Технические условия ГОСТ Р ИСО 9241-305-2012 Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 305. Оптические лабораторные методы испытания электронных видеодисплеев

ГОСТ Р ИСО 9241-305-2012

Группа Э65

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЭРГОНОМИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕК-СИСТЕМА

Часть 305

Оптические лабораторные методы испытания электронных видеодисплеев

Ergonomics of human-system interaction. Part 305. Optical laboratory test methods for electronic visual displays

ОКС 13.180
ОКСТУ 4032

Дата введения 2014-07-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией “Научно-технический центр сертификации электрооборудования” (НТЦСЭ) “ИСЭП” на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного 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 29 ноября 2012 г. N 1338-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 9241-305:2008 “Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 305. Оптические лабораторные методы испытания электронных видеодисплеев” (ISO 9241-305:2008 “Ergonomics of human-system interactions – Part 305: Optical laboratory test methods for electronic visual displays”).
________________
“Эргономика взаимодействия человек-система. Часть 305. Оптические лабораторные методы испытания электронных видеодисплеев” (ISO 9241-305:2008 “Ergonomics of human-system interactions – Part 305: Optical laboratory test methods for electronic visual displays”).
________________
Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить, перейдя по ссылке на сайт . – .

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). 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)

Общие положения

Международная организация по стандартизации (ИСО) является Всемирной федерацией национальных организаций по стандартизации (организаций – членов ИСО). Разработка международных стандартов осуществляется техническими комитетами ИСО. Каждая организация-член, заинтересованная в деятельности, послужившей основанием для создания технического комитета, имеет право быть представленной в этом комитете. Международные организации, как правительственные, так и неправительственные, взаимодействующие с ИСО, также принимают участие в этой работе. По вопросам стандартизации в области электротехники ИСО тесно сотрудничает с Международной электротехнической комиссией (МЭК).

Международные стандарты разрабатываются в соответствии с Директивами ИСО/МЭК, часть 2.

Основная задача технических комитетов состоит в подготовке международных стандартов. Проекты международных стандартов, одобренные в технических комитетах, рассылаются организациям – членам на голосование. Для публикации проекта в качестве международного стандарта требуется одобрение не менее 75% голосовавших организаций – членов ИСО.

Следует обратить внимание на то, что некоторые элементы настоящего документа могут быть субъектом патентных прав. ИСО не несет ответственности за идентификацию какого-либо или всех таких патентных прав.

Международный стандарт ИСО 9241-305 подготовлен техническим комитетом ТК 159 “Эргономика”, ПК 4 “Эргономика взаимодействия человек-система”.

Настоящее первое издание ИСО 9241-305 вместе с ИСО 9241-302 отменяет и заменяет ИСО 13406-1:1999 и ИСО 9241-8:1997. Вместе с ИСО 9241-302, ИСО 9241-303 и ИСО 9241-307 оно также отменяет и заменяет ИСО 9241-7:1998 и ИСО 13406-2:2001 и частично заменяет ИСО 9241-3:1992. Технический пересмотр выполнен относительно следующих положений:

– термины и определения, относящиеся к электронным визуальным дисплеям, перемещены и сведены в ИСО 9241-302;

– методы испытаний и требования обновлены с учетом последних достижений науки и техники, однако вопросы, входящие в область распространения ИСО 9241 и ИСО 13406, остались, по существу, без изменений;

– все основные эргономические требования сведены в ИСО 9241-303;

– применение эргономических требований к разным технологиям дисплеев, областям применения и условиям окружающей среды, включая методы испытаний и критерии приемки испытуемых изделий по принципу “соответствует/не соответствует”, приведены в ИСО 9241-307;

– лабораторные методы испытаний на базе таких требований приведены в ИСО 9241-305.

Серия стандартов ИСО 9241 под общим названием “Эргономические требования при выполнении офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов (ВДТ/VDT)” состоит из следующих частей:

– Часть 1: Общее введение;

– Часть 2: Руководство по требованиям к производственным задачам;

– Часть 4: Требования к клавиатуре;

– Часть 5: Требования к расположению рабочего места и осанке оператора;

– Часть 6: Руководство по рабочим условиям окружающей среды;

– Часть 9: Требования к неклавиатурным устройствам ввода;

– Часть 11: Руководство по применению;

– Часть 12: Представление информации;

– Часть 13: Руководство пользователя;

– Часть 14: Диалоги типа меню;

– Часть 15: Диалоги команд;

– Часть 16: Диалоги непосредственного управления;

– Часть 17: Диалоги заполнения форм.

Серия стандартов ИСО 9241 под общим названием “Эргономика взаимодействия человек-система” состоит из следующих частей:

– Часть 20: Руководство по доступности оборудования и услуг в области информационно-коммуникационных технологий;

– Часть 110: Принципы организации диалога;

– Часть 151: Руководство пользовательскими интерфейсами Интернета;

– Часть 171: Руководство по доступности программного обеспечения;

– Часть 300: Введение в требования к электронным видеодисплеям;

– Часть 302: Терминология для электронных видеодисплеев;

– Часть 303: Требования к электронным видеодисплеям;

– Часть 304: Методы испытаний пользовательских характеристик электронных видеодисплеев;

– Часть 305: Оптические лабораторные методы испытания электронных видеодисплеев;

– Часть 306: Методы оценки электронных видеодисплеев в условиях эксплуатации;

– Часть 307: Методы анализа и проверки соответствия электронных видеодисплеев;

– Часть 308: Дисплеи с электронной эмиссией за счет поверхностной проводимости (SED);

– Часть 309: Дисплеи на органических светоизлучающих диодах (OLED);

– Часть 400: Принципы и требования к устройствам физического ввода;

– Часть 410: Критерии проектирования устройств физического ввода;

– Часть 920: Руководство по тактильным взаимодействиям.

Введение

Настоящий стандарт подготовлен при поддержке Ассоциации по стандартизации в области видеоэлектроники (VESA) рабочей группы по измерению плоскопанельных дисплеев (FPDM). Разделы, взятые из стандарта VESA по измерению плоскопанельных дисплеев (FPDM), приведенного в библиографии [10], приведены в приложении С.

Методы, приведенные в настоящем стандарте, призваны оказать помощь испытательным лабораториям (лабораториям изготовителей изделий и испытательным центрам) в принятии решения относительно соответствия конкретного электронного дисплея другим соответствующим частям ИСО 9241, если такое решение можно принять в условиях лаборатории. Настоящий стандарт не устанавливает, как выбирать параметры настройки дисплея или материальное обеспечение для проведения испытания, репрезентативного в отношении предписанного реального использования. Такая оценка должна производиться испытательной лабораторией и должна быть приведена в протоколе испытания.

Первоначально серия международных стандартов ИСО 9241 состояла из семнадцати частей и устанавливала эргономические требования к выполнению офисных работ с использованием видеодисплейных терминалов. В процессе пересмотра серия была реструктурирована для расширения области применения с включением других смежных стандартов для удобства в работе. Общее наименование пересмотренной серии стандартов ИСО 9241 “Эргономика взаимодействия человек-система” отражает изменения и увязывает данную серию стандартов с общим названием сферы действия ТК 159 ИСО “Эргономика”, ПК 4 “Эргономика взаимодействия человек-система”. Пересмотренный и состоящий из множества частей стандарт структурирован в виде серии стандартов, пронумерованных в цифрах второго порядка: серия 100 относится к интерфейсам программного обеспечения, серия 200 – к человекоориентированному проектированию, серия 300 – к визуальным дисплеям, серия 400 – к устройствам физического ввода и т.д.

Обзор всех стандартов серии ИСО 9241 приведен в приложении А.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает оптические методы испытаний и экспертные методы наблюдений, применяющиеся для оценки эргономических требований, предъявляемых к работе дисплеев, установленных ИСО 9241-303.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты, обязательные при применении настоящего стандарта. Для датированных ссылочных стандартов применяется только указанное издание. Для недатированных ссылочных стандартов применяется последнее издание ссылочного стандарта, включая все изменения и поправки:
________________
, обязательные при применении настоящего стандарта. Для датированных ссылочных стандартов применяется только указанное издание. Для недатированных ссылочных стандартов применяется последнее издание ссылочного стандарта, включая все изменения и поправки:
________________
Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. – .

ИСО 9241-302 Эргономика взаимодействия человек-система – Часть 302: Терминология для электронных видеодисплеев (ISO 9241-302, Ergonomics of human-system interaction – Part 302: Terminology for electronic visual displays);

ИСО 9241-303 Эргономика взаимодействия человек-система – Часть 303: Требования к электронным видеодисплеям (ISO 9241-303, Ergonomics of human-system interaction – Part 303: Requirements for electronic visual displays);

ИСО 9241-307 Эргономика взаимодействия человек-система – Часть 307: Методы анализа и проверки соответствия электронных видеодисплеев (ISO 9241-307, Ergonomics of human-system interaction – Part 307: Analysis and compliance test methods for electronic visual displays).

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 9241-302.

4 Общие положения

4.1 Измерения – основные измерения и производные процедуры

Серия оптических лабораторных измерений, необходимых для оценки соответствия, приведенная в настоящем стандарте, подразделяется на основные измерения, обозначенные буквой М и номером измерения, и измерительные процедуры, обозначенные буквой Р и номером процедуры (и буквой в случае дополнительных процедур). Дополнительная информация, включая заключения по разработке методов и их использованию для определения процедур соответствия, представлена в приложении В.

4.1.1 Основные измерения (или оценка) – Метод М

Основные измерения должны определять фундаментальный метод в максимально простой форме. Большинство обязательных измеряемых параметров (такие как расположение экрана, направление наблюдения, тестовое изображение) не установлены техническими условиями. Результат, соответствующий техническим условиям, – это физическая величина или некоторое другое определенное прямым измерением свойство, не включающее какую-либо обработку полученных данных. Данные результаты обычно не используются непосредственно в процедурах проверки соответствия, указанных в ИСО 9241-307. В комбинированной процедуре измерения (см. 4.1.2.) для получения наборов или групп данных рекомендуется использовать основное измерение.

Основные измерения устанавливают допустимые типы измерительных приборов, параметры измерительных приборов, какие-либо параметры по умолчанию (“постоянные условия измерения”) и перечень параметров, которые изменяют по комбинированной процедуре измерения (“конфигурируемые условия измерения”). Последние параметры часто определяются процедурой проверки соответствия (см. ИСО 9241-307).

4.1.2 Комбинированная процедура измерения – Процедура Р

Комбинированные процедуры измерения – это методики, по которым собирают и оценивают физические величины, измеряемые с использованием основного метода (см. 4.1.1). Данные процедуры ссылаются на основные измерения и могут устанавливать специальные требования для “конфигурируемых условий измерения”. Они также включают любые нестандартные процедуры подготовки. Результат процедуры измерения – ряд основных величин (например, область или угловое распределение яркости) или производных величин (например, яркостный контраст, цветовой контраст). Нередко комбинированные процедуры могут иметь некоторые конфигурируемые условия измерения, определяемые по процедуре проверки соответствия (см. ИСО 9241-307).

4.2 Структура

Методы измерения, изложенные в настоящем стандарте имеют следующую структуру:

a) Техническое задание: указание цели и измеряемых величин.

b) Применимость: описание типа дисплея/прибора, в отношении которого производится определенное измерение.

c) Подготовка и настройка: описание фиксированных и настраиваемых условий измерений, дополнительного вспомогательного оборудования и других специальных предварительных требований.

d) Процедура: описание измерения или указание основного метода измерения.

e) Анализ: описание анализа измеренных данных.

f) Отчет: описание формы представления данных, включая число значащих цифр, где необходимо.

g) Примечания: описание проблем или другой необходимой информации, не отраженной в других пунктах.

4.3 Матрица условий измерений, методов и процедур

Матрица условий измерений, методов и процедур при сравнении различных первичных документов (включая предыдущие международные стандарты) приведена в приложении С.

Примечание – Большинство процедур в настоящем стандарте взято, целиком или частично, из ИСО 9241-3:1992 (см. приложение С и библиографию).

5 Условия проведения измерений

5.1 Подготовительные работы и процедуры

5.1.1 Стандартная подготовка ЭЛТ-мониторов (мониторов с электронно-лучевой трубкой)

Необходимо достаточное количество времени для стабилизации яркости дисплея – минимум 20 мин.

5.1.1.1 Технологически зависимые параметры

Ручное размагничивание в измеряемой позиции (для цветных дисплеев). Внешнее размагничивание (неручная активация внутренней системы).

5.1.1.2 Очистка

Необходимо убедиться, что дисплей чистый.

5.1.1.3 Центрирование

Экран дисплея должен быть установлен таким образом, чтобы плоскость, касательная к поверхности экрана в его центре, была параллельна осям систем(ы) измерения.

Угол наклона: активная область дисплея должна быть ориентирована таким образом, чтобы горизонтальная линия, проходящая через центр экрана, была параллельна горизонтальной оси средства измерения и/или полному углу поворота указателя измерительного прибора.

5.1.1.4 Параметры настройки яркости и контраста

Необходимо настроить блок регулировки яркости до момента отсекания растра.

Регулирование должно быть выполнено при условиях освещения для определенного согласованного маршрута обработки, как определено в ИСО 9241-307.

После установки яркости на значение по умолчанию должна быть настроена яркость в центре экрана до 100 кд/м при 20%-ной нагрузке экрана. Если это не достижимо, необходимо зафиксировать яркость в центре экрана.

Параметры настройки должны оставаться неизменными для всех измерений.

5.1.1.5 Размер изображения

Необходимо использовать, если возможно, заводские настройки или значения по умолчанию. В ином случае должен быть установлен указанный размер.

5.1.1.6 Управляющие уровни видеосигнала

Если для дисплея используется аналоговый интерфейс, то управляющий уровень должен быть определен для линий видеосигнала.

Большинство приложений управляет стандартным RGB интерфейсом с уровнем или 0,47 В, или 0,7 В (соответственно 2/3 видеосигнала и полный видеосигнал). Рекомендуется использование одного из этих значений. Используемое значение должно быть указано.

5.1.2 Стандартная подготовка ЖК-монитора (жидкокристаллического дисплея)

Плоскопанельный дисплейный блок, который будет испытываться, должен быть физически подготовлен к испытанию.

5.1.2.1 Прогрев дисплея

Необходимо достаточное количество времени для стабилизации яркости дисплея – минимально 20 мин. Если время определено изготовителем, то дисплей должен прогреваться в течение указанного времени (не более 1 ч).

5.1.2.2 Технологически зависимые параметры

Испытание должно проводиться при нормальных эксплуатационных условиях для блока питания. Отклонения в настройках дисплея должны быть установлены до значений при его типовом использовании. Любой режим отражения или фильтр, необходимый для испытания, указанного в 6.5, должны устанавливаться при каждом испытании.

Один установочный параметр должен быть использован для каждого полного цикла испытаний. Если предусмотрены множественные настройки, то предполагаются многократные полные циклы испытаний.

5.1.2.3 Очистка

Необходимо убедиться, что дисплей чистый.

5.1.2.4 Центрирование

Экран дисплея должен быть выровнен таким образом, чтобы плоскость, касательная к поверхности экрана в его центре, была параллельна осям систем измерения.

5.1.2.5 Параметры настройки яркости и контраста

Яркость и контраст дисплея должны быть настроены на значения по умолчанию или предварительно заданные значения

Параметры настройки должны оставаться неизменными для всех измерений.

5.1.2.6 Размер изображения

5.1.2.7 Управляющие уровни видеосигнала

Большинство приложений управляет стандартным RGB интерфейсом с уровнем или 0,47 В, или 0,7 В (соответственно 2/3 видеосигнала и полного видеосигнала). Рекомендуется использование одного из этих значений. Используемое значение должно быть указано.

5.1.3 Стандартная подготовка дисплея с фронтальной проекцией (системы с фиксированным разрешением)

5.1.3.1 Прогрев дисплея

Измерения выполняют после 100-часовой работы проекционной лампы (время приработки). После включения минимальная продолжительность прогрева должна быть 1 ч, если иное не определено в ИСО 9241-307.

5.1.3.2 Технологически зависимые параметры

Испытание должно проводиться при нормальных эксплуатационных условиях для блока питания. Отклонения в настройках дисплея должны быть установлены до значений при его типовом использовании. Любой режим отражения или фильтр, необходимые для проведения испытания, указанного в 6.5, должны устанавливаться при каждом испытании.

5.1.3.3 Очистка

Необходимо убедиться, что дисплей чистый.

5.1.3.4 Центрирование

Все оптические приборы, регуляторы сведения лучей и фокус должны быть установлены так, чтобы спроецированное изображение казалось резким на большей части облучаемой поверхности. Системы с фронтальной проекцией должны быть помещены относительно экрана согласно техническим требованиям изготовителя для значений угла, высоты и расстояния. Системы с обратной проекцией должны быть установлены так, чтобы изображение заполнило экран полностью (но не переполняло его).

5.1.3.5 Параметры настройки яркости и контраста

Орган управления, предназначенный для регулировки яркости, устанавливают в положение, при котором в верхней части испытательной таблицы должно быть видимо и различимо максимальное число яркостных полос, соответствующих уровням яркости 0%, 5%, 10% и 15%.

Контрастность должна изменяться регулятором от минимального до максимального значения, при котором в нижней части испытательной таблицы становятся видимы и различимы яркостные полосы, соответствующие уровням яркости 85%, 90%, 95% и 100%, или до тех пор, пока яркость изображения больше не будет увеличиваться из-за ограничения схемой автоматической регулировки яркости.

Настройки органов управления остаются неизменными при всех измерениях. Регулирование должно быть выполнено при условиях освещения для определенного согласованного маршрута обработки, как определено в ИСО 9241-307.

5.1.3.6 Размер изображения

5.1.3.7 Управляющие уровни видеосигнала

Следует соединить проектор с ноутбуком или с другим генератором сигнала. Генератор сигнала должен выдавать типичное напряжение RGB сигнала значением 0,7 В – 0,07 В. Фокус должен быть настроен на получение максимальной резкости изображения.

5.1.4 Стандартная подготовка дисплея с плазменной панелью

Необходимо достаточное количество времени для стабилизации яркости дисплея – минимально 20 мин.

5.1.4.1 Технологически зависимые параметры

Испытание должно проводиться при нормальных условиях эксплуатации для блока питания. Отклонения в настройках дисплея должны быть установлены до значений при его типовом использовании. Любой режим отражения или фильтр, необходимые для проведения испытания, указанного в 6.5, должны устанавливаться при каждом испытании.

5.1.4.2 Очистка

Необходимо убедиться, что дисплей чистый.

5.1.4.3 Центрирование

Экран дисплея должен быть установлен таким образом, чтобы плоскость, касательная к поверхности экрана в его центре, была параллельна осям системы (систем) измерения.

5.1.4.4 Параметры настройки яркости и контраста

Необходимо настроить блок регулировки яркости до отсекания растра.

После настройки яркости на значение по умолчанию должна быть настроена яркость в центре экрана до 100 кд/м при 20%-ной нагрузке экрана. Если это недостижимо, необходимо зафиксировать яркость в центре экрана.

Параметры настройки должны оставаться неизменными для всех измерений.

5.1.4.5 Размер изображения

5.1.4.6 Управляющие уровни видеосигнала

5.1.5 Переносные устройства

Образец плоскопанельного дисплея, который будет испытываться, должен быть физически подготовлен к испытаниям.

5.1.5.1 Прогрев дисплея

Необходимо достаточное количество времени для стабилизации яркости дисплея (минимально 20 мин). Если время определено изготовителем, то дисплей должен быть прогрет в течение указанного времени (не более 1 ч).

5.1.5.2 Технологически зависимые параметры

5.1.5.3 Очистка

Необходимо убедиться, что дисплей чистый.

5.1.5.4 Центрирование

Экран дисплея должен быть ориентирован таким образом, чтобы плоскость, касательная к поверхности экрана в его центре, была параллельна осям систем измерения.

5.1.5.5 Параметры настройки яркости и контраста

Яркость и контраст дисплея должны быть настроены на значения по умолчанию или предварительно заданные значения.

Параметры настройки должны оставаться неизменными для всех измерений.

5.1.5.6 Размер изображения

5.1.5.7 Управляющие уровни видеосигнала

5.2 Испытательные аксессуары

Для выполнения измерений, установленных настоящим стандартом, необходимы указанные ниже устройства.

5.2.1 Эталон зеркала

Эталоны зеркала главным образом используются для того, чтобы проверить геометрическое центрирование и для изменения направления света от источника в светоизмерительное устройство (СИУ).

Любая плоская и ровная подложка с лицевой поверхностью, покрытой, например, серебром или алюминием, и защищенная тонким слоем прозрачного диэлектрика, образовывает поверхность зеркала с коэффициентом отражения 95% или более. Стандартные зеркала с покрытием обратной стороны не должны использоваться, так как происходят многократные отражения, которые делают эти зеркала не подходящими для целей калибровки.

Зеркало, изготовленное из черного стекла с гладкой поверхностью (то есть высоко абсорбирующего стекла), – еще один пример эталона. Коэффициент зеркального отражения такой поверхности зеркала без покрытия определяется коэффициентом преломления стекла в функции длины световой волны и находится в диапазоне от 4% до 5% при вертикальном падении луча и увеличивается с углом наклона.

Данные зеркала применяют для измерения отражающих свойств дисплейных устройств, так как коэффициент отражения находится скорее в области нескольких процентов, чем в области 90%, и соответственно является величиной того же порядка, что и отражение испытуемого оборудования (ИО).

Калибровка: для обеспечения низких неопределенностей измерений эталоны зеркал должны калиброваться точно для той задачи, для которой их будут использовать (например, при одном и том же угле наклона).

ВНИМАНИЕ – Требуется, чтобы отражающие зеркала были ненаправленными, т.е. имели один и тот же коэффициент зеркального отражения для углов вращения зеркала относительно нормали к поверхности. По той же причине очистка зеркал должна проводиться тщательно, и результат должен быть проверен визуально.

5.2.2 Эталон матовости

Характеристики и оценка матовости дисплейных устройств в значительной степени зависят от геометрии освещения (например, от углового разворота источника света) и апертуры приемника. Эталон матовости используется для сравнения и корреляции результатов измерений при разных схемах измерения степени матовости.

Эталон матовости – это плоская поверхность, которую обычно используют для рассеяния падающего света вокруг направления отражения. Эталоны матовости изготавливают, например, из черного стеклянного зеркала, создавая микроструктуры в предварительно отполированной поверхности.

Эталоны матовости обычно калибруются, используя термин “единицы блеска”. Для того чтобы сделать их пригодными для измерений дисплея, их следует повторно откалибровать, например направленным рассеянием при конкретной схеме расположения источника и приемника.

Примечание – Эталоны матовости чрезвычайно чувствительны к поверхностному загрязнению, нанесенному, например, прикосновением пальца; они требуют бережного обращения и хранения в соответствующем контейнере.

5.2.3 Эталон диффузного отражения

При использовании идеальных эталонов диффузного отражения весь падающий свет рассеивается одинаково во всех направлениях (характеристики Ламберта), таким образом, яркость при рассмотрении из различных направлений (под постоянным освещением) будет постоянной. Эталоны диффузного отражения используются для измерения падающего света (освещенность) с помощью яркости эталона. Коэффициент диффузного отражения типового объекта может быть определен при сравнении с калиброванным эталоном.

Эталоны диффузного отражения могут быть с широким диапазоном значений коэффициента отражения (от нескольких процентов до 99%). Эталоны диффузного отражения ранее делались из тщательно очищенного BaSO (сернокислого бария) или порошка MgО (оксида магния), отпрессованного в пластину с плоской поверхностью. Однако они были очень чувствительны к старению и к адсорбции на поверхности, что делало их весьма непрактичными в использовании. Современные эталоны диффузного отражения сделаны из спрессованного порошка PTFE (тефлона) и имеют достаточную прочность при обработке и использовании.

Необходимо рассмотреть три аспекта для эталонов диффузного отражения: направленное распределение рассеянного света (идеально однородного), среднее количество света, отраженного от эталона (в идеале 100%), и изменение коэффициента отражения в зависимости от длины волны светового диапазона. При изготовлении эталонов диффузного отражения можно добиться больших значений коэффициента диффузного отражения (99%), но, к сожалению, эти эталоны далеки от того, чтобы быть идеальными рассеивателями.

Эталоны диффузного отражения могут использоваться для получения значений освещенности из измерения яркости эталона () только при геометрии измерения, используемой для определения коэффициента яркости эталона, ) только при геометрии измерения, используемой для определения коэффициента яркости эталона, , геометрии, используемой для калибровки эталона. Если коэффициент отражения (или диффузный коэффициент отражения) связан с эталоном, как значения 98% или 99% обычно связаны с коэффициентом отражения, то эти значения могут использоваться только для равномерного полусферического освещения. Если изолированный источник используется под некоторым углом, то нет никакой причины ожидать, что значение 99% будет даже близко к собственному значению коэффициента яркости для этой геометрической конфигурации. Поэтому измерение и калибровка эталонов диффузного отражения должны быть выполнены с использованием той же самой геометрии, которая будет использоваться при фактическом измерении (см. 6.5.8).

Примечание – Эталоны диффузного отражения чрезвычайно чувствительны к поверхностному загрязнению, нанесенному, например, прикосновением пальца; они требуют бережного обращения и хранения в соответствующем контейнере. Если поверхность эталона запачкана или загрязнена, то некоторые такие эталоны можно отшлифовать песком (некоторым требуется вода с песком) или их можно очистить для восстановления максимального рассеяния поверхности (см. инструкции поставщика).

5.2.4 Устройства размагничивания

Отображение цвета в мониторе с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) зависит от статического магнитного поля земли. В частности, поворот включенного ЭЛТ-монитора может вызвать изменения в отображении цвета. ЭЛТ может быть “обнулена” до стандартных настроек по умолчанию с помощью устройства размагничивания. Для обеспечения повторяемости результатов испытания в лабораторной практике принято размагничивать монитор с ЭЛТ, используя внешнее, а не встроенное устройство размагничивания монитора.

Устройство размагничивания состоит из сильного магнита, который создает статическое магнитное поле. При ручном размагничивании этот магнит перемещают круговыми движениями перед дисплеем, постепенно отходя от монитора. Круговые движения восстанавливают характеристики монитора, а удаление магнита от монитора уменьшает его воздействие на ЭЛТ, в результате происходит уравновешивание отображения цвета.

5.2.5 Вуалирование яркого света с использованием усеченного конуса

Усеченный конус используется как инструмент для уменьшения количества рассеянного света, ухудшающего измерения выходной световой эмиссии монитора. Усеченный конус имеет угол при вершине 90° и выполнен из 10-миллиметрового черного винилового пластика с глянцевой поверхностью на обеих сторонах. На рисунке 1 показан образец вуалирования яркого света с использованием усеченного конуса.

=угол вершины

Для =45°, =45°,

Рисунок 1 – Образец вуалирования яркого света с использованием усеченного конуса

Уравнения, приведенные на рисунке 1, устанавливают взаимосвязь угла при вершине усеченного конуса с внутренним и внешним диаметрами на плоской поверхности, которая может быть легко разрезана с использованием механического инструмента для резки пластика, например циркуля с острой кромкой. Следует расположить один конец циркуля в центре и вращать другой конец с резаком вокруг центра до тех пор, пока материал не отделится. Можно также отделить материал другим способом, сгибая и разгибая пластик вдоль надреза с небольшим усилием. Сначала необходимо вырезать внешний диаметр, иначе будет потерян опорный центр.

5.2.6 Трубка подавления рассеянного света и проекционный шаблон

Рассеянный свет может являться результатом вуалирующей блескости, окружающих условий освещения или света от дисплея, отраженного от предметов в комнате и возвращенного обратно на поверхность экрана дисплея. В большинстве случаев это влияние нежелательно, особенно когда необходимо измерить яркость уровня черного или освещенность. В данном пункте представлены два возможных варианта для уменьшения искажений рассеянного света: использование трубки подавления рассеянного света (ТПРС) и использование щелевой оправки.

ТПРС состоит из длинного отрезка пластиковой трубки, как показано на рисунке 2. Несколько установленных усеченных конусов обеспечивают экранирование и изменение направления отраженного света. Длина и диаметр трубки, апертура конуса зависят от параметров измерения, но обычно используют следующие размеры: 9,5 см – внутренний диаметр, 30,5 см – длина и 5 см – апертура. Трубка должна быть черной и глянцевой. Глянцевая поверхность обеспечивает рассеянное (незеркальное) отражение приблизительно на 0,2%, тогда как черная плоскость дает в лучшем случае приблизительно от 2% до 3% рассеянного отражения. Следует осторожно установить в определенное положение черный глянцевый конус, ТПРС должна направлять зеркальное отражение от внутренней поверхности трубки и от головки измерителя освещенности. Задняя пластина должна быть достаточно тонкой, чтобы отражения от ее краев не сказывались на измерении освещенности.

1 – кольца; 2 – прибор измерения освещенности; 3 – черные глянцевые конусы; 4 – черная глянцевая трубка; а – со стороны проектора

Рисунок 2 – Трубка подавления рассеянного света

Для того чтобы выполнить измерения освещенности малой зоны дисплеев с фронтальной проекцией, используется щелевой адаптер. Щелевой адаптер, изображенный на рисунке 3, изготовлен из черного ацеталевого пластика с возможностью монтажа измерителя освещенности таким образом, чтобы различные детекторные головки можно было центрировать на задней стороне ТПРС. Для рассмотрения малых зон измерения была разработана щель, обеспечивающая настройку апертуры, с использованием бритвенных лезвий, покрытых черным глянцем. Лезвия закреплены стопорными винтами, обеспечивающими настройки. Это позволяет пользователю контролировать зону проектируемого изображения, которое будет измерено. Таким образом, измерение контрастной модуляции возможно с помощью регулирования апертуры, которая позволяет или только черной, или только белой части изображения освещать детекторную головку.

1 – монтажные отверстия ТПРС (трубки подавления рассеянного света); 2 – головка СИУ (светоизмерительного устройства); 3 – регулируемые лезвия

Рисунок 3 – Щелевая оправка для измерителя освещенности

5.2.7 Дубликаты шаблона

Поскольку шаблон черного глянцевого конуса не эффективен для измерения яркости малой зоны черного, то может быть использован другой шаблон. Этот шаблон, называемый дубликатом шаблона, представляет собой кусок черного материала размером, равным области, которую предполагается измерить. Если экран является шероховатым, то шаблон помещают на экране дисплея в непосредственной близости от пиксельной поверхности (см. рисунок 4). Если предполагается, что дубликат шаблона абсолютно черный, то любой сигнал яркости, измеренный на шаблоне, является дополнением вуалирующей блескости. Это дополнение может быть вычтено из измеренного значения выводимого изображения, чтобы получить более точное значение измеренной достоверной яркости. Таким образом, для данной зоны черного пикселя А откорректированная измеренная яркость черного равняется

где L – яркость черного образца (без коррекции блескости);

L – яркость, дополненная вуалирующей блескостью (измеренная яркость дубликата).

На рисунке 4 также показан фильтр нейтральной плотности (ФНП), служащий для проверки измерений дубликата шаблона. Фильтр и дубликат шаблона должны иметь тот же размер, что и измеряемая зона черного пикселя. Квадратный шаблон должен быть вырезан из непрозрачного черного глянцевого пластика (толщиной приблизительно 0,25 мм), хотя может использоваться и другой черный материал. Глянцевый материал выбран из-за его способности уменьшать диффузные отражения от окружающей среды. Необходимы меры, позволяющие избежать любых зеркальных отражений от глянцевой поверхности. Фотошаблон дубликата линии может быть создан с помощью черной нити, также можно использовать нейлон, человеческий волос, конский волос, тонкий провод, стержень карандаша (графит) или полоску ленты (закрашенную черным маркером, если материал недостаточно черный).

1 – ПЗС (прибор с зарядовой связью) системы формирования изображения; 2 – дубликат шаблона; 3 – черные пиксели; 4 – белый фон; 5 – поверхность дисплея; 6 – ФНП (фильтр нейтральной плотности).

Примечание – Параметр z описан в таблице 1.

Рисунок 4 – Использование дубликата шаблона для компенсации вуалирующей блескости

5.2.8 Сбор данных

Замеры в функции от времени, полученные с помощью СИУ, собираются, хранятся, обрабатываются и отображаются запоминающими устройствами, такими как компьютер или запоминающий осциллограф.

5.2.9 Виброзащищенный измерительный стенд

Дисплей и СИУ должны быть расположены на алюминиевой панели виброзащищенного измерительного стенда. Перемещений измерительного стенда должно быть по крайней мере в 10 раз меньше, чем перемещений дрожания изображения.

5.2.10 Измерительные приборы для определения размеров

5.2.10.1 Окулярная сетка: обычное линованное увеличительное стекло (линейка которого имеет известную цену деления) для измерения очень малых размеров. Сетка обычно помещается в полевую диафрагму в пределах окуляра измерительного микроскопа.

5.2.10.2 Линейка: стальная линейка (разрешающая способность – в мм) либо эквивалентный аналоговый или цифровой микрометр для измерения малых размеров. Для измерения больших размеров, которые имеют проецируемое изображение, можно использовать стальную мерную ленту (разрешающая способность – в мм).

5.2.10.3 Градуированная шкала: линейная и угловая шкалы рекомендуются для достижения точной настройки.

5.2.11 Источник равномерного освещения

Источник света фотометрического шара может применяться для обеспечения:

a) источника калиброванного сигнала яркости, если он должным образом калиброван, и

b) источника сигнала яркости, который однороден по порту вывода.

Диаметр порта вывода, равный 1/3 диаметра сферы или менее, обеспечивает от ±1% до ±2% неоднородности сигнала яркости через порт вывода, если внутренняя область фотометрического шара будет покрыта рассеивающим белым материалом с отражательной способностью, равной 96% или более. Этот источник очень удобен для многих видов диагностики. Если он хорошо спроектирован, то очень стабилен. Его однородность трудно обеспечить с другими источниками.

5.2.12 Окружающие оболочки

В качестве окружающей оболочки лучше всего использовать фотометрический шар. Однако бывают случаи, когда используются окружающие оболочки, менее совершенные (см. рисунок 5). Успех их использования зависит от того, насколько равномерна во всех направлениях освещенность перед дисплеем. Равномерно освещенная белая полусфера предпочтительна в случае, если нет фотометрического шара. Если это невозможно, то может быть создан кожух. Он должен быть раскрашен белой матовой краской. Могут использоваться другие формы (полусфера или фотометрический шар, размер которого меньше высоты или ширины экрана). Самое главное, чтобы окружающая оболочка имела относительно однородное распределение сигнала яркости вблизи (±30°) от перпендикуляра к поверхности дисплея. Диаметр отверстия должен быть больше, чем диаметр линзы СИУ (входного зрачка СИУ) на 20%-30%. Необходимо избегать любого прямого света от источников или ярких отражений от любой поверхности (кроме непосредственно экрана) при нажатии линзы СИУ, чтобы минимизировать нежелательное появление вуалирующей блескости отраженного сигнала яркости. Так как размер отверстия больше размера линзы, то СИУ должно быть отодвинуто от отверстия назад, чтобы только часть экрана была видна СИУ. Это обеспечит отсутствие при измерении искажения вуалирующей блескости. Необходимо проверить отражение от внутреннего диаметра отверстия, которое может также способствовать искажению блика. На отверстии следует сделать фаску.

1 – эталон белого

Рисунок 5 – Сферическая и полусферическая окружающая оболочка

5.2.13 Увеличительный прибор

Ювелирная лупа: увеличивающий окуляр, используемый для осмотра пикселей. 10-кратное увеличение является стандартным и должно быть достаточным для большинства применений. Следует обратить внимание на возможные искажения изображения.

5.3 Испытательные изображения

Испытательные изображения, которые используются в методиках проведения измерений в разделе 6, описаны ниже. Параметры для каждого изображения определены или в методике проведения измерений, или в методике проверки на соответствие, приведенной в ИСО 9241-307. Эти параметры включают технические требования к цвету переднего плана (графического изображения или текста) и цвету фона. Цвет должен быть определен в элементах основных цветов дисплея; уровни серого и цветного устанавливают с помощью соответствующих выражений.

Пример 1 – Для цветного сигнала уровень красного R=100%, зеленого G=0%, голубого В=0%.

Пример 2 – Для 50%-ного сигнала серого R=50%, G=50%, В=50%.

Примечание – Любые изображения пикселя на рисунках испытательных изображений показаны только для пояснения.

5.3.1 Показатель ширины знака Н

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона и шрифт. Испытательное изображение состоит из прописной буквы “Н” без диакритических знаков (см. рисунок 6).

Рисунок 6 – Показатель ширины знака Н

5.3.2 Показатель ширины знака пакета символов

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, размер и местоположение пакета. Испытательное изображение состоит из простого пакета символов указанного размера.

5.3.3 Показатель высоты знака Е

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона и шрифт. Испытательное изображение состоит из прописной буквы “Е” без диакритических знаков (см. рисунок 7).

Рисунок 7 – Показатель высоты знака Е

5.3.4 Показатель высоты знака пакета символов

5.3.5 Пакет символов

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, размер и местоположение пакета. Испытательное изображение состоит из пакета символов на заданном фоне и в заданном месте. Этот шаблон может демонстрировать изменение сигнала яркости (зависящее от изображения) в некоторых технических решениях (см. рисунок 8).

Рисунок 8 – Блок

5.3.6 Формат знака

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение шрифта и сетки-матрицы. Испытательное изображение состоит из символьной матрицы (длина высота), основанной на требованиях, определенных в ИСО 9241-307.

5.3.7 Межзнаковый интервал

Рисунок 9 – Межзнаковый интервал

5.3.8 Интервал между словами

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение шрифта и испытательного изображения. Испытательное изображение состоит из прописной буквы “Н” без диакритических знаков, за исключением символьного шрифта, разработанного как представление печатных шрифтов, или использования пропорционального интервала. При моделировании шрифтов печати может использоваться интервал, используемый в дизайне шрифта. Число пикселей в ширине знака “N” рекомендуется в качестве интервала между словами для шрифтов с пропорционально разделенными словами (см. рисунок 10).

Рисунок 10 – Интервал между словами

5.3.9 Межстрочный интервал

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение шрифта и испытательного изображения. Изображение состоит из двух знаков “Е”, каждый из которых расположен на своей линии, один над другим (см. рисунок 11).

Рисунок 11 – Межстрочный интервал

5.3.10 Координатная сетка

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, ширина линии и позиции измерения (см. рисунок 12).

1 – точка, размером в пиксель; 2 – точка, размером в 25 пикселей

Рисунок 12 – Координатная сетка (шириной 2020 одиночных пикселей)

5.3.11 Полноэкранный знак Н

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение шрифта и испытательного изображения. Пример прописной буквы “Н” без диакритических знаков приведен на рисунке 13.

Рисунок 13 – Полноэкранный знак Н

5.3.12 Ортогональность

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение линий.

Пример – Белые линии на черном фоне; вертикальные и горизонтальные линии вдоль верхней, нижней и боковых частей адресуемого экрана, вертикаль и горизонталь в центре экрана (основная и второстепенная оси/малая и большая оси) (см. рисунок 14).

Рисунок 14 – Испытательное изображение ортогональности

5.3.13 Изображение “е”

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение шрифта и испытательного изображения. Изображение состоит из знаков “е”, заполняющих весь экран (см. рисунок 15).

Рисунок 15 – Изображение “е”

5.3.14 Изображение “m”

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, местоположение шрифта и испытательного изображения. Изображение состоит из знаков “m”, заполняющих весь экран (см. рисунок 16).

Рисунок 16 – Изображение “m”

5.3.15 Горизонтальные полосы

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, ширина полосы 1, ширина полосы 2, местоположение испытательного изображения (см. рисунок 17).

5.3.16 Вертикальные полосы

Рисунок 17 – Примеры испытательного изображения горизонтальных и вертикальных полос

5.3.17 Полный экран

Параметр для этого испытательного изображения – цвет. Изображение заполняет всю адресуемую область дисплея одним цветом.

5.3.18 Точка

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, размер и местоположение испытательного изображения. Изображение состоит из точки пикселя, расположенной в указанном месте, где будет проводиться измерение.

5.3.19 Конвергенция испытательного изображения

Параметр для данного испытательного изображения – размещение линий. Испытательное изображение (белая сетка из пересекающихся линий) должно отображаться на пяти участках экрана, описанных в 5.4.3. Испытательное изображение должно представлять собой линию шириной в три пикселя, яркость крайних пикселей должна составлять 0,5 яркости центрального пикселя. Если такое изображение не может быть отображено, то используется линия в один пиксель или приближенный знак с использованием знака плюс (“+”).

Примечание – Использование конвергенции минимизирует ошибку, которая может возникнуть вследствие комбинационных искажений неоднородности яркости. Она также минимизирует различия, возникающие в результате разных алгоритмов, используемых для нахождения центров трех пучков лучей.

5.3.20 Точечный растр

Параметры для данного испытательного изображения – цвет переднего плана, цвет фона, размер точки и их расположение. Это битовое изображение состоит из серии точек. Допускается между каждой точкой использовать один пустой столбец и одну строку.

5.3.21 Одноточечный растр

Параметры для данного испытательного изображения – цвет переднего плана, цвет фона, размер и местоположение испытательного изображения. Изображение состоит из единичной точки, помещаемой в указанные места измерения.

5.3.22 Испытательное изображение, демонстрирующее время отклика

Форма, расположение, цвет, интенсивность, размер и частота мерцания соответствующего испытательного изображения зависят от технического уровня дисплея.

a) Испытательное изображение должно попеременно переключаться между яркостью белого L и черного L и черного L, если не указано иное. При некоторых технологиях время отклика для переходов белый-черный (включить-выключить) незначительно, а для переходов (переключений) шкалы яркости (серой шкалы) время отклика намного больше. Если переключения белый-черный не используются, то это должно быть четко указано для всех заинтересованных сторон.

b) Частота мерцания испытательного изображения должна быть достаточно низкой, чтобы подъем и спад графика зарегистрированной позитивной и негативной оптико-электронной переходной характеристики были пологими, чтобы L (находящаяся в установившемся режиме) и L (находящаяся в установившемся режиме) и L (не находящаяся в установившемся режиме) были достоверно определены. Если данное требование не может быть удовлетворено, то L и L и L могут быть измерены отдельно при условии, что они дрейфуют незначительно при измерениях переходной характеристики.

c) В случае если яркость асимптотически приближается к установившемуся значению и поэтому не может использоваться для корректного измерения времени отклика, допустимо использовать линию уровня, которая отстоит на 5% от линии уровня устойчивого состояния, такой как линия уровня 0% и 100%.

Если время отклика на 10%-90% больше, чем утроенное время отклика на 20%-80%, то может использоваться эталонная линия уровня со смещением на 5%. В ином случае время отклика 20%-80% может применяться как замена времени отклика 10%-90%. Это должно быть указано в каком-либо отчетном документе.

d) Испытательное изображение может быть меньше, чем площадь чувствительной поверхности/площадь изображения приемника излучения, если отфильтрованное дополнение яркости фона экрана (площадь чувствительной поверхности приемника излучения не охватывается испытательным изображением) является постоянным. В ином случае переменный фон может быть убран методом обработки изображения.

e) В общем случае испытательное изображение должно быть как можно меньше, так как (в идеале) измеряется отклик единичного пикселя. На практике СИУ часто обеспечивает высокое отношение “сигнал-шум” и повторяемость результатов измерений, если используются большие мишени. Большие мишени могут быть использованы в следующих случаях:

1) когда многопиксельное испытательное изображение формируется и отображается на растровом дисплее, при производимом обновлении испытательного изображения иногда происходит разделение регенерации изображения на 2 или более циклов. Когда эта проблема не может быть устранена, ее следует уменьшить насколько возможно (обычно за счет использования мишеней с небольшим количеством рядов). Аномально большие значения измерений времени формирования изображения T, обусловленные разделением испытательного изображения, не должны учитываться;

2) даже внутри одного цикла регенерации изображения требуется некоторое время для электрической адресации/управления пикселями в испытательном изображении из включенного состояния в выключенное. Время обновления испытательного изображения, Т – это время между первым и последним обновлением пикселей выбранного испытательного изображения. Размер, форма и расположение тестового изображения должны быть выбраны так, чтобы Т – это время между первым и последним обновлением пикселей выбранного испытательного изображения. Размер, форма и расположение тестового изображения должны быть выбраны так, чтобы Т<0,1 T, где T, где T – время формирования изображения.

Для большинства технологий изготовления дисплеев наибольшее возможное значение для Т – это время обновления T – это время обновления T. В этом случае, если T<0,1 T<0,1 T, выполняется требование для T. Тестовое изображение не должно перекрывать линию стыка на дисплеях с двойным сканированием или мозаичных дисплеях, так как при этом Т. Тестовое изображение не должно перекрывать линию стыка на дисплеях с двойным сканированием или мозаичных дисплеях, так как при этом Т будет равно T. Поскольку Т. Поскольку Т сложно вычислить или измерить, то может быть использована следующая диагностика вместо фактического измерения/вычисления T.

T следует измерять дважды: первый раз, используя определенное испытательное изображение, а второй раз – испытательное изображение очень малого размера (одиночный пиксель, если возможно). Если два измерения расходятся не более чем на 5%, то требования для Т следует измерять дважды: первый раз, используя определенное испытательное изображение, а второй раз – испытательное изображение очень малого размера (одиночный пиксель, если возможно). Если два измерения расходятся не более чем на 5%, то требования для Т выполнены.

5.3.23 Испытательное изображение в виде прямоугольника

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, размер прямоугольника (см. рисунок 18).

Рисунок 18 – Примеры испытательных изображений в виде клеток/прямоугольников

5.3.24 Настроечная таблица в виде шахматного поля

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет 1, цвет 2, количество вертикальных и горизонтальных прямоугольников. Это настроечная таблица из прямоугольников одинакового размера, чередующихся по цвету 1 и цвету 2. Следует обратить внимание, что для испытательного изображения 44, приведенного на рисунке 19, левый верхний прямоугольник – белый.

Рисунок 19 – Пример настроечной таблицы в виде шахматного поля

5.3.25 Латинские символы

5.3.26 Арабские символы

5.3.27 Китайские символы

Рисунок 20 – Латинские символы

Рисунок 21 – Арабские символы

Рисунок 22 – Китайские символы

5.3.28 Японские символы

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, размер и местоположение изображения. Символы должны отвечать требованиям представленного набора символов, отображающего соответствующим образом горизонтальные и/или вертикальные штрихи и кривые линии. Поскольку изображения японских символов зависят от количества элементов в матрице знаков, следует использовать три образца: 1111, 1611, 1616, 7272, как показано на рисунке 23, на котором также представлены знаки хирагана и катакана.

Рисунок 23 – Японские символы (1111, 1611, 1616, 7272 точек) и образцы письма хирагана и катакана

5.3.29 Корейские символы

Рисунок 24 – Корейские символы

5.3.30 Кириллические символы

Рисунок 25 – Кириллические символы

5.3.31 Греческие символы

Рисунок 26 – Греческие символы

5.3.32 Тайские символы

Рисунок 27 – Тайские символы

5.3.33 Испытательное изображение – шахматная доска 55 с пересечениями

Параметры для данного испытательного изображения фиксированы. Данное изображение применяется для гониометрических измерений нестереоскопических дисплеев, которые воспроизводят виртуальное изображение. Для тестирования используют поле 55 чередующихся черных и белых клеток (шахматную доску) с белыми углами. Четыре прямые тонкие линии проходят через центр изображения, соединяя середину каждой стороны с противоположной и каждый угол с противолежащим (см. рисунок 28).

Центр и концы пересекающихся линий отмечают место девяти стандартных позиций измерения (см. 5.4.5). Настроечную таблицу 55 целесообразно использовать при перемещении по экрану, наведении/фокусировке измерительного прибора и определении качества изображения.

Рисунок 28 – Испытательное изображение – шахматная доска 55 с пересекающимися линиями

5.3.34 Настройки затенения

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана, цвет фона, размер и уровни серого цвета. Изображение – это группа расположенных по диагонали прямоугольников восьми оттенков серого (см. рисунок 29).

Рисунок 29 – Испытательное изображение настройки затенения

5.3.35 Измерение затенения

Испытательное изображение состоит из группы диагонально расположенных прямоугольников восьми оттенков серого. При данном измерении используются десять изображений: пять одиночных прямоугольников и пять полноэкранных чередующихся изображений уровней серого (см. рисунок 30).

Рисунок 30 – Шаблон прямоугольников с затенением

Как показано на рисунке 30, последовательность пяти изображений прямоугольников – это прямоугольник, последовательно занимающий позиции: сверху (А), слева (В), справа (D), снизу (Е) и в центре (С) экрана с одним прямоугольником для каждого изображения. Слева-направо, сверху-вниз – это порядок чтения во многих языках. Краевые прямоугольники центрированы относительно ближайшей стороны. Стороны прямоугольников составляют примерно от 1/5 до 1/6 ширины и высоты экрана. Прямоугольники отстоят от края экрана примерно на половину своей ширины или высоты.

Размещение прямоугольников должно составлять примерно ±5% линейного размера экрана. Командный уровень прямоугольников представлен G, фоновый командный уровень – G, фоновый командный уровень – G. Каждое испытательное изображение с одним прямоугольником отделено от следующего изображения в последовательности гашением всего экрана уровнем серого G.

5.3.36 Регулировочная таблица для проекционного прибора

Параметры для данного испытательного изображения – это цвет переднего плана и цвет фона. Данное изображение используется для настройки проекционных приборов. Орган управления яркостью устанавливают в положение, при котором в верхней строке испытательной таблицы должно быть видимо и отличимо от соседних максимальное число яркостных полос, соответствующих уровням яркости 0%, 5%, 10% и 15% (см. рисунок 31).

Рисунок 31 – Регулировочная таблица для проекционного прибора

5.3.37 Настроечная цветовая таблица проекционного прибора

Испытательная таблица в виде цветных полос состоит из 16 цветов по умолчанию (см. рисунок 32).

Рисунок 32 – Испытательная таблица в виде цветных полос для проекционного прибора

5.4 Схема измерения – позиции измерения и положение измерительного прибора

5.4.1 Перпендикуляр к поверхности экрана дисплея

СИУ следует установить перпендикулярно к поверхности экрана дисплея.

5.4.2 Источник света

Для измерения источника света СИУ следует располагать перпендикулярно к нему. Необходимо сфокусироваться на выходном порте/окне дисплея, заполняя измеряемую область СИУ насколько возможно.

5.4.3 Пять стандартных точек измерения

Пять стандартных точек измерения определяются для проведения измерений различного типа (см. рисунок 33):

a) в центре (например, на пересечении двух диагоналей адресуемой области);

b) на диагоналях (на расстоянии 10% длины диагонали от углов адресуемой области экрана).

Рисунок 33 – Пять стандартных точек измерения

5.4.4 Одиннадцать стандартных точек измерения

Одиннадцать стандартных точек измерения определяются для проведения измерений различного типа (см. рисунок 34):

a) 9 точек располагаются равномерно вдоль диагонали из левого верхнего угла дисплея в правый нижний угол дисплея (адресуемой области дисплея);

b) 2 точки располагаются в противоположных углах адресуемой области дисплея.

Рисунок 34 – Одиннадцать стандартных точек измерения

5.4.5 Девять стандартных точек измерения

Определяются девять стандартных точек (см. рисунок 34). Они располагаются равномерно вдоль диагонали из левого верхнего угла дисплея в правый нижний угол дисплея (адресуемой области дисплея). Положение аналогично расположению в 5.4.4, за исключением позиций 19 и 91.

5.4.6 Проекционный прибор: 16 точек измерения

Точки измерения – в центре каждого из 16 прямоугольников настроечной таблицы в виде шахматного поля размером 44 (см. 5.3.24).

5.4.7 Проекционная установка: 13 точек измерения

Экран разделен на девять прямоугольников одинакового размера. Девять точек измерения приходятся на центры каждого из соответствующих прямоугольников. Последние четыре точки располагаются по углам экрана на расстоянии 5% длины диагонали от углов. На рисунке 35 круги используются только для определения места измеряемых участков, и при проведении измерений их следует удалить.

Рисунок 35 – 13 стандартных точек измерения

5.4.8 Центр экрана

Точка измерения находится в центре экрана дисплея.

5.4.9 Визуальное определение

Определение места, где будут проводиться измерения, основано на визуальном осмотре.

5.4.10 Девять стандартных точек измерения для дисплеев виртуального изображения

Это метод применяется для:

– гониометрических измерений геометрических искажений виртуальных изображений и ХВП (характеристического векторного пространства) в дисплеях-очках;

– измерений типа NED (дихоптический просмотр недоминирующим (ведомым глазом) для монокулярных и бинокулярных, но не стереоскопических устройств или монокулярных устройств на два глаза.

Девять стандартных точек измерения виртуального изображения располагаются в центре изображения, по углам, в центре каждой стороны (см. рисунок 36).

См. также 5.3.33 и 6.11.1.

Рисунок 36 – Девять стандартных точек измерения для дисплеев виртуального изображения

5.4.11 Альтернативное расположение девяти точек измерения

Альтернативное расположение девяти стандартных точек измерения установлено VESA (Американской ассоциацией по стандартизации в области видеоэлектроники) (см. рисунок 37 и [10]).

Рисунок 37 – Альтернативное расположение девяти точек измерения (VESA)

5.5 Светоизмерительное устройство (СИУ)

Достоверность того, что измерения на самом деле отражают значение измеряемой величины, определяется многими факторами. Полное описание всех факторов, которые могут повлиять на неопределенность измерения, можно найти в “Руководстве по выражению неопределенности измерений” (GUM) [6]. Обсуждение преобразования ошибок и оценки неопределенности приведено в VESA-2005-5 [10] раздел А108, для терминологии – в разделе А221. Любые числовые значения неопределенности выражаются с использованием расширенной неопределенности с коэффициентом охвата k=2 (двойное среднеквадратическое отклонение или оценка, равная удвоенному среднеквадратическому отклонению).

Относительная расширенная неопределенность измерения яркости с коэффициентом охвата k=2 должна составлять u=±5% от яркости или меньше. Сходимость результатов измерения яркости должна быть меньше максимума =±5% от яркости или меньше. Сходимость результатов измерения яркости должна быть меньше максимума =±5% яркости или неопределенности, обусловленной дискретизацией (в зависимости от того, какое значение больше) за пятиминутный интервал.

Для цвета расширенная неопределенность измерения координат цветности с коэффициентом охвата k=2 вольфрамового осветительного прибора МКО типа А свыше 10 кд/м должна составлять по крайней мере ±0,002.

Для устройств, в которых используются матричные фотодетекторы для обеспечения измерений яркости с пространственным разрешением, в дополнение к вышеописанным требованиям также необходимо, чтобы такая система обеспечивала за счет аппаратных средств или программного обеспечения неоднородность не более ±2% (1 – мин/макс) для всех элементов обнаружения, используемых для измерения яркости. Если такие СИУ используются для различения мелких деталей на пиксельном уровне, то матричный пиксель должен измерять не более 1/10 размера наименьшего по горизонтали и вертикали расстояния между субпикселями изображения на дисплее. Например, размер соответствующего элемента должен формироваться по крайней мере десятью детекторными пикселями в горизонтальном или вертикальном направлении. Матрица должна быть профильтрована, чтобы она стала фотопической (вне зависимости от того, когда проводились измерения). Для определения относительной спектральной характеристики чувствительности по кривой видности для дневного зрения человека V() должен использоваться такой критерий МКО, чтобы ) должен использоваться такой критерий МКО, чтобы 5% (см. [9]).

Внешнее освещение должно регулироваться во избежание погрешностей, обусловленных отражениями от экрана дисплея при прямом (от контрольно-измерительной аппаратуры, из-за освещения помещения, наличия окон и других источников) и косвенном (от стен, столов, одежды персонала лаборатории и других поверхностей) падении света. Дополнительная погрешность может быть вызвана бликами в объективе или вуалирующей блескостью остального экрана. Для экранов с характерной сильной зависимостью от угла наблюдения влияние бликов/блескости может быть особенно значительным. Измерения систем дисплеев с фронтальной проекцией также могут иметь искажения вследствие рассеянного света от внешнего освещения и обратных отражений от поверхностей помещения. Для уменьшения воздействия должны применяться технологии устранения рассеянного света; для рассмотрения возможных решений см. [13], [14], [15] и [16] и VESA-2005-5 [10] раздел А101.

Перечень устройств, приведенных в 5.5.1-5.5.6, не является исчерпывающим, существуют другие устройства, которые можно применять для конкретного измерения. Тем не менее любое СИУ должно соответствовать минимуму вышеприведенных требований.

5.5.1 Точечный экспонометр

Точечный экспонометр создает изображение объекта на фотодетекторе с помощью линз, а затем эталонную модель этого изображения для проведения измерений. Многие из таких СИУ имеют такое смотровое отверстие/окно или видоискатель (оптический или видео), при которых линзы фокусируют изображение объекта для измерения на апертуре детектора. Всегда важно правильно сфокусировать устройство, чтобы изображение легло главным образом на плоскость измерительной апертуры.

Примечание – Любой прибор с линзами чувствителен к рассеянному свету, и поэтому выбираемые методы должны минимизировать любые искажения.

5.5.2 Измерительный прибор микропрофиля яркости

Эффективная ширина поля измерения фотометра должна быть не больше 1/8 ширины пикселя для пикселей непрерывного или дискретного распределения яркости.

Для пикселей непрерывного распределения яркости можно использовать поля измерения с щелевой или точечной апертурой. Если используется точечная апертура, то траектория измерения должна проходить через центр(ы) измеряемого пикселя(ей).

Для дисплеев, к которым применимы условия 6.10.9 (М 21.10), должна использоваться точечная апертура.

Для пикселей дискретного распределения яркости (особенно для многоцветной ЭЛТ с теневой маской) должен использоваться фотометр с щелевой диафрагмой или эквивалентный прибор. Длина щели должна составлять по крайней мере четыре ширины одиночного пикселя. Щель должна быть ориентирована параллельно длинной оси измеряемого объекта.

Для измерения может использоваться специальное устройство измерения с дисплеем. Измерения, выполненные с помощью такого устройства, должны быть эквивалентны измерениям для фотометров.

5.5.3 Коноскопическое светоизмерительное устройство

Коноскопическим СИУ измеряют направленное распределение света без гониометрического направленного сканирования путем проецирования направленного изображения на двумерную детекторную матрицу (например, электронной фотокамеры). Эти приборы могут использоваться для измерения сигнала яркости и цветовых стимулов, которые могут в дальнейшем использоваться для определения яркостного контраста, пропускающей и отражательной способности, цветности, цветового различия и других величин.

5.5.4 Коллимирующая оптическая система

СИУ, в которых применяется коллимирующая оптика, не формируют изображение источника. Вместо этого в таких приборах детектор устанавливают в положение фокусного расстояния линз (но не на фокусе изображения). Размер детектора и фокусное расстояние линз определяют углы лучей света, которые учитываются при измерении. Поэтому СИУ может располагаться близко к поверхности дисплея и при этом не принимать свет с большого угла обзора.

Так как коллимирующие оптические системы не требуют фокусировки, то такие устройства можно использовать либо вблизи дисплея (как в гониометре), либо на некотором расстоянии от дисплея (для облегчения измерения коэффициента отражения), пока результирующая область измерения соответствует данному измерению.

5.5.5 Матричные устройства

Помимо необходимости выполнения общих требований, уже сформулированных выше для всех СИУ, требуется решать проблемы использования матричных детекторов, таких как приборы с зарядовой связью (ПЗС), Существует несколько источников возникновения погрешностей, связанных с системами формирования изображения матричных детекторов. Следует иметь в виду, что система формирования изображения включает в себя линзы. Откалиброванный ПЗС может иметь одинаковую реакцию для каждого матричного пикселя, но когда он встроен в систему линз, система формирования изображения в целом не может сохранять однородность из-за параметров линз, отражений и т.д. Поэтому при использовании матричного фотодетектора следует учитывать несколько факторов: 1) неравномерный отклик по всей матрице, 2) неоднородное изображение от системы линз, 3) блескость, вуалирующая блескость и блики в объективе, 4) вычитание фона, 5) процедура компенсации неоднородностей изображения, 6) фотопическая чувствительность, 7) совмещение между пикселем детектора и пикселем дисплея, 8) калибровка яркости (см. VESA-2005-5 [10], раздел А111).

5.5.6 Гониометр для дисплеев виртуального изображения

Данное СИУ используется для измерения монокулярных (одним глазом) и бинокулярных (двумя глазами с раздельной оптической системой, при одинаковом изображении) дисплеев-очков, которые воспроизводят виртуальное изображение. Оно устанавливается на пятикоординатной системе позиционирования, которая имитирует движения глаза: декартовы координаты (позиция глаза) и угловое положение (шаг и вращение, угол наблюдения). Связанные с данными СИУ требования относятся к функционированию человеческого глаза и указаны в ИСО 9241-302.

5.6 Область измерений

5.6.1 Большое количество пикселей

Необходимо измерить не менее 500 пикселей. Если задействовано меньшее количество пикселей, то необходимо убедиться, что любая пространственная неоднородность незначительна. При использовании СИУ яркостную вариацию измеряют в области, состоящей из 500 пикселей, или в прямоугольной области, которая составляет 10% высоты и 10% ширины дисплея в желаемой области измерения. Если вариация составляет не более 1%, то любая пространственная неоднородность незначительна и можно использовать меньшую область измерения.

5.6.2 В пределах одного пикселя

Для матричного детектора должно быть не менее 10 пикселей детектора на пиксель дисплея.

Для точечного экспонометра диаметр измеряемого пятна должен быть меньше 1/3 размера пикселя.

5.6.3 Выходной порт/выходное окно источника света

Следует сфокусироваться на выходном порте/окне источника света и проводить измерение перпендикулярно выходному порту/окну. Однородность источника может быть определена с помощью процедуры, описанной в 6.6.3 (Р 17.3), измерения по пяти точкам. Неоднородность должна быть не более 1%. Временная устойчивость источника света должна быть определена с использованием процедуры, описанной в 6.4.8 (Р 15.7), при этом необходимо дать источнику прогреться в течение 1 ч перед снятием показаний. Временная устойчивость должна быть выше 0,1%.

5.6.4 Часть большой освещаемой поверхности

Для измерения освещенности дисплея, изображение с которого проецируется на внешний экран, не всегда целесообразно использовать количество пикселей, указанное в 5.6.1. В таком случае следует проводить измерение практически возможного количества пикселей, но при этом головка измерительного прибора должна заполняться матрицей 33 визуально однородных пикселей.

5.6.5 Яркостной профиль

Для СИУ с разверткой ширина усредненного окна должна быть максимально близка к шагу пикселя.

5.7 Угловая апертура

Угловая апертура (см. рисунок 38) измерительного прибора должна быть не более 5°. Для определенных измерений может потребоваться использование апертуры не более 2°, кроме тех случаев, когда невозможно обосновать, что такие измерения будут эквивалентными. Если головка детектора будет использоваться для измерения освещенности, то необходимы вспомогательные приборы косинусной коррекции.

1 – поле зрения; 2 – угловое поле зрения; 3 – область измерений; 4 – угол области измерений; 5 – угловая апертура; 6 – область приема; 7 – измеритель яркости со смотровым отверстием; 8 – фокусировка на измеряемом объекте

Рисунок 38 – Параметры измерения

5.8 Временные характеристики измерительного прибора

5.8.1 Быстродействие прибора

СИУ должно иметь время отклика лучше, чем 1/10 самой быстрой части измеряемого параметра, т.е. полосы пропускания сигнала, которая по крайней мере в 10 раз больше самой высокой частотной составляющей. Время установления прибора должно составлять 1/10 времени установления измеряемого сигнала, для того чтобы получить сигнал с минимальной погрешностью времени установления. СИУ должно вырабатывать линейный отклик на частые изменения яркости. Время отклика и время измерения должно быть достаточно непродолжительным во избежание искажений на дисплее.

5.8.2 Измеритель с усреднением по времени

Измеряемый временной интервал должен быть достаточно продолжительным, чтобы среднеквадратичное отклонение десяти или более измерений яркости было не более 1%. Прибор может быть синхронизированным по времени, чтобы начинать измерение с частотой регенерации дисплея. Интервал измерений должен быть кратным (n1) частоте регенерации.

Необходимо учитывать, что некоторые измерительные приборы могут давать ошибочные результаты, если мгновенное значение мощности измеряемой области велико. Такая проблема может возникать в индикаторах с бегущим пятном, например таких как лазерные дисплеи или некоторые ЭЛТ. Это происходит в результате размагничивания детектора типа ФЭУ (фотоэлектронные умножители) или отсечки сигнала усилителем измерительного прибора.

5.9 Освещенность при испытании

5.9.1 Параметры и допуски

Параметры, рассмотренные в данном разделе, приведены в таблице 1 в качестве справочной информации. Жесткость допусков будет зависеть от характеристик дисплея. Допуски должны быть такими, чтобы воспроизводимость конкретного измерения составляла ±5%.

Таблица 1 – Параметры детектора и источника


Обозначение	Описание
Параметры детектора/СИУ
	Угол наклона детектора к оси z
z	Расстояние от центра (чаще z, когда детектор располагается на оптической оси) до центра фронтальной поверхности дисплея/детектора (или линз)
а	Диаметр выходного порта/окна источника (наружный диаметр кольцевого светильника)
Параметры источника
d	Расстояние от центра системы координат до центра выходного порта/окна источника
	Угол поворота источника вокруг оси z
	Стягиваемый угол входного зрачка детектора или угловая апертура
	Угол между нормалью и касательной к наружному диаметру кольцевого светильника

5.9.2 Темная комната

При проведении испытаний необходимо убедиться, что выключено не только комнатное освещение, но и свет от оборудования в комнате. Отражения от окружающих предметов на экране должны контролироваться. Следует убедиться, что они находятся на незначительном уровне. Освещенность экрана Е должна быть не более 1 лк (Е1лк). Это эквивалентно состоянию, при котором яркость белой рассеивающей/диффузной поверхности на экране должна быть не более 0,32 кд/м1лк). Это эквивалентно состоянию, при котором яркость белой рассеивающей/диффузной поверхности на экране должна быть не более 0,32 кд/м. Но существуют случаи, когда этого технического требования недостаточно. Как правило, цель – избежать искажений измеряемого черного цвета из-за окружающего освещения или отражений. Необходимо избегать измерения, когда на яркость экрана влияют отражения от одежды и света оборудования. Окружающее освещение – прямое (подсветка измерительных приборов, комнатное освещение, окна и другие источники) и косвенное (стены, столы, оборудование, одежда персонала лаборатории и другие поверхности) – должно контролироваться во избежание погрешностей, возникающих из-за отражений на экране дисплея. Дополнительную погрешность могут внести блики в объективе или вуалирующая блескость остальной части экрана. Для экранов, характеризующихся сильной зависимостью от угла обзора, искажения от блескости могут оказаться значительными.

Для измерений яркости менее 3 кд/м рекомендуется, чтобы образец диффузного белого, помещенный в положение экрана, имел отраженную яркость меньше 1/10 наименьшей яркости, которую можно измерить. Это эквивалентно требованию к освещенности, когда Е<0,1 рекомендуется, чтобы образец диффузного белого, помещенный в положение экрана, имел отраженную яркость меньше 1/10 наименьшей яркости, которую можно измерить. Это эквивалентно требованию к освещенности, когда Е<0,1L для значений яркости L<3 кд/м.

Наилучшие условия – это полностью затемненная комната, в которой находятся только темные объекты. Отражения от светоизлучающих приборов или от ярких или отражающих поверхностей не должны попадать на ИО, искажая измерение. Такими поверхностями могут быть: белая одежда, предметы светлых цветов в комнате, свет от измерительных приборов, компьютерные дисплеи, яркие пятна или свет, просочившийся из отдаленных помещений и т.д.

5.9.3 Направленный свет/направленное освещение

Источник света малого диаметра (по сравнению с расстоянием до области измерений) располагается так, чтобы образовался угол относительно нормали к поверхности испытуемого оборудования. Такой источник света освещает ИО для формирования направленного освещения на область измерений. СИУ размещают в плоскости падения света, расположенной под углом относительно нормали к поверхности испытуемого оборудования. Такой источник света освещает ИО для формирования направленного освещения на область измерений. СИУ размещают в плоскости падения света, расположенной под углом относительно нормали к плоскости ИО. Область измерений ИО определяется элементом площади, который отображается на детекторе СИУ. Интенсивность по всему поперечному сечению потока света должна быть постоянной в пределах 5%. Угол между осью и любым лучом освещающего потока не должен превышать ±5° (см. рисунок 39).

1 – источник света; 2 – СИУ; 3 – испытуемое оборудование; 4 – кольцевой источник света; – угол, отсчитываемый от нормали; – угол, отсчитываемый от нормали; – азимутальный угол по отношению к

Примечание – Обозначения остальных символов приведено в таблице 1.

Рисунок 39 – Направленное освещение [18]

5.9.4 Источник с малой апертурой

Для испытаний необходим одиночный источник света малого диаметра (лампа). На рисунке 40 приведена конфигурация дисплея, повернутого на 15° так, чтобы угол между нормалью к экрану и центром источника или СИУ составлял 15°. Задействован только один источник. Источник с широкой апертурой может быть закрыт непрозрачным черным диском с небольшим отверстием в центре для функционирования в качестве источника света малого диаметра. Оптоволоконный источник света такого же диаметра или другой источник света также может использоваться, но при условии, что он в достаточной мере однородный и стабильный. Задача состоит в том, чтобы стягивающий угол малого источника составлял 1°, если смотреть от центра экрана.

L – яркость экрана; L – яркость источника света; L – яркость источника света; L – яркость эталона; – угол СИУ относительно нормали

Примечание – Обозначения остальных символов приведены в таблице 1.

Рисунок 40 – Конфигурация источника с малой апертурой

5.9.5 Протяженный источник света, 5°

Для испытаний необходим единичный источник света (лампа). На рисунке 41 приведена общая конфигурация протяженного источника. Для конкретного случая дисплей поворачивают на 15° так, чтобы угол между нормалью к экрану и центром источника или СИУ составлял 15°. Задача состоит в том, чтобы стягивающий угол источника составлял 5°, если смотреть от центра экрана.

Примечание – Обозначения остальных символов приведены в таблице 1.

Рисунок 41 – Протяженный источник (общая конфигурация)

5.9.6 Протяженный источник света, от 15° до 30°

Необходим одиночный источник света (лампа). На рисунке 42 приведена общая конфигурация протяженного источника. Для конкретного случая дисплей поворачивают на 15° так, чтобы угол между нормалью к экрану и центром источника или СИУ составлял 15°. Задействован только один источник. Задача состоит в том, чтобы стягивающий угол источника составлял 15°, если смотреть от центра экрана.

5.9.7 Два протяженных источника света, от 15° до 30°

На рисунке 42 приведена общая конфигурация с дисплеем, повернутым на 15° так, чтобы угол между нормалью к экрану и центром источника или СИУ составлял =15°. Задействованы два источника. Задача состоит в том, чтобы стягивающий угол источника составлял =15°. Задействованы два источника. Задача состоит в том, чтобы стягивающий угол источника составлял =15°, если смотреть от центра экрана.

L – яркость источника света; L – яркость источника света; L – яркость эталона; – угол СИУ относительно нормали

Примечание – Обозначения остальных символов приведены в таблице 1.

Рисунок 42 – Два протяженных источника (общая конфигурация)

5.9.8 Кольцевой светильник

Обычно расходящийся пучок белого света направлен на ИО под всеми азимутальными углами в диапазоне от 0° до 360°. Такая схема освещения называется кольцевое освещение. Интенсивность освещения как функция от азимутального угла должна быть постоянной в пределах XY%. Следует указать угол наклона падающего света.

Измеряемый участок на ИО, как его “видит” СИУ, должен быть ограничен и находиться в центре освещенного участка ИО. СИУ не должно воспринимать свет с отклонением от оптической оси более чем на ±2,5°.

В такой схеме источник фиксирован, а СИУ может перемещаться в пределах отверстия осветительного кольцевого источника (см. рисунок 43).

– угол от нормали до центра контура кольца

Рисунок 43 – Конфигурация кольцевого светильника

5.9.9 Конический источник

Источник света, центрированный относительно нормали к поверхности ИО, освещает ИО в диапазоне углов падения (0°< (0°<<) для всех азимутальных углов ) для всех азимутальных углов = от 0° до 360°. СИУ размещают для образования угла относительно нормали к поверхности ИО. Область измерений на ИО определяется элементом площади, который отображается на детекторе СИУ.

Освещение производится из телесного угла . Вершина данного телесного угла находится в центре измеряемого участка на ИО. Необходимо указать изменение интенсивности падающего света по направлению внутрь телесного угла. Конус освещения описывается направлением оси конуса и максимальным наклоном по отношению к оси (т.е. конусным углом). На рисунке 44 показан вид сбоку измерительной установки (слева) и ее изображение в полярной системе координат (справа) для угла наклона СИУ . Вершина данного телесного угла находится в центре измеряемого участка на ИО. Необходимо указать изменение интенсивности падающего света по направлению внутрь телесного угла. Конус освещения описывается направлением оси конуса и максимальным наклоном по отношению к оси (т.е. конусным углом). На рисунке 44 показан вид сбоку измерительной установки (слева) и ее изображение в полярной системе координат (справа) для угла наклона СИУ =50° и стягивающего угла источника 2·=120°.

1 – СИУ;

2 – ИО; 3 – кольцевой источник света; – угол относительно нормали; – угол относительно нормали; – азимутальный угол по отношению к

Примечание – Обозначения остальных символов приведены в таблице 1.

Рисунок 44 – Конфигурация конического источника [18]

Коническое освещение может быть реализовано в трех различных конфигурациях:

– выходное отверстие фотометрического шара на некотором расстоянии от измеряемой области генерирует коническое освещение с постоянной интенсивностью по всем направлениям падения света (см. рисунок 45);

– сферический купол (отражающая или пропускающая часть сферы) генерирует коническое освещение (в соответствии с углом наклона, например, 80°), обычно с изменением интенсивности в зависимости от направления падения света (см. рисунок 45);

– Ламбертовский источник яркости, параллельный поверхности ИО, создает освещение измеряемого участка, который отклоняется под углом (где (где – угол наклона направления падения света).

1 – сферический купол; 2 – ИО; 3 – фотометрический шар с большой апертурой

Рисунок 45 – Реализация конического освещения [18]

5.9.10 Полусферический источник освещения, включая зеркальный

Источник света, центрированный относительно нормали к поверхности ИО, освещает ИО в диапазоне углов падения (0°<<60°) для всех азимутальных углов, <60°) для всех азимутальных углов, = от 0° до 360°. СИУ размещают для образования угла << относительно нормали к поверхности ИО. Область измерений на ИО определяется элементом площади, который отображается на детекторе СИУ.

Освещение производится из телесного угла . Вершина данного телесного угла находится в центре измеряемого участка на ИО. В случае полусферы телесный угол . Вершина данного телесного угла находится в центре измеряемого участка на ИО. В случае полусферы телесный угол простирается до угла падения 90°. В целях настоящего стандарта термин “полусферическое освещение” применяют в тех случаях, когда освещение обеспечивается таким образом, чтобы интенсивность освещенности не опускалась ниже 50% максимального значения при угле наклона 85°. Следует указать изменение интенсивности падающего света с направлением внутрь телесного угла.

Хорошее приближение к идеальному полусферическому освещению (т.е. постоянная интенсивность по всем направлениям до 90°) могут обеспечить только фотометрические шары с маленьким диаметром выходного отверстия по сравнению с диаметром сферы. Выходное отверстие должно находиться в непосредственной близости с поверхностью ИО, чтобы обеспечить оптимальное полусферическое освещение (в пределах углов падения 90°).

Полусферическое освещение может быть также реализовано с помощью:

a) диффузных полусфер с диффузным отражающим покрытием или

b) пропускающими диффузными сферами и куполами (см. рисунок 46).

1 – фотометрический шар; 2 – ИО; 3 – диффузная полусфера

Рисунок 46 – Реализация полусферического источника освещения [18]

5.9.11 Полусферический источник света, за исключением зеркального вследствие аппаратурного решения

При измерениях в осветительной системе используется экранирующая щель (глянцевая ловушка), как изображено на рисунке 47. Щель вращается вместе с детектором и всегда остается параллельной плоскости падения.

1 – фотометр; 2 – ИО; – угол наклона детектора к оси

Примечание – Числа 12, 3, 6 и 9 относятся к основным направлениям на циферблате часов (12 и т.д.)

Рисунок 47 – Конфигурация полусферического источника света

Исключением зеркального угла достигается коэффициент контрастности, близкий к реальным условиям использования. Полученные характеристики СИУ также хорошо совпадают с теоретическим “поведением” элементов СИУ. Таким способом легко могут быть измерены и проанализированы оптимальный угол обзора и диапазон приемлемого угла обзора. Рекомендуемая ширина щели еще не установлена.

5.9.12 Смотровое отверстие/окно

Смотровое отверстие – это не очень устойчивая конфигурация, за исключением простейших отражающих свойств (ламбертовые и зеркальные, но не матовые). Существует высокая чувствительность к размерам, когда матовость нетривиальная, так как изображение смотрового отверстия/окна находится вблизи максимума матовости (см. рисунок 48).

– угол между нормалью к центру экрана и направлением на край кольца

Рисунок 48 – Конфигурация смотрового отверстия/окна

5.9.13 Зеркальный источник (внутри)

Источник располагается вплотную к экрану дисплея. В стандартном положении он размещается так, чтобы горизонтальная ось поверхности дисплея и нормаль к дисплею пересекали его. Такая конфигурация весьма устойчива, но она объединяет значительную часть компонентов Ламберта, которые могут наблюдаться. Она может использоваться только при выполнении измерений контраста (или зеркальных измерений) (см. рисунок 49).

== (ожидаемый)

– азимутальный угол источника; – азимутальный угол источника; – азимутальный угол детектора

Рисунок 49 – Конфигурация околоцентрального отражателя

5.9.14 Сфера с внутренней диффузией

Диффузный окружающий свет создается для освещения экрана по всем направлениям настолько равномерно, насколько это можно обеспечить на практике. СИУ размещают так, чтобы оно “смотрело” на центр поверхности дисплея через отверстие в 8° (0°, +2°) от нормали или взаимное расположение СИУ и дисплея можно обеспечить поворотом дисплея относительно фотометрического шара. СИУ фокусируют на поверхность дисплея.

На рисунке 50 приведен пример конфигурации диффузной сферы с использованием угла 8° (0°,+2°) при выполнении измерения в непосредственной близости от нормали к экрану. В данном случае это, вероятно, самый безопасный для использования угол, чтобы измерительное отверстие не влияло на отражение.

1 – эталон белого

Рисунок 50 – Конфигурация диффузной сферы

В зависимости от свойств отражения дисплея и однородности освещаемой поверхности использование именно угла 8° (0°, +2°) может иметь значение. В идеальном случае для обеспечения точных измерений угол должен быть бесконечно мал и сходиться с перпендикуляром к центру экрана. Так как СИУ имеет конечные размеры, невозможно провести измерения вдоль перпендикуляра, поскольку отражение СИУ будет интерферировать с отражением экрана (кроме случаев ламбертовского экрана). Проблемы с такими измерениями возникают по причине матовости. Если отражение дисплея характеризуется только ламбертовскими (четкое изображение) и зеркальными отражениями (без матовости), то для того, чтобы охарактеризовать отражения, могут использоваться более простые измерения. Какие углы являются предпочтительными? Это углы, наиболее близкие к перпендикуляру, но которые при этом не будут мешать измерениям отражений. Если угол слишком велик, например 20° или больше, то значительная часть света, попадающая на дисплей под углом 20° по отношению к точке наблюдения, будет исходить от углов больше 90°, что не является типовым условием для тех, кто сидит перед дисплеем. Ошибка в измерении может быть из-за матовости. И наоборот, если углы меньше 8°-10°, то отверстие, через которое проводится измерение, начинает влиять на измерение опять-таки из-за отражения матовости. Во многих случаях использование угла 5° дает хорошие результаты, но тем не менее угол 8° – самый надежный вариант.

Погрешность данного измерения возникает главным образом из-за погрешности в измеренной яркости экрана L. Погрешность вносит не СИУ, но трудности могут возникнуть из-за неоднородности освещения при некорректном использовании фотометрического шара. Если используется полусфера (или ее эквивалент), тогда может оказаться проблематичным получение равномерного освещения от полусферы. Насколько хорошо работает данный метод, зависит от свойств отражения экрана, поэтому можно предположить, что результаты измерения коэффициента отражения, , в лучшем случае будут иметь воспроизводимость ±5% (значительную ошибку вносит матовость).

5.10 Прочие условия окружающей среды при испытаниях

5.10.1 Стандартные лабораторные условия

Следует использовать окружающую обстановку, аналогичную стандартным лабораторным условиям. Если ИО будет эксплуатироваться в условиях, не указанных в настоящем стандарте, то следует применять условия, рекомендованные производителем и одобренные всеми заинтересованными сторонами. Необходимо предоставить отчет о соответствии условий. Любое отклонение от указанных ниже норм должно быть зарегистрировано в отчете.

Температура: 20°С±5°С

Влажность: относительная влажность от 25% до 85%, без конденсата

Атмосферное давление: от 85 кПа до 106 кПа (25-31 мм рт.ст.) (прибл. 1400 м над уровнем моря)

5.10.2 Испытания при различных температурах

При испытаниях с разными температурными режимами до начала проведения измерений требуется время стабилизации не менее 20 мин. Необходимо подождать, пока температура стабилизируется; это определяется путем измерения температуры (или яркости) дисплея. Температура должна измеряться терморезисторами в соответствующих точках в термокамере. Температурные градиенты на пробной площадке выборочного обследования должны составлять не более ±2° за 30 мин, если не предусмотрено иное.

5.10.3 Испытание внешних магнитных полей ЭЛТ

Внешние магнитные поля должны быть как можно меньше. Не должно быть дополнительных статических магнитных полей за исключением магнитного поля Земли. Влияние магнитного поля Земли должно устраняться за счет применения размагничивающей катушки.

Магнитное поле на промышленной частоте (50 Гц/60 Гц) не должно быть больше 0,1-0,2 мкТл (100-200 нТл) в месте установки монитора, когда включено все остальное измерительное оборудование.

6 Методы измерения

6.1 Основные светотехнические измерения

6.1.1 М 12.1 Основные измерения пятна

a) Цель: измерение фотометрических и/или спектральных свойств дисплея при указанных параметрах.

b) Применимость: все дисплеи для прямого отображения данных/все дисплеи прямого наблюдения.

c) Подготовка и установка:

1) вспомогательное оборудование: (опция) усеченный конус с вуалирующей блескостью (см. 5.2.5);

2) постоянные условия измерения:

– поле измерения: большое количество пикселей (см. 5.6.1);

– угловая апертура измерительного прибора: угловая апертура (см. 5.7);

– быстродействие измерительного прибора: измерительный прибор с усреднением по времени (см. 5.8.2);

3) конфигурируемые условия измерения:

– испытательные изображения;

– местоположение измерений;

– направление измерительного прибора;

– освещенность при испытании;

– спектральные характеристики.

d) Процедура:

1) генерируют определенное испытательное изображение на экране EUT;

2) измеряют сигнал яркости и/или координаты цветности и/или распределение спектральной мощности для каждого указанного местоположения(й) измерения(й) в указанном направлении(ях).

3) повторяют процедуры для дополнительного испытательного изображения, если они определены.

e) Анализ: отсутствует.

f) Отчет: регистрация сигнала яркости в кд/м, распределения спектральной мощности цветности в Вт(ср·нм·м, распределения спектральной мощности цветности в Вт(ср·нм·м).

g) Комментарии: измерение сигнала яркости черного на практике чувствительно к погрешностям, вызванным условиями внешнего освещения в помещении (см. 5.9.2).

6.1.2 М 12.2 Коэффициент отражения

a) Цель: измерение коэффициента отражения поверхности дисплея.

b) Применимость: все дисплеи для прямого отображения данных, за исключением дисплеев фронтальной проекции.

c) Подготовка и установка:

1) вспомогательное оборудование:

– стандартный коэффициент диффузионного отражения (см. 5.2.3);

– усеченный конус с вуалирующей блескостью (см. 5.2.5);

– терморезисторы источника однородного света (см. 5.2.11).

2) Аксессуары:

– усеченный конус с вуалирующей блескостью (опция) (см. 5.2.5).

3) постоянные условия измерения:

– поле измерения: большое количество пикселей (см. 5.6.1);

– угловая апертура измерительного прибора: угловая апертура (см. 5.7);

– быстродействие измерительного прибора: измерительный прибор с усреднением по времени (см. 5.8.2);

4) конфигурируемые условия измерения:

– испытательное изображение: полноэкранное изображение (см. 5.3.17);

– местоположение измерений: центр экрана, если нет других указаний (см. 5.4.8);

– направление измерительного прибора: перпендикулярно к экрану дисплея/нормаль к поверхности экрана, если нет других указаний (см. 5.4.1);

– освещенность при испытании: темная комната (см. 5.9.2).

– два протяженных источника света от 15° до 30°: используется конфигурация ±30 (см. 5.9.7).

d) Процедура:

1) размещают два протяженных источника на расстоянии 30° друг от друга (15° от нормали);

2) измеряют отраженный сигнал яркости панели в каждой позиции измерения и в каждом направлении. Эти измерения проводят с ИО при низком и высоком уровнях яркости. Фокус находится на поверхности испытуемой плоской панели;

3) измеряют сигнал яркости эталона отражательной способности, размещенного в плоскости ИО и с конфигурацией источника освещения в соответствии с 1);

4) рассчитывают оценку отраженного зеркального света при использовании следующих уравнений для каждой позиции измерения и в каждом направлении:

;

где L – отраженный сигнал яркости панели в режиме с высоким уровнем яркости при выключенном рассеянном освещении;

L – отраженный сигнал яркости панели в режиме с высоким уровнем яркости при рассеянном освещении;

L – отраженный сигнал яркости панели в режиме с высоким уровнем яркости в условиях темной комнаты;

L – отраженный сигнал яркости панели в режиме с низким уровнем яркости при выключенном рассеянном освещении;

L – отраженный сигнал яркости панели в режиме с низким уровнем яркости при рассеянном освещении;