¿Qué es un colorímetro de imagen? Aplicaciones y características

Introducción

¿Qué es un colorímetro de imagen?

En cuanto al principio de funcionamiento de un colorímetro de imagen, un colorímetro de este tipo, como el colorímetro de imagen de UPRtek, es un dispositivo óptico especializado que combina una cámara de alta resolución con filtros fotométricos de gran precisión (filtro XYZ) para medir la luminancia espacial y la distribución del color en toda la imagen en función de 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.

¿Qué precisión tiene el colorímetro de imágenes?

Al utilizar 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 igualar la precisión de un espectrorradiómetro en cuanto a la distribución espacial de la luminancia y el color.

1. ¿Qué es un colorímetro de imagen?
2. ¿Qué precisión tiene el colorímetro de imágenes?
3. ¿Para qué sirve un colorímetro de imagen?
4. ¿Cómo se usa un colorímetro de imagen?
5. ¿Cuál es la diferencia entre un colorímetro de imagen y un espectrorradiómetro?
6. Características del colorímetro de imágenes de UPRtek
7. Preguntas frecuentes sobre un colorímetro de imagen
8. El reto del colorímetro de imagen

¿Para qué sirve un colorímetro de imagen?

Mide varios puntos a la vez, por lo que es ideal para evaluar la uniformidad, los defectos y la consistencia del color en pantallas o sistemas de iluminación de gran tamaño. Un colorímetro de imagen ofrece mejores resultados en cuanto a eficiencia y velocidad de medición.

Los colorímetros de imagen se usan mucho en:

Pruebas de pantalla:

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

Sistemas de iluminación:

Evaluación del 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 defectos en las líneas de producción.

Inspección óptica:

Analizar sistemas de visualización virtual (por ejemplo, gafas de realidad aumentada) y dispositivos de pequeño tamaño, como las pantallas microLED.

Pantallas para automóviles y cabina inteligente:

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

¿Cuál es la diferencia entre un colorímetro de imagen y un espectrorradiómetro?

Espectrorradiómetro

Mide la luz en un único punto con una alta precisión espectral; es ideal para investigación y calibración.

Colorímetro de imágenes

Mide las propiedades espaciales en imágenes completas, lo que lo hace más eficaz a la hora de evaluar la uniformidad, los defectos y las áreas extensas.

Los colorímetros de imagen de la serie MA de UPRtek representan lo último en tecnología de colorimetría de imagen y ofrecen un equilibrio entre velocidad, precisión y versatilidad, pensados especialmente para entornos de producción e investigación.

Características del colorímetro de imágenes de UPRtek

1. Algoritmos avanzados:
   Usamos métodos computacionales para analizar datos de sensores ópticos, ofreciendo funciones como el enfoque automático, el análisis MURA (no uniformidad) y mediciones de la región de interés (ROI).
2. Medición espacial de la luz y el color:
   Los colorímetros de imagen recogen 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 filtros fotométricos y garantizar la precisión de las mediciones. También usamos nuestro algoritmo para aplicar técnicas de procesamiento de señales con el fin de mejorar la precisión de las mediciones.
4. Rango dinámico de brillo:
   Gracias a sus filtros de densidad neutra (ND), los colorímetros de imagen pueden manejar una amplia gama de niveles de brillo, desde intensidades bajas hasta extremadamente altas. La especificación de 65 MP admite hasta 100 millones de cd/m² para microLED y otras mediciones 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 datos. En comparación con otros colorímetros de imagen, el tiempo de medición del colorímetro de imagen de UPRtek es de entre 1 y 2 segundos, lo que lo hace especialmente adecuado para entornos de producción de alto rendimiento.

Preguntas frecuentes sobre un colorímetro de imagen

1. ¿Qué puede medir un colorímetro de imagen?

• Luminancia (brillo)
• Cromaticidad (coordenadas de color, normalmente en los espacios de color de la 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 el efecto MURA?

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

3. ¿Se puede usar para pantallas e iluminación de coches?

¡Claro que sí! Los colorímetros de imagen se suelen usar para evaluar las pantallas del salpicadero, los HUD (visores de cabeza alta) y la iluminación ambiental de los vehículos.

4. ¿Qué factores debo tener en cuenta a la hora de comprar un colorímetro de imagen?

• Precisión y rapidez de las mediciones
• Resolución del sensor
• Tipos de pantallas compatibles, incluida la capacidad de solucionar problemas de atenuación
• Características del software y compatibilidad con la automatización
• Coste y asistencia del fabricante

El reto del colorímetro de imagen

Los colorímetros de imagen utilizan cámaras equipadas con filtros fotométricos para capturar datos de luminancia y color en una zona determinada, pero hay algunos problemas inherentes que hacen que sea necesario calibrarlos con un espectrorradiómetro. Aquí tienes un análisis técnico detallado de por qué esta calibración es fundamental:

1. Calibración de campo plano y uniformidad

• Reto:
  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 da lugar a 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, lo que da como resultado una respuesta de «campo plano». Esta corrección garantiza una medición uniforme en todo el campo de visión (FOV).

fuente de datos: techtarget información: techtarget

2. Dependencia del ángulo de visión y aberraciones ópticas

• Reto:
  Los colorímetros de imagen están sujetos a errores de ángulo de visión porque:
  • La óptica de la cámara (los objetivos) puede provocar distorsiones espaciales, aberraciones cromáticas y efectos de viñeteado (en los que los bordes se ven más oscuros).
  • Es posible que la luz que entra en la lente en ángulos oblicuos no atraviese los filtros y las lentes de manera uniforme, lo que puede provocar imprecisiones en el color y la luminancia.
• Solución:
  Un espectrorradiómetro proporciona una medición precisa en un único punto en un ángulo de referencia, que suele ser perpendicular a la superficie que se está midiendo. Si comparas esto con las mediciones del colorímetro de imágenes, puedes aplicar correcciones para tener en cuenta las variaciones según el ángulo de visión y las distorsiones ópticas.

3. Desajuste espectral de los filtros

• Reto:
  Los colorímetros de imagen usan filtros RGB o XYZ para imitar la respuesta del ojo humano (norma CIE 1931). Sin embargo:
  • Estos filtros son aproximaciones y puede que no se ajusten perfectamente a las funciones de correspondencia de colores de la CIE.
  • Cualquier desviación (desajuste espectral) provoca errores en las mediciones de color, sobre todo al medir 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 de luz. Estos datos se usan para calibrar los filtros del colorímetro, compensando las desviaciones y garantizando la precisión de los valores colorimétricos (por ejemplo, CIE XYZ, u’v’, CCT).

4. Calibración temporal y espacial

• Reto:
  Los colorímetros de imagen pueden sufrir desviaciones con el tiempo debido al envejecimiento del sensor, a las condiciones ambientales o a factores mecánicos. Además, durante la producción pueden surgir no linealidades espaciales (por ejemplo, diferencias en la respuesta a lo largo del campo de visión).
• Solución:
  La recalibración periódica con un espectrorradiómetro garantiza que el colorímetro de imágenes siga estando trazable a un patrón, lo que permite mantener la precisión a lo largo del tiempo. Esto también incluye corregir los errores de linealidad en función de los niveles de brillo.

Resumen de por qué la calibración es esencial

Los colorímetros de imagen utilizan datos espaciales que abarcan miles o millones de píxeles, mientras que los espectrorradiómetros destacan por sus mediciones puntuales con una alta fidelidad espectral. Teniendo en cuenta los datos del espectrorradiómetro:

• Calibración de campo plano corrige la falta de uniformidad en el sensor de imagen.
• Correcciones del ángulo de visión reducen los errores de la óptica de la cámara.
• Calibración espectral compensa las discrepancias entre filtros.
• Trazabilidad y precisión se mantienen a lo largo del tiempo, lo que garantiza la fiabilidad en diversas aplicaciones.

Esta relación complementaria permite que los colorímetros de imagen proporcionen mediciones rápidas y con resolución espacial, al tiempo que mantienen la alta precisión propia de los espectrorradiómetros.

Conclusión

El colorímetro UPRtek Imaging es un instrumento muy versátil que se usa mucho en el control de calidad, las pruebas de pantallas y los entornos de producción. Sus funciones avanzadas lo convierten en la opción ideal para los profesionales que necesitan evaluar sistemas visuales y de iluminación complejos de forma eficiente y a gran velocidad. A diferencia de los instrumentos de medición de un solo punto, los colorímetros de imagen analizan superficies completas en una sola captura, lo que los convierte en la solución más eficaz para evaluaciones de alto rendimiento.

Hemos desarrollado métodos computacionales para analizar los datos obtenidos mediante sensores ópticos, lo que implica el uso de técnicas de procesamiento de señales para mejorar la precisión de las mediciones.

Los colorímetros de imagen de UPRtek ofrecen una gama de soluciones para diferentes resoluciones, entre las que se incluyen los modelos MA120S/MA120C (12 MP), MA310S (31 MP) y MA650S (65 MP), para satisfacer una gran variedad de requisitos de medición en distintas aplicaciones. El colorímetro para imágenes más genial que haya existido jamás.

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

Referencias

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   https://www.mdpi.com/2073-4352/11/12/1444?utm_source=chatgpt.com
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   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 imperfecciones en pantallas de cristal líquido
   1Universidad Nacional Chiao Tung (Taiwán) / 2Asociación TFT-LCD de Taiwán (Taiwán) / 3Instituto de Investigación Tecnológica Industrial (Taiwán) https://opticalengineering.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/6070/60700G/Sistema-de-detección-automática-de-mura-para-pantallas-de-cristal-líquido/10.1117/12.650686.short?utm_source=chatgpt.com
4. Xie, Bin; Hu, Run; Chen, Qi; Yu, Xingjian; Wu, Dan; Wang, Kai; y Luo, Xiaobing. (2015). Diseño de una lente de forma libre adaptativa con película de mejora del brillo para optimizar el rendimiento general en la retroiluminación directa con diodos emisores de luz. Applied Optics. 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 a la hora de mostrar 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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