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Display-Lichtmessung mit Daisy

Das Lichtlabor im Büro

Lichttechnische Messungen gehören bei der Produktion von Displays zum Standard. Während der Entwicklung müssen jedoch auch sehr unterschiedliche Messungen, meist detaillierter als in der Serienfertigung, durchgeführt werden. Das Zusammenspiel von Displayansteuerung, Messequipment und Auswertung der Messwerte ist dabei oft zeitaufwendig und fehlerbehaftet. Eine voll- oder teilautomatisierte Messung kann die Arbeit vereinfachen.

(Bild: SemsoTec GmbH)

In vielen Bereichen kommt es bei Displays darauf an, lichttechnische Anforderungen einzuhalten. Dazu gibt es Lastenhefte und Spezifikationen, die die geforderten Helligkeiten, Kontraste und Farbwerte vorgeben. Diese Parameter müssen vor Serienbeginn in den Entwicklungsphasen verifiziert, nachgewiesen und freigegeben werden. Dazu werden Muster in den Ausbaustufen vermessen, Unzulänglichkeiten aufgedeckt und nach Optimierung und Erfüllung der Anforderungen in die nächste Entwicklungsphase überführt.

Aufwendige Messung

Für die lichttechnischen Messungen gibt es einige Hersteller von Messequipment wie etwa Leuchtdichtemesskameras, Spektrometer und Spektrophotometer. Diese sind seit Jahren in vielen Betrieben im Einsatz und sind bestens geeignet, um jegliche Messaufgabe zu erledigen. Die Messdaten werden meist in individuellen Softwarepaketen verarbeitet und sind über Exportfunktionen in gängige Tabellenkalkulationsprogramme überführbar. Um die Daten dann bezüglich ihrer Güte zu bewerten, müssen diese Werte mit den Anforderungen des Kunden verglichen werden. Dies geschieht meist mit den üblichen Tools oder Macros, die eigens programmiert werden müssen. Mechanisch muss die Kamera derart gegenüber dem zu messenden Display angeordnet werden, dass die normgerechte Ausrichtung innerhalb der optischen Achse Display/Sensor gewährleistet ist. Dies ist vor allem für die in der Automobilindustrie verbreiteten BlackMura-Messung unerlässlich. Dabei wird eine winkelgenaue Ausrichtung des Displays für eine Berechnung der Homogenität und des Gradienten vorausgesetzt. Je nach Gehäuseform kann dies ein schwieriges und zeitraubendes Unterfangen sein. Oft ist es nicht möglich das Displaymodul mit seinen, vom Design vorgegebenen Gehäuseformen auf eine plane Unterlage zu positionieren. Auch muss für Messungen mit unterschiedlichen Objektiven (z.B. Konoskopie) der Abstand zwischen Prüfling und Messkamera leicht zu ändern sein. Dieser Abstand kann vollautomatisch oder manuell einstellbar gestaltet sein. Empfehlenswert ist hier eine reproduzierbare Verfahreinheit auf Basis eines 3-Achsentisches oder eines frei programmierbaren Roboterarms. Auch diese Systeme sind bereits auf dem Markt in vielen Varianten, ausgestattet mit den etablierten Hard- und Softwareschnittstellen, verfügbar. Um also eine reproduzierbare und normgerechte, lichttechnische Messung eines Displays durchführen zu können, wird eine Vielzahl von vorbereitenden Einstellungen des Messsystems, des Prüflings, sowie der nachgelagerten Auswertung und Dokumentation benötigt, die eine solche Messung sehr aufwendig und zeitintensiv machen.

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Die Daisy-Software übernimmt das Ansteuern des Displays, das Verfahren der Kamera, das Einstellen der Messparameter, das Auslösen der Messung und das Speichern der Messdaten. (Bild: SemsoTec GmbH)

Automatisiertes System

SemsoTec verfügt über langjährige Erfahrung im Bereich Displaymessung -etwa im Automotive Sektor. Zusammen mit der Entwicklungskompetenz von mechanischen Systemen sowie Softwarelösungen, war es möglich die einzelnen Komponenten, die für solch eine komplexe Messaufgabe nötig sind zu verbinden und das vollautomatisierte Messsystem Daisy (Display Automated Inspection System) zu entwickeln. Das System ist bereits in einigen Lichtlaboren bei OEMs im Einsatz. Auch in der eigenen Produktion steht eine einfachere Version als Bandendetester. Ein überarbeitetes System mit Roboterarm für das eigene Lichtlabor ist in Entstehung. Daisy ist ein autarkes Lichtlabor, das seine eigene Dunkelkammer mitbringt und daher überall in normalen Büroumgebungen aufgestellt werden kann. Das Messmittel, das eine handelsübliche Leuchtdichtemesskamera oder ein Spektrophotometer sein kann, ist auf der Verfahreinheit montiert und kann in allen Achsen bewegt werden. Das Display wird entweder zwischen verstellbaren Backen oder über spezifische Aufnahmen in die normgerechte Position gebracht. Die Ansteuerung des Displays mit den geforderten Testbildern geschieht je nach Möglichkeit manuell, etwa bei Tablets oder Smartphones, oder über die ebenfalls von SemsoTec entwickelte Videosource, etwa im Falle von CIDs oder Kombiinstrumenten.

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Die Software übernimmt

Die Daisy-Software übernimmt nun das Ansteuern des Displays, das Verfahren der Kamera (Fokussierung), das Einstellen der Messparameter, das Auslösen der Messung und das Speichern der Messdaten. Über ein Menü kann man die durchzuführenden Messungen auswählen und den Ablauf für spätere Messaufgaben abspeichern. Im Anschluss kann die Messung ausgewertet werden. Dazu sucht sich die Software die ausgewählten Spezifikationswerte aus einer Datenbank, vergleicht die Sollwerte mit den gemessenen Werten und bewertet diese, ob innerhalb oder außerhalb der Spezifikation. Als letztes wird ein Messreport erstellt, in dem alle Messparameter und Ergebnisse dokumentiert werden.

Datum:30. Januar 2023

Autoren:Michael Stützel ist Head of Development, Displays & Illumination bei SemsoTec GmbH.

Themen: Hardware und Infrastruktur

Webseite: www.semsotec.de

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