Что такое колориметр для визуализации? Применение и особенности

Введение

Что такое имиджевый колориметр?

Что касается принципа действия изобразительного колориметра, то изобразительный колориметр, такой как колориметр UPRtek, представляет собой специализированное оптическое устройство, сочетающее в себе камеру высокого разрешения и точные фотометрические фильтры (фильтры XYZ) для измерения пространственного распределения яркости и цвета по всему изображению в соответствии с каждым пикселем датчика камеры. Устройство собирает подробные данные по каждому пикселю, что делает его идеальным инструментом для оценки однородности, яркости и цветовой стабильности дисплеев, светодиодов и систем освещения.

Насколько точен колориметр для изображений?

Благодаря использованию многоточечной калибровки с помощью спектрорадиометра изобразительный колориметр позволяет решить проблемы, связанные с полем зрения камеры, и повысить однородность плоского поля , что позволяет воспроизвести точность, сопоставимую с точностью спектрорадиометра, при анализе пространственного распределения яркости и цвета.

1. Что такое имиджевый колориметр?
2. Насколько точен колориметр для изображений?
3. Для чего используется имиджевый колориметр?
4. Как пользоваться имиджевым колориметром?
5. В чём заключается разница между изобразительным колориметром и спектрорадиометром?
6. Характеристики колориметра для визуализации компании UPRtek
7. Часто задаваемые вопросы о колориметре для визуальной оценки цвета
8. Проблемы, связанные с использованием визуального колориметра

Для чего используется имиджевый колориметр?

Он производит одновременное измерение нескольких точек, благодаря чему подходит для оценки равномерности, дефектов и стабильности цвета в дисплеях или крупных системах освещения. Изобразительный колориметр демонстрирует более высокие показатели как по эффективности измерений, так и по скорости измерений.

Изобразительные колориметры широко используются в следующих областях:

Тестирование дисплеев:

Для таких технологий, как LCD, OLED, miniLED и microLED, проводится оценка яркости, равномерности освещенности и стабильности цветопередачи.

Системы освещения:

Оценка светодиодов, автомобильного освещения и цифровых вывесок по яркости и распределению цвета.

Контроль качества:

Обеспечение единообразия и выявление дефектов на производственных линиях.

Оптический контроль:

Анализ систем виртуальной визуализации (например, очков дополненной реальности) и малогабаритных устройств, таких как дисплеи на технологии MicroLED.

Автомобильные дисплеи и интеллектуальный кокпит:

Тестирование однородности, MURA и BlackMura для оптических измерений автомобильных дисплеев.

В чём заключается разница между имиджевым колориметром и спектрорадиометром?

Спектрорадиометр

Осуществляет измерение освещенности в одной точке с высокой спектральной точностью; подходит для научных исследований и калибровки.

Изобразительный колориметр

Измеряет пространственные характеристики по всему изображению, что повышает эффективность оценки однородности, дефектов и обзора обширных участков.

Изобразительные колориметры серии MA компании UPRtek представляют собой передовые технологии в области изобразительных колориметров, обеспечивая оптимальное сочетание скорости, точности и универсальности, специально разработанное для производственных и научно-исследовательских условий.

Характеристики колориметра для визуализации компании UPRtek

1. Передовые алгоритмы:
   Мы используем вычислительные методы для анализа данных, полученных с помощью оптических датчиков, предлагая такие функции, как автофокусировка, анализ MURA (неравномерности) и измерения в области интереса (ROI).
2. Пространственные измерения освещенности и цвета:
   Изобразительные колориметры собирают данные по каждому пикселю изображения, что позволяет проводить детальный анализ яркости, однородности цвета и распределения яркости.
3. Высокоточная калибровка:
   Спектрорадиометры рассматриваются в качестве эталонных приборов для калибровки фотометрических фильтров и обеспечения точности измерений. Кроме того, мы используем наш алгоритм с применением методов обработки сигналов для повышения точности измерений.
4. Динамический диапазон яркости:
   Оснащенные фильтрами нейтральной плотности (ND), изобразительные колориметры способны работать с широким диапазоном уровней яркости — от низких до чрезвычайно высоких значений интенсивности. Спецификация 65MP обеспечивает поддержку значений яркости до 100 миллионов кд/м² для технологий MicroLED и других систем измерения сверхвысокой яркости.
5. Быстрый и эффективный анализ:
   Мы разрабатываем алгоритмы и сенсорные технологии, направленные на сокращение времени измерения и обработки данных. По сравнению с другими изобразительными колориметрами время измерения с помощью изобразительного колориметра UPRtek составляет 1–2 секунды, что особенно актуально для производственных сред с высокой пропускной способностью.

Часто задаваемые вопросы о колориметре для визуальной оценки цвета

1. Что может измерить изобразительный колориметр?

• Яркость
• Хроматичность (цветовые координаты, как правило, в цветовых пространствах CIE)
• Коэффициент контрастности
• Гамма-кривые
• Однородность изображения
• Дефекты MURA (неравномерность изображения на дисплеях)

2. Может ли визуальный колориметр обнаружить эффект MURA?

Да, для анализа MURA в дисплеях обычно используются имиджевые колориметры. Они способны выявлять и количественно оценивать такие дефекты, как тёмные пятна, неравномерность яркости или неравномерность цвета.

3. Можно ли его использовать в автомобильных дисплеях и системах освещения?

Безусловно! Цветомеры для оценки изображений часто используются для оценки дисплеев приборных панелей, проекционных дисплеев (HUD) и освещения салона автомобилей.

4. Какие факторы следует учитывать при покупке колориметра для изображений?

• Точность и скорость измерения
• Разрешение датчика
• Поддерживаемые типы дисплеев, включая возможность устранения проблем с регулировкой яркости
• Возможности программного обеспечения и совместимость с системами автоматизации
• Стоимость и поддержка со стороны производителя

Проблемы, связанные с использованием визуального колориметра

Изобразительные колориметры используют камеры, оснащённые фотометрическими фильтрами, для сбора данных о яркости и цвете в пределах определённой пространственной области, однако существуют неотъемлемые сложности, которые обусловливают необходимость калибровки с помощью спектрорадиометра. Ниже приводится подробное техническое обоснование того, почему данная калибровка имеет решающее значение:

1. Калибровка плоского поля и однородность

• Задача:
  Изобразительные колориметры измеряют интенсивность света и цвет по всей площади датчика изображения (например, датчика CMOS или CCD). Эти датчики могут демонстрировать неоднородную чувствительность по всей своей поверхности, что приводит к появлению в измеренных данных таких погрешностей, как градиенты яркости и цвета.
• Решение:
  Калибровка с использованием спектрорадиометра обеспечивает компенсацию колебаний чувствительности между отдельными пикселями в изобразительном колориметре, что позволяет получить «плоскую» характеристику. Данная поправка обеспечивает равномерность измерений по всему полю зрения (FOV).

источник данных: techtarget

2. Зависимость от угла обзора и оптические аберрации

• Задача:
  Изобразительные колориметры подвержены погрешностям, связанным с углом обзора, поскольку:
  • Оптика фотоаппарата (объективы) может вызывать пространственные искажения, хроматические аберрации и эффект виньетирования (когда края изображения выглядят более тёмными).
  • Свет, попадающий в объектив под косыми углами, может не проходить через фильтры и линзы равномерно, что приводит к искажениям цвета и яркости.
• Решение:
  Спектрорадиометр обеспечивает точное одноточечное измерение под эталонным углом, как правило, перпендикулярным измеряемой поверхности. Сравнивая эти данные с результатами измерений изобразительного колориметра, можно внести поправки с учетом зависимости от угла обзора и оптических искажений.

3. Спектральное несоответствие фильтров

• Задача:
  Изобразительные колориметры используют фильтры RGB или XYZ для имитации чувствительности человеческого глаза (стандарт CIE 1931). Однако:
  • Данные фильтры являются приблизительными и могут не полностью соответствовать функциям цветового соответствия CIE.
  • Любое отклонение (спектральное несоответствие) приводит к появлению погрешностей при измерении цвета, особенно при измерении источников света со сложными спектрами, таких как OLED или microLED.
• Решение:
  Спектрорадиометр непосредственно измеряет спектральное распределение мощности источника света. Эти данные используются для калибровки фильтров колориметра с целью компенсации несоответствий и обеспечения точности колориметрических показателей (например, CIE XYZ, u’v’, CCT).

4. Временная и пространственная калибровка

• Задача:
  Цветомеры с функцией визуализации могут со временем давать отклонения в показаниях из-за износа датчика, воздействия условий окружающей среды или механических факторов. Кроме того, в процессе производства могут возникать пространственные нелинейности (например, различия в характеристиках по всему полю обзора).
• Решение:
  Периодическая повторная калибровка с использованием спектрорадиометра обеспечивает прослеживаемость изобразительного колориметра до эталона, что позволяет сохранять его точность на протяжении длительного времени. Сюда также входит коррекция погрешностей линейности в зависимости от уровня яркости.

Краткое изложение причин, по которым калибровка имеет решающее значение

Изобразительные колориметры используют пространственные данные, охватывающие тысячи или миллионы пикселей, в то время как спектрорадиометры лучше всего подходят для одноточечных измерений с высокой спектральной точностью. С учетом данных спектрорадиометра:

• Калибровка плоского поля позволяет устранить неравномерности по всей поверхности датчика изображения.
• Коррекция угла обзора позволяют уменьшить погрешности, связанные с оптикой камеры.
• Спектральная калибровка компенсирует несоответствия фильтров.
• Прослеживаемость и точность сохраняются на протяжении длительного времени, что обеспечивает надежность в различных областях применения.

Благодаря такой взаимодополняемости колориметры на основе изображений позволяют проводить быстрые измерения с пространственным разрешением, сохраняя при этом высокую точность, характерную для спектрорадиометров.

Заключение

Колориметр UPRtek Imaging представляет собой универсальный прибор, который широко применяется в сфере контроля качества, тестирования дисплеев и на производственных предприятиях. Благодаря своим передовым возможностям данное решение становится очевидным выбором для специалистов, которым необходимо эффективно и быстро проводить оценку сложных систем визуализации и освещения. В отличие от приборов для точечного измерения, имиджевые колориметры анализируют поверхности целиком за один снимок, что делает их наиболее эффективным решением для высокопроизводительных оценок.

Мы разработали вычислительные методы для анализа данных, полученных с помощью оптических датчиков, которые включают в себя методы обработки сигналов, направленные на повышение точности измерений.

Цветомеры серии Imaging компании UPRtek предлагают ряд решений с различным разрешением, в том числе модели MA120S/MA120C (12 Мп), MA310S (31 Мп) и MA650S (65 Мп), что позволяет удовлетворить разнообразные требования к измерениям в различных сферах применения. Самый выдающийся колориметр для визуализации из всех, когда-либо созданных.

От пикселей к совершенству:
Новое определение измерения цвета с помощью колориметра UPRtek Imaging

Ссылки

1. Вуи Мин, Шэнфэй Чжан, Сюэвэнь Лю, Кун Лю, Цзе Юань, Чжуобинь Се, Пэйян Сунь, Сюдун Го (2021). Обзор методов обнаружения дефектов типа «мура» в жидкокристаллических дисплеях с использованием систем машинного зрения. Специальный выпуск «Жидкие кристаллы в Китае»
   https://www.mdpi.com/2073-4352/11/12/1444?utm_source=chatgpt.com
2. Рахул Авати (2022). поле зрения (FOV).
   https://www.techtarget.com/whatis/definition/field-of-view-FOV
3. Ли-Те Фан,¹ Синь-Цзя Чэнь,¹ И-Цзе Инь,¹ Шэн-Цзи Ван,¹ Чао-Хуа Вэнь,² Чэн-Хан Куо³ (2006) Система автоматического обнаружения дефектов «мура» для жидкокристаллических дисплеев
   1Национальный университет Цзяотун (Тайвань) / 2Тайваньская ассоциация TFT-LCD (Тайвань) / 3Институт промышленных технологий (Тайвань) https://opticalengineering.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/6070/60700G/Система-автоматического-обнаружения-неравномерностей-для-жидкокристаллических-дисплеев/10.1117/12.650686.short?utm_source=chatgpt.com
4. Се, Бинь; Ху, Рунь; Чэнь, Ци; Юй, Синцзянь; У, Дань; Ван, Кай; Ло, Сяобин. (2015). Разработка линзы свободной формы с адаптивной пленкой для повышения яркости, предназначенной для улучшения общих характеристик при прямой подсветке светодиодными источниками. 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) Важность однородности для точного отображения изображений на экране.
   https://www.benq.com/en-us/knowledge-center/knowledge/screen-uniformity.html
   
6. Марк Уильямсон. (2018). Оптика для высокоточного машинного зрения
   https://www.qualitymag.com/articles/94676-optics-for-high-accuracy-machine-vision

Другие должности:

• • Пример решения для тестирования дисплеев для ближнего глаза: Достижение оптической четкости для «умных» очков следующего поколения с искусственным интеллектом
  • Обзор дисплеев, расположенных рядом с глазом: технология, компоненты, области применения и оптика
  • Что такое волноводный дисплей: Как он работает, типы и многое другое
  • Развитие хемилюминесцентной визуализации вестерн-блотов: Решение проблем с помощью инновационных решений
  • Система визуализации Вестерн-блот: Какой аппарат используется для вестерн-блота?
  • Методы анализа белков: Новая эра обнаружения и количественного определения
  • Как выбрать правильный метод обнаружения белка? 6 методов: преимущества, недостатки и области применения