ГОСТ Р МЭК 62679-3-1-2017 Дисплеи на основе электронной бумаги. Часть 3-1. Оптические методы измерений.

ГОСТ Р МЭК 62679-3-1-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 ДИСПЛЕИ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОННОЙ БУМАГИ

 Часть 3-1

 Оптические методы измерений

 Electronic paper displays. Part 3-1. Optical measurement methods

ОКС 31.120, 31.280*

ОКПД2 26.70.23

Дата введения 2018-09-01

 Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-технический центр сертификации электрооборудования" "ИСЭП" (АНО "НТЦСЭ "ИСЭП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 452 "Безопасность аудио-, видео-, электронной аппаратуры, оборудования информационных технологий и телекоммуникационного оборудования"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 ноября 2017 г. N 1723-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62679-3-1:2014* "Дисплеи на основе электронной бумаги. Часть 3-1. Оптические методы измерений" (IEC 62679-3-1:2014 "Electronic paper displays - Part 3-1: Optical measurement methods", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном

приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в

статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации" . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

 Введение к международному стандарту

1) Международная электротехническая комиссия (МЭК) является международной организацией по стандартизации, объединяющей все национальные электротехнические комитеты (национальные комитеты МЭК). Задача МЭК - продвижение международного сотрудничества во всех вопросах, касающихся стандартизации в области электротехники и электроники. Результатом этой работы и в дополнение к другой деятельности МЭК является издание международных стандартов, технических требований, технических отчетов, публично доступных технических требований (PAS) и руководств (в дальнейшем именуемых "публикации МЭК"). Их подготовка поручена Техническим комитетам. Любой национальный комитет МЭК, заинтересованный в объекте рассмотрения, с которым имеет дело, может участвовать в предварительной работе. Международные, правительственные и неправительственные организации, сотрудничающие с МЭК, также принимают участие в этой подготовке. МЭК близко сотрудничает с Международной организацией по стандартизации (ИСО) в соответствии с условиями, определенными соглашением между этими двумя организациями.

2) В формальных решениях или соглашениях МЭК выражено положительное решение технических вопросов, практически консенсус на международном уровне в соответствующих областях, так как в составе каждого Технического комитета есть представители от национальных комитетов МЭК.

3) Публикации МЭК принимаются национальными комитетами МЭК в качестве рекомендаций. Приложены максимальные усилия для того, чтобы гарантировать правильность технического содержания публикаций МЭК, однако МЭК не может отвечать за порядок их использования или за неверное толкование конечным пользователем.

4) В целях содействия международной гармонизации, национальные комитеты МЭК обязуются применять публикации МЭК в их национальных и региональных публикациях с максимальной степенью приближения к исходным. Любые расхождения между любой публикацией МЭК и соответствующей национальной или региональной публикацией должно быть четко обозначено в последней.

5) МЭК не устанавливает процедуры маркировки знаком одобрения и не берет на себя ответственность за любое оборудование, о котором заявляют, что оно соответствует публикации МЭК.

6) Все пользователи должны быть уверены, что они используют последнее издание этой публикации.

7) МЭК или его директора, служащие или агенты, включая отдельных экспертов и членов его Технических комитетов и национальных комитетов МЭК, не несут никакой ответственности за причиненные телесные повреждения, материальный ущерб или другое повреждение любой природы вообще, как прямое так и косвенное, или за затраты (включая юридические сборы) и расходы, проистекающие из использования публикации МЭК, или ее разделов, или любой другой публикации МЭК.

8) Следует обратить внимание на нормативные ссылки, указанные в настоящем стандарте. Использование ссылочных международных стандартов является обязательным для правильного применения настоящего стандарта.

9) Следует обратить внимание на то, что имеется вероятность того, что некоторые из элементов настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. МЭК не несет ответственности за идентификацию любых таких патентных прав.

МЭК 62679-3-1 подготовлен техническим комитетом 110 МЭК "Электронные дисплейные устройства".

Текст настоящего стандарта основан на следующих документах:

Полную информацию о голосовании по одобрению настоящего стандарта можно найти в отчете о голосовании, указанном в приведенной выше таблице.

Настоящая публикация разработана в соответствии с Директивами ИСО/МЭК, часть 2.

Перечень всех частей стандартов серии МЭК 62679 под общим наименованием "Дисплеи на основе электронной бумаги" могут быть найдены на сайте МЭК.

Комитет принял решение, что содержание настоящего стандарта останется без изменений до конечной даты сохранения, указанной на сайте МЭК с адресом , в данных, касающихся конкретного стандарта. На это время стандарт будет:

- подтвержден заново;

- аннулирован;

- заменен пересмотренным изданием;

- изменен.

      1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает стандартные условия измерений и методы измерений для определения оптических характеристик дисплея на основе электронной бумаги (EPDs). Настоящий стандарт распространяется на EPDs с использованием сегментной, пассивной, либо активной матрицы с дисплеями монохромного или цветного типа. Методы измерения предназначены для EPDs, работающих в режиме отражения. EPDs могут включать встроенное осветительное устройство (ILU), но при применении установленных настоящим стандартом методов измерения ILU должно находиться в выключенном состоянии. Настоящий стандарт не распространяется на цветные системы, имеющие более трех основных цветов.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание ссылочного стандарта (включая все изменения к нему).

IEC 60050 (all parts), International electrotechnical vocabulary (available at www.electropedia.org) [(все части), Международный электротехнический словарь (доступен на сайте www.electropedia.org)]

IEC 62679-1-1, Electronic paper displays - Part 1-1: Terminology (Дисплеи на основе электронной бумаги. Часть 1-1. Терминология)

IEC 61966-2-1, Multimedia systems and equipment - Colour measurement and management - Part 2-1: Colour management - Default RGB colour space - sRGB (Мультимедийные системы и оборудование. Измерение цвета и управление. Часть 2-1: Управление цветом. Цветовое пространство RGB, используемое по умолчанию - sRGB)

CIE 15, Colorimetry (Колориметрия)

CIE 38, Radiometric and photometric characteristics of materials and their measurement (Радиометрические и фотометрические характеристики материалов и их измерение)

      3 Термины, определения и сокращения

      3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по МЭК 62679-1-1, МЭК 60050, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 контрастность в окружающей среде (ambient contrast ratio): Контрастность дисплея при диффузном освещении полусферой и/или при направленном освещении, падающем на его поверхность, которые используют для моделирования реальных условий освещения

3.1.2 цвет изображения при дневном освещении (daylight display colour): Цвет изображения при диффузном освещении полусферой и/или при направленном освещении, падающем на его поверхность, при указанной геометрической конфигурации, спектрах и уровнях освещенности, моделирующих реальные условия дневного освещения

3.1.3 объем цветовой гаммы (colour gamut volume): Единственное число, соответствующее наибольшему возможному диапазону цветов отображения (включая все возможные сочетания основных цветов, белого W и черного K), описываемое как объем в трехмерном цветовом пространстве, например в стандартизованном цветовом пространстве (CIELAB)

3.1.4 объем цветовой гаммы при дневном освещении (daylight colour gamut volume): Объем цветовой гаммы дисплея при диффузном освещении полусферой и/или при направленном освещении, падающем на его поверхность, при указанной геометрической конфигурации, спектрах и уровнях освещенности, моделирующих реальные условия дневного освещения.

      3.2 Сокращения

В настоящем стандарте использованы следующие сокращения:

- CCT - коррелированная цветовая температура;

- CIE - Международная комиссия по освещению (МКО);

- CIELAB - цветовое пространство МКО 1976 (L*a*b*) (координаты колориметрической цветовой модели L*a*b* для самосветящихся объектов);

- DUT - испытуемое устройство;

- EPD - электронный дисплей на основе электронной бумаги;

- ILU - встроенное осветительное устройство (например, панель с фронтальной направляющей и подсветкой с кромки);

- ISO - Международная организация по стандартизации (ИСО);

- LED - светодиод;

- LMD - прибор для измерения света;

- RGB - красный, зеленый, синий;

- SDCM - стандартное отклонение от атласа цветов;

- sRGB - стандартное цветовое пространство RGB по МЭК 61966-2-1.

      4 Стандартные условия измерений

      4.1 Стандартные условия окружающей среды при измерениях

Оптические и электрооптические измерения должны проводиться в стандартных условиях окружающей среды, при температуре (25±3)°C, относительной влажности от 25% до 85% и давлении от 86 до 106 кПа. При проведении измерений в других условиях окружающей среды они должны быть указаны в протоколе испытаний.

      4.2 Система координат направления обзора

Направление обзора - это направление, с которого наблюдатель смотрит в рассматриваемую точку на испытуемом устройстве (DUT). Во время измерения устройство для измерения света (LMD) имитирует наблюдателя путем направления LMD на рассматриваемую точку, находящуюся на DUT, с направления обзора. Направление обзора определяется двумя углами: углом наклона

(относительно поверхности, нормальной по отношению к DUT) и углом поворота

(также называемым азимутальным углом), как показано на рисунке 1. Азимутальный угол измеряют в направлении против часовой стрелки, но его относят к направлениям на часах следующим образом:

=0° - направление стрелки на циферблате на "3" ("направо"),

=90° - направление стрелки на циферблате на "12" ("вверх"),

=180° - направление на девять ("налево") и

=270° - направление стрелки на циферблате на "6" ("вниз").

Рисунок 1 - Представление направления обзора или направления измерения, определяемого углом наклона и углом поворота (азимутальным углом) в полярной системе координат

      4.3 Стандартные условия освещения

4.3.1 Общие замечания и пояснения относительно измерений дисплеев на основе электронной бумаги

В настоящем стандарте дисплеи на основе электронной бумаги (EPD) рассматривают как отражательные дисплеи. Отражательный информационный дисплей - это дисплей, который модулирует отраженный свет, так что информация передается посредством отраженного света. Отражательные дисплеи не излучают свет, и для наблюдения такой информации требуется свет окружающей среды. Поэтому в технических требованиях по проведению измерений отражательных дисплеев следует включать указания условий освещения во время измерения. Освещение при измерении включает один или более источников света, для каждого из которых должно быть установлено спектральное распределение и геометрия освещенности. Таким образом, чтобы обеспечить повторяемость результатов, измерение рабочих характеристик дисплея должно проводиться при указанных и четко определенных условиях освещенности и регистрации.

Для обеспечения дополнительного освещения с целью компенсации недостатка освещенности в окружающей среде в EPD встроены интегральные осветительные устройства (ILU). Методы измерения, приведенные в настоящем стандарте, выполняются при отключенных ILU.

В 4.3 описан выбор стандартных условий освещения при измерении рабочих характеристик EPD. Дополнительно к стандартной геометрической конфигурации (геометрии) можно измерять EPD при другой освещенности и другой геометрической конфигурации регистрации.

Может потребоваться некоторое время на разогрев. Источник света в ходе всего измерения должен сохранять стабильность в пределах ±5%.

4.3.2 Условия темной комнаты

Считается, что EPD необходимо измерять в условиях управляемого освещения. Необходимо минимизировать нежелательное фоновое освещение, обычно за счет освещения дисплея в темной комнате. Вклад спектральной плотности энергетической яркости в темной комнате от фонового освещения, т.е. измеренной спектральной плотности яркости, отраженной от DUT, должен быть не более 1/100 спектральной плотности энергетической яркости от устройства в режиме черного при включенном источнике освещения. В случае невыполнения этого условия, необходимо произвести вычитание "фона", и это следует указать в протоколе испытаний. Помимо этого, если чувствительность устройства измерения света (LMD) недостаточна для измерения при таких низких уровнях, то в протоколе испытаний необходимо указать нижний предел LMD.

Если не указано иное, то условиями стандартного фонового освещения должны быть условия темной комнаты.

4.3.3 Стандартные спектры окружающего освещения

Для проведения оптических и электрооптических измерений отражательных дисплеев при окружающем освещении установлены следующие условия освещенности. Окружающее освещение должно имитировать условия освещения в помещении или снаружи. Для имитации окружающего освещения внутри помещения или освещения вне помещения в условиях дневного света при ясном небе обычно используют комбинацию двух геометрий освещения [1,2]. Для моделирования фонового освещения в комнате с направленным источником света, например, со светильником в закрытой комнате, или с полусферическим верхним освещением, падающим на дисплей при закрытом солнце, используют однородное полусферическое диффузное освещение. Направленный источник света в темной комнате будет имитировать эффект направленного освещения дисплея от источника в комнате или от прямого солнечного освещения.

Для моделирования условий обзора дисплея в помещении и вне помещения необходимо использовать следующие условия освещения:

a) условия освещения в помещении:

1) однородное диффузное освещение полусферой - используют источник света, хорошо соответствующий CIE стандартному источнику света типа A, CIE стандартному источнику света типа D65 или стандартному источнику света типа D50, указанным в МКО 15. При спектральных измерениях должен быть использован широкополосный источник света с гладким спектром (такой как при аппроксимации CIE стандартного источника света типа A). Измерение коэффициента спектрального отражения при использовании широкого источника света (например, источника света типа A) позволяет рассчитать фотопические и цветовые характеристики в помещении для нужных опорных спектров (например, CIE источник света типа D65). Характеристику производительности следует рассчитать при 300 лк для условий чтения в помещении [3]. При реальном измерении коэффициента отражения при полусферическом диффузном освещении для большей точности измерения могут потребоваться более высокие уровни освещенности. Затем результаты измерений уменьшают в масштабе до необходимых уровней освещения.

2) направленное освещение - следует использовать такой же спектр источника, как при диффузном освещении полусферой. Фотопические и цветовые характеристики в помещении должны быть рассчитаны с помощью направленного освещения 200 лк, падающего на поверхность дисплея при условиях чтения в помещении, когда дисплей ориентирован вертикально. При реальном измерении коэффициента отражения для большей точности измерения могут потребоваться более высокие уровни освещения. Затем результаты измерений уменьшают в масштабе до необходимых уровней освещения. Направленный источник должен находиться под углом 45° над нормальной поверхностью (

=45°) и иметь стягиваемый угол не более 5°. Стягиваемый угол определяют, как полное угловое раскрытие источника света от центра области измерения дисплея.

Для расчета контрастности в окружающей среде в условиях освещения в помещении помимо указанных уровней освещения можно использовать другие уровни освещения. Однако полное освещение должно состоять приблизительно из 60% диффузного освещения полусферой и 40% направленного освещения.

b) условия освещения при дневном свете:

1) однородное диффузное освещение полусферой - используют источник света, хорошо аппроксимирующий верхний свет со спектральным распределением CIE источника света типа D75 [4]. В зависимости от назначенного применения также можно использовать дополнительные источники дневного света (например, D65). При спектральных измерениях измерения коэффициента спектрального отражения можно выполнять с использованием широкополосного источника света с гладким спектром (такого как при аппроксимации CIE стандартного источника света типа А). Затем можно рассчитать фотопические и цветовые характеристики при верхнем освещении при спектрах CIE источника света D75. Фотопические и цветовые характеристики при верхнем освещении должны рассчитываться при использовании диффузного освещения полусферой 15000 лк (с учетом зеркального отражения), падающего на поверхность дисплея с вертикальной ориентацией [4,5]. При реальном измерении коэффициента отражения при диффузном полусферическом освещении могут потребоваться более низкие уровни освещения. Затем результаты измерений увеличивают в масштабе до необходимых уровней освещения.

2) направленное освещение - источник направленного света должен аппроксимировать CIE источник дневного света D50 [4]. В зависимости от назначенного применения также можно использовать дополнительные источники дневного света (например, D65). При измерении коэффициента отражения можно использовать широкополосный источник света с гладким спектром (такой как при аппроксимации CIE стандартного источника света типа A CIE). Затем можно рассчитать фотопические и цветовые характеристики при солнечном свете со спектрами источника света D50. Контрастность при дневном свете или цвет следует рассчитывать при 65000 лк направленного источника при угле наклона

=45° относительно поверхности дисплея, а устройство измерения света (LMD) должно быть установлено перпендикулярно поверхности дисплея при

=0°. [4,5]. Реальные измерения коэффициента отражения можно проводить при более низких уровнях освещения. Затем результаты измерений увеличивают в масштабе до необходимых уровней освещения. Контрастность и цвет рассчитывают при увеличенных уровнях освещенности. Стягиваемый угол направленного источника должен быть приблизительно 0,5°.

При расчетах фотопической и цветовой характеристик при дневном свете по измерениям коэффициента спектрального отражения необходимо использовать относительные спектральные распределения CEI источников света типа A, D50, D65 и D75, приведенные в таблице в МКО 15. Дополнительные источники дневного света CEI следует определять с помощью соответствующих собственных функций, указанных в МКО 15.

Область ультрафиолетового (UV) (<380 нм) излучения источника света должна вырезаться UV-заграждающим фильтром. При использовании высоких уровней освещения источника света для минимизации нагревания устройства рекомендуется применять фильтры, блокирующие излучение в инфракрасной области.

4.3.4 Стандартная геометрическая конфигурация освещения

4.3.4.1 Общие положения

Для определения рабочих характеристик EPD необходимо использовать три вида геометрических конфигураций освещения. В 4.3.4 приведены стандартные конфигурации для обеспечения такой геометрии освещения. Также можно использовать дополнительные геометрические конфигурации освещения. В протоколе испытаний должна быть указана подробная информация о геометрической конфигурации освещения, используемая для конкретного измерения. Дополнительные рекомендации относительно должного применения таких конфигураций освещения приведены в стандарте на измерение дисплеев Международного дисплейного общества (SID) [1].

4.3.4.2 Направленное освещение

Направленное освещение получают, когда падающие на DUT лучи, формируемые источником света, почти параллельны. Максимальные отклонения лучей от оптической оси зависят как от диаметра источника, так и от диаметра пятна измерения. Максимальный угол отклонения от оптической оси задается формулой

,                                                 (1)

где

- радиус источника;

d - расстояние до пятна измерения;

- радиус пятна измерения.

Освещенность на поперечном сечении пучка должна быть однородной с отклонением не более 5%. Направленное освещение может обеспечить источник света, находящийся на достаточном расстоянии от DUT (например, солнце и луна). При моделировании внешнего направленного освещения в окружающей среде, например солнца или луны, стягивание источника (наблюдаемое со стороны DUT) должно быть

0,5°.

Направленное освещение можно реализовать с тремя разными типами источников, когда размеры источников достаточно малы по сравнению с расстоянием между источником и пятном измерения на образце. Соответствующие геометрические конфигурации приведены на рисунке 2:

- плоский ламбертовский источник, например, выходная прорезь на фотометрическом шаре (шаре Ульбрихта) (верхняя конфигурация),

- сферический изотропный источник (например, лампа накаливания в рассеивающей стеклянной сфере) (средняя конфигурация),

- проекционная система с линзами или зеркалами (нижняя конфигурация).

Рисунок 2 - Примеры направленного освещения

Направленное освещение реализуется за счет использования источника света с малым диаметром (по сравнению с расстоянием до пятна измерения), ориентированного так, чтобы образовался угол наклона

относительно поверхности, перпендикулярной к DUT. Такой направленный источник света создает на DUT пятно освещения. Устройство измерения света (LMD) устанавливают под углом наклона

в плоскости падающего луча, а его поле измерения концентрируется в рамках пятна освещения. Источник света и LMD могут устанавливаться в некоторой области углов наклона, но LMD должно оставаться в плоскости падения (т.е.

). Такая конфигурация приведена на рисунке 3 (слева) вместе с представлением в полярной системе координат (справа). Поле измерения на DUT определяется элементом площади DUT, который отображается на детекторе/приемном устройстве в LMD.

Рисунок 3 - Пример измерительной установки при использовании направленного освещения при

=40° и

=30°

Стандартными условиями являются

=45° и

=0°. Для обеспечения погрешности измерения в пределах ±5% рекомендуемая погрешность установки должна быть не более ±0,4°.

4.3.4.3 Освещение кольцевым светильником

Освещение кольцевым светильником можно рассматривать как особый случай направленного освещения. Кольцевой светильник обеспечивает направленное освещение с вращательной симметрией относительно поверхности дисплея, перпендикулярное ей и сконцентрированное на пятне измерения. Освещение кольцевым светильником можно реализовать посредством использования:

- волоконно-оптического кольцевого светильника;

- фотометрического шара с кольцеобразной апертурой (кольцо);

- оптических систем с линзами и зеркалами, например, с вогнутым зеркалом в виде кольца.

Кольцеобразный источник света, центрированный относительно поверхности, перпендикулярной к DUT, освещает его с угла наклона

при всех азимутальных углах

от 0 до 360°. LMD устанавливают так, чтобы образовался угол

относительно поверхности, перпендикулярной DUT. На рисунке 4 представлен вид сбоку измерительной установки (левый рисунок) и ее представление в полярной системе координат (правый рисунок). Более подробная информация по характеристикам кольцевого светильника приведена на рисунке 5. Должно быть установлено стягивание кольцевого светильника (в данном случае 2

). Источник света и детектор должны быть установлены при указанной геометрической конфигурации с точностью в пределах ±3°. Освещение пятна измерения на DUT должно быть однородным в пределах 5%. Такая установка используется при фиксированном источнике света, а LMD может быть отрегулирован в пределах открытия кольцевого светильника. Стандартными условиями являются

=0° и угол наклона источника

=45°±3°.

Рисунок 4 - Пример измерительной установки с освещением кольцевым светильником при

= 35°±5° и

=20°

Для обеспечения погрешности измерения в пределах ±5% рекомендуется, чтобы кольцевой светильник и LMD имели точность установки ±0,7°. При моделировании направленного освещения во внешней окружающей среде с использованием кольцевого светильника стягивание 2А источника (наблюдаемое со стороны DUT) должно быть

0,5°. В данном случае рекомендуется использовать волоконно-оптический кольцевой светильник.

- стягивание кольцевого светильника;

- наклон кольцевого светильника;

- расстояние до кольцевого светильника;

- радиус светильника;

- ширина кольцевого светильника;

- поле измерения;

- поле освещения (апертура)

- стягивание подсветки поля измерений

Рисунок 5 - Подробная схема представления характеристик кольцевого светильника

Максимальный угол отклонения от оптической оси задается формулой

.                                                 (2)

Следовательно, диаметр кольцевого светильника,

, должен быть, по крайней мере, в шесть раз больше диаметра поля измерения,

.

Диаметр площади освещения,

, должен быть, по крайней мере, в полтора раза больше диаметра поля измерения,

.

Если дисплей состоит из тонких слоев, расположенных на отражательной поверхности, необходимо тщательно измерять расстояние от кольцевого светильника,

, до самого дальнего видимого слоя дисплея, а не до фронтальной поверхности дисплея.

Если свет, отраженный от дисплея, дает асимметричную диаграмму рассеяния (например, матричное рассеяние), то при измерениях с направленным освещением необходимо использовать источник в виде кольцевого светильника [8]. Если при асимметричном рассеянии используют направленный источник, результаты могут быть невоспроизводимыми.

4.3.4.4 Полусферическое освещение

Полусферическое освещение - это всенаправленный/ненаправленный свет, равномерно падающий на поверхность дисплея. Его можно использовать для моделирования фонового диффузного освещения в условиях помещения или диффузного освещения верхним наружным светом (при блокировке прямого солнечного света). В случае реальной полусферы падающие лучи света постоянной яркости равномерно распределены по всем углам падения на пятно измерения. На рисунке 6 приведены два примера возможных конфигураций измерения. Хорошую аппроксимацию идеального полусферического освещения (т.е. постоянную яркость со всех направлений, вплоть до угла падения 90°) можно обеспечить только с помощью фотометрических шаров, когда диаметр измерительной прорези (рисунок 6, конфигурация А) или эталонного отверстия (конфигурация В) мал по сравнению с диаметром сферы. Если имеется фотометрический шар, размеры которого, по крайней мере, в семь раз больше физической внешней диагонали дисплея, дисплей можно установить в центр шара (рисунок 6, конфигурация A). Для больших дисплеев более подходит образцовый шар/эталонная сфера (рисунок 6, конфигурация B) или полусфера (см. МКО 38). Во всех случаях конфигурация должна отвечать стандартной геометрии освещения/регистрации от di=8° до di=10°, где di - стандартное обозначение диффузии. При выполнении измерений с полусферическим освещением необходимо следовать следующей процедуре:

a) установить дисплей в центр фотометрического шара/полусферы или напротив эталонного отверстия эталонной сферы;

b) установить необходимое освещение на пятне измерения. Цветовую температуру и спектры освещения можно измерить по отраженному свету от стандартного образца с коэффициентом диффузного отражения белого, установленного вблизи площади измерения дисплея (рисунок 6, конфигурация A), или от стенки эталонной сферы, соседней с эталонным отверстием (рисунок 6, конфигурация B). В протоколе испытаний должны быть указаны тип используемого источника света и его коррелированная цветовая температура (ССТ);

Рисунок 6 - Пример геометрической конфигурации измерения при полусферическом освещении с использованием фотометрического шара (слева) и эталонной сферы (справа)

c) установить LMD так, чтобы наблюдался центр дисплея через измерительную прорезь в стенке сферы при угле падения

относительно нормали к дисплею. Также можно реализовать необходимый угол наклона LMD за счет наклона дисплея в рамках фотометрического шара. LMD фокусируют на поверхность дисплея;

d) диаметр пятна измерения должен быть больше эффективной апертуры линз LMD в пределах от 20% до 30%. Чтобы минимизировать негативное воздействие вуалирующей блесткости на измерение отраженной яркости необходимо позаботиться о том, чтобы не допустить прямого света от источников или ярких отражений от какой-либо поверхности (не являющейся самим экраном), от воздействия на линзы LMD. LMD необходимо убрать из пятна измерения, чтобы яркие стенки сферы были для него невидимы. Кроме того, обычно требуется, чтобы диаметр эталонного отверстия был больше 25 мм, чтобы поле обзора LMD полностью входило в эталонное отверстие;

e) измерительная прорезь не должна находиться на линзах. Малый диаметр находится вблизи LMD, а большой диаметр - внутри сферы;

f) спектральная облученность или освещенность на дисплее может быть измерена с помощью стандартного образца с коэффициентом диффузного отражения белого при известном коэффициенте спектрального отражения при полусферическом диффузном освещении

или коэффициента отражения с фотопическим взвешиванием (или света) при полусферическом диффузном освещении

R

. Стандартный образец с коэффициентом диффузного отражения белого должен калиброваться при однородном полусферическом диффузном освещении в фотометрическом шаре. При использовании фотометрического шара (конфигурация A) или полусферы этот стандартный образец необходимо установить на поверхности дисплея. Если

t

- толщина эталона с коэффициентом диффузного отражения белого, то его необходимо поместить на поверхность на расстоянии от 5

t

до 7

t

от площади измерения. Также рядом и в той же плоскости, что и дисплей, можно поместить стандартный образец с коэффициентом отражения белого, если освещение сферы на этом расстоянии однородное. В случае эталонной сферы спектральная облученность может определяться путем измерения внутренней стенки сферы рядом с эталонным отверстием [6]. Коэффициент полусферического диффузного спектрального отражения при полусферическом диффузном освещении или коэффициент отражения света от внутренней стенки сферы при полусферическом диффузном освещении можно определить путем сравнения спектральной плотности энергетической яркости (или яркости) стенки с этими же параметрами калиброванного стандартного образца с коэффициентом диффузного отражения белого, находящегося в эталонном отверстии [т.е.

];

g) при использовании эталонной сферы, площадь измерения дисплея должна состоять из более чем пятисот пикселей изображения. Рекомендуется, чтобы эталонная сфера была, по крайней мере, в шесть раз больше диаметра эталонного отверстия. Если между излучающей поверхностью дисплея и раскрытием эталонного отверстия расстояние довольно существенное, то может потребоваться увеличить размер эталонного отверстия [7].

Стандартными условиями являются

=8° и стягивание источника

170°. Освещение пятна измерения на DUT должно быть однородным в пределах 5%.

      4.4 Стандартные режимы измерительного оборудования

4.4.1 Общие положения

Стандартные режимы оборудования приведены ниже. Любые отклонения от этих режимов должны быть указаны в протоколе испытания.

Измерения должны начинаться после того, как EPD, источник освещения и измерительные приборы войдут в устойчивый режим.

4.4.2 Настройка EPD

EPD необходимо установить на номинальные значения данной конструкции изделия, и они должны быть точно указаны в протоколе испытания. Если уровни не определены, необходимо использовать максимальный уровень контрастности, и установки следует привести в протоколе испытания. Эти настройки необходимо сохранять постоянными при всех измерениях, если не указано иное.

4.4.3 Режимы измерительного оборудования

Свет, отраженный от EPD, обычно измеряют в фотометрических или колориметрических единицах: яркости для фотометра или координатах цвета (X, Y, Z) стандартного колориметрического наблюдателя МКО 1931 для колориметра. Спектрорадиометр также может получать фотометрические и колориметрические значения посредством цифрового преобразования измеренных данных спектральной плотности энергетической яркости (пример приведен в [9]). Обычно это неконтактные приборы без источника освещения. Для таких приборов существуют следующие требования:

a) стандартная измерительная установка приведена на рисунке 7. Устройство измерения света должно быть измерителем яркости, колориметром или спектрорадиометром. Спектрорадиометр должен быть способен измерять спектральную плотность энергетической яркости, по крайней мере, в диапазоне длин волн от 380 до 780 нм с максимальной шириной полосы 10 нм при гладких широкополосных спектрах. Для источников света с резкими спектральными характеристиками, таких как светодиоды и люминесцентные лампы, максимальная полоса должна быть

5 нм. Спектральная ширина полосы спектрорадиометра должна иметь значение, равное целому числу, умноженному на интервал выборки. Например, для ширины полосы 5 или 10 нм можно использовать интервал выборки 5 нм.

Необходимо обеспечить, чтобы LMD имело достаточную чувствительность и динамический диапазон для выполнения необходимой задачи. Измеряемый сигнал LMD должен быть, по крайней мере, в десять раз больше уровня темного (порог шума) LMD и не больше 85% уровня насыщения;

b) LMD должен быть сфокусирован на плоскость изображения дисплея и устанавливать перпендикулярно его поверхности, если не указано иное;

c) относительная неопределенность и повторяемость всех измерительных устройств должна обеспечиваться за счет выполнения схемы калибровки, рекомендованной поставщиком прибора.

Рисунок 7 - Схема измерительной установки

d) время накопления/интегрирования LMD должно равняться целому числу периодов кадровой развертки при синхронизации с частотой кадров/скоростью сканирования/частотой воспроизведения кадров на экране дисплея или время накопления/интегрирования должно быть более двухсот периодов кадровой развертки;

e) при измерении матричных дисплеев LMD необходимо направить на поле измерения, включающее более пятисот пикселей. Если требуются более маленькие площади измерения, необходимо подтвердить соответствие при пятистах пикселях;

f) рекомендуемое измерительное расстояние составляет от 20 до 50 см. Измерительное расстояние должно быть указано в протоколе испытаний;

g) угловая апертура должна быть

5°, а угол поля измерения

2° (рисунок 7). Если установить указанный угол апертуры затруднительно, то для обеспечения поля измерения более пятисот пикселей можно настроить измерительное расстояние и угол апертуры;

h) поле измерения LMD должно быть центрировано и полностью входить в освещенное пятно измерения на DUT;

i) дисплей должен работать при его проектной частоте полей. Если для управления панелью используют отдельное устройство сигнала запуска, условия запуска должны быть указаны в протоколе испытаний.

Помимо LMD, формирующих среднее значение измеряемой величины по всему рассматриваемому пятну (т.е. апертурных фотометров с полем или пятном измерения), существует класс формирующих изображение LMD, которые выдают значение (или матрицу значений, например, R, G и B) для каждого отдельного элемента-площадки на DUT. Каждое LMD может заменить последовательное механическое сканирование поверхности дисплея за счет изображения всей активной площади DUT и последующей оценки данных.

При использовании LMD, формирующих сигналы изображения, следует рассмотреть следующие аспекты:

- рассеянный свет в LMD (например, блик в объективе, вуалирующую блесткость);

- неравномерность чувствительности в зоне детектора;

- изменение освещения детектора по

.

Помимо класса LMD, формирующих изображение поля измерения на детекторе, также есть класс LMD, которые непосредственно создают изображение направленного распределения излучения света от поля измерения на DUT. Такие устройства формирования изображения включают "коноскопические LMD" [10] и сферы изображения ("parousiameter") [11].

4.4.4 Контактные измерения с интегрированными приборами освещения/регистрации

Для измерений света также можно использовать некоторые контактные спектрофотометры, в которых есть как источник кольцевого света, так и LMD. При использовании таких приборов для получения точных результатов их геометрия освещения и рекомендации относительно LMD должны отвечать требованиям, сформулированным в 4.3.4 и 4.4.3. Критичными параметрами являются размер площади освещения, площадь измерения и геометрия источника освещения. Контактные приборы могут быть устройствами, не спроектированными для работы со сложными многослойными структурами в EPD, и должны использоваться с осторожностью. Многие интегральные устройства не отвечают требованиям такой работы и не должны использоваться. Возможность использования контактных приборов должна подтверждаться неконтактным прибором (например, спектрорадиометром с подсветкой).

Наряду с результатами в протоколе испытания всегда должны быть указаны изготовитель, модель и опции конфигураций устройств.

      4.5 Рабочие стандартные образцы и эталоны

4.5.1 Стандартный образец диффузного отражения

Стандартный образец диффузного отражения белого может быть получен при диффузном отражении 98% или более. Они также доступны в разных уровнях яркости. Измерение яркости

по таким стандартным образцам отражения может быть использовано для определения освещенности

E

на стандартном образце при определенной геометрии детектора и спектра освещенности, и конфигурации, задаваемое формулой

,                                                           (3)

где

- калиброванный коэффициент отражения света для данной конфигурации измерения.

Когда конфигурация освещения представляет собой однородное полусферическое освещение, тогда

эквивалентен коэффициенту отражения света

. Значение коэффициента отражения света, относящееся к стандартному образцу, справедливо только при полусферическом освещении, при котором он был откалиброван. Если его используют с направленным источником при любом угле, то нет оснований ожидать, что значение коэффициента отражения будет корректным значением коэффициента отражения света для такой конфигурации освещения или спектров.