TW201426012A - 顯示器量測裝置 - Google Patents

Abstract

一種顯示器量測裝置，用以量測顯示器，包括感光元件，第一旋轉平面鏡，第二旋轉平面鏡，第一透鏡組，第二透鏡組，以及光學反射元件。第一透鏡組將顯示器之第一入射影像投射至第一旋轉平面鏡。第一旋轉平面鏡將第一透鏡組所投射之第一入射影像反射至光學反射元件。第二透鏡組將顯示器之第二入射影像投射至第二旋轉平面鏡。第二旋轉平面鏡將第二透鏡組所投射之第二入射影像反射至光學反射元件。光學反射元件，將第一旋轉平面鏡所反射之第一入射影像反射至感光元件，以及將第二旋轉平面鏡所反射之第二入射影像反射至感光元件。

Description

顯示器量測裝置

本發明係關於一種顯示器量測裝置，特別係有關於一種量測具有立體顯示功能之顯示器之量測裝置。

由於傳統的顯示器主要用以顯示平面影像，因此傳統的顯示器量測裝置僅需單一鏡頭和感測器以一固定量測距離測量出顯示器色度與輝度的變化。然而目前具有立體影像顯示功能之顯示器的原理與過去的顯示器並不同，目前的顯示器藉由提供兩眼不同影像所產生的視差使人眼感受到物體深度變化，因此兩眼感受到來自顯示器上同一點的輝度或色度亦不同。

此外，隨著使用者與顯示器之間距離的不同，兩眼感受到來自顯示器上同一點的輝度或色度亦不同，因此需要一種改良的顯示器量測裝置以量測具有立體影像顯示功能之顯示器。

根據本發明一實施例所述之一種顯示器量測裝置，適用於具有立體顯示功能之一顯示器，包括感光元件，第一旋轉平面鏡，第二旋轉平面鏡，第一透鏡組，第二透鏡組，以及光學反射元件。第一透鏡組用以將顯示器之第一入射影像投射至第一旋轉平面鏡，而第二透鏡組用以將顯示器之第二入射影像投射至第二旋轉平面鏡。第一旋轉平面鏡 用以將第一透鏡組所投射之第一入射影像作為第三入射影像反射至光學反射元件，而第二旋轉平面鏡將第二透鏡組所投射之第二入射影像作為第四入射影像反射至光學反射元件。光學反射元件，則將第三入射影像以及第四入射影像反射至感光元件。

在一實施例中，光學反射元件係為第三旋轉平面鏡，於第一期間將第三入射影像反射至感光元件，以及於第二期間將第四入射影像反射至感光元件。

在另一實施例中，光學反射元件具有第一固定平面鏡以及第二固定平面鏡，分別用以反射第三入射影像以及第四入射影像至感光元件。其中，第一固定平面鏡將第三入射影像反射至感光元件之第一區塊，而第二固定平面鏡將第四入射影像反射至感光元件之第二區塊。

在一實施例中，第一透鏡組與顯示器之間的量測距離同於第二透鏡組與顯示器之間的量測距離，且第一透鏡組以及第二透鏡組根據量測距離旋轉。

在一實施例中，第一旋轉平面鏡、第二旋轉平面鏡以及第三旋轉平面鏡係設置於一共同直線上，當第一透鏡組根據量測距離而旋轉時，第一旋轉平面鏡沿著上述共同直線對應地平移第一距離，相同地，當第二透鏡組根據量測距離而旋轉時，第二旋轉平面鏡沿著上述共同直線對應地平移第二距離。

在一實施例中，光學反射元件以及感光元件之間更設置彩色濾光片。在一實施例中，第一透鏡組包括第一取像鏡頭以及第一透鏡，第一入射影像經由第一取像鏡頭以及 第一透鏡投射至第一旋轉平面鏡。第二透鏡組包括第二取像鏡頭以及第二透鏡，第二入射影像經由第二取像鏡頭以及第二透鏡投射至第二旋轉平面鏡。在一實施例中，光學反射元件以及感光元件之間更設置聚焦透鏡，其中聚焦透鏡用以將光學反射元件所反射之第三入射影像以及第四入射影像聚焦於感光元件上。

以下敘述顯示許多藉本發明完成之實施例。其敘述用以說明本發明之基本概念並不帶有限定之含意。本發明之範圍在後附之申請專利範圍中有最佳的界定。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之顯示器量測裝置之示意圖。在第1圖之實施例中，顯示器量測裝置100，包括透鏡組110、透鏡組120、平面鏡130、平面鏡140、光學反射元件150，聚焦透鏡160，彩色濾光片170以及感光元件180。顯示器200朝向方向I輸出影像。透鏡組110由取像鏡頭112以及透鏡114所組成，取像鏡頭112用以接收顯示器200所輸出之光線或影像並投射至透鏡114，透鏡114則對應地將影像平行地投射至平面鏡130。相同地，透鏡組120由取像鏡頭122以及透鏡124所組成，取像鏡頭122用以接收顯示器200所輸出之光線或影像並投射至透鏡124，透鏡124則對應地將影像投射至平面鏡140。透鏡組110與顯示器200相距量測距離d1，而透鏡組120亦與顯示器200相距量測距離d1。此外，透鏡114以及透鏡124可為消色差及消球差透鏡。需注意到，雖於 上述實施例中，透鏡組由一個取像鏡頭以及一個透鏡完成，然而本發明並非限制於此，本發明之透鏡組亦可以多個透鏡組成來完成相同之效果。

在一些實施例中，為了模擬人眼所接收到的影像，透鏡組110與透鏡組120之間的距離可設為一般人雙眼間的距離，例如65mm。此外，需注意到，雖在第1圖中透鏡組110以及透鏡組120面對顯示器200的法線方向設置，然此並非用以限制本發明，使用者仍可根據量測目的對透鏡組110以及透鏡組120做適當的旋轉。

平面鏡130設置於透鏡組110後方，並用以將透鏡組110所投射的影像反射至光學反射元件150上，且平面鏡130與透鏡組110的取像鏡頭112以及透鏡114設置於一共同直線L1上。平面鏡140設置於透鏡組120後方，並用以將透鏡組120所投射的影像反射至光學反射元件150上，且平面鏡140與透鏡組120的取像鏡頭122以及透鏡124設置於一共同直線L2上。

光學反射元件150設置於平面鏡130與平面鏡140之間，且平面鏡130、平面鏡140以及光學反射元件150設置於一共同直線L3上。在一些實施例中，為了在透鏡組110以及透鏡組120的旋轉後，使透鏡組110以及透鏡組120所投射的影像仍能反射至光學反射元件150上，平面鏡130以及平面鏡140可隨著透鏡組110以及透鏡組120的旋轉而改變其反射面角度以及於共同直線L3上位移。此外，光學反射元件150亦可在不同時間改變其反光面的方向，使的平面鏡130與平面鏡140所反射的影像分別在不 同時間反射至感光元件180上。

聚焦透鏡160以及彩色濾光片170設置於光學反射元件150與感光元件180之間，而感光元件180係面對彩色濾光片170設置，光學反射元件150所反射之光線或影像則依序通過聚焦透鏡160以及彩色濾光片170而投射於感光元件180上。聚焦透鏡160用以將光學反射元件150所反射之光線或影像聚焦於感光元件180上，而彩色濾光片170則用以將光學反射元件150所反射之光線或影像過濾，以使感光元件180所接收到的影像接近人眼所感受到的影像，如CIE(Color Matching Function)配色函數。

感光元件180可為單點偵測器，陣列偵測器，以及面型偵測器之一者，一般由CCD或CMOS感測器所組成，用於將其所接收之影像轉換為一電子訊號。由於本發明之感光元件180為本領域之習知元件，且非為本發明所強調之內容，在此不加以贅述。在一些實施例中，亦可將聚焦透鏡160以及彩色濾光片170省略，感光元件180係面對光學反射元件150設置以直接接收光學反射元件150所反射之光線或影像。

顯示器量測裝置100之運作原理說明如下，透鏡組110將顯示器之部分入射影像投射至平面鏡130，且平面鏡130將透鏡組110所投射之入射影像反射至光學反射元件150。另一方面，透鏡組120將顯示器之部分入射影像投射至平面鏡140，且平面鏡140將透鏡組120所投射之入射影像反射至光學反射元件150。光學反射元件150在第一期間旋轉至第一方向，以將平面鏡130所反射之入射影像 反射至感光元件180，而在第二期間旋轉至第二方向，以將平面鏡140所反射之入射影像反射至感光元件180。由於光學反射元件150可反覆的變換方向，感光元件180分別可在第一期間取得透鏡組110所擷取的影像以及在第二期間取得透鏡組120所擷取的影像，進而可藉由所取得的二個影像來判斷所形成之立體影像之輝度以及色度。在一些實施例中，光學反射元件150變換方向的頻率可與顯示器200切換左右眼畫面的頻率同步。此外，在本實施例之架構下，可以單一感光元件來取得二個不同鏡頭所取得之左右眼畫面，更大幅降低了顯示器量測裝置的製作成本。

為了模擬人眼在不同距離觀看顯示器的情形，在本發明一些實施例中，透鏡組110以及透鏡組120隨著與顯示器200之間的量測距離改變旋轉，且平面鏡130以及平面鏡140亦對應地旋轉及位移。以下藉由第2圖來說明不同量測距離下顯示器量測裝置100之變動情形。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之顯示器量測裝置於另一量測距離下之示意圖。相較於第1圖模擬一般人雙眼直視顯示器的實施例，第2圖的實施例在於模擬一般人雙眼聚焦於顯示器上一點所觀察到的影像。對比至第1圖之實施例，在此實施例中，透鏡組110以及透鏡組120旋轉以面對顯示器200之同一點，而平面鏡130則沿著共同直線L3平移至透鏡組110之後，使平面鏡130與透鏡組110的取像鏡頭112以及透鏡114位於另一共同直線L1’上。此外，平面鏡130亦改變其反射面角度以將透鏡組110所投射的影像反射至光學反射元件150上。另一方面，平 面鏡140則沿著共同直線L3平移至透鏡組120之後，使平面鏡140與透鏡組120的取像鏡頭122以及透鏡124位於一共同直線L2’上，相同地，平面鏡140改變其反射面角度以將透鏡組120所投射的影像反射至光學反射元件150上。接著，同於第1圖之實施例，光學反射元件150則可在不同時間改變其反光面的方向，使的平面鏡130與平面鏡140所反射的影像分別在不同時間反射至感光元件180上。

由於隨著量測距離的改變，透鏡組110以及透鏡組120所需旋轉的角度亦隨之改變，且平面鏡130以及平面鏡140所位移的距離亦隨之改變。因此，顯示器量測裝置100可檢測在不同的檢測距離下，模擬一般人雙眼聚焦於顯示器上一點所觀察到的影像。

在本發明一些實施例中，光學反射元件150可具有二個不同的反射面的光學反射元件取代，此二個不同的反射面可分別將平面鏡130與平面鏡140所反射的影像反射至感光元件180，如第3圖所示。

第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之顯示器量測裝置之示意圖，在第3圖之實施例中，顯示器量測裝置300，包括透鏡組310、透鏡組320、平面鏡330、平面鏡340、以及感光元件380。顯示器200朝向方向I輸出影像。透鏡組310由取像鏡頭312以及透鏡314所組成，取像鏡頭312用以接收顯示器200所輸出之光線或影像並投射至透鏡314，透鏡314則對應地將影像投射至平面鏡 330。相同地，透鏡組320由取像鏡頭322以及透鏡324所組成，取像鏡頭322用以接收顯示器200所輸出之光線或影像並投射至透鏡324，透鏡324則對應地將影像投射至平面鏡340。透鏡組310與顯示器200相距量測距離d3，而透鏡組320亦與顯示器200相距量測距離d3。以上元件的設置及操作皆類似於第1圖及第2圖的實施例。

然而本實施例不同於第1圖及第2圖的實施例的部分在於，第3圖所示之顯示器量測裝置300包括光學反射元件350以及透鏡組380。其中，光學反射元件350具有固定平面鏡350-1以及固定平面鏡350-2，而透鏡組360包括聚焦透鏡362以及聚焦透鏡364。光學反射元件350的固定平面鏡350-1用以將平面鏡330所反射之入射影像反射至聚焦透鏡362，接著聚焦透鏡362對應的將入射影像投射至感光元件380。另一方面，光學反射元件150的固定平面鏡350-1用以將平面鏡340所反射之入射影像反射至聚焦透鏡364，接著聚焦透鏡362、364對應的將入射影像投射至感光元件380。因此，感光元件380上之二區塊可分別取得透鏡組310所擷取的影像以及透鏡組320所擷取的影像，感光元件380進而可藉由所取得的二個影像來判斷所形成之立體影像之輝度以及色度。此外，在此實施例中，由於感光元件380可同時取得透鏡組310以及透鏡組320從顯示器200接收到的影像，因此更可用以測量裸視型的立體影像顯示器所形成之立體影像之輝度以及色度，例如柱狀透鏡(Lenticular lens)式或視差遮屏(Parallax barrier)式之裸視型立體影像顯示器。另一方面，由於同時取得相應於左右眼的影像，因此更能偵測到顯示器200是否存在互相干擾(Cross Talk)的問題，即左眼影像以及右眼影像同時顯示於顯示器200而造成畫面不清楚的問題。

在一些實施例中，亦可將聚焦透鏡362以及聚焦透鏡364省略，感光元件380係面對光學反射元件350設置以直接接收固定平面鏡350-1以及固定平面鏡350-2所反射之光線或影像。另外，為了使感光元件380所接收到的影像接近人眼所感受到的影像，可在透鏡組362與感光元件380之間設置彩色濾光片，亦可在透鏡組364與感光元件380之間設置彩色濾光片。相同地，在本發明一些實施例中，透鏡組310以及透鏡組320亦可隨著與顯示器200之間的量測距離改變旋轉，且平面鏡330以及平面鏡340亦對應地旋轉及位移。

本發明雖已敘述較佳之實施例如上，但因了解上述所揭露並非用以限制本發明實施例。相反地，其涵蓋多種變化以及相似的配置(熟知此技術者可明顯得知)。此外，應根據後附之申請專利範圍作最廣義的解讀以包含所有上述的變化以及相似的配置。

100、300‧‧‧顯示器量測裝置

110、120、310、320、360‧‧‧透鏡組

112、122、312、322‧‧‧取像鏡頭

114、124、314、324‧‧‧透鏡

130、140、330、340‧‧‧平面鏡

150、350‧‧‧光學反射元件

160、362、364‧‧‧聚焦透鏡

170‧‧‧彩色濾光片

180、380‧‧‧感光元件

200‧‧‧顯示器

350-1、350-2‧‧‧固定平面鏡

d1、d2、d3‧‧‧量測距離

I‧‧‧方向

L1、L1’、L2、L2’、L3‧‧‧共同直線

由閱讀以下詳細說明及配合所附圖式之舉例，可更完整地了解本發明所揭露，如下：第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之顯示器量測裝置之示意圖；第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之顯示器量測裝置之示意圖；以及第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之顯示器量測裝置之示意圖。

100‧‧‧顯示器量測裝置

110、120‧‧‧透鏡組

112、122‧‧‧取像鏡頭

114、124‧‧‧透鏡

130、140‧‧‧平面鏡

150‧‧‧光學反射元件

160‧‧‧聚焦透鏡

170‧‧‧彩色濾光片

180‧‧‧感光元件

200‧‧‧顯示器

d1‧‧‧量測距離

I‧‧‧方向

L1、L2、L3‧‧‧共同直線

Claims (11)

1. 一種顯示器量測裝置，適用於具有立體顯示功能之一顯示器，包括：一感光元件；一第一旋轉平面鏡；一第二旋轉平面鏡；一第一透鏡組，將上述顯示器之一第一入射影像投射至上述第一旋轉平面鏡；一第二透鏡組，將上述顯示器之一第二入射影像投射至上述第二旋轉平面鏡；以及一光學反射元件，將一第三入射影像以及一第四入射影像反射至上述感光元件，其中，上述第一旋轉平面鏡將上述第一透鏡組所投射之上述第一入射影像，作為上述第三入射影像反射至上述光學反射元件，以及上述第二旋轉平面鏡將上述第二透鏡組所投射之上述第二入射影像，作為上述第四入射影像反射至上述光學反射元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，其中，上述光學反射元件為一第三旋轉平面鏡，於一第一期間將上述第三入射影像反射至上述感光元件，以及於一第二期間將上述第四入射影像反射至上述感光元件。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，其中，上述光學反射元件包括一第一固定平面鏡用以反射上述第三入射影像，以及一第二固定平面鏡用以反射上述第 四入射影像。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示器量測裝置，其中，上述第一固定平面鏡將上述第三入射影像反射至上述感光元件之一第一區塊，而上述第二固定平面鏡將上述第四入射影像反射至上述感光元件之一第二區塊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，其中，上述第一透鏡組與上述顯示器相距一量測距離，且上述第二透鏡組與上述顯示器相距上述量測距離；以及上述第一透鏡組根據上述量測距離旋轉一第一角度，且上述第二透鏡組根據上述量測距離旋轉一第二角度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示器量測裝置，其中上述第一旋轉平面鏡、上述第二旋轉平面鏡以及上述第三旋轉平面鏡係設置於一共同直線上；以及上述第一旋轉平面鏡根據上述第一角度沿著上述共同直線平移一第一距離，且上述第二旋轉平面鏡根據上述第二角度沿著上述共同直線平移一第二距離。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示器量測裝置，其中上述第一旋轉平面鏡根據上述第一角度以及上述第一距離旋轉一第三角度，且上述第二旋轉平面鏡根據上述第二角度以及上述第二距離旋轉一第四角度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，更包括一彩色濾光片設置於上述光學反射元件以及上述感光元件之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，其中上述第一透鏡組包括一第一取像鏡頭以及一第一透鏡， 上述第一入射影像經由上述第一取像鏡頭以及上述第一透鏡投射至上述第一旋轉平面鏡；以及其中上述第二透鏡組包括一第二取像鏡頭以及一第二透鏡，上述第二入射影像經由上述第二取像鏡頭以及上述第二透鏡投射至上述第二旋轉平面鏡。
10. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，更包括一聚焦透鏡用以將上述光學反射元件所反射之上述第三入射影像以及上述第四入射影像聚焦於上述感光元件上。
11. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器量測裝置，其中上述感光元件係為單點偵測器，陣列偵測器，以及面型偵測器之一者。