针对薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT-LCD)边缘亮度偏低、出现暗带的不良现象，对不良机理及影响因子进行研究，并总结较优工艺条件。实验结果表明: 从液晶面板设计角度，均匀的边缘盒厚有助于提升边缘亮度均一性，故适中的液晶量、硅球尺寸、硅球掺杂比及较硬的封框胶其性能更优，同时贴附偏光片后的液晶面板越平坦其暗带程度越轻; 从背光源角度，模组成品的边缘暗带不良与背光源批次存在强相关性，但主要受背光源的平坦度等尺寸参数影响而非背光源自身的暗带程度。此外，老化工艺释放了背光源与液晶屏组装时产生的内应力，缓和边缘位置的形变，适当延长老化时间有利于降低边缘暗带不良发生率。通过以上较优条件的导入，成功改善了TFT-LCD显示器边缘暗带不良，有效地提升了产品竞争力。

从几何光学的角度设计并实现高动态范围视频显示系统的背光模组。首先明确背光模组亮度均匀性对高动态范围视频显示系统的重要影响, 并通过斯派罗法则确定背光模组LED光源的间距、混光距离等设计参数, 随后利用AutoCAD软件进行三维建模, 利用TracePro、LightTools光学软件进行仿真实验, 并通过改造现有显示屏幕的背光模组来实现高动态范围视频显示系统。结果显示: 设计与实现的背光模组能够达到高动态范围视频显示系统的要求, 液晶面板的峰值亮度可达2500 cd·m-2, 亮度均匀性为95.85%。

对于道路照明，人眼观察到的是路面的亮度而并非路面照度。理想的路面照明应能达到照度和亮度的双重均匀性。从发光二极管(LED)道路照明中路面亮度与照度的关系出发，提出了一种基于路面反射特性同时实现路面照度与亮度均匀性的设计方法。首先根据国际照明委员会(CIE)标准给出的简化亮度系数表计算路面上所有点的亮度系数；然后利用最小二乘法对路面照度和亮度同时进行分析，得到路面最优照度分布；最后采用分离变量与最小能量块迭代结合的方法对光源以及接收面进行网格划分，根据目标照度分布进行三维自由曲面光学系统设计，得到实现路面照度均匀与亮度均匀的光学透镜。将此设计应用于双车道的C1路面，实现了路面93.47%的照度均匀度，各车道观察到的路面总亮度均匀度为86.94%和89.26%。

将CCD摄像机用于LED显示屏亮度特征数据的采集，深入分析了LED显示屏CCD感光图像的特点，在此基础上，完成了感光单元的识别以及亮度特征数据的提取，提出了一种通过计算亮度特征图像各部分之间的相似程度评估显示屏亮度均匀性的方法。针对亮度特征图像，采用在水平和垂直方向上各等分为2块以及直接将其等分为4块2种分块方法，分别计算各图像分块之间奇异值向量的夹角以度量其相似程度，最后将各分块相似度的平均值作为该显示屏样块亮度均匀性的度量。实验结果表明，2种分块方法对同一组显示屏样块的亮度均匀性评估结果是一致的，均与人的主观感觉相符。

针对全彩LED显示屏的特点，提出了一种基于人眼视觉特性(HVS)的评价显示屏亮度均匀性的新方法，并通过实验进行了验证。该方法通过CCD图像传感器获取LED图像，并将图像划分成尺寸相等的子区域,计算出各子区域基于HVS的亮度特征因子、纹理细节特征因子和空间位置特征因子，用3个因子的特征融合作为每一区域的评估参数，用全屏各区域参数的离散程度值作为均匀性评价指标，客观准确地给出评估分析结果。实验证明，该方法与人的主观评价结果基本符合，提高了显示屏亮度均匀性主观评价与客观评价的一致性。

随着投影仪的发展, 其显示质量越来越受到人们关注。投影显示中普遍存在亮度不均匀性问题, 且大部分高灰度图像在亮度校正后易出现饱和。而一般的剪切法会极大地降低像面均匀性。为解决这个问题, 基于投影仪相机系统建立系统光度学模型, 在传统线性映射方法的基础上提出了一种亮度不均匀性校正的非线性稳定算法。实验表明, 采用的投影仪在校正前其图像显示亮度从中心到边缘下降了近50%, 像面不均匀性的相对均方根误差(RRMS)为17.7%; 而饱和图像校正后像面的RRMS为1.69%, 几乎达到了与未饱和图像(1.55%)相同的校正精度, 同时基本保持了显示图像的平均亮度水平。

根据CCD的成像特点，建立了CCD感光像素与OLED显示像素亮度的关系，从而提出了一种由CCD采集图像分析OLED显示设备亮度均匀度的理论方法。给出了一种基于CCD摄像器件的测试平台与软件系统，阐述了测试平台的主要组成、工作流程以及设计要点等。给出了OLED样板的测试评估结果，表明了这种基于CCD的测试平台与评估理论的方法是快捷而有效的。