专利名称：量测灯泡效能的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明提供一种测试灯泡的方法与装置，特别涉及一种量测灯泡性能的方法与装置。
背景技术：
数字投影机(例如一LCD数字投影机或一DLP数字投影机)的成像原理与投影片或幻灯片相同，都是使用一个高亮度灯泡为光源，然后便可将一显示内容投射至一屏幕上。因此，数字投影机中设置有许多光学元件，以控制对应该显示内容的影像投射至该屏幕上。每一光学元件的特性均会影响实际的影像品质，其中更以灯泡的影响最为显著。由于灯泡是用来提供成像所需的光线，若灯泡本身的性能(例如亮度与均匀度)不佳，则容易造成投射至该屏幕上的影像品质不佳。
如业界所公知，灯泡主要由一灯芯(burner)以及一反射罩(reflector)所构成，灯芯以及反射罩之间的相对位置便会影响该灯泡的亮度与均匀度。一般而言，灯泡的测试主要是透过一积分球(integrating sphere)来计算其整体的光通量。若光通量越大，则灯泡被视为越亮，且效能越佳。然而，对于两灯泡而言，虽然其分别经由积分球计算出相等的光通量，但是当两灯泡应用于同一数字投影机上来投射同一显示内容时，对应该显示内容的影像却很可能明显地会产生差异。其主要原因是，当灯泡应用于数字投影机时，其光线由数字投影机的一孔径(aperture)输出，亦即仅有穿透该孔径的光线会用来进行实际的成像操作。而如上所述，以积分球量测的光通量是代表整体的光通量，但是数字投影机在实际运作时仅应用灯泡所提供的部分光线。换句话说，即使两灯泡经由积分球量测到相同的光通量，然而其亮度与均匀度可能并不相同，因此装设至同一数字投影机时，两不同灯泡产生的影像将会不同。
对于灯泡的制造厂商来说，目前主要仅透过积分球来进行灯泡的整体亮度测试，无法正确判断灯泡的实际表现。灯泡的制造厂商亦无法检测灯泡其他特性，来正确调整灯芯与反射罩之间相对位置，使各灯泡具有相同特性。此外，对于数字投影机的制造厂商来说，仅能要求灯泡的制造厂商提供符合一预定光通量的灯泡。而当进行数字投影机的产品测试时，主要是经由一测试人员以人眼目视数字投影机所形成的影像，来判断对应数字投影机的亮度与均匀度。由于数字投影机的制造厂商无法应用一客观的标准来量化各灯泡应用于数字投影机时的亮度与均匀度，所以无法经由实际的量测数值来作为灯泡筛选的依据，最后便会造成数字投影机出厂后的显示品质受灯泡本身性能影响而参差不齐。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种量测灯泡性能的方法与装置，以解决上述问题。
本发明提供一种光源测试系统，其包括一光源，用来发射一光线；一影像撷取装置，用来依据该光线以撷取一影像，该影像具有多个像素；以及一影像处理装置，用来依据该影像，计算出对应多个像素的多个灰阶值，并依据该多个灰阶值计算光源的特性参数。
本发明还提供一种测试光源的方法，其包括下列步骤(a)提供一光源以发射一光线；(b)使用一影像撷取装置依据该光线以撷取一影像，该影像具有多个像素；以及(c)使用一影像处理装置处理该影像。影像处理装置依据该影像计算出多个像素的多个灰阶值，并依据多个灰阶值计算该光源的特性参数。
由于本发明撷取一灯泡经由一孔径所形成的影像，然后利用影像处理程序来处理该影像，并计算一第一参数来表示光线最亮点的偏移程度，一第二参数来表示光强度的集中程度，一第三参数来表示影像轮廓偏离一圆形的最佳轮廓的程度，以及一第四参数来表示该影像的平均灰阶值，最后利用算出的第一、第二、第三、第四参数来量化灯泡的性能。
图1为本发明灯泡测试治具的示意图。
图2为本发明量测灯泡特性的方法的操作流程图。
图3为图1所示的影像撷取装置受一灯泡照射所撷取的影像的示意图。
图4为图1所示的影像撷取装置受另一灯泡照射所撷取的影像的示意图。
图5为图3、4所示的影像于横轴上的灰阶值分布示意图。
具体实施例方式
请参阅图1，图1为本发明灯泡测试治具10的示意图。灯泡测试治具10包括一灯泡夹具(lamp clamping apparatus)12，一遮光板14，一成像镜头16，一屏幕(screen)18，一影像撷取装置20(例如一CCD感测装置或一CMOS感测装置)，以及一影像处理装置21(例如一电脑系统)。灯泡夹具12上有一固定凹槽22，用来固定欲量测的灯泡24。灯泡24包括一灯芯26与一反射罩28。灯泡夹具12上设置有一孔径30，其开口可以是任意形状(例如一6.3mm*3.9mm矩形)，用来模拟一数字投影机内部所应用的孔径。所以，当供应灯泡24一稳定电源后，灯泡24所产生的光线便会经由孔径30而输出。孔径30处也可填充一透光元件(例如一透光玻璃，未图示)，均可达到过滤灯泡24所输出的光束的目的。于灯泡24测试时，为了避免不必要光线的干扰，因此利用具有一开口32的遮光板14来隔离多余的光线(例如环境背景光)，最后再经由成像镜头16而投射至屏幕18上而显示对应孔径30的开口形状的影像。本实施例应用一半透明的材质来作为屏幕18，例如利用一经砂纸研磨表面后的压克力板来作为屏幕18使用。由于屏幕18为半透明材质，因此成像镜头16输出的光线便可成像于屏幕18上，所以本实施例应用成像镜头16与屏幕18来作为一成像装置以使灯泡24所产生的光线投射于其上。另外，影像撷取装置20可于屏幕18后方顺利地检测显示于屏幕18上的影像，并转换相对应灰阶值而产生一影像信息，同时该影像信息便输入影像处理装置21。将影像撷取装置20置于屏幕18后方而非屏幕18的侧边，其优点是所撷取的影像将不会产生变形。而影像处理装置21可启动一影像处理程序，来对该影像信息进行后续影像处理的操作。
影像撷取装置20依据光通量来转换为感应电压，若入射至影像撷取装置20的光线太强，则影像撷取装置20会使每一像素均对应一饱和感应电压，亦即每一像素均对应一最大灰阶值(例如255)，换句话说，影像处理装置21便无法分辨各像素之间的亮度差异。因此，本实施例利用半透明材质的屏幕18与一滤镜(filter)34来衰减灯泡24入射至影像撷取装置20的光线强度。举例来说，选择适当半透明材质而使屏幕18本身衰减入射光的强度成为原先强度的50％，以及选择适当滤镜34，例如公知减光镜(neutraldensity filter，ND filter)，以衰减入射光的强度成为原先强度的10％。若灯泡24的亮度为10000nit，因此当光线穿透屏幕18时，该光线的亮度成为5000nit，最后，当光线进一步穿透滤镜34时，该光线的亮度最后成为500nit，因此当影像撷取装置20撷取影像后，便可使各像素的灰阶值位于一预定范围中(例如0～255)，所以影像处理装置21便可顺利地分辨各像素之间的亮度差异。
此外，本实施例也可利用影像撷取装置20本身的增益值设定来达到调整对应入射光的光强度的目的。举例来说，若影像撷取装置20接收一光线，并经由一光电转换特性曲线而将光线的光通量转换为一感应电压，然后，影像撷取装置20中一模拟/数字转换器会于一感应电压范围中转换该感应电压至一相对应灰阶值。
若屏幕18与滤镜34对光强度的衰减程度不足，因此该感应电压会超过影像撷取装置20的感应电压上限，所以当该感应电压大于该感应电压范围的上限值时，影像撷取装置20便会将该感应电压转换为最大灰阶值(例如255)。所以，若影像撷取装置20依序接收一第一光通量与一第二光通量，且该第一、第二光通量均大于该感应电压范围的上限值时，则影像撷取装置20均会输出最大灰阶值，因此便无法辨识该第一光通量与该第二光通量。此时，本实施例便调整一放大器的增益值(gain)来校正原先的感应电压，亦即以一预定比率衰减原先的感应电压来弥补屏幕18与滤镜34对光强度的衰减程度，因此使得调整后的感应电压位于上述感应电压范围中。换句话说，当上述第一光通量与第二光通量衰减至上述感应电压范围中时，影像撷取装置20便可输出相对应的灰阶值(于本实施例中是介于0～255之间)来顺利地辨识第一光通量和第二光通量。相反地，若屏幕18与滤镜34对光强度的衰减程度过量，因此该感应电压会低于影像撷取装置20的感应电压下限，所以当该感应电压低于该感应电压范围的下限值时，影像撷取装置20便会将该感应电压转换为最小灰阶值0。所以，若影像撷取装置20依序接收一第一光通量与一第二光通量，且该第一、第二光通量均小于该感应电压范围的下限值时，则影像撷取装置20均会输出最小灰阶值，因此便无法辨识该第一光通量与该第二光通量。本实施例便调整该放大器的增益值来校正原先的感应电压，亦即以一预定比率提升原先的感应电压来弥补屏幕18与滤镜34对光强度的过量衰减，因此使得调整后的感应电压位于上述感应电压范围中，换句话说，当上述第一光通量与第二光通量提升至上述感应电压范围中时，影像撷取装置20便可输出相对应的灰阶值(介于0～255之间)来顺利地辨识第一光通量与第二光通量。综合上述，本实施例应用半透明的屏幕18，安装于影像撷取装置20上的滤镜34，以及影像撷取装置20本身增益值设定来调整影像撷取装置20所检测的光线位于影像撷取装置20可顺利撷取影像的强度范围中。
请参阅图2，图2为本发明量测灯泡特性的方法的操作流程图。本实施例利用影像撷取装置20所撷取的影像来进行影像处理以分析灯泡24的特性(亮度于均匀度)，其包括下列步骤步骤100计算该影像的一光线最亮点(hot spot)的偏移程度；步骤102计算该影像上大于一预定灰阶值的轮廓所环绕的面积与该预定灰阶值与一最大灰阶值的灰阶差的乘积；步骤104计算该轮廓对应一圆形的偏移程度；步骤106计算该影像的平均灰阶值；以及步骤108计算对应一灯泡的特性参数。
上述量测灯泡特性的步骤详述如下，假设使用图1所示的灯泡测试治具10来测试灯泡A与灯泡B，其中灯泡A为一理想灯泡。请参阅图3与图4，图3为图1所示的影像撷取装置20受灯泡A照射所撷取的影像40的示意图，而图4为图1所示的影像撷取装置20受灯泡B照射所撷取的影像50的示意图。于图3中，轮廓41是灯泡A的热点区(hot spot)，显示出灯泡A中心最亮区域，轮廓42是灯泡A的最大亮度区，由对应一预定灰阶值G的相邻像素连结所形成。同样地，于图4中，轮廓51是灯泡B的热点区(hotspot)，显示出灯泡B最亮区域，轮廓52是灯泡B的最大亮度区，由对应该预定灰阶值G的相邻像素连结所形成，而轮廓43、53则是对应其他亮度的像素。在不更动灯泡测试治具10中各元件与各元件的位置下，影像40、50分别于安装灯泡A、B于灯泡夹具12后由同一影像撷取装置20所产生，因此影像40、50所对应的形状即为孔径30的开口形状。本实施例中，孔径30的开口形状为一矩形，且灯泡24安装于灯泡夹具12时，灯芯26的位置是对应于孔径30的位置，所以，于图3与图4中，横轴X与纵轴Y的交点即对应于孔径30的中心，换句话说，横轴X与纵轴Y的交点即为影像40、50的影像中心b、b′。
当一影像处理程序启动后，该影像处理程序便分析影像40与影像50中各像素的灰阶值，并找出对应最大灰阶值的像素以界定一光源中心与一最大亮度区(步骤100)。此时会同时对应出一热点区(hot spot)，该热点区为灯泡中心的最亮区域。最大亮度区为影像40、50中对应预定灰阶值G的相邻像素连结所形成，灯泡的光源中心b通常是热点区(hot spot)的中心，也是最大亮度区的中心。
对于灯泡A来说，由于灯泡A的特性趋近一理想灯泡的特性，所以影像40的光源中心c会十分趋近横轴X与纵轴Y的交点。横轴X与纵轴Y的交点即定义为一影像中心b。
由图4可知，影像50的影像中心b至影像的边缘一距离D1，灯泡B于影像50上所形成的光源中心c′偏离影像中心b′一距离D2，D2/D1的比值是代表光线最亮点的偏移程度。请注意，当图1所示的屏幕18于测试过程中于相对于成像镜头16产生移动时，成像于屏幕18的影像50依据光学原理会因此产生大小变化。然而，当影像50的面积增大或减少时，影像50上各像素的灰阶值几乎仍维持不变，所以光线最亮点于影像50中的相对位置并不会变动，换句话说，当屏幕18远离成像镜头16后，影像50的长度与宽度均会依据一比例放大，亦即距离D2会以该比例而随之放大，同样地，影像50中一预定长度(例如图4中影像50的影像中心b′与影像50一边缘间的距离D1)亦会以该比例而随之放大，所以不论屏幕18如何移动来改变影像50的大小，距离D1与距离D2的比值将不受影像50大小变化的影响，因此本实施例便计算一中心位置偏移量(亦即D2/D1)来设定一第一参数以表示光线最亮点的偏移程度。
此外，可利用最大亮度区的面积，与最大亮度区的灰阶差，来设定一第二参数，以评估灯泡的亮度与均匀性。由图3与图4可知，轮廓42所包括的面积Q小于轮廓52所包括的面积Q′。由于轮廓42是灯泡A的最大亮度区，轮廓43是灯泡B的最大亮度区，若单纯地以面积大小来比较，灯泡B所输出的光线亮度较大而可于影像50上具有较大范围。然而，除了以面积来判断光线特性外，另需考虑上述面积中灰阶值的分布情形。
请参阅图5，图5为图3、4所示的影像于横轴上的灰阶值分布示意图，其中横轴代表于影像40、50中的位置，而纵轴代表各位置的像素所对应的灰阶值。于图5中，特性曲线45是表示图3的横轴X上各像素的灰阶值，而特性曲线55是表示图4的横轴X上各像素的灰阶值。由特性曲线45、55可知，图3的横轴X上大于预定灰阶值G的像素分布于位置x1～x2之间，而图4的横轴X上大于预定灰阶值G的像素分布于位置x3～x4之间，且位置x3～x4的间隔大于位置x1～x2的间隔。由图可知，灯泡B的最大亮度区面积Q′比灯泡A的最大亮度区面积Q来得大。
灯泡A于影像40中所产生的最大灰阶值GX1大于灯泡B于影像50中所产生的最大灰阶值GX2，因此灯泡A于影像40的最大亮度区中的灰阶差值ha(ha＝GX1-G)，将大于灯泡B于影像50的最大亮度区的灰阶差值hb(hb＝GX2-G)。因此，若单纯地以灰阶值分布的特性曲线45、55来比较，则灯泡A所输出的光线较集中而可于影像45上形成较密集的灰阶值分布。
综合上述，本实施例应用预定灰阶值G来计算一灯泡所形成的影像上大于该预定灰阶值G的像素所对应的面积Q，然后于该面积Q中计算最大灰阶值与该预定灰阶值的灰阶差h，最后便依据面积Q与灰阶差h的乘积V来表示该灯泡所输出的光线于屏幕18上的集中程度(步骤102)。换句话说，本实施例利用一第二参数(亦即V＝Q*h)来表示光线集中程度。请注意，由于灯泡A、B的特性为固定的，因此本实施例中，计算一灯泡所形成的影像的面积所设定的灰阶值为可调整的。举例来说，可以用另一灰阶值G′来计算影像40、50上光强度集中的面积与灰阶差，来比较光线的集中程度。
如前所述，灯芯26与反射罩28之间的相对位置会影响灯泡24的特性。一般而言，灯泡24于屏幕18上所形成的影像中，若根据对应一灰阶值的像互所形成的轮廓越趋近一圆形，灯泡24所提供的光线可使该像素的灰阶值更均匀，亦即灯泡24的效能便越好。因此，本实施例是计算一第三参数来表示一光源测试区域的轮廓偏离一圆形的理想轮廓的程度(步骤104)，以用来判断灯泡24的特性。
已知本实施例是以预定灰阶值G来计算影像40、50上光强度集中的范围，所以本实施例便计算包围轮廓42、52且四边均与轮廓42、52相交的矩形来判断轮廓42、52偏离圆形的程度。对于图3所示的轮廓42来说，一矩形44于横轴X上所对应的长度为L1，以及矩形44于纵轴Y上所对应的宽度为W1。若轮廓42趋近一圆形，则长度L1亦会趋近宽度W1，亦即矩形44的短边X与长边Y的边长比R1(R1＝X/Y)，亦即min(L1，W1)/max(L1，W1)所对应的比例值理应趋近1。然而，对于图4所示的轮廓52来说，一矩形54于横轴X上所对应的长度为L2，以及矩形54于纵轴Y上所对应的宽度为W2，虽然其边长比R1所对应的数值明显地趋近1，但是矩形54并非包围轮廓W2，虽然其边长比R1所对应的数值明显地趋近1，但是矩形54并非包围轮廓52的最小面积矩形，轮廓52亦非对应一圆形。所以本实施例另应用一面积比R2的判断条件R2＝Q/(L*W)来判断轮廓42、52偏离圆形的程度，其中Q为轮廓42、52的最大亮度区的面积Q、Q′，而L*W为轮廓42、52的长度L1、L2与宽度W1、W2所分别对应的矩形面积。所以，对图3所示的轮廓42来说，其面积Q1与矩形面积L1*W1的面积比R2趋近1，表示轮廓42趋近一圆形。相反地，对图4所示的轮廓52来说，轮廓52明显地偏离一圆形，即使边长比R1所对应的数值趋近1，但是其面积A2与矩形面积L2*W2的面积比R2会远小于1。综合上述，本实施例是计算一数值S来作为第三参数(亦即S＝R1*R2＝[min(L，W)/max(L，W)]*[Q/(L*W)]来量化灯泡24所形成的影像上的轮廓偏离一圆形的理想轮廓的程度。由于矩形54并非包围轮廓52的矩形中具有最小面积的一个，以其宽度W2、长度L2所计算的边长比R1并无法正确估计轮廓52偏离一圆形的程度。因此，对于包围轮廓52且四边均与轮廓52相交的多个矩形中，应采用具有最小面积的矩形56(如图4所示)，以矩形56的短边W3与矩形56的长边L3的比例值，亦即min(L3，W3)/max(L3，W3)，来作为第三参数。明显地，当轮廓52偏离圆形时而成为一椭圆形时，则拥有最小面积且可包围该椭圆形的矩形56必定会趋于扁平状。换句话说，其短边W3与长边L3的比例，亦即第三参数必定会远小于1，因此亦可达到量化灯泡24所形成的轮廓偏离圆形的程度的目的。
此外，本实施例计算一第四参数I来表示待测灯泡24的光强度，而第四参数I由计算该影像的多个灰阶值的平均值而得，亦即该第四参数I为屏幕18上形成的影像的平均灰阶值(步骤106)。本实施例是采用半透明的屏幕18与安装于影像撷取装置20上的滤镜34来以一预定比例衰减灯泡24的光强度，且影像撷取装置20本身增益值设定也为定值。因此，当待测灯泡24的光强度越大，则屏幕18上形成的影像会越亮，当影像撷取装置20撷取该影像后，对应该影像的多个像素具有较大的灰阶值。相反地，若待测灯泡24的光强度越小，则屏幕18上形成的影像会越暗，亦即当影像撷取装置20撷取该影像后，对应该影像的多个像素具有较小的灰阶值。因此，本实施例计算一第四参数I来表示待测灯泡24的光强度，而第四参数I是平均该影像的多个灰阶值所产生，亦即该第四参数I为屏幕18上形成的影像的平均灰阶值(步骤106)。此外，也可经由公知积分球来计算平均光强度以作为第四参数I，亦属本发明的范畴。
最后，利用上述第一参数D2/D1、第二参数V、第三参数S、以及第四参数I来计算对应灯泡24的特性参数(步骤108)。若D2越小时，则表示光线最亮点越接近理想位置，因此灯泡24的输出光线越集中。换句话说，若数值(1-D2/D1)越趋近于1，则灯泡24的光线的集中性越佳。若第三参数S越趋近1，则表示灯泡24的输出光线于一趋近圆形的范围均匀分布，即灯泡24的均匀度越佳。因此，对于灯泡24的均匀度来说，与第一参数D2/D1以及第三参数S有关。此外，若第二参数V越大，则表示灯泡24的输出光线会产生较大亮度。另外，若第四参数I越大，则表示灯泡24的输出光线于屏幕18上所形成的影像越亮，换句话说，灯泡24的亮度越佳，因此对于灯泡24的亮度来说，与第二参数V以及第四参数I有关。
综合上述，灯泡24的特性参数可以一数值P表示P＝(1-D2/D1)*V*S*IV＝Q*h；S＝R1*R2；R1＝[min(L，W)/max(L，W)]；R2＝[Q/(L*W)]当第一参数(1-D2/D1)越小时，则特性参数的数值P会越大，灯泡光线均匀度较佳。当第二参数V(V＝Q*h)越大时，则特性参数的数值P会越大，灯泡光线亮度较佳。当第三参数S越趋近1时，则特性参数的数值P会越大，灯泡光线均匀度较佳。当第四参数I越大时，则特性参数的数值P会越大，灯泡光线亮度较佳。所以，特性参数的数值P越大则表示灯泡24的性能越佳。因此当，灯泡的制造厂商生产灯泡24时，可利用图1所示的灯泡测试治具10来进行测试操作。然后，依据计算出的特性参数来调整灯芯26与反射罩28的相对位置，以使灯泡24具有较佳的特性参数。
举例来说，当一灯泡24于测试时在屏幕18形成图4所示的影像50，因此经由第一参数的计算可得知光线最亮点的位置偏移，所以便可调整灯芯26与反射罩28的相对位置，以使校正后的灯泡24于测试时在屏幕18形成图3所示的影像40。同样地，一测试人员也可经由其他参数所提供的信息来进一步地调整灯芯26与反射罩28的相对位置。另外，目前数字投影机的制造厂商是向灯泡制造厂商下单订购符合一特定光通量的灯泡24，此光通量由积分球计算而得。如前所述，由积分球求出具有相同光通量的两灯泡24不一定对应相同的特性，例如一灯泡24可产生图3所示的影像40，而另一灯泡24却产生图4所示的影像50。所以数字投影机的制造厂商便可应用图1所示的灯泡测试治具10来进行测试，然后以不同特性参数大小，来进一步地分类上述灯泡24，进一步在生产数字投影机时，制造厂商便可依据数字投影机的规格来安装某一特性的灯泡，使出厂的数字投影机的显示品质均可达到使用者需求。
此外，当数字投影机的制造厂商完成灯泡24的测试与分类后，厂商便可得知灯泡24的亮度与均匀度，所以厂商可于不同数字投影上使用不同安装角度的灯座，以便所有已订购的灯泡24均可分别应用于具有不同安装角度的灯座的数字投影机。举例来说，若一灯泡24于测试时会产生图4所示的影像50，表示其光线最亮点朝左上角偏移，所以数字投影机的制造厂商使用安装角度朝右下角偏移的灯座来生产数字投影机，因此当灯泡24安装于该数字投影机后，该灯泡24所产生的光线最亮点位置便会被灯座所校正，使校正后的灯泡24可产生图3所示的影像40。换句话说，灯泡24的利用率便可大幅地提升而降低数字投影机的生产成本。总而言之，图1所示的灯泡测试治具10提供量测灯泡24的特性的工具，而经由影像处理程序所计算的第一、第二、第三、第四参数则用来量化灯泡24的特性，以提供测试人员判断灯泡24效能的有效数据。
请注意，图2所示的步骤100～106是分别依序计算第一、第二、第三、第四参数，然而本发明量测灯泡特性的方法并未限定第一、第二、第三、第四参数的计算顺序，亦即步骤100～106的执行顺序为可调整的。使用者亦可依照任一步骤100～106，计算第一、第二、第三、第四参数的任一单一参数来评估灯泡24的表现(performance)。此时，第一、第二、第三、第四参数所采用的预定灰阶值G并不一定要相同。使用者可使用一第一预定灰阶值G1，定义一第一光源测试区域，来计算一中心位置偏移量D2/D1，即第一参数。使用者可使用一第二预定灰阶值G2，来定义一第二光源测试区域，并计算第二参数V。使用者亦可使用一第三预定灰阶值G3，并定义一第三光源测试区域，并计算第三参数S。
相较于公知技术，本发明灯泡测试治具利用一孔径来模拟数字投影机中所设置的孔径，当一灯泡点亮而经由该孔径产生一影像于一屏幕上时，本发明灯泡测试治具设置有一影像撷取装置来撷取该影像。接着，本发明量测灯泡特性的方法便利用影像处理程序来处理该影像，并计算一第一参数来表示光线最亮点的偏移程度，一第二参数来表示光强度的集中程度，一第三参数来表示该影像上对应一灰阶值的轮廓偏离一圆形的理想轮廓的程度，以及一第四参数来表示该影像的平均灰阶值。所以，利用第一、第二、第三、第四参数便可量化灯泡的特性，以便有效地判断灯泡的效能。本发明的灯泡测试治具与量测方法可用来调整灯泡的灯芯与反射罩，以使灯泡具有最佳效能。此外，本发明的灯泡测试治具与量测方法亦可用来提供数字投影机的制造厂商来判断购买灯泡的特性，以使出厂的数字投影机具有最佳的显示品质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种光源测试系统，其包括一光源，用来发射一光线；一影像撷取装置，用来依据该光线以撷取一影像，该影像具有多个像素；以及一影像处理装置，用来依据该影像，计算出对应该多个像素的多个灰阶值，并依据该多个灰阶值计算该光源的特性参数。
2.如权利要求1所述的光源测试系统，其特征在于，其还包括一成像装置，设置于该光源与该影像撷取装置之间，用来使该光线投射于其上，且该影像撷取装置依据投射于该成像装置的光线撷取该影像。
3.如权利要求2所述的光源测试系统，其中，该成像装置包括一屏幕，该光源的光线是投射于该屏幕上，且该影像撷取装置是检测穿透该屏幕的光线来撷取该影像。
4.如权利要求3所述的光源测试系统，其中，该成像装置还包括一成像镜头，设置于该光源与该屏幕之间，用来使该光源的光线聚焦于该屏幕上。
5.如权利要求1所述的光源测试系统，其还包括一夹具，用以夹持该光源。
6.如权利要求5所述的光源测试系统，其中，该夹具上设置一开孔，该光源的光线由该开孔发散出去，该成像装置上的该影像的形状由该开孔的形状来决定。
7.如权利要求1所述的光源测试系统，其特征在于，其还包括一遮光板，置于该成像装置前方，用以遮去不必要的环境背景光。
8.如权利要求1所述的光源测试系统，其中该影像撷取装置为一CCD感测装置或一CMOS感测装置。
9.如权利要求1所述的光源测试系统，其中该光源为一灯泡，其包括一灯芯与一反射罩，该反射罩用来反射该灯芯所发出的光线。
10.如权利要求1所述的光源测试系统，其中，该影像撷取装置还包括一滤镜，用来衰减入射至该影像撷取装置的光线的强度。
11.一种测试光源的方法，其包括下列步骤(a)提供一光源以发射一光线；(b)使用一影像撷取装置依据该光线以撷取一影像，该影像具有多个像素；以及(c)使用一影像处理装置处理该影像。依据该影像计算出该多个像素的多个灰阶值，并依据多个灰阶值计算该光源的特性参数。
12.如权利要求11所述的方法，其中步骤(b)还包括一步骤(b′)设置一成像装置来使该光线投射于其上，该成像装置位于该光源与该影像撷取装置之间，且该影像撷取装置依据投射于该成像装置的光线来撷取该影像。
13.如权利要求11所述的方法，其中，该影像具有一影像中心b与一影像边缘，且该影像中心至该影像边缘具有一距离D1，该步骤(c)包括(d1)挑选一第一预定灰阶值G1，并依照下列方式定义一第一光源测试区域与一光源中心c；该第一光源测试区域为该影像的多个像素中，灰阶值大于该第一预定灰阶值G1的所有像素所形成的区域；该光源中心c为该第一光源测试区域的一中心位置；以及(d2)定义该光源中心c与该影像中心b的距离为D2，以计算一中心位置偏移量D2/D1，并使用该中心位置偏移量检测该光源的均匀度。
14.如权利要求11所述的方法，其中步骤(c)包括(e1)挑选一第二预定灰阶值G2，并计算一第二光源测试区域的一面积Q2，该第二光源测试区域是定义为该影像中，灰阶值大于该第二预定灰阶值G2的所有像素所形成的区域；(e2)计算该影像的多个像素的一最大灰阶值GX1，并计算该第二预定灰阶值G2与该最大灰阶值GX1的一灰阶差h(h＝GX1-G2)；以及(e3)使用该灰阶值h与该面积Q2的一乘积V(V＝h*Q2)检测该的光源的亮度。
15.如权利要求11所述的方法，其中步骤(c)包括(f1)挑选一第三预定灰阶值G3，并限定一第三光源测试区域的一面积Q3，该第三光源测试区域是定义为该影像中，灰阶值大于该第三预定灰阶值G3的所有像素所形成的区域；(f2)计算可包围该第三光源测试区域的多个矩形，每一矩形的四边均与该第三光源测试区域相交；(f3)于该多个矩形中选取一特定矩形，该特定矩形具有一最小面积，并定义该矩形的短边为X，且该矩形的长边为Y；以及(f4)以下列方程序定义一边长比R1、一面积比R2、以及一光源形状相关的S值，来检测该光源的均匀度R1＝X/Y；R2＝(Q3/(X*Y))；S＝R1*R2。
16.如权利要求11所述的方法，其中步骤(c)包括(g1)依据该多个像素的多个灰阶值计算一平均灰阶值I；以及(g2)使用该平均灰阶值I检测该光源的亮度。
17.如权利要求11所述的方法，其中，该影像具有一影像中心与一影像边缘，且该影像中心至该影像边缘具有一距离D1，该步骤(c)包括(h1)挑选一预定灰阶值G，并依照下列方式定义一最大亮度区域与一光源中心；该最大亮度区域为该影像的多个像素中，灰阶值大于该预定灰阶值G的所有像素所形成的区域；该光源中心为该最大亮度区域的一中心位置；(h2)定义该光源中心c与该影像中心b的距离为D2，以计算一中心位置偏移量D2/D1；(h3)计算该最大亮度区域的一面积Q′；(h4)计算该影像的多个像素的一最大灰阶值GX，并计算该预定灰阶值G与该最大灰阶值GX的一灰阶差h′(h′＝GX-G)；(h5)依该灰阶差h′与该面积A′计算一乘积V′(V′＝h′*Q′)；(h5)计算可包围该最大亮度区域的多个矩形，每一矩形的四边均与该最大亮度区域相交；(h6)于该多个矩形中选取一特定矩形，该特定矩形具有一最小面积，并定义该矩形的短边为X，且该矩形的长边为Y；(h7)以下列方程序定义一边长比R1、一面积比R2、以及一与光源形状相关的S值R1＝X/Y；R2＝(Q′/(X*Y))；S＝R1*R2；(h8)依据该多个像素的多个灰阶值计算一平均灰阶值I；(h9)利用下列方程序，计算一P值，并根据该P值，来评估该光源的均匀度与亮度P＝(1-D2/D1)*V′*S*I。
18.如权利要求17所述的方法，其中，当中心位置偏移量D2/D1越小时，该P值则越大，且该光源的均匀度越高。
19.如权利要求17所述的方法，其中，当S值越接近1，该P值则越大，且该光源的均匀度越高。
20.如权利要求17所述的方法，其中，当V′值或I值越大，该P值则越大，且该光源的亮度越高。
全文摘要
本发明提供一种测试灯泡效能的方法与装置，该方法包括提供一光源以发射一光线；使用一影像撷取装置依据该光线以撷陬一影像，该影像具有多个像素；以及使用一影像处理装置处理该影像，依据该影像计算出该多个像素的多个灰阶值，并依据该多个灰阶值计算该光源的特性参数。
文档编号G01R31/44GK1591037SQ0315666
公开日2005年3月9日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日
发明者郭建峰 申请人:明基电通股份有限公司