视角测试

视角测试是LCD显示器件一个传统的测试项目，1979年卡尔斯鲁厄大学开始使用机械转角的方式测试出第一套LCD的视角图：

最原始的转角仪（上）以及测试的视角图（下）

从那以后，这种使用极坐标theta&Phi的视角图就一直沿用至今

基于傅里叶光学的快速视角测试仪

传统的机械转角测试方式最大的问题是测试时间长、对于高倾斜角难以测量、角度分辨率低等。

针对上述问题，ELDIM公司1993推了基于傅里叶光学的快速视角测量仪EZContrast系列产品：

它不需要转动样品或者光学仪器，直接将镜头对准样品，几分钟内即可完成最高到88度倾斜角，0~360度方位角，而且分辨率达到0.3度的全视角光学数据。

2.1基本的光学原理

通过一个透镜，将样品表面向空间各个方向发出的光最终成像在一个平面上，反过来说，这个平面上每一点对应一个观察角度。只需要在这个平面上放一个CCD传感器就可以完成所有角度的测试。

但是单一透镜的光收集效率会随着视角的变大而变小，当倾斜角大于60度后几乎很难进行有效的测试。

单一透镜的透过率-视角曲线

有一种提高大视角透过率的办法是通过透镜组，将视角变化与成像面的距离变化转变成线性关系

这种情况下，大视角的透过率得到了很好的提升

但是这还不足以进行极大视角的测试，可以看到在70度以后的透过率极低，不可以进行光学测试。

ELDIM在此基础上研发了一套专利光路设计，在传感器前还有一个视场光阑，它是显示器件的复共轭平面。通过它可能使得测试区域的面积独立于测试的角度。

结果就是，测试的光斑大小会随着角度的变化而变化，我们称这种光斑随角度变化的技术为“余弦补偿”。

这种独特的特性使得整个光路的透过率在88度时仍然大于60%

这种专利设计使得ELDIM的快速视角测试仪能够测试平板显示器件高达88度的视角图。

2.2 工作距离

通过一个简单的三角关系，我们可以知道EZContrast测试时距离样品是非常近的。

实际上，EZContrastXL88的测试距离为1mm，虽然这个距离很小，但是却不必担心如何精确控制的问题，因为它对距离的要求并不是绝对的严格。

如上图（左）所示，当样品处于最佳工作距离时，所有的测试角度的取样位置具有相同的中心点。当样品不在最佳工作距离时（上图（右）），大角度的测度取样位置会偏移中心位置，但在一定范围内样品的均匀性造成的影响是非常小的，经验上看结果是可以接受的。

2.3 测试光斑

由于LCD等平板显示器件是由RGB子像素构成的，对其取样进行光学测量时，原则上是取样面积包含越多的像素越好，否则可能会出现测试重复性以及再现性的问题。

在使用EZContrast系列产品测试时，我们要求光斑直径与像素尺寸的比值（我们称这个比值为MSR）最小要达到6，否则就会出现测试重复性的问题

目前，EZContrast系列产品中最大可以提供6mm直径的测试光斑，以1080*1920分辨率计算，可以测试最大约80英寸的产品。

2.4亮度以及颜色的测量

在光线进入CCD之前，我们增加相应的光学滤镜来实现亮度、颜色等参数的测量。

根据CIE的XYZ三刺激光谱响应曲线，只需要制作3种对应的滤镜来匹配CIE曲线，最后再经过校准即可获得相对准确的亮度以及颜色数据

为了提高滤镜的CIE曲线匹配度，ELDIM制作了5片滤镜（不是3片）：2片X（因为X有2个峰）；2片Y（因为Y光谱跨度大）；1片Z。

EZContrast系列的规格如下：