CN100578179C

CN100578179C - 测量发光画面亮度均匀性的方法

Info

Publication number: CN100578179C
Application number: CN200710141775A
Authority: CN
Inventors: 李郑阳; 陈明荣
Original assignee: AU Optronics Suzhou Corp Ltd; AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Suzhou Corp Ltd; AU Optronics Corp
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2027-08-21
Also published as: US20090051907A1; US8208018B2; CN101101237A

Abstract

一种测量发光画面亮度均匀性的方法，包括：将该发光画面分成多个区块；测量每一区块的亮度；计算每一区块的亮度与周围相邻区块的亮度差异的平均值K；以及将该K值与预定值进行比较，其中当K值大于该预定值时则表示该区块与相邻区块亮度差异超过所要求的均匀度临限值，当K值小于该预定值时则表示该区块与相邻区块亮度差异为符合所要求的均匀度的临限值。本发明的测量方法将整个画面均纳入评估范围，能够保证测量结果的准确性。

Description

测量发光画面亮度均匀性的方法

技术领域

本发明涉及一种亮度测量方法，尤其涉及一种发光画面的亮度均匀性的测量方法。

背景技术

具有发光画面的显示产品，例如液晶显示面板，其整个发光画面的亮度必须尽量均匀一致，因为当为液晶显示面板提供显示光源的背光源所发出的光线不均匀时，其通过液晶面板显示出的画面即会出现明暗不均的情形，影响用户对液晶面板所显示画面的视觉观感。

现有的对一个发光画面的亮度均匀性的测量方法是遵循视频电子标准协会(VESA)制定的标准，如图1及图2所示，即通过测量发光画面上的9个点L1～L9或13个点L1～L13位置的亮度，然后通过计算9个点或13个点中最小亮度与最大亮度的比值来计算发光画面的均匀度，用以衡量整个发光画面的亮度均匀性。然而这种评估方式存在一定缺陷，因为单单测量整个画面的9个点或13个点时，可能该9个点或13个点的亮度是一致的，但其它区域的亮度可能与这些点的亮度并不一致，这样仅通过测量整个画面的9个点或13个点就得出整个画面的亮度是均匀的结论只是一种概率统计，可能存在误差。例如可以用特别的方法将指定的9点或13点位置的亮度进行调整，使9点或13点的亮度达到一致，但实际上，整个画面的其它区域的亮度未必与测量的9点或13点的亮度一致。因此，虽然通过公知的评估方式计算出画面上某些特定位置的亮度是一致的，但实际上可能整个发光画面的亮度并不是均匀的。

另外，虽然通过该公知的测量方法得出的结论还可以通过人眼的直接判断来检验，但由于人眼的判断是主观判断，会由于不同观察者和环境的不同造成判断结果的差异。例如可能被测量的9个点或13个点的亮度是一致的，而其它点与该被测量9点或13点的亮度并不一致，但当整个画面的亮度比较高时，由于人眼对于高亮度下亮度的差异变化感觉不敏锐，所以人眼认为整个画面的亮度是均匀的，但实际上整个画面的亮度并不均匀。这样一个实际上具有不均匀亮度的不合格产品就可能顺利通过公知方式的测量检验而流向市场。

因此，公知的发光画面亮度均匀性的判断方法存在缺陷，确有必要提供一种方案，以克服和改进已知技术的上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量发光画面亮度均匀性的方法，其能够保证测量结果的准确性。

依据本发明的目的，本发明提供一种测量发光画面亮度均匀性的方法，其包括如下步骤：将该发光画面分成多个区块；测量每一区块的亮度；计算每一区块的亮度与周围相邻区块的亮度差异的平均值K；以及将该K值与预定值进行比较，其中当K值大于该预定值时则表示该区块与相邻区块亮度差异超过所要求的均匀度临限值，当K值小于该预定值时则表示该区块亮度与相邻区块亮度差异符合所要求的均匀度的临限值。

根据本发明的测量方法，前述发光画面是被平均分成多个区块的，每一区块大小相同，而且所述区块呈矩阵排列。

根据本发明的测量方法，每一区块的K值以下式计算而得：

K = \frac{\underset{n}{Σ} [| L_{k} - L_{n} | / L_{n}] + \underset{m}{Σ} [| L_{k} - L_{m} | / \sqrt{2} L_{m}]}{m + n},

其中L_k为区块的亮度，L_n为包围该区块的相邻区块中与该区块成垂直或平行并列的相邻区块的亮度，L_m为包围该区块的相邻区块中与该区块成对角线的相邻区块的亮度，其中n为包围该区块的相邻区块中与该区块成垂直或平行并列的相邻区块的数量，m为包围该区块的相邻区块中与该区块成对角线的相邻区块的数量。

本发明的发光画面亮度均匀性的测量方法，其测量点包括整个发光画面的所有点，因而能更精确地表示出发光画面的实际亮度均匀性。

附图说明

图1为已知发光画面测量方法示意图。

图2为已知的另一种发光画面测量方法示意图。

图3为本发明一实施例的测量发光画面每一区块亮度的示意图。

图4为本发明一实施例计算一特定区块与周围区块亮度差异平均值的参考示意图。

图5为本发明对发光画面测量结果的图面示意图。

具体实施方式

根据韦伯定律(weber’s law)，在一个刺激能量上，发现一个最小可觉察的感觉差异，所需的刺激变化量与原刺激量的大小的比是常数。产生的最小感觉差异称为最小可觉差(just noticeable difference，JND)，用公式表示是JND＝kI或者k＝ΔI/I，k是常数，ΔI是引起差别感觉的最小刺激变化量，即JND，I是刺激本身的强度或数量。

本发明根据韦伯定律的原理，提供判断一个发光画面的亮度是否均匀的方法，其通过将画面分割成多个区块，然后计算该区块与周围相邻区块的亮度差异(即前述刺激变化量)与该相邻区块亮度(即前述原刺激量)的比值K，然后将K值与预定值(例如最小可觉差JND值)比较；当某一区块的亮度与相邻区块亮度之差的K值小于最小可觉差时，观察者感觉不到两个区块之间有亮度差，即观察者感觉两个区块之间亮度是均匀的；当某一区块的亮度与相邻区块的亮度之差的K值大于最小可觉差时，则观察者感觉到两个区块之间有亮度差，即观察者感觉两个区块之间亮度是不均匀的。

下面以测量一液晶面板的发光画面亮度均匀性为例，对本发明的测量方法进行详细说明。

请参考图3与图4，首先将一发光画面分成多个区块，测量每一区块的亮度。在测量发光画面每一区块的亮度时，可以采用测量仪器逐点测量每一区块亮度的方法，也可以采用电荷耦合组件(charge-coupled device；CCD)对整面画面同时测量的方法，或者对多个包含至少一所述区块的组合区块，同时测量至少一该组合区块内所有区块的亮度，然后逐个测量每一组合区块直至测量完整个画面的所有区块的亮度。

采用测量仪器逐点测量的方法即用测量仪器逐点测量多个发光画面的每一区块的亮度，其测量的区块的数量可根据被测量画面的长度和宽度以及所要达到的测量精度，通过调整测量距离、视角而定。采用CCD整面量测时，测量的区块数量需视CCD精度而定。

下面以逐点测量法为例，对如何测量发光画面的每一区块的亮度进行说明。如图3所示，将一测量仪器1距离液晶面板2的发光画面3一距离z放置，使其接收发光画面3的光线视角为θ，则测量仪器1对应每次测试的区块为一圆形区块，其半径r＝ztan(θ/2)；区块的个数为(L/2r)*(W/2r)，其中L为发光画面3的长度，W为发光画面3的宽度。以一个长度L为412毫米、宽度W为310毫米的发光画面的液晶面板2为例，一般测量仪器1与发光画面3的距离z为50厘米，其接收该发光画面3的光线视角θ为1度，则可以得出所测量的每一区块的直径为8毫米，则总共测量的区块数为长度方向为L＝412/8≈51个；宽度方向为W＝310/8≈39个，总共为近2000个区块。

如图4所示，所测量的所有区块呈矩阵排列，以其中一区块k为例，其所测得的亮度为L_k，包围该区块k的相邻区块中包括与该区块成垂直或平行并列的相邻区块2、4、5、7，其亮度分别为L₂、L₄、L₅、L₇以及与该区块成对角线相邻区块1、3、6、8，其亮度分别为L₁、L₃、L₆、L₈。

然后计算该区块k与周围区块1-8亮度差异的平均值K，由于包围该区块k的相邻区块中包括与该区块成垂直或平行并列的相邻区块2、4、5、7与该区块k直接紧贴相邻，其该相邻区块2、4、5、7与该区块k的亮度差异平均值为：

K = \frac{| L_{k} - L_{2} | / L_{2} + | L_{k} - L_{4} | / L_{4} + | L_{k} - L_{5} | / L_{5} + | L_{k} - L_{7} | / L_{7}}{4}

而与该区块k成对角线相邻区块1、3、6、8与该区块k的距离为前述与该区块成垂直或平行并列的相邻区块与该区块k距离的

倍，则所述区块1、3、6、8与该区块k的亮度差异平均值为：

K = \frac{| L_{k} - L_{1} | / {\sqrt{2} L}_{1} + | L_{k} - L_{3} | / \sqrt{2} L_{3} + | L_{k} - L_{6} | / \sqrt{2} L_{6} + | L_{k} - L_{8} | / \sqrt{2} L_{8}}{4}

则该区块k与包围该区块的所有区块的亮度差异的平均值为：

K = (\frac{| L_{k} - L_{2} | / L_{2} + | L_{k} - L_{4} | / L_{4} + | L_{k} - L_{5} | / L_{5} + | L_{k} - L_{7} | / L_{7}}{4}

+ \frac{| L_{k} - L_{1} | / \sqrt{2} L_{1} + | L_{k} - L_{3} | / \sqrt{2} L_{3} + | L_{k} - L_{6} | / \sqrt{2} L_{6} + | L_{k} - L_{8} | / \sqrt{2} L_{8}}{4}) / 2

其可归纳为：

K = \frac{\underset{n}{Σ} [| L_{k} - L_{n} | / L_{n}] + \underset{m}{Σ} [| L_{k} - L_{m} | / \sqrt{2} L_{m}]}{m + n}

其中L_k为该要计算区块k的亮度，L_n为包围该区块k的相邻区块中与该区块k成垂直或平行并列的相邻区块的亮度，n为所述相邻区块的数量；L_m为包围该区块k的所述相邻区块中与该区块k成对角线的相邻区块的亮度，m为所述相邻区块的数量。

然后将计算所得的K值与预定值进行比较，比如该预定值可为经本发明的发明人试验测得人眼对亮度差异所感觉的均匀度临限值0.013，当该区块k计算所得的K值小于0.013时，则表示该区块与相邻区块的亮度差异低于人眼可察觉的范围，即该区块与周围区块的亮度比较均匀。当该区块所计算出的K值大于0.013时，则人眼可感觉该区块与相邻区块存在亮度差异，即该区块与相邻区块亮度不均匀。

由于人眼对亮度差异所感觉的均匀度的临限值0.013是一个临界值，实际计算中该预定值可以有一些浮动，较佳而言，其范围可以在0.013至0.017之间。

如图5所示，可以根据所测量发光画面的每一区块的K值制成一图面，其中图面中K值大于0.017的区块以阴影标示，然后与人眼实际观察到的所测发光画面进行比对，以进一步检验所测得的亮度均匀性与人眼观察的结果是否一致，以及根据该图面所示的结果对K值大于0.017的区块的亮度进行调节等。

在上述实施例中，对所测量发光画面划分成多个区块时，是将该发光画面分成多个圆形区块，在其它实施例中也可将该发光画面划分成多个矩形区块，或者其它形状的区块。

另外，前述计算每一区块K值以及绘制计算结果图面的步骤可由计算机自动执行。

另外，上述实施例是以测量液晶面板发光画面的亮度均匀性为例予以说明，本发明的测量方法也可用于液晶面板背光板的亮度均匀性的测量。

以上所述者仅为本发明的优选实施方式，本领域技术人员依本发明的精神所作的等效修饰或变化，皆涵盖于本申请的权利要求之内。

Claims

1.一种测量发光画面亮度均匀性的方法，其包括：

将该发光画面分成多个区块；

测量每一区块的亮度；

计算每一区块的亮度与周围相邻区块的亮度差异的平均值K；以及

将该K值与预定值进行比较，其中当K值大于该预定值时则表示该区块亮度与相邻区块亮度差异超过所要求的均匀度临限值，当K值小于该预定值时则表示该区块亮度与相邻区块亮度差异为符合所要求的均匀度的临限值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该发光画面为液晶显示面板的画面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该发光画面为液晶显示面板的背光板的发光面。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的方法，其中该发光画面被平均分成多个区块。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述区块呈矩阵排列。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述测量每一区块的亮度是同时测量所有区块的亮度。

7.根据权利要求5所述的方法，其中还包括多个组合区块，该多个组合区块包含至少一所述区块。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述测量每一区块的亮度是同时测量至少一该组合区块内所有区块的亮度。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述测量每一区块的亮度是逐一测量每一区块的亮度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述每一区块为一圆形区块。

11.根据权利要求10所述的方法，其中逐一测量每一区块的亮度的步骤包括：将测量仪距离该发光画面一距离z放置，使该测量仪接收该发光画面的光线视角为θ，该测量仪对应每次测试的区块半径r＝ztan(θ/2)，所测区块的个数为(L/2r)*(W/2r)，其中L为该发光画面的长度，W为该发光画面的宽度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中前述距离z为50cm，前述角度θ为1度。

13.根据权利要求5所述的方法，其中K值以下式表示：

K = \frac{\underset{n}{Σ} [{| L}_{k} - L_{n} | / L_{n}] + \underset{m}{Σ} [| L_{k} - L_{m} | / \sqrt{2} L_{m}]}{m + n},

其中L_k为该区块的亮度，L_n为包围该区块的相邻区块中与该区块成垂直或平行并列的相邻区块的亮度，L_m为包围该区块的所述相邻区块中与该区块成对角线的相邻区块的亮度，其中n为包围该区块的相邻区块中与该区块成垂直或平行并列的相邻区块的数量，m为包围该区块的所述相邻区块中与该区块成对角线相邻区块的数量。

14.根据权利要求1所述的方法，其中该预定值为0.013至0.017。

15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据计算的各区块的K值绘制一图面。

16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在该图面中以阴影标示K值超过预定值的区块。

17.根据权利要求1所述的方法，其中测量每一区块的亮度包括以电荷耦合组件对该发光画面进行测量。