屏幕測(cè)量

屏幕測(cè)量

概 要

隨著移動(dòng)電子設(shè)備的快速發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮，手機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備成為了人們生活中*的一部分。隨著智能設(shè)備市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，以手機(jī)OLED屏幕和顯示器LCD屏幕為主的產(chǎn)品出貨量也不斷增加，對(duì)各類屏幕進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和測(cè)試的需求也越來越旺盛，因此催生了各類屏幕測(cè)量設(shè)備。基于光譜法的測(cè)量設(shè)備，在能達(dá)到相同甚至更高精度的同時(shí)，體積更小，更便捷，適用于更多的檢測(cè)場(chǎng)景。

本文以荷蘭Avantes公司的微型光纖光譜儀AvaSpec-ULS2048CL為例，介紹微型光譜儀在屏幕測(cè)量方面的應(yīng)用。AvaSpec-ULS2048CL光譜儀非常適合在線長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量應(yīng)用，而且由于探測(cè)器具有30微秒的電子快門功能，因此具有動(dòng)態(tài)范圍大，測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)。

1.1 儀器原理
荷蘭Avantes公司的AvaSpec-ULS2048CL-EVO光纖光譜儀，采用對(duì)稱式光路設(shè)計(jì)，焦距75mm，包括光纖接頭（標(biāo)準(zhǔn)SMA接口）、準(zhǔn)直鏡、衍射光柵、聚焦鏡和2048像素線陣CMOS探測(cè)器，波長(zhǎng)范圍200-1100nm，分辨率可達(dá)0.06nm，提供USB3.0接口、高速網(wǎng)口和I/O外觸發(fā)同步接口。

2.1 性能介紹

2.1.1 多屏幕同時(shí)檢測(cè)

AvaSpec-ULS2048CL光譜儀可以與光纖多路復(fù)用器連用，光纖多路復(fù)用器是一種能夠把一個(gè)輸入通道耦合到16個(gè)不同輸出通道或16個(gè)輸入對(duì)一個(gè)輸出的裝置。這個(gè)復(fù)用器是由一個(gè)準(zhǔn)確控制的步進(jìn)馬達(dá)和旋轉(zhuǎn)滑輪組成。光路之間通過多個(gè)COL-UV/VIS準(zhǔn)直透鏡耦合。 光纖多路復(fù)用器是通過軟件控制的，與計(jì)算機(jī)之間是通過USB2.0連接的。通過軟件可以控制全部參數(shù)如切換順序、切換時(shí)間和延遲時(shí)間等。多路復(fù)用器也有2路輸入-8路輸出或4路輸入-4路輸出的型號(hào)，它可以用于工業(yè)過程控制中，如在多個(gè)位置需要用多個(gè)探頭進(jìn)行測(cè)量，而只用一臺(tái)光譜儀和/或光源。整臺(tái)光譜儀采用主從通道控制，各通道間可實(shí)現(xiàn)真正意義上的同步數(shù)據(jù)采集。

 圖2  FOM光纖多路復(fù)用器

2.1.2 強(qiáng)大的歷史通道功能

在AvaSoft-FULL軟件中的歷史通道功能，使我們可以很方便的監(jiān)視L*a*b值、XYZ值、色差Δu、Δv、ΔE色差等參數(shù)隨時(shí)間的變化情況，甚至我們還可以自定義一些參量，并觀察它們隨時(shí)間的變化，軟件也可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)參數(shù)隨時(shí)間的變化。

圖3  實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各參數(shù)變化

 2.2 測(cè)量方法
屏幕測(cè)量是光譜儀比較簡(jiǎn)單的一項(xiàng)應(yīng)用。使用時(shí)只要按照如下步驟即可：
1．安裝軟件AvaSoft-FULL
2．使用USB線或網(wǎng)線將光譜儀與計(jì)算機(jī)連接。
3．使用光纖將待測(cè)光信號(hào)耦合進(jìn)光譜儀，運(yùn)行軟件就可以得到光譜數(shù)據(jù)。如下圖所示：

圖4  屏幕測(cè)量示意圖 

2.3 測(cè)量項(xiàng)目

LCD和OLED屏幕測(cè)量有很特別的應(yīng)用需求，Avantes在顯示屏幕領(lǐng)域研究多年，公司在配置系統(tǒng)和應(yīng)用方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以幫助客戶配置適合其應(yīng)用的系統(tǒng)。主要測(cè)量項(xiàng)目：

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

3．結(jié)論
  AvaSpec-ULS2048CL-EVO光纖光譜儀有很高的可靠性，較上一代進(jìn)行了大幅度升級(jí)，在數(shù)據(jù)傳輸速度及安全性上有了質(zhì)的飛躍，同時(shí)采用新的生產(chǎn)工藝，大幅度降低了環(huán)境溫度對(duì)光譜儀的影響：環(huán)境溫度每變化1℃僅漂移0.1個(gè)像元；良好的溫度穩(wěn)定性確保了長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，*適應(yīng)工業(yè)測(cè)試環(huán)境；

經(jīng)典配置為:

光譜儀AvaSpec-ULS2048CL-EVO;

通光狹縫25或50微米；

測(cè)量范圍360-1000nm；

分辨率（FWHM）為1.4-2.4nm；

2米長(zhǎng)專業(yè)測(cè)量光纖（FC-UVIR200-2-ME），光纖的測(cè)量端配有直徑3.9mm的余弦校正器（CC-UV/VIS）。

整個(gè)系統(tǒng)用NIST可溯源標(biāo)準(zhǔn)光源在特定的波長(zhǎng)范圍做特定的輻射定標(biāo)（μW/cm2/nm），定標(biāo)后的系統(tǒng)可用AvaSoft-IRRAD軟件來測(cè)量并得到以下參數(shù)：X, Y, Z, x, y, z, u, v, CRI、色溫、主波長(zhǎng)、補(bǔ)色主波長(zhǎng)、半高寬、峰值波長(zhǎng)、色差ΔE等。此外，原始數(shù)據(jù)和色坐標(biāo)也可以顯示?？蛻艨捎肁vantes提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）可通過C#、C++及其他的編譯環(huán)境進(jìn)行二次開發(fā)。

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