在VESA和IDMS中,附錄中均對光學測量儀器(light measurement devices)的類型進行了介紹,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用方向進行一個介紹:
1. 響應時間測量
響應時間通常是以毫秒ms為單位,指的是顯示器件對輸入信號的反應速度,即畫面由暗轉亮或由亮轉暗的時間,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%的區間進行時間分析。總響應時間是對顯示器響應時間的經典測量,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,灰階之間的響應時間可能比黑白之間的響應時間慢一些,所以,現在更多使用灰階響應時間來表達顯示器件的響應時間。
上升時間和下降時間
2. Flicker測量
Flicker現象就是當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。
原始亮度波形經過傅里葉變換后,加上不同頻率下的權重,即得到Jeita法結果。
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-時間函數的傅里葉變換得到)。然后與人們察覺到閃爍的極限Epredn進行比較。
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)
當眼睛跟蹤一個移動的圖像,顯示器渲染一個單一的幀,持續了一幀或更長的時間,甚至更長的時間,就會產生運動模糊。因此,在該幀的持續時間內,圖像在視網膜上是模糊的。
顯示器的時間階躍響應(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(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(TSR),Π(f)是單位脈沖函數, f是以幀為單位的時間。
下圖顯示了TSR轉換為METP的直觀表達。
對于該款儀器,IMDS提出了幾點要求:
● 僅檢測可見光(屏蔽紅外)。
● 優良的檢測儀器的亮度線性。
● 儀器的噪聲和漂移較小。
● 目標太大會導致SFR(時間躍遷函數)異常,需要較小的采樣光斑。
● 儀器的響應速度至少要大于變化時間的1/10。
弗士達公司開發的新一代響應時間測量的光學儀器FS-GRT,采用集成型的設計,穩定且便攜,可單獨使用,也可搭配運動平臺。
儀器設計上完*滿足IDMS的要求:
儀器可應用于以下產品:
● 模組產品:OLED, QLED, LCD, Micro-LED
● 成品:手機,平板,電視等
● AR/VR等近眼顯示
搭配測量軟件,可直接進行以下項目的測量:
● 響應時間
● 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軟件的部分細節展示:
Flicker
Flicker-free
運動邊緣模糊測試
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