[发明专利]一种激光显示中动态散斑的测试方法及其测试装置

说明书

一种激光显示中动态散斑的测量方法，其特征在于：测试方法及步骤如下：将被测试图像投影到有标志位的屏幕上，测试装置的拍摄方向垂直于屏幕，调焦至清晰，采集第一张图像，保持测试装置与屏幕的垂直距离不变，使用移动装置使得屏幕图像在测试装置上所成的像发生移动后，测试装置采集第二张图像，这样图像采集单元采集到两幅具有相同测试区域、不同观察位置的图像，两张图像至少有以标志位为边界的共同测试区域；将两幅图片进行图像相关处理计算最终得到动态散斑对比度。相对于目前行业内使用的散斑对比度静态测试方法，本发明的方法得出的动态散斑对比度准确性更高，可广泛应用于激光电视、激光投影机、激光影院等激光显示产品的散斑测量。

技术领域

本发明涉及一种评估与测试方法，属于激光显示性能测试领域，尤其涉及一种激光显示中动态散斑的测试方法及其测试装置。

背景技术

激光显示是指采用激光为光源的显示技术，与其他显示技术相比，激光显示具有最大的色彩表现空间，其色域覆盖率理论上可以达到人眼所能识别色彩空间的90％以上，它还具有能量利用率高、环保、寿命长、产品覆盖范围广等优点，已经成为最具发展前景的显示技术之一，市场也呈现出快速增长的态势。

激光作为一种窄带光源，具有较高的相干性，当激光被粗糙反射面反射(或透过散射体)后，反射(或透射)的光波在其附近的空间相互干涉，形成强度和相位随机分布的呈颗粒状的精细斑点，此即为激光散斑，激光显示的图像中常常能见到散斑现象。

激光显示散斑是由屏幕上反射(或透射)激光的多光束干涉形成的，由于散斑图样分布的强度和相位是随机分布的，原理上属于统计光学的范畴。显示的图像如果有较强的散斑，会给人一种蒙上一层纱的感觉。散斑造成激光显示的分辨率下降、亮度和色度不均、并导致人眼易疲劳等，需要加以抑制。散斑在相当长的一段时间里是制约激光显示产业化的主要因素之一，至今仍然没有得到完全的解决。

与之相应，必须建立对散斑的测试技术，较早的散斑测试通常是在研究人员搭建的简单装置上进行，不同单位、不同人的测试结果相差很大。在激光显示已经进入快速发展阶段的背景下，对于散斑的规范化测试成为迫切的需求。国际电工委员会(IEC)于2016年、2018年分别发布了“散斑对比度的光学测试方法”(IEC 62906-5-2-2016 Laser displaydevices-Part 5-2 Optical measuring methods of speckle contrast)、“彩色散斑的光学测试方法”(IEC 62906-5-4-2018 Laser Display Devices-Optical measuringmethods of colour speckle)两项散斑测试的国际标准。我国的散斑测试国家标准也在制定中。

散斑评价的主要评价指标为散斑对比度C。散斑对比度的定义为：

其中C为散斑对比度，σ表示光强标准差，I表示图像的平均光强，σ和I的计算式分别如下：

式中I_i为图像第i点的光强，Nr为图像的像素数，光强标准差σ的计算公式为：

图像的散斑对比度越大，散斑现象越明显。

目前对于激光显示散斑的测试方法都是静态的，即被测图像是静态图像，激光显示设备和测试仪器均处于固定位置，这种方法主要存在以下问题：

1、屏幕的微结构对散斑测试的影响极大。这有其合理的一面，因为散斑是激光多光束干涉的结果，屏幕微结构决定了光束的组成，决定了测试结果与屏幕微结构有关；但另一方面，在对没有散斑的图像测试时(使用非相干光源照明，如白光LED，此时的散斑对比度理论上应为0)，现有技术仍然能测到“散斑”，这是由于屏幕微结构导致的亮度波动造成的，实际上并不是散斑，这类“散斑”的数值较高的可达6％，与一些激光投影机的散斑测试值处于同一个数量级，严重影响散斑测试的准确性；