專利名稱：手握式網(wǎng)點密度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷控制和電子測量領(lǐng)域，且特別涉及一種手握式網(wǎng)點密度計。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的網(wǎng)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(zhì)量控制要求高的行業(yè)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(fā)明主要是將反射原理應(yīng)用于印刷控制中對于網(wǎng)點、密度、色度等參數(shù)的測量， 研究涉及的主要領(lǐng)域有印刷控制的反射測量理論，反射式光學(xué)儀器的設(shè)計理論，光電信號 的放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換，以及測量控制系統(tǒng)的設(shè)計理論及技術(shù)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種手握式網(wǎng)點密度計，用于測量印版網(wǎng)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(fā)明提出一種手握式網(wǎng)點密度計，包括前端光學(xué)部分和后
端電學(xué)測量部分，其中前端光學(xué)部分包括環(huán)形脈沖光源，第一偏振片、第二偏振片，旋轉(zhuǎn)濾
色輪和光探測器；所述環(huán)形脈沖光源、第二偏振片，旋轉(zhuǎn)濾色輪和光探測器位于所述第一偏
振片的同一側(cè)，其中所述環(huán)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(shè)置并位于第一偏振片和旋轉(zhuǎn)濾色輪之間，旋轉(zhuǎn)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(gòu)成偏振系統(tǒng)。 進一步的，所述環(huán)形脈沖光源由后端電學(xué)測量部分控制，測量時發(fā)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(huán)形脈沖光源包括多個發(fā)光二極管光源。 進一步的，所述多個發(fā)光二極管光源之間的角度為0度 90度。 進一步的，所述環(huán)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(huán)形脈沖光源設(shè)置有可調(diào)光圈，所述可調(diào)光圈孔徑在2-6mm之間切換。 進一步的，所述環(huán)形脈沖光源外表面設(shè)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(xué)測量部分，后端電學(xué)測量部分根據(jù)所述信號的變化驅(qū)動環(huán) 形脈沖光源的亮度改變以改善測量的重復(fù)性。 進一步的，所述旋轉(zhuǎn)濾色輪用來完成分光式測量，采用動態(tài)旋轉(zhuǎn)測量方式，用以同 時測量所有角度，由控制器驅(qū)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(lán)光增強硅光電二極管，呈陣列型排布，用以進行多 角度轉(zhuǎn)換測量。 進一步的，所述光探測器采用金屬環(huán)屏蔽方式，防止電磁干擾，內(nèi)部殼體涂抹金屬漆屏蔽。 進一步的，所述后端電學(xué)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(qū)動部分，存儲器。 進一步的，所述互阻放大器電路利用負(fù)反饋技術(shù)降低輸入阻抗，將前端光學(xué)部分 送來的光電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，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(dāng)?shù)姆糯蟆?進一步的，所述濾波電路采用低通濾波，有效消除環(huán)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(guān)的數(shù)學(xué)運算處理。
進一步的，所述控制部分負(fù)責(zé)驅(qū)動環(huán)形脈沖光源，控制驅(qū)動旋轉(zhuǎn)濾色輪，控制液晶 顯示驅(qū)動部分的顯示輸出。 本發(fā)明提出的手握式網(wǎng)點密度計，采用微控制技術(shù)，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(shè)計因此不需外接交流電源；其測量準(zhǔn)確，讀數(shù)方便，可 以同時測量網(wǎng)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(shù)據(jù)管理；測量范圍可以達到0-2. 6，測量精度比傳統(tǒng)的提高一個數(shù)量 級；采用多個LED環(huán)形脈沖光源，改變了傳統(tǒng)密度儀使用鹵素?zé)艏友b濾色片的舊技術(shù)。


圖1所示為本發(fā)明較佳實施例的手握式網(wǎng)點密度計前端光學(xué)部分結(jié)構(gòu)圖。
圖2 圖3所示為本發(fā)明較佳實施例的環(huán)形脈沖光源結(jié)構(gòu)圖。
圖4所示為本發(fā)明較佳實施例的互阻放大器電路。
圖5所示為本發(fā)明較佳實施例的低通濾波器電路。
圖6所示為本發(fā)明較佳實施例的數(shù)字信號處理電路。
具體實施例方式
為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
本發(fā)明主要是將反射原理應(yīng)用于印刷控制中對于網(wǎng)點、密度等參數(shù)的測量，研究 涉及的主要領(lǐng)域有印刷控制的測量理論，反射式光學(xué)儀器的設(shè)計理論，光電信號的放大、濾 波、轉(zhuǎn)換，以及測量控制系統(tǒng)的設(shè)計理論及技術(shù)等。 請參考圖1，圖1所示為本發(fā)明較佳實施例的手握式網(wǎng)點密度計結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明 提出的手握式網(wǎng)點密度計，包括前端光學(xué)部分和后端電學(xué)測量部分，其中前端光學(xué)部分包 括環(huán)形脈沖光源100、第一偏振片200、第二偏振片300、旋轉(zhuǎn)濾色輪400和光探測器500， 可調(diào)光圈600，壓力反饋傳感器700。所述環(huán)形脈沖光源100、第二偏振片300，旋轉(zhuǎn)濾色輪 400和光探測器500位于所述第一偏振片200的同一側(cè)，其中所述環(huán)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(shè)置并位于第一 偏振片200和旋轉(zhuǎn)濾色輪400之間，旋轉(zhuǎn)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(gòu)成偏振系 統(tǒng)。 所述環(huán)形脈沖光源100由后端電學(xué)測量部分控制，測量時發(fā)出脈沖光，其光譜范
4圍為400-700nm，光譜間距為10nm。所述環(huán)形脈沖光源100設(shè)置有可調(diào)光圈600，所述可調(diào) 光圈600孔徑在2-6mm之間切換。 所述環(huán)形脈沖光源100外表面設(shè)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(xué)測量部分，后端電學(xué)測量部分根據(jù)所述信號的變化驅(qū)動環(huán)形
脈沖光源100的亮度改變以改善測量的重復(fù)性，尤其是在彈性表面或者曲面上。 所述旋轉(zhuǎn)濾色輪400用來完成分光式測量，采用動態(tài)旋轉(zhuǎn)測量方式，用以同時測
量所有角度，由控制器驅(qū)動微型電機帶動旋轉(zhuǎn)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(nèi)，可以將傳統(tǒng)的16個測量波段提高到28甚至30個，使得測量結(jié)果
更加精確，動態(tài)旋轉(zhuǎn)測量消除了以前所有傳統(tǒng)儀器所需的快門系統(tǒng)，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(lán)光增強硅光電二極管，呈陣列型排布，用以進行多角度 轉(zhuǎn)換測量。進一步的，所述光探測器500采用金屬環(huán)屏蔽方式，防止電磁干擾，內(nèi)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(fā)明較佳實施例的環(huán)形脈沖光源結(jié)構(gòu)
圖。所述環(huán)形脈沖光源ioo包括多個發(fā)光二極管光源，所述多個發(fā)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(huán)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(xué)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(qū)動部分，存儲器。所述互阻放大器 電路(請參考圖4)利用負(fù)反饋技術(shù)降低輸入阻抗，將前端光學(xué)部分送來的光電流信號轉(zhuǎn)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(dāng)?shù)姆糯蟆?
所述濾波電路采用低通濾波，有效消除環(huán)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(guān)的數(shù)學(xué)運算處理(請參考圖6)。進一步的，所述 控制部分負(fù)責(zé)驅(qū)動環(huán)形脈沖光源，控制驅(qū)動旋轉(zhuǎn)濾色輪，控制液晶顯示驅(qū)動部分的顯示輸 出。 再請參考圖1，當(dāng)用戶將儀器測量頭按下時，控制系統(tǒng)接收到按鍵指令而后驅(qū)動環(huán) 形脈沖光源100工作。環(huán)形脈沖光源100發(fā)出的全反射光10經(jīng)過第一偏振片200后變?yōu)?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?yōu)槠窆舛ㄟ^，這束光經(jīng)旋轉(zhuǎn)濾色輪400分光后被光探測器500接受，轉(zhuǎn)化為電 流。電流信號經(jīng)互阻放大器(如圖4)變?yōu)殡妷盒盘枺缓蠼?jīng)濾波器(如圖5)處理送入數(shù) 字信號處理電路(如圖6)進行數(shù)學(xué)運算，最后經(jīng)由液晶顯示器輸出結(jié)果。
綜上所述，本發(fā)明設(shè)計的網(wǎng)點密度儀是一種由充電電池驅(qū)動的手握式網(wǎng)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(wǎng)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(xué)照射系統(tǒng)，可以消除網(wǎng)點的顆 粒度，對比度和顏色。不僅可以測量反射網(wǎng)點(印版，紙張)的面積，也可以測透射(軟片) 的網(wǎng)點面積，所以它們不僅是CTP的網(wǎng)點線性化的標(biāo)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(wǎng)點面積的變化情況。 儀器輸出數(shù)據(jù)十分迅速，可在2秒內(nèi)完成一次完整的測量。 儀器內(nèi)部配備有便攜式環(huán)形脈沖光源，采用低功耗的電路設(shè)計驅(qū)動LED，為便于處 理微弱光信號，特別設(shè)計了基于反射式測量理論的前端光學(xué)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(shù)據(jù)通訊和交換。 控制器和數(shù)據(jù)處理電路將測量數(shù)據(jù)保存至儲存器，可以保存最多200組樣本數(shù) 據(jù)，數(shù)據(jù)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(fā)明提出的手握 式網(wǎng)點密度計，采用微控制技術(shù)，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(shè)計因此不需外接交流電源；其測量準(zhǔn)確，讀數(shù)方便，可以同時測量網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)管理；密度值的測量范圍可以達到0-2. 6，網(wǎng)點和密度的測量精度比 傳統(tǒng)儀器的測量結(jié)果提高一個數(shù)量級；采用多個LED組合的環(huán)形脈沖光源，并且使用微型 電機帶動濾色輪旋轉(zhuǎn)的動態(tài)測量技術(shù)，徹底改變了傳統(tǒng)密度測量儀器使用卣素?zé)艏友b濾色 片的舊技術(shù)。 雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因 此，本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，包括前端光學(xué)部分和后端電學(xué)測量部分，其中前端光學(xué)部分包括環(huán)形脈沖光源，第一偏振片、第二偏振片，旋轉(zhuǎn)濾色輪和光探測器；所述環(huán)形脈沖光源、第二偏振片，旋轉(zhuǎn)濾色輪和光探測器位于所述第一偏振片的同一側(cè)，其中所述環(huán)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(shè)置并位于第一偏振片和旋轉(zhuǎn)濾色輪之間，旋轉(zhuǎn)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(gòu)成偏振系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述環(huán)形脈沖光源由后端 電學(xué)測量部分控制，測量時發(fā)出脈沖光，其光譜范圍為400-700nm，光譜間距為10nm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述環(huán)形脈沖光源包括多 個發(fā)光二極管光源，其中所述多個發(fā)光二極管光源之間的角度為0度 90度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述環(huán)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(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述環(huán)形脈沖光源設(shè)置有 可調(diào)光圈，所述可調(diào)光圈孔徑在2-6mm之間切換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述環(huán)形脈沖光源外表面 設(shè)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(xué)測量部分，后端 電學(xué)測量部分根據(jù)所述信號的變化驅(qū)動環(huán)形脈沖光源的亮度改變以改善測量的重復(fù)性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)濾色輪用來完成 分光式測量，采用動態(tài)旋轉(zhuǎn)測量方式，用以同時測量所有角度，由控制器驅(qū)動微型電機帶動 濾色輪進行分光。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述光探測器采用藍(lán)光增 強硅光電二極管，呈陣列型排布，用以進行多角度轉(zhuǎn)換測量，所述光探測器采用金屬環(huán)屏蔽 方式，防止電磁干擾，內(nèi)部殼體涂抹金屬漆屏蔽。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述后端電學(xué)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(qū)動部分，存儲器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的手握式網(wǎng)點密度計，其特征在于，所述互阻放大器電路利用 負(fù)反饋技術(shù)降低輸入阻抗，將前端光學(xué)部分送來的光電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，其具有?動放大增益電路，自動改變放大增益，確保光電流被適當(dāng)?shù)姆糯?；所述濾波電路采用低通濾 波，有效消除環(huán)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(guān)的數(shù) 學(xué)運算處理；所述控制部分負(fù)責(zé)驅(qū)動環(huán)形脈沖光源，控制驅(qū)動旋轉(zhuǎn)濾色輪，控制液晶顯示驅(qū) 動部分的顯示輸出。
全文摘要
本發(fā)明提出一種手握式網(wǎng)點密度計，包括前端光學(xué)部分和后端電學(xué)測量部分，其中前端光學(xué)部分包括環(huán)形脈沖光源，第一偏振片、第二偏振片，旋轉(zhuǎn)濾色輪和光探測器；所述環(huán)形脈沖光源、第二偏振片，旋轉(zhuǎn)濾色輪和光探測器位于所述第一偏振片的同一側(cè)，其中所述環(huán)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(shè)置并位于第一偏振片和旋轉(zhuǎn)濾色輪之間，旋轉(zhuǎn)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(gòu)成偏振系統(tǒng)。本發(fā)明提出一種手握式網(wǎng)點密度計，用于測量膠印印版網(wǎng)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(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)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(shù)有限公司;