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¿Qué es un colorímetro de imagen? Aplicaciones y características

por | Ene 22, 2025 | Blogs, Ciencia y educación, Métricas de iluminación | 0 Comentarios

Introducción

¿Qué es el colorímetro de imagen?

En cuanto al principio del colorímetro de imagen, un colorímetro de imagen, como el colorímetro de imagen UPRtek, es un dispositivo óptico especializado que combina una cámara de alta resolución con filtros fotométricos precisos (Filtro XYZ) para medir las distribuciones espaciales de luminancia y color en una imagen según cada píxel del sensor de la cámara. El dispositivo captura datos detallados de cada píxel, lo que lo hace ideal para evaluar la uniformidad, el brillo y la consistencia del color de pantallas, LED y sistemas de iluminación.

¿Cuál es la precisión del colorímetro de imagen?

Empleando la calibración multipunto con un espectrorradiómetro, un colorímetro de imagen puede resolver los problemas relacionados con el campo de visión de la cámara y mejorar la uniformidad del campo plano para duplicar el equivalente de precisio de un espectrorradiómetro sobre la luminosidad espacial y la distribución del color.

  1. ¿Qué es el colorímetro de imagen?
  2. ¿Cuál es la precisión del colorímetro de imagen?
  3. ¿Para qué se utiliza un colorímetro de imagen?
  4. ¿Cómo utilizar un colorímetro de imagen?
  5. ¿Qué diferencia hay entre un colorímetro de imagen y un espectrorradiómetro?
  6. Características del colorímetro de imagen UPRtek
  7. FAQ de un colorímetro de imagen
  8. Desafío del colorímetro de imagen

 

 

¿Para qué se utiliza un colorímetro de imagen?

Mide varios puntos simultáneamente, por lo que es adecuado para evaluar la uniformidad, los defectos y la consistencia del color en pantallas o grandes sistemas de iluminación. Un colorímetro de imagen funciona mejor en términos de eficacia y velocidad de medición.

Los colorímetros de imagen se utilizan ampliamente en:

Prueba de visualización:

Para tecnologías como LCD, OLED, miniLED y microLED, evaluar la luminancia, la uniformidad y la consistencia del color.

Para qué sirve un colorímetro de imagen_pruebas de pantalla

Sistemas de iluminación:

Evaluar el brillo y la distribución del color de los LED, la iluminación de automóviles y la señalización digital.

Control de calidad:

Garantizar la uniformidad e identificar los defectos en las líneas de producción.

Inspección óptica:

Analizar los sistemas de imágenes virtuales (por ejemplo, las gafas AR) y los dispositivos a pequeña escala, como las pantallas microLED.

Pantalla de automóvil y cabina inteligente:

Pruebas de Uniformidad, MURA y BlackMura para la medición óptica de pantallas de automóviles.


colorímetro de imagen para pantallas de automóviles y cabinas inteligentes

colorímetro de imagen-MURA

¿Cómo utilizar un colorímetro de imagen?

Preparación

Incluye la configuración del entorno, el patrón de prueba, el envejecimiento adecuado del DUT (como la pantalla), la posición del colorímetro de imagen, la distancia de trabajo para un FOV (campo de visión) adecuado que coincida con la dimensión del DUT.

Calibración:

  1. Calibración del aparato: Calibra el colorímetro de imagen utilizando un espectrorradiómetro de referencia o una fuente de luz estándar.
  2. Sigue las instrucciones del fabricante para los procedimientos de calibrado, garantizando la precisión de la luminancia y la cromaticidad.
  3. Ajuste del enfoque: Ajusta el enfoque de la lente del colorímetro para que los píxeles de la pantalla o los patrones de prueba sean nítidos y claros. Además, utiliza la vista en directo del software para confirmar que el enfoque es correcto.

Realiza la medición:

  1. Configura la ROI (Región de Interés)
  2. Medición de la uniformidad
  3. Medición MUAR
  4. Pruebas de gamma y contraste
  5. Pruebas de precisión del color

 

Analiza los datos:

  1. Genera informes (mapas de uniformidad de luminancia, gravedad y localización de defectos ChromaticityMURA, etc.)
  2. Exportar resultados (por ejemplo, CSV, PDF o imágenes)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cómo utilizar un colorímetro de imagen_01pic
Cómo utilizar un colorímetro de imagen_04pic
Cómo utilizar un colorímetro de imagen_03pic
Cómo utilizar un colorímetro de imagen_02pic

¿Qué diferencia hay entre un colorímetro de imagen y un espectrorradiómetro?

Espectrorradiómetro

Mide la luz en un solo punto con gran precisión espectral, adecuado para investigación y calibración.

Espectrorradiómetro

Colorímetro de imagen

Mide las propiedades espaciales en imágenes enteras, lo que la hace más eficaz para evaluar la uniformidad, los defectos y las áreas extensas.

Colorímetro de imagen

Los colorímetros de imagen de la serie MA de UPRtek representan la tecnología más avanzada en colorímetros de imagen, ofreciendo un equilibrio de velocidad, precisión y versatilidad adaptado a los entornos de producción e investigación.

Colorímetros de imagen UPRtek Serie MA

 

Características del colorímetro de imagen UPRtek

  1. Algoritmos avanzados:
    Utilizamos métodos computacionales para analizar los datos de la detección óptica, ofreciendo funciones como el autoenfoque, el análisis MURA (no uniformidad) y las mediciones de la región de interés (ROI).
  2. Medición espacial de la luz y el color:
    Los colorímetros de imagen capturan datos de cada píxel de una imagen, lo que permite un análisis detallado de la luminancia, la uniformidad del color y la distribución del brillo.
  3. Calibración de alta precisión:
    Se refiere a los espectrorradiómetros como herramientas de referencia para calibrar los filtros fotométricos y garantizar la precisión de las mediciones. También utilizamos nuestro algoritmo para implicar técnicas de procesamiento de señales con el fin de mejorar la precisión de las mediciones.
  4. Rango dinámico de luminosidad:
    Equipados con filtros de densidad neutra (ND), los colorímetros de imagen pueden manejar una amplia gama de niveles de luminosidad, desde intensidades bajas a extremadamente altas. La especificación 65MP admite hasta 100 millones de cd/m2 para microLED y otras medidas de brillo ultraalto.
  5. Análisis rápido y eficaz:
    Desarrollamos algoritmos y tecnología de detección para mejorar el tiempo de medición y el tiempo de procesamiento de los datos. En comparación con otros colorímetros de imagen, el tiempo de medición del colorímetro de imagen UPRtek alcanza 1~2 segundos, lo que resulta especialmente adecuado para entornos de producción de alto rendimiento.

Colorímetro de imagen UPRtek

FAQ de un colorímetro de imagen

1. ¿Qué puede medir un colorímetro de imagen?

  • Luminancia (brillo)
  • Cromaticidad (coordenadas de color, normalmente en espacios de color CIE)
  • Relación de contraste
  • Curvas gamma
  • Uniformidad de la pantalla
  • Defectos MURA (falta de uniformidad en las pantallas)

2. ¿Puede un colorímetro de imagen detectar la MURA?

Sí, los colorímetros de imagen se utilizan habitualmente para el análisis MURA en las pantallas. Pueden identificar y cuantificar defectos como manchas oscuras, incoherencias de brillo o falta de uniformidad del color.

3. ¿Se puede utilizar para pantallas e iluminación de automóviles?

Por supuesto. Los colorímetros de imagen se utilizan a menudo para evaluar las pantallas de los salpicaderos, los HUD (head-up displays) y la iluminación ambiental de los vehículos.

4. ¿Qué factores debo tener en cuenta al comprar un colorímetro de imagen?

  • Precisión y velocidad de medición
  • Resolución del sensor
  • Tipos de pantalla compatibles, incluida la capacidad de gestionar problemas de atenuación
  • Funciones del software y compatibilidad con la automatización
  • Coste y apoyo del fabricante

 

Desafío del colorímetro de imagen

Los colorímetros de imagen se basan en cámaras equipadas con filtros fotométricos para captar datos de luminancia y color en un área espacial, pero existen retos inherentes que hacen necesaria la calibración mediante un espectrorradiómetro. Aquí tienes un desglose técnico detallado de por qué esta calibración es fundamental:

1. Calibración de campo plano y uniformidad

  • Desafío:
    Los colorímetros de imagen miden la intensidad de la luz y el color en todo el sensor de imagen (por ejemplo, un sensor CMOS o CCD). Estos sensores pueden presentar una sensibilidad no uniforme en toda su superficie, lo que provoca imprecisiones como gradientes de brillo y color en los datos medidos.
  • Solución:
    La calibración con un espectrorradiómetro garantiza que el colorímetro de imagen compense las variaciones de sensibilidad entre píxeles, produciendo una respuesta de «campo plano». Esta corrección garantiza una medición uniforme en todo el campo de visión (FOV).
Colorímetro de formación de imágenes:Calibración de campo plano y uniformidad

fuente de datos: techtarget

 

2. Dependencia del ángulo de visión y aberraciones ópticas

  • Desafío:
    Los colorímetros de imagen están sujetos a errores de ángulo de visión porque:
    • La óptica de la cámara (objetivos) puede introducir distorsiones espaciales, aberraciones cromáticas y efectos de viñeteado (en los que los bordes aparecen más oscuros).
    • La luz que entra en el objetivo en ángulos oblicuos puede no atravesar los filtros y las lentes de manera uniforme, lo que provoca imprecisiones en el color y la luminancia.
  • Solución:
    Un espectrorradiómetro proporciona una medición precisa de un solo punto en un ángulo de referencia, normalmente normal a la superficie que se mide. Al comparar esto con las mediciones del colorímetro de imagen, se pueden aplicar correcciones para tener en cuenta las dependencias del ángulo de visión y las distorsiones ópticas.

 

3. Desajuste espectral de los filtros

  • Desafío:
    Los colorímetros de imagen utilizan filtros RGB o XYZ para imitar la respuesta del ojo humano (norma CIE 1931). Sin embargo:
    • Estos filtros son aproximaciones y pueden no coincidir perfectamente con las funciones de coincidencia de color CIE.
    • Cualquier desviación (desajuste espectral) introduce errores en las mediciones del color, especialmente cuando se miden fuentes de luz con espectros complejos, como los OLED o los microLED.
  • Solución:
    Un espectrorradiómetro mide directamente la distribución espectral de potencia de la fuente luminosa. Estos datos se utilizan para calibrar los filtros del colorímetro, compensando los desajustes y garantizando valores colorimétricos precisos (por ejemplo, CIE XYZ, u’v’, CCT).

 

4. Calibración temporal y espacial

  • Desafío:
    Los colorímetros de imagen pueden desviarse con el tiempo debido al envejecimiento del sensor, las condiciones ambientales o factores mecánicos. Además, durante la producción pueden surgir no linealidades espaciales (por ejemplo, diferencias de respuesta en todo el FOV).
  • Solución:
    La recalibración periódica mediante un espectrorradiómetro garantiza que el colorímetro de imagen siga siendo trazable a un patrón, manteniendo la precisión a lo largo del tiempo. Esto incluye también la corrección de los errores de linealidad en respuesta a los niveles de luminosidad.

Resumen de Por qué es esencial la calibración

Los colorímetros de imagen utilizan datos espaciales de miles o millones de píxeles, mientras que los espectrorradiómetros destacan en las mediciones de un solo punto con alta fidelidad espectral. Haciendo referencia a los datos del espectrorradiómetro:

  • Calibración de campo plano corrige la falta de uniformidad en el sensor de imagen.
  • Correcciones del ángulo de visión mitigan los errores de la óptica de la cámara.
  • La calibración espectral compensa los desajustes de los filtros.
  • La trazabilidad y la precisión se mantienen a lo largo del tiempo, garantizando la fiabilidad en diversas aplicaciones.

Esta relación complementaria permite a los colorímetros de imagen ofrecer mediciones rápidas y espacialmente resueltas, manteniendo al mismo tiempo la alta precisión asociada a los espectrorradiómetros.

 

Conclusión

El colorímetro de imagen UPRtek es un instrumento muy versátil que se utiliza ampliamente en control de calidad, pruebas de visualización y entornos de producción. Sus capacidades avanzadas lo convierten en la elección clara para los profesionales que necesitan evaluar sistemas visuales y de iluminación complejos de forma eficaz y a gran velocidad. A diferencia de las herramientas de medición de un solo punto, los colorímetros de imagen analizan superficies enteras en una sola captura, lo que los convierte en la solución más eficaz para las evaluaciones de alto rendimiento.

Desarrollamos métodos computacionales para analizar los datos obtenidos de la detección óptica, e implica técnicas de procesamiento de señales para mejorar la precisión de las mediciones.

Los colorímetros de imagen de UPRtek ofrecen una gama de soluciones para distintas resoluciones, como el MA120S/MA120C (12 MP), el MA310S (31 MP) y el MA650S (65 MP), para satisfacer una gran variedad de requisitos de medición en distintas aplicaciones. El colorímetro de imagen más brillante de la historia.

De los píxeles a la perfección:
la medición del color redefinida por el colorímetro de imagen UPRtek

la medición del color redefinida por el colorímetro de imagen UPRtek

 

 

Referencias

  1. Wuyi Ming, Shengfei Zhang, Xuewen Liu, Kun Liu, Jie Yuan, Zhuobin Xie, Peiyan Sun, Xudong Guo (2021). Estudio de la Detección de Defectos de Mura en Pantallas de Cristal Líquido Basado en Visión Artificial. Número especial Cristales líquidos en China
    https://www.mdpi.com/2073-4352/11/12/1444?utm_source=chatgpt.com
  2. Rahul Awati (2022). campo de visión (FOV).
    https://www.techtarget.com/whatis/definition/field-of-view-FOV
  3. Li-Te Fang,1 Hsin-Chia Chen,1 I-Chieh Yin,1 Sheng-Jyh Wang,1 Chao-Hua Wen,2 Cheng-Hang Kuo3 (2006) Sistema automático de detección de mura para paneles de pantalla de cristal líquido
    1Universidad Nacional Chiao Tung (Taiwán) / 2Asociación TFT-LCD de Taiwán (Taiwán) / 3Instituto de Investigación de Tecnología Industrial (Taiwán) https://opticalengineering.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/6070/60700G/Automatic-mura-detection-system-for-liquid-crystal-display-panels/10.1117/12.650686.short?utm_source=chatgpt.com
  4. Xie, Bin & Hu, Run & Chen, Qi & Yu, Xingjian & Wu, Dan & Wang, Kai & Luo, Xiaobing. (2015). Diseño de una lente de forma libre adaptable a la película de mejora del brillo para mejorar el rendimiento general en la retroiluminación por diodos emisores de luz de iluminación directa. Óptica Aplicada. 54. 5542. 10.1364/AO.54.005542. https://www.researchgate.net/figure/Spatial-luminance-distribution-of-the-backlight-system-including-a-diffuser-sheet_fig11_279210355
  5. BenQ (2024) La Importancia de la Uniformidad para Presentar Imágenes Precisas en Pantalla.
    https://www.benq.com/en-us/knowledge-center/knowledge/screen-uniformity.html
  6. Mark Williamson. (2018). Óptica para visión artificial de alta precisión
    https://www.qualitymag.com/articles/94676-optics-for-high-accuracy-machine-vision

 

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UPRtek (est. 2010) es un fabricante de instrumentos portátiles de medición de luz de alta precisión; Espectrómetros de mano, medidores de PAR, Espectrorradiómetros, Soluciones de Calibración de Luz.

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