CN114518080A - 一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置及矫正方法 - Google Patents

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CN114518080A CN202210145895.2A CN202210145895A CN114518080A CN 114518080 A CN114518080 A CN 114518080A CN 202210145895 A CN202210145895 A CN 202210145895A CN 114518080 A CN114518080 A CN 114518080A
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乐刚
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    • G—PHYSICS
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    • G01C15/12—Instruments for setting out fixed angles, e.g. right angles

Abstract

本发明提供了一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置及矫正方法，其中矫正装置包括测试设备、待测屏幕和测距装置，所述待测屏幕与所述测距装置相对固定设置，所述待测屏幕与所述测试设备可相对运动设置。在矫正时，首先测量测试设备与待测屏幕之间的倾角，然后再调整测试设备和/或待测屏幕，对倾角进行补偿，使得测试设备实现和待测屏幕较好的垂直度。

Description

一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置及矫正方法
技术领域
本发明属于垂直度测量技术领域，特别是涉及一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置及矫正方法。
背景技术
目前，传统的测试设备只是手工粗略地与显示屏垂直，但由于安装等因素导致测试设备和显示屏本身会产生相对倾角，因此，无法保证测试设备与待测屏幕之间的垂直度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，包括测试设备、待测屏幕和测距装置，所述待测屏幕与所述测距装置相对固定设置，所述待测屏幕与所述测试设备可相对运动设置。
较佳地，所述测试设备安装在三轴运动平台上。
较佳地，所述测距装置固定安装在所述三轴运动平台上，或所述测距装置固定安装在所述测试设备上。
较佳地，所述三轴运动平台包括X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组，所述Y轴运动在X轴伺服电机的驱动下，可沿着X轴活动设置在所述X轴运动模组上；所述Z轴运动模组在Y轴伺服电机的驱动下，可相对于所述Y轴运动模组沿着Y轴活动设置在所述Y轴运动模组上，所述测试设备在Z轴伺服电机的驱动下，可相对于所述Z轴运动模组沿着Z轴活动设置在所述Z轴运动模组上。
较佳地，所述待测屏幕安装在二维旋转机构上。
较佳地，所述二维旋转机构包括夹持装置、U轴运动模组和V轴运动模组，所述待测显示屏安装在所述夹持装置上，所述V轴运动模组在U轴伺服电机的驱动下，可绕着U轴旋转设置在所述U轴运动模组上；所述夹持装置在V轴伺服电机的驱动下，可相对于所述V轴运动模组绕着V轴旋转设置在所述V轴运动模组上。
较佳地，所述测试设备与所述测距装置的光轴平行。
较佳地，所述测试设备为点式测试设备，如点式亮度计、分光辐射亮度计等。
较佳地，所述测距装置为激光测距仪。
本发明还提供一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正方法，包括：
首先测量测试设备与待测屏幕之间的倾角，然后再调整测试设备和/或待测屏幕，对倾角进行补偿。
本发明还提供一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正方法，采用上述的矫正装置，包括：
S01、读取待测屏幕的物理尺寸；
S02、选取屏幕物理尺寸的一半进行测量；
S03、从假定屏幕中心向上/下距离为a，向左/右为b，取a/b中较小的数值为t；
S04、通过每3点坐标拟合平面，4个点中每3点拟合一次，共4组，并计算4组的转角，然后进行转正运动。
较佳地，在步骤S04中，以假定屏幕中心为原点O，坐标值为(0，0，0)，使用测距装置得到的四个点的距离为k1、k2、k3、k4，四点坐标点为(-t,t,k1)、(t,t,k2)、(t,-t,k3)、 (-t,-t,k4)，平面法向量为(0，0，1)；
以k1、k2、k4为标准平面上的3点，则平面法向量为：
Figure BDA0003508268680000021
则：
Figure BDA0003508268680000022
与W轴所成角度c1为：
Figure BDA0003508268680000023
与U轴所成角度c2为：
Figure BDA0003508268680000024
相应的机械轴需要旋转相反的角度-c1、-c2。
较佳地，在步骤S04中，4组转角的最大最小值误差在5％以内，视为有效。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
1、本发明提供一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，待测屏幕与测距装置相对固定设置，待测屏幕与测试设备可相对运动设置。在矫正时，首先测量测试设备与待测屏幕之间的倾角，然后再调整测试设备和/或待测屏幕，对倾角进行补偿，使得测试设备实现和待测屏幕较好的垂直度；
2、本发明适合应用于点式设备的垂直校准；
3、本发明在矫正时，可以不需要显示屏显示任何内容；
4、本发明可以实现对多维控制测试系统的垂直度保证。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1为本发明的优选实施例提供的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置的逻辑图；
图2为本发明的优选实施例提供的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
请参考图1和图2，一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，包括测试设备3、待测屏幕1和测距装置2，所述待测屏幕1与所述测距装置2相对固定设置，所述待测屏幕1与所述测试设备3可相对运动设置。在矫正时，首先测量测试设备3与待测屏幕 1之间的倾角，然后再调整测试设备3和/或待测屏幕1，对倾角进行补偿，使得测试设备3实现和待测屏幕1较好的垂直度。
在本发明中，只要能保证待测屏幕1和测试设备3之间可进行相对运动即可，待测屏幕1可以设置在一运动平台上，或/和测试设备3可以设置在另一运动平台上，本发明对此不做限制。运动平台属于成熟的技术，本发明对运动平台的具体结构不做限制。
在本实施例中，所述测试设备3安装在三轴运动平台4上，所述测距装置2固定安装在所述三轴运动平台4上，或所述测距装置2固定安装在所述测试设备3上。
具体的，所述三轴运动平台4包括X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组，所述Y轴运动在X轴伺服电机的驱动下，可沿着X轴活动设置在所述X轴运动模组上；所述Z轴运动模组在Y轴伺服电机的驱动下，可相对于所述Y轴运动模组沿着Y轴活动设置在所述Y轴运动模组上，所述测试设备3在Z轴伺服电机的驱动下，可相对于所述Z轴运动模组沿着Z轴活动设置在所述Z轴运动模组上。
在本实施例中，所述待测屏幕1安装在二维旋转机构上。
具体的，所述二维旋转机构包括夹持装置5、U轴运动模组和V轴运动模组，所述待测显示屏安装在所述夹持装置5上，所述V轴运动模组在U轴伺服电机的驱动下，可绕着U轴旋转设置在所述U轴运动模组上；所述夹持装置5在V轴伺服电机的驱动下，可相对于所述V轴运动模组绕着V轴旋转设置在所述V轴运动模组上。
在本发明中，V轴是V轴伺服电机控制待测屏幕1俯仰角度；
U轴是U轴伺服电机控制待测屏幕1旋转角度；
X轴是X轴伺服电机控制测试设备3和测距装置2前后移动；
Y轴是Y轴伺服电机控制测试设备3和测距装置2左右移动；
Z轴是Z轴伺服电机控制测试设备3和测距装置2上下移动；
在本实施例中，所述测试设备3与所述测距装置2的光轴平行。
本发明对测试设备3不做具体限制，可根据实际的测试需求设定，如所述测试设备3点式测试设备，如点式亮度计、分光辐射亮度计等。
本发明对测距装置2不做限制，如所述测距装置2为激光测距仪。
对应于上述矫正装置，本发明还提供一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正方法，包括：
S01、从软件中读取待测屏幕1的物理尺寸(长度和宽度)，认为屏幕偏离轴心线的位移很小。
S02、选取屏幕物理尺寸的一半(即长宽尺寸的一半)进行测量。
激光测试仪需要扫屏幕上的三个点，屏幕本身是平整的，只需确保扫描的三个点都在屏幕内即可，选择屏幕尺寸一半只是确保扫描的三个点都在屏幕。
由于屏幕本身是平整的，因此选屏幕三个点就可计算屏幕所在平面与理论垂直平面的夹角，也就是对整个屏幕。
S03、从假定屏幕中心向上/下距离为a，向左/右为b，取a/b中较小的数值为t；
S04、通过每3点坐标拟合平面，4个点中每3点拟合一次，共4组，并计算4组的转角。4组转角的最大最小值误差在5％以内，视为有效。然后进行转正运动。
具体的，以假定屏幕中心为原点O，坐标值为(0，0，0)，使用测距装置2得到的四个点的距离为k1、k2、k3、k4，四点坐标点为(-t,t,k1)、(t,t,k2)、(t,-t,k3)、(-t,-t,k4)，平面法向量为(0，0，1)；
以k1、k2、k4为标准平面上的3点，则平面法向量为：
Figure BDA0003508268680000051
则：
Figure BDA0003508268680000052
与W轴所成角度c1为：
Figure BDA0003508268680000053
与U轴所成角度c2为：
Figure BDA0003508268680000054
相应的机械轴需要旋转相反的角度-c1、-c2，即可完成屏幕垂直。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (12)

1.一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，包括测试设备、待测屏幕和测距装置，所述待测屏幕与所述测距装置相对固定设置，所述待测屏幕与所述测试设备可相对运动设置。
2.根据权利要求1所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述测试设备安装在三轴运动平台上。
3.根据权利要求2所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述测距装置固定安装在所述三轴运动平台上，或所述测距装置固定安装在所述测试设备上。
4.根据权利要求3所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述三轴运动平台包括X轴运动模组、Y轴运动模组和Z轴运动模组，所述Y轴运动在X轴伺服电机的驱动下，可沿着X轴活动设置在所述X轴运动模组上；所述Z轴运动模组在Y轴伺服电机的驱动下，可相对于所述Y轴运动模组沿着Y轴活动设置在所述Y轴运动模组上，所述测试设备在Z轴伺服电机的驱动下，可相对于所述Z轴运动模组沿着Z轴活动设置在所述Z轴运动模组上。
5.根据权利要求4所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述待测屏幕安装在二维旋转机构上。
6.根据权利要求5所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述二维旋转机构包括夹持装置、U轴运动模组和V轴运动模组，所述待测显示屏安装在所述夹持装置上，所述V轴运动模组在U轴伺服电机的驱动下，可绕着U轴旋转设置在所述U轴运动模组上；所述夹持装置在V轴伺服电机的驱动下，可相对于所述V轴运动模组绕着V轴旋转设置在所述V轴运动模组上。
7.根据权利要求1所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述测试设备与所述测距装置的光轴平行。
8.根据权利要求1所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，所述测试设备为点式测试设备。
9.一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正方法，其特征在于，包括：
首先测量测试设备与待测屏幕之间的倾角，然后再调整测试设备和/或待测屏幕，对倾角进行补偿。
10.一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正方法，采用权6至权8任一项所述的矫正装置，其特征在于，包括：
S01、读取待测屏幕的物理尺寸；
S02、选取屏幕物理尺寸的一半进行测量；
S03、从假定屏幕中心向上/下距离为a，向左/右为b，取a/b中较小的数值为t；
S04、通过每3点坐标拟合平面，4个点中每3点拟合一次，共4组，并计算4组的转角，然后进行转正运动。
11.根据权利要求10所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，在步骤S04中，以假定屏幕中心为原点O，坐标值为(0，0，0)，使用测距装置得到的四个点的距离为k1、k2、k3、k4，四点坐标点为(-t,t,k1)、(t,t,k2)、(t,-t,k3)、(-t,-t,k4)，平面法向量为(0，0，1)；
以k1、k2、k4为标准平面上的3点，则平面法向量为：
Figure FDA0003508268670000021
则：
Figure FDA0003508268670000022
与W轴所成角度c1为：
Figure FDA0003508268670000023
与U轴所成角度c2为：
Figure FDA0003508268670000024
相应的机械轴需要旋转相反的角度-c1、-c2。
12.根据权利要求10所述的一种测试设备与待测屏幕垂直度矫正装置，其特征在于，在步骤S04中，4组转角的最大最小值误差在5％以内，视为有效。
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