介绍
高分辨率全彩色显示器应用领域越来越广。除了传统的电视和计算机显示应用之外，它们还出现在各种产品中，如洗衣机和烘干机，手表，智能手机，便携式视频游戏，汽车等。消费者群体在不断扩大，追求更高性能的产品享受成为大家的共识。同时提高了制造商对光度和色度测试的需求，这些测试无疑给制造商增加了成本，所以如何降低成本也成为行业里关心的事情。
成像亮度计是如何节省时间的？
对于大多数商业和国防电子设备测试来讲，许多应用程序需要对一个显示器进行多次测量，一个样品要进行三次采样测量来确定其平均亮度。使用传统的基于单点测试的光度计或色度计测量是需要将测量点对准目标执行测量，然后移动仪器（或样品）重新对准点，再次测量，以此类推直至测量完成。在测量过程中，特别是当必须对大量区域或者字符进行采样时，测量人员将消耗大量的时间成本。
成像亮度计系统可以单次测量即可捕获整个样品，然后再用系统软件分析其亮度和色度。这种设计减少了因重新定位机器或样品所需要的时间，以及在每个位置处附加的测量时间。特别的是，在低亮度的情况下，成像亮度计可以多次采样叠加使测量更精准。
成像亮度计如何工作？
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图1单点亮度计测试系统 | 图2成像亮度计测试系统 |
在传统的单点测试系统中（图1），光穿过物镜，成像到镜子中的刻蚀的光阑上。在通过光阑后，待分析信号穿过滤波器，到达检测器，检测器通常为PMT（光电倍增管）或者硅光电二极管（光敏器件将光子转换成电子）。没有通过光孔的信号经过光孔的反射到达观察者的眼睛中。
成像测试系统中（图2），其主要组成部分是物镜透镜、一个或多个滤光器转台和电荷耦合器件检测器（CCD）和系统控制器（计算机）。在操作过程中，成像器通过所有适当的系统滤波器拍摄照片，这非常像智能手机照相机。因此，保存的图像实际上是数百万校正的单点光度计测量结果的合成。 “光度计”的数量限于CCD 中的像素的数量。然后利用系统软件生成样品所需的测量参数。
两个系统都包含用了进行光度测量的可见光滤波器（绿色）-如测试亮度。色度计配备有两个或更多个附加滤色器（红色和蓝色）。滤波器的目标是将检测器响应调整为CIE 1931三刺激值函数的响应（图3）。
| 图 3 CIE 1931 颜色匹配功能 |
对于光度测量，仅使用明视滤光器分析样本，而颜色测量（例如CIE 1931x，y）需要通过所有系统滤光器的测量。 | |
如果测量更高的亮度，需要增加中性Nd滤光片。 |
| 图4二维图像测量显示 |
在如图实施例中，测量样品并在一分钟内定义三个用于分析的区域。 若使用单点测试系统进行测量，将比使用成像测试系统解决方案时间长五倍以上。 成像亮度计的另一个优点是能够保存图像用于将来的分析使用。 | |
硬件特点 | |
l 低噪声，热电制冷探测器 | l 高速率片转轮 |
l USB2.0接口 | l 高品质物镜（可订制特殊应用镜头） |
系统软件
成像亮度计控制和分析软件是系统的关键组件，并控制成像亮度计的校准，图像捕获和捕获后数据分析。成像软件的典型分析功能包括：
l 亮度(平均，，等) | l 色度（CIE 1931 x,y , 1976 u’, v’） |
l 亮度颜色均匀性 | l 色温（CCT） |
l MIL-L-7788H 3 点平均 | l L*a*b* / L*u*v* / ΔE* |
l 对比度 | l 亮度和色度 Pass / Fail |
l 2D/3D 亮度曲线 | l 调制深度 |
l 亮度颜色映射（伪色MAPPING） | l 线宽和高度 |
l 调制传递函数（MTF） | l 显示缺陷分析（MURA） |
特殊功能介绍：
True8 软件被能够快速分析测试项目，在汽车和航空显示领域有着独特的应用功能。
l 自动寻找发光形状，给出平均亮度，色度，并形成AOR关注点列表。
l 自动三点字符求平均
l SDK客户订制化应用
l 自动Pass / Fail色度测试，瞬间完成Go/No产品品质指导
l 生成可订制化
l 矩阵色度校准功能（方便客户自行校准）
l 像素观察--可以查看和保存所有像素的亮度，色度，以及原始RAW数据等。
| 自动寻找发光字符，并能准确计算出其发光区域的亮度和色度信息。 明显看出，在未进行自动寻找功能的时候平均亮度远远低于寻找完后的平均亮度，甚至是4倍关系。 |
图4 自动寻找发光形状 |
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图5伪色映射（MAPPING） | 图6 3D 亮度曲线 |
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图7自动三点均匀 | 图8 CIE 色度值 |
| 快速计算关注点的亮度，平均亮度，线宽，对比度，调制深度测量参数 |
图9截面图 |
| 根据需要设置亮度和色度的Pass/Fail标准，并将其加载在AOR关注点集里面，在输出中会给出产品的品质信息：NG/GO。 |
图10 Pass/Fail标准制定 |
| 可以实现客户自定义Report模式，可以选择自己Logo图标，可以选择是否现实亮度2D/3D，CIE色度图，AOR图等内容。 这些都是在File Report功能下实现。 |
图11自定义Logo图标 |
Photo Research Tru-Image 成像亮度计如图12。 Tru-Image TRU8 2D成像亮度计，其中包括相机、接口电缆和系统软件。它采用800万像素CCD，分辨率为5.5μm/pixel，适合汽车和航空（MIL7788H）高速测试，测试项目包括：显示均匀性，CIE 色度，CCT，主波长等。 USB 接口可以与Windows 7 或更高版本的PC 或笔记本电脑的通讯。通过已设定的矩阵校正算法来保证光度和色度。矩阵矫正法可以帮助用户自行校准以及生成自定义矩阵。成像亮度计由相机和VideoWin 3 控制包含分析软件和一个用户自定义应用程序SDK开发包。Tru-Image 是同类产品中性价比的解决方案。 |
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图12 - TRU-IMAGE TRU8 |
结论
由于成像设备数量的增加和消费者对图像质量需求越来越高，制造商必须使用更快的光学测试方法来降低成本以保持产品竞争力。成像色度计是一种有效降低成本的解决方案，有助于实现这些目标。
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