TWI351515B - Inspection methods and apparatus to detect the opt - Google Patents

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1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於—種光電性質檢測方法及裝置，且特 別是一種用以檢測顯示裝置之光電性質特性的檢測方法及 裝置。 【先前技術】 平面顯示器近來已被廣泛地使用，以取代陰極射線管 顯示器（CRT)。隨著半導體技術的改良，使得平面顯示器 具有低的消耗電功率、薄型量輕、解析度高、色彩飽和度 同、奇命長等優點，因而廣泛地應用在數位相機、筆記型 電腦、桌上型顯示器、手機、個人數位助理(pDA)、車用 電視、全球衛星定位系統(GPS)、掌上型電玩、翻譯機及電 子手錶等與m息相關之電子產品。隨著平面顯示器應 用的範圍越廣，平面顯示器的顯示品質也日益受到重視。 心而s ’平面顯示器必須符合VESA2.0規範、TCO 〇3規範以及IEC61944-4等平面顯示器顯示規範。在平面 顯不器規範中可以量測的部分項目包括：亮度及其均勻 度色度值及其均勻度、對比、gamma響應、色溫、視角 以及灰階響應時間（顯示器於不同灰階切換所需要的時 間上述之如六項量測項目為顯示器的光電特性，常使用 ，器 Minolta CA-210 或是 Minolta CS-1000A 來檢測。但 疋，顯不器的電光特性，例如是灰階響應時間，則需透過 另一檢測儀器來檢測，無法以CA_21〇或是cs_1〇〇〇A來檢 測。此外，習知檢測裝置不僅無法量測規範中的所有項目， 5 1351515 P6I960005TW 24563twf.doc/p 檢測裝置且成本高’不利於生產線上直接對平面顯示 器做檢測。 【發明内容】 以快速且簡易的 本發明提供一種光電性質檢測裝置 檢測顯示裝置的光電特性。 本發明提供-種光電性質檢測方法，其可以同時檢測

f顯不裝置的反應時間、視角、輝度、色度以及色溫等光 電性質性質。 為具體贿本發明之内容，在此提出—翻以檢測顯 不广置的光電性質檢測|置，光電性質檢測裝置其至少包 =至少-第-準直聚光元件、至少—多模光纖與至少一 ，感測兀件。第-準絲光元件是位於顯林置上方。此 外，每-多模光纖具有-第一端與一第二端，且每一多模 光纖的第-端與其中-第—準直聚光元件相連接。每一光 f則元件會與其中—多模光纖的第二端對應配置，以_ 多模光纖所傳送的光。 在本發明之-實施例中，上述之第—準直聚光元件為 非球面透鏡。 -在本發明之-實施例中，上述之第—準直聚光元件在 -、貢示裝置上方的排列方式可為線形排列、面形排列或是多 角度空間排列。 在本發明之-實施例中，上述之多模光纖可為一對一 光纖或是一對三光纖。 在本發明之-實施例中，上述之多模光纖所傳送的光 6 1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p 波段範圍至少包含可見光的波段範圍。 在本發明之一實施例中，上述之光感測元件為光檢測 器或是電荷耦合元件。 在本發明之一實施例中，上述之光電性質檢測裝置可 進一步包含至少一第二準直聚光元件，且每一第二準直聚 光元件與其中一多模光纖的第二端相連接。而第二準直聚 光元件例如是兩個非球面鏡。 在本發明之一實施例中，上述之光電性質檢須j裝置可 包含一彩色濾光片組，設置於光感測元件與第二準直聚光 兀件之間。而彩色濾光片組更可包含色彩校正濾光片組與 亮度校正濾光片組。 μ 在本發明之一實施例中，上述之光電性質檢測裝置可 進一步包含一光源’設置於顯示裝置之上方或下方。而光 源為面光源或是多個點光源。 在本發明之一實施例中，上述之光感測元件内部更可 進一步包含一放大器。 在本發明之一實施例中，上述之光電性質檢測裝置可 進一步包含多個放大器，設置於各光感測元件之後。 在本發明之一實施例中，上述之光電性質檢測裝置可 進一步包含一類比/數位轉換裝置，與放大器電性連接。 本發明另提出一種光電性質檢測方法，其包含下列步 驟。首先，提供一顯示裝置與一光電性質檢測裝置，此光 電性質檢測裝置為如上述之光電性質檢測裝置。接著，將 光電性質檢職置設置_示裝置上^，並且以光電性質 7 1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p h測褒置收集顯示裝置所發出之光飨 光電性皙，檢測顯示裝置的 及多、/ ^ 含反應時間、視角、輝度、色度以 法ί二2=之—實施例中’上述之光電性質檢測方 =進-純含提供-統m於顯示裝置的上方或下 方。而光源為面光源或是多個點光源。 在本發明之—實施例巾，上述之顯示裝置可 式顯㈣，亦可以是平面顯示器與可撓 ’或是背光模組與未加背光模組之顯示胞，其中 戽光模組可為剛性或可撓式背光模組。 元株本ίΓ主要是結合第—準直元件、多模域與光感測 光電性質檢測裝置’可以簡易且快速的檢測 顯不裝置之電光特性以及光電特性。 為讓本發明之特徵和伽能更明_懂，下文特舉較 佳只施例，並配合所附圖式，作詳細說明如 【實施方式】 發明主ΐϊ供—可對顯示裝置_光㈣性的檢 .測裝置，可以W易且快速的完成顯示裝置㈣電特性量 符合現今顯示糾顯示職。以下舉數個實施例來 說明本發明之技術内容。 立圖1為本發明之—實施例的光電性質檢測裝置100示 思圖。請參關1 ’為了能清楚的說明本發明之技術内容， 在此將光電性質檢測裝置100設置於—顯示裝置110上 方。光電性質檢測裝置100 &含多個第—準^聚光元件 120、多個多模光纖130與多個光感測元件14〇。第一準直 8 P61960005TW 24563twf.doc/p 聚光元件120位於顯示裝置110上方。此外，每一多模光 纖130具有一第一端132與一第二端134，且每一多模光 纖130的第-端132與其中—第一準直聚光元件12〇相連 接。每一光感測元件140會與其中一多模光纖13〇的第二 端134對應配置，以偵測多模光纖13〇所傳送的光。 具體而言’第一準直聚光元件120設置於顯示裝置11〇 上方，以收集顯示裝置110所發出之光線。第一準直聚光 兀件120例如是非球面透鏡，以將顯示裝置11〇所發出之 光線聚焦收集，並導入多模光纖13〇，接著透過多模光纖 130將光線導出至光感測元件14〇。此外，由於光電性質檢 測裝置100是用以檢測一般人眼觀看的顯示裝置11〇，因 此多模光纖130可傳送的光波段範圍至少是包括可見光的 波段範圍。顯示裝置110例如是穿透式顯示器或是反射式 顯示器，亦可以是平面顯示器與可撓式顯示器，或是背光 模組與未加背光模組之顯示胞。而光感測元件140例如是 光檢測器(photo-detector)或是電荷耦合元件(charged coupled device，CCD)或是其他光感測元件14〇。 除此之外’請參照圖1 ’上述之光電性質檢測裝置1〇〇 可進一步包含放大器170與類比/數位轉換裝置18〇。放大 裔170可以是設置於各光感測元件140之後或是直接設置 於光感測元件140的内部，以增益放大光感測元件14〇所 輪出之電壓或電流訊號。更詳細的說明是，在光電性質檢 測裝置100中’光感測元件140會將收到的光訊號轉換成 電壓或電流訊號，而此電壓或電流訊號相當微小，在後續 P61960005TW 24563twf.doc/p =號處理的過程中’易受到其他雜 以接收放大盗17G所輸出的麵或電流類比訊號，並將 訊號轉換絲為訊號以供電職帛料分析處理。、 請繼續參照圖1，光電性質檢測裝置^可進一 含多個第二準直聚航件15〇,且每 = ㈣其中-多模光纖m的第二端13=:=: 直聚光兀件150可以是兩個非球面鏡，用以將多模光纖13〇 傳送出的光線聚焦於光感測元件14〇。詳言之，多模光纖 130所傳送丨的光線是發散的，亦即光線是向四面八方射 出的。因此，設置第二準直聚光元件15〇於多模光纖13〇 的第二端134可將多模光纖13〇所傳送出的光線聚焦於光 感測元件140上，可避免光線損失，而影響後續資料的分 析與處理。 請繼續參考圖1，光電性質檢測裝置1〇〇可包含一彩 色濾光片組160 ’設置於光感測元件140與第二準直聚光 元件150之間。而彩色濾光片組16〇例如是色彩校正濾光 片組或是亮度校正濾光片組。詳言之，由於人眼感光細胞 與光感測元件140所接受到的亮度或色彩未必一致，因此 需加裝亮度校正濾光片組或是色彩校正濾光片組於光感測 元件140與第二準直聚光元件150之間，使得光感測元件 140所接收到的亮度與色彩資訊與人眼感光細胞實際感受 到的亮度與色彩是一致的。當然，所屬技術領域中具有通 常知識者可視實際需要，選擇適當彩色濾光片組160。 P61960005TW 24563tw£doc/p 除此之外，光電性質檢測裝置loo中的多模光纖130 可以是一對一光纖或是一對三光纖。由於多模光纖130與 彩色濾光片組160的配置可依實際需求而調整，因此光電 性質檢測裝置100的收光方式可以有各種不同的變化，以 下舉數個收光方式來做說明。圖2A、圖2B、圖2C與圖 2 D分別為不同的光電性質檢測裝置之收光方式示意圖。請 參照圖2A，在此三個通道的多模光纖130(未繪示）分別將 光線傳送至三個第二準直聚光元件150與對應之光感測元 件140。此外’於第二準直聚光元件150與光感測元件140 之間設置亮度校正滤光片組162，如此一來，光感測元件 140將接收到顯示裝置11〇(未繪示）的亮度值。 請參考圖2B，在此，三個通道的多模光纖13〇(未繪 示)分別將光線傳送至三個較大口徑之第二準直聚光元件 150，各通道在分別以三個光感測元件14〇偵測光線。接 著，分別於第二準直聚光元件15〇與光感測元件14〇之間 5又置色彩权正濾光片組164。如此一來，光感測元件14〇 將可接收到顯示裝置110之三刺激值。 圖2C與圖2A的收光方式類似，同樣是將光線經三個 通道的多模光纖130傳送至三個第二準直聚光元件150與 對應之光感測元件14G ’而第二準直聚光元件15G與光感 測140之間設置一類似色輪166的機構，此色輪 :、一—個色彩校正濾光片，使得光感測元件“Ο可以接收 顯示裝置110的三刺激值。 請參考圖2D，在此所採用的多模光纖13〇為一對三 1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p 光纖，亦即，多模光纖13〇的第—端132為單通道光纖， 而第一端134為三通道光纖，使得第一準直聚光元件12〇 所收集到的光線經多模光纖130的第一端132分別傳送至 具有二個通道的第二端134，並將光線分別傳送至三個第 二準直聚光元件150與對應之光感測元件14〇。此外，在 第二準直聚光元件150與光感測元件14〇之間可以依檢測 目的而設置亮度校正濾光片組162、色彩校正濾光片組 164、色輪166或是其他適當的彩色濾光片組16〇。 雖然本發明之實施例列舉一對一光纖或是一對三光 纖來說明多模光纖之應用，但本發明並不限制於此兩種模 式之多模光纖之使用。 由於一般對顯示裝置110的亮度或色彩品質做檢測 時，不僅僅是對單一位置做檢測，而是對顯示裝置110做 多點均勻量測。為了能快速且簡易的對顯示裝置110做多 點式檢測，在此舉實施例來說明光電性質檢測裝置應 用於多點式的檢測方式。 圖3A至圖3C為光電性質檢測裝置應用於顯示裝置的 檢測示意圖。在圖3A至圖3C中，所採用的光電性質檢測 裝置為如圖1所繪示的光電性質檢測裝置1〇〇，當然其亦 可以採用圖2A至圖2D所繪示的檢測襞置。而在圖3八至 圖3C中僅繪出第一準直聚光元件12〇來說明之，其餘構 件與圖1相同，在此省略未繪出。 圖3A為直線多點式的檢測方式。多個第一準直聚光 元件120是以直線形的方式排列於顯示裝置11〇上方，可 12 1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p 配合顯示裝置 左向右移動， 定顯示MUO，並且移動直線排列的多個第一 準^先7C件12G ’同樣也可以檢測顯示裝置nG的各個 位置。

圖3B為整面多點式的檢測方式。在本實施例中，多 個第-準絲光元件12G是以面形排列均勻分佈於顯示裝 置110上方。圖中所繪示的為9個第一準直聚光元件 120均勻分佈於顯示裝置110的9個位置上方但本發明 不限於此，使用者亦可依實際需求安排第—準直聚光元件 120的數量與檢測位置。

no搭載於移練置如傳輪帶(未繪示)上由 以檢測顯示裝置110的各個位置。此外， 圖3C為多角度多點式的檢測方式。在本實施例中， 多個第一準直聚光元件120是以多角度空間排列的方式設 置於顯示裂置110上方，亦即多個第一準直聚光元件120 是以不同的角度朝向顯示裝置11〇的固定位置。如此一 來’第一準直聚光元件120便可接收從不同角度發出來的 光線’以收集顯示裝置110的視角資訊。 有別於一般習知的檢測裝置多半是對平面式的顯示 裝置110做檢測，本發明之一實施例亦可以用於檢測可撓 性顯示裝置110或可撓性背光模組的電光及光電性質特 性。請參照圖4Α與圖4Β，當顯示裝置110或背光模組呈 撓曲狀態時，各第一準直聚光元件120設置於顯示裝置u〇 上方，而各第一準直聚光元件120可以是平行排列於顯示 跋置110上方，抑或是沿著顯示裝置110的曲面排列並朝 13 1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p 向顯示裝置110。 . 此外，光感測元件14〇的收光方式可以是如圖2八至 •圖2D中所繪示’或是具有通常知識者可依實際需求調整 錄光纖130、第二準直聚光元件i5〇與光感測元件14〇 的配置架構，在此不予以重述。 .· 因此，本實施例可透過適當的排列第一準直聚光元件 120 ’檢測可撓性顯示n或是可撓性背光模組的光電性質。 癱 本發明之光電性質檢測裝置亦可以用於檢測反射 4顯示器的光電性質。圖5所示為光電性質檢測裝置用於 檢測反射式顯不器的示意圖。請參照圖5，第一準直聚光 元件120的配，與前述實施例相似，而由於顯示裝置ιι〇 為反射式顯禾器，因此需提供-光源190，設置於顯示裝 置U〇上方。光源190可以是面光源或是多個點光源。此 外，光源190前方可以設置一準直透鏡194或是其他適合 的光電丨生質元件’使得照射於顯示裝置UG的光源刚是 . 均勻且準直的。更可依實際需求設置-濾光片脱於光源 籲 190與準直透鏡之間，遽、光片1S»2例如是彩色遽光片。 此外’顯示裝置11G亦可以是未加背光模組的顯示 胞’如圖6所不。此時，光源19〇則設置於顯示裝置11〇 的下方’以提供顯示裝置11〇 —背光源19〇。光源19〇可 以是面光源或是多個點光源。 练上所述，本發明主要是結合準直聚光元件、多模光 纖與光感測轉，提供1纽快速㈣賴質檢測裝 置’以對顯不裳置進行光電性質的檢測，且符合各項顯示

丄 J P61960005TW 24563twf.doc/p 技術規乾對顯示裝置的弁雷所 ia ^ Φ ^ 電性貝的要求。此外，顯示技術 規fe中所規定的檢測項目 又1 丁 色产以及多:、田羽， 反應時間、視角、輝度、 又 '皿，客知必須透過一種以上的檢測裝置來檢 測，而透過本發明之光㈣H Λ上⑽職置术仏 a , χ ^ 九電陡質檢測裴置即可以檢測上述項 目，有助於開化並加速檢測流程。 — 本發明已处佳實施觸露如上，然其並非用以 限：t發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範_，t可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之-實施例的光電性質檢測裝置示意 圖。 k 圖2A至圖2D為光電性質檢測裝置之收光方式示意 圖。 圖3A至圖3C為光電性質檢測裝置應用於顯示敦置於 生產線上的品質檢測不意圖。 圖4A與圖4B為光電性質檢測裝置應用於可撓性顯示 器之示意圖。 “ 圖5所示為光電性質檢測裝置用於檢測反射式顯示器 的示意圖。 ° 圖6為光電性質檢測裝置用於檢測一外加背光裉之 示胞。 【主要元件符號說明】 15 1351515 P61960005TW 24563twf.doc/p 100 :光電性質檢測裝置 110 :顯示裝置 120 :第一準直聚光元件 130 :多模光纖 132 :第一端 134 :第二端 140 :光感測元件 150 :第二準直聚光元件 160 :彩色濾光片組 162 :党度校正丨慮光片組 164 :色彩校正濾光片組 166 :色輪 170 :放大器 180 :類比/數位轉換裝置 190 :光源 192 :濾光片 194 :準直透鏡 16

Claims (1)

1351515 100-6-24 年月 十、申請專利範圍： ' 1. 一種光電性質檢測裝置，其用於檢測一顯示裝置， • 該光電性質檢測裝置其至少包含： 至少一第一準直聚光元件，位於該顯示裝置上方； 至少一多模光纖，每一多模光纖具有一第一端與一第 二端，且每一多模光纖的第一端與其中一第一準直聚光元 件相連接； φ 至少一第二準直聚光元件，每一第二準直聚光元件與 其中一多模光纖的第二端相連接； 至少一光感測元件組，每一光感測元件組包括多個光 感測元件，且每一光感測元件組與其中一多模光纖的第二 端對應配置，以偵測該多模光纖所傳送的光；以及 至少一彩色濾光片組，每一彩色濾光片組包括多個彩 色濾光片，且每一彩色濾光片組位於其中一個第二準直聚 光元件與對應的光感測元件組之間，其中每一彩色濾光片 組中的每一個彩色濾光片對應其中一個感測元件設置。 _ 2. —種光電性質檢測裝置，其用於檢測一顯示裝置， 該光電性質檢測裝置其至少包含： 至少一第一準直聚光元件，位於該顯示裝置上方； 至少一多模光纖，每一多模光纖具有一第一端與一第 二端，且每一多模光纖的第一端與其中一第一準直聚光元 件相連接； 至少一第二準直聚光元件，每一第二準直聚光元件與 其中一多模光纖的第二端相連接； 17 100-6-24 100-6-24

一多模光 的光；以 Γ色輪’其具有多_色渡光片，

’其設置於該第二準 電性質檢測裝 爱1^利範圍第1或2項所述之光電性質檢測裝 置’其中该些多模光纖可為―對—光纖或是—對三光纖。 6.如申《•月專利範圍第1或2項所述之光電性質檢測農 置’其中_多模光纖可傳送的光波段翻至少包含可見 厂叫不i項所述之光電性質檢測裝 準直聚光元件在該顯示裝置上方的排列 、面形排列或是多角度空間排列。 光的波段範圍。 7. 如申請專利範圍第丨或2項所述之光電性質檢測裝 置’其中·光感測元件為光檢測H或是電躲合元件。 8. 如申請專利範圍第1或2項所述之光電性質檢測裝 置，其中每一第二準直聚光元件為兩個非球面鏡。 9. 如申請專利範圍第1或2項所述之光電性質檢測裝 置，該彩色濾光片組更包含色彩校正濾光片組與亮度校正 遽光片組。 10. 如申請專利範圍第1或2項所述之光電性質檢測 裝置，更包含一光源，設置於該顯示裝置之上方或下方。 1351515 100-6-24 11. 如申請專利範圍第10項所述之光電性質檢測農 置，其中該光源為面光源或是多個點光源。 12. 如申請專利範圍第1或2項所述之光電性質檢測 襄置’其中各該光感測元件内部更包含一放大器。 13. 如申請專利範圍第1或2項所述之光電性質檢測 裝置，更包含多個放大器，設置於各該光感測元件之後。 14. 如申請專利範圍第13項所述之光電性質檢測裝 置，更包含一類比/數位轉換裝置，與該些放大器電性連^。 15. —種光電性質檢測方法，其包含： 提供一顯示裝置； 提供一光電性質檢測裝置，其如申請專利範 2項所述； # 線 設置該光電性質檢測裝置於該顯示裝置上方；以及 以該光電性質檢測裝置收集該顯示裝置所發出之光 以檢測該顯示裝置的光電性質。 法 16·如申請專利範圍第15項所述之光電性質檢測方 該光電性質包含反應時間、視角、輝度、色度以及色 ✓皿 ^ 17.如申請糊範圍第15項所狀 法’更包含提供-_，設編_裝制上 法：光利範圍第17項所述之咖質檢測方 先源為面光源或是多個點光源。 法，二3請Γ範圍第15項所述之光電性質檢測方 八中_讀置為穿透式顯示器或是反射式顯示器。 19 1351515 100-6-24 20. 如申請專利範圍第15項所述之光電性質檢測方 法，其中該顯示裝置為平面顯示器或是可撓式顯示器。 21. 如申請專利範圍第15項所述之光電性質檢測方 法，其中該顯示裝置為背被光模組或是未加背光模組之顧 示胞。

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