TWI668407B - 曲面裝置的曲率半徑的評估方法 - Google Patents

曲面裝置的曲率半徑的評估方法 Download PDF

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Abstract

一種曲面裝置的曲率半徑的評估方法，該評估方法包括以下步驟：提供一灰階格式的具有平面圖案的圖片，利用光學建模軟體對其進行處理分析，獲得在設定輝度、設定視角及設定曲率半徑下所述圖案光學視覺變形的圖像；分別量測圖像中第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量；改變所述設定曲率半徑，得到不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量；分別建立第一方向及第二方向的曲率半徑及的最大光學變形量的回歸曲線方程式，並將該回歸曲線方程式作為評估曲面裝置的曲率半徑是否符合光學變形標準的方程式。該評估方法能夠達成最佳化的事前評估。

Description

曲面裝置的曲率半徑的評估方法
本發明涉及曲面顯示領域，尤其涉及一種曲面裝置的曲率半徑的評估方法。
因應曲面裝置消費端設計走向，曲面裝置的曲率設計需考慮實際視覺效果。先前針對曲面裝置的架構，為增加立體化的設計美感與消費端需求，儘量限縮其蓋板的曲率，使其達到較立體外觀，然限縮曲率所造成的視覺效果變形有一定的標準。然先前還沒有一整體性的評估方法用於評估曲面裝置的曲率半徑是否符合光學變形標準。
一種曲面裝置的曲率半徑的評估方法，所述曲面裝置包括蓋板，所述蓋板的內外表面為朝向同一方向彎曲的弧面，所述評估方法包括以下步驟：步驟S1：提供一具有平面圖案的圖片，所述圖片為灰階格式的，利用光學建模軟體對其進行處理分析，獲得在設定輝度、設定視角及設定曲率半徑下所述圖案光學視覺變形的圖像； 步驟S2：分別量測所述圖像中第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量；步驟S3：改變所述設定曲率半徑，重複步驟S1及步驟S2，得到不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量；步驟S4：根據不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量，分別建立第一方向及第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式，並將所述回歸曲線方程式作為評估所述曲面裝置的曲率半徑是否符合光學變形標準的方程式。
本發明實施例提供的曲面裝置的曲率半徑的評估方法，用於評估曲面裝置的曲率半徑是否符合光學變形標準，藉由光學建模軟體進行處理分析，能夠達成最佳化的事前評估。
10‧‧‧曲面裝置
11‧‧‧顯示模組
12‧‧‧蓋板
圖1為本發明實施例提供的曲面裝置的曲率半徑的評估方法的流程圖。
圖2為本發明實施例提供的利用LightTools軟體構建的曲面裝置的光學類比示意圖。
圖3為本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為26mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
圖4為本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為56mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
圖5為本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為86mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
圖6為本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為116mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
圖7為本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為146mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
圖8為本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為176mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
圖9為本發明實施例提供的曲面裝置的第一方向的曲率半徑R及最大光學變形量a/x關係圖。
圖10為本發明實施例提供的曲面裝置的第二方向的曲率半徑R及最大光學變形量b/y的關係圖。
請參閱圖1，圖1為本發明實施例提供的曲面裝置的曲率半徑的評估方法的流程圖。該評估方法包括以下步驟S1-S4：
步驟S1：提供一具有平面圖案的圖片，圖片為灰階格式的，利用光學建模軟體對其進行處理分析，獲得在設定輝度、設定視角及設定曲率半徑下所述圖案光學視覺變形的圖像。
本實施例中，利用的光學建模軟體為LightTools。LightTools提供多種模擬光源的方法，包含：整個光源模型的模擬、切趾光源的建構與光線資料檔案的使用。若要將影像作為光源，入射到系統中觀察影像經過系統後的變化， 則可以透過切趾光源來完成。切趾光源是利用網格方式定義能量在空間或角度上的分佈，而影像光源即是藉由空間切趾的方式，在發光面的各個位置定義不同的能量。具體地，藉由影像處理工具先將影像分解為灰階格式的空間切趾檔，再利用LightTools的工具資料庫套用空間切趾檔至光源的發光面上，即可建構出影像光源。
本實施例中，具有平面圖案的圖片需要先經過影像處理軟體處理為灰階格式。具有平面圖案的圖片本身(白底黑線)，在灰階格式下背景灰階均勻，使得其套入分析結果的背景後，可以不影響光源本身的均勻性。是故，可以觀察曲率半徑造成的網格圖案的光學視覺變形。
於一實施例中，步驟S1還包括在所述圖片上繪製相互交叉的複數橫線段及複數豎線段以構成網格圖案，並將所述網格圖案作為所述圖片的平面圖案的步驟。於一實施例中，網格圖案由複數大小一致的正方形網格構成。
圖2為本發明實施例提供的利用LightTools軟體構建曲面裝置10的光學類比示意圖。如圖2所示，該曲面裝置10包括顯示模組11以及凸設於顯示模組11上方的蓋板12。蓋板12的內外表面為朝向同一方向彎曲的弧面，即蓋板12為單軸曲面蓋板。於一實施例中，曲面裝置10可為手錶，蓋板12的材質可為透明玻璃或者透明塑膠。
在不同輝度，不同視角下，曲面裝置10的光學變形標準不同。於一實施例中，當曲面裝置10的輝度為350nit，觀察網格圖案視覺變形的視角位於蓋板12的一側且與顯示模組11所在的平面成45°時，曲面裝置10的光學變形標準為a/x0.025，b/y0.025。當曲面裝置10的輝度為350nit，觀察網格圖案視覺變形的 視角位於蓋板12的一側且與顯示模組11所在的平面成90°時，曲面裝置10的光學變形標準為a/x0.01，b/y0.01。
本實施例中，步驟S1還包括在光學建模軟體中，確定類比時的設定輝度為350nit，設定觀察網格圖案視覺變形的視角為位於蓋板12的一側且該視角的觀察點與蓋板12的底面中心的連線與蓋板12的底面成45°的步驟。
本實施例中，定義觀察網格圖案上橫線段變形的視角為第一視角P1，觀察網格圖案上豎線段變形的視角為第二視角P2，蓋板12的底面為圓形，如圖2所示，第一視角P1的觀察點與蓋板12的底面圓心的連線與該蓋板12的底面成45。，第二視角P2的觀察點與蓋板12的底面圓心的連線與該蓋板12的底面成45°。
本發明的其他實施例中，步驟S1中，觀察網格圖案光學視覺變形的設定輝度亦可為其他輝度，觀察網格圖案光學視覺變形的設定視角亦可為其他視角，在此不作唯一限定。
步驟S2：分別量測所述圖像中第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量。
本實施例中，所述圖像中第一方向的最大光學變形量為圖像中視覺變形最大的橫線段的光學變形量；所述圖像中第二方向的最大光學變形量為視覺變形最大的豎線段的光學變形量。其中第一方向的最大光學變形量用a/x表示，其中x為豎線段的延伸長度，a為豎線段橫向扭曲變形的最大橫向位移；第二方向的最大光學變形量用b/y表示，其中y為橫線段的延伸長度，b為橫線段縱向扭曲變形的最大縱向位移。
圖3為當本發明實施例提供的曲面裝置的設定曲率半徑為26mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。如圖3所示，在第一視角P1下及第二視角P2下，圖像上各個橫線段及豎線段的光學變形量有大有小。其中，在第一視角P1下，圖像上視覺變形最大的豎線段的光學變形量a/x為0.131，在第二視角P2下，圖像上視覺變形最大的橫線段的光學變形量b/y為0.112。
步驟S3：改變所述設定曲率半徑，重複步驟S1及步驟S2，得到不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量。
圖4至圖8分別為本發明實施例提供的曲面裝置設定曲率半徑為56mm、86mm、116mm、146mm、176mm時，利用LightTools軟體構建的光學視覺變形的圖像以及其相對應的光學變形量。
如圖4所示，當曲面裝置10的設定曲率半徑為56mm時，在第一視角P1下，圖像上視覺變形最大的豎線段的光學變形量a/x為0.045，在第二視角P2下，圖像上視覺變形最大的橫線段的光學變形量b/y為0.058。
如圖5所示，當曲面裝置10的設定曲率半徑為86mm時，在第一視角P1下，圖像上視覺變形最大的豎線段的光學變形量a/x為0.032，在第二視角P2下，圖像上視覺變形最大的橫線段的光學變形量b/y為0.041。
如圖6示，當曲面裝置10的設定曲率半徑為116mm時，在第一視角P1下，圖像上視覺變形最大的豎線段的光學變形量a/x為0.025，在第二視角P2下，圖像上視覺變形最大的橫線段的光學變形量b/y為0.026。
如圖7所示，當曲面裝置10的設定曲率半徑為146mm時，在第一視角P1下，圖像上視覺變形最大的豎線段的光學變形量a/x為0.025，在第二視角P2下，圖像上視覺變形最大的橫線段的光學變形量b/y為0.025。
如圖8所示，當曲面裝置10的設定曲率半徑為176mm時，在第一視角P1下，圖像上視覺變形最大的豎線段的光學變形量a/x為0.019，在第二視角P2下，圖像上視覺變形最大的橫線段的光學變形量b/y為0.020。
可以理解地，曲面裝置10的設定曲率半徑的改變值不限於此，進行模擬的次數亦不限於此。
步驟S4：根據不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量，分別建立第一方向及第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式，並將所述回歸曲線方程式作為評估所述曲面裝置的曲率半徑是否符合光學變形標準的方程式。
於一實施例中，步驟S4還包括採用最小二乘法建立第一方向及第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式的步驟。第一方向及第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式分別為：a/x=-4*10-10*R4+10-7*R3-10-5*R2+7*10-5*R+0.0675；b/y=-2*10-9*R4+7*10-7*R3-0.0001*R2+0.0066*R-0.0743；其中，R為曲面裝置10的曲率半徑。
當曲面裝置10的曲率半徑需要變更時，將需要變更的曲率半徑值代入回歸曲線方程式，獲得光學變形量的參考值，如果光學變形量的參考值小於視覺變形的標準，則說明所述需要變更的曲率半徑值符合光學視覺變形標準，否則，說明所述需要變更的曲率半徑值不符合光學視覺變形的標準。
圖9中虛線所示的為步驟S3中類比得到的曲面裝置10的第一方向的曲率半徑R及最大光學變形量a/x的關係圖。圖9中實線所示的為步驟S4中根據回歸曲線方程式得到的曲面裝置的第一方向的曲率半徑R及最大光學變形量a/x的關係圖。
圖10中虛線所示的為步驟S3中類比得到的曲面裝置10的第二方向的曲率半徑R及最大光學變形量b/y的關係圖。圖10中實線所示的為步驟S4中根據回歸曲線方程式得到的曲面裝置的第二方向的曲率半徑R及最大光學變形量b/y的關係圖。
當曲面裝置10的曲率半徑需要變更時，對照圖9及圖10，分別從圖9及圖10中獲得光學變形量a/x及光學變形量b/y的參考值，如果該光學變形量a/x的參考值及光學變形量b/y的參考值均小於視覺變形的標準，則說明需要變更的曲率半徑值符合光學視覺變形標準，否則，說明需要變更的曲率半徑值不符合光學視覺變形的標準。藉此，當曲面裝置10的曲率半徑需要變更時，不需再次經歷光學建模軟體類比的過程，利用步驟S4中所得的回歸曲線方程式即可針對產品立即評估，節約了時間及成本。
以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。

Claims (7)

  1. 一種曲面裝置的曲率半徑的評估方法，所述曲面裝置包括蓋板，所述蓋板的內外表面為朝向同一方向彎曲的弧面，所述評估方法包括以下步驟：步驟S1：提供一具有平面圖案的圖片，所述圖片為灰階格式的，利用光學建模軟體對其進行處理分析，獲得在設定輝度、設定視角及設定曲率半徑下所述圖案光學視覺變形的圖像；步驟S2：分別量測所述圖像中第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量；步驟S3：改變所述設定曲率半徑，重複步驟S1及步驟S2，得到不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量；步驟S4：根據不同設定曲率半徑下第一方向的最大光學變形量及第二方向的最大光學變形量，分別建立第一方向及第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式，並將所述回歸曲線方程式作為評估所述曲面裝置的曲率半徑是否符合光學變形標準的方程式。
  2. 如請求項第1項所述的評估方法，其中，所述步驟S4還包括當所述曲面裝置的曲率半徑需要變更時，將需要變更的曲率半徑值代入所述回歸曲線方程式，獲得光學變形量的參考值，如果所述光學變形量的參考值小於視覺變形的標準，則說明所述需要變更的曲率半徑值符合光學視覺變形標準，否則，說明所述需要變更的曲率半徑值不符合光學視覺變形的標準。
  3. 如請求項第1項所述的評估方法，其中，所述步驟S1還包括在所述圖片上繪製相互交叉的複數橫線段及複數豎線段以構成網格圖案，並將所述網格圖案作為所述圖片的平面圖案的步驟。
  4. 如請求項第1項所述的評估方法，其中，所述步驟S1還包括在所述圖片上繪製複數大小一致的正方形網格以構成網格圖案，並將所述網格圖案作為所述圖片的平面圖案的步驟。
  5. 如請求項第1項所述的評估方法，其中，所述步驟S4還包括採用最小二乘法分別建立第一方向及第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式的步驟。
  6. 如請求項第1項所述的評估方法，其中，所述步驟S1還包括在光學建模軟體中，確定類比時的設定輝度為350nit，設定視角為位於所述蓋板的一側且與所述蓋板的底面成45°的步驟。
  7. 如請求項第3項所述的評估方法，其中，所述步驟S4還包括獲得所述第一方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式為：a/x=-4*10-10*R4+10-7*R3-10-5*R2+7*10-5*R+0.0675；所述第二方向的曲率半徑及最大光學變形量的回歸曲線方程式為：b/y=-2*10-9*R4+7*10-7*R3-0.0001*R2+0.0066*R-0.0743；其中，a/x為所述第一方向的最大光學變形量，x為所述豎線段的延伸長度，a為所述豎線段橫向扭曲變形的最大橫向位移；b/y為所述第二方向的最大光學變形量，y為所述橫線段的延伸長度，b為所述橫線段縱向扭曲變形的最大縱向位移；R為曲率半徑。
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