案例研究–Prometheus 色度計(jì)
適用于高要求的顯示應(yīng)用
顯示顏色測(cè)量
消費(fèi)電子行業(yè)是一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的市場,數(shù)據(jù)公司 Statista 的最新數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到 2023 年,全球消費(fèi)電子設(shè)備的支出將達(dá)到約 2.06 萬億美元。舉個(gè)例子,根據(jù)獨(dú)立研究公司Strategy Analytics的數(shù)據(jù),現(xiàn)在全球幾乎一半的人口擁有智能手機(jī)。這還不包括電視、AR和VR技術(shù)、可穿戴設(shè)備、語音技術(shù)和其他消費(fèi)產(chǎn)品。在這樣一個(gè)繁忙且競爭激烈的市場中,隨著新參與者的快速進(jìn)入,制造商必須能夠以高效率運(yùn)營,既要滿足需求,又要確保生產(chǎn)的每種產(chǎn)品的質(zhì)量水平都達(dá)到相同的高標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)涉及到這些產(chǎn)品的顯示器時(shí),情況確實(shí)如此,正如Admesy CEO Steven Goetstouwers在過去15年中通過該公司與一些消費(fèi)電子制造商的合作所見證的那樣。他解釋說:“重要的是,根據(jù)品牌,商店中銷售的所有消費(fèi)類設(shè)備對(duì)終端客戶來說看起來都是一樣的。“不應(yīng)該有明顯的差別,例如,當(dāng)顯示器應(yīng)該是白色時(shí),它卻是黃色調(diào)的。
標(biāo)配重復(fù)性
為了確保這一點(diǎn),制造商需要準(zhǔn)確且快速的顏色測(cè)量設(shè)備。“它必須準(zhǔn)確,因?yàn)槿搜鄯浅I朴诎l(fā)現(xiàn)色差。"Goetstouwers說,“它必須很快,因?yàn)樵谙M(fèi)電子應(yīng)用中,他們不是在制造一個(gè)設(shè)備,而是在制造數(shù)千萬個(gè)設(shè)備。Admesy 為客戶的一個(gè)特定應(yīng)用提供定制的色度計(jì)。“制造商現(xiàn)在正在將物品放在顯示屏下方。"Goetstouwers解釋道。例如,他們正在顯示屏下制造指紋掃描儀、攝像頭或面部識(shí)別,以生產(chǎn)沒有邊框或攝像頭切口的手機(jī)、平板電腦或筆記本電腦,但這會(huì)削弱顯示屏部分區(qū)域的畫質(zhì)。這意味著顯示屏的性能可能存在不同的點(diǎn),并且該特定客戶需要測(cè)量該點(diǎn),以確保顯示屏的這一特定部分與其它部分具有相同的性能。“挑戰(zhàn)在于,"Goetstouwers繼續(xù)說道,“這個(gè)點(diǎn)很小,而要變得很小,你必須從很快的顏色測(cè)量開始。這是由于較小的尺寸可能會(huì)降低測(cè)量速度的風(fēng)險(xiǎn)。“你需要一個(gè)很快的設(shè)備。"他解釋道,“因?yàn)槟阒滥憧赡軙?huì)因?yàn)閷?duì)焦而損失很多速度,而且你需要一個(gè)很復(fù)雜的鏡頭系統(tǒng)才能獲得相對(duì)較快的采樣速度。我們還遇到了一個(gè)實(shí)際的問題:在這種尺寸下,你怎么知道你在測(cè)量正確的位置?
“顯示屏測(cè)量必須快速,因?yàn)樵谙M(fèi)電子應(yīng)用中,他們不是在構(gòu)建一個(gè)設(shè)備,而是在構(gòu)建數(shù)千萬個(gè)設(shè)備"
相比之下,傳統(tǒng)上顯示屏中的測(cè)量點(diǎn)為 10 或 20 毫米,它們位于中心,這將允許一定的誤差范圍。“現(xiàn)在,"Goetstouwers說,“因?yàn)樗墓獍咛×?,如果你錯(cuò)過了一點(diǎn),即使只是短暫的,測(cè)量光斑和光斑大小就不能很好地對(duì)齊,亮度值也就可能不正確。
解決方案
這是通過在測(cè)量點(diǎn)的中心放置一個(gè)對(duì)準(zhǔn)燈來解決的,因此色度計(jì)不僅可以測(cè)量,還可以發(fā)送一個(gè)紅色的LED點(diǎn),該點(diǎn)可用于檢查設(shè)備以確保它處于應(yīng)有的位置。“這些信息可以用來確??渍_對(duì)齊。"Goetstouwers透露。Admesy 的團(tuán)隊(duì)還注意到其他客戶也遇到了類似的要求。“這個(gè)對(duì)準(zhǔn)工具,讓我們從只提供傳感器和測(cè)量工具,到現(xiàn)在能提供更完整的測(cè)量系統(tǒng)。為了正確讀取數(shù)據(jù),可以根據(jù)這些信息調(diào)整顯示屏的位置。"該項(xiàng)目的成果是Prometheus系列色度計(jì),由于Admesy光學(xué)和機(jī)械工程師之間的大量辛勤工作和合作,現(xiàn)在所有客戶都可以使用。“整個(gè)鏡頭設(shè)計(jì)是我們做過的比較復(fù)雜的鏡頭設(shè)計(jì)之一。"Goetstouwers說。Prometheus 系列包括顏色測(cè)量、閃爍和響應(yīng)時(shí)間測(cè)量選項(xiàng),并提供比其前身 Hyperion 色度計(jì)更大的動(dòng)態(tài)范圍和更高的采樣速度。它還設(shè)計(jì)為堅(jiān)固耐用,適合 24/7 全天候使用,并且易于集成到生產(chǎn)環(huán)境中。有許多不同的鏡頭可供選擇。對(duì)于一般顯示屏測(cè)量,有 10、20 或 27mm 光斑尺寸的準(zhǔn)直透鏡。對(duì)于較小的感興趣區(qū)域或特殊應(yīng)用(如本案例研究中詳述的應(yīng)用),也可以選擇2.1或5mm光斑尺寸的聚焦鏡頭版本。
基本參數(shù)
型號(hào) | Prometheus 色度計(jì) |
光學(xué)系統(tǒng) | 準(zhǔn)直透鏡:10 mm, 10 mm 廣角, 20 mm, 27 mm廣角 聚焦透鏡:2.1 mm, 5 mm, 10 mm 超廣角 |
光電探測(cè)器 | 3個(gè)硅光電二極管,分別搭配XYZ干涉濾光片 |
光譜響應(yīng) | CIE 1931色彩匹配函數(shù) |
亮度精度 | 低至1.5%,取決于測(cè)試亮度范圍和具體型號(hào),詳情參見規(guī)格書 |
色度精度 | 低至0.0015 CIE xy,取決于測(cè)試亮度范圍和具體型號(hào),詳情參見規(guī)格書 |
測(cè)量速度 | 采樣率高達(dá)45 次/秒, 具體取決于亮度 |
接口 | 高速USB, RS232, 以太網(wǎng),觸發(fā)器連接 |
測(cè)量參數(shù) | XYZ, Yxy, Yuv, 相關(guān)色溫(CCT), 主波長, 閃爍, 響應(yīng)時(shí)間 |
尺寸 | (HxWxD) 53 x 70 x 190 mm (不含鏡頭) |
重量 | 大約850克 |
測(cè)量參數(shù)
型號(hào) | Prometheus 2.1mm | |||
參數(shù) | 范圍 | 準(zhǔn)確性 | 積分時(shí)間(us) | 重復(fù)性 |
亮度(Y) | 0.003cd/m2- 12000cd/m2 | Y:±9% for Y at 0.003cd/m2 | 1000000 | Y:4% for Y at 0.003cd/m2 |
Y:±5% for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | Y:1% for Y at 0.01cd/m2 | ||
Y:±3% for Y at 0.1cd/m2 | 100000 | Y:1% for Y at 0.1cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 1cd/m2 | 33333 | Y:0.2% for Y at 1cd/m2 | ||
色度x,y | 0.01cd/m2- 4000cd/m2 | x,y:±0.006 for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0025 for Y at 0.01cd/m2 |
x,y:±0.002 for Y at 0.1cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0003 for Y at 0.1cd/m2 | ||
x,y:±0.0015 for Y at 1cd/m2 | 33333 | x,y:0.0003 for Y at 1cd/m2 | ||
x,y:0.0002 for Y at 10cd/m2 |
型號(hào) | Prometheus 27mm | |||
參數(shù) | 范圍 | 準(zhǔn)確性 | 積分時(shí)間(us) | 重復(fù)性 |
亮度(Y) | 0.0004cd/m2- 2800cd/m2 | Y:±9% for Y at 0.0004cd/m2 | 1000000 | Y:4% for Y at 0.0004cd/m2 |
Y:±3% for Y at 0.001cd/m2 | 1000000 | Y:1.3% for Y at 0.001cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 0.01cd/m2 | 100000 | Y:0.2% for Y at 0.01cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 1cd/m2 | 33333 | Y:0.2% for Y at 1cd/m2 | ||
色度x,y | 0.003cd/m2- 2800cd/m2 | x,y:±0.003 for Y at 0.003cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0007 for Y at 0.003cd/m2 |
x,y:±0.002 for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0003 for Y at 0.01cd/m2 | ||
x,y:±0.002 for Y at 0.1cd/m2 | 33333 | x,y:0.0003 for Y at 0.1cd/m2 | ||
x,y:0.0002 for Y at 1cd/m2 |
型號(hào) | Prometheus 10mm | |||
參數(shù) | 范圍 | 準(zhǔn)確性 | 積分時(shí)間(us) | 重復(fù)性 |
亮度(Y) | 0.003cd/m2- 12000cd/m2 | Y:±9% for Y at 0.003cd/m2 | 1000000 | Y:4% for Y at 0.003cd/m2 |
Y:±5% for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | Y:1% for Y at 0.01cd/m2 | ||
Y:±3% for Y at 0.1cd/m2 | 100000 | Y:1% for Y at 0.1cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 1cd/m2 | 33333 | Y:0.2% for Y at 1cd/m2 | ||
色度x,y | 0.01cd/m2- 4000cd/m2 | x,y:±0.006 for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0025 for Y at 0.01cd/m2 |
x,y:±0.002 for Y at 0.1cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0003 for Y at 0.1cd/m2 | ||
x,y:±0.0015 for Y at 1cd/m2 | 33333 | x,y:0.0003 for Y at 1cd/m2 | ||
x,y:0.0002 for Y at 10cd/m2 |
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