Improving optical measurement accuracy of small LCD panels by using advanced calibration process and uncertainty analysis

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2006
Major/Subject
Viestintätekniikka
Mcode
AS-75
Degree programme
Language
en
Pages
86 s. + liitt.
Series
Abstract
Näyttöjen optisten parametrien jatkuva kehittäminen vaatii jatkuvaa mittaamista. Monimutkaisissa ja aikaa vaativissa mittaussarjoissa on yhä tärkeämpää kiinnittää huomiota optisten mittausten tarkkuuksiin. Tarkkuusvaatimukset tulevat yhä tärkeämmiksi näytönmittauksissa, joissa näyttöjen spektraaliset suoritusarvot eroavat suuresti toisistaan ja joissa näytöt voidaan mitata kalibroinneiltaan tai toimintaperiaatteiltaan eroavilla mittalaitteilla. Mittaustulokset ilman epävarmuusarviota ovat käyttökelvottomia. Mittaustulos on tarkempi sen sisältäessä epävarmuusarvion. Kun epävarmuusanalyysin kautta määritetyt mittaustarkkuusmahdollisuudet tiedetään, epävarmuusarviot voidaan liittää osaksi mittaustuloksia. Tutkimuksen tavoitteena oli määrittää kokonaisepävarmuus optisissa LCD mittauksissa. Osana tätä määritystä tutkimuksessa implementoitiin mittauslaboratorion kaikkien mittalaitteiden kalibrointiin määritetty prosessi, joka perustuu mittalaitteiden spektraaliseen kalibrointiin käytettävään kalibrointivalonlähteeseen. Tutkimus toteutettiin neljässä osassa käyttäen kolmea eri LCD näyttöä. 1)Vertailukelpoisuustestissä osoitettiin tarve yhtenäisen kalibroinnin prosessille. 2)Toistettavuustestissä päämittalaitteesta kerättiin tietoa eri epävarmuuslähteistä mittausketjussa. 3)Kalibrointiprosessin testauksessa määritettiin kalibroinnista johtuva epävarmuus näytönmittauksessa. 4)Kokonaisepävarmuus laskettiin kaikista tutkimuksessa määritetyistä osittaisepävarmuuksista ja sen havaittavuutta arvioitiin neljän värieromäärityksen kautta. Kokonaisepävarmuus laskettiin epävarmuuspropagointikaavojen avulla. Luminanssin epävarmuus oli ±2.26%, joka osoittautui alemmaksi kuin suositeltu ±5% ja valmistaja kalibrointien lupaama ±3%. Luminanssin epävarmuudesta voitiin laskea epävarmuus kontrastisuhteelle, joka oli ±3.19%. Värikoordinaattien epävarmuus vaihteli arvojen ±0.0005 ja ±0.0047 välillä riippuen mitatusta spektristä ja käytetystä väriavaruudesta. Värikoordinaattien epävarmuus propagoitui näytön gamutissa epävarmuusarvoina välillä ±0.58% ja ±0.79% riippuen näytön värintoistokyvystä ja väriavaruudesta. Tutkimuksen aikana tehtyjen havaintojen mukaan vertailukelpoisten tulosten mittaaminen on hyvin vaikeaa, vaikka laitteiston kalibrointi toimisikin oikein. Vaikeus johtuu siitä, että optisia mittaustuloksia ei voida verrata absoluuttisesti oikeaan arvoon kuten etäisyysmittauksissa metrimittaan. Tulokset toivat esille selviä tarpeita tutkia mittausepävarmuutta ja -ympäristöä myös vastaisuudessa.
Description
Supervisor
Saarelma, Hannu
Thesis advisor
Raatikainen, Pekka
Keywords
calibration, kalibrointi, spectrometer, spektrometri, light measurement, valon mittaaminen, display measurement accuracy, näytönmittauksen tarkkuus, measurement uncertainty, mittausepävarmuus, uncertainty propagation, epävarmuuden propagointi, visibility of color difference, värieron havaittavuus
Other note
Citation