在VESA和IDMS中,附錄中均對光學(xué)測量儀器(light measurement devices)的類型進(jìn)行了介紹,其中一種類型為測量時間分辨(time-resolved measurements)。
下面我們對該儀器的幾個應(yīng)用方向進(jìn)行一個介紹:
1. 響應(yīng)時間測量
響應(yīng)時間通常是以毫秒ms為單位,指的是顯示器件對輸入信號的反應(yīng)速度,即畫面由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的時間,為“上升時間”和“下降時間”兩部份。為了采樣和分析的方便,通常以亮畫面作為100%,暗畫面作為0%,對10%~90%的區(qū)間進(jìn)行時間分析。總響應(yīng)時間是對顯示器響應(yīng)時間的經(jīng)典測量,即顯示器從黑屏切換到白屏的時間、白屏切換到黑屏的時間之和。
對于許多顯示器件來講,灰階之間的響應(yīng)時間可能比黑白之間的響應(yīng)時間慢一些,所以,現(xiàn)在更多使用灰階響應(yīng)時間來表達(dá)顯示器件的響應(yīng)時間。
上升時間和下降時間
2. Flicker測量
Flicker現(xiàn)象就是當(dāng)你看液晶顯示器畫面時,畫面會有閃爍的感覺。它并不是故意讓顯示畫面一亮一滅來做出閃爍的視覺效果,而是因為顯示的畫面在每次刷新畫面時,亮度會有些細(xì)微的變動,讓人眼感受到畫面在閃爍。
目前常使用兩種定量法來作為測量方法:對比法(FMA)和 Jeita法。
2.1
FAM
單位 %
通過亮度的交流分量與直流分量比值,來對閃爍的程度進(jìn)行表征。
FMA示意圖
FMA =ACcomponent/DCcomponent
= (Vmax-Vmin)/{ (Vmax+Vmin)/2}*100%
2.2
Jeita
單位 hz&db
人眼對Flicker的感受,從20Hz開始下降,當(dāng)頻率超過60Hz時,人眼對Flicker的感受,會大幅度的下降也就無法感受到Flicker的存在。
原始亮度波形經(jīng)過傅里葉變換后,加上不同頻率下的權(quán)重,即得到Jeita法結(jié)果。
3. Flicker-free
ISO13406的附錄中,提出了另一種閃爍判定的方式。人們能否察覺一個均勻照明的顯示顯得閃爍,是通過顯示器在一定的時間頻率下的能量總和來決定的,因此,該方法需要找出在時間頻率下的能量總和,Eobsn(在不同頻率上的能量可以通過亮度-時間函數(shù)的傅里葉變換得到)。然后與人們察覺到閃爍的極限Epredn進(jìn)行比較。
不同觀察時間,不同頻率,人眼察覺的閃爍極限能量不同。下圖為不同觀看角度的顯示器件人眼察覺閃爍極限Eobs 。
如果在每個頻率上Eobs < Epred,那么人們就看不到閃爍,該顯示器件為Flicker-free顯示器件。
如果在任一個頻率上Eobs > Epred,人們就可以看到閃爍。
4. 移動邊緣模糊(Moving-edge blur)
當(dāng)眼睛跟蹤一個移動的圖像,顯示器渲染一個單一的幀,持續(xù)了一幀或更長的時間,甚至更長的時間,就會產(chǎn)生運動模糊。因此,在該幀的持續(xù)時間內(nèi),圖像在視網(wǎng)膜上是模糊的。
顯示器的時間階躍響應(yīng)(TSR)擬合移動邊緣的時間輪廓(METP)的方法為:移動邊緣時間分布(METP)可以直接作為寬度等于保持時間(通常為一個幀)和時間階躍響應(yīng)(TSR,如圖2所示)的卷積。
移動邊緣時間輪廓(METP)的公式為
其中R是移動邊緣時間輪廓(METP),S(f)是時間階躍響應(yīng)(TSR),Π(f)是單位脈沖函數(shù), f是以幀為單位的時間。
下圖顯示了TSR轉(zhuǎn)換為METP的直觀表達(dá)。
對于該款儀器,IMDS提出了幾點要求:
● 僅檢測可見光(屏蔽紅外)。
● 優(yōu)良的檢測儀器的亮度線性。
● 儀器的噪聲和漂移較小。
● 目標(biāo)太大會導(dǎo)致SFR(時間躍遷函數(shù))異常,需要較小的采樣光斑。
● 儀器的響應(yīng)速度至少要大于變化時間的1/10。
弗士達(dá)公司開發(fā)的新一代響應(yīng)時間測量的光學(xué)儀器FS-GRT,采用集成型的設(shè)計,穩(wěn)定且便攜,可單獨使用,也可搭配運動平臺。
儀器設(shè)計上完*滿足IDMS的要求:
儀器可應(yīng)用于以下產(chǎn)品:
● 模組產(chǎn)品:OLED, QLED, LCD, Micro-LED
● 成品:手機(jī),平板,電視等
● AR/VR等近眼顯示
搭配測量軟件,可直接進(jìn)行以下項目的測量:
● 響應(yīng)時間
● 過沖OverShoot
● Flicker
● Flicker-free
● 移動邊緣模糊。
配套軟件界面如下:
自動測量
分析
以下為FS-GRT軟件的部分細(xì)節(jié)展示:
Flicker
Flicker-free
運動邊緣模糊測試
相關(guān)產(chǎn)品
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