01規(guī)范正文-WDa0.2-20241230-1-Mini顯示屏空間光色特性校準(zhǔn)規(guī)范

JJF××××-××××本規(guī)范主要起草人：趙偉強(qiáng)（中國計量科學(xué)研究院）徐英瑩（中國計量科學(xué)研究院）參加起草人：劉欣萌（中國計量科學(xué)研究院）劉宏欣（蘇州市計量測試院）羅斌（深圳市計量質(zhì)量檢測研究院）劉玉龍（蘇州市計量測試院）張斌（深圳市計量質(zhì)量檢測研究院）

目錄3805引言 II180411范圍 3201442引用文件 387253術(shù)語 3143934概述 319295計量特性 3236346校準(zhǔn)條件 4281587校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 4164678校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) 6197029復(fù)校時間間隔 63867附錄A校準(zhǔn)證書內(nèi)頁參考格式 730637附錄B測量不確定度評定示例 8引言JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》、JJF1032-2005《光學(xué)輻射計量名詞及定義》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和JJF1071-2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》共同構(gòu)成本校準(zhǔn)規(guī)范編制工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。Mini顯示屏空間光色特性校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于工業(yè)生產(chǎn)中作為參考屏的Mini顯示屏空間光色特性的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了以下文件：JJG211-2021亮度計檢定規(guī)程凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)則；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)則。3術(shù)語3.1Mini顯示屏Minidisplays由若干個Mini-LED顯示模組拼接成的顯示屏。其中顯示模組是指由若干個Mini-LED顯示模塊、控制電路、電源轉(zhuǎn)換器以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的一個獨立的單元。Mini-LED的芯片長邊尺寸介于100~300um之間。4概述MiniLED顯示器件具有高密度的像素元。傳統(tǒng)上對顯示器件的測量主要是使用光譜輻射亮度計，而光譜輻射亮度計主要是使用發(fā)光體是CIEA光源的亮度源定標(biāo)光譜輻射亮度值，再使用白場儀進(jìn)行校驗測量。由于白場儀與MiniLED顯示器件，存在發(fā)光點尺寸、光譜等差異，仍容易產(chǎn)生系統(tǒng)性偏差。為了減少測量不確定度，提高產(chǎn)品光色參數(shù)的可靠性，在工業(yè)生產(chǎn)中使用MiniLED顯示屏作為亮度和顏色等光學(xué)參數(shù)的參考標(biāo)準(zhǔn)，實時驗證產(chǎn)線上亮度和顏色測量裝置，實現(xiàn)MiniLED顯示器件的光色參數(shù)扁平化的量值傳遞。5計量特性5.1典型白場條件下的亮度不確定度Urel=5.0%（k=2）；5.2垂直視角條件下亮度均勻性不低于95%；5.3典型白場或RGB條件下，色品坐標(biāo)不確定度U(x)或U(y)不大于0.0050（k=2）；6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件 溫度：（235）℃；相對濕度：≤80%；光學(xué)暗室。環(huán)境應(yīng)清潔，無腐蝕性氣體，周圍無影響儀器正常工作的粉塵、震動和電磁場的干擾。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1多維轉(zhuǎn)臺。該轉(zhuǎn)臺具有多維移動和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可夾持顯示屏使顯示屏平面相當(dāng)于大地產(chǎn)生水平或者垂直移動；可夾持顯示屏使其繞工作光軸旋轉(zhuǎn)或繞大地法線旋轉(zhuǎn)。6.2.2驅(qū)動信號設(shè)備。圖1多維轉(zhuǎn)臺示意圖6.2.3單點式光譜輻射亮度計。光譜輻射亮度計亮度示值應(yīng)滿足JJG211-2021規(guī)定的一級亮度計計量性能要求，色品坐標(biāo)不確定度U(x)或U(y)不大于0.0040（k=2）。7校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法7.1校準(zhǔn)項目 亮度空間分布和色品坐標(biāo)空間分布。7.2校準(zhǔn)方法7.2.1實驗前準(zhǔn)備在多維轉(zhuǎn)臺的夾具臺上夾持待測MiniLED顯示屏，并調(diào)節(jié)當(dāng)前顯示屏的夾具水平軸和垂直軸，在初始位置使得MiniLED顯示屏的中心位于多維轉(zhuǎn)臺的光學(xué)工作軸上，MiniLED顯示屏的平面垂直于光學(xué)工作軸。在多維轉(zhuǎn)臺的測試儀器臺上安裝光譜輻射亮度計，并調(diào)節(jié)光譜輻射亮度計，使得光譜輻射亮度計的采樣區(qū)域涵蓋100個以上的MiniLED顯示屏的像素點。預(yù)熱MiniLED顯示屏和光譜輻射亮度計30min以上。7.2.2亮度空間分布設(shè)定MiniLED顯示屏為全白畫面（R=G=B=255）,待顯示屏亮度穩(wěn)定后開始測試。首先將顯示屏劃分為若干區(qū)域，如9X9個區(qū)域。每個區(qū)域的中心位置附近區(qū)域是光譜輻射亮度計測量對象區(qū)域。光譜輻射亮度計的視場角所覆蓋區(qū)域應(yīng)不大于當(dāng)前被測區(qū)域。校準(zhǔn)時，應(yīng)先移動顯示屏的夾具水平軸和垂直軸，使得光學(xué)工作軸位于當(dāng)前測量區(qū)域的中心位置附近。旋轉(zhuǎn)多維移動平臺，在保持區(qū)域的中心位置x1,y1不變，改變光譜輻射亮度計的觀察方向θ,圖2顯示屏的觀察方向θ,當(dāng)多維轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)到目標(biāo)角度后，使用光譜輻射亮度計測量當(dāng)前的亮度值Lx1,y1,θ,φ和色度值xx1,y1,θ一般，?50°≤θ≤50°，θ間隔不大于10°；0°≤φ<上述測試完成后，移動顯示屏的夾具水平軸和垂直軸，使得光學(xué)工作軸位于下一個測量區(qū)域的中心位置附近，并重復(fù)上述測試。直到完成所有的區(qū)域測量。7.2.3色品坐標(biāo)空間分布設(shè)定MiniLED顯示屏為全紅（R=255，G=B=0）、全綠（G=255，R=B=0）或全藍(lán)畫面（B=255，R=G=0）,依次完成全屏幕法線方向的顏色特征測試。在每種顏色輸出穩(wěn)定后開始測試。首先將顯示屏劃分為若干區(qū)域，如9X9個區(qū)域。每個區(qū)域的中心位置附近的顏色特性代表該區(qū)域的平均顏色特性。光譜輻射亮度計的視場角所覆蓋面積應(yīng)不大于當(dāng)前被測區(qū)域。校準(zhǔn)前，應(yīng)首先確保顯示屏平面垂直于光學(xué)工作軸，即光譜輻射亮度計的觀察方向θ0校準(zhǔn)時，應(yīng)先移動顯示屏的夾具水平軸和垂直軸，使得光學(xué)工作軸位于當(dāng)前測量區(qū)域的中心位置附近x1,y1。使用光譜輻射亮度計測量當(dāng)前的色度值xx1,上述測試完成后，移動顯示屏的夾具水平軸和垂直軸，使得光學(xué)工作軸位于下一個測量區(qū)域的中心位置附近，并重復(fù)上述測試。直到完成所有的區(qū)域測量。8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告上反映，校準(zhǔn)證書數(shù)據(jù)頁格式見附錄A。校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告應(yīng)至少包括以下信息：a)標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報告”；b)實驗室名稱和地址；c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點（如果與實驗室地址不同）；d)證書的唯一性標(biāo)識（如編號），每頁及總頁數(shù)標(biāo)識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接收日期；h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明；i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識，包括名稱及代號；j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述；l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明；n）校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；o）校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；p）未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制證書或報告的聲明。9復(fù)校時間間隔 Mini顯示屏的復(fù)校時間建議為1年。使用特別頻繁時應(yīng)適當(dāng)縮短，如果發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果異常時，應(yīng)隨時進(jìn)行校準(zhǔn)。使用者可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。

附錄A校準(zhǔn)證書內(nèi)頁參考格式Mini顯示屏空間光色特性校準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)頁參考格式證書編號：表1.校準(zhǔn)結(jié)果區(qū)域編號空間角θ空間角φ亮度色品坐標(biāo)x色品坐標(biāo)y色品坐標(biāo)u’色品坐標(biāo)v’不確定度說明：區(qū)域編號定義說明：校準(zhǔn)員：核驗員：

附錄B測量不確定度評定示例本附錄僅對采用光譜輻射亮度計標(biāo)定某一個角度區(qū)域的miniLED顯示屏的亮度測量和色品坐標(biāo)結(jié)果進(jìn)行不確定度評定。B.1亮度測量不確定度評定示例B.1.1亮度測量模型對于MiniLED顯示屏測量標(biāo)準(zhǔn)裝置，使用本規(guī)范測量光色特性空間分布特性，其亮度結(jié)果受光譜輻射亮度計和顯示屏自身特性影響。測量過程是使用光譜型輻射亮度計對顯示屏目標(biāo)區(qū)域采樣并直讀結(jié)果。根據(jù)亮度計的定標(biāo)和測量規(guī)律，其測量模型公式是L(1)式中， L——光譜輻射亮度計的測量結(jié)果；L0——光譜輻射亮度計的cin——光譜輻射亮度計的采用修正系數(shù)個數(shù)，本模型中是4個。分別是亮度計的非線性、內(nèi)部雜散光、測量距離和顯示屏像素點間距影響。B.1.2亮度讀數(shù)L0的不確定度分量根據(jù)經(jīng)驗，L0的不確定度主要包含四個分量。分別是亮度計的校準(zhǔn)不確定度證書值B.1.2.1上級亮度標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定亮度計的校準(zhǔn)不確定度證書值。根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果為Urel=2urel,1B.1.2.2亮度計分辨力對于當(dāng)前測量，亮度計的讀數(shù)分辨力引入的不確定度。當(dāng)前測量亮度讀數(shù)是1848.0cd/m2，五位有效數(shù)字。假設(shè)測量值的分布為均勻分布，則亮度計分辨力引入的不確定度分量是urel,2B.1.2.3測量重復(fù)性對于當(dāng)前測量，采用亮度計的連續(xù)采樣10次，其讀數(shù)分別是1848.1，1848.3，1847.5，1848.5，1848.0，1847.9，1847.8，1848.3，1847.9，1848.1。10次讀數(shù)的平均值是1848.0。使用貝塞爾公式計算的光通量常數(shù)平均值的相對實驗室標(biāo)準(zhǔn)差，用A類方法評定Lr的重復(fù)性影響urel,urel,3(B.1.2.4LED顯示屏穩(wěn)定性的影響。MiniLED顯示屏在重復(fù)點燃，受環(huán)境溫度和自身重復(fù)性等因素影響，其實際亮度有一定起伏，根據(jù)經(jīng)驗，對于被測燈，其亮度量值變化范圍不超過1.8%。假設(shè)其亮度不影響性是均勻分布，顯示屏亮度分散性引入的不確定度是urel,B.1.3修正系數(shù)的不確定度分量評定B.1.3.1亮度計的非線性亮度計由于感光單元的特性，存在較顯著的非線性效應(yīng)。盡管亮度計在儀器設(shè)計上已進(jìn)行非線性修正，但由于不同光譜區(qū)域的非線性特性差異等因素，無法徹底消除非線性的影響。根據(jù)經(jīng)驗，非線性的偏差不大于±0.2%，非線性引入的不確定度分量是urel,B.1.3.2內(nèi)部雜散光對于感光單元是陣列式的亮度計，因光柵特性、內(nèi)部散射和熒光效應(yīng)，存在內(nèi)部雜散光，即非目標(biāo)波長的光線投射到感光單元上。根據(jù)經(jīng)驗，內(nèi)部雜散光的對結(jié)果的偏差不大于±0.5%，假設(shè)均勻分布，其內(nèi)部雜散光引入的不確定度分量是urel,B.1.3.3測量距離亮度計的感光單元前有成像光路，因透鏡質(zhì)量，亮度測量值受測量距離（亮度計到顯示屏的距離）影響。測量使用的亮度計的定標(biāo)距離是500mm，而本次測量使用的測量距離是1500mm，根據(jù)經(jīng)驗，測量距離對結(jié)果的偏差不大于±0.5%，測量距離引入的不確定度分量是urel,B.1.3.4顯示屏像素點間距影響測量對象MiniLED存在像素點間距。根據(jù)光譜輻射亮度計的測量視場角1°，和測量距離1500mm，計算出在垂直方向上對應(yīng)顯示屏采樣區(qū)域的直徑約26mm，面積約530mm2。其像素點個數(shù)超過500個，根據(jù)經(jīng)驗，顯示屏像素點間距影響的偏差不大于±0.2%，顯示屏像素點間距影響引入的不確定度分量是urel,B.1.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評定結(jié)果表B.1亮度不確定度分量評估結(jié)果來源類型相對不確定度分量貢獻(xiàn)/%上級亮度標(biāo)準(zhǔn)B1.0亮度計分辨力B0.002測量重復(fù)性A0.03LED穩(wěn)定性B0.5亮度計的非線性B0.1亮度計內(nèi)部雜散光B0.3測量距離B0.3顯示屏像素點間距影響B(tài)0.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1.2B.1.5校準(zhǔn)不確定度表達(dá)上述各不確定度來源獨立，不相關(guān)。相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算公式簡化為uB.1.6擴(kuò)展不確定度的評定取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為Urel=B.2色品坐標(biāo)不確定度評定示例B.2.1色品坐標(biāo)測量模型依據(jù)本規(guī)范，色品坐標(biāo)的測量不確定度由光譜輻射亮度計定標(biāo)和自身特性，以及顯示屏顏色特性決定。測量過程是使用光譜型輻射亮度計對顯示屏目標(biāo)區(qū)域采樣并根據(jù)其相對光譜輻射亮度計算出色品坐標(biāo)，在儀器上顯示。根據(jù)光譜輻射亮度計的定標(biāo)和測量規(guī)律，其測量模型公式是xy式中， x0y0c1,jc2,jq——光譜輻射亮度計的采用修正系數(shù)個數(shù)，本模型中是4個。B.2.2色品坐標(biāo)x0和y0B.2.2.1上級標(biāo)準(zhǔn)光譜輻射亮度計依據(jù)色溫標(biāo)準(zhǔn)燈的光譜標(biāo)定其相對光譜。根據(jù)色溫標(biāo)準(zhǔn)燈2856K，不確定度U=7K，根據(jù)黑體軌跡計算出其色品坐標(biāo)x和色品坐標(biāo)y的偏差分布不大于0.000532和0.000155，考慮正態(tài)分布，計算時取其較大值作為不確定度分量，因此u1(B.2.2.2測量重復(fù)性光譜輻射亮度計對MiniLED顯示屏重復(fù)測量10次，色品坐標(biāo)的結(jié)果是表B.2測量重復(fù)性結(jié)果測量次數(shù)色品坐標(biāo)x色品坐標(biāo)y10.30040.319220.30040.319130.30040.319240.30030.319150.30040.319160.30030.319270.30030.319280.30030.319290.30020.3191100.30030.3192平均值0.300330.31916實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差0.000070.00005使用貝塞爾公式計算的光通量常數(shù)平均值的相對實驗室標(biāo)準(zhǔn)差，用A類方法評定色品坐標(biāo)x0和y0讀數(shù)的u2(xB.2.2.3LED顯示屏的短期復(fù)現(xiàn)性MiniLED顯示屏在重復(fù)點燃，受環(huán)境溫度和自身重復(fù)性等因素影響，其實際色品坐標(biāo)值有一定起伏，根據(jù)經(jīng)驗，對于被測燈，其量值變化范圍不超過±0.0010。假設(shè)其均勻分布，復(fù)現(xiàn)性引入的不確定度是u3B.2.3色品坐標(biāo)修正量c1,j和c2,jB.2.3.1光譜亮度計的波長偏離的影響如果采用嚴(yán)格的不確定度傳播率方法計算波長偏離引入的不確定度是個十分復(fù)雜的計算。參考JJG211-2021亮度計檢定規(guī)程附錄中相關(guān)章節(jié)的結(jié)論，在波長誤差0.5nm的條件下，色品坐標(biāo)因波長誤差引入的不確定度不超過0.0006。因此，u4B.2.3.2光譜亮度計的帶寬影響根據(jù)國際照明委員會（InternationalCommissiononillumination，CIE）技術(shù)報告CIE214: