CN105157957B - 一种led显示屏现场测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种LED显示屏现场测试装置，包括气动升降杆、气泵、光学测试装置、基准平台、固定底座、便携式电源、计算机、三维转动云台，气动升降杆竖直安装在固定底座上，由气泵驱动伸缩；基准平台水平安装在气动升降杆顶部，三维转动云台装于基准平台上，由驱动装置驱动做三维转动；光学测试装置装于三维转动云台上；计算机用于实时采集并显示光学测试装置所拍图像，通过控制升降杆作升降运动及三维转动云台作三维转动，带动光学测试装置自由升降和三维转动；便携式电源为上述气泵、光学测试装置、计算机、驱动装置供电。本发明的测试装置及方法，具有测试准确度高、环境应变能力强、方便拆装搬运及自动化程度高的优点。

Description

一种LED显示屏现场测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及LED半导体照明检测领域，特别涉及一种LED显示屏现场测试装置及测试方法。

背景技术

目前对于LED显示屏光学特性的检测，有明确的检测标准要求，包括实验室检测和现场检测，实验室检测项目包括亮度、亮度均匀性、亮度鉴别等级、灰度等级、对比度、白场色坐标、视角、刷新频率、主波长误差等，一般借鉴传统的液晶屏检测方法，有专门的显示屏光学特性自动测试系统，主要由五轴转台、描点式光学测试装置及信号源组成，由于实验室空间及实验室显示屏测试系统结构上的局限，基本只能满足LED显示屏模块及一般面积不大于2平方米LED显示屏或模组的检测。但对于面积较大的LED显示屏，单独的显示屏模块或模组的性能参数不能代表整个LED显示屏的整体性能。

对于大量户外使用的LED显示屏，在安装调试、工程验收和交付使用的过程中，都需要进行现场检测，检测项目包括亮度、亮度均匀性、亮度鉴别等级、灰度等级、对比度、白场色坐标、视角、主波长误差等，一般采用色度亮度计或光谱辐射计等测试仪器，但是由于LED显示屏安装环境的不一致性和复杂性，特别是户外LED显示屏一般安装在较高处，很难找到一个高度相同且合适的位置来安放光学测试装置，而手持光学测试装置往往带来更大的测试不方便和测试误差。虽然在对户外显示屏进行现场检测时，一般推荐在距显示屏对角线长度4倍一10倍距离的范围之内进行测试，并且光学测试装置光轴与显示屏屏面法线的夹角应小于10°。但为了尽量减少因光学测试装置光轴与显示屏屏面法线的夹角α所带来的测量误差，应根据显示屏的安装高度尽量抬高光学测试装置，缩小α角来提高显示屏的测试准确度，更精确测量LED显示屏的性能参数并作出客观真实的评价。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种LED显示屏现场测试装置，具有测试准确度高、环境应变能力强、方便拆装搬运及自动化程度高的优点。

本发明的另一目的在于提供一种LED显示屏现场测试方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种LED显示屏现场测试装置，包括硬件部分和软件部分：

所述硬件部分包括气动升降杆、气泵、光学测试装置、基准平台、固定底座、便携式电源、计算机及带驱动装置的三维转动云台，其中，所述气动升降杆竖直、可拆卸安装在固定底座上，由气泵驱动实现自由伸缩；所述基准平台水平、可拆卸安装在气动升降杆的顶部，通过调节固定底座的调节平衡螺柱来调节基准平台的水平度，以保证三维转动云台的下表面处于水平面，所述三维转动云台可拆卸装于基准平台上，由驱动装置驱动实现三维转动，主要做绕平行于LED显示屏测试面法线的水平面定轴转动和绕垂直于LED显示屏测试面法线的垂直面定轴转动；所述光学测试装置可拆卸装于三维转动云台上，由三维转动云台带动实现其在空间上的三维微调，主要用于测试LED显示屏的最大亮度、对比度、亮度分布、亮度均匀性及色度参数；所述计算机用于实时采集并显示光学测试装置所拍图像，通过控制气泵驱动气动升降杆作升降运动及控制驱动装置驱动三维转动云台作三维转动，进而带动光学测试装置自由升降和三维转动，使光学测试装置对准LED显示屏的待测点或待测区域并自动测试；所述便携式电源为上述气泵、光学测试装置、计算机、驱动装置供电；

所述软件部分为采用模块化设计和多界面布局的系统软件，主要用于运动控制、开关控制，数据采集和存储，数据处理分析和显示、视频监测；所述计算机通过系统软件控制气动升降杆升起至所需高度，实时监测光学测试装置所拍摄图像，控制三维转动云台进行微调，直至对准待测点或待测区域中心，控制光学测试装置启动测试，并实时接收汇总并保存测试数据，最后通过系统软件处理分析数据，得到测试结果和评价并显示于软件界面，完成对LED显示屏的现场检测。

所述驱动装置包括驱动三维转动云台作绕水平面法线旋转的第一电机和绕垂直面法线旋转的第二电机，主要用于驱动三维转动云台作三维转动，以实现光学测试装置空间上的三维微调。

所述三维转动云台包括两个旋转盘，分别在X、Y、Z三维空间中，一个旋转盘是在XY平面上作绕Z轴旋转，另一个是在YZ平面上作绕X轴旋转的，旋转角度都限制在10°，主要用于光学测试装置在水平面和垂直面上微调对准。

所述基准平台包括嵌套并固定在气动升降杆顶部的基准底板及水平尺，所述水平尺内置在基准底板的凹槽中，所述基准底板的上表面和水平尺的上表面在同一基准平面，通过调节固定底座的调节平衡螺柱，调节基准平台水平度，保证三维转动云台的下表面处于水平面。

所述光学测试装置采用配有前端望远镜系统和自动对焦功能的描点式亮度计或成像亮度计，实时将摄像画面通过有线传输至计算机并最终显示。

所述固定底座上安装有滑轮及锁定装置，用于移动和固定；其中，所述锁定装置采用三爪型设计结构，包括三爪型中心圆盘和调节平衡螺柱，所述三爪型中心圆盘的三个支撑爪沿圆盘周向均布，每个支撑爪离三爪型中心圆盘中心较远的末端处安装有调节平衡螺柱，主要用于调节三爪型中心圆盘的水平度；所述调节平衡螺柱包括单头螺柱、支撑圆盘和固定销，主要起到支撑和调节平衡的作用，所述单头螺柱顶面焊接六角开螺母，所述支撑圆盘由固定销固定在单头螺柱的底部；根据检测现场地面的平整度调节三个支撑爪的调节平衡螺柱，实现对整个测试装置水平度的调节。

所述计算机通过运动控制板卡控制三维转动云台做三维运动，从而实现光学测试装置的三维转动和微调。

所述便携式电源采用可充电的不间断电源。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

一种LED显示屏现场测试装置的测试方法，如下：

首先，根据现场地面状况参照水平尺调节固定底座的调节平衡螺柱，调节基准平台至水平后，由计算机控制气泵工作驱动气动升降杆升起至所需高度，然后根据计算机实时显示的光学测试装置所拍图像，由计算机控制三维转动云台微调，直至光学测试装置的望远镜系统中心轴对准LED显示屏的待测点或待测区域的中心点，接着开始测量LED显示屏待测点或待测区域的亮度、颜色参数并保存相关测试数据，之后再次微调三维转动云台，更换待测点或待测区域并测量，直至完成LED显示屏的所有测试任务。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本发明装置主要用于LED显示屏的现场检测，尤其适合大面积户外LED显示屏的现场检测，装置具有自动升降和三维转动功能，解决以往光学测试装置光轴与显示屏法线夹角α过大而引起较大误差的难题。

2、本发明装置利用计算机设备进行精确对准，解决测试中不断改变测试点或测试区域的过程中，保证光学测试装置的前端望远镜系统能描准LED显示屏的待测点或待测区域，整个测试流程基本实现自动化，可根据显示屏现场安装高度调节光学测试装置的任意位置，努力减小α和减少人为操作误差，可实现LED显示屏的现场远距离快速准确测量。

3、本发明装置同样适合室内使用的LED显示屏，以及传统的显示屏的现场检测，具有测试准确度高、环境应变能力强及自动化程度高的优点，弥补目前国内在LED显示屏现场测试技术研究及应用方面的空白。

4、本发明装置采用模块化设计，可灵活拆卸和拼装，满足于在不同地方之间的方便快速搬运。

附图说明

图1为本发明所述LED显示屏现场测试装置的结构示意图。

图2为显示屏现场测试点划分图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本实施例所述的LED显示屏现场测试装置，包括硬件部分和软件部分：

如图1、2，所述硬件部分包括气动升降杆1、气泵2、光学测试装置4、基准平台5、固定底座6、便携式电源7、计算机8及带驱动装置的三维转动云台3，如图1所示，其中，所述气动升降杆1竖直、可拆卸安装在固定底座6上，由气泵2驱动实现自由伸缩；所述基准平台5水平、可拆卸安装在气动升降杆1的顶部，通过调节固定底座6的调节平衡螺柱502来调节基准平台5的水平度，以保证三维转动云台3的下表面处于水平面，所述三维转动云台3可拆卸装于基准平台5上，由驱动装置驱动实现三维转动，主要做绕平行于LED显示屏测试面法线的水平面定轴转动和绕垂直于LED显示屏测试面法线的垂直面定轴转动；所述光学测试装置4可拆卸装于三维转动云台3上，由三维转动云台3带动实现其在空间上的三维微调，主要用于测试LED显示屏的最大亮度、对比度、亮度分布、亮度均匀性及色度参数；所述计算机8用于实时采集并显示光学测试装置4所拍图像，通过控制气泵2驱动气动升降杆1作升降运动及控制驱动装置驱动三维转动云台3作三维转动，进而带动光学测试装置4自由升降和三维转动，使光学测试装置4对准LED显示屏的待测点或待测区域并自动测试；所述便携式电源7为上述气泵2、光学测试装置4、计算机8、驱动装置供电。

所述软件部分为采用模块化设计和多界面布局的系统软件，主要用于运动控制、开关控制，数据采集和存储，数据处理分析和显示、视频监测；所述计算机8通过系统软件控制气动升降杆1升起至所需高度，实时监测光学测试装置4所拍摄图像，控制三维转动云台3进行微调，直至对准待测点或待测区域中心，控制光学测试装置4启动测试，并实时接收汇总并保存测试数据，最后通过系统软件处理分析数据，得到测试结果和评价并显示于软件界面，完成对LED显示屏的现场检测。

所述气动升降杆1可以收缩，方便折叠放置和伸展使用，收藏高度为1.5米，最大升高高度为6米，根据实际需要在1.5米至6米范围内任意升高，满足将光学测试装置4在1.5米至6米的高度范围内做升降运动，并且本装置可通过更换不同升高高度的升降杆来获得更大的升高高度。

所述驱动装置包括驱动三维转动云台3作绕水平面法线旋转的第一电机和绕垂直面法线旋转的第二电机，主要用于驱动三维转动云台3作三维转动，以实现光学测试装置4空间上的三维微调。

所述三维转动云台3包括两个旋转盘31、32，分别在X、Y、Z三维空间中，一个旋转盘31是在XY平面上作绕Z轴旋转，另一个旋转盘32是在YZ平面上作绕X轴旋转的，旋转角度都限制在10°，主要用于光学测试装置4在水平面和垂直面上微调对准。

所述基准平台5包括嵌套并固定在气动升降杆1顶部的基准底板51及水平尺52，所述水平尺52内置在基准底板51的凹槽中，所述基准底板51的上表面和水平尺52的上表面在同一基准平面，通过调节固定底座6的调节平衡螺柱63，调节基准平台5水平度，保证三维转动云台3的下表面处于水平面。

所述光学测试装置4采用配有前端望远镜系统和自动对焦功能的描点式亮度计或成像亮度计，实时将摄像画面通过有线传输至计算机8并最终显示；所述光学测试装置4包括亮度测试主机41和望远镜系统42。

所述固定底座6上安装有滑轮及锁定装置，用于移动和固定；其中，所述锁定装置采用三爪型设计结构，包括三爪型中心圆盘61、支撑爪62和调节平衡螺柱63，所述三爪型中心圆盘61的三个支撑爪62沿圆盘周向均布，每个支撑爪62离三爪型中心圆盘61中心较远的末端处安装有调节平衡螺柱63，主要用于调节三爪型中心圆盘61的水平度；所述调节平衡螺柱63包括单头螺柱、支撑圆盘和固定销，主要起到支撑和调节平衡的作用，所述单头螺柱顶面焊接六角开螺母，所述支撑圆盘由固定销固定在单头螺柱的底部；根据检测现场地面的平整度调节三个支撑爪的调节平衡螺柱63，实现对整个测试装置水平度的调节。

所述计算机8通过运动控制板卡控制三维转动云台3做三维运动，从而实现光学测试装置4的三维转动和微调。

所述便携式电源7采用可充电的不间断电源，在测试现场无外接电源的情况下保证LED显示屏现场自动测试装置的正常工作。

本发明装置的控制信号及测试数据的传输均采用有线通信方式。包括对气动升降杆1的控制和运动控制板卡的控制采用RS485通信方式，对光学测试装置的控制及测试数据的传输则是利用末端带放大器的USB通信线，突破USB的5米距离的传输局限。本装置可通过增加无线通信装置，扩展无线通信功能。

本发明装置采用模块化设计，整套测试装置可拆卸成气动升降杆、气泵、光学测试装置、基准平台、固定底座、便携式电源、计算机及带驱动装置的三维转动云台这8个主要部分进行搬运。而对于该测试装置的连接拼装，只需将各组件按顺序进行对位连接并利用配套的固定螺钉锁紧即可。本测试装置满足LED显示屏现场测试的方便拆装及搬运的要求。

在本实施例中，本发明装置用到的连接线9包括有气泵控制线91、数据总线92、电源总线93、气泵电源线94。连接线的两端都具有与仪器标配接口相对应的连接头，便于连接线的拔掉或连接。数据总线92包括三维转动云台和光学测试装置的控制线和测试数据传输线；电源总线93包括三维转动云台的电源线和光学测试装置的电源线。

以下为本实施例上述LED显示屏现场测试装置的现场测试方法，其具体情况如下：

首先，在现场拼接好LED显示屏现场测试装置，接好所有连接线，接着根据现场地面状况参照水平尺52调节固定底座的调节平衡螺柱63，调节基准平台5至水平后，由计算机8控制气泵2工作驱动气动升降杆1升起至合适高度，根据计算机8实时显示的光学测试装置4所拍图像，由计算机8控制三维转动云台3微调，直至光学测试装置4的望远镜系统中心轴对准LED显示屏的待测点或待测区域的中心点，然后开始测量LED显示屏待测点或待测区域的亮度、颜色参数并保存相关测试数据，接着再次微调三维转动云台3，更换待测点或待测区域并测量，直至完成LED显示屏的所有测试任务。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种LED显示屏现场测试装置，包括硬件部分和软件部分，其特征在于：

所述硬件部分包括气动升降杆、气泵、光学测试装置、基准平台、固定底座、便携式电源、计算机及带驱动装置的三维转动云台，其中，所述气动升降杆竖直、可拆卸安装在固定底座上，由气泵驱动实现自由伸缩；所述基准平台水平、可拆卸安装在气动升降杆的顶部，通过调节固定底座的调节平衡螺柱来调节基准平台的水平度，以保证三维转动云台的下表面处于水平面，所述三维转动云台可拆卸装于基准平台上，由驱动装置驱动实现三维转动，主要做绕平行于LED显示屏测试面法线的水平面定轴转动和绕垂直于LED显示屏测试面法线的垂直面定轴转动；所述光学测试装置可拆卸装于三维转动云台上，由三维转动云台带动实现其在空间上的三维微调，主要用于测试LED显示屏的最大亮度、对比度、亮度分布、亮度均匀性及色度参数；所述计算机用于实时采集并显示光学测试装置所拍图像，通过控制气泵驱动气动升降杆作升降运动及控制驱动装置驱动三维转动云台作三维转动，进而带动光学测试装置自由升降和三维转动，使光学测试装置对准LED显示屏的待测点或待测区域并自动测试；所述便携式电源为上述气泵、光学测试装置、计算机、驱动装置供电；

所述固定底座上安装有滑轮及锁定装置，用于移动和固定；其中，所述锁定装置采用三爪型设计结构，包括三爪型中心圆盘、支撑爪和调节平衡螺柱，所述三爪型中心圆盘的三个支撑爪沿圆盘周向均布，每个支撑爪离三爪型中心圆盘中心较远的末端处安装有调节平衡螺柱，用于调节三爪型中心圆盘的水平度；所述调节平衡螺柱包括单头螺柱、支撑圆盘和固定销，所述单头螺柱顶面焊接六角开螺母，所述支撑圆盘由固定销固定在单头螺柱的底部；

所述软件部分为采用模块化设计和多界面布局的系统软件，主要用于运动控制、开关控制，数据采集和存储，数据处理分析和显示、视频监测；所述计算机通过系统软件控制气动升降杆升起至所需高度，实时监测光学测试装置所拍摄图像，控制三维转动云台进行微调，直至对准待测点或待测区域中心，控制光学测试装置启动测试，并实时接收汇总并保存测试数据，最后通过系统软件处理分析数据，得到测试结果和评价并显示于软件界面，完成对LED显示屏的现场检测。

2.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动三维转动云台作绕水平面法线旋转的第一电机和绕垂直面法线旋转的第二电机，主要用于驱动三维转动云台作三维转动，以实现光学测试装置空间上的三维微调。

3.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述三维转动云台包括两个旋转盘，分别在X、Y、Z三维空间中，一个旋转盘是在XY平面上作绕Z轴旋转，另一个是在YZ平面上作绕X轴旋转的，旋转角度都限制在10°，主要用于光学测试装置在水平面和垂直面上微调对准。

4.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述基准平台包括嵌套并固定在气动升降杆顶部的基准底板及水平尺，所述水平尺内置在基准底板的凹槽中，所述基准底板的上表面和水平尺的上表面在同一基准平面，通过调节固定底座的调节平衡螺柱，调节基准平台水平度，保证三维转动云台的下表面处于水平面。

5.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述光学测试装置采用配有前端望远镜系统和自动对焦功能的描点式亮度计或成像亮度计，实时将摄像画面通过有线传输至计算机并最终显示。

6.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述固定底座上安装有滑轮及锁定装置，用于移动和固定；其中，所述锁定装置采用三爪型设计结构，包括三爪型中心圆盘和调节平衡螺柱，所述三爪型中心圆盘的三个支撑爪沿圆盘周向均布，每个支撑爪离三爪型中心圆盘中心较远的末端处安装有调节平衡螺柱，主要用于调节三爪型中心圆盘的水平度；所述调节平衡螺柱包括单头螺柱、支撑圆盘和固定销，主要起到支撑和调节平衡的作用，所述单头螺柱顶面焊接六角开螺母，所述支撑圆盘由固定销固定在单头螺柱的底部；根据检测现场地面的平整度调节三个支撑爪的调节平衡螺柱，实现对整个测试装置水平度的调节。

7.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述计算机通过运动控制板卡控制三维转动云台做三维运动，从而实现光学测试装置的三维转动和微调。

8.根据权利要求1所述的一种LED显示屏现场测试装置，其特征在于：所述便携式电源采用可充电的不间断电源。

9.基于权利要求1至8任一项所述LED显示屏现场测试装置的测试方法，其特征在于：首先，根据现场地面状况参照水平尺调节固定底座的调节平衡螺柱，调节基准平台至水平后，由计算机控制气泵工作驱动气动升降杆升起至所需高度，然后根据计算机实时显示的光学测试装置所拍图像，由计算机控制三维转动云台微调，直至光学测试装置的望远镜系统中心轴对准LED显示屏的待测点或待测区域的中心点，接着开始测量LED显示屏待测点或待测区域的亮度、颜色参数并保存相关测试数据，之后再次微调三维转动云台，更换待测点或待测区域并测量，直至完成LED显示屏的所有测试任务。