[发明专利]一种用于平板显示器件显示的感知亮度表征方法

说明书

本发明是一种用于平板显示器件显示的感知亮度表征方法。利用客观测量和主观实验来量化显示器件显示的感知亮度与显示器件的物理亮度、显示器件所处环境光的亮度分布、人眼瞳孔直径以及显示器件与观察者的空间位置的关系。首先，通过几何测量工具、二维色彩分析仪、光谱仪和照度计等仪器设备，对空间中客观参量进行采集；其次，通过各类测试图像给观察者观察，在不同环境光下利用眼动仪采集观察者瞳孔直径大小并请观察者评价显示器件的感知亮度级别；最后，通过建立模型的方式对显示的感知亮度进行表征。本发明还提出了显示器的感知亮度和视觉舒适的之间的关系，结合应用到平板显示技术中去，可以为其应用升级提供优化方法，更好适应人们的需求。

技术领域

本发明属于平板显示器件的技术领域，涉及平板显示器件的显示亮度测量表征，还涉及人眼对于显示的视觉感知。

背景技术

随着现代化和经济的快速发展，目前已成为主流显示器件的平板显示器件(FlatPanel Display,FPD)；其中，以液晶显示(LCD)、发光二极管显示器(LED)和有机发光二极管显示器(OLED)等为主流各类显示器件，以各种方式和形态出现在人们的生活中，同时也是各行业进行信息交互的最重要的途径。并且，随着平板显示器件的全面普及和人们消费的升级，人们对于显示器的要求也在不断提升，而人眼是获取显示信息的唯一途径，因此，对显示器件的光学性能日趋提高，而感知亮度是视觉感知重要指标。

在各种复杂的光环境中，人眼感知到的亮度和实际物体的物理亮度之间必然会存在一定差异。在不同光环境下，人眼对于同一物体所产生的感知亮度是不相同的。比如：开灯时观看一定亮度的手机屏幕感觉不刺眼，但当关灯后在黑暗中仍然观看同样亮度的手机屏幕会让人觉得很刺眼；另外，对于发光物体物理亮度的客观测量技术已经相对成熟，更多的对于亮度测量设备的研究更加注重其测量精度和设备便携性等。但结合人眼感知亮度的评价方面的研究却较少，并且现有的测量仪器和测量方法得到的数据无法正确、客观地反映人眼对于空间环境中目标物体的亮度感知情况。因此，建立一套显用于平板显示器件显示的感知亮度表征方法是非常必要的。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为了针对平板显示器件显示的人眼感知亮度与物理亮度的区别、利用光电测量参数无法反应观察者对目标的亮度真实感知和现有亮度感知表征的粗略和适用性低的问题，以及显示器件光学性能升级的瓶颈和人们对于长时间面对显示器件的视觉舒适度需求提升，提出一种用于平板显示器件显示的感知亮度表征方法。

技术方案：本发明将从空间环境光照度与亮度分布情况、显示器的物理亮度和瞳孔直径对被试的感知亮度有直接显著影响；为了表征不同真实场景下显示器件的感知亮度情况，设计了多种环境光和不同屏幕亮度，被试者需对目标屏幕进行感知亮度等级评分通过主客观实验分析感知亮度的主要影响因素，并将其具象化为数学公式，进一步量化感知亮度从而优化针对人眼感知亮度的显示器设计，在不同应用场景和显示内容的前提下，提高人的视觉感知效果，可以对各类平板显示器件的发展和升级提供准确的指导。

本发明的一种用于平板显示器件显示的感知亮度表征方法，利用客观测量和主观实验来量化显示器件显示的感知亮度与显示器件的物理亮度、显示器件所处环境光的亮度分布、人眼瞳孔直径以及显示器件与观察者的空间位置的关系，得到发光物体在视网膜的成像过程视网膜成像亮度L_r，进一步细化到所在视网膜上微元面照度为：

式中，L为平板显示器件的屏幕亮度、D为瞳孔直径、τ为眼球的透过率、n′为物象空间介质折射率、f′为眼球的焦距，其中,τ、n′、f′参数特定条件下都为常数。

所述的客观测量，通过模拟设计软件预先设计部分实验场景3D模拟和仿真效果图，通过显示器表面和墙面等物体表面的亮度分布，进而建立实际光环境；通过几何测量工具、二维色彩分析仪、光谱仪和照度计仪器设备，对空间中客观参量进行采集。