一种色度测量方法及装置与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种色度测量方法及装置。

背景技术：

随着显示技术的发展，人们对显示设备品质的要求越来越高，显示设备的显色品质及色保真度也日益显得重要。所以高精度的亮度色度测量设备在显示设备的制造及检测过程中必不可少。目前市面上已经有比较成熟的设备，例如分光光度计和滤镜式色度计，这类色度计有很好的测量精度，但是因其测量的范围非常有限，不能满足客户一次性测量整个显示设备的要求，所以成像色度计应运而生。目前，成像色度计的在各个行业都有广泛的应用，但存在的最主要的问题是测量误差较大，特别是对于光谱差异较大的面板来说，测量误差得不到保证。

目前有很多论文对成像面阵色度计的测量精度进行论证，现有研究指出，待测屏幕的主波长哪怕偏移标准光源的主波长仅1nm，色品坐标的误差也会超过0.003，最大误差甚至达到0.02。并且明确指出，这么验证的测量误差对于led色度矫正来说无疑是无法接受的。现有研究中另外一种方案采用cie匹配滤镜，即滤镜式的面阵色度计。滤镜式面阵色度计的关键在于制作高匹配度的滤镜，但是这种滤镜工艺难度比较大，费用昂贵。并且，为了最终色度品坐标误差控制在0.005，xyz滤光片全波段光谱相应匹配度要求最大误差小于2％，目前国内的水平只能达到5％。所以大部分滤镜式面阵色度计使用的式低匹配度的滤镜，不能从根本上解决精度低的问题。

现有研究对光谱的变化对测量精度的影响进行了验证，以一个基准光谱，对其进行偏移(±10nm)，得到100个不同的光谱，用这个100个不同的光谱代表100块不同的屏幕。以基准光谱计算矫正系数，然后用模拟光谱验证测量误差。结果表明，光谱仅仅是发生±10nm微小的偏移，测量的误差也让人难以接受，亮度误差达到20％，色品误差达到0.2；led灯珠波长、带宽都有一定的离散性，即使是同一批次的led产生的波长差异也只能控制在5-10nm左右。此外，波长受外环境温度、湿度、使用时间、驱动电流大小影响，给测量带来了一系列不确定因素。

综上，所以现有方案存在如下问题：1、显示面板色度测量的实际应用中的误差偏大，不能达到用户的要求。2、即使对于不同光谱的屏幕进行重新标定，标定工作量巨大，也失去了实时测量的意义。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种色度测量方法及装置，解决了现有技术中显示面板色度测量的误差偏大、标定工作量巨大的问题。

本申请实施例提供一种色度测量方法，测量采用的相机与光谱仪保持相对位置不变，将所述光谱仪的视场作为标定位置，色度测量方法包括以下步骤：

通过相机色度标定获得转换模型q1；

通过所述相机和所述光谱仪同时对待测试显示面板显示的某个画面进行采集，所述相机获得采集区域的imgrgb数值，所述光谱仪获得标定位置的regxyz数值；

采用所述转换模型q1对所述imgrgb数值进行转换，得到imgxyz数值；

提取所述imgxyz数值中对应所述标定位置的xyz数值，并将对应所述标定位置的xyz数值与所述regxyz数值进行对比，获得矫正系数q2；

采用所述矫正系数q2对采集区域内的imgxyz数值均进行矫正处理，得到第一色度亮度值imgxyz。

优选的，所述相机色度标定包括以下步骤：

将所述相机和所述光谱仪移至采集区域；

所述待测试显示面板依次显示多个画面，不同的画面为具有不同颜色、不同亮度的图像；所述待测试显示面板每显示一个画面时，通过所述相机和所述光谱仪同时对画面进行采集；所有画面采集完成后，所述光谱仪获得regxyz数据集，所述相机获得imgrgb图像集；

在所述imgrgb图像集中提取标定位置rgb数据集；

将所述标定位置rgb数据集与所述regxyz数据集进行一一对应，得到所述转换模型q1。

优选的，将所述相机和所述光谱仪移至采集区域之前，还包括以下步骤：

对所述相机进行平场校正、暗电流矫正。

优选的，采用bp神经网络或者多项式拟合的方法建立所述转换模型q1。

优选的，得到第一色度亮度值imgxyz之后，还包括以下步骤：

通过色品坐标转换公式将所述第一色度亮度值imgxyz转换为第二色度亮度值img_xylv。

优选的，所述矫正系数q2为对应所述标定位置的xyz数值与regxyz数值之间的比值系数。

优选的，所述采集区域为待测试显示面板的中心区域。

另一方面，本申请实施例提供一种色度测量装置，包括：相机、光谱仪、滑动调节组件、待测物载台、模组载台；

所述相机、所述光谱仪分别安装在所述滑动调节组件上，所述相机、所述光谱仪能够在所述滑动调节组件上移动，所述滑动调节组件与所述待测物载台连接；所述模组载台安装在所述滑动调节组件上，所述模组载台能够在所述滑动调节组件上移动，所述模组载台上承载有待测试显示面板。

优选的，所述滑动调节组件包括x轴滑动机构、y轴滑动机构、z轴滑动机构；

所述y轴滑动机构设置在所述待测物载台上，所述z轴滑动机构位于所述待测物载台的上方，所述x轴滑动机构设置在所述z轴滑动机构上；所述相机、所述光谱仪分别通过第一滑块、第二滑块安装在所述x轴滑动机构上，所述相机、所述光谱仪能够在所述x轴滑动机构上进行左右移动；所述x轴滑动机构能够在所述z轴滑动机构上进行上下移动；所述z轴滑动机构能够在所述y轴滑动机构上进行前后移动；所述模组载台安装在所述y轴滑动机构上，所述模组载台能够在所述y轴滑动机构上移动。

优选的，所述x轴滑动机构、所述y轴滑动机构、所述z轴滑动机构分别包括各自的结构件、传动丝杆，所述传动丝杆安装在所述结构件上。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，提供的色度测量装置中的相机、光谱仪、模组载台分别安装在滑动调节组件上，且能够进行移动，模组载台上承载有待测试显示面板，使得进行色度测量时，能够使相机与光谱仪保持相对位置不变，使相机和光谱仪能够准确对应待测面板的同一个区域，并适用于不同尺寸的显示面板。测量中将光谱仪的视场作为标定位置，通过相机色度标定获得转换模型q1，通过相机和光谱仪同时对待测试显示面板显示的某个画面进行采集，相机获得采集区域的imgrgb数值，光谱仪获得标定位置的regxyz数值，采用转换模型q1对imgrgb数值进行转换，得到imgxyz数值，提取imgxyz数值中对应标定位置的xyz数值，并将对应标定位置的xyz数值与regxyz数值进行对比，获得矫正系数q2，然后采用矫正系数q2对采集区域内的imgxyz数值均进行矫正处理，得到第一色度亮度值imgxyz。即本发明通过光谱仪搭配相机的装置，通过光谱仪采集的xyz数值实时矫正相机，使相机对于不同光谱的色度测量无需重新标定，对每个相机只需要在实验室标定一次，对不同型号的屏幕都可以适用，且能从根本上提高测量精度。本发明提供的测量装置无需定制与ccd高度匹配的滤镜，成本低，易于实现，性价比高。此外，本发明具有很强的通用性，不仅能适用于显示面板的色度测量，对于其他色度测量也有一定的适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，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为本发明实施例提供的一种色度测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种色度测量方法中光谱仪和相机的视场示意图；

图3为本发明实施例提供的一种色度测量方法中的标定流程图；

图4为本发明实施例提供的一种色度测量方法中的测量流程图；

图5为本发明实施例提供的一种色度测量方法中不同种类屏幕的光谱数据图；

图6为本发明实施例提供的一种色度测量方法中测试区域示意图；

图7为本发明实施例提供的一种色度测量方法的色度x误差对比结果；

图8为本发明实施例提供的一种色度测量方法的色度y误差对比结果；

图9为本发明实施例提供的一种色度测量方法的亮度lv误差对比结果。

其中，1-相机、2-光谱仪、3-待测试显示面板、4-x轴滑动机构、5-z轴滑动机构、6-y轴滑动机构、7-待测物载台、8-模组载台。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本实施例提供了一种色度测量装置，如图1所示，包括相机1、光谱仪2、滑动调节组件、待测物载台7、模组载台8；所述滑动调节组件包括x轴滑动机构4、y轴滑动机构6、z轴滑动机构5；其中，所述x轴滑动机构4、所述y轴滑动机构6、所述z轴滑动机构5分别包括各自的结构件、传动丝杆，所述传动丝杆安装在所述结构件上。

所述y轴滑动机构6设置在所述待测物载台7上，所述z轴滑动机构5位于所述待测物载台7的上方，所述x轴滑动机构4设置在所述z轴滑动机构5上；所述相机1、所述光谱仪2分别通过第一滑块、第二滑块安装在所述x轴滑动机构4上，所述相机1、所述光谱仪2能够在所述x轴滑动机构4上进行左右移动，以便先后调节所述相机1和所述光谱仪2的位置，使所述相机1和所述光谱仪2的相对位置固定不变，使所述相机1和所述光谱仪2能够准确对应待测试显示面板3的同一个区域。

所述x轴滑动机构4能够在所述z轴滑动机构5上进行上下移动，使所述相机1和所述光谱仪2可以通过所述z轴滑动机构5上下移动，以适用于不同尺寸的显示面板。

所述y轴滑动机构6主要用于于相机视场对中，具体的，所述z轴滑动机构5能够在所述y轴滑动机构6上进行前后移动，且所述模组载台8安装在所述y轴滑动机构6上，所述模组载台8能够在所述y轴滑动机构6上移动，所述模组载台8上承载有待测试显示面板3。

为了得到准确的测量结果，在进行采集测量工作时最好在全暗室环境下进行。

色度测量的整个流程如下：

一、相机色度标定，如图3所示，包括以下步骤：

(1)对相机进行平场校正、暗电流矫正等工作。

(2)待测试显示面板依次显示不同颜色、不同亮度的图像。

(3)移动相机和光谱仪到采集区域，优选的情况下，采集区域可以为待测试显示面板的中心区域，因为通常中心区域的亮度均匀性较高；如图2所示，“十字”表示相机的视场中心，圆圈表示光谱仪的视场，“十字”在相机视场中的位置固定，本发明将圆圈称之为标定位置，即将光谱仪的视场作为标定位置。

(4)同时通过相机和光谱仪采集待测试显示面板所显示的不同颜色、不同亮度的画面，所有画面采集完成后，光谱仪获得regxyz数据集，相机获得imgrgb图像集；

(5)在imgrgb图像集中提取标定位置rgb数据集，并与regxyz数据集一一对应起来，即相机和光谱仪都取标定位置的数值，采用bp神经网络或者多项式拟合的方法建立转换模型q1。

二、色度测量，如图4所示，包括以下步骤：

(1)相机(ccd)和光谱仪同时采集待测试显示面板的某个画面；

(2)相机获取采集区域的imgrgb数值，并通过转换模型q1对imgrgb数值进行转换，得到imgxyz数值；光谱仪获得标定位置的regxyz数值；

(3)提取imgxyz数值中对应标定位置的xyz数值，并与regxyz数值进行对比，计算获得两者之间的矫正系数q2；将q2矫正系数用于整个imgxyz，即采用矫正系数q2对采集区域内的imgxyz数值均进行矫正处理，得到最终整个采集区域的色度亮度值，即第一色度亮度值imgxyz。

例如，可直接计算imgxyz数值中对应标定位置的xyz数值与regxyz数值之间的比值，将得到的比值作为矫正系数q2。

(4)通过色品坐标转换公式将第一色度亮度值imgxyz转换为第二色度亮度值img_xylv，完成整个屏幕的色度亮度的测量。

色度测量实例及结果如下：

本实例选择两个不同类型的屏幕，屏幕中心区域光谱分布如图5所示，两种屏幕(type1和type2)的主光谱差异约8nm。本实例选用type1进行相机色度标定，然后分别采用不带光谱仪实时矫正和带光谱仪实时矫正的方法分别测量type2，对比验证两种方法的测量误差。

进行相机色度标定时，即本实例标定样本时，用相机和光谱仪同时采集type1屏幕216张不同颜色不同亮度画面。具体的是[064128192224255]个亮度阶，r、g、b三个不同的颜色组合而成，共计得到216个标定画面。这样就得到包括216张相机图像的imgrgb数据集和包括216个光谱仪数据的regxyz数据集。在相机图像中定位到与光谱仪采集区域对应的区域，提取rgb数据，并与regxyz数据集中的数据一一对应起来，本实验采用多项式回归的方法拟合rgb->xyz之间的转换模型q1。

测试样本与标定样本的采集的画面一致，共计216张画面，本实验分别对比采用光谱仪实时标定与不采用光谱仪实时标定的测来误差。为了更有说服力，本实验选取非标定区域进行对比，如图6所示。测试结果如图7、图8、图9所示，分别为色度x误差对比结果、色度y误差对比结果、亮度lv误差对比结果，可以看到，增加实时矫正后，光谱差异较大的模组，测量误差明显提高。

综上，本发明提出的一种色度测量方法与装置，通过光谱仪搭配彩色相机的装置，通过光谱仪采集的xyz数值实时矫正彩色相机，使其对于不同光谱的色度测量无需重新标定，且能够达到比较高的测量精度。

本发明实施例提供的一种色度测量方法及装置至少包括如下技术效果：

1、对每个相机只需要在实验室标定一次，对不同型号的屏幕都可以适用，且能从根本上提高测量精度。

2、无需定制与ccd高度匹配的滤镜，成本低，易于实现，性价比高。

3、具有很强的通用性，不仅能适用于显示面板的色度测量，对于其他色度测量也有一定的适应性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。