Fläche statt Punkt

Kfz-Display-Validierung mit kalibrierter Leuchtdichtekamera
Um hohe Taktzeiten für die optische Charakterisierung eines Displays zu erreichen, wird eine Kombination aus punktueller Farbmessung mit einer hochauflösenden Leuchtdichtekamera verwendet. Die Auswertung erfolgt durch eine eingebundene Auswertesoftware die vor der Installation in der Produktionsstraße auf die spezifischen Kundenmesswerte für eine Pass/Fail-Analyse parametrisiert wird.
Bild: Karing GmbH

Für ein sicheres und angenehmes Fahrerlebnis werden Auto-Displays nach der Produktion eingehend getestet. Hierzu zählen nicht nur elektronische Funktionalitätstests sondern auch optische Inspektion auf Helligkeit, Farberscheinen und Langzeitverhalten. Um eine generelle Sicherheitsprüfung und einen Standard zu erzeugen haben sich die großen Automobilhersteller auf einen Messstandard für die Überprüfung der Displays im Fahrzeug geeinigt. Das deutsche Flachbildschirmforum (DFF) hat die Arbeitsgruppe ´German OEM Work Group Displays´, die sich mit vielen standardisierten Parameter beschäftigt, darunter auch die Homogenität und die optischen Prüfeigenschaften für Infotainmentsysteme. Der Standard beschreibt nicht die elektronischen Parameter, sondern konzentriert sich auf die optischen Eigenschaften eines Displays wie Langzeitverhalten, Kontrast oder Leuchtdichte- und Farbhomogenität, um nur einige zu nennen. Die BlackMura Auswertung beschreibt die Homogenität des Weiß- und Schwarzbildes unter definierten Bedingungen, den mittleren Leuchtdichtewert (cd/m2) beider Messungen, sowie den Kontrast.

Im Standard enthaltene Messmittel sind kalibrierte Leuchtdichte und/oder Farbmesskameras. Diese Systeme beinhalten mindestens einen photopischen Filter, der das Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges wiedergibt. Zusatzoptionen können weitere Filter für die Lichtfarbe sein, die rot, grün und blau spezifisch für das menschliche Sehen wiedergeben. Jeder Filter innerhalb eines Kamerasystems wird mit individuellen Belichtungszeiten auf die Lichtintensität und Farbe angepasst. Meist erfolgt die Vorvalidierung für die BlackMuraGradient Messung bereits in den F&E-Laboren. Die Ermittlung der Black Mura Gradient Werte kann anhand von vordefinierten Messbedingungen und durch Messung des Weiß- und Schwarzbildes automatisiert erfolgen. Binnen Sekunden sind Homogenitätswerte für Schwarz und Weiß sowie Kontrast und Gradienten bestimmt. Mit der passenden Auswertesoftware können nicht nur die Leuchtdichte und ggf. Farbe ermittelt werden, sondern auch fehlerhafte Pixel/Subpixel erkannt und aufgezeigt werden. Die Software schickt automatisch die benötigten Testbilder an das Display, nimmt ein Messbild auf und führt die jeweiligen Auswertungen anhand einer vordefinierten Sequenz durch. Der Vorteil der Messung mit Leuchtdichtekameras sind nicht nur die schnellere Taktzeiten, sondern auch der Ausschluss subjektiver (menschlicher) Fehlbeurteilungen.

Bild: BHTC

Farborterfassung & Pixeldefekterkennung

Die komplementären Farbwerte eines Displays (in x,y oder u´,v´ Koordinaten), welche zur vollständigen Dokumentation gehören, können anstatt vollflächig mit einer Farbmesskamera auch mit einem zusätzlichen Punktmessgerät ermittelt werden. Dabei können weitere Spezifikationen wie Flickereigenschaften des Displays sowie Gammawerte und Dynamikbereich erfasst werden. Punktmessgeräte messen binnen Millisekunden und werden oft zu Erfassung und Korrektur des Weisspunkts/Farborts eingesetzt. Die Korrektur wird dann spezifisch auf dem jeweiligen Display gespeichert. In vielen Fällen erfolgen diese Tests in einer zweiten Station innerhalb eines Mehrstationentesters.

Pixel- und Subpixeldefekte können in der Produktion ebenfalls detektiert werden. Oft wird irrtümlicherweise angenommen, dass für die Erkennung von Subpixelfehlern von rot, grün oder blau eine kostenintensive Farbkamera zum Einsatz kommen muss. Tatsächlich sind auch reine Leuchtdichtekameras dazu in der Lage und erheblich schneller, da nur eine Messung mit einem photopischen Filter erfolgt. So empfiehlt es sich das Display in den drei Grundfarben (rot, grün, blau) mit einer hochauflösenden Leuchtdichtekamera zu messen und so Rückschlüsse auf fehlerhafte Pixel/Subpixel zu ziehen. Die Vorteile einer Farb- und Leuchtdichtekamera liegen in der Auswertung des gesamten Displays auf Farbhomogenität und/oder Farbgradienten, wohingegen das mit einer punktuellen Messung der Farbe nicht möglich ist. Der Nachteil der Farbkamera liegt in den verlängerten Belichtungszeiten die für die Farbmessung mit filterbasierenden Messmitteln notwendig sind.

Fazit

Aufgrund der zeitaufwendigen Messungen sind zwei Messgeräte, die aufeinander abgestimmt sind und nacheinander komplementär die benötigten Werte liefern, eine schnelle und kostenreduzierte Alternative zu einem Komplettkamerasystem welches alle Parameter in einem System vereint. Diese haben ihre Stärken in der Auswertung von Farbhomogenität oder -gradienten auf dem gesamten Display, Überprüfungen, die im Moment noch eher dem Consumer Elektronic Markt vorbehalten sind. Allerdings werden sich langfristig wohl auch im Automobilbereich flächendeckende Farbmessungen anstatt Punktmessungen etablieren.

www.konicaminolta.eu

www.radiantvisionsystems.com

Das könnte Sie auch Interessieren