CN203551900U - 一种lcd显示器可视角度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种LCD显示器可视角度测试装置，包含色彩亮度计、测试暗箱、测试计算机，测试调节机构实现对被测显示器的三维位置调整、水平和垂直两个方向旋转和显示器安装调节；测试暗箱用于安装测试调节结构和色彩亮度计，同时为系统测试提供全黑暗测试环境；测试计算机实现对整个系统操作控制和采集、处理所有测试所需的信号，实现测量。本实用新型实现了针对小尺寸LCD显示器的视角及亮度和色度均匀度等技术指标的自动测量系统，简化测量过程，缩短测试时间，提高测试准确性和可靠性。

Description

一种LCD显示器可视角度测试装置

技术领域

本发明涉及LCD显示器可视角度测试试验装置，具体涉及一种小尺寸LCD显示器可视角度测试装置。

背景技术

由于LCD显示器可视角度范围的大小直接影响到操作人员视频监视系统监视图像的观察，是影响人机功效的一项关键指标。LCD显示器的视角特性是由LCD显示器自身的显像原理引起的，当液晶显示器显示不同亮度的图像时，液晶分子的扭曲程度也不同，液晶分子的长轴与玻璃基板的角度也不同，因此，从不同角度观察屏幕，看到的图像的颜色与亮度也不一样。在一定角度范围内，观察屏幕才能获得良好的图像效果。因此，需要对LCD显示器的这一显示特性进行测量。

LCD显示器可视角度测量过程非常繁杂，在测量过程中需要经常移动和转动LCD显示器和色彩亮度计，目前，已经有一些针对大屏幕显示器的测试装置，帮助转动或移动显示器或色彩亮度计，但是此类装置并不适用于小尺寸显示器的测试。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种针对4至6英寸小LCD显示器可视角度测试台，可自动测试显示器视角及亮度和色度均匀性测试。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种LCD显示器可视角度测试装置，包含色彩亮度计（1）、测试暗箱（2）、测试计算机（7），测试暗箱内设有测试调节机构（8），所述测试调节机构设有用于调节被测显示器（16）在X、Y、Z三个方向的位置移动的移动平台、安装在移动平台上的显示器夹具（15）和用于调节被测显示器（16）与色彩亮度计（1）的相对角度的旋转装置；

所述移动平台包含有X方向平移台（9）、Z方向升降台（10）、Y方向平移台（11），X方向平移台（9）、Z方向升降台（10）、Y方向平移台（11）上分别设有步进电机和有作为位置信号和控制反馈信号以确定被测显示器（16）位置和位移控制精度的光栅尺；

所述旋转装置包含水平旋转台（20）、位于显示器夹具两侧的右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18），水平旋转台（20）、右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18）上分别设有步进电机和作为位置信号和控制反馈信号的旋转编码器。

进一步，所述右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18）之间设有水平调节螺杆（19），水平调节螺杆（19）的左右两端的左旋螺纹和右旋螺纹与右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18）端部的螺纹孔连接。

进一步，根据权利要求1所述的一种LCD显示器可视角度测试装置，其特征在于所述测试暗箱（2）的内壁采用吸光型涂层。

进一步，根据权利要求1所述的一种LCD显示器可视角度测试装置，其特征在于所述测试计算机（7）通过USB接口与色彩亮度计（1）连接，测试计算机（7）内安装有可实现对测试调节机构（8）上步进电机的控制串口卡、实现对测试调节机构（8）上的光栅尺和旋转编码器的反馈信号采集的数据采集卡。

本发明的效果：通过系统测试和操作过程均采用计算机控制，可以快速、准确完成显示器视角及亮度和色度均匀性测试；系统调节机构通过步进电机驱动，通过光栅尺和旋转编码器进行位移和旋转测量和控制反馈，保证调节精度，采用模块化设计，保证系统测量可靠性和稳定性；通过水平调节螺杆调整垂直旋转支架距离，以适应不同尺寸显示器安装要求。

附图说明

图1本发明的系统结构框图；

图2本发明的测试台结构图；

图3本发明的显示器测试暗箱结构图；

图4本发明的测试调节机构；

图5本发明的显示器测量点分布图。

图中标号说明

1—色彩亮度计2—测试暗箱3—测试操作台4—显示器5—电源模块6—图像信号发生器7—测试计算机8—测试调节机构9—X方向平移台10—Z方向升降台11—Y方向平移台12—水平旋转支撑板13—右垂直旋转支架14—垂直旋转步进电机15—显示器夹具16—被测显示器17—垂直旋转编码器18—左垂直旋转支架19—水平调节螺杆20—水平旋转台

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，测试计算机7实现系统测量过程的操作和控制，只需通过测试计算机7的测量操作软件的操作，即可完成所有测试项目的操作。测试计算机内安装有一张串口卡和数据采集卡，用于驱动测试调节机构8内的各个运动部件的步进电机和运动部件传感器输出的位移和旋转测量信号，从而实现对测试调节机构8的控制；同时，通过USB接口与色彩亮度计1相连，实现对其进行控制和采集其输出的色坐标和亮度。

如图2所示，本系统主要是在测试操作台3上进行，主要包含色彩亮度计1、测试暗箱2及其内部的测试调节机构、图像信号发生器6、电源模块5、测试计算机7及其显示器4。图像信号发生器6是为显示器测试提供测试信号源，可提供模拟和数字等多种格式信号输出，包含NTSC、PAL|SACAM、VGA、DVI、HDMI等输出信号，提供单管像图像、彩条、斜坡、格栅、多波群等测试图像。

如图3、图4所示，测试调节机构8安装在测试暗箱2内，实现X、Y、Z三个方向的位移运动、水平与垂直方向旋转运动及显示器安装调节，X、Y、Z三个方向的位移运动通过X方向平移台9、Z方向升降台10、Y方向平移台11实现，位移运动均通过步进电机驱动，步进电机步进角为0.36°，X方向位移≥180mm，Z方向位移≥120mm，Y方向位移≥160mm，在三个方向均安装有光栅尺作为位移测量和控制反馈信号，精度可达0.01mm；水平与垂直方向旋转运动通过水平旋转台20和垂直旋转支架实现，旋转运动通过步进电机驱动，步进电机步进角为0.36°，在水平和垂直两个旋转方向的旋转轴上均安装旋转编码器作为旋转测量和控制反馈信号，精度0-360°±100″；显示器安装调节通过水平调节螺杆19调节左右两个垂直旋转支架的距离，以适应不同尺寸显示器的安装，其调节方式采用螺纹传动方式，水平调节螺杆19的左右两端的螺纹方向分别为左旋螺纹和右旋螺纹，当水平调节螺杆19顺时针旋转时，带动左右两个垂直旋转支架向内收缩，逆时针旋转时，带动左右两个垂直旋转支架向外扩张，左右两个垂直旋转支架的距离可从148mm调节至198mm。

本发明的测试过程是：首先将被测显示器16安装在显示器夹具15上，通过水平调节螺杆19调整左右两个垂直旋转支架的相对距离，使之与显示器夹具15的宽度一致，通过销轴将显示器夹具15安装在左右两个垂直旋转支架上，调节好间隙，锁紧垂直旋转编码器17和垂直旋转步进电机14。

将电源和信号线接入被测显示器16，打开图像信号发生器6调到全场白信号，打开被测显示器16。

通过测试计算机7调节测试调节机构8的水平旋转台20和垂直旋转步进电机14，将被测显示器16调节到上下、左右垂直位置，保证被测显示器16的中心位置位于水平和垂直旋转中心，将此时的水平和垂直位置信号置为零点，从而确定视角测量的初始位置。

通过测试计算机7调节测试调节机构8的Z方向升降台10和Y方向平移台11位置，使被测显示器16的中心位置与色彩亮度计1的镜头中心对齐；调节X方向平移台9的位置，保证色彩亮度计1的镜头与被测显示器16的距离符合测量标准要求，即4倍屏幕高度或规定的最佳观察位置。

如图5所示，将色彩亮度计1对准被测显示器16中心点P₀，测得P₀点的亮度L₀₀，色度坐标为u₀′、v₀′.通过移动Z方向升降台10和Y方向平移台11，依次测量P₁-P₈的亮度L_0i和色度u_0i′、v_0i′（其中i表示P₁-P₈点），从而计算出被测显示器在亮度L₀₀位置的亮度均匀度为：

P₀=L_0i/L₀₀×100%......................................（1）

色度误差为：

Δu₀′=u_0i′-u₀′......................................（2）

Δv₀′=v_0i′-v₀′......................................（3）

色度不均匀性为：

Δu₀′v₀′=（Δu₀′²+Δv₀′²）^1/2.........................（4）

将被测显示器向左水平转动至中心点P₀的亮度为1/2L₀₀时，被测显示器的转动角度就为1/2L₀₀左视角，保证色彩亮度计与被测显示器的距离和角度不变，通过移动Z方向升降台10和Y方向平移台11，依次测量P₁-P₈的亮度L_lji和色度u_lji′、v_lji′（其中l表示向左转动，j表示为1/2L₀₀位置，i表示P₁-P₈点），从而计算出被测显示器在亮度1/2L₀₀位置的亮度均匀度为：

P_lj=L_lji/（1/2L₀₀）×100%................................（5）

色度误差为：

Δu_lj′=u_lji′-u₀′......................................（6）

Δv_lj′=v_lji′-v₀′......................................（7）

色度不均匀性为：

Δu_lj′v_lj′=（Δu_lj′²+Δv_lj′²）^1/2........................（8）

与1/2L₀₀左视角同样的测量步骤可实现对1/2L₀₀右视角、1/2L₀₀上视角、1/2L₀₀下视角、1/3L₀₀左视角、1/3L₀₀右视角、1/3L₀₀上视角、1/3L₀₀下视角的测量及其在相应视角位置的亮度均匀度、色度误差及色度不均匀性的测量。

Claims (4)

1.一种LCD显示器可视角度测试装置，包含色彩亮度计（1）、测试暗箱（2）、测试计算机（7），测试暗箱内设有测试调节机构（8），其特征在于，所述测试调节机构设有用于调节被测显示器（16）在X、Y、Z三个方向的位置移动的移动平台、安装在移动平台上的显示器夹具（15）和用于调节被测显示器（16）与色彩亮度计（1）的相对角度的旋转装置；

所述移动平台包含有X方向平移台（9）、Z方向升降台（10）、Y方向平移台（11），X方向平移台（9）、Z方向升降台（10）、Y方向平移台（11）上分别设有步进电机和有作为位置信号和控制反馈信号以确定被测显示器（16）位置和位移控制精度的光栅尺；

所述旋转装置包含水平旋转台（20）、位于显示器夹具两侧的右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18），水平旋转台（20）、右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18）上分别设有步进电机和作为位置信号和控制反馈信号的旋转编码器。

2.根据权利要求1所述的一种LCD显示器可视角度测试装置，其特征在于所述右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18）之间设有水平调节螺杆（19），水平调节螺杆（19）的左右两端的左旋螺纹和右旋螺纹与右垂直旋转支架（13）和左垂直旋转支架（18）端部的螺纹孔连接。

3.根据权利要求1所述的一种LCD显示器可视角度测试装置，其特征在于所述测试暗箱（2）的内壁采用吸光型涂层。

4.根据权利要求1所述的一种LCD显示器可视角度测试装置，其特征在于所述测试计算机（7）通过USB接口与色彩亮度计（1）连接，测试计算机（7）内安装有可实现对测试调节机构（8）上步进电机的控制串口卡、实现对测试调节机构（8）上的光栅尺和旋转编码器的反馈信号采集的数据采集卡。

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