屏幕測量

屏幕測量

概 要

随着移動電(diàn)子設備的快速發展，各種新技術層出不窮，手機等移動電(diàn)子設備成為(wèi)了人(rén)們生(shēng)活中*的一部分。随着智能設備市場(chǎng)不斷擴大(dà)，以手機OLED屏幕和(hé)顯示器(qì)LCD屏幕為(wèi)主的産品出貨量也不斷增加，對各類屏幕進行(xíng)質量檢測和(hé)測試的需求也越來(lái)越旺盛，因此催生(shēng)了各類屏幕測量設備。基于光譜法的測量設備，在能達到相同甚至更高(gāo)精度的同時(shí)，體(tǐ)積更小(xiǎo)，更便捷，适用于更多(duō)的檢測場(chǎng)景。

本文以荷蘭Avantes公司的微型光纖光譜儀AvaSpec-ULS2048CL為(wèi)例，介紹微型光譜儀在屏幕測量方面的應用。AvaSpec-ULS2048CL光譜儀非常适合在線長時(shí)間(jiān)測量應用，而且由于探測器(qì)具有(yǒu)30微秒(miǎo)的電(diàn)子快門(mén)功能，因此具有(yǒu)動态範圍大(dà)，測量速度快等優點。

1.1 儀器(qì)原理(lǐ)
荷蘭Avantes公司的AvaSpec-ULS2048CL-EVO光纖光譜儀，采用對稱式光路設計，焦距75mm，包括光纖接頭（标準SMA接口）、準直鏡、衍射光栅、聚焦鏡和(hé)2048像素線陣CMOS探測器(qì)，波長範圍200-1100nm，分辨率可(kě)達0.06nm，提供USB3.0接口、高(gāo)速網口和(hé)I/O外觸發同步接口。

2.1 性能介紹

2.1.1 多(duō)屏幕同時(shí)檢測

AvaSpec-ULS2048CL光譜儀可(kě)以與光纖多(duō)路複用器(qì)連用，光纖多(duō)路複用器(qì)是一種能夠把一個(gè)輸入通(tōng)道(dào)耦合到16個(gè)不同輸出通(tōng)道(dào)或16個(gè)輸入對一個(gè)輸出的裝置。這個(gè)複用器(qì)是由一個(gè)準确控制(zhì)的步進馬達和(hé)旋轉滑輪組成。光路之間(jiān)通(tōng)過多(duō)個(gè)COL-UV/VIS準直透鏡耦合。 光纖多(duō)路複用器(qì)是通(tōng)過軟件控制(zhì)的，與計算(suàn)機之間(jiān)是通(tōng)過USB2.0連接的。通(tōng)過軟件可(kě)以控制(zhì)全部參數如切換順序、切換時(shí)間(jiān)和(hé)延遲時(shí)間(jiān)等。多(duō)路複用器(qì)也有(yǒu)2路輸入-8路輸出或4路輸入-4路輸出的型号，它可(kě)以用于工業過程控制(zhì)中，如在多(duō)個(gè)位置需要用多(duō)個(gè)探頭進行(xíng)測量，而隻用一台光譜儀和(hé)/或光源。整台光譜儀采用主從通(tōng)道(dào)控制(zhì)，各通(tōng)道(dào)間(jiān)可(kě)實現真正意義上(shàng)的同步數據采集。

 圖2  FOM光纖多(duō)路複用器(qì)

2.1.2 強大(dà)的曆史通(tōng)道(dào)功能

在AvaSoft-FULL軟件中的曆史通(tōng)道(dào)功能，使我們可(kě)以很(hěn)方便的監視(shì)L*a*b值、XYZ值、色差Δu、Δv、ΔE色差等參數随時(shí)間(jiān)的變化情況，甚至我們還(hái)可(kě)以自定義一些(xiē)參量，并觀察它們随時(shí)間(jiān)的變化，軟件也可(kě)以同時(shí)監測多(duō)個(gè)參數随時(shí)間(jiān)的變化。

圖3  實時(shí)監測各參數變化

 2.2 測量方法
屏幕測量是光譜儀比較簡單的一項應用。使用時(shí)隻要按照如下步驟即可(kě)：
1．安裝軟件AvaSoft-FULL
2．使用USB線或網線将光譜儀與計算(suàn)機連接。
3．使用光纖将待測光信号耦合進光譜儀，運行(xíng)軟件就可(kě)以得(de)到光譜數據。如下圖所示：

圖4  屏幕測量示意圖 

2.3 測量項目

LCD和(hé)OLED屏幕測量有(yǒu)很(hěn)特别的應用需求，Avantes在顯示屏幕領域研究多(duō)年，公司在配置系統和(hé)應用方面有(yǒu)豐富的經驗，可(kě)以幫助客戶配置适合其應用的系統。主要測量項目：

1. 顯示屏的亮度、色度、光譜；
2. RGB色度及CIE1931、CIE1976、色域；
3. 亮度均勻性和(hé)色度不均性、
4. 色差Δu、Δv、ΔE等；

3．結論
  AvaSpec-ULS2048CL-EVO光纖光譜儀有(yǒu)很(hěn)高(gāo)的可(kě)靠性，較上(shàng)一代進行(xíng)了大(dà)幅度升級，在數據傳輸速度及安全性上(shàng)有(yǒu)了質的飛躍，同時(shí)采用新的生(shēng)産工藝，大(dà)幅度降低(dī)了環境溫度對光譜儀的影(yǐng)響：環境溫度每變化1℃僅漂移0.1個(gè)像元；良好的溫度穩定性确保了長時(shí)間(jiān)測量的準确性和(hé)可(kě)重複性，*适應工業測試環境；

經典配置為(wèi):

光譜儀AvaSpec-ULS2048CL-EVO;

通(tōng)光狹縫25或50微米；

測量範圍360-1000nm；

分辨率（FWHM）為(wèi)1.4-2.4nm；

2米長專業測量光纖（FC-UVIR200-2-ME），光纖的測量端配有(yǒu)直徑3.9mm的餘弦校(xiào)正器(qì)（CC-UV/VIS）。

整個(gè)系統用NIST可(kě)溯源标準光源在特定的波長範圍做(zuò)特定的輻射定标（μW/cm2/nm），定标後的系統可(kě)用AvaSoft-IRRAD軟件來(lái)測量并得(de)到以下參數：X, Y, Z, x, y, z, u, v, CRI、色溫、主波長、補色主波長、半高(gāo)寬、峰值波長、色差ΔE等。此外，原始數據和(hé)色坐(zuò)标也可(kě)以顯示。客戶可(kě)用Avantes提供的動态鏈接庫（DLL）可(kě)通(tōng)過C#、C++及其他的編譯環境進行(xíng)二次開(kāi)發。

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