高稳定性LED背光液晶白场仪的研究

刘玉龙; 黎俊; 江铖; 刘宏欣; 闵林

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0008

高稳定性LED背光液晶白场仪的研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0008

苏州市计量测试院，苏州 215128

基金项目: 国家质量基础的共性技术研究与应用(2018YFF0212105)

详细信息

作者简介:
刘玉龙（1988-），苏州市计量测试院工程师，研究方向：光学计量、照明与显示器检测和标准化，邮箱：liuyl@szjl.com.cn

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出版历程
- 网络出版日期: 2021-08-18
- 刊出日期: 2021-11-01

A Highly Stable White Field Instrument for LED-Backlit Liquid Crystal Displays

Suzhou Institute of Metrology, Suzhou 215128, China

摘要

摘要: 研制了一种具有亮度监视、亮度校准、亮度补偿功能的高稳定性LED背光液晶白场仪，主要用于彩色分析仪的实验室和现场校准以及亮度色度计使用中的核查。研究了其亮度、色度、光谱、稳定性、均匀性等计量特性，并评估了LED白场仪校准彩色分析仪的测量不确定度。
- 计量学 /
- 亮度 /
- 色度 /
- 白场仪 /
- 彩色分析仪
Abstract: A highly stable white field instrument for LED-backlit liquid crystal displays was developed. It has functions of luminance monitoring, luminance calibration and luminance compensation. This instrument can be used for laboratory and field calibration of color analyzers and periodic verification of luminance colorimeters. Its metrological characteristics, including luminance, chromaticity, spectrum, stability and uniformity, were studied. The uncertainty in calibration of color analyzers with the white field instrument was evaluated.
- metrology /
- luminance /
- chromaticity /
- white field instrument /
- color analyzer

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图 1 LED白场仪结构示意图

Figure 1. Block diagram of the LED white field instrument

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图 2 LED白场仪照片

Figure 2. Photo of the LED white field instrument

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图 3 光谱辐射亮度曲线图

Figure 3. Spectral radiance curve

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图 4 短期亮度稳定性

Figure 4. Short-term stability of luminance

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图 5 短期色度稳定性

Figure 5. Short-term stability of chromaticity

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图 6 长期亮度稳定性

Figure 6. Long-term stability of luminance

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图 7 长期色度稳定性

Figure 7. Long-term stability of chromaticity

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图 8 亮度均匀性

Figure 8. Uniformity of luminance

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图 9 色度均匀性

Figure 9. Uniformity of chromaticity

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表 1 白场仪6500 K白场色度色温

Table 1. Chromaticity and CCT of 6500 K white field

项目色坐标x 色坐标y 色温（K）

JJF 1079的要求 0.313 0.329 6500
白场仪实测值 0.3134 0.3187 6543

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表 2 三刺激值叠加性

Table 2. Additivity of tristimulus values

R G B R+G+B W

X 139.2 135.5 70.82 345.6 345.4
Y 77.94 247.0 26.91 351.9 351.2
Z 8.90 27.59 365.4 401.9 405.6

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表 3 不确定度分量

Table 3. The uncertainty budget

序号不确定度来源亮度色度

u₁ 上级量值溯源 1.0% 0.001
u₂ LED白场仪稳定性 0.1% 0.0003
u₃ LED白场仪均匀性 0.98% 0.001
u₄ 彩色分析仪放置角度 0.2% 0.0003
u₅ 测量重复性 0.2% 0.0002

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参考文献(12)

[1]	潘卓伟. 平板显示产业现状分析[J]. 科技中国, 2018(2): 68-72. doi: 10.3969/j.issn.1673-5129.2018.02.017
[2]	李长武, 刘宏欣, 黎俊. 新型平板显示产业计量能力分析[J]. 计量与测试技术, 2020, 47(3): 1-4.
[3]	朱建荣, 黎俊. 浅谈平板显示产业计量测试需求[J]. 工业计量, 2017, 27(4): 1-3, 16.
[4]	陈家胜, 朱小松. 智能电视彩色分析仪的研制[J]. 微电子学与计算机, 1997(5): 36-38.
[5]	张建新, 谢群慧, 吕宝俊. CM-7型彩色分析仪与电视的色度参数测量[J]. 通信与广播电视, 1995(2): 55-62.
[6]	袁琨. 颜色测量仪器关键技术及其应用研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2015.
[7]	徐海松, 叶关荣. 光电积分式色度仪器的定标研究[J]. 仪器仪表学报, 1992(1): 36-41.
[8]	Ohno Yoshi Hardis Jonathan E. . Four-Color Matrix Method for Correction of Tristimulus Colorimeters[J]. 1997(1): 301-305.
[9]	国家质量监督检验检疫总局. 亮度计检定规程: JJG 211-2005[S]. 北京: 中国计量出版社, 2005.
[10]	国家质量监督检验检疫总局. 阴极射线管彩色分析仪校准规范: JJF 1079-2002[S]. 北京: 中国计量出版社, 2002.
[11]	陈赤, 刘文德, 徐英莹, 等. 标准白场仪及视角测量方法的研究[J]. 应用光学, 2011, 32(6): 1180-1183.
[12]	国家质量监督检验检疫总局. 测量不确定度评定和表示: GB/T 27418-2017[S]. 北京: 中国标准出版社, 2017.

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doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0008

作者简介:
刘玉龙（1988-），苏州市计量测试院工程师，研究方向：光学计量、照明与显示器检测和标准化，邮箱：liuyl@szjl.com.cn

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A Highly Stable White Field Instrument for LED-Backlit Liquid Crystal Displays

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目录

项目	色坐标x	色坐标y	色温（K）
JJF 1079的要求	0.313	0.329	6500
白场仪实测值	0.3134	0.3187	6543

	R	G	B	R+G+B	W
X	139.2	135.5	70.82	345.6	345.4
Y	77.94	247.0	26.91	351.9	351.2
Z	8.90	27.59	365.4	401.9	405.6

序号	不确定度来源	亮度	色度
u₁	上级量值溯源	1.0%	0.001
u₂	LED白场仪稳定性	0.1%	0.0003
u₃	LED白场仪均匀性	0.98%	0.001
u₄	彩色分析仪放置角度	0.2%	0.0003
u₅	测量重复性	0.2%	0.0002

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