案例研究–Prometheus 色度计
适用于高要求的显示应用
显示颜色测量
消费电子行业是一个价值数十亿美元的市场，数据公司 Statista 的最新数据预测，到 2023 年，全球消费电子设备的支出将达到约 2.06 万亿美元。举个例子，根据独立研究公司Strategy Analytics的数据，现在全球几乎一半的人口拥有智能手机。这还不包括电视、AR和VR技术、可穿戴设备、语音技术和其他消费产品。在这样一个繁忙且竞争激烈的市场中，随着新参与者的快速进入，制造商必须能够以高效率运营，既要满足需求，又要确保生产的每种产品的质量水平都达到相同的高标准。当涉及到这些产品的显示器时，情况确实如此，正如Admesy CEO Steven Goetstouwers在过去15年中通过该公司与一些消费电子制造商的合作所见证的那样。他解释说：“重要的是，根据品牌，商店中销售的所有消费类设备对终端客户来说看起来都是一样的。“不应该有明显的差别，例如，当显示器应该是白色时，它却是黄色调的。
标配重复性
为了确保这一点，制造商需要准确且快速的颜色测量设备。“它必须准确，因为人眼非常善于发现色差。”Goetstouwers说，“它必须很快，因为在消费电子应用中，他们不是在制造一个设备，而是在制造数千万个设备。Admesy 为客户的一个特定应用提供定制的色度计。“制造商现在正在将物品放在显示屏下方。”Goetstouwers解释道。例如，他们正在显示屏下制造指纹扫描仪、摄像头或面部识别，以生产没有边框或摄像头切口的手机、平板电脑或笔记本电脑，但这会削弱显示屏部分区域的画质。这意味着显示屏的性能可能存在不同的点，并且该特定客户需要测量该点，以确保显示屏的这一特定部分与其它部分具有相同的性能。“挑战在于，”Goetstouwers继续说道，“这个点很小，而要变得很小，你必须从很快的颜色测量开始。这是由于较小的尺寸可能会降低测量速度的风险。“你需要一个很快的设备。”他解释道，“因为你知道你可能会因为对焦而损失很多速度，而且你需要一个很复杂的镜头系统才能获得相对较快的采样速度。我们还遇到了一个实际的问题：在这种尺寸下，你怎么知道你在测量正确的位置？
“显示屏测量必须快速，因为在消费电子应用中，他们不是在构建一个设备，而是在构建数千万个设备”
相比之下，传统上显示屏中的测量点为 10 或 20 毫米，它们位于中心，这将允许一定的误差范围。“现在，”Goetstouwers说，“因为它的光斑太小了，如果你错过了一点，即使只是短暂的，测量光斑和光斑大小就不能很好地对齐，亮度值也就可能不正确。
解决方案
这是通过在测量点的中心放置一个对准灯来解决的，因此色度计不仅可以测量，还可以发送一个红色的LED点，该点可用于检查设备以确保它处于应有的位置。“这些信息可以用来确保孔正确对齐。”Goetstouwers透露。Admesy 的团队还注意到其他客户也遇到了类似的要求。“这个对准工具，让我们从只提供传感器和测量工具，到现在能提供更完整的测量系统。为了正确读取数据，可以根据这些信息调整显示屏的位置。”该项目的成果是Prometheus系列色度计，由于Admesy光学和机械工程师之间的大量辛勤工作和合作，现在所有客户都可以使用。“整个镜头设计是我们做过的比较复杂的镜头设计之一。”Goetstouwers说。Prometheus 系列包括颜色测量、闪烁和响应时间测量选项，并提供比其前身 Hyperion 色度计更大的动态范围和更高的采样速度。它还设计为坚固耐用，适合 24/7 全天候使用，并且易于集成到生产环境中。有许多不同的镜头可供选择。对于一般显示屏测量，有 10、20 或 27mm 光斑尺寸的准直透镜。对于较小的感兴趣区域或特殊应用（如本案例研究中详述的应用），也可以选择2.1或5mm光斑尺寸的聚焦镜头版本。
基本参数
型号 | Prometheus 色度计 |
光学系统 | 准直透镜：10 mm, 10 mm 广角, 20 mm, 27 mm广角 聚焦透镜：2.1 mm, 5 mm, 10 mm 超广角 |
光电探测器 | 3个硅光电二极管，分别搭配XYZ干涉滤光片 |
光谱响应 | CIE 1931色彩匹配函数 |
亮度精度 | 低至1.5%，取决于测试亮度范围和具体型号，详情参见规格书 |
色度精度 | 低至0.0015 CIE xy，取决于测试亮度范围和具体型号，详情参见规格书 |
测量速度 | 采样率高达45 次/秒, 具体取决于亮度 |
接口 | 高速USB, RS232, 以太网，触发器连接 |
测量参数 | XYZ, Yxy, Yuv, 相关色温(CCT), 主波长, 闪烁, 响应时间 |
尺寸 | (HxWxD) 53 x 70 x 190 mm (不含镜头) |
重量 | 大约850克 |
测量参数
型号 | Prometheus 2.1mm | |||
参数 | 范围 | 准确性 | 积分时间（us） | 重复性 |
亮度(Y) | 0.003cd/m2- 12000cd/m2 | Y:±9% for Y at 0.003cd/m2 | 1000000 | Y:4% for Y at 0.003cd/m2 |
Y:±5% for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | Y:1% for Y at 0.01cd/m2 | ||
Y:±3% for Y at 0.1cd/m2 | 100000 | Y:1% for Y at 0.1cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 1cd/m2 | 33333 | Y:0.2% for Y at 1cd/m2 | ||
色度x,y | 0.01cd/m2- 4000cd/m2 | x,y:±0.006 for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0025 for Y at 0.01cd/m2 |
x,y:±0.002 for Y at 0.1cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0003 for Y at 0.1cd/m2 | ||
x,y:±0.0015 for Y at 1cd/m2 | 33333 | x,y:0.0003 for Y at 1cd/m2 | ||
x,y:0.0002 for Y at 10cd/m2 | ||||
型号 | Prometheus 27mm | |||
参数 | 范围 | 准确性 | 积分时间（us） | 重复性 |
亮度(Y) | 0.0004cd/m2- 2800cd/m2 | Y:±9% for Y at 0.0004cd/m2 | 1000000 | Y:4% for Y at 0.0004cd/m2 |
Y:±3% for Y at 0.001cd/m2 | 1000000 | Y:1.3% for Y at 0.001cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 0.01cd/m2 | 100000 | Y:0.2% for Y at 0.01cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 1cd/m2 | 33333 | Y:0.2% for Y at 1cd/m2 | ||
色度x,y | 0.003cd/m2- 2800cd/m2 | x,y:±0.003 for Y at 0.003cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0007 for Y at 0.003cd/m2 |
x,y:±0.002 for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0003 for Y at 0.01cd/m2 | ||
x,y:±0.002 for Y at 0.1cd/m2 | 33333 | x,y:0.0003 for Y at 0.1cd/m2 | ||
x,y:0.0002 for Y at 1cd/m2 | ||||
型号 | Prometheus 10mm | |||
参数 | 范围 | 准确性 | 积分时间（us） | 重复性 |
亮度(Y) | 0.003cd/m2- 12000cd/m2 | Y:±9% for Y at 0.003cd/m2 | 1000000 | Y:4% for Y at 0.003cd/m2 |
Y:±5% for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | Y:1% for Y at 0.01cd/m2 | ||
Y:±3% for Y at 0.1cd/m2 | 100000 | Y:1% for Y at 0.1cd/m2 | ||
Y:±1.5% for Y at 1cd/m2 | 33333 | Y:0.2% for Y at 1cd/m2 | ||
色度x,y | 0.01cd/m2- 4000cd/m2 | x,y:±0.006 for Y at 0.01cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0025 for Y at 0.01cd/m2 |
x,y:±0.002 for Y at 0.1cd/m2 | 1000000 | x,y:0.0003 for Y at 0.1cd/m2 | ||
x,y:±0.0015 for Y at 1cd/m2 | 33333 | x,y:0.0003 for Y at 1cd/m2 | ||
x,y:0.0002 for Y at 10cd/m2 | ||||
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