照明及顯示的測量

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顯示器正在縮?。簻y量較小的LED，像素和子像素

發(fā)布時間：1970-01-19

如今的設(shè)備顯示器越來越依賴于小型發(fā)光元件，比如LED（發(fā)光二極管）和OLED（有機(jī)發(fā)光二極管），以提供消費者所期望的高分辨率觀看體驗。為了生產(chǎn)這些顯示器，制造商們一直在利用**的技術(shù)發(fā)展成果來提供更小的發(fā)光元件，以將越來越多的這類元件整合到同一空間，從而產(chǎn)生更高的像素計數(shù)和更清晰的圖像。

在技術(shù)行業(yè)，我們喜歡使用首字母縮略詞，在這里，關(guān)鍵首字母縮寫詞是PPI，意為“像素/英寸”。PPI的數(shù)量越多，顯示屏的分辨率則越高。舉例來說，在1998年，諾基亞5110手機(jī)顯示屏每平方英寸包含65像素。相比之下，如今的一臺4K電視在水平維度上包含大約4,000像素（因此稱為“4K”電視）。

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在上面的示例中，隨著像素密度從10 PPI增加到20 PPI，每平方英寸中的像素數(shù)量將會增加，并且單個像素的尺寸將小得多。
圖片來源：Scientiamobile。

顯示器正在縮小：測量較小的LED，像素和子像素2.png

像素計數(shù)將轉(zhuǎn)換為空間分辨率，這決定了圖像清晰度和圖像中可見的細(xì)節(jié)。

如今的智能手機(jī)顯示屏包含數(shù)千甚至數(shù)百萬像素。隨著顯示器的像素密度或PPI增加，將可以看到更多的微小細(xì)節(jié)和更清晰的圖像。隨著miniLED和microLED顯示器的市場關(guān)注度增加，精確測量微小細(xì)節(jié)的需求將會繼續(xù)增長。顧名思義，miniLED和microLED顯示器由微型LED（尺寸分別為100-200μm和<100μm）陣列組成，每個LED包含**的像素。由于顯示器質(zhì)量受到其像素級輸出的直接影響，因此在顯示器設(shè)計和制造方面越來越需要測量日益小型化的發(fā)光元件以保證精度，并確保顯示器設(shè)備成品的精度。
這對于OLED、LED或microLED等發(fā)光顯示器來說尤其如此，其中，顯示器中的每個像素產(chǎn)生其自身的亮度，這通常會導(dǎo)致不同像素的輸出出現(xiàn)較大的變化。這些個體變化可能導(dǎo)致即使在遠(yuǎn)處也可見的不均勻性，特別是在高亮度狀態(tài)下觀看顯示器時。當(dāng)近距離觀看顯示器時，比如佩戴頭戴式增強(qiáng)現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實設(shè)備或智能眼鏡，像素缺陷和其他微小缺陷可能會變得尤其明顯。
為了測量像素密集的顯示器和單個發(fā)光元件，Radiant提供一種特別設(shè)計的鏡頭選項：顯微鏡頭。該顯微鏡頭專為小型光源和顯示器特征的高分辨率成像而設(shè)計，使您能夠?qū)O小的組件和特征進(jìn)行表征，比如單個LED、顯示器像素和亞像素。
該鏡頭可直接安裝到分辨率為200萬到4300萬像素的任何ProMetric®成像色度計或亮度計上使用。顯微鏡頭與Radiant ProMetric或TrueTest?軟件搭配使用，提供緊湊且高效的亮度測量解決方案，用于控制顯示器、小型光源和其他設(shè)備的視覺質(zhì)量。該鏡頭可用于確定原型設(shè)計像素輸出及像素模式和形狀的精確度，或者測量特定應(yīng)用所選擇的單個發(fā)射器。

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Radiant顯微鏡頭與ProMetric Y系列成像亮度計搭配使用。

像素幾何結(jié)構(gòu)

顯示器中的單個像素元素（紅光、綠光和藍(lán)光二極管）可能以許多不同的模式排列。舉例來說，計算機(jī)顯示器（矩形或正方形）的像素組件通常以垂直條帶模式排列。許多智能設(shè)備制造商采用專有的像素模式來提高顯示器的視覺性能，以超越競爭產(chǎn)品。顯示器制造商需要能夠檢測這些模式，以根據(jù)預(yù)期的設(shè)計確保準(zhǔn)確度。

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三種不同OLED顯示屏的亞像素布局樣本。

如果沒有非常高分辨率的系統(tǒng)和能夠進(jìn)行顯微測量的光學(xué)元件，如下圖中所示的亞像素模式可能難以表征。顯微鏡頭可將高分辨率成像系統(tǒng)（**4300萬像素）采集的圖像放大5倍或10倍。這種高精度使設(shè)計制造商能夠確保精確的亞像素布局、形狀和RGB顏色模式。正如下面的圖片插圖所示，我們可以采集到非常小的空間區(qū)域中極其微小的細(xì)節(jié)，在光區(qū)之間具有大量分離的情況下對各個元素進(jìn)行適當(dāng)成像。

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通過使用Radiant的顯微鏡頭，我們可以采集亞像素級的微小細(xì)節(jié)，以檢測亞像素幾何結(jié)構(gòu)和模式。

對單個LED進(jìn)行表征
LED的物理結(jié)構(gòu)（二極管光源）比大多數(shù)其他光源更為復(fù)雜。每個發(fā)射器內(nèi)的材料、機(jī)械或電氣缺陷可能會導(dǎo)致亮度和色度缺陷。單個LED的評估對于確保LED系統(tǒng)的性能及LED陣列的亮度和色度均勻性至關(guān)重要。
Radiant顯微鏡頭可用于評估單個LED或LED陣列的屬性，包括：
?LED均勻性
?LED邊緣對比度（均勻性下降）
?LED之間的串?dāng)_效應(yīng)（陣列或面板上的LED給相鄰LED帶來干擾照明）
?分段截線圖，顯示LED亮度均勻性