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Qu’est-ce qu’un colorimètre imageur ? Applications et caractéristiques

par | Jan 22, 2025 | Blogs, Mesures d'éclairage, Sciences et éducation | 0 commentaires

Introduction

Qu’est-ce qu’un colorimètre d’imagerie ?

En ce qui concerne le principe du colorimètre imageur, un colorimètre imageur, tel que le colorimètre imageur UPRtek, est un appareil optique spécialisé qui combine une caméra à haute résolution avec des filtres photométriques précis. (filtre XYZ) pour mesurer les distributions spatiales de luminance et de couleur sur une image en fonction de chaque pixel du capteur de la caméra. L’appareil capture des données détaillées pour chaque pixel, ce qui le rend idéal pour évaluer l’uniformité, la luminosité et la cohérence des couleurs des écrans, des LED et des systèmes d’éclairage.

Quelle est la précision d’un colorimètre d’imagerie ?

En utilisant un étalonnage multipoint avec un spectroradiomètre, un colorimètre imageur peut résoudre les problèmes liés au champ de vision de la caméra et améliorer l’uniformité du champ plat. de reproduire l’équivalent de la précision d’un spectroradiomètre sur la luminance spatiale et la distribution des couleurs..

  1. Qu’est-ce qu’un colorimètre d’imagerie ?
  2. Quelle est la précision d’un colorimètre d’imagerie ?
  3. À quoi sert un colorimètre d’imagerie ?
  4. Comment utiliser un colorimètre imageur ?
  5. Quelle est la différence entre un colorimètre imageur et un spectroradiomètre ?
  6. Caractéristiques du colorimètre d’imagerie UPRtek
  7. FAQ d’un colorimètre imageur
  8. Défi de l’imagerie colorimétrique

 

 

À quoi sert un colorimètre d’imagerie ?

Il mesure simultanément plusieurs points, ce qui lui permet d’évaluer l’uniformité, les défauts et la cohérence des couleurs dans les écrans ou les grands systèmes d’éclairage. Un colorimètre imageur est plus performant en termes d’efficacité et de rapidité de mesure.

Les colorimètres d’imagerie sont largement utilisés :

Test d’affichage:

Pour les technologies telles que LCD, OLED, miniLED et microLED, l’évaluation de la luminance, de l’uniformité et de la cohérence des couleurs.

Quel est le rôle d'un colorimètre d'imagerie dans les tests d'affichage ?

Systèmes d’éclairage:

Évaluation de la luminosité et de la répartition des couleurs des LED, de l’éclairage automobile et de la signalisation numérique.

Contrôle de la qualité:

Assurer l’uniformité et identifier les défauts dans les lignes de production.

Inspection optique:

Analyser les systèmes d’imagerie virtuelle (par exemple, les lunettes AR) et les dispositifs à petite échelle tels que les écrans microLED.

Affichage automobile et cockpit intelligent :

Essais d’uniformité, de MURA et de BlackMura pour la mesure optique des écrans automobiles.


colorimètre d'imagerie utilisé pour l'affichage automobile et le cockpit intelligent

colorimètre d'imagerie-MURA

Comment utiliser un colorimètre imageur ?

Préparation

Il s’agit notamment de mettre en place l’environnement, le modèle d’essai, le vieillissement approprié de l’objet sous test (tel que l’écran), de positionner le colorimètre imageur, la distance de travail pour un FOV (champ de vision) approprié qui correspond aux dimensions de l’objet sous test.

Étalonnage :

  1. Étalonnage de l’appareil : Étalonnez le colorimètre imageur à l’aide d’un spectroradiomètre de référence ou d’une source lumineuse standard.
  2. Suivez les instructions du fabricant pour les procédures d’étalonnage, en veillant à la précision de la luminance et de la chromaticité.
  3. Réglage de la mise au point : Réglez la mise au point de l’objectif du colorimètre de manière à ce que les pixels de l’écran ou les mires soient nets et clairs. En outre, utilisez la vue en direct du logiciel pour confirmer la mise au point.

Effectuez des mesures :

  1. Définir la région d’intérêt (ROI)
  2. Mesure de l’uniformité
  3. Mesure MUAR
  4. Tests de gamma et de contraste
  5. Test de précision des couleurs

 

Analyser les données :

  1. Générer des rapports (cartes d’uniformité de la luminance, gravité et localisation des défauts ChromaticityMURA, etc.)
  2. Exporter les résultats (par exemple, CSV, PDF ou images)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Comment utiliser un colorimètre d'imagerie_01pic
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Quelle est la différence entre un colorimètre imageur et un spectroradiomètre ?

Spectroradiomètre

Mesure la lumière en un seul point avec une grande précision spectrale, adaptée à la recherche et à l’étalonnage.

Spectroradiomètre

Colorimètre d’imagerie

Il mesure les propriétés spatiales sur des images entières, ce qui le rend plus efficace pour évaluer l’uniformité, les défauts et les grandes zones.

Colorimètre d'imagerie

Les colorimètres imageurs de la série MA d’UPRtek représentent la technologie de pointe des colorimètres imageurs, offrant un équilibre entre la vitesse, la précision et la polyvalence adaptées aux environnements de production et de recherche.

Colorimètres imageurs UPRtek série MA

 

Caractéristiques du colorimètre d’imagerie UPRtek

  1. Algorithmes avancés
    Nous utilisons des méthodes informatiques pour analyser les données issues de la détection optique, offrant des fonctions telles que la mise au point automatique, l’analyse MURA (non-uniformité) et les mesures de la région d’intérêt (ROI).
  2. Mesure spatiale de la lumière et de la couleur
    Les colorimètres d’imagerie capturent des données pour chaque pixel d’une image, ce qui permet une analyse détaillée de la luminance, de l’uniformité des couleurs et de la distribution de la luminosité.
  3. Étalonnage de haute précision:
    Se réfère aux spectroradiomètres en tant qu’outils de référence pour calibrer les filtres photométriques et garantir la précision des mesures. Nous utilisons également notre algorithme pour impliquer des techniques de traitement du signal afin d’améliorer la précision des mesures.
  4. Gamme de luminosité dynamique:
    Équipés de filtres à densité neutre (ND), les colorimètres imageurs peuvent gérer une large gamme de niveaux de luminosité, allant de faibles à des intensités extrêmement élevées. La spécification 65MP prend en charge jusqu’à 100 millions de cd/m2 pour les microLED et d’autres mesures de luminosité ultra-élevée.
  5. Analyse rapide et efficace:
    Nous développons des algorithmes et des technologies de détection pour améliorer le temps de mesure et le temps de traitement des données. Comparé à d’autres colorimètres à imagerie, le temps de mesure du colorimètre à imagerie d’UPRtek est de 1 à 2 secondes, ce qui est particulièrement adapté aux environnements de production à haut débit.

Colorimètre d'imagerie d'UPRtek

FAQ d’un colorimètre imageur

1. Que peut mesurer un colorimètre d’imagerie ?

  • Luminance (luminosité)
  • Chromaticité (coordonnées de couleur, généralement dans les espaces colorimétriques de la CIE)
  • Rapport de contraste
  • Courbes gamma
  • Uniformité de l’affichage
  • Défauts MURA (non-uniformité des affichages)

2. Un colorimètre d’imagerie peut-il détecter les ARMU ?

Oui, les colorimètres à imagerie sont couramment utilisés pour l’analyse MURA des écrans. Ils peuvent identifier et quantifier les défauts tels que les taches sombres, les incohérences de luminosité ou la non-uniformité des couleurs.

3. Peut-il être utilisé pour l’affichage et l’éclairage dans l’industrie automobile ?

Absolument ! Les colorimètres imageurs sont souvent utilisés pour évaluer les affichages du tableau de bord, les affichages tête haute (HUD) et l’éclairage ambiant dans les véhicules.

4. Quels sont les facteurs à prendre en compte lors de l’achat d’un colorimètre imageur ?

  • Précision et rapidité des mesures
  • Résolution du capteur
  • Types d’écrans pris en charge, y compris la capacité à gérer les problèmes de gradation
  • Fonctionnalités du logiciel et compatibilité avec l’automatisation
  • Coût et soutien du fabricant

 

Défi de l’imagerie colorimétrique

Les colorimètres à imagerie reposent sur des caméras équipées de filtres photométriques pour capturer des données de luminance et de couleur sur une zone spatiale, mais il existe des défis inhérents qui nécessitent un étalonnage à l’aide d’un spectroradiomètre. Voici une analyse technique détaillée des raisons pour lesquelles cet étalonnage est essentiel :

1. Étalonnage et uniformité du champ plat

  • Défi:
    Les colorimètres d’imagerie mesurent l’intensité lumineuse et la couleur sur l’ensemble du capteur d’image (par exemple, un capteur CMOS ou CCD). Ces capteurs peuvent présenter une sensibilité non uniforme sur toute leur surface, ce qui entraîne des imprécisions telles que des gradients de luminosité et de couleur dans les données mesurées.
  • Solution:
    L’étalonnage par rapport à un spectroradiomètre garantit que le colorimètre imageur compense les variations de sensibilité d’un pixel à l’autre, produisant ainsi une réponse « à champ plat ». Cette correction garantit une mesure uniforme sur l’ensemble du champ de vision (FOV).
Colorimètre d'imagerie : étalonnage et uniformité du champ plat

source des données : techtarget

 

2. Dépendance de l’angle de vue et aberrations optiques

  • Défi:
    Les colorimètres d’imagerie sont sujets à des erreurs d’angle de vue pour les raisons suivantes :
    • Les optiques de l’appareil photo (objectifs) peuvent introduire des distorsions spatiales, des aberrations chromatiques et des effets de vignettage (lorsque les bords apparaissent plus sombres).
    • La lumière qui pénètre dans l’objectif sous des angles obliques peut ne pas traverser les filtres et les lentilles de manière uniforme, ce qui entraîne des imprécisions au niveau de la couleur et de la luminance.
  • Solution:
    Un spectroradiomètre fournit une mesure précise en un seul point à un angle de référence, généralement normal à la surface mesurée. En comparant ces données aux mesures du colorimètre imageur, des corrections peuvent être appliquées pour tenir compte des dépendances de l’angle de vue et des distorsions optiques.

 

3. Inadéquation spectrale des filtres

  • Défi:
    Les colorimètres à imagerie utilisent des filtres RVB ou XYZ pour imiter la réponse de l’œil humain (norme CIE 1931). Cependant :
    • Ces filtres sont des approximations et peuvent ne pas correspondre parfaitement aux fonctions de correspondance des couleurs de la CIE.
    • Tout écart (décalage spectral) introduit des erreurs dans les mesures de couleur, en particulier lors de la mesure de sources lumineuses aux spectres complexes comme les OLED ou les microLED.
  • Solution:
    Un spectroradiomètre mesure directement la distribution spectrale de puissance de la source lumineuse. Ces données sont utilisées pour calibrer les filtres du colorimètre, en compensant les disparités et en garantissant des valeurs colorimétriques précises (par exemple, CIE XYZ, u’v’, CCT).

 

4. Calibration temporelle et spatiale

  • Défi:
    Les colorimètres à imagerie peuvent dériver avec le temps en raison du vieillissement du capteur, des conditions environnementales ou de facteurs mécaniques. En outre, des non-linéarités spatiales (par exemple, des différences de réponse à travers le FOV) peuvent survenir pendant la production.
  • Solution:
    Un réétalonnage périodique à l’aide d’un spectroradiomètre garantit que le colorimètre d’imagerie reste traçable à un étalon, ce qui permet de maintenir la précision dans le temps. Il s’agit également de corriger les erreurs de linéarité en fonction des niveaux de luminosité.

Résumé des raisons pour lesquelles l’étalonnage est essentiel

Les colorimètres à imagerie utilisent des données spatiales sur des milliers ou des millions de pixels, tandis que les spectroradiomètres excellent dans les mesures ponctuelles avec une grande fidélité spectrale. En se référant aux données du spectroradiomètre :

  • L’étalonnage du champ plat corrige la non-uniformité du capteur d’image.
  • Corrections de l’angle de vue atténuent les erreurs dues à l’optique de la caméra.
  • L’étalonnage spectral compense les défauts de concordance des filtres.
  • La traçabilité et la précision sont maintenues dans le temps, ce qui garantit la fiabilité dans diverses applications.

Cette relation complémentaire permet aux colorimètres imageurs de fournir des mesures rapides et résolues dans l’espace tout en conservant la haute précision associée aux spectroradiomètres.

 

Conclusion

Le colorimètre imageur UPRtek est un instrument très polyvalent qui est largement utilisé dans le contrôle de la qualité, les tests d’affichage et les environnements de production. Ses fonctionnalités avancées en font un choix évident pour les professionnels qui ont besoin d’évaluer des systèmes visuels et d’éclairage complexes de manière efficace et à grande vitesse. Contrairement aux outils de mesure à point unique, les colorimètres à imagerie analysent des surfaces entières en une seule prise, ce qui en fait la solution la plus efficace pour les évaluations à haut débit.

Nous avons développé des méthodes de calcul pour analyser les données obtenues par détection optique, et cela implique des techniques de traitement du signal pour améliorer la précision des mesures.

Les colorimètres d’imagerie d’UPRtek offrent une gamme de solutions pour différentes résolutions, y compris le MA120S/MA120C (12 MP), le MA310S (31 MP) et le MA650S (65 MP), pour répondre à une variété d’exigences de mesure dans différentes applications. Le colorimètre le plus brillant de tous les temps.

Des pixels à la perfection :
La mesure de la couleur redéfinie par le colorimètre d’imagerie UPRtek

La mesure de la couleur redéfinie par le colorimètre d'imagerie UPRtek

 

 

Références

  1. Wuyi Ming, Shengfei Zhang, Xuewen Liu, Kun Liu, Jie Yuan, Zhuobin Xie, Peiyan Sun, Xudong Guo (2021). Étude de la détection des défauts de Mura dans les écrans à cristaux liquides basée sur la vision artificielle. Numéro spécial Cristaux liquides en Chine
    https://www.mdpi.com/2073-4352/11/12/1444?utm_source=chatgpt.com
  2. Rahul Awati (2022). le champ de vision (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) Système de détection automatique de mura pour les panneaux d’affichage à cristaux liquides
    1National Chiao Tung Univ. (Taiwan) / 2Taiwan TFT-LCD Association (Taiwan) / 3Industrial Technology Research Institute (Taiwan) 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). Conception d’une lentille freeform adaptative à la pellicule pour améliorer la luminosité et les performances globales du rétroéclairage par diodes électroluminescentes à éclairage direct. Optique appliquée. 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) L’importance de l’uniformité dans la présentation d’images précises à l’écran.
    https://www.benq.com/en-us/knowledge-center/knowledge/screen-uniformity.html
  6. Mark Williamson. (2018). Optique pour la vision industrielle de haute précision
    https://www.qualitymag.com/articles/94676-optics-for-high-accuracy-machine-vision

 

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