CN220207026U - 一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，包括：待测显示屏体；相机镜头，正对所述待测显示屏体设置；光纤，用于接收并传输所述相机镜头投影的光斑；多孔径光阑，包括大小不同的多个通光孔，设置于所述相机镜头和所述光纤之间，用于调节所述光纤接受到的光斑大小，所述光斑大小与所述待测显示屏体上的检测区域大小相对应；光谱处理模块，连接所述光纤，用于获取所述光斑的光谱信息。其可以方便快捷地调节显示屏体的检测区域大小，并且无需改变光学元件的工作距离，实用性高。

Description

一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及显示屏亮度和色度检测领域，尤其涉及一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置以及一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测系统。

背景技术

在显示行业，显示屏画面的亮度Lv和色度xy是评估屏体质量的重要指标，它可以直观的体现屏体发光的强度与颜色，可以协助进行屏体修复。在屏体测量中，对于不同的测量需求，测量区域的大小往往不同。因此，在固定的工作距离下实现不同区域大小的亮色度测量，有着重大意义。

CA410等单点探头式的测量仪器，对任意发光体，可以实现较为精准的亮色度测量。但它们的工作距离和口径都是固定的，对于某一型号的仪器，只可以实现固定大小区域的测量，当需要改变测量区域的大小时，往往需要更换另一种口径的CA410或另一型号的仪器，并且可选择的口径有限。

CS2000等测量角度可选的单点测量仪器，可以在同一个工作距离下机械式的改变测量角度，从而实现不同大小区域的测量，其可对光谱进行测量，精度较高且方便，但测量角度并非任意可调，一般只有三个档位可供选择，是使得测量区域大小变化有限。

另外，对于滤镜搭配黑白相机或彩色相机测量的成像式面阵方法，直接将待测显示屏体成像在传感器上，利用相应的校准和标定技术，可以对整个成像区域进行测量，然后提取出感兴趣的测量区域，其可以通过改变提取点的位置和大小，实现固定工作距离下不同大小测量区域的亮色度测量，但是此类设备一般都需要借助外部设备进行标定，较为麻烦且精度略低。

因此，提出一种可方便快捷地调节不同检测区域大小的显示屏亮色度测量装置是当前亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置以及一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测系统，其可以方便快捷地调节显示屏体的检测区域大小，并且无需改变光学元件的工作距离，实用性高。

具体的，本实用新型实施例提供了一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，包括：待测显示屏体相机镜头，用于获取待测显示屏体上检测区域的图像；光纤，用于接收并传输所述相机镜头对所述检测区域的图像投影的光斑；多孔径光阑，包括大小不同的多个通光孔，设置于所述相机镜头和所述光纤之间，用于调节所述光纤接收到的所述光斑的大小，所述光斑的大小与所述待测显示屏体上的所述检测区域的大小相对应；光谱处理模块，连接所述光纤，用于获取所述光斑的光谱信息。

在本实用新型的一个实施例中，所述多孔径光阑上的多个所述通光孔从小到大依次顺序排布、且相互之间间隔距离相等。

在本实用新型的一个实施例中，所述测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置还包括：移动机构，机械连接所述多孔径光阑，用于控制所述多孔径光阑移动，以选择与所述检测区域相应大小的所述通光孔作为光阑。

在本实用新型的一个实施例中，所述多孔径光阑上的所述通光孔的形状为圆形。

在本实用新型的一个实施例中，所述光纤为锥形光纤，其接收所述光斑的一端的芯径大于连接所述光谱处理模块的一端的芯径。

在本实用新型的一个实施例中，所述光谱处理模块包括色散系统，所述锥形光纤连接所述光谱处理模块的一端的芯径小于等于所述色散系统的通光狭缝的1.5倍宽度。

另外，本实用新型实施例还提出一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测系统，包括：待测显示屏体；如上述任意一个实施例所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置；其中，所述相机镜头正对所述待测显示屏体设置。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，至少能够取得下列有益效果：

1)本实用新型实施例通过在成像镜头和光纤之间放置一系列不同直径的小孔，通过机械控制移动小孔的位置，达到在光纤前切换不同通光孔改变光纤上接收到的光斑大小的目的，从而方便且快速的改变测量区域的大小，并且不需要改变光学元件的工作距离，相比采用面阵测量仪器和选配不同孔径仪器的方式而言在适用性和成本方面都有很大的提升，在显示屏体亮色度检测领域有着很高的实用性；

2)采用光纤输入端和输出端芯径不一样的锥形光纤，相比于采用输入端和输出端同样芯径的光纤而言，在不改变狭缝宽度即不改变光谱分辨率的前提下，提高光能利用率，从而达到提升检测效率的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本实用新型实施例提供的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置的结构示意图；

图2为现有技术中的成像式面阵仪器对显示屏进行检测的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的通过锥形光纤进行光谱检测的示意图；

图4为现有技术中的通过常规光纤进行光谱检测的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的锥形光纤和常规光纤输出光线进行色散的对比示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

如图1所示，本实用新型的第一实施例提出一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，例如包括：待测显示屏体相机镜头、光纤、多孔径光阑和光谱处理模块。其中，相机镜头例如正对待测显示屏体设置，用于获取待测显示屏体上检测区域的图像；光纤用于接收并传输所述相机镜头投影的光斑；多孔径光阑包括大小不同的多个通光孔，设置于所述相机镜头和所述光纤之间，用于调节所述光纤接收到的光斑的大小；光谱处理模块连接所述光纤，用于获取所述光斑的光谱信息。

其中，所述光纤接收到的光斑大小与所述待测显示屏体上的检测区域大小相对应，如此一来，可以通过移动孔径光阑上的位置，达到在光纤前切换不同通光孔改变光纤上接收到的光斑大小的目的，从而方便且快速的改变测量区域的大小，并且不需要改变光学元件的工作距离。

进一步的，该显示屏亮色度检测装置例如还包括：移动机构，机械连接所述多孔径光阑，用于控制所述多孔径光阑移动，以实现方便快捷地选择与所述显示区域相应大小的所述通光孔作为光阑。

优选地，所述多孔径光阑上的所述通光孔的形状为圆形，能够对应检测显示屏体上的圆形区域，适用于准确的光谱检测。特别的，通光孔径的大小与显示屏上测量区域大小的对应关系可通过前置测试得到。

进一步的，所述多孔径光阑上的多个所述通光孔例如从小到大依次顺序排布、且相互之间间隔距离相等，能够便于通过机械设备控制小孔移动的精度，以及达到快速准确选择所需要的孔光孔径大小的效果。

下面结合现有技术对本实用新型的方案及技术效果进一步说明：

现有的显示屏亮色度测量需要改变测量区域时主要通过以下两种方式：

1、机械式调节的光谱亮色度：

样品的亮色度信息是通过三刺激值XYZ进行转化计算得到的，而三刺激值XYZ是通过样品光谱，分别与CIE标准的XYZ刺激值曲线积分所得。所以想要获得待测样品的亮色度信息，对样品进行光谱测量是最直接的方法。对于不同测量区域大小的切换，在镜头与光纤的光路中加入装有不同尺寸(视场角)反射镜的转轮，利用不同尺寸(视场角)的反射镜控制进入光纤的光斑大小，进入光纤的光斑大小与放大倍率决定了待测样品上的实际测量区域大小，所以只需机械式的转动转轮，切换到对应的视场角，就可以得到待测显示屏体上固定测量区域的光谱信息，从而转换为亮色度信息。

2、成像式面阵测量后对测量区域进行提取：

主要包括滤镜式、彩色相机和基于光谱仪等设备。如图2所示，待测显示屏体通过镜头成像到设备的传感器上，而后通过标准测量仪器(如CA410、CS2000)，对得到的三通道灰阶画面进行标定，可以得到屏体上所以点的三刺激值XYZ，然后提取出感兴趣的测量区域；通过改变提取点的位置和大小，实现固定工作距离下不同大小测量区域的亮色度测量。但是此类设备一般都需要借助外部设备进行标定，较为麻烦且精度略低。

本实用新型实施例提出的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，通过机械移动小孔的方式改变光纤端前通光孔径的大小，从而改变光纤上所能接收到的光斑大小，配合光谱仪模块，可以改变屏体的测量区域大小。并且，如果小孔足够多，小孔直径所覆盖的范围足够广，机械控制小孔移动的精度足够高，那么只需要移动到对应孔径的小孔，就可快速改变测量区域大小，并且不需要改变工作距离，实用性高。

进一步的，所述光纤例如为锥形光纤，其接收所述光斑的一端的芯径大于连接所述光谱处理模块的一端的芯径。如图3所示，通过在光谱仪测量系统中使用一种锥形光纤，增大光纤输入端的芯径，提高输入的光能量，将输出端的芯径减小至与狭缝接近，保证输出端的光尽量多的进入狭缝，在不改变狭缝宽度(光谱分辨率)的同时减小损耗，减少测量时间。

而如图4所示，传统的光纤输入端与输出端芯径一样，结合图5所示，左边的传统光纤芯径比狭缝大，造成较大的光能损失；右边的锥形光纤输出端芯径与狭缝接近，可避免光能存在较大的损失。

假设所使用的狭缝宽度为100um，长度为2mm，光纤输入端的纤芯直径为1000um，如果使用传统的光纤，那么输出端对应的纤芯直径也为1000um。这样就可以计算通过狭缝的光占输出光的比例，以通光面积来进行简单计算：

可见光能利用率并不高，造成了很大损失。如果使用锥形光纤，可使输出端芯径增大，输出端芯径减小。假设使用同样的狭缝，光纤输出端也与传统的光纤保持一致，仅使输出端纤芯直径减小至200um，同样可以简单计算光能利用率：

对比可见，在上述参数下，使用锥形光纤的光能利用率比传统光纤提高了一倍以上。在狭缝宽度一样的情况下，如果长度越小，则提升效果越明显。使用此方案，就可保证在狭缝不变(不改变光谱分辨率)的前提下提升高能利用率，从而提升测量速度。

优选的，锥形光纤连接光谱处理模块的一端的芯径例如小于等于色散系统的通光狭缝的1.5倍宽度，保证输出端的光尽量多的进入狭缝，达到较高的光能利用率。

综上所述，本实用新型第一实施例提出的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置通过在成像镜头和光纤之间放置一系列不同直径的小孔，通过机械控制移动小孔的位置，达到在光纤前切换不同通光孔改变光纤上接收到的光斑大小的目的，从而方便且快速的改变测量区域的大小，并且不需要改变光学元件的工作距离，相比采用面阵测量仪器和选配不同孔径仪器的方式而言在适用性和成本方面都有很大的提升，在显示屏体亮色度检测领域有着很高的实用性；采用光纤输入端和输出端芯径不一样的锥形光纤，相比于采用输入端和输出端同样芯径的光纤而言，在不改变狭缝宽度即不改变光谱分辨率的前提下，提高光能利用率，从而达到提升检测效率的效果。

另外，本实用新型第二实施例还提出一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测系统，其包括待测显示屏体和第一实施例中所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置；其中，所述相机镜头正对所述待测显示屏体设置。具体的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置的结构及其实现的功能如第一实施例所述，在此不再详细讲述。

值得一提的是，本实用新型第二实施例提出的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测系统的有益效果与前述第一实施例提供的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置的有益效果相同，为了简洁，不在此赘述。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，其特征在于，包括：

待测显示屏体相机镜头，用于获取待测显示屏体上检测区域的图像；

光纤，用于接收并传输所述相机镜头对所述检测区域的图像投影的光斑；

多孔径光阑，包括大小不同的多个通光孔，设置于所述相机镜头和所述光纤之间，用于调节所述光纤接收到的所述光斑的大小，所述光斑的大小与所述待测显示屏体上的所述检测区域的大小相对应；

光谱处理模块，连接所述光纤，用于获取所述光斑的光谱信息。

2.根据权利要求1所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，其特征在于，所述多孔径光阑上的多个所述通光孔从小到大依次顺序排布、且相互之间间隔距离相等。

3.根据权利要求1所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，其特征在于，还包括：移动机构，机械连接所述多孔径光阑，用于控制所述多孔径光阑移动，以选择与所述检测区域相应大小的所述通光孔作为光阑。

4.根据权利要求1所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，其特征在于，所述多孔径光阑上的所述通光孔的形状为圆形。

5.根据权利要求1所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，其特征在于，所述光纤为锥形光纤，其接收所述光斑的一端的芯径大于连接所述光谱处理模块的一端的芯径。

6.根据权利要求5所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置，其特征在于，所述光谱处理模块包括色散系统，所述锥形光纤连接所述光谱处理模块的一端的芯径小于等于所述色散系统的通光狭缝的1.5倍宽度。

7.一种测量区域大小可调的显示屏亮色度检测系统，其特征在于，包括：

待测显示屏体；

如权利要求1-6中任意一项所述的测量区域大小可调的显示屏亮色度检测装置；

其中，相机镜头正对所述待测显示屏体设置。