激光电视散斑评价方法物理散斑征求意见稿

ICS31.120

CCSL53

T/CVIA-XX-2020

激光电视散斑评价方法

（物理散斑）

LaserTVSpeckleEvaluationMethod

（Objectivespeckle）

（征求意见稿）

2020-××-××发布2020-××-××实施

中国电子视像行业协会发布

T/CVIA-××-2020

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件由中国电子视像行业协会激光电视产业分会提出，中国电子视像行业协会归口。

本文件起草单位：上海唯视锐光电技术有限公司、青岛海信激光显示股份有限公司、四川长虹电器

股份有限公司、成都菲斯特科技有限公司。

本文件主要起草人：郝亚斌、冯晓曦、彭健锋、王蔚生、卫洁君、乔明胜、郭大勃、康健、吴庆富、

张超、张利利。

本文件为首次发布。

III

T/CVIA-××-2020

激光电视散斑评价方法

物理散斑

1范围

本文件规定了激光电视物理散斑的术语、定义、测量条件和测量方法。物理散斑包含了单色散斑和

彩色散斑。

2规范引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

IEC62906-1-2,Laserdisplaydevices-Part1-2:Vocabularyandlettersymbols

IEC62906-5-4:2016,Laserdisplaydevices-Part5-4:Opticalmeasuringmethodofcolorspeckle

GB7274.1—2012激光产品的安全第1部分：设备分来、要求

T/CVIA-65-2018激光投影电视接收机技术规范

CIE出版物15:2004,比色法

3术语、定义和缩略语

下列术语和定义适用于本文件。

3.1基本术语

3.1.1

完全散斑fullydevelopedspeckle

当单色散斑对比度等于1时的散斑，称为完全散斑(퐶푠=1)。

3.1.2

彩色散斑色度分布图colourspeckledistribution

由单色屏幕散斑的颜色混合所产生的、在指定颜色空间中的颜色分布。

3.1.3

彩色散斑光度分布图photometricspeckledistribution

由单色屏幕散斑颜色混合产生的光度变量的分布，例如照度、亮度或光通量的彩色散斑图案。

3.1.4

彩色散斑方差colourspecklevariance

彩色散斑分布的方差。

3.1.5

彩色散斑协方差colourspecklecovariance

彩色散斑分布的协方差。

3.1.6

1

T/CVIA-××-2020

光度散斑对比度colourdifferencevariance

光度分布标准差与光度分布平均值的比值，光度可以是照度、亮度或光通量。

3.1.7

色差方差colourdifferencevariance

在适当的颜色空间中，彩色散斑和目标色度之间色差分布的方差。

3.2与空间变化有关的术语

3.2.1

角彩色散斑的变化angularcolourspecklevariation

屏幕上的彩色散斑对比度、方差/协方差随顶点角(θ)或方位(ϕ)角的变化。

3.2.2

光度散斑对比度均匀性/不均匀性photometricspecklecontrastuniformity/non-uniformit

屏幕上光度散斑对比度的均匀性或不均匀性。

3.2.3

彩色散斑方差/协方差的均匀性/不均匀性colourspecklevariance/covariance

uniformity/non-uniformity

屏幕上彩色散斑方差/协方差的均匀性或不均匀性

3.3缩略语

下列缩略语适用于本文件。

B,G,R（BGR）：蓝色，绿色，红色（blue,green,red）

DN：数字信号（digitalnumber）

DUT：被测器件（deviceundertest)

FDS：完全散斑（fullydevelopedspeckle）

LD：激光二极管（laserdiode)

LMD：光测量设备（lightmeasuringdevice)

LTV：激光电视（lasertelevision）

MTF：调制传递函数（modulationtransferfunction)

NA：数值孔径（numericalaperture)

PPUT：被测投影平面（projectionplaneundertest)

PSF：点扩散函数（pointspreadfunction)

SNR：信噪比（signaltonoiseratio)

3.4符号

퐶푠单色散斑对比度

퐶푐푠光度散斑对比度

퐸单色散斑(相对照度)分布

퐸B,G,RB、G、R的单色散斑分布

푁푈푝푠光度散斑对比度不均匀度

彩色散斑方差不均匀度

푁푈푠푐푢′,푁푈푠푐푣′

彩色散斑协方差不均匀度

푁푈푠푐푢′푣′

푟B,푟G,푟RB、G、R(푟B+푟G+푟R=1)的平均功率比

푆B,G,R(휆)B、G、R(归一化)每种颜色的光谱功率分布

2

T/CVIA-××-2020

푋,푌,푍三刺激值

푥̅(휆),푦̅(휆),푧̅(휆)颜色匹配函数

휎单色空间散斑分布的标准差

22彩色散斑方差（CIE1976）

휎푢′,휎푣′

彩色散斑协方差（）

휇푢′푣′CIE1976

4标准测量参数

4.1单色散斑测量参数

4.1.1单色散斑对比度

单色散斑测量参数为单色散斑对比度，单色散斑对比度Cs计算公式如式（1）：

휎

퐶=……(1)

푠퐼

式中：

휎——散斑图样强度的标准偏差；

퐼̅——散斑图样的平均强度（参考1.1格式）。

4.2彩色散斑测量参数

4.2.1彩色散斑光度对比度

彩色散斑光度散斑对比度퐶푐푠为标准差σ푌与光度分布的平均值<Y>的比值。这在数学上类似于单色

散斑对比度。然而，由于混合颜色具有不同的光视灵敏度，对于基色散斑均为完全散斑(퐶푠−B=100%，

퐶푠−G=100%，퐶푠−R=100%)叠加形成的完全彩色散斑的퐶푐푠不等于100%，事实上，퐶푐푠的计算值为

75.2%。

휎

C=……(2)

cs<푌>

4.2.2彩色散斑光度分布图

彩色散斑光度分布表征彩色散斑图像光度变化的分布情况。光度散斑分布（照度、亮度或光通量）

的直方图如图1所示，横坐标为散斑图像各点Y刺激值与Y刺激值平均值的比值分布，纵坐标为散斑

图像中为该Y刺激值像素点的个数。

3

T/CVIA-××-2020

图1彩色散斑光度分布示例

4.2.3彩色散斑色度分布图

彩色散斑色度分布图定义为由单色屏幕散斑的颜色混合所产生的、在指定颜色空间中的颜色分布

（本文件均采用CIE1976色度空间）。彩色散斑图像中散斑颗粒的色度可由X,Y,Z三刺激值计算得到，

彩色散斑三刺激值计算公式如式（3）。

三刺激值X、Y和Z可以由下式得到:

780

푋=∫푥̅(휆)∙{푟B퐸B푆B(휆)+푟G퐸G푆G(휆)+푟R퐸R푆R(휆)}푑휆

380

780

푌=∫푦̅(휆)∙{푟B퐸B푆B(휆)+푟G퐸G푆G(휆)+푟R퐸R푆R(휆)}푑휆……(3)

380

780

푍=∫푧̅(휆)∙{푟B퐸B푆B(휆)+푟G퐸G푆G(휆)+푟R퐸R푆R(휆)}푑휆

380

在上述等式中,푥̅(휆),푦̅(휆),푧̅(휆)是颜色匹配函数。对于BGR激光光源，归一化光谱功率分布可以

表示为푆B.G.R(휆)(∫푆B.G.R(휆)푑휆=1)。为了混合BGR颜色实现目标白点，必须确定平均功率比

rB:rG:rR,(rB+rG+rR=1)。目标白点不受单色散斑的影响。在实际测量中，通过平均每个单色散斑的

空间分布得到。每种颜色的单色散斑分布表示为퐸B,G,R，在非相干光源的情况下，퐸B,G,R=1。

通过X、Y、Z刺激值可计算得到色度坐标u′,v′。计算公式如式（4）所示：

4푥4푋

푢′==

−2푥+12푦+3X+15Y+3Z

9푦9푌

푣′==……(4)

−2푥+12푦+3X+15Y+3Z

将彩色散斑图样中所有散斑颗粒的色度坐标绘制在CIE1976色度空间中形成成彩色散斑色度分布图，

示意如图2所示：

图2色度散斑分布图示例

4.2.4彩色散斑色偏方差、协方差

4

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彩色散斑方差定义为彩色散斑色坐标分布的方差，协方差定义为彩色散斑色坐标分布的协方差。在

CIE1976颜色系统中方差2，2和协方差的数学定义如式（5）：

휎푢′휎푣′휇푢′푣′

2′′2

휎푢′=<(푢−<푢>)

2′′2

휎푣′=<(푣−<푣>)>

′′′′（）

휇푢′푣′=<(푢−<푢>)(푣−<푣>)>………………5

5标准测量条件

5.1综述

激光电视（LTV）的特点是采用相干光源或部分相干光源。散斑主要是由光源的相干性产生的。因

此，测试方法和设备必需对散斑进行专门的设计。

在实现LTV的光学测量时，测试的环境、设备和方法应该遵从GB7274.1-2012中对于人体安全的

规定。

5.2标准测量环境条件

与散斑相关的光学测量应在如下的标准环境下完成：温度25ºC±3ºC,相对湿度25%～85%，和

大气压强86kPa～106kPa。当测量环境条件发生变化时，应将环境条件记录到报告中。

5.3测量坐标系

投影方向是LTV发出的光束到待测试的投影平面的方向。投影方向由两个角度来定义：入射角度Θ

（与PPUT的表面法线方向相关）和旋转角度ϕ（也叫做方位角），角度如图3(a)所示。方位角是通过逆

时针来规定的，它跟时钟指针的方向关系如下：ϕ=0°是三点钟方向（右侧），ϕ=90°是十二点钟的方

向（上面），ϕ=180°是九点钟方向（左侧），ϕ=270°是六点钟方向（底部）。

观察方向是沿着观察者看到DUT上面被测点所连成的直线，包括被测试的投影屏幕（PPUT）。在

测试过程中，通过对准光测量设备（LMD）上面观察者感兴趣的点，光测量设备（LMD）可以模拟观

察者。观察方向通过两个角度来定义：入射角度θ（与DUT的表面法线方向相关）和旋转角度ϕ，（也

叫做方位角），角度如图1所示。方位角是通过逆时针来规定的，它跟时钟表面的方向关系如下：ϕ=0°

是三点钟方向（右面），ϕ=90°是十二点钟的方向（上面），ϕ=180°是九点钟方向（左面），ϕ=270°

是六点钟方向（底部）。

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标引序号说明：

1——激光电视；

2——光测量设备或人眼；

3——被测激光电视的屏幕。

图3投影方向和观看方向，或者测量方向，在极坐标系统中由入射角度和旋转角度（方位角）来定义

5.4暗室条件

LTV应在背景光可控制的条件下进行测量。除LTV发出的光之外，其他背景光线应减少到最低，

尤其是照射到显示屏幕上的背景光。暗室中由背景光产生的照度，应该低于0.1lx。如果不能满足这个

条件，要求将背景光的亮度减掉并在实验报告中记录。建议对于成像设备的每个像素都应减去背景光。

此外，如果光测量设备（LMD）的灵敏度不足以测量这样的最低亮度，那么光测量设备（LMD）的最

低量值应记录在报告中。

除非另有特别的说明，标准的背景光状态应该是暗室环境。

5.5测量设备的标准条件

5.5.1概述

所有的测量都应由具有辐射度和电学测量经验的技术人员来完成，因此本部分不再提供详细的光学

和物理方面的实践方法。此外，必须确保所有的仪器都是经过校准的，记录校准数据并保持测量的可溯

源性。

所有的测量都在标准的条件下完成，即激光电视成品的最终用户的使用条件。除非另作要求，标准

仪器状态在下文中给出，所有与这些条件有差异的地方都应该被记录在报告中。

测量应在LTV、和测量设备稳定后才能进行。

在某些应用条件下，如果无法在暗室条件下完成测量的。照明和测试的几何结构和光源的光谱分布

应记录在报告中。

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T/CVIA-××-2020

5.5.2LTV的调整

LTV应调节到其出厂默认模式进行测量。LTV也可能会在某些附加模式下进行测量（例如高亮模

式或者影院模式）。

5.5.3测量设备的条件

散斑对比度是由LTV产生的，应该采用5.2中所规定的标准的测量条件进行测量。散斑对比度测

量设备应记录如下参数：

a）LTV工作模式，

b）屏幕到LTV的相对位置，

c）屏幕到LMD的相对位置，

d）如果不是工厂默认模式，记录设备的特定工作状态，

e）LMD的光学系统参数：

1)成像镜头的F数，

2)光学分辨率，

3)光阑直径，

4)LMD中滤光片的光谱特性（在应用到滤光片的情况）。

f）二维成像器件的规格：

1)像素尺寸，

2)量化位数，

3)光谱灵敏度，

4)动态范围，

5)输入信号对数字信号转换的线性度，

6)曝光时间。

不论单纵模或者多纵模的激光器的光谱线宽都远窄于LED（附件1），故基色的散斑测量需参照LD

的光谱。如此线宽的光谱测量需要很高的分辨率：需要用到一个光谱仪或者光谱分析仪器。

a）所用的光谱仪，或者光谱分析仪应该至少覆盖如下波长范围：380-780nm，并且具有小于2%的

偏振灵敏度；

b）应确保LMD具有足够的灵敏度和动态范围去完成所需的测试；

c）所有测量设备的不确定度和重复性应该遵循设备供应商的推荐校准方案确定；

d）DUT应该在其默认的图像刷新频率下工作。

5.5.4单色散斑测量LMD的基本设计

本部分规定了单色测量散斑LMD的基本设计。LMD包含光阑，成像透镜与成像设备，要求LMD

整体成像系统的光学MTF(调制传递函数)与人眼相当。图4为单色散斑测量的LMD示例。

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T/CVIA-××-2020

标引序号说明：

1——入射光；

2——光阑；

3——成像透镜；

4——成像设备。

图4单色散斑测量LMD的例子

5.5.5彩色散斑测量LMD的基本设计

本文件规定了彩色散斑测量LMD的基本设计。彩色散斑测量LMD与用于测量单色散斑测量LMD

除了在光阑前增加滤光片之外，其他要求基本相同。在彩色散斑测量LMD中，若使用XYZ滤光片，

要求添加滤光片的LMD应具有与颜色匹配函数相同的光谱响应曲线。或采用BGR滤光片,则要求目标

散斑图样透过BGR滤光片可精准得到B,G,R功率值。传感器像素应小于散斑颗粒尺寸的像素，以适用

于精确测量。以上要求总结如下：

a)LMD整体成像系统光学MTF(调制传递函数)与人眼相当；

b)传感器应具备与人眼相当的色度光学性能；

c)应提供色度和光度的输出结果或计算结果。

图5给出了LMD的一个例子，它使用XYZ滤光片来进行彩色散斑测量。这个LMD的输出的是三

刺激值X,Y,Z的二维图。

8

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标引序号说明：

1——入射光；

2——Xr滤光片；

3——Y滤光片；

4——Xb滤光片；

5——Z滤光片；

6——光阑；

7——成像透镜；

8——成像设备。

图5使用XYZ滤光片进行彩色散斑测量的LMD例子

依次旋转X,Y,Z滤光片到光轴的位置，以获得彩色散斑三刺激值X,Y,Z获得二维空间分布。彩色

散斑中散斑颗粒的色度坐标u'，v'采用X,Y,Z值利用公式(4)计算得到。随后，依据4.2节计算彩色散斑

的光度参数与色度参数。

图6给出了一个使用BGR滤光片的LMD示例。对于每一个BGR颜色的输入光在任意色度点，包

括参考白，该LMD的输出是投射功率的二维图，结合跟公式（3）计算出XYZ三刺激值。随后，依据

4.2节计算彩色散斑的光度参数与色度参数。

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T/CVIA-××-2020

标引序号说明：

1——入射光；

2——R滤光片；

3——G滤光片；

4——B滤光片；

5——光阑；

6——成像透镜；

7——成像设备。

图6使用BGR滤光片进行彩色散斑测量的LMD例子

5.6屏幕

5.6.1概述

在散斑测量中，屏幕是LTV的重要部件。测量应使用该屏幕。

5.6.2报告

用于测量的屏幕规格应被记录在报告中。

a）视角特性，

b）峰值增益，

c）半角增益。

屏幕应该固定，否则测量结果会受到影响，特别是对于曝光时间长的测试设备。

6单色散斑测量方法

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T/CVIA-××-2020

6.1静态图像散斑对比度测量

6.1.1目的

测量方法的目的是确定激光电视（LTV）的散斑对比度。该方法主要用于测量激光电视在屏幕上的

散斑对比度。

6.1.2测量条件

测量设备组成如下：

——驱动信号设备；

——成像器件；

——成像透镜和光阑。

LMD包括一个成像镜头、光阑和成像器件，其中LMD整体成像系统是基于人眼视觉的MTF。成

像设备，如CCD或CMOS，输出信号对于去掉暗电流噪声的输入光信号应具有线性响应。CCD或CMOS

应具备足够的能力来避免测试中散粒噪声的影响，信噪比应大于40dB。成像设备还应该具有足够的分

辨率来分辨出由光阑产生的最小主观散斑颗粒。

6.1.3单色散斑对比度的测量方法

测量应该按以下步骤：

a）按照要求将LTV放到预设的投影位置；

b）将LMD放置在如图7所示的位置。测量位置应该与观察位置相同；测量距离很大程度上取决

于DUT。例如，对于全高清投影机，推荐使用的测量距离应是图像高度的三倍。对于影院投

影机，推荐使用5m的测量距离。成像器件应该放置于屏幕的共轭焦平面上；

c）LTV的投影画面在空间上是均匀的（典型的是基色的画面，红色、绿色或蓝色）。当被测量器

件是多基色系统时，所有的基色散斑都应该测量。图像的尺寸应该大于LMD的视场；

d）如果需要，放置一片单色滤光片来滤掉不必要的光学噪声信号。单色滤光片应对主要的投影图

像的基色光具有高透过率。对于不同基色的散斑测量，推荐使用相对应的单色滤光片；

e）调节LMD的焦距，使投影画面在LMD上清晰成像；

f）推荐将LTV和LMD成一定的角度，这样可以避免屏幕的镜面反射到LMD上。然后将LMD

调焦到屏幕上；

g）拍摄图像，确认曝光时间来避免成像器件信号饱和，曝光时间设定在30至200毫秒之间；

h）调整曝光时间后，若拍摄图像仍信号饱和则添加中性滤光片减少采集亮度；

i）利用公式（1）计算散斑对比度퐶푠。

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T/CVIA-××-2020

标引序号说明：

1——PPUT（屏幕）；

2——镜面反射；

3——DUT；

4——NA（屏幕-光阑）；

5——光学滤光片（可选）；

6——光阑；

7——镜头；

8——NA（光阑-成像设备）；

9——成像设备；

10——LMD。

图7激光电视散斑测量装置示意图

6.2LMD的校准和检验

6.2.1概述

要完成精确地并且可重复地散斑对比度的测量，LMD的检验和校准是非常重要的。应定期对LMD

进行检验和校准。

装置包含如下部分：

a）工作在稳定单模状态下的连续、窄带、和线偏振的相干光源，如频谱宽度小于20MHz的稳频

He-Ne激光器，可用于高散斑对比度的校对；

b）起偏器；

c）非相干光源，例如白炽灯，用于测量低散斑对比度；

d）投影镜头；

e）标准漫反射屏幕，应具备近似朗伯散射特性。

12

T/CVIA-××-2020

6.2.2最高散斑对比度的校准精度和判别

可测量的Cs最大值由近似完全相干光源来产生，如6.2.1定义的，它应该具有高散斑对比度的测量

精度，可以认为它是完全散斑图样（Cs=1）。

a）如图8放置LMD；

b）将相干光源放置于图8中“光源”的位置；

c）投影光束应该对准测量区域，并且投影面积应该完全覆盖测量区域；

d）放置DUT和LMD成一定的角度来避免镜面反射的影响；

e）在成像镜头前面放置一个起偏器；

f）将起偏器的偏振方向与相干光源一致；

g）调节LMD的焦距，使投影画面在LMD上清晰成像；

h）拍摄图像。确认曝光时间来避免成像器件信号饱和，曝光时间设定在30至200毫秒之间；

i）调整曝光时间后，若拍摄图像仍信号饱和则添加中性滤光片减少采集亮度；

j）计算方式计算散斑对比度；

k）将计算的散斑对比度记录在报告中。

标引序号说明：

1——PPUT（屏幕）；

2——镜面反射；

3——偏振镜；

4——光学滤光片（可选）；

5——光阑；

6——光源；

7——镜头；

8——NA（光阑-成像设备）；

9——成像设备；

10——LMD。

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T/CVIA-××-2020

图8最高散斑对比度Cs校准及测量方法

可测量的最大散斑对比度应该大于0.97。否则，LMD需要校准，使得散斑对比度大于0.97。

6.2.3最低散斑对比度的校准过程

可测量的最低的散斑对比度可以通过非相干光源获得，例如具有均匀照明特性的LED或者白炽灯

可以用于产生接近于0的散斑对比度，可以用于最低散斑对比度的校准。

a）将LMD放置于图8所示的位置（没有起偏器）；

b）将非相干光源放置于图8中“光源”的位置；

c）投影光束应该是准直的并且投影区域应该足够大来填满测量区域；

d）放置DUT和LMD成一定的角度来避免镜面反射的影响；

e）调节LMD的焦距，使投影画面在LMD上清晰成像；

f）拍摄图像，确认曝光时间来避免成像器件信号饱和，曝光时间设定在30至200毫秒之间；

g）调整曝光时间后，若拍摄图像仍信号饱和则添加中性滤光片减少采集亮度；

h）计算方式计算散斑对比度；

i）将计算的散斑对比度记录在报告中。

测量的最低散斑对比度数值应该小于0.02。否则应校准LMD，使得散斑对比度小于0.02。

7彩色散斑测量方法

7.1概述

本部分规定了直接测量彩色散斑的方法。

7.2采用XYZ滤光片的LMD的彩色散斑测量方法

使用XYZ滤光片的LMD用于激光电视彩色散斑测量的几何结构参照图5。除非另有说明，彩色散

斑测量的程序按以下进行：

a）将LTV放置在屏幕前方。投影距离应与产品设计标称值相同；

b）将使用XYZ滤光片的LMD按照图7所示放置。测量距离应与目标受众可视距离相同，成像装

置应放置在屏幕的共轭面上；

c）调整DUT以投射目标色度的图像；

d）投射一个空间均匀图案的图像，图像尺寸应大于LMD的视场；

e）将LMD调焦以对准屏幕上的投影图像。建议将LTV和LMD保持适当的角度，以避免与LMD

形成镜面反射。将LMD对焦到屏幕上；

f）捕获图像。应确定适当的曝光时间以避免使成像器件饱和，曝光时间设定在30至200毫秒之

间；

g）调整曝光时间后，若拍摄图像仍信号饱和则添加中性滤光片减少采集亮度；

h）依次切换X、Y、Z滤光片，以获取三刺激值X、Y、Z的二维图；

i）在二维图的每个点计算色度坐标푢′，푣′；

j）在CIE1976的色度图上绘制彩色散斑的色坐标分布图，并绘制光度分布图，如直方图；

k）计算彩色散斑指标，光度散斑对比度，方差22，协方差；

퐶푐푠휎푣′휎푢′휇푢′푣′

l）报告上述程序及结果。

为了提高测量的准确度，应考虑到X、Y、Z滤光片的实际光谱透射率与理想的颜色匹配函数之间

的差异，需要对其进行适当的校准。

上述程序可以以类似方式应用于其他几何结构。

7.3采用BGR滤光片的LMD的彩色散斑测量方法

14

T/CVIA-××-2020

使用BGR滤光片的用于前投影彩色散斑测量的LMD的几何结构参照图6，将光学滤光片换为BGR

滤光片。除非另有说明，彩色散斑测量的程序按以下进行：

a)将DUT放置在屏幕前方。投影距离应与产品设计的标称值相同；

b)按图7所示放置LMD。测量距离应与目标受众可视距离相同，成像器件应放置在屏幕的共轭

面上；

c)调整DUT以投射目标色度的图像(例如，参考白)；

d)投射一个空间均匀图案的图像。图像尺寸应大于LMD的视场。空间均匀性可以按5.7.4中的

方法校准；

e)将LMD调焦以对准屏幕上的投影图像。建议将DUT和LMD保持适当的角度，以避免与LMD

形成镜面反射。将LMD对焦到屏幕上；

f)捕获图像。应确定适当的曝光时间以避免使成像器件饱和，曝光时间设定在30至200毫秒之

间；

g)调整曝光时间后，若拍摄图像仍信号饱和则添加中性滤光片减少采集亮度；

h)依次切换BGR滤波器，获取每个BGR颜色的投射功率的二维图；

i)利用理想的颜色匹配函数和测量的BGR光谱，按照4.2.3中所述的方法计算二维图上的每个

点的色度坐标푢′，푣′；

j)在CIE1976的色度图上绘制彩色散斑的色坐标分布图，并绘制光度分布图，如直方图；

k)计算彩色散斑指标，光度散斑对比度,方差22，协方差；

퐶푐푠휎푣′휎푢′휇푢′푣′

l)报告上述程序及结果。

8与空间变化有关的测量方法

8.1概述

本部分规定了在投影平面(屏幕)点上与空间变化相关的测量方法。

8.2角度彩色散斑变化

在物理散斑测量过程中，散斑测量结果与角度变化的关系，应按照5.3节中定义的极坐标系(φ,θ)

的角度(0°，0°)，(θ，0°)，(θ，90°)，(θ，180°)和(θ，270°)测量。

8.3散斑对比度均匀性/非均匀性

散斑对比度非均匀性푁푈푝푠是一个关于在投影平面(屏幕)的图像区域上散斑对比度保持恒定程度的

参数。

散斑对比度非均匀性푁푈푝푠通常用下面的等式来计算：

푀푎푥(퐶푝푠(푖))−퐶푝푠(푎)

푁푈푝푠=……(10)

퐶푝푠(푎)

式中：

퐶푐푠(푎)——物理散斑对比度的平均值。

퐶푐푠(푎)计算式为:

푁

퐶()

퐶=∑푐푠푖……（11）

푐푠(푎)푁

푖=1

式中：

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N——测量点的个数,Ccs(i)是第i个测量点的散斑对比度。

若采用其他的公式，用于获得푁푈푝푠的公式应当被记录。

典型的测量程序如下:

a)散斑对比度是在图10中(投影图像活动区域)的标准位置处测量，这些测试点在大多数显

示设备的测试中是常见的；

b）屏幕活动区域划分为9个等大小的小区域，测量区域为每个小区域的中心，由相应的编号

标识；

c）每个小区域的宽度(H)和高度(V)均为图像活动区域的1/3；

d）屏幕中心的测量位置在P5处；

e）任何偏离上述标准位置的情况应在报告中说明。

测量通常以正常角度进行。但是，对于一些特定的目的，其他角度也应考虑到，并予以报告。

图9投影活动图像区域的9个等间距标准测量位置

8.4彩色散斑方差/协方差非均匀性

彩色散斑方差/协方差非均匀性푁푈푐푠푢’，푁푈푐푠푣’，푁푈푐푠푢’푣’应该基于CIE1976的在中心和图像投影区

域的其他点之间的色度来测量，使用以下计算式：

22

푁푈푐푠푢’=max(휎푢′(푖)−휎푢′(푐푒푛푡푟푒))

22

푁푈푐푠푣’=max(휎푣′(푖)−휎푣′(푐푒푛푡푟푒))

푁푈푐푠푢’푣′=max(휇푢′푣′(푖)−휇푢′푣′(푐푒푛푡푟푒))……（12）

注:该处应用的符号i是第i个测量点的彩色散斑对比度。

若采用其他的公式，用于获得彩色散斑方差/协方差非均匀性的公式应报告。应使用图10所示的相

同测量点。

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附录A

（资料性）

LD的光谱特性

A.1单纵模LD的光谱特性

单纵模激光器通常为非常窄的单光谱线，如图A.1所示。

图A.1单纵模激光器光谱特性举例

A.2多纵膜LD的特性

多纵膜LD通常表现为多个分支的线光谱，如图A.2所示。

图A.2多纵模LD光谱特性

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附录B

（资料性）

CCD的像素大小

最小的主观散斑颗粒尺寸有如下公式给出

……（）

SsubjB.1

2sinsubj

式中：

——相干光束波长；

subj——像空间成像透镜有效直径反向边的两束相干光的半角。

可以表示成以下公式：

D

……（B.2）

subj2f

式中：

D——光阑直径；

f——透镜焦距。

假定f为50mm为532nm,Ssubj随D变化如表格B.1所示：

表B.1随D变化

D/mmssubj/μm

0.466.5

0.833.3

1.222.2

1.616.6

2.013.3

2.411.1

2.89.5

3.28.3

3.67.4

4.06.7

[8]

为了计算散斑，根据取样理论，要求CCD的像素尺寸至少为最小主观散斑颗粒（Ssubj）大小的一

半。

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70

60

50

40

(um)

subj

S30

20

10

0

0

50100150

F-number

图B.1最小主观散斑粒度随F数变化关系

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附录C

（资料性）

散班对比度基本公式和可测变量的影响

C.1基本公式

Goodman给出了散斑对比度公式[1]，散斑对比度Cs可以表达成如下形式：

√푀+퐾±1

퐶=…………(퐶.1)

푠푀퐾

式中：

M——时间多样性；

K——空间多样性。

如果M>K>1，公式可以近似表达为以下形式：

1푁퐴screen−Iris

퐶푆≈≈……(퐶.2)

√퐾푁퐴DUT−screen

式中:

NADUT-Screen——投影照明镜头的数值孔径；

NAScreen-Iris——成像镜头的数值孔径(参见图2)。

公式(C.2)揭示Cs与投影距离、观察距离和其他测量变量有关。因此，当Cs测量确定后，这些

参量应该仔细考量。

这些参量之间的关系如C.2.所示。

C.2观察距离和虹膜半径的影响

NAScreen-Iris可用用虹膜直径D和观察距离Lobs重新定义，如下：

퐷

2

푁퐴Screen−Iris=……(퐶.3)

퐿표푏푠

图C.1给出激光投影Cs测量结果的一个范例，Cs随着观察距离和虹膜半径变化曲线如图C.1所示。

水平轴归一化，NAscreen-Iris重新定义如公式（C.3）

图C.1Cs随NAscreen-Iris变化的测量结果

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附录D

（资料性）

可能的错误及其来源

尽管执行了标准中描述的测量方法，仍然可能会产生测量错误，以下是一些可能存在错误的地方：

a）LMD线性操作，有些机器视觉相机默认进行gamma操作

b）使用单色传感LMD,特别是，商用相机上的彩色传感器会引入空间亮度等人为因素，由

于传感器上彩色滤色阵列模式，这会被当做散斑进行测量。

c）亮度均匀性，如果没有校准的话，显示器件亮度任何非均匀性会当作散斑来测量。

d）传感器信噪比SNR包含测量低散斑数值的能力，建议使用12位以上来测量1%的散斑。

e）屏幕表面的非均匀性，包含增强声音穿透的齿孔都将会测量为散斑。

f）成像器件像素结构将会影响散斑对比度

g）长的积分时间（>=40ms）需要更严格测量系统。

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附录E

(资料性)

彩色散斑分布举例

E.1彩色散斑分布(一个BGR散斑对比度为:90%，其他为1%)

彩色散斑分布和光度散斑分布举例，在此例中其中一种基色的散斑对比度为90%，而其他颜色为

1%。

图E.1给出了CIE1976色度图中彩色散斑分布，퐶푠−퐵=90%，퐶푠−퐺=1%，퐶푠−푅=1%。使用

1%的散斑对比度而不是0%的散斑对比度，是为了直观地观察散斑分布本身。当퐶푠−퐺=0%，퐶푠−푅=

0%时，散斑完全分布在B-GR线上。使用蓝色相干光源激发的荧光粉的混合LTVs的情况下，色度图

的散散分布与图E.1相似。图E.2的直方图表示光度散斑分布。光度的分布并不广泛。图E.3给出了

퐶푠−퐵=1%，퐶푠−퐺=90%，퐶푠−푅=1%的CIE1976色度图中的彩色散斑分布。该分布几乎与G-BR线

一致。图E.4的直方图显示改情况下的光度散斑分布。然而，光度分布比图E.2更分散。这是因为彩色

散斑分布向高光敏度G点扩散，决定性影响光度分布。图E.5给出了퐶푠−퐵=1%，퐶푠−퐺=1%，퐶푠−푅=

90%。的