顯示屏閃爍率測定儀校準規(guī)范

顯示屏閃爍率測定儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于顯示屏閃爍率測定儀的校準，其他具有閃爍率測量能力的測量儀器可參照執(zhí)行。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T18910.61液晶顯示器件第6-1部分：液晶顯示器件測試方法光電參數(shù)CIETN006時間調制的照明系統(tǒng)的視覺現(xiàn)象-定義及測量模型（VisualAspectsofTime-ModulatedLightingSystems-DefinitionsandMeasurementModels）與編制說明的一致性IEC61747-30-1液晶顯示設備第30-1部分：液晶顯示模塊測試方法透射型（Liquidcrystaldisplaydevices-Part30-1:Measuringmethodsforliquidcrystaldisplaymodules-Transmissivetype）ICDM-SID信息顯示器測量標準（InformationDisplayMeasurementsStandard）凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術語和計量單位3.1閃爍flicker對于靜態(tài)環(huán)境中的靜態(tài)觀察者，亮度或光譜分布隨時間波動的光刺激引起的視覺不穩(wěn)定性感知。本規(guī)范僅考慮亮度隨時間波動的情況。3.2閃爍率flickerindex閃爍的程度，根據(jù)計算方式可以分為時域法和頻域法，頻域法會考慮人眼的閃爍靈敏度（FlickerSensitivity）。3.3閃爍頻率flickerfrequency當閃爍具有周期性時，其周期的倒數(shù)定義為閃爍頻率，單位Hz。4概述顯示屏閃爍率測定儀是用于顯示屏閃爍率測量的設備，顯示屏閃爍率測定儀按采集到信號的計算方式可分為兩類，一類直接根據(jù)采集到的時域信號找到最大值和最小值，計算得到閃爍率，通常采用亮度對比度方式，單位為%，稱為時域法；另一類先將采集到的時域信號進行傅里葉變換為頻域信號，并對人眼的閃爍靈敏度進行加權，然后找到最大閃爍的頻率及閃爍的幅值，計算得到該閃爍頻率下的閃爍率，通常采用對數(shù)方式，單位為dB，稱為頻域法。常見閃爍率測定儀的測量方法見附錄D。目前顯示屏閃爍率測定儀主要由高速光電傳感器和信號采集分析設備兩大部分組成，如圖1所示。其中信號采集分析設備一般包括模數(shù)轉換模塊和信號處理輸出設備，常見的信號采集分析設備有示波器、數(shù)據(jù)采集卡和計算機等。高速光電傳感器高速光電傳感器模數(shù)轉換模塊信號處理輸出設備信號采集分析設備被測顯示屏圖1顯示屏閃爍率測定儀工作原理示意圖5計量特性5.1閃爍率示值誤差：表1閃爍率示值誤差計量特性要求（時域法）閃爍率范圍（0%~3%]（3%~20%]（20%~100%]閃爍率示值誤差±0.3%±0.5%±3%表2閃爍率示值誤差計量特性要求（頻域法）閃爍率范圍（-80dB~-30dB]（-30dB~-10dB]（-10dB~0dB]閃爍率示值誤差±3dB±1dB±0.2dB 5.2閃爍頻率相對示值誤差閃爍頻率相對示值誤差：±2%。（以上技術指標僅供參考，不作為合格判斷依據(jù)）6校準條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：（23±5）℃。6.1.2濕度：≤85%RH。6.1.3實驗室應無劇烈振動和影響測量結果的電磁干擾等。6.2校準設備高速光電傳感器采樣頻率優(yōu)于100kHz或者響應帶寬優(yōu)于0.01ms，非線性優(yōu)于2%；6.2.2信號采集分析設備 采樣頻率優(yōu)于100kHz，電壓采集范圍應覆蓋高速光電傳感器的輸出電壓范圍，電壓測量不確定度優(yōu)于0.4%（k=2）；6.2.3參考閃爍源： 參考閃爍源由控制軟件、信號發(fā)生器和可以快速響應的光源組成，通常為LED或OLED顯示屏，如圖2所示，通過控制軟件控制信號發(fā)生器產(chǎn)生電信號波形并驅動光源發(fā)光，產(chǎn)生與電信號對應的光信號，校準顯示屏閃爍率測定儀時需要產(chǎn)生振幅、周期可控的正弦波信號。參考閃爍源應滿足：最大亮度≥150cd/m2，響應時間≤0.01ms，可設置頻率范圍覆蓋（1~1000）Hz。波形波形亮度周期振幅控制軟件信號發(fā)生器快速響應光源圖2參考閃爍源工作原理示意圖7校準項目和校準方法7.1校準前準備7.1.1目視檢查：外形結構應完好，面板標識字符應正確、清晰，各功能開關、旋鈕和按鍵等應靈活可靠，裝置的開關、旋鈕、按鍵、接口等控制和調節(jié)機構應有明確標識，標志符合國家相關技術文件規(guī)定，顯示字符完整、清晰可讀。不應有任何影響儀器計量特性及使用功能的缺陷。7.1.2安裝與調整：顯示屏閃爍率測定儀校準裝置由光學暗箱、參考閃爍源、高速光電傳感器、信號采集分析設備和輔助安裝調整平臺和支架組成，如圖3所示。按照圖3安裝調整校準裝置，首先使高速光電傳感器探測方向垂直對準參考閃爍源發(fā)光面中心位置，測試距離為高速光電傳感器工作距離。7.1.3參考閃爍源預熱：打開參考閃爍源，在常亮狀態(tài)下預熱10分鐘，如無法長時間處于常亮狀態(tài)，可在閃爍狀態(tài)下預熱10分鐘。被校儀器被校儀器參考閃爍源信號采集分析設備高速光電傳感器光學暗箱光學平臺圖3顯示屏閃爍率測定儀校準裝置組成示意圖7.2閃爍率示值誤差的校準7.2.1將參考閃爍源的波形設置為正弦波，平均亮度設置為（100~150）cd/m2中的一個固定值，頻率設置為25Hz，振幅設置為平均亮度的1%，打開參考閃爍源使光源工作在上述閃爍狀態(tài)；7.2.2使用高速光電傳感器和信號采集分析設備采集參考閃爍源的波形數(shù)據(jù)，測量三次閃爍率，取三次測量的平均值作為該處閃爍率的標準值；7.2.3將被校顯示屏閃爍率測定儀安裝在校準裝置上，使被校顯示屏閃爍率測定儀的測量方向垂直對準參考閃爍源發(fā)光面中心位置，保持參考閃爍源的設置不變，測量其閃爍率三次取平均值作為該處閃爍率的被校示值；7.2.4閃爍率的示值誤差計算見公式（1）：閃爍率示值誤差=閃爍率被校示值-閃爍率標準值（1）7.2.5保持參考閃爍源的其他設置不變，將振幅分別設置為5%、10%、50%、100%，重復步驟，測量其閃爍率示值誤差。7.3閃爍頻率相對示值誤差的校準7.3.1將參照閃爍源的波形設置為正弦波，平均亮度設置為（100~150）cd/m2中的一個固定值，振幅設置為平均亮度的50%，頻率設置為30Hz，打開參考閃爍源使光源工作在上述閃爍狀態(tài)；7.3.2使用高速光電傳感器和信號采集分析設備采集參考閃爍源的波形數(shù)據(jù)，取其最大閃爍頻率作為閃爍頻率值，測量三次，取三次測量的平均值作為該處閃爍頻率的標準值；7.3.3將被校顯示屏閃爍率測定儀安裝在校準裝置上，使被校顯示屏閃爍率測定儀的測量方向垂直對準參考閃爍源發(fā)光面中心位置，保持參考閃爍源的設置不變，測量其閃爍頻率三次取平均值作為該處閃爍率的被校示值；7.3.4閃爍頻率的相對示值誤差計算見公式（2）： 閃爍頻率相對示值誤差=7.3.5保持參考閃爍源的其他設置不變，將頻率分別設置為60Hz、120Hz、500Hz、1000Hz，重復步驟，測量其閃爍頻率相對示值誤差。8校準結果表達校準結果應在校準證書上反應，校準證書應至少包括以下信息：a）標題，“校準證書”；b）實驗室名稱和地址；c）進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同）；d）證書的唯一性標識（如編號），每頁及總頁數(shù)的標識；e）客戶的名稱和地址；f）被校對象的描述和明確標識；g）進行校準的日期，如果與校準結果的有效性和應用有關時，應說明被校對象的接收日期；h）如果與校準結果的有效性和應用有關時，應對被校樣品的抽樣程序進行說明；i）校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識，包括名稱及代號；j）本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；k）校準環(huán)境的描述；l）校準結果及其測量不確定度的說明；m）對校準規(guī)范的偏離的說明；n）校準證書簽發(fā)人的簽名、職務或等效標識；o）校準結果僅對被校對象有效的聲明；p）未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。9復校時間間隔復校時間間隔是由儀器的使用情況、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。建議復校時間間隔為1年。

附錄A測量不確定度評定示例測量不確定度評定示例A.1概述測量方法如下：設定參考閃爍源的閃爍率和閃爍頻率，使用高速光度傳感器和數(shù)字示波器測量三次取平均值作為標準值，使用顯示屏閃爍率測試儀測量三次取平均值作為被校示值，依據(jù)公式（1）和公式（2）計算閃爍率示值誤差和閃爍頻率相對示值誤差。本示例的閃爍率測量不確定度評定采用時域法，標稱值為10%，頻域法可以參照此評定示例。閃爍頻率設定標稱值為60Hz。A.2閃爍率測量結果的不確定度評定A.2.1高速光度傳感器上級溯源引入的不確定度分量u1 高速光度傳感器的上級溯源對閃爍率測量結果的影響主要來源于其非線性，由于數(shù)字示波器電壓測量非線性較小，忽略數(shù)字示波器的上級溯源的影響。參考閃爍源亮度范圍變化為（95~105）cd/m2，查上級溯源證書可知，在（50~200）cd/m2范圍內(nèi)其非線性為0.6%，可預估亮度變化10cd/m2時，其非線性對閃爍率的影響為0.04%，則：u1=0.04%A.2.2參考閃爍源不穩(wěn)定度引入的不確定度u2 使用高速光度傳感器和數(shù)字示波器測量標準值后，再使用被校顯示屏閃爍率測定值測量時，大約需要經(jīng)過10分鐘的時間，因此需要考慮參考閃爍源不穩(wěn)定度的影響，待參考閃爍源預熱完成后，測量其閃爍率標準值，并在10分鐘后再次測量其閃爍率標準值，測量結果如下表所示（為了減少測量重復性的影響，表中數(shù)據(jù)為連續(xù)10次測量的平均值）：測量時間預熱完成時預熱完成10分鐘后不穩(wěn)定度閃爍率（%）10.0510.080.03 因此參考閃爍源不穩(wěn)定度引入的不確定度分量為：u2=0.03%A.2.3參考閃爍源均勻性引入的不確定度u3測量參考閃爍源的9點均勻性，布點方式為均勻布點，測量結果如下表所示（為了減少測量重復性的影響，表中數(shù)據(jù)為連續(xù)10次測量的平均值）：測量點閃爍率（%）測量點閃爍率（%）測量點閃爍率（%）110.03210.06310.02410.02510.01610.03710.05810.03910.01參考閃爍源的不均勻性為0.05%，因此：u3=0.05%A.2.4顯示器閃爍率測定儀重復性引入的不確定度u4保持條件不變，使用顯示屏閃爍率測定儀連續(xù)測量10次，測量結果如下：次數(shù)12345閃爍率（%）10.0310.1310.049.9410.25次數(shù)678910閃爍率（%）9.9110.0810.279.8910.22重復性偏差為0.14%，實際測試中為測量三次取平均值，則：uA.2.5合成標準不確定度不確定度來源標準不確定度分量（%）u1高速光度傳感器上級溯源0.04u2參考閃爍源不穩(wěn)定性0.03u3參考閃爍源不均勻性0.05u4測量重復性0.09以上各項標準不確定度分量互不相關，所以合成標準不確定度：u取k=2，則擴展不確定度U為：QUOTEUrel=2uU=0.24%（k=2）A.3閃爍頻率測量結果的不確定度評定A.3.1數(shù)字示波器上級溯源引入的不確定度u1rel根據(jù)數(shù)字示波器的上級溯源證書：Urel=0.2%（k=2）則上級溯源引入的不確定度分量：uA.3.2高速光度傳感器響應時間引入的不確定度u2rel 高速光度傳感器的最大響應時間為10μs，在60Hz處，其周期為167ms，因此高速光度傳感器的響應時間引入的不確定度：u2rel=0.01%A.3.2顯示屏閃爍率測定儀重復性引入的不確定度u3rel在同一條件下，連續(xù)測量閃爍頻率6次，測量結果如下：次數(shù)123456平均值標準差閃爍頻率（Hz）60.0160.0560.0360.0460.0160.0660.030.02實際測試時為測量三次取平均值，因此uA.3.3合成標準不確定度不確定度來源ui（%）u1rel數(shù)字示波器上級溯源0.1u2rel高速光度傳感器響應時間0.01u3rel顯示屏閃爍率測定儀重復性0.02以上各項標準不確定度分量互不相關，所以合成標準不確定度：u取k=2，則擴展不確定度Urel為：QUOTEUrel=2uUrel=0.22%（k=2）

附錄B校準原始記錄格式校準原始記錄格式顯示屏閃爍率測定儀校準原始記錄原始記錄編號證書編號委托方校準日期器具名稱型號規(guī)格設備編號制造廠出廠編號聯(lián)系人/電話技術依據(jù)：校準地點：室溫℃濕度%RH1.閃爍率：參考閃爍源設置：波形:頻率:平均亮度：閃爍率計算方法：標準值被校示值示值誤差第1次第2次第3次平均值第1次第2次第3次平均值2.閃爍頻率（Hz）：參考閃爍源設置：波形:振幅:平均亮度：標準值被校示值相對示值誤差第1次第2次第3次平均值第1次第2次第3次平均值3.不確定度閃爍率閃爍頻率（Hz）主要計量器具名稱型號規(guī)格編號有效期至使用狀態(tài)□正?！醍惓！跽！醍惓Ｐ嗜藛T核驗人員

附錄C校準證書內(nèi)頁格式校準證書內(nèi)頁格式顯示屏閃爍率測定儀校準結果1.閃爍率：參考閃爍源設置：波形:頻率:平均亮度：閃爍率計算方法：標準值被校示值示值誤差2.閃爍頻率：參考閃爍源設置：波形:振幅:平均亮度：標準值（Hz）被校示值（Hz）相對示值誤差（%）3.不確定度閃爍率（%）閃爍頻率（Hz）主要計量器具名稱型號規(guī)格編號有效期至使用狀態(tài)□正常□異?！跽！醍惓！跽！醍惓！跽！醍惓?/p>

附錄D常見閃爍率測量儀的測量方法常見顯示屏閃爍率測定儀的測量方法目前國內(nèi)外普遍應用的顯示器閃爍率測定儀的測量方法分為時域法和頻域法，其中頻域法分為JEITA法和VESA法。（1）時域法，也叫FMA法。該方法即亮度對比方法，是FlickerModulationAmplitude的縮寫。FMA法通過測量顯示屏的亮度隨時間的調制幅度來計算閃爍率。假如顯示屏的亮度變化如圖D.1所示，亮度的交流部分即為亮度的最大值與最小值之差，亮度的直流部分即為亮度最大值與最小值之和的一半，亮度交流部分與直流部分的比值即為閃爍率，則FMA法的閃爍率計算公式：Flicker（FMA）=VVminVmaxTimeLuminan