CN214502673U - 色度仪 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种色度仪，该色度仪包括：扫描振镜，以及位于该扫描振镜出光侧的光谱仪，该扫描振镜用于扫描待测屏幕，每次获取待测屏幕上一个发光点发出的光线，并将该待测屏幕上每个发光点发出的光线反射至光谱仪的入光侧；该光谱仪用于对该光线进行检测，得到每个该发光点对应的光谱信息，并将该光谱信息转化为每个发光点的色度信息。由此，该色度仪采用光谱仪，可以测量每个测量点的光谱信息，进而转化为色度信息，测量精度高；同时该色度仪采用振镜扫描方式，提高了测量速度。

Description

色度仪

“本申请要求于2020年11月27日提交国家知识产权局、申请号为202011365098.2、发明名称为“色度仪及色度检测方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中”。

技术领域

本申请实施例涉及显示屏检测领域，尤其涉及一种色度仪。

背景技术

色度仪是用于检测待测屏幕色彩的一致性的一种重要仪器，待测屏幕色彩的一致性越高，用户体验越好。

如图1所示，色度仪002包括：滤光片020和相机021。相机021位于待测屏幕001的出光侧，滤光片020位于相机021和待测屏幕001之间，滤光片020分为R(红)、G(绿)、B(蓝)三种,相机021可以用于分析通过滤光片的光,测得待测屏幕不同点的色度信息。

然而，上述色度仪对滤光片依赖性较强，滤光片的质量影响色度的结果，且相机测量精度低。

实用新型内容

本申请实施例提供一种色度仪，解决了色度仪测量精度低的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：第一方面，提供一种色度仪，包括：扫描振镜，以及位于该扫描振镜出光侧的光谱仪，该扫描振镜用于扫描待测屏幕，每次获取待测屏幕上一个发光点发出的光线，并将该待测屏幕上每个发光点发出的光线反射至光谱仪的入光侧；该光谱仪用于对该光线进行检测，得到每个该发光点对应的光谱信息，并将该光谱信息转化为每个发光点的色度信息。由此，该色度仪采用光谱仪，可以测量每个测量点的光谱信息，进而转化为色度信息，与采用滤光片相比，测量精度高；同时该色度仪采用振镜扫描方式，提高了测量速度。

一种可选的实现方式中，该色度仪还包括：扫描透镜，该待测屏幕位于该扫描透镜的焦平面上，且该待测屏幕与该扫描透镜之间的距离等于该扫描透镜的焦距。由此，方便扫描透镜获取待测屏幕上的发光点。

一种可选的实现方式中，该扫描振镜还包括：第一振镜，以及与该第一振镜连接的第一驱动器，该第一驱动器用于驱动该第一振镜围绕第一转动轴转动；第二振镜，以及与该第二振镜连接的第二驱动器，该第二驱动器用于驱动该第二振镜围绕第二转动轴转动；其中，改变该第一振镜和该第二振镜中至少一个的角度时，获取的发光点的位置不同。由此，采用驱动器驱动振镜转动，提高了检测效率。

一种可选的实现方式中，该第一转动轴和该第二转动轴的夹角为90°。由此，可以改变光线的传输方向，更加灵活方便。

一种可选的实现方式中，还包括：管镜，该管镜位于该扫描振镜和该光谱仪之间，该管镜用于将该扫描振镜发射的光线发送至该光谱仪。由此，可以将发光点发出的光线导向光谱仪。

一种可选的实现方式中，该光谱仪包括：汇聚孔，该汇聚孔位于该管镜的焦点位置，该发光点发出的光线可以经过该汇聚孔入射至光谱仪中。由此，该汇聚孔位于管镜焦点位置，发光点位于扫描透镜的焦平面，该汇聚孔和发光点为共轭关系，使得只有发光点处发出的光才能经过汇聚孔入射到光谱仪中，避免外部光线干扰，提高了色度仪的测量精度。

一种可选的实现方式中，该光谱仪包括：光纤，该光纤位于该管镜的焦点位置，该发光点发出的光线可以经过该光纤入射至光谱仪中。由此，该光纤和发光点为共轭关系，使得只有发光点处发出的光才能经过光纤入射到光谱仪中，避免外部光线干扰，提高了色度仪的测量精度。

一种可选的实现方式中，该色度信息包括：色坐标、色温。

附图说明

图1为一种色度仪的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种色度仪的结构示意图；

图3为图2中第二振镜的工作状态示意图；

图4为图2中待测屏幕的结构示意图；

图5为图2中色度仪的光谱信息曲线图；

图6为本申请实施例提供的另一种色度仪的结构示意图；

图7为图6中第二振镜的工作状态示意图；

图8为图6中待测屏幕的结构示意图；

图9为图6中色度仪的光谱信息仿真曲线图；

图10为本申请实施例提供的另一种色度仪的结构示意图；

图11为图10中第二振镜的工作状态示意图；

图12为图10中待测屏幕的结构示意图；

图13为图10中色度仪的光谱信息曲线图；

图14为本申请实施例提供的一种色度仪的结构示意图；

图15为图14中振镜的工作状态示意图；

图16为图14中待测屏幕的结构示意图；

图17为图14中色度仪的光谱信息曲线图；

图18为本申请实施例提供的一种色度检测方法流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。

名词解释：

光谱仪：以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。

色度：颜色是由亮度和色度共同表示的，色度是不包括亮度在内的颜色的性质，它反映的是颜色的色调和饱和度。

色温：色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。

色坐标：就是颜色的坐标。也叫表色系。常用的颜色坐标，横轴为x，纵轴为y。有了色坐标，可以在色度图上确定一个点。这个点精确表示了发光颜色。即：色坐标精确表示了颜色。

图2为本申请实施例提供的色度仪，如图2所示，该色度仪0001包括：扫描振镜102，以及位于所述扫描振镜102出光侧的光谱仪105。

其中，所述扫描振镜102用于扫描待测屏幕001，每次获取所述待测屏幕上一个发光点发出的光线，并将所述发光点发出的光线反射至光谱仪的入光侧，所述光谱仪105用于测量每个发光点的光谱信息，并将每个发光点的光谱信息转化为每个发光点的色坐标和色度信息。

扫描振镜102可以采用摆动电机，基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩，其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩，大小与转子偏离平衡位置的角度成正比，当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时，电磁力矩与回复力矩大小相等，振镜在摆动电机的作用下发生偏转。

需要说明的是，光源的光色特性及其表征量如色坐标、色温等是由光源的光谱能量分布决定的，所以需要更好地了解光源的光谱分布特性。一般的光源是不同波长的色光混合而成的复色光，如果将它的光谱中每种色光的强度用分光光度计测量出来，就可以获得不同波长色光的辐射强度的数值。

光谱仪105可以将成分复杂的光分解为光谱线，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪105可测量物体表面反射的光线。

光谱仪105包括：入射狭缝、准直元件、色散元件、聚焦元件及探测器阵列。

其中，入射狭缝用于在入射光的照射下形成光谱仪105成像系统的物点。准直元件可以使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上，如凹面光栅光谱仪105中的凹面光栅。

色散元件，通常采用光栅，可以使光信号在空间上按波长分散成为多条光束。

聚焦元件可以用于聚焦色散后的光束，使其在焦平面上形成一系列入射狭缝的像，其中每一像点对应于一特定波长。

探测器阵列例如放置于焦平面，用于测量各波长像点的光强度。该探测器阵列可以是电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)阵列或其它种类的光探测器阵列。

工作时，该扫描振镜通过扫描的方式，将待测屏幕001上每个发光点发出的光收集到光谱仪105中，光谱仪105对所述光线进行检测，得到每个所述发光点对应的光谱信息，并将光谱信息转化为每个发光点的色坐标、色温等色度信息，实现高精度快速测量色度信息等。

本申请实施例提供的色度仪，可以通过扫描振镜快速扫描待测屏幕，将待测屏幕上每个发光点发出的光线发送给光谱仪，进而可以通过光谱仪精确测得待测屏幕上每个点的色度信息。与现有技术中的色度仪相比，无需设置滤光片，提高了测量精度。

在本申请一些实施例中，所述色度仪包括：扫描透镜101，所述待测屏幕001位于所述扫描透镜101的焦点位置，且所述待测屏幕001与所述扫描透镜101之间的距离等于所述扫描透镜101的焦距。其中，扫描透镜101可以将透过的光线转化为平行光。

由此，将待测屏幕001设置在扫描透镜101的焦平面处，可以将待测屏幕001上的发光点发出的光线经过扫描透镜101后转化为平行光，便于扫描振镜102对待测屏幕001扫描。

所述扫描振镜102还包括：第一振镜1022，第二振镜1024、第一驱动器1021和第二驱动器1023。

第一驱动器1021与所述第一振镜1022连接，所述第一驱动器1021用于驱动所述第一振镜1022围绕第一转动轴转动。其中，第一转动轴例如为Y轴，所述第一振镜1022可以在第一驱动器1021的驱动下绕Y轴转动。

第二驱动器1023与所述第二振镜1024连接，所述第二驱动器1023用于驱动所述第二振镜1024围绕第二转动轴转动。第二转动轴例如为X轴，第二振镜1024可以在第二驱动器1023的驱动下绕X轴转动。

当改变所述第一振镜1022和所述第二振镜1024中至少一个的角度时，获取的发光点的位置发生改变。

所述第一转动轴和所述第二转动轴的夹角为90°。

色度仪例如还包括：管镜103，所述管镜103位于所述扫描振镜102和所述光谱仪105之间，所述管镜103用于将所述扫描振镜102发射的光线发送至所述光谱仪105。

在本申请一些实施例中，该光谱仪105包括：汇聚孔104，所述汇聚孔104位于所述管镜103的焦点位置，所述发光点发出的光线可以经过所述汇聚孔104入射至光谱仪105中。

在本申请另一些实施例中，该光谱仪105包括：光纤，所述光纤一端与所述管镜103连接，另一端与所述光谱仪105连接，所述发光点发出的光线可以经过所述汇聚孔104入射至光谱仪105中。

需要说明的是，上述待测屏幕001位于扫描透镜101的焦平面上，光谱仪105的汇聚孔位于管镜103的焦点处，发光点与汇聚孔104是共轭关系，只有发光点A处发出的光才能经过汇聚孔104或光纤入射到光谱仪105中，可以通过光谱仪105测量待测屏幕001上每个发光点的光谱信息，从而求得所有发光点的色度、亮度等。

工作过程：待测屏幕发出的光经过扫描透镜101、振镜102、管镜103、汇聚孔104，入射到光谱仪105中，其中发光点与汇聚孔104是共轭关系，只有发光点A处发出的光才能经过汇聚孔104或光纤入射到光谱仪105中，通过光谱仪105测量发光点的光谱信息，从而求得色度、亮度等。

当第一驱动器1021用于驱动所述第一振镜1022围绕第一转动轴转动预设角度，或第二驱动器1023用于驱动所述第二振镜1024围绕第二转动轴转动虚设角度时，可以改变入射到汇聚孔104中的发光点的位置。由此，通过第一驱动器1021和第二驱动器1023驱动第一振镜1022和第二振镜1024转动，在不同时刻可以获取不同的发光点发出的光线，从而实现面扫描。

示例一：

如图2所示，待测屏幕001位于扫描透镜101焦平面上。

第一振镜1022、第二振镜1024位于扫描透镜101与管镜103之间，汇聚孔104位于管镜103焦点位置，光谱仪105入射口紧贴汇聚孔104。在本申请另一些实施例中，汇聚孔104可以用光纤替代，将光纤一端当做汇聚孔104，另外一端接光谱仪105。

需要说明的是，第一振镜1022、第二振镜1024之间的间距取决于振镜的面积，在两个振镜转动不干涉的前提下，间距越小越好。

测量时，待测屏幕001发出的光经过扫描透镜101、振镜、管镜103、汇聚孔104，入射到光谱仪105中，其中发光点与汇聚孔104是共轭关系，只有发光点A处发出的光才能经过汇聚孔104或光纤入射到光谱仪105中，通过光谱仪105测量发光点的光谱信息，从而求得色度、亮度等。

其中，色度信息可以通过光谱信息进行转化，测得光谱信息后即可以计算得到色度信息，如色温、色坐标等。

本示例可以在不同时刻，获得不同位置的发光点的光谱信息，得到待测屏幕001不同位置发光点的色度信息。

以下可以把测量过程分为时刻1、时刻2、时刻3……时刻n，每个时刻对应一个不同的测量点。

时刻1：如图2、图3所示，第一振镜1022、第二振镜1024与入射光线成45度。此时，A点与汇聚孔104共轭，只有A点的光可以经过汇聚孔104被光谱仪105测量。

如图4所示，A点位于待测屏幕001的中间位置。

如图5所示，横坐标为波长，纵坐标为相对能量。由此，可以得到A发光点的光谱信息，接着可以将光谱信息转化为色度信息。

时刻2：如图6、图7所示，第二振镜1024转动θ,第一振镜1022与入射光线成45度，此时可以测得B点的色度信息，这是由于共轭的关系，只有点B处的光会经过汇聚孔104或光纤被光谱仪105测量。

如图8所示，A点和B点间距为L，L满足：

L＝tan(2θ)*f1。

如图9所示，此时可以测得B点的光谱信息，通过光谱信息转化为色度信息。

时刻3：如图10所示，测量位置C，由于共轭的关系，只有点C处的光会经过汇聚孔104或光纤被光谱仪105测量。

如图11所示，C点对应的振镜角度为：第二振镜1024转动α,第一振镜1022与入射光线成45度。

如图12所示，A点和C点之间间距为L2，L2满足：

L2＝tan(2α)*f1。

如图13所示，此时可以测得C点的光谱信息，进而得到C点的色度信息。

图14为色度仪对待测屏幕001色度信息的测量示意图。如图15中的(a)所示，第二振镜1024转动α，如图15中的(b)所示，第一振镜1022转动β。如图14所示，此时D点与汇聚孔104共轭，D点的光谱信息可以被光谱仪105测量，从而获得D点的色度信息。

如图16所示，以A点为原点，D点的坐标为(x，y)，其中x满足：

x＝tan(2α)*f1。

Y满足：

y＝tan(2β)*f1。由此，可以得到D点的坐标信息。

如图17所示，可以测得D点的光谱信息，通过光谱信息转化为色度信息。

由此，可以得到D点处的色度信息。

如上所述，通过转动第一振镜1022与第二振镜1024到不同角度，可以实现整个被测显示屏表面的色度测量。

本申请还提供一种色度检测方法，图18为本申请实施例提供的一种色度检测方法的流程图。图18所示的色度检测方法用于图2所示的色度仪。如图18所示，该色度检测方法例如包括如下步骤：

S101、扫描待测屏幕001，每次获取待测屏幕001上一个发光点发出的光线。

其中，该色度仪包括：扫描振镜102，可以通过所述扫描振镜102扫描待测屏幕001。

该扫描振镜102包括：第一振镜1022，以及与所述第一振镜1022连接的第一驱动器1021，所述第一驱动器1021用于驱动所述第一振镜1022围绕第一转动轴转动；

第二振镜1024，以及与所述第二振镜1024连接的第二驱动器1023，所述第二驱动器1023用于驱动所述第二振镜1024围绕第二转动轴转动，所述扫描待测屏幕001，每次获取待测屏幕001上一个发光点发出的光线，包括：

改变所述第一振镜1022和所述第二振镜1024中至少一个的角度，获取一个发光点射出的光线，其中，不同发光点的位置不同。

所述第一转动轴和所述第二转动轴的夹角为90°。

所述扫描振镜102包括：扫描透镜101，所述待测屏幕001位于所述扫描透镜101的焦点位置，且所述待测屏幕001与所述扫描透镜101之间的距离等于所述扫描透镜101的焦距，所述扫描透镜101用于将发光点发出的光线发射至扫描振镜102。

S102、对光线进行检测，得到发光点对应的光谱信息，并将光谱信息转化为色度信息。

色度仪包括：光谱仪105，可以通过光谱仪105对光线进行检测。

此外，色度仪例如还包括：管镜103，所述管镜103位于所述扫描振镜102和所述光谱仪105之间，所述管镜103用于将所述扫描振镜102反射的光线汇聚至所述光谱仪105的入口。

所述光谱仪105包括：汇聚孔104，所述汇聚孔104位于所述管镜103的焦点位置，所述发光点发出的光线可以经过所述汇聚孔104入射至光谱仪105中。

所述光谱仪105包括：光纤，所述光纤位于所述管镜103的焦点位置，所述发光点发出的光线可以经过所述光纤入射至光谱仪105中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种色度仪，其特征在于，包括：扫描振镜，以及位于所述扫描振镜出光侧的光谱仪，

所述扫描振镜用于扫描待测屏幕，每次获取待测屏幕上一个发光点发出的光线，并将所述待测屏幕上每个发光点发出的光线反射至所述光谱仪的入光侧；

所述光谱仪用于对所述光线进行检测，得到每个所述发光点对应的光谱信息，并将所述光谱信息转化为每个发光点的色度信息。

2.根据权利要求1所述的色度仪，其特征在于，所述色度仪还包括：扫描透镜，所述待测屏幕位于所述扫描透镜的焦平面上。

3.根据权利要求1或2所述的色度仪，其特征在于，所述扫描振镜包括：

第一振镜，以及与所述第一振镜连接的第一驱动器，所述第一驱动器用于驱动所述第一振镜围绕第一转动轴转动；

第二振镜，以及与所述第二振镜连接的第二驱动器，所述第二驱动器用于驱动所述第二振镜围绕第二转动轴转动；

其中，改变所述第一振镜和所述第二振镜中至少一个的角度时，获取的发光点的位置发生改变。

4.根据权利要求3所述的色度仪，其特征在于，所述第一转动轴和所述第二转动轴的夹角为90°。

5.根据权利要求1-2、4任一项所述的色度仪，其特征在于，还包括：管镜，所述管镜位于所述扫描振镜和所述光谱仪之间，所述管镜用于将所述扫描振镜发射的光线发送至所述光谱仪的入光口。

6.根据权利要求5所述的色度仪，其特征在于，所述光谱仪靠近所述管镜的一侧还设有：汇聚孔，所述汇聚孔位于所述管镜的焦点位置，使得所述发光点发出的光线可以经过所述汇聚孔入射至光谱仪中。

7.根据权利要求5所述的色度仪，其特征在于，所述光谱仪靠近所述管镜的一侧还设有：光纤，所述光纤位于所述管镜的焦点位置，使得所述发光点发出的光线可以经过所述光纤入射至光谱仪中。

8.根据权利要求1-2、4、6-7任一项所述的色度仪，其特征在于，所述色度信息包括：色坐标、色温。

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