从实验室到显示器生产线,弥补检测差距:科学级计量 + 生产级AOI系统

话题:
作者:
Anne Corning & Shaina Warner

显示器计量学是量化显示器视觉输出的科学,它使用户能够基于通用的客观测量值评估显示器的视觉特性。显示器计量学通常基于普通人类(称为标准观察者)的视觉感知模型得出这些测量值。评估显示器外观和性能的一个重要指标是从人类视觉感知的角度测量光线的质量,包括亮度(照度)、颜色(色度)、色域、对比度、均匀性、缺陷和视角外观。

国际照明委员会(CIE)记录了标准观察者对光线和颜色的视觉反应,并定义了基于相同的灵敏度测量光线的数学函数。这些原理的应用称为光度测量法(基于人类视觉感知测量光线)或色度测量法(基于人类视觉感知测量颜色)。计量仪器可以应用CIE函数,将发光显示器和光源发射的亮度和色度量化为亮度和色度测量值。测得值用于确保满足品牌质量和消费者期望,并为显示器产品设定视觉性能规格。

Gaming display on television

消费者期望如今的显示器设备能够提供生动逼真且完美无暇的视觉体验。

计量仪器包括一系列技术——光谱仪、亮度计、色度计、成像系统、测角仪、专用镜头、分析软件等。这些测量系统中的大多数都非常适合用于实验室和研发环境,使开发人员能够收集精确的数据进行分析。众所周知,实验室的特点在于仔细的诊断过程和灵活的节奏,而制造生产线正好相反,它需要高速度和高产量。

那么,一旦产品从研发阶段进入工厂生产阶段,制造商们如何满足显示器测量需求?自动化光学检测(AOI)学科尝试解决这一需求,通常使用机器视觉相机。但传统的AOI系统存在局限性,这类系统虽然可以满足生产线的严苛产量需求,但牺牲了精度和细节。

smartphone production line

装配线上的智能手机。

成像技术是机器视觉系统的主要优点之一。先进的成像技术能够同时采集和评估显示器的完整区域,从而提高检测效率。根据图像传感器的分辨率,成像系统可以同时测量显示器上的数百万个点,用于对空间值进行比较。随着显示器行业不断提高屏幕分辨率如OLED、microLED和纳米级像素元件的使用,高分辨率测量已变得必不可少。然而,传统的机器视觉系统通常缺乏亮度测量型成像系统的高分辨率和光线测量功能,因此其成像优点因缺乏绝对的计量数据(尤其是在显示器像素级层面上)而被抵消。

OLED smart watch measurement

OLED智能手表及其他高分辨率显示器的测量需要像素级和亚像素级检测。

值得庆幸的是,现在有一些解决方案和方法可以弥补科学级测量与高速生产级AOI系统间的差距。这些解决方案正在帮助制造商们根据行业标准、品牌规格要求和用户期望确保显示器产品质量。

Venn diagram_scientific metrology and AOI

科学级计量系统(左)和AOI系统(右)各有优势。如今的显示器制造商们需要一种能够提供多种功能组合的解决方案。

弥补差距

瑞淀已专门设计用于量产环境的检测系统,对速度、外形尺寸和功能进行了优化,以填补这一差距。瑞淀的ProMetric®成像亮度计和色度计提供高达6100万像素的分辨率,而许多机器视觉相机的分辨率通常不超过1200万像素,从而突破了分辨率局限。

瑞淀的TrueTest™ AOI软件套件使制造商们能够采集整个显示器的单个图像,并即时分析每个像素的微观细节,以识别Mura缺陷、死像素、不均匀性等缺陷。瑞淀已获专利的demura方案使用户能够测量和纠正视觉缺陷,降低因性能不佳的组件产生的生产成本和浪费,并最终提高生产良率。

如需了解更多有关瑞淀显示器测量及检测解决方案,请观看瑞淀与消费类电子产品测试与开发协会(Consumer Electronics Test & Development)合作举办的网络研讨会:“显示器量产级测量解决方案:AOI系统及技术优点”。在该网络研讨会上,瑞淀显示器测试专家探讨了以下议题:

  • 科学级显示器检测:测量光学性能以确定视觉质量
  • 显示器当前和未来生产中面临的测试挑战
  • 理想AOI系统的特点
  • 关于将计量学应用于生产级AOI系统的误解
  • 先进检测及测量系统示例及生产线上检测的优点
     
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