透明显示器光学特性测量装置和测量方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，特别是涉及一种透明显示器光学特性测量装置和测量方法。

背景技术

随着透明显示器的广泛应用，对透明显示器的对比度测量需求越来越大。传统技术中通常在暗室内测量显示器的对比度，然而，由于透明显示器需具备高透光度，使得透明显示器的发光效果受到环境光的影响较大，因此，传统测量装置应用于透明显示器时，所得出的测量结果不准确。

发明内容

基于此，有必要针对传统的显示器测量装置应用于透明显示器时所得出的测量结果不准确的问题，提供一种透明显示器光学特性测量装置和测量方法。

根据本申请的一个方面，提供一种透明显示器光学特性测量装置，其特征在于，包括第一空心球和第二空心球，所述第一空心球内和所述第二空心球内均设有光源，所述第一空心球的内壁和所述第二空心球的内壁均设有漫反射层，且所述第一空心球和所述第二空心球中至少一者上设有辉度计；所述第一空心球和所述第二空心球之间设有用于安装所述透明显示器的安装空间；所述第一空心球上设有贯通其球壁的第一透光孔，所述第二空心球上设有贯通其球壁的第二透光孔；所述第一透光孔、所述安装空间及所述第二透光孔形成光线能够通过的透光通道。

在一些实施例中，所述透明显示器光学特性测量装置还包括设于所述第一空心球和所述第二空心球之间的安装支架；所述安装空间设于所述安装支架上。

在一些实施例中，所述第一空心球和所述第二空心球沿第一方向相对地设于所述安装支架的两侧，且所述第一空心球和/或所述第二空心球能够沿所述第一方向相对所述安装支架移动。

在一些实施例中，所述透明显示器光学特性测量装置还包括沿所述第一方向延伸的滑轨，所述第一空心球和/或所述第二空心球滑动连接于所述滑轨上。

在一些实施例中，所述辉度计滑动连接于所述第一空心球上。

在一些实施例中，所述第一空心球的外表面滑动连接有安装座，所述辉度计安装于所述安装座上，以通过所述安装座带动所述辉度计沿预设轨迹移动；所述第一空心球上设有沿所述预设轨迹延伸的透光部，以使所述第一空心球内的光线能透过所述透光部进入所述辉度计。

在一些实施例中，所述安装座构造为空心的半球形，且所述安装座的内直径与所述第一空心球的外直径相等；或者所述安装座构造为延伸方向与所述预设轨迹平行的条状结构，且所述条状结构的宽度大于或等于透光部的宽度。

在一些实施例中，所述第一透光孔的开口大小和/或所述第二透光孔的开口大小可调。

在一些实施例中，所述漫反射层的反射率为90％～98％。

根据本申请的另一个方面，提供一种透明显示器光学特性测量方法，所述方法包括以下步骤：提供如前述的透明显示器光学特性测量装置；将透明显示器安装于所述安装位；控制所述透明显示器和所述光源均发光，获取所述辉度计的第一测量结果；控制所述透明显示器不发光、所述光源发光，获取所述辉度计的第二测量结果；根据所述第一测量结果和所述第二测量结果计算出所述透明显示器的性能参数。

本申请提供的透明显示器光学特性测量装置，通过在并列排布的第一空心球和第二空心球之间设置用于安装透明显示器的安装空间，并在第一空心球上设置第一透光孔，第二空心球上设置第二透光孔，利用第一透光孔、安装空间以及第二透光孔形成供光线通过的透光通道，使得当透明显示器安装于安装位上时，第一空心球内的光源发出的光线能穿过透明显示器而传播至第二空心球内，第二空心球内的光源发出的光线能穿过透明显示器而传播至第一空心球内。如此，当第一空心球上设有与第一透光孔间隔的辉度计时，该辉度计能够测量出透明显示器的发光亮度、第一空心球内的漫射光亮度及第二空心球内的光线穿过透明显示器后的穿透光亮度；当第二空心球上设有与第二透光孔间隔设置的辉度计时，该辉度计能够测量出透明显示器的发光亮度、第二空心球内的漫射光亮度及第一空心球内的光线穿过透明显示器后的穿透光亮度。基于此，依据对比度计算公式可进一步计算出透明显示器的对比度，由于对比度的计算结果综合考虑了各项环境因素的影响，从而提升对比度测量结果的准确度。

附图说明

图1示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的局部结构示意图；

图2示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的局部结构示意图；

图3示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的整体结构示意图；

图4示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的局部结构示意图；

图5a示出了本申请一实施例中第一透光孔的结构示意图；

图5b示出了本申请另一实施例中第一透光孔的结构示意图；

图5c示出了本申请另一实施例中第一透光孔的结构示意图。

附图标号说明：

10： 第一空心球 30： 辉度计

11： 第一透光孔 40： 安装支架

12： 安装座 50： 滑轨

13： 光源 60： 透明显示器

20： 第二空心球 X： 第一方向

21： 第二透光孔

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

由于现今显示器应用越来越广泛，且应用场景不仅包括室内，还包括室外，因此对显示器的对比度要求也越来越高。另外，除了传统的显示器以外，透明显示器也逐渐在生活中普及，而透明显示器需要具备高透光度，使得透明显示器的相对两侧的光线均会对透明显示器显示的影像造成明显的干扰，若要保障用户能够清晰地观看透明显示器显示的影像，则对透明显示器的对比度性能要求很高。并且，当透明显示器应用于室外时，由于透明显示器的相对两侧均会有较强的干扰光线，使得透明显示器的对比度性能要求也会更高。因此，对透明显示器的对比度测量也越发重要。

传统技术中通常在暗室内测量液晶显示器的对比度，而暗室内的测量结果无法反映光线漫射环境下的对比度情况，但透明显示器的发光效果受到环境光的影响较大，若将传统的测量装置应用于透明显示器，则所得出的结构难以真实反映透明显示器的对比度性能，即该方式所得出的测量结果不准确。

基于此，本申请提供一种透明显示器光学特性测量装置，包括至少两个直线排布的积分球，任意相邻两个积分球之间设有将该两个积分球连通的透光孔，透光孔处设有用于安装透明显示器的安装位。可以理解的是，透明显示器具有相对的第一侧和第二侧，透明显示器使用过程中的环境光主要包括位于第一侧的漫射光以及从第一侧朝向第二侧穿过透明显示器的穿透光。当透明显示器安装于安装位上时，位于透明显示器的相对两侧的积分球内的光线可分别模拟透明显示器使用时的漫射光和穿透光。通过控制透明显示器以及积分球内光源的发光情况，可测量出透明显示器的发光亮度、漫射光亮度、穿透光亮度等各项数值，然后依据以下计算公式计算出对比度：

其中，L为透明显示器的发光亮度、R1为透明显示器的第一侧的漫射光亮度、R2为从透明显示器的第二侧向第一侧穿透过来的穿透光亮度。如此，对比度的计算结果综合考虑了各项环境因素的影响，从而提升对比度测量结果的准确度。

积分球又称光度球、光通球，是具有高反射性内表面的空心球体，该空心球体的内壁应是良好的球面，通常要求它相对于理想球面的偏差应不大于内径的0.2％。积分球内设有光源，积分球的内壁涂有漫反射系数接近1的材料，以使光源发出的光线在球内壁各点漫射均匀，且球壁上开设有用于放置光接收器件的接收孔。

图1示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的局部结构示意图。

参阅图1，本申请一实施例提供的透明显示器光学特性测量装置，包括第一空心球10和第二空心球20，其中，第一空心球10和第二空心球20的内直径相同或相异。第一空心球10内和第二空心球20内均设有光源13，示例性地，第一空心球10内的光源13与第一空心球10的上方内侧壁连接，第二空心球20内的光源13与第二空心球20的上方内侧壁连接。第一空心球10的内壁和第二空心球20的内壁均设有漫反射层，示例性地，第一空心球10内的漫反射层完全覆盖第一空心球10的内壁，第二空心球20内的漫反射层完全覆盖第二空心球20的内壁。第一空心球10和第二空心球20中至少一者上设有辉度计30，通过辉度计30可测量出第一空心球10内的光源13、第二空心球20内的光源13、透明显示器60中一者或多者发光时的亮度等信息。

第一空心球10和第二空心球20之间设有用于安装透明显示器60的安装空间；第一空心球10上设有贯通其球壁的第一透光孔11，第二空心球20上设有贯通其球壁的第二透光孔21；第一透光孔11、安装空间及第二透光孔21形成光线能够通过的透光通道。基于此，当透明显示器60安装于安装位上时，第一空心球10内的光源13发出的光线能穿过透明显示器60而传播至第二空心球20内，第二空心球20内的光源13发出的光线能穿过透明显示器60而传播至第一空心球10内。如此，当第一空心球10上设有与第一透光孔11间隔的辉度计30时，该辉度计30能够测量出透明显示器60的发光亮度、第一空心球10内的漫射光亮度及第二空心球20内的光线穿过透明显示器60后的穿透光亮度；当第二空心球20上设有与第二透光孔21间隔设置的辉度计30时，该辉度计30能够测量出透明显示器60的发光亮度、第二空心球20内的漫射光亮度及第一空心球10内的光线穿过透明显示器60后的穿透光亮度。基于此，依据对比度计算公式可进一步计算出透明显示器60的对比度，由于对比度的计算结果综合考虑了各项环境因素的影响，从而提升对比度测量结果的准确度。

当第一空心球10和第二空心球20上均设有辉度计30时，可利用其中一个辉度计30进行测量，也可利用两个辉度计30同时进行测量。若用两个辉度计30同时进行测量，将两个辉度计30的测量结果进行比较，能够对测量结果进行校正，以提升测量结果的准确性。

可选地，第一空心球10和第二空心球20的内直径相等时，测量过程中能够较好地模拟出透明显示器60位于亮度均匀环境下的情形，此时，透明显示器60的相对两侧的漫射光情况相同或接近。

可选地，第一空心球10内的光源13位于第一空心球10的中心，第二空心球20内的光源13位于第二空心球20的中心。如此，能够使第一空心球10和第二空心球20的内的漫射光更加均匀。

图2示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的局部结构示意图。图3示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的整体结构示意图。

参阅图1、图2和图3，在一些实施例中，透明显示器光学特性测量装置还包括设于第一空心球10和第二空心球20之间的安装支架40；安装空间设于安装支架40上。通过将透明显示器60安装在安装支架40上，为透明显示器60提供支撑力，从而保障测量过程中透明显示器60的稳定性。

示例性地，安装支架40包括底座以及平行且间隔地设于底座上的两个限位杆，两个限位杆之间形成用于安装透明显示器60的安装空间。

在一些实施例中，第一空心球10和第二空心球20沿第一方向X相对地设于安装支架40的两侧，且第一空心球10和第二空心球20中的至少一者能够沿第一方向X相对安装支架40移动。基于此，通过改变第一空心球10和第二空心球20之间的间距，能够减少对安装支架40的阻挡，从而便于透明显示器60的安装。示例性地，第一方向X与水平方向平行。

可选地，透明显示器光学特性测量装置还包括沿第一方向X延伸的滑轨50，第一空心球10和/或第二空心球20滑动连接于滑轨50上。通过将第一空心球10和第二空心球20中的一个或者两个与滑轨50滑动连接，使得第一空心球10和第二空心球20之间间距改变的过程中，第一空心球10和第二空心球20能够保持平稳，从而保障每一次安装透明显示器60后，第一透光孔11和第二透光孔21之间的相对位置关系均能保持稳定。

在一些实施例中，辉度计30连接于第一空心球10上。进一步地，辉度计30滑动连接于第一空心球10上，如此，辉度计30能够相对于第一空心球10滑动，从而获得不同角度下的测量结果。

可选地，第一空心球10的外表面滑动连接有安装座12，辉度计30安装于安装座12上，以通过安装座12带动辉度计30沿预设轨迹移动；第一空心球10上设有沿预设轨迹延伸的透光部，以使第一空心球10内的光线能透过透光部进入辉度计30。其中，透光部具体可以构造为透光孔，或者在第一空心球10上设置透光区域，该透光区域的材质为透光材质。通过将安装座12沿预设轨迹移动，使辉度计30随之移动，以获取不同角度的测量结果。

可选地，安装座12构造为空心的半球形，且空心的半球形安装座12的内直径与第一空心球10的外直径相等；或者，安装座12构造为延伸方向与预设轨迹平行的条状结构，且条状结构的宽度大于或等于透光部的宽度。如此，安装座12能够对透光部上除辉度计30所处位置以外的部位起到良好的遮挡效果，防止光线透出。

示例性地，安装座12的延伸路径长度等于第一空心球10的最大周长的一半，透光部的延伸路径长度等于第一空心球10的最大周长的四分之一，如此，能够获得±45°范围内的测量结果，同时又能保障安装座12滑动过程中与安装于第一空心球10与第二空心球20之间的透明显示屏发生干涉。在其他实施例中，安装座12的延伸路径长度可适应性调整为小于第一空心球10的最大周长的一半，例如调整为第一空心球10的最大周长的三分之一、四分之一。

图4示出了本申请一实施例中透明显示器光学特性测量装置的局部结构示意图。图5a示出了本申请一实施例中第一透光孔的结构示意图。图5b示出了本申请另一实施例中第一透光孔的结构示意图。图5c示出了本申请另一实施例中第一透光孔的结构示意图。图5a-图5c中第一透光孔的孔径大小相异。

参阅图4-图5c，在一些实施例中，第一透光孔11的开口大小和/或第二透光孔21的开口大小可调。可选地，第一空心球10的内直径与第二空心球20的内直径相等，第一透光孔11和第二透光孔21完全重叠，第一透光孔11的直径小于或等于第一空心球10的内直径的1/3。可选地，第一透光孔11的直径为透明显示器60的最小边长的1/20～9/10。基于此，通过调节第一空心球10和第二空心球20之间可供光线透过的通道的大小，以改变测量条件，获得多组数据，从而提升测量的准确度。

在一些实施例中，漫反射层的反射率为90％～98％。示例性地，漫反射层的材质包括硫酸钡涂层或者氧化镁涂层。具体地，可将硫酸钡或者氧化镁与胶质粘合剂混合均匀，然后喷涂在第一空心球10和第二空心球20的内壁上。基于此，第一空心球10内的光线以及第二空心球20内的光线在球体的内壁涂层经过多次反射后，形成均匀照度。

基于同样的发明目的，本申请还提供一种透明显示器光学特性测量方法。在本申请一实施例中，该透明显示器光学特性测量方法包括以下步骤：提供如上述实施例中的透明显示器光学特性测量装置；将透明显示器安装于安装位；控制透明显示器和光源均发光，获取辉度计的第一测量结果；控制透明显示器不发光、光源发光，获取辉度计的第二测量结果；根据第一测量结果和第二测量结果计算出透明显示器的性能参数。可选地，第一测量结果和第二测量结果的获取先后顺序可根据需求进行调整。第一测量结果可包括亮度、色度、色温、对比度中的一种或多种参数，第二测量结果可包括亮度、色度、色温、对比度中的一种或多种参数。透明显示器的性能参数包括对比度。

在一示例性实施例中，该透明显示器光学特性测量方法包括以下步骤：

提供如上述实施例中的透明显示器光学特性测量装置；其中透明显示器光学特性测量装置的第一空心球上设有与第一透光孔间隔的辉度计；

将透明显示器安装于安装位；

控制透明显示器和光源均发光，获取辉度计的第一亮度测量结果；

控制透明显示器不发光、光源发光，获取辉度计的第二亮度测量结果；

根据第一亮度测量结果和第二亮度测量结果计算出透明显示器的对比度。

基于此，辉度计能够测量出透明显示器的发光亮度、第一空心球内的漫射光亮度及第二空心球内的光线穿过透明显示器后的穿透光亮度。依据对比度计算公式可进一步计算出透明显示器的对比度，由于对比度的计算结果综合考虑了各项环境因素的影响，从而提升对比度测量结果的准确度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。