CN108734766B - 曲面装置的曲率半径的评估方法 - Google Patents

曲面装置的曲率半径的评估方法 Download PDF

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Abstract

一种曲面装置的曲率半径的评估方法，该评估方法包括以下步骤：提供一灰阶格式的具有平面图案的图片，利用光学建模软件对其进行处理分析，获得在设定亮度、设定视角和设定曲率半径下所述图案光学视觉变形的图像；分别量测图像中第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量；改变所述设定曲率半径，得到不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量；分别建立第一方向和第二方向的曲率半径和的最大光学变形量的回归曲线方程式，并将该回归曲线方程式作为评估曲面装置的曲率半径是否符合光学变形标准的方程式。该评估方法能够达成最佳化的事前评估。

Description

曲面装置的曲率半径的评估方法
技术领域
本发明涉及曲面显示领域，尤其涉及一种曲面装置的曲率半径的评估方法。
背景技术
因应曲面装置消费端设计走向，曲面装置的曲率设计需考虑实际视觉效果。目前针对曲面装置的架构，为增加立体化的设计美感与消费端需求，尽量限缩其盖板的曲率，使其达到较立体外观，但限缩曲率所造成的视觉效果变形有一定的标准。但目前还没有一整体性的评估方法用于评估曲面装置的曲率半径是否符合光学变形标准。
发明内容
一种曲面装置的曲率半径的评估方法，所述曲面装置包括盖板，所述盖板的内外表面为朝向同一方向弯曲的弧面，所述评估方法包括以下步骤：
步骤S1：提供一具有平面图案的图片，所述图片为灰阶格式的，利用光学建模软件对其进行处理分析，获得在设定亮度、设定视角和设定曲率半径下所述图案光学视觉变形的图像；
步骤S2：分别量测所述图像中第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量；
步骤S3：改变所述设定曲率半径，重复步骤S1和步骤S2，得到不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量；
步骤S4：根据不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量，分别建立第一方向和第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式，并将所述回归曲线方程式作为评估所述曲面装置的曲率半径是否符合光学变形标准的方程式。
本发明实施例提供的曲面装置的曲率半径的评估方法，用于评估曲面装置的曲率半径是否符合光学变形标准，通过光学建模软件进行处理分析，能够达成最佳化的事前评估。
附图说明
图1为本发明实施例提供的曲面装置的曲率半径的评估方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的利用LightTools软件构建的曲面装置的光学模拟示意图。
图3为本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为26mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
图4为本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为56mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
图5为本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为86mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
图6为本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为116mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
图7为本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为146mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
图8为本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为176mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
图9为本发明实施例提供的曲面装置的第一方向的曲率半径R和最大光学变形量a/x关系图。
图10为本发明实施例提供的曲面装置的第二方向的曲率半径R和最大光学变形量b/y的关系图。
主要组件符号说明
曲面装置 10
显示模组 11
盖板 12
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的曲面装置的曲率半径的评估方法的流程图。该评估方法包括以下步骤S1-S4：
步骤S1：提供一具有平面图案的图片，图片为灰阶格式的，利用光学建模软件对其进行处理分析，获得在设定亮度、设定视角和设定曲率半径下所述图案光学视觉变形的图像。
本实施例中，利用的光学建模软件为LightTools。LightTools提供多种模拟光源的方法，包含：整个光源模型的仿真、切趾光源的建构与光线数据文件的使用。若要将影像作为光源，入射到系统中观察影像经过系统后的变化，则可以透过切趾光源来完成。切趾光源是利用网格方式定义能量在空间或角度上的分布，而影像光源即是通过空间切趾的方式，在发光面的各个位置定义不同的能量。具体地，通过图像处理工具先将影像分解为灰阶格式的空间切趾档，再利用LightTools的工具资料库套用空间切趾档至光源的发光面上，即可建构出影像光源。
本实施例中，具有平面图案的图片需要先经过图像处理软件处理为灰阶格式。具有平面图案的图片本身(白底黑线)，在灰阶格式下背景灰阶均匀，使得其套入分析结果的背景后，可以不影响光源本身的均匀性。因此，可以观察曲率半径造成的网格图案的光学视觉变形。
于一实施例中，步骤S1还包括在所述图片上绘制相互交叉的多条横线段和多条竖线段以构成网格图案，并将所述网格图案作为所述图片的平面图案的步骤。于一实施例中，网格图案由多个大小一致的正方形网格构成。
图2为本发明实施例提供的利用LightTools软件构建曲面装置10的光学模拟示意图。如图2所示，该曲面装置10包括显示模组11以及凸设于显示模组11上方的盖板12。盖板12的内外表面为朝向同一方向弯曲的弧面，即盖板12为单轴曲面盖板。于一实施例中，曲面装置10可以为手表，盖板12的材质可以为透明玻璃或者透明塑料。
在不同亮度，不同视角下，曲面装置10的光学变形标准不同。于一实施例中，当曲面装置10的亮度为350nit，观察网格图案视觉变形的视角位于盖板12的一侧且与显示模组11所在的平面成45°时，曲面装置10的光学变形标准为a/x≤0.025，b/y≤0.025。当曲面装置10的亮度为350nit，观察网格图案视觉变形的视角位于盖板12的一侧且与显示模组11所在的平面成90°时，曲面装置10的光学变形标准为a/x≤0.01，b/y≤0.01。
本实施例中，步骤S1还包括在光学建模软件中，确定模拟时的设定亮度为350nit，设定观察网格图案视觉变形的视角为位于盖板12的一侧且该视角的观察点与盖板12的底面中心的连线与盖板12的底面成45°的步骤。
本实施例中，定义观察网格图案上横线段变形的视角为第一视角P1，观察网格图案上竖线段变形的视角为第二视角P2，盖板12的底面为圆形，如图2所示，第一视角P1的观察点与盖板12的底面圆心的连线与该盖板12的底面成45°，第二视角P2的观察点与盖板12的底面圆心的连线与该盖板12的底面成45°。
本发明的其他实施例中，步骤S1中，观察网格图案光学视觉变形的设定亮度也可以为其他亮度，观察网格图案光学视觉变形的设定视角也可以为其他视角，在此不作唯一限定。
步骤S2：分别量测所述图像中第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量。
本实施例中，所述图像中第一方向的最大光学变形量为图像中视觉变形最大的横线段的光学变形量；所述图像中第二方向的最大光学变形量为视觉变形最大的竖线段的光学变形量。其中第一方向的最大光学变形量用a/x表示，其中x为竖线段的延伸长度，a为竖线段横向扭曲变形的最大横向位移；第二方向的最大光学变形量用b/y表示，其中y为横线段的延伸长度，b为横线段纵向扭曲变形的最大纵向位移。
图3为当本发明实施例提供的曲面装置的设定曲率半径为26mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。如图3所示，在第一视角P1下和第二视角P2下，图像上各个横线段和竖线段的光学变形量有大有小。其中，在第一视角P1下，图像上视觉变形最大的竖线段的光学变形量a/x为0.131，在第二视角P2下，图像上视觉变形最大的横线段的光学变形量b/y为0.112。
步骤S3：改变所述设定曲率半径，重复步骤S1和步骤S2，得到不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量。
图4至图8分别为本发明实施例提供的曲面装置设定曲率半径为56mm、86mm、116mm、116mm、176mm时，利用LightTools软件构建的光学视觉变形的图像以及其相对应的光学变形量。
如图4所示，当曲面装置10的设定曲率半径为56mm时，在第一视角P1下，图像上视觉变形最大的竖线段的光学变形量a/x为0.045，在第二视角P2下，图像上视觉变形最大的横线段的光学变形量b/y为0.058。
如图5所示，当曲面装置10的设定曲率半径为86mm时，在第一视角P1下，图像上视觉变形最大的竖线段的光学变形量a/x为0.032，在第二视角P2下，图像上视觉变形最大的横线段的光学变形量b/y为0.041。
如图6示，当曲面装置10的设定曲率半径为116mm时，在第一视角P1下，图像上视觉变形最大的竖线段的光学变形量a/x为0.025，在第二视角P2下，图像上视觉变形最大的横线段的光学变形量b/y为0.026。
如图7所示，当曲面装置10的设定曲率半径为146mm时，在第一视角P1下，图像上视觉变形最大的竖线段的光学变形量a/x为0.025，在第二视角P2下，图像上视觉变形最大的横线段的光学变形量b/y为0.025。
如图8所示，当曲面装置10的设定曲率半径为176mm时，在第一视角P1下，图像上视觉变形最大的竖线段的光学变形量a/x为0.019，在第二视角P2下，图像上视觉变形最大的横线段的光学变形量b/y为0.020。
可以理解地，曲面装置10的设定曲率半径的改变值不限于此，进行模拟的次数也不限于此。
步骤S4：根据不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量，分别建立第一方向和第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式，并将所述回归曲线方程式作为评估所述曲面装置的曲率半径是否符合光学变形标准的方程式。
于一实施例中，步骤S4还包括采用最小二乘法建立第一方向和第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式的步骤。第一方向和第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式分别为：
a/x＝-4*10-10*R4+10-7*R3-10-5*R2+7*10-5*R+0.0675；
b/y＝-2*10-9*R4+7*10-7*R3-0.0001*R2+0.0066*R-0.0743；其中，R为曲面装置10的曲率半径。
当曲面装置10的曲率半径需要变更时，将需要变更的曲率半径值代入回归曲线方程式，获得光学变形量的参考值，如果光学变形量的参考值小于视觉变形的标准，则说明所述需要变更的曲率半径值符合光学视觉变形标准，否则，说明所述需要变更的曲率半径值不符合光学视觉变形的标准。
图9中虚线所示的为步骤S3中模拟得到的曲面装置10的第一方向的曲率半径R和最大光学变形量a/x的关系图。图9中实线所示的为步骤S4中根据回归曲线方程式得到的曲面装置的第一方向的曲率半径R和最大光学变形量a/x的关系图。
图10中虚线所示的为步骤S3中模拟得到的曲面装置10的第二方向的曲率半径R和最大光学变形量b/y的关系图。图10中实线所示的为步骤S4中根据回归曲线方程式得到的曲面装置的第二方向的曲率半径R和最大光学变形量b/y的关系图。
当曲面装置10的曲率半径需要变更时，对照图9和图10，分别从图9和图10中获得光学变形量a/x和光学变形量b/y的参考值，如果该光学变形量a/x的参考值和光学变形量b/y的参考值均小于视觉变形的标准，则说明需要变更的曲率半径值符合光学视觉变形标准，否则，说明需要变更的曲率半径值不符合光学视觉变形的标准。如此，当曲面装置10的曲率半径需要变更时，不需再次经历光学建模软件模拟的过程，利用步骤S4中所得的回归曲线方程式即可针对产品立即评估，节约了时间和成本。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种曲面装置的曲率半径的评估方法，所述曲面装置包括盖板，所述盖板的内外表面为朝向同一方向弯曲的弧面，所述评估方法包括以下步骤：
步骤S1：提供一具有平面图案的图片，所述图片为灰阶格式的，利用光学建模软件对其进行处理分析，获得在设定亮度、设定视角和设定曲率半径下所述图案光学视觉变形的图像；
步骤S2：分别量测所述图像中第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量；
步骤S3：改变所述设定曲率半径，重复步骤S1和步骤S2，得到不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量；
步骤S4：根据不同设定曲率半径下第一方向的最大光学变形量和第二方向的最大光学变形量，分别建立第一方向和第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式，并将所述回归曲线方程式作为评估所述曲面装置的曲率半径是否符合光学变形标准的方程式，当所述曲面装置的曲率半径需要变更时，将需要变更的曲率半径值代入所述回归曲线方程式，获得光学变形量的参考值，如果所述光学变形量的参考值小于视觉变形的标准，则说明所述需要变更的曲率半径值符合光学视觉变形标准，否则，说明所述需要变更的曲率半径值不符合光学视觉变形的标准。
2.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤S1还包括在所述图片上绘制相互交叉的多条横线段和多条竖线段以构成网格图案，并将所述网格图案作为所述图片的平面图案的步骤。
3.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤S1还包括在所述图片上绘制多个大小一致的正方形网格以构成网格图案，并将所述网格图案作为所述图片的平面图案的步骤。
4.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤S4还包括采用最小二乘法分别建立第一方向和第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式的步骤。
5.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，步骤S1还包括在光学建模软件中，确定模拟时的设定亮度为350nit，设定视角为位于所述盖板的一侧且与所述盖板的底面成45°的步骤。
6.如权利要求2所述评估方法，其特征在于，步骤S4还包括获得所述第一方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式为：a/x＝-4*10-10*R4+10-7*R3-10-5*R2+7*10-5*R+0.0675；
所述第二方向的曲率半径和最大光学变形量的回归曲线方程式为：b/y＝-2*10-9*R4+7*10-7*R3-0.0001*R2+0.0066*R-0.0743；
其中，a/x为所述第一方向的最大光学变形量，x为所述竖线段的延伸长度，a为所述竖线段横向扭曲变形的最大横向位移；b/y为所述第二方向的最大光学变形量，y为所述横线段的延伸长度，b为所述横线段纵向扭曲变形的最大纵向位移；R为曲率半径。
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