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PR-930成像亮度計(jì)：全彩屏幕測(cè)試效率提升的倍增器
高分辨率全彩色顯示器應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣。除了傳統(tǒng)的電視和計(jì)算機(jī)顯示應(yīng)用之外，它們還出現(xiàn)在各種產(chǎn)品中，如洗衣機(jī)和烘干機(jī)，手表，智能手機(jī)，便攜式視頻游戲，汽車(chē)等。消費(fèi)者群體在不斷擴(kuò)大，追求更高性能的產(chǎn)品享受成為大家的共識(shí)。同時(shí)提高了制造商對(duì)光度和色度測(cè)試的需求，這些測(cè)試無(wú)疑給制造商增加了成本，所以如何降低成本也成為行業(yè)里zui關(guān)心的事情。
成像亮度計(jì)是如何節(jié)省時(shí)間的？
對(duì)于大多數(shù)商業(yè)和國(guó)防電子設(shè)備測(cè)試來(lái)講，許多應(yīng)用程序需要對(duì)一個(gè)顯示器進(jìn)行多次測(cè)量，一個(gè)樣品要進(jìn)行三次采樣測(cè)量來(lái)確定其平均亮度。使用傳統(tǒng)的基于單點(diǎn)測(cè)試的光度計(jì)或色度計(jì)測(cè)量是需要將測(cè)量點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)執(zhí)行測(cè)量，然后移動(dòng)儀器（或樣品）重新對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)，再次測(cè)量，以此類(lèi)推直至測(cè)量完成。在測(cè)量過(guò)程中，特別是當(dāng)必須對(duì)大量區(qū)域或者字符進(jìn)行采樣時(shí)，測(cè)量人員將消耗大量的時(shí)間成本。
成像亮度計(jì)系統(tǒng)可以單次測(cè)量即可捕獲整個(gè)樣品，然后再用系統(tǒng)軟件分析其亮度和色度。這種設(shè)計(jì)減少了因重新定位機(jī)器或樣品所需要的時(shí)間，以及在每個(gè)位置處附加的測(cè)量時(shí)間。特別的是，在低亮度的情況下，成像亮度計(jì)可以多次采樣疊加使測(cè)量更。
成像亮度計(jì)如何工作？
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圖1單點(diǎn)亮度計(jì)測(cè)試系統(tǒng) | 圖2成像亮度計(jì)測(cè)試系統(tǒng) |
在傳統(tǒng)的單點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)中（圖1），光穿過(guò)物鏡，成像到鏡子中的刻蝕的光闌上。在通過(guò)光闌后，待分析信號(hào)穿過(guò)濾波器，到達(dá)檢測(cè)器，檢測(cè)器通常為PMT（光電倍增管）或者硅光電二管（光敏器件將光子轉(zhuǎn)換成電子）。沒(méi)有通過(guò)光孔的信號(hào)經(jīng)過(guò)光孔的反射到達(dá)觀察者的眼睛中。
成像測(cè)試系統(tǒng)中（圖2），其主要組成部分是物鏡透鏡、一個(gè)或多個(gè)濾光器轉(zhuǎn)臺(tái)和電荷耦合器件檢測(cè)器（CCD）和系統(tǒng)控制器（計(jì)算機(jī)）。在操作過(guò)程中，成像器通過(guò)所有適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)濾波器拍攝照片，這非常像智能手機(jī)照相機(jī)。因此，保存的圖像實(shí)際上是數(shù)百萬(wàn)校正的單點(diǎn)光度計(jì)測(cè)量結(jié)果的合成。 “光度計(jì)”的數(shù)量限于CCD 中的像素的數(shù)量。然后利用系統(tǒng)軟件生成樣品所需的測(cè)量參數(shù)。
兩個(gè)系統(tǒng)都包含用了進(jìn)行光度測(cè)量的可見(jiàn)光濾波器（綠色）-如測(cè)試亮度。色度計(jì)配備有兩個(gè)或更多個(gè)附加濾色器（紅色和藍(lán)色）。濾波器的目標(biāo)是將檢測(cè)器響應(yīng)調(diào)整為CIE 1931三刺激值函數(shù)的響應(yīng)（圖3）。
| 圖 3 CIE 1931 顏色匹配功能 |
對(duì)于光度測(cè)量，僅使用明視濾光器分析樣本，而顏色測(cè)量（例如CIE 1931x，y）需要通過(guò)所有系統(tǒng)濾光器的測(cè)量。 | |
如果測(cè)量更高的亮度，需要增加中性Nd濾光片。 |
| 圖4二維圖像測(cè)量顯示 |
在如圖實(shí)施例中，測(cè)量樣品并在一分鐘內(nèi)定義三個(gè)用于分析的區(qū)域。 若使用單點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，將比使用成像測(cè)試系統(tǒng)解決方案時(shí)間長(zhǎng)五倍以上。 成像亮度計(jì)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠保存圖像用于將來(lái)的分析使用。 | |
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硬件特點(diǎn) | |
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系統(tǒng)軟件
成像亮度計(jì)控制和分析軟件是系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，并控制成像亮度計(jì)的校準(zhǔn)，圖像捕獲和捕獲后數(shù)據(jù)分析。成像軟件的典型分析功能包括：
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特殊功能介紹：
True8 軟件被能夠快速分析測(cè)試項(xiàng)目，在汽車(chē)和航空顯示領(lǐng)域有著*的應(yīng)用功能。
- 自動(dòng)尋找發(fā)光形狀，給出平均亮度，色度，并形成AOR關(guān)注點(diǎn)列表。
- 自動(dòng)三點(diǎn)字符求平均
- SDK客戶(hù)訂制化應(yīng)用
- 自動(dòng)Pass / Fail色度測(cè)試，瞬間完成Go/No產(chǎn)品品質(zhì)指導(dǎo)
- 生成報(bào)告可訂制化
- 矩陣色度校準(zhǔn)功能（方便客戶(hù)自行校準(zhǔn)）
- 像素觀察--可以查看和保存所有像素的亮度，色度，以及原始RAW數(shù)據(jù)等。
| 自動(dòng)尋找發(fā)光字符，并能準(zhǔn)確計(jì)算出其發(fā)光區(qū)域的亮度和色度信息。 明顯看出，在未進(jìn)行自動(dòng)尋找功能的時(shí)候平均亮度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于尋找完后的平均亮度，甚至是4倍關(guān)系。 |
圖4 自動(dòng)尋找發(fā)光形狀 |
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圖5偽色映射（MAPPING） | 圖6 3D 亮度曲線 |
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圖7自動(dòng)三點(diǎn)均勻 | 圖8 CIE 色度值 |
| 快速計(jì)算關(guān)注點(diǎn)的zui大亮度，平均亮度，線寬，對(duì)比度，調(diào)制深度測(cè)量參數(shù) |
圖9截面圖 |
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| 根據(jù)需要設(shè)置亮度和色度的Pass/Fail標(biāo)準(zhǔn)，并將其加載在AOR關(guān)注點(diǎn)集里面，在輸出報(bào)告中會(huì)給出產(chǎn)品的品質(zhì)信息：NG/GO。 |
圖10 Pass/Fail標(biāo)準(zhǔn)制定 |
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| 可以實(shí)現(xiàn)客戶(hù)自定義Report模式，可以選擇自己Logo圖標(biāo)，可以選擇是否現(xiàn)實(shí)亮度2D/3D，CIE色度圖，AOR圖等報(bào)告內(nèi)容。 這些都是在File Report功能下實(shí)現(xiàn)。 |
圖11自定義Logo圖標(biāo) |
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Photo Research Tru-Image 成像亮度計(jì)如圖12。 Tru-Image TRU8 2D成像亮度計(jì)，其中包括相機(jī)、接口電纜和系統(tǒng)軟件。它采用800萬(wàn)像素CCD，zui小分辨率為5.5μm/pixel，適合汽車(chē)和航空（MIL7788H）高速測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括：顯示均勻性，CIE 色度，CCT，主波長(zhǎng)等。 USB 接口可以與Windows 7 或更高版本的PC 或筆記本電腦的通訊。通過(guò)已設(shè)定的矩陣校正算法來(lái)保證光度和色度精度。矩陣矯正法可以幫助用戶(hù)自行校準(zhǔn)以及生成自定義矩陣。成像亮度計(jì)由相機(jī)和VideoWin 3 控制包含分析軟件和一個(gè)用戶(hù)自定義應(yīng)用程序SDK開(kāi)發(fā)包。Tru-Image 是同類(lèi)產(chǎn)品中的解決方案。 |
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圖12 - TRU-IMAGE TRU8 |
結(jié)論
由于成像設(shè)備數(shù)量的增加和消費(fèi)者對(duì)圖像質(zhì)量需求越來(lái)越高，制造商必須使用更快的光學(xué)測(cè)試方法來(lái)降低成本以保持產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。成像色度計(jì)是一種有效降低成本的解決方案，有助于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。
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