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如何高效检测墨色一致性?柯尼卡美能达有新方案!

随着人们对高清晰、高精细显示画质的追求,以及行业在制造小间距LED显示模组的技术和设备日渐成熟,LED显示屏的点间距开始越做越小,像素尺寸逐步微缩化。小间距的显示屏产品不仅在户外显示应用,同时也开始走进终端消费市场。

LED显示像素尺寸缩小后,要构造大尺寸的显示屏需多个显示单元模块拼接而成,在像素间距微缩化后,LED屏可能已摒弃黑色网格。此时黑色油墨对LED模块的均匀性问题会产生一定影响。随着观察者视距变短,观察角度不一样,从不同视角看显示屏更容易识别均匀性不一的问题。LED显示屏的墨色一致性是厂商聚焦的问题点之一。目前,许多厂商在产品出货验证前,多凭人眼目视判断结果来替换有墨色差异的LED显示模块,但是随着显示像素间距越做越细,从P3.0mm到P1.4mm甚至更小尺寸显示技术发展,人们已再难以凭借肉眼给出均匀性问题的判断,要找出模块之间的差异也比较困难。

如何解决人眼对LED显示屏拼接模块色差的均匀性评判是文章讨论的课题。本文采用测色仪器作为测试工具提供客观的实验数据作验证判断。本实验使用性能良好的柯尼卡美能达(中国)投资有限公司旗下多角度分光测色计CM-M6,在LED显示屏拼接安装后进行评估和验证。

人眼目视判断

在实验中,首先,我们统计人眼对LED拼接显示屏的目视评判结果。

被评估对象是一块以64个LED模块拼接组成的LED显示屏。

图1,测试对象为8*8组合LED屏,人眼目视NG模块贴白色胶带(以黄色背景定义)

图2,检测员目视找出显示屏上有明显色差的模块并以白色胶带标记为NG

实验中,检测员以显示屏作为垂直法线的平面,模拟外置光源从45°方向照射在显示屏平面。当检测员从90°视角观察显示屏时,屏幕整体的均匀性良好。但是,当检测员从与显示屏成30°到60°夹角的位置去观察时,检测员很容易就辨别出显示屏上色差和不均匀的显示模块,检测员把这些与周围模块有明显差异的样品标记为NG,并以白色胶带标识。

用测色计来替代人眼目视

实验目的是用仪器来找出这些人眼能识别出差异的模块,并找出仪器与人眼判定结果是否存在相关性,最后来论证柯尼卡美能达CM-M6是否适合替代人眼来筛选出有墨色不一问题的模块。

柯尼卡美能达多角度分光测色计CM-M6是一款照明角度为45°,观察角分别为-15°、15°、25°、45°、75°、110°的便携式测色仪器。我们尝试以此来替代人眼目视,通过测色计对LED模组进行多点测量采样,取每个单元模块5点平均值,共采集64组数据进行比对,找出与人眼观察匹配的有色差的LED模块,从而提出使用仪器替代人眼目视判断的可能性。

图3,检测员模拟分光测色计CM-M6的75°观察角去观看显示屏

实验中,检测员在以显示屏成垂直法线的平面,把光源放置在与法线成45°角度照射显示屏,观测员在光源同一侧的位置进行观察,模拟柯尼卡美能达CM-M6的光学结构在75°观测角进行目视评判。另一方面,在实验里我们以分光测色计CM-M6贴近LED显示屏模组,测量64个模块,并取仪器75°的L*数值对比分析。每块模组选取四个角以及中心点位置采样,每组测量5个点,并取每个模块5个点的亮度平均值L*。

图4,采样64块模组的L*平均值,然后从数据里选出合格/不合格的模块

如图示,蓝点表示判定为OK合格的模块,橙色是判定为NG不合格的模块。因本次测量的显示屏由64个面板(8 x 8)组成,总共有64组数据。

我们再来结合实验中检测员的目视数据,跟仪器采样数据进行对比。其中,黄色标注为人眼目视判断NG的LED模块,而在CM-M6测定的64组数据中:

· 有11组测量数据与人眼目视NG(黄色标注)的结果匹配(绿色O),
· 有3组测量数据(红色)表示人眼判断OK(黄色标注),仪器判断NG
· 有3组测量数据(红色)代表人眼判断NG,仪器判断OK

实验结果

从实验数据分析,柯尼卡美能达CM-M6测试结果与人眼目视结果匹配的有58组。其中,CM-M6判断OK和人眼目视判断OK 有47组(白色);柯尼卡美能达CM-M6判断NG和人眼目视判断NG有11组(黄色标注和绿色O)。

然而,CM-M6与人眼目视判断不匹配的结果则有6组。其中,人眼目视判断NG,而CM-M6判断OK有3组(黄色标注和红色);人眼目视判断OK,而CM-M6判断NG也有3组(白色背景和红色)。

从整体数据来看,检测员在与屏幕近似75°角度观察显示屏所判断的结果,与CM-M6(75°)观察角的测量结果相关性较高。所以,实验证明柯尼卡美能达CM-M6(75°)在本次案例中工作良好,仪器判断与人眼目视结果的匹配率达91%,可被建议为LED显示屏检验墨色一致性问题,能替代人眼目视的一种可行性方案。

LED显示屏均匀性检测和墨色一致性问题已逐渐引起使用商家的重视。在对墨色一致性检测和筛查上,如果单凭人眼观察去判断显示均匀性问题,可能过于主观。检测和校正设备的应用为客观评价提供了重要手段,不仅在显示屏生产自动化端推动墨色一致性问题的筛查,同样在产品出货验证阶段也需要再复检确认。随着检测技术配合,制造工艺提升以及智能化和自动化需求普及,LED显示屏制造商需在生产、检测环节严加管控,确保良品率提升,减少在安装终端的投诉,增加用户满意度。


本文涉及产品

便携式多角度分光色差仪CM-M6,配备了6个角度(-15°、15°、25°、45°、75°、110°)和双光路系统,相比较同类型多角度分光测色计,在检测金属和珠光色彩方面拥有更高的精度。CM-M6拥有围绕其中心轴对称的双重照明/受光系统。即使是在色度计轻微倾斜的情况下,此系统也可确保较高的测量稳定性,可稳定地测量半径R=300的曲面。

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