手机测试-颜色空间(北京)科技有限公司

2019-05-28

随着科学技术与工业水平的突飞猛进,液晶屏类电子产品逐渐成为生产和生活中不可或缺的元素,实际环境对电子产品的液晶屏幕品质的要求日益提高,而当前的生产水平还无法避免各种各样的缺陷,并且人工检测手段也不能满足工业生产对液晶屏幕准确性的要求并保证检测结果的稳定性,应用我们的产品可以准确,高效,稳定的检测出产品缺陷。


LED/LCD缺陷检测

 

测量设备发展史

(1)人工检测 

     轻松处理比较复杂的测试要求,相对于电子设备速度较慢

(2)机器视觉检测  

     对简单的测试速度较快,但每次测量的重复性不高

(3)PM-20检测 

     在速度方面优于前两者,视觉可靠性和可重复性都比较高


PM-20可以获得准确的高分辨率数据来精确描述显示屏幕的性能,同过技术分析拍摄获得的图像可以直接观察到材料因物理缺陷造成的精细尺度差异

我们的检测领域涉及很广,几乎涵盖了所有使用到LED背光源的产品,包括数码产品,仪器仪表,信息通讯如电视,平板,电脑,单反镜头,汽车仪表盘,导航仪等。检测的显示缺陷问题主要有像素缺陷和线缺陷,屏幕物理缺陷(如分层),屏幕损坏(如划痕),图像均匀性(亮度/色度)缺陷,这些缺陷可以通过数据形式分析得出,检测过程快速并且可重复性高。

下图是显示屏生产工艺的各个环节,其中表示的是来料品质测试,在LED/LCD的加工过程中,需要对其组成原料如背光屏,,导光板 ,玻璃基板,上下偏光板,彩色滤光片等各种材料进行测试,PM-20可以在所有的测试环节中发挥强大的检测作用,为整个流程层层把关,确保厂商生产出高品质的LED/LCD。 

 

 

应用领域实例分析

一、手机屏幕检测

目前应用于彩屏手机上的液晶显示屏主要有TN/STN/CSTN/TFT/,LCD本身不发光,需背光源提供的光线来表现其显示效果,液晶屏主要由上下偏振片,上下玻璃基板,彩色滤光片,封装在玻璃基板之间的液晶图层构成,上述材料都会造成光线的损失。

1、坏点(亮点、暗点)

液晶屏由很多独立的像素点组成,每个像素点又由红、绿、蓝三个滤光片构成,所谓滤光片就是液晶体,在工作中液晶体由于光电效应,对背光源发出的光线有一定的过滤作用,由滤光片各自的驱动电路控制R,G,B三色的透过率来调和出众多色彩,面对液晶屏下如此大规模的电路系统,目前的生产技术难以保证在生产中不会出现差错,从而屏幕会出现某个像素点无法正常工作的现象,这种像素点就是坏点。

亮点是指一个像素点下红,绿,蓝三个滤光片都处于非正常工作状态,使得该像素点长时间呈现一种颜色,在屏幕呈纯黑色时能够观察到亮点。暗点则是指红,绿,蓝三个滤光片都不处于工作状态,使得该像素点一直呈黑色,在屏幕呈纯白色时最容易观察到暗点,但是这些坏点在一般环境下肉眼是无法察觉的,只有通过精密的检测仪器,才可以发现屏幕的瑕疵。

2、色差

液晶屏幕通过电压来控制液晶体的偏转,偏转的角度决定了红、绿、蓝颜色的透过率,从而可以混合显示出想要的颜色,当液晶屏幕的电路以及液晶体本身出现相关问题时,会造成液晶体的偏转不到位,从而使得液晶屏幕显示的颜色和想要的标准颜色之间存在明显的差异,出现大规模的、区域性、整体性的像素点颜色差异,并且这些像素点都较为接近,导致这种现象的更多原因是由液晶面板的老化或生产不合格造成的线路问题。如下图所示为屏幕色差


              

             色差对比示意图(右为标准,左为产生色差后的颜色)

 

3、漏光 

漏光就是屏幕液晶跟框架吻合不紧密导致灯管光直接透射出来的现象,当全屏操作时对用户产生影响最大,如看视频,电影的时候,因为这时黑色边框较多,容易漏光。

4、彩屏手机的色度坐标

从大多数LED制造商的颜色分区来看单一区块内的色度范围都不能满足背光产品的需求,几乎每个供应商都只能同时提供至少2个区块的LED,在生产过程中需要进行人工分色分压,保证单一产品色度的一致性.多数情况下,LED会出现偏蓝、偏黄、偏红、偏绿或偏紫等现象,一般认为是由于白光胶和芯片波长的配对差别造成的,芯片厂商提供给LED制造厂的芯片波长范围定为2或3个nm(实际操作无法保证),LED制造商,背光源制造厂,模块厂所用亮度色度测试仪各不相同,测试数据差别很大,因此需要选择一个统一的标准设备来对出厂的显示屏做色度和亮度的测量



左RGB 三原色的分布测量/右LED 颜色分布范围标准

 

PM-20可以对液晶显示屏幕进行高精度的颜色测量,对色域内的每一点坐标精确定位,颜色分布精度达到纳米级别,从而分析和改善液晶屏幕的构造缺陷


二、电脑显示器检测

一款好的电脑屏幕它的显示器不仅要有好的色彩空间,其色彩的精确度也相当重要,下面以华硕笔记本的显示屏举例说明,对华硕PA279Q显示器进行亮度和色度测试分析。

首先使用校色仪将显示器屏幕分为9个区域,对每个区域分别进行色彩/亮度均匀性测试,测试结束后,屏幕上会显示不同灰度下该显示器9个区域的亮度和色彩差异值,出现的等效线越密,说明亮度/色彩均匀性越差。

1、色度测量


                华硕PA279Q显示器色度均匀性测试

 

D65标准中,色温值为6500K表示色彩比较准确,不会出现偏冷或者偏暖现象,通过测试,华硕PA279Q显示器中心部分最接近D65的标准,整体的色度均匀度表现合格,主要的不足在于左侧上下两部分,最大差异达到5.8


2、亮度测量

华硕PA279Q显示器亮度均匀性测试

 

测试结果表明,在亮度均匀性方面,华硕PA279Q显示器中心亮度最高,最大亮度为303.2cd/m2,整体亮度均匀性表现正常

 

3、色彩精确度测量



关于色彩准确度一般使用Delta(色差)来表示,数值越小,代表所测区域的色彩还原越好,一般均值在1以内,个别色块最大不超过2,都是比较好的结果,在此向测试中,提供了12/24/48种标定过的标准颜色(实验室色样)作为彩色基准,以读取屏幕的色样(测试结果)进行对比,以Delta E为准计算。

显示器在出厂时会经过校准,使得△E达到行业要求,在上图,越接近黑色的表现相对不太好,和RGB三原色相关的颜色表现都不错,以上测试结果表明面板在黑色方面依然是短板。

以上例子说明电脑显示屏幕虽然看上去无差异,但实际存在着亮度和色度的不均匀性,导致电脑显示屏幕不均匀的原因主要是由显示屏的结构和组装造成的。

电源板+高压板+主板+显示屏(含上屏电路,液晶面板,灯管)+按键板+外壳,由于显示屏组成部分比较多,每个组件的设计缺陷都会导致不均匀问题的发生,并且在组装时也会出现不均匀的现象。LED发出的光经由导光板的光学作用向上出射成面光源,再经由扩散板、增光膜在LCD面板处形成亮度与颜色均匀分布的光斑,扩散板可以增加光线分布的均匀性,增光膜可以将光线集中到正面一定角度内,提高正面辉度,但是当LED与导光板的光线直接耦合时,进入导光板前的RGB三色光线混合不充分,导致最终出光颜色均匀性不好。


导光板生产工艺中的问题总结

1 均匀性不够:典型前面亮,后面亮,对单颗LED光源亮

2 外观差:典型光源花如光柱,黑白块,黑白点 

3 锯齿问题:主要是模房加工的锯齿与图面要求不符合,如对平位的锯齿平位偏大 偏小,角度过小等,容易出现光柱;锯齿毛边也是一个不容忽视的问题 

4 咬花加工不对:腐蚀深度不对、暗影,撞击大小不对 

5模仁磨面的处理问题:前后模仁的磨面粗细程度不

在要求的范围,对于磨面要 求抛光的,由于手工抛光,造成面内厚度不一,在腐蚀易出现黑白块,在出光面(后模)易出现黑白点 

6 亮度不够或过高或色度不对 


三、LED在仪表盘中的应用


飞机仪表盘

 

在仪表盘背光照明中,LED的应用更是数不胜数,比如航海罗盘,汽车仪表,飞机导航等等,这样的应用场合对仪器的精密度要求非常高,但是由于生产工艺的缺陷如果不借助专业的检测设备并不能满足用户需求,一般厂商生产LED 背光源光亮均匀度最多也只能达到90%,而这会严重影响到其使用性能。特别是当多个LED一同用于汽车仪表盘照明或娱乐系统控制时,颜色和亮度的一致性就显得更为重要,被照区域的亮度需要均匀一致,不应有任何阴影。

假如在LCD背光源系统中采用高亮度红、绿、蓝光LED则需要混色装置,以在光源发出的光到达LCD板前进行混色,在传统的LCD背光源中,混色是独立于光轴抽取结构(白色涂层或微透镜)的导光板中进行,为了照亮整个显示区域,就需要采用两块导光板,这会使得背光源变得又厚又重,产生导光板亮度色度难以匹配的现象。

PM-20可以对采集的显示屏图像进行三维效果显示,立体化的观察屏幕的亮度分布范围以及均匀度,如下图所示

 

 

3D图像显示和液晶屏幕亮度分布

以上仅以三个方面介绍PM-2

0的应用,下面是该产品的性能参数和产品特点

  

产品优势

l  简单迅速的设置步骤

l  全自动测量,定位计算和数据下载

l  对镜头的自身缺陷进行精细补偿

l  CIE1931x,y)颜色空间设置可视化的真实色域

l  精确细微的检测结果,可以使显示屏的微小瑕疵暴露在仪器下

l  可立体化的观察所检测屏幕的三维效果分布图

l  低功耗可充电使用

l  轻巧便于携带,免通关税,测量过程中无需调整设备位置和方向

l  生产线之间的一致性

l  降低生产成本减少产品返厂

l  经严格测试后的原料适用于任何生产环节的任何工序

l  使用过程中操作简便快捷

l  适用于生产过程中精细的过程监控和品质控制

l  可根据需要灵活选择单项测试或系列测试

l  测试生成的数据科学性高,具有很高的参考分析价值


应用

产品的最终测试和质量保证

使产品的组装测试和品质控制贯穿于整个生产链

产品组件测试和品质控制

用户可以根据定量的缺陷分析决定下一步显示部件的使用情况

原料经过现场检验,随时可用

 

规格

 

               特点

                标准

像素分辨率(*高)

动态范围

快门

相机分辨率

容量

 

 

亮度测量精度

色度测量精度

亮度测量重复性能

颜色测量重复性能

空间均匀度

计算机接口

全副读取时间

半导体制冷能力

状态指示、报警

 

镜头接口

 

尺寸

 

 

不带镜头重量

 

功耗

 

工作环境要求

3326*2604(可视化)

73db

机械快门,0.01秒到240分钟

16位,最大值65536

CIE1931 XYZ;亮度(Y);

CIE1931颜色坐标(x,y);

 

CIE (Y) +/-  3%

CIE (x, y) +/- 0.003

CIE (Y) +/-  0.5%

CIE (x, y) +/-  0.0006

<2%

USB 2.0 (兼容USB 1.1)

小于2 秒

CCD 温度+/- 0.1°C, @ 0°C  to -40°C

多色LED指示工作状态,蜂鸣器过热、电压过高/过低报警

Nikon F

 

W10.6” x H11.4” x D5.0”

 

 

3.9千克

 

峰值12伏, 5安培 (60 瓦)
  (最大60安培,90-240伏
交流输入)

温度: -20°C to 30°C, 湿度: 10% to 90%

 

PM--30是一款全面高精度的生产测试仪器,完备的测试功能和高效的运行效率在为显示屏制造商提高生产能力的同时也降低了成本,生产商在生产的过程中不仅可以对自己的产品部件进行实时的检测还可以对同行的产品进行检测分析比较,并不断完善和提高自己产品的性能,只有做到知己知彼,才可以在激烈的竞争中立于不败之地。

一、位图影像工具

影像工具用来显示测量图像的辉度,照度,光通量,具体功能如下:

l   变更位图影像尺寸,移动或缩小位图影像

l   改变红,绿,蓝的相对强度(仅适用于彩色影像)

l   对所有的原色做亮度归一化(仅适用于彩色影像)

l   图形输出: BMP 格式或 JPG 格式来储存影像

l    CURSOR VALUE TOOL: 在屏幕上显示一个可移动游标,在该游标下会显示该游目标位置、及该画素(或虚拟侦测器范围内的画素)的量测数据

三、对图像进行初步的数据分析

l  图像的平均/中心/最大/亮度

l  颜色平均分量Cx,Cy

l  通过定位感兴趣的区域,生成数据来检测面板的均匀性

四、横截面曲线图分析

切线图显示图片影像上某一切线的辉度,照度,光强度和色度的数据,影像区(窗口左侧)上的

红线就是做出切线图的切线。切线图是显示在窗口右侧的图区。



亮度/色度直方图分布

 

 

五、ISO-plot

对所选择的量测记录,Iso-Plot 显示该记录的等辉度线,等照度线或等光通量线。对色彩量 测而言,还可显示色坐标,相关色温,经过 RB 滤光片的灰阶值,以及色亮度差异。用户可 Iso-Plot 上执行下列命令及功能:

l  在图上移动鼠标,可将该点位置及量测值显示于窗口的底部。

l  按住 Ctrl 键并使用鼠标拖拉出特定范围,即可放大此范围;按 R 键即恢复 原图大小

l  使用上方的按键以检视,打印,复制影像或数据

l  使用‘Levels’按键改变平面图的分布阶层

l  使用 Options   选项改变平面图的显示方式

六、3D Iso-Plot

3D Iso-Plot 以立体图的方式显示所选择数据记录的等辉度,等照度或等光通量线。用户可在 3D Isometric Plot 上执行下列的命令与功能:

l  在图上移动鼠标,可将该点位置及量测值显示于窗口的底部。

l  按住 Ctrl 键并使用鼠标拖拉出特定范围,即可放大此范围;按 R 键即恢复 原图大小。

l  Spin X Y Z 按键,或用鼠标左键拖拉一条隐形线,来旋转立体图。

七、色度曲线图

该图可以实时显示出图像文件中,鼠标停留位置处所示色坐标,色温,该坐标值在 CIE 图上的位置,并标记出该点,打印图档输出。可设置图像处于多种模式下(真彩,伪彩,灰度),以及不同色色域线标记状态。

八、缺陷分析

该图是在正常,梯度曲线。和亮色差异三种状态下观察图像变化,可以对这三种情况分别作图像处理如平滑,增强,中值滤波等,并可根据需求自行设置参数。

九、测量报表

测量报告可将多种数据分析功能的结果显示在一张报表上并打印。在测量报告上可做以下几种操作:

l  选择一组定义点,以表格的格式显示

l  改变虚拟侦测器的大小

l  改变报表的抬头

l  打印报表

 


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