如电子投影仪(视频投影仪)所照亮的投影区域。这些要点同样也在例如美国专利US767199(即EP1845350B1)的说明书中有描述。

对于监视器的颜色测量，对颜色测量装置有特殊的要求。因此，测量装置例如应当具有相对大的测量斑点，以便通过平均化来降低监视器的本地不均匀性。也期望对于所有的颜色都具有相同的相对小的受光角(入射角范围)，通常为±4°。该装置应尽可能地不允许有任何所谓的指向误差，即装置的所有颜色通道必须看到同样的角度范围。整体的不均匀性不允许导致颜色伪像。如果监视器的颜色通道R、G、B或相应的X、Y、Z值的灵敏度没有在局部或在角度上正好互相定位，就会产生颜色伪像，导致仅仅位置和角度上的亮度波动无法正确地表示为颜色变量。具有明显的角度依赖性的监视器在这方面特别严重。颜色测量装置必须对测量光的极化不敏感。它也应展现出高度的光灵敏度。它同时也应尽可能地对天气或机械影响不敏感。其他要求来自于这些装置在半专业或专用领域中的甚至更迫切的使用：颜色测量装置应当小、紧凑、易于操控并长期稳定，必须能够简单地连接到外部计算机，最后并且也必须能以低成本的方式制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设计用于手持式颜色测量装置的光电测量单元，以及装备有该光电测量单元的手持式颜色测量装置，其能最大程度地满足前述的要求。

这个优选的目的至少部分地通过用于颜色测量装置、特别是用于测量监视器、投影仪、投影区域以及环境光的手持式颜色测量装置的光电测量单元来解决，该光电测量单元包括用于接收测量对象所发出的测量光的光学矩阵，并且包括暴露于测量光下的传感器矩阵，其将测量光转换为相应的电测量信号，并处理这些测量信号以形成表征了测量对象的颜色的数字测量数据，其中测量单元具有光轴，并包括具有相对大直径的凸输入透镜、将入射角范围限定为±2-10°的孔、具有去极化效应的光散射器、传感器透镜以及至少三个对不同光谱范围为敏感的使用了颜色滤波器的光电传感器，其中孔大致位于输入透镜的焦平面上，并且光散射器布置在光路上紧邻于孔，并大致位于传感器透镜的焦平面上，其中滤波器和传感器设置成靠近光轴，并暴露于大致平行的测量光下，其中滤波器、传感器和散射器配置成使得由传感器生成的电测量信号基本上表示了根据CIE的三色值XYZ，或者这些三色值XYZ的线性组合。