[发明专利]光学感测系统及具有此光学感测系统的色彩分析仪

说明书

技术领域

本发明关于一种光学感测系统及具有此光学感测系统的色彩分析仪，尤其是一种可对平面显示器的光学与色彩特性进行量测的光学感测系统及具有此光学感测系统的色彩分析仪。

背景技术

波长范围380nm至780nm的电磁波可让人眼产生视觉，称之为可见光波段。在此波长范围内，人眼可感知各种不同色彩，包括紫、靛、蓝、绿、黄、橙与红等。国际照明委员会(International Commission on Illumination，CIE)于1931年由人眼实验，制订一个三刺激值XYZ方式表达各个颜色的色彩值，以量化各色彩相关装置，如数码相机、显示器、打印机的色彩呈现。

请参照图1所示，是一典型色彩分析仪1的示意图。此色彩分析仪1具有侦测器10与一信号处理主体20。此侦测器10内部具有一光学感测系统(未图标)。此光学感测系统接收来自显示面板2上的待测区域MR的光线，并将所接收的光线转换为电讯号。这些电讯号再通过一电缆30传输至信号处理主体20进行处理，以分析显示面板2的光学与色彩特性。

请参照图2所示，是一典型光学感测系统100的示意图。此光学感测系统100具有一透镜120、一光接收装置140与一取景光学装置160。其中，光接收装置140具有一扩散片142、三个光谱修正滤光片144与三个并排的光接收器146。扩散片142位于透镜120后方的聚焦平面。光谱修正滤光片144位于扩散片142的后方。而三个光接收器146分别位于相对应的光谱修正滤光片144的后方。由待测区域MR所放射的光线，经由透镜120使待测区域MR成像至扩散片142上，再经由光谱修正滤光片144分别为光接收器146所接收。

取景光学装置160具有一第一光反射面162与一第二光反射面164，其中，第一光反射面162位于透镜120的光轴A上并且与此光轴A夹有45度角。来自待测区域MR的光线经由第一光反射面162反射至第二光反射面164。再经由第二光反射面164的反射使光线平行于光轴A的方向，以利使用者观察待测区域MR的范围。

为了符合量化色彩的呈现，三个光谱修正滤光片144是配合国际照明委员会所定义的XYZ三刺激值，用以使其对应的光接收器146的光谱响应函数等效于国际照明委员会所定义的三刺激值函数。以使三个光接收器146所输出的电讯号，分别表示待测区域MR具有的XYZ三刺激值。

值得注意的是，如图2所示，在待测区域MR内，不同位置所放射的光线能够进入光学感测系统100而为光接收器146所接收的放射角并不相同。举例来说，位置P1放射的光线所能为光接收器146所接收的放射角a1，是偏向于显示面板的法线方向的下方；然而，位置P2放射的光线所能为光接收器146所接收的放射角a2，则偏向于显示面板的法线方向的上方。对于较不具指向性的传统阴极射线显示器，此放射角的差异固然不至影响测量结果。但是，对于具有明显指向性的液晶显示面板及软性显示器，此等差异却可能对于测量结果的准确性造成显著影响。

其次，在图2的光学感测系统100的取景光学装置160中，第一光反射面162设置于透镜120的光轴A。此第一光反射面162的存在显然降低光接收装置140所能接收的总光量，而影响光学感测系统100的光量使用率。

请参照图3所示，是另一典型光学感测系统200的示意图，此光学感测系统200是揭示于中国台湾专利第535004号。如图中所示，此光学感测系统200具有一透镜220、一光分歧装置230与一光接收装置240。此光分歧装置230具有一个入光面230a与三个出光面230b。其中，入光面230a位于透镜220的聚焦平面，以接收来自透镜的光线。而三个出光面230b则是分别对准光接收装置240的三个光谱修正滤光片244，以提供光线至光接收器246。此外，如图4所示，此光分歧装置230是由光纤束构成。由入光面230a视之，此光纤束可区分为六等份A1，A2，A3，A4，A5，A6。其中位于相对侧的部分，例如A1与A4，光纤束是延伸至同一个出光面230b。

值得注意的是，此光分歧装置230的入光面230a与透镜220构成一远心光学系统(telecentric optical system)。而使待测区域MR不同位置所能投射至此入光面230a的光线的放射角b大致相同。因此，前述光学感测系统100所面临待测区域MR放射角不一致的问题，并不会出现于此光学感测系统200中。