顯示屏亮度計(jì)怎么測(cè)?從單點(diǎn)亮度到亮度均勻性的檢測(cè)方法
顯示屏亮度計(jì)操作看起來很簡(jiǎn)單:打開儀器,對(duì)準(zhǔn)屏幕,讀取cd/m2數(shù)值。但生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)真正容易出現(xiàn)分歧的地方,并不在“會(huì)不會(huì)按測(cè)量鍵”,而在屏幕狀態(tài)、測(cè)試畫面、測(cè)量距離、取樣區(qū)域和點(diǎn)位規(guī)則是否一致。同一塊顯示屏只要改變其中一個(gè)條件,就可能得到不同結(jié)果。因此,手機(jī)、顯示器、電視、LED顯示屏或工業(yè)屏建立亮度檢測(cè)方法時(shí),應(yīng)先固定測(cè)試條件,再討論數(shù)據(jù)是否達(dá)到企業(yè)要求。
第一步不是測(cè)量,而是確定被測(cè)狀態(tài)
屏幕亮度并非一個(gè)永遠(yuǎn)固定的屬性。自動(dòng)亮度、節(jié)能模式、動(dòng)態(tài)對(duì)比度、局部調(diào)光、HDR模式、色彩模式甚至畫面內(nèi)容,都可能改變實(shí)際發(fā)光狀態(tài)。手機(jī)還可能受到環(huán)境光傳感器和系統(tǒng)亮度策略影響,OLED及部分高動(dòng)態(tài)范圍顯示設(shè)備則可能因?yàn)轱@示面積和畫面負(fù)載變化出現(xiàn)亮度調(diào)整。
所以正式測(cè)量前,應(yīng)在作業(yè)文件中確定屏幕使用哪個(gè)模式、亮度檔位是多少、測(cè)試使用全白畫面還是規(guī)定尺寸的測(cè)試窗口、自動(dòng)亮度及動(dòng)態(tài)調(diào)整功能是否關(guān)閉。如果產(chǎn)品規(guī)范要求在特定模式下測(cè)量,則以對(duì)應(yīng)規(guī)范為準(zhǔn),而不能為了獲得更高或更穩(wěn)定的數(shù)字臨時(shí)調(diào)整設(shè)備狀態(tài)。
第二步:保持屏幕和儀器進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)
剛開機(jī)的屏幕與連續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間后的屏幕可能存在差別。背光溫度、面板驅(qū)動(dòng)和自動(dòng)功率管理都會(huì)影響數(shù)據(jù)。研發(fā)驗(yàn)證和出廠抽檢如果使用不同的預(yù)熱時(shí)間,很容易把測(cè)試條件差異誤認(rèn)為產(chǎn)品差異。因此企業(yè)應(yīng)根據(jù)顯示產(chǎn)品特性確定穩(wěn)定時(shí)間,并讓同類產(chǎn)品保持一致。
顯示屏亮度計(jì)自身也要處于正常計(jì)量狀態(tài)。檢查電量、測(cè)量孔徑、儀器設(shè)置以及最近一次校準(zhǔn)或檢定狀態(tài),比盲目重復(fù)讀數(shù)更有效。計(jì)量到期或者儀器受到撞擊、污染后繼續(xù)使用,即使屏幕條件控制得很好,數(shù)據(jù)鏈路仍可能失去可信度。
第三步:控制距離、方向和測(cè)量區(qū)域
亮度測(cè)量需要明確儀器實(shí)際采集哪一塊發(fā)光區(qū)域。距離改變后,儀器視場(chǎng)覆蓋范圍和目標(biāo)區(qū)域的對(duì)應(yīng)關(guān)系可能發(fā)生變化;測(cè)量方向發(fā)生傾斜后,部分顯示技術(shù)還會(huì)受到視角特性的影響。對(duì)同一批產(chǎn)品進(jìn)行比較時(shí),應(yīng)盡量使用固定治具或明確的定位方法,讓探頭中心、屏幕測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量方向保持一致。
林上LS332配備10mm和20mm兩種探頭光筒,可以根據(jù)不同尺寸的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行選擇。檢測(cè)較小手機(jī)顯示區(qū)域、局部測(cè)試窗口或較窄發(fā)光區(qū)域時(shí),應(yīng)確認(rèn)實(shí)際采樣區(qū)沒有跨出目標(biāo)邊界;測(cè)量大尺寸顯示器時(shí),也不能因?yàn)槠聊幻娣e較大就隨意改變測(cè)量距離。更換光筒后,應(yīng)同步確認(rèn)儀器設(shè)置,并在記錄中寫清本次使用的孔徑。
屏幕多點(diǎn)亮度檢測(cè)操作
第四步:?jiǎn)吸c(diǎn)亮度和均勻性要分開測(cè)
中心亮度適合快速觀察顯示屏主要區(qū)域的輸出狀態(tài),但亮度均勻性本質(zhì)上屬于空間分布問題,需要多個(gè)點(diǎn)位。企業(yè)可以根據(jù)適用標(biāo)準(zhǔn)、客戶要求或內(nèi)部檢驗(yàn)規(guī)范設(shè)置測(cè)量點(diǎn)位,例如中心區(qū)域和若干周邊位置,但具體點(diǎn)數(shù)和位置不應(yīng)脫離適用規(guī)范自行宣稱為標(biāo)準(zhǔn)方法。
采集每個(gè)點(diǎn)時(shí)要保持同一個(gè)測(cè)試畫面、同一個(gè)亮度檔位和相同測(cè)量條件,然后再依據(jù)規(guī)定公式或企業(yè)判定規(guī)則計(jì)算均勻性。如果只測(cè)中心一次,再憑肉眼判斷四周“差不多一樣亮”,無法形成有效的量化記錄;反過來,如果不同點(diǎn)位測(cè)量時(shí)屏幕畫面不斷變化,計(jì)算出來的均勻性也沒有實(shí)際比較價(jià)值。
| 步驟 | 需要固定的條件 | 主要目的 |
|---|---|---|
| 狀態(tài)設(shè)置 | 亮度檔位、顯示模式、動(dòng)態(tài)功能 | 保證屏幕工作條件一致 |
| 測(cè)試畫面 | 全屏或規(guī)定窗口、畫面內(nèi)容 | 避免不同負(fù)載改變亮度 |
| 儀器定位 | 距離、方向、孔徑 | 保證采樣區(qū)域可重復(fù) |
| 多點(diǎn)測(cè)量 | 點(diǎn)位數(shù)量和具體位置 | 獲得空間亮度分布 |
| 異常復(fù)測(cè) | 保持原測(cè)試條件 | 區(qū)分偶然波動(dòng)與持續(xù)偏差 |
HDR顯示不能只寫一個(gè)“最高亮度”
高動(dòng)態(tài)范圍顯示設(shè)備常把峰值亮度作為重要指標(biāo),但高亮狀態(tài)可能與測(cè)試窗口大小、持續(xù)時(shí)間、內(nèi)容負(fù)載及溫控策略有關(guān)。同一塊電視或OLED屏,用小面積高亮窗口和全屏白場(chǎng)測(cè)出的數(shù)值可能不同。如果檢測(cè)記錄只保存一個(gè)“峰值亮度”,卻沒有寫測(cè)試圖案和顯示狀態(tài),后續(xù)即使重復(fù)使用同一臺(tái)顯示屏亮度計(jì),也可能無法復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)。
LS332的亮度量程覆蓋到1000000cd/m2,在高亮顯示、HDR屏及其他高亮發(fā)光目標(biāo)測(cè)試中能夠保留較大的量程余量。量程足夠只是檢測(cè)條件之一,研發(fā)人員仍需要在試驗(yàn)記錄中寫清測(cè)試窗口、畫面持續(xù)時(shí)間、屏幕工作模式以及測(cè)量位置,這樣高亮數(shù)據(jù)才具備橫向比較意義。
頻閃測(cè)量要知道儀器能夠覆蓋什么范圍
屏幕亮度調(diào)整還可能伴隨時(shí)間上的光輸出變化,因此部分顯示設(shè)備需要同時(shí)觀察閃爍狀態(tài)。林上LS332可以測(cè)量閃爍頻率等參數(shù),適合在研發(fā)調(diào)試或現(xiàn)場(chǎng)排查中快速增加一個(gè)時(shí)間維度的數(shù)據(jù)。不過儀器說明書給出的閃爍頻率測(cè)量范圍有明確上限,所以不能把一次“沒有測(cè)到明顯頻率”的結(jié)果解釋成任何調(diào)光狀態(tài)下都不存在高頻變化。
如果產(chǎn)品規(guī)范要求分析更高頻率的PWM、完整波形、調(diào)制深度隨時(shí)間的變化或其他高速時(shí)域指標(biāo),就應(yīng)根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)配置更高帶寬的光電探測(cè)設(shè)備和采集系統(tǒng)。亮度計(jì)適合解決其能力范圍內(nèi)的問題,方法邊界寫清楚,反而能減少現(xiàn)場(chǎng)誤判。
色溫?cái)?shù)據(jù)可以輔助排查批次差異
當(dāng)兩個(gè)顯示屏亮度接近,但視覺上一個(gè)偏冷、一個(gè)偏暖時(shí),僅比較cd/m2無法解釋這種差異。LS332還可測(cè)量相關(guān)色溫并顯示光譜信息,因此在批次抽檢、樣機(jī)調(diào)試或異常復(fù)查時(shí),可以把亮度和色溫等數(shù)據(jù)一起記錄。如果色溫出現(xiàn)明顯變化,還應(yīng)繼續(xù)使用適合的色度檢測(cè)方法分析,而不能把相關(guān)色溫一個(gè)參數(shù)等同于完整的色彩準(zhǔn)確性。
為什么測(cè)量結(jié)果需要復(fù)測(cè)而不是立即判定
現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)異常點(diǎn)后,正確流程通常不是馬上給屏幕貼上“不合格”結(jié)論,而是先核對(duì)顯示狀態(tài)是否變化、屏幕表面是否存在污漬或遮擋、儀器定位是否偏移、孔徑和距離是否正確,再按照原條件進(jìn)行復(fù)測(cè)。如果復(fù)測(cè)仍穩(wěn)定出現(xiàn)同方向偏差,才進(jìn)一步結(jié)合其他點(diǎn)位、批次數(shù)據(jù)和工藝記錄調(diào)查。
這種復(fù)測(cè)機(jī)制尤其適合生產(chǎn)抽檢。比如同一批工業(yè)顯示模組中某塊中心亮度偏低,如果重新定位后恢復(fù)正常,問題可能來自操作;如果多次復(fù)測(cè)都偏低,并且周邊點(diǎn)位存在相同趨勢(shì),則更值得檢查面板、背光或驅(qū)動(dòng)參數(shù)。把操作誤差和產(chǎn)品差異分開,是顯示檢測(cè)方法能夠真正進(jìn)入質(zhì)量管理的關(guān)鍵。
數(shù)據(jù)記錄要能回答“當(dāng)時(shí)是怎么測(cè)的”
一條可追溯記錄至少應(yīng)包含樣品編號(hào)、檢測(cè)時(shí)間、屏幕模式、亮度檔位、測(cè)試圖案、測(cè)量點(diǎn)位、使用孔徑、儀器編號(hào)和結(jié)果。林上LS332支持保存測(cè)量記錄,并可通過PC軟件讀取數(shù)據(jù)及導(dǎo)出記錄,這對(duì)批量檢測(cè)后的整理更方便。但電子數(shù)據(jù)也要和產(chǎn)品批次、操作人員及檢驗(yàn)任務(wù)對(duì)應(yīng)起來,否則文件里只有一列亮度數(shù)字,仍然很難完成質(zhì)量追溯。
在日常計(jì)量管理中,還應(yīng)按企業(yè)制度確認(rèn)亮度計(jì)的校準(zhǔn)或檢定狀態(tài)。如果測(cè)試用于正式出廠判定、客戶驗(yàn)收或雙方爭(zhēng)議處理,檢測(cè)方法、抽樣規(guī)則和儀器計(jì)量狀態(tài)都應(yīng)滿足相應(yīng)文件要求。顯示屏亮度計(jì)可以提高點(diǎn)位采集效率,但標(biāo)準(zhǔn)判定始終來自完整的方法體系,而不是儀器開機(jī)后出現(xiàn)的單個(gè)讀數(shù)。
一套可靠方法,比多測(cè)幾個(gè)數(shù)字更有價(jià)值
顯示屏亮度檢測(cè)的核心可以歸納為四件事:屏幕狀態(tài)固定、測(cè)量幾何條件固定、點(diǎn)位規(guī)則固定、數(shù)據(jù)記錄固定。完成這四步后,再利用顯示屏亮度計(jì)采集中心亮度、多點(diǎn)亮度以及需要的頻閃、色溫等輔助參數(shù),研發(fā)、生產(chǎn)和售后三個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)才有可能互相對(duì)照。
對(duì)于亮度均勻性、HDR峰值亮度以及復(fù)雜頻閃等項(xiàng)目,還應(yīng)根據(jù)顯示技術(shù)類型和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)測(cè)試方法。這樣做既避免把儀器功能擴(kuò)大成“萬能檢測(cè)”,也能讓每一組數(shù)據(jù)真正服務(wù)于復(fù)測(cè)、異常分析和批次追溯。
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