[发明专利]一种模拟人眼的激光显示视觉散斑检测装置

说明书

本发明公开了一种模拟人眼的激光显示视觉散斑检测装置，包括视野光探测器以及依次布置在光轴上的可变光阑、镜头以及光电图像采集器；所述视野光探测器用于测量屏幕前方一定立体角视野光的亮度信号；视野光探测器接收光的立体角大于由可变光阑、镜头及光电图像采集器所构成对测量屏幕的散斑图像光束测量的立体角；可变光阑的孔径根据所述视野光探测器探测的视野光亮度而变化，镜头和可变光阑相对位置保持不变，光电图像采集器相对于镜头和可变光阑可沿光轴方向前后移动。视野光探测器用于模拟人眼对视野光亮度变化的感知，进而通过调节可变光阑的孔径大小，视野光探测器与可变光阑的联动调节，实现模拟人眼瞳孔大小随外界光变化而改变的特性。

技术领域

本发明涉及激光显示技术领域，尤其涉及一种模拟人眼的激光显示视觉散斑检测装置。

背景技术

激光是一种高亮度、方向性强，发出单色相关光束的光源，由于激光的单色性好，色纯度高，按三色合成原理，在色度图上有最大的色三角形区域，因而它有其它光源所不可比拟的优势，近年来逐渐应用于投影显示技术领域。

但激光光源的散斑问题严重，所谓散斑是指相干光源照射在粗糙物体表面时，散射后的光在空间中产生干涉，空间中有些部分发生干涉相长，有部分发生干涉相消，会形成随机分布的斑点。

由于存在光程差，通过人眼成像在视网膜上(主要是在中央凹上)的光形成强度起伏的散粒状分布图像，这样会引起人眼观看激光显示图像的不舒适，长期观看有损于视觉健康。因此需要采用模拟人眼特性的光学测量装置来测量激光显示散斑。

传统的检测方式：IEC国际标准(IEC62906-5-2)给出的关于单色散斑对比度测量方法中，激光显示设备发出的光束经过滤色片滤光后，单一波长的激光照射在投影平面(屏幕)上，屏幕的反射光通过光阑(用于模拟人眼瞳孔)，由成像透镜(用于模拟人眼晶状体)成像在CCD相机的光电传感器上(用于模拟人眼视网膜)(见图1)。光电图像传感器上的每一个像素单元分别接收屏幕上反射光在该像面上形成的散斑点光强度信号，并转换成电信号，由计算机接收并进行数据处理分析。

现有散斑测量装置只是在实验室暗室环境下对激光显示产品进行测量，实际激光显示设备会应用在各种场合，如影院、家居大厅、会议室等；同时，显示屏幕有大有小、激光投影机输出光的强度差别大；需要测量在各种有环境背景光场合下模拟人眼的散斑对比度。当观看者在面向屏幕时瞳孔大小随环境背景光亮度而变化；不同瞳孔大小，其结果使激光束在视网膜上形成的散斑图案不同。现有激光显示散斑测量技术不能有效地实现光阑孔径大小与环境背景光强弱的联动调节。外界环境光的变化作为模拟人眼的散斑检测的一项重要外界影响因素，对于不同测量距离、不同测量方位都会产生不同散斑测量结果，影响散斑检测的准确性。

再者，现有的激光显示散斑检测装置，虽然提供了在成像透镜前设置孔径光阑，但只是为了限定测量仪器的数值孔径与投影仪的数值孔径之间的关系，对孔径光阑的位置和孔径大小未做出明确规定；人眼晶状体至视网膜的距离固定，通过改变晶状体形状而改变晶状体的焦距，从而聚焦于相应距离的激光显示屏幕上。因此，人眼的视角分辨力是恒定，相当于视网膜感光细胞对晶状体的夹角，现有技术没有实现恒定视角的测量。

发明内容

本发明实施例的目的是一种模拟人眼的激光显示视觉散斑检测装置，以解决现有测量装置没有真正实现人眼对激光散斑感知特性模拟的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种模拟人眼的激光显示视觉散斑检测装置，包括视野光探测器以及依次布置在光轴上的可变光阑、镜头以及光电图像采集器；所述视野光探测器用于测量屏幕前方一定立体角视野光的亮度信号；视野光探测器接收光的立体角大于由可变光阑、镜头及光电图像采集器所构成对测量屏幕的散斑图像光束测量的立体角；所述可变光阑的孔径根据所述视野光探测器探测的视野光亮度而变化，所述镜头和可变光阑相对位置保持不变，所述光电图像采集器相对于镜头和可变光阑可沿光轴方向前后移动。