CN104715704A - 一种面阵亮度快速检测系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面阵亮度快速检测系统及其控制方法，该系统包括光谱仪、分光器、拍摄设备和上位机；其中分光器用于将面阵发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备和光谱仪；拍摄设备用于拍摄面阵的显示图像；光谱仪用于对面阵内的一个或多个校正发光元件的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；上位机根据显示图像获取面阵中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，上位机根据校正发光元件的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵的校正系数；上位机利用校正系数对各个发光元件的图像亮度值进行校正，校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。该系统可以进一步提高亮度检测的准确度。

Description

一种面阵亮度快速检测系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及显示设备性能检测领域，更具体地，涉及一种面阵亮度快速检测系统及其控制方法。

背景技术

无论是发光体面阵，还是带有照明光源的非发光体面阵，由于其内部的各个发光元件的亮度具有离散性，致使面阵产生亮度不均匀的现象，从而严重影响屏幕的显示效果。所以，在实际生产中，需要对面阵的均匀度进行计算。

面阵的均匀度用Uniformity表示，它的计算公式如下：

Uniformity=Y_min/Y_avg

其中，Y_min表示面阵检测的发光元件亮度中最低的亮度；

Y_avg表示检测的所有发光元件的平均亮度。

由上式可知，均匀度计算的准确与否在于检测各个发光元件的亮度的准确性，现有技术提供了以下三种面阵亮度检测方法，其具体技术方案以及缺陷分别如下：

1）通过肉眼来观察：这种方法需要耗费大量的时间与人力，并且检测的误差大，通常只有在发光元件间的亮度差异很大的情况下才能得到一个比较模糊的结论；

2）利用点光谱进行检测：一般情况下，光谱仪每次只能检测屏幕的一个发光元件的亮度，因此该方法在应用的时候需要对面阵或点光谱进行移动，从而可以实现对多个发光元件亮度的检测；利用该技术进行面阵均匀度计算时，可有以下两种操作方式：a.通过移动样品或移动光谱仪随机取多个发光元件进行亮度检测，这种方法由于取点的差异性（取的点不一定能代表整个区域的亮度），导致计算的均匀度随机性大，准确性低；b.通过移动样品或移动光谱仪对整个面阵的发光元件进行逐点检测，再计算出屏幕的均匀度，但是这种操作方式比较费时，检测效率低；

3）利用面光谱仪对面阵的所有发光元件进行亮度检测：这种方法虽然能够克服前两种技术的缺陷，但是由于面光谱仪价格昂贵，鲜有企业或工厂应用。

发明内容

本发明为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种面阵亮度快速检测系统，该系统在实现一次性对面阵内的所有发光元件的亮度进行检测的同时，其建造成本较为低廉，容易普及；同时，应用该系统进行亮度检测的时候，可以通过校正系数对上位机转换的发光元件的图像亮度值进行校正，因此可以克服显示图像内发光元件的亮度值与实际亮度值的微小误差，进一步提高了检测的准确度。

为实现以上发明目的，采取的技术方案是：

一种面阵亮度快速检测系统，包括光谱仪、分光器、拍摄设备和上位机；

其中分光器用于将面阵发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备和光谱仪；

拍摄设备用于拍摄面阵的显示图像，并将显示图像发送至上位机；

光谱仪用于对面阵内的一个或多个校正发光元件的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；

上位机根据显示图像获取面阵中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，同时上位机根据校正发光元件的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵的校正系数；获得校正系数后，上位机利用校正系数对各个发光元件的图像亮度值进行校正，再将校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。

优选地，为了能够使面阵发出的光尽可能多地入射至拍摄设备和光谱仪，从而使得检测的结果最接近于真实结果，所述检测系统还包括有第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜分别用于对入射至拍摄设备、光谱仪的光进行汇聚。

优选地，快速检测系统在运行的时候，面阵发出的光通过分光器后分成两部分，其中一部分光通过第一透镜后入射至拍摄设备，另一部分光通过第二透镜后入射至光谱仪。

优选地，所述拍摄设备、第一透镜、分光器沿Y轴方向从上至下依次设置，其中分光器所在平面与X轴正方向呈45°夹角或135°夹角；

当分光器所在平面与X轴正方向呈45°夹角时，第二透镜、光谱仪在X轴方向上从左往右依次设置在分光器的右侧；

当分光器所在平面与X轴正方向呈135°夹角时，光谱仪、第二透镜在X轴方向上从左往右依次设置在分光器的左侧；

拍摄设备、第一透镜、第二透镜、分光器和光谱仪一体化设置。

优选地，所述分光器为半透半反滤光片。

同时，本发明还提供了一种上述检测系统的控制方法，其技术方案如下：

该方法包括以下步骤：

S1.使用分光器将面阵发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备和光谱仪；

S2.利用拍摄设备获取面阵的显示图像，并将显示图像发送至上位机；

S3.选取面阵内的一个或多个发光元件为校正发光元件，利用光谱仪对校正发光元件的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；

S4.上位机根据显示图像获取面阵中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，同时上位机根据校正发光元件的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵的校正系数，获得校正系数后，上位机利用校正系数对各个发光元件的图像亮度值进行校正，再将校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。

优选地，步骤S3中，利用光谱仪对校正发光元件的实际亮度值进行检测的过程如下：

光谱仪首先获取校正发光元件的CIE1931颜色参数（X_s,Y_s,Z_s），然后根据（X_s,Y_s,Z_s），计算校正发光元件的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s），具体如下：

x_s=X_s/(X_s+Y_s+Z_s)，

y_s=Y_s/(X_s+Y_s+Z_s)；

光谱仪计算得到实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）之后，将（Y_s,x_s,y_s）作为检测结果发送至上位机；

同时步骤S4中，上位机将发光元件的RGB值转换为CIE1931颜色参数（X_c,Y_c,Z_c）后，再根据（X_c,Y_c,Z_c），计算发光元件的图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)：

x_c=X_c/(X_c+Y_c+Z_c)

y_c=Y_c/(X_c+Y_c+Z_c)；

上位机根据校正发光元件的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）和图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)对面阵的校正系数进行计算。

优选地，所述发光元件RGB值转换为CIE1931颜色参数（X_c,Y_c,Z_c）的具体过程如下：

为发光元件的CIE1931颜色参数组成的矩阵，为转换系数，为转换矩阵，为发光元件RGB值矩阵。

优选地，上位机根据校正发光元件的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）和图像亮度值

（Yc,xc,yc)计算面阵校正系数的过程具体如下：

Y_s=Y_c*K

x_s=x_c+x₀

y_s=y_c+y₀

其中K、x₀、y₀为校正系数。

优选地，步骤S3中，若选取多个校正发光元件作为校正元件利用光谱仪进行检测，则将检测的实际亮度值取平均值作为检测结果发送至上位机。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供的面阵亮度快速检测系统在实现一次性对面阵内的所有发光元件的亮度进行检测的同时，其建造成本较为低廉，容易普及；同时，应用该系统进行亮度检测的时候，可以通过校正系数对上位机转换的发光元件的图像亮度值进行校正，因此可以克服显示图像内发光元件的图像亮度值与实际亮度值的微小误差，进一步提高了检测的准确度。

附图说明

图1为检测系统的拍摄设备、光谱仪、半透半反滤光片、第一透镜、第二透镜的设置位置示意图。

图2为检测系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

从背景技术记载的内容可知，现有技术提供的亮度检测方法很难做到兼顾高检测效率、高检测准确度以及低成本。这些缺陷制约着行业的发展。为此本发明提供了一种面阵亮度快速检测系统，该系统利用拍摄设备对面阵进行拍摄，再利用拍摄的显示图像进行亮度的检测，因此该系统可以一次性对面阵内的所有发光元件进行检测。需要注意的是，受困于检测环境以及拍摄设备的性能，通过拍摄的显示图像无法获取发光器件准确的亮度值，因此本发明提供的系统，创造性地增添了计算校正系数，并利用校正系数对各个发光器件的图像亮度值进行校正这一步骤。因此可以进一步地提高检测的亮度值的准确度。

本发明的技术方案如图1所示，具体如下：

一种面阵亮度快速检测系统，包括半透半反滤光片2、拍摄设备3、光谱仪4和上位机；

其中半透半反滤光片2用于将面阵1发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备3和光谱仪4；

拍摄设备3用于拍摄面阵1的显示图像，并将显示图像发送至上位机；

光谱仪4用于对面阵1内的一个或多个校正发光元件11的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；

上位机根据显示图像获取面阵1中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，同时上位机根据校正发光元件11的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵1的校正系数；上位机利用此校正系数对面阵1内各个发光元件的图像亮度值进行校正，从而将校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。

同时，为了能够使面阵1发出的光尽可能多地入射至拍摄设备3、光谱仪4，从而使得检测的结果最接近于真实结果，所述检测系统还包括有第一透镜5和第二透镜6，第一透镜5和第二透镜6分别用于对入射至拍摄设备3、光谱仪4的光进行汇聚。快速检测系统在运行的时候，面阵1发出的光通过半透半反滤光片2后分成两部分，其中一部分光通过第一透镜5后入射至拍摄设备3，另一部分光通过第二透镜6后入射至光谱仪4。

本实施例中，拍摄设备3、第一透镜5、半透半反滤光片2沿Y轴方向从上至下依次设置，半透半反滤光片2所在平面与X轴正方向呈45°夹角或135°夹角；X轴的方向与水平方向平行，Y轴方向与垂直方向平行。

当半透半反滤光片2所在平面与X轴正方向呈45°夹角时，第二透镜6、光谱仪4在X轴方向上从左往右依次设置在半透半反滤光片2的右侧；

当半透半反滤光片2所在平面与X轴正方向呈135°夹角时，光谱仪4、第二透镜6在X轴方向上从左往右依次设置在半透半反滤光片2的左侧；

同时为了能够使快速检测系统的操作更加的简便，拍摄设备3、第一透镜5、第二透镜6、半透半反滤光片2和光谱仪4一体化设置。

上述方案中，在使用快速检测系统的时候，只需要将面阵1置于半透半反滤光片2的下方，开启面阵1，使面阵1发出的光能够入射至半透半反滤光片2，即可使用快速检测系统对面阵1的亮度进行检测。

同时，在进行检测的时候，快速检测系统的放置角度可以根据面阵1的放置角度进行调整，譬如，当面阵1与水平方向呈45°夹角放置时，则快速检测系统也与水平方向呈45°角放置，使得面阵1发出的光能够入射至半透半反滤光镜2，即可对面阵1的亮度进行检测。

相应地，本发明还在以上检测系统的基础上，提供了该检测系统的控制方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：

S1.使用分光器将面阵1发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备3和光谱仪4；

S2.利用拍摄设备3获取面阵1的显示图像，并将显示图像发送至上位机；

S3.选取面阵1内的一个或多个发光元件为校正发光元件11，利用光谱仪4对校正发光元件11的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；

S4.上位机根据显示图像获取面阵1中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，同时上位机根据校正发光元件11的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵1的校正系数，获得校正系数后，上位机利用校正系数对各个发光元件的图像亮度值进行校正，再将校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。

步骤S3中，利用光谱仪4对校正发光元件11的实际亮度值进行检测的过程如下：

光谱仪4首先获取校正发光元件11的CIE1931颜色参数（X_s,Y_s,Z_s），然后根据（X_s,Y_s,Z_s），计算校正发光元件11的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s），具体如下：

x_s=X_s/(X_s+Y_s+Z_s)，

y_s=Y_s/(X_s+Y_s+Z_s)；

光谱仪4计算得到实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）之后，将（Y_s,x_s,y_s）作为检测结果发送至上位机；

同时步骤S4中，上位机将发光元件的RGB值转换为CIE1931颜色参数（X_c,Y_c,Z_c）后，再根据（X_c,Y_c,Z_c），计算发光元件的图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)：

x_c=X_c/(X_c+Y_c+Z_c)

y_c=Y_c/(X_c+Y_c+Z_c)；

上位机根据校正发光元件11的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）和图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)对面阵1的校正系数进行计算，具体如下：

Y_s=Y_c*K

x_s=x_c+x₀

y_s=y_c+y₀

其中K、x₀、y₀为校正系数。

其中，发光元件RGB值转换为CIE1931颜色参数（X_c,Y_c,Z_c）的具体过程如下：

为发光元件的CIE1931颜色参数组成的矩阵，为转换系数，为转换矩阵，为发光元件RGB值矩阵。

本实施例中，若选取多个发光元件作为校正发光元件11利用光谱仪4进行检测，则将检测的实际亮度值取平均值作为检测结果发送至上位机。

本发明提供的面阵亮度快速检测系统在实现一次性对面阵内的所有发光元件的亮度进行检测的同时，其建造成本较为低廉，容易普及；同时，应用该系统进行亮度检测的时候，可以通过校正系数对上位机转换的发光元件的图像亮度值进行校正，因此可以克服显示图像内发光元件的图像亮度值与实际亮度值的微小误差，进一步提高了检测的准确度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面阵亮度快速检测系统，其特征在于：包括光谱仪、分光器、拍摄设备和上位机；

其中分光器用于将面阵发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备和光谱仪；

拍摄设备用于拍摄面阵的显示图像，并将显示图像发送至上位机；

光谱仪用于对面阵内的一个或多个校正发光元件的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；

上位机根据显示图像获取面阵中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，同时上位机根据校正发光元件的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵的校正系数；获得校正系数后，上位机利用校正系数对各个发光元件的图像亮度值进行校正，再将校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。

2.根据权利要求1所述的面阵亮度快速检测系统，其特征在于：所述检测系统还包括有第一透镜和第二透镜，第一透镜和第二透镜分别用于对入射至拍摄设备、光谱仪的光进行汇聚。

3.根据权利要求2所述的面阵亮度快速检测系统，其特征在于：快速检测系统在运行的时候，面阵发出的光通过分光器后分成两部分，其中一部分光通过第一透镜后入射至拍摄设备，另一部分光通过第二透镜后入射至光谱仪。

4.根据权利要求3所述的面阵亮度快速检测系统，其特征在于：所述拍摄设备、第一透镜、分光器沿Y轴方向从上至下依次设置，其中分光器所在平面与X轴正方向呈45°夹角或135°夹角；

当分光器所在平面与X轴正方向呈45°夹角时，第二透镜、光谱仪在X轴方向上从左往右依次设置在分光器的右侧；

当分光器所在平面与X轴正方向呈135°夹角时，光谱仪、第二透镜在X轴方向上从左往右依次设置在分光器的左侧；

拍摄设备、第一透镜、第二透镜、分光器和光谱仪一体化设置。

5.根据权利要求1~4任一项所述的面阵亮度快速检测系统，其特征在于：所述分光器为半透半反滤光片。

6.根据权利要求1~5任一项所述面阵亮度快速检测系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.使用分光器将面阵发出的光分成两部分，从而使两部分光分别入射至拍摄设备和光谱仪；

S2.利用拍摄设备获取面阵的显示图像，并将显示图像发送至上位机；

S3.选取面阵内的一个或多个发光元件为校正发光元件，利用光谱仪对校正发光元件的实际亮度值进行检测，并将检测的结果发送至上位机；

S4.上位机根据显示图像获取面阵中各个发光元件的RGB值，并将各个发光元件的RGB值转换为相应的图像亮度值，同时上位机根据校正发光元件的实际亮度值和图像亮度值，计算面阵的校正系数，获得校正系数后，上位机利用校正系数对各个发光元件的图像亮度值进行校正，再将校正后的图像亮度值作为检测结果进行输出。

7.根据权利要求6所述的面阵亮度快速检测系统控制方法，其特征在于：步骤S3中，利用光谱仪对校正发光元件的实际亮度值进行检测的过程如下：

光谱仪首先获取校正发光元件的CIE1931颜色参数（X_s,Y_s,Z_s），然后根据（X_s,Y_s,Z_s），计算校正发光元件的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s），具体如下：

x_s=X_s/(X_s+Y_s+Z_s)，

y_s=Y_s/(X_s+Y_s+Z_s)；

光谱仪计算得到实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）之后，将（Y_s,x_s,y_s）作为检测结果发送至上位机；

同时步骤S4中，上位机将发光元件的RGB值转换为CIE1931颜色参数（X_c,Y_c,Z_c）后，再根据（X_c,Y_c,Z_c），计算发光元件的图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)：

x_c=X_c/(X_c+Y_c+Z_c)

y_c=Y_c/(X_c+Y_c+Z_c)；

上位机根据校正发光元件的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）和图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)对面阵的校正系数进行计算。

8.根据权利要求7所述的面阵亮度快速检测系统控制方法，其特征在于：所述发光元件RGB值转换为CIE1931颜色参数（X_c,Y_c,Z_c）的具体过程如下：

为发光元件的CIE1931颜色参数组成的矩阵，为转换系数，为转换矩阵，为发光元件RGB值矩阵。

9.根据权利要求7所述的面阵亮度快速检测系统控制方法，其特征在于：上位机根据校正发光元件的实际亮度值（Y_s,x_s,y_s）和图像亮度值（Y_c,x_c,y_c)计算面阵校正系数的过程具体如下：

Y_s=Y_c*K

x_s=x_c+x₀

y_s=y_c+y₀

其中K、x₀、y₀为校正系数。

10.根据权利要求6~9任一项所述的面阵亮度快速检测系统控制方法，其特征在于：步骤S3中，若选取多个发光元件作为校正元件利用光谱仪进行检测，则将检测的实际亮度值取平均值作为检测结果发送至上位机。