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車載顯示屏的表面外觀測試評價

來源:亞洲新能源汽車網-編譯 瀏覽次數:2160 發布日期:2020-07-27

車載顯示是近年來車載電子技術領域發展最快的方向, 隨著汽車信息化水平的提升, 越來越多的汽車裝備了車載大屏顯示系統, 極大改善了駕乘體驗,因此顯示屏的顯示效果變得尤為重要。本文主要對車載顯示屏的表面外觀評價項進行介紹,通過相關數據來客觀評價顯示屏的表面外觀,同時結合人的主觀評價,使其在各種光線環境下具有可讀性,從而達到在保證駕駛安全的前提下,提升消費者的視覺體驗。 

目前電子信息技術越來越多地滲透到汽車電子領域,車載顯示系統向網絡化、多媒體化和智能化發展日趨明顯,單就車載顯示屏而言,目前4寸屏已成為微型車的標配,8寸屏則將會成為每家主機廠主打車型的主流配置,而高檔車中會出現越來越多的10寸及以上的車載顯示屏。借助處理器性能升級,車載顯示屏的清晰度越來越高,色彩越來越豐富,對車載顯示屏的要求就越高。

1 考慮車載顯示屏表面外觀評價的必要性

考慮到主流乘用車型的消費者年輕化,電子信息技術接受程度更高,在選擇車型時會更加關注其車載顯示屏色彩的豐富程度和綜合效果。而在實際道路上城市光污染是不可避免的,強光下是否能有效、快速地閱讀顯示屏的信息至關重要,因人眼視線離開前方道路時間過長或者因強光造成人眼炫目會使道路安全事故發生的比例加大,同時顯示屏與周圍非顯示區域顏色是否匹配也成為顯示屏顯示效果好壞的評判因素。圖1為顯示屏顯示效果。

圖1 顯示屏顯示效果

2 車載顯示屏表面外觀測試評價評估項介紹

常規測試評價主要分以下幾點:顏色的差異評價、反射率的評價、光澤度評價、反射霧影評價。車載顯示屏表面外觀測試評價評估項介紹如圖2所示。

圖2 車載顯示屏表面外觀測試評價評估項介紹

3 測試參數說明

3.1 顏色參數與反射率

Y,x,y與L*,a*,b*都是顏色參數,是對同一個顏色的不同表達方式,它們有各自的色空間。Y,x,y色空間中,Y表示顏色的明度、代表了物體的反射率,x、y分別反映了顏色的色度特性,Y軸與x、y所在平面垂直。L*,a*,b*色空間中,L*表示顏色的明度,a*為正值表示主觀視覺偏紅、為負值表示主觀視覺偏綠,b*為正值表示主觀視覺偏黃、為負值表示主觀視覺偏藍,L*軸與a*、b*所在平面垂直。兩種色空間示意如圖3所示。

圖3 Y, x, y色空間和L*, a*, b*色空間示意圖

每種物體都有自己的反射率特性,這是物體的固有屬性,當光照射到的物體表面不是理想光滑時就會發生散射(或漫反射),反射率代表物體受到不同波段的光照射后將光反射回去的能力。使用CM-700d (或具有同等功能的積分球式色差儀) 能夠測得Y,x,y / L*,a*,b*值,包含SCI / SCE光學結構。國際標準中規定了不同觀察者角度(如10°) 的配色函數和光源(如D65) 的光譜特性,色差儀在測得物體的反射率特性后,以上3者經過一定的計算便可得到代表物體顏色的參數,顏色參數的計算方法如圖4所示。

圖4 顏色參數的計算示意圖

CM-700d為d/8°(漫反射照明/8°角度接收) 結構色差儀,通過光阱可實現SCI/SCE兩種測量模式的切換。SCI模式測量鏡面反射光與漫反射光,這種測量模式能把樣品表面對數據的影響降低到最小程度,更適合用于顏色品質監控和計算機配色;SCE模式測量漫反射光,這種測量模式因排除了鏡面反射光,測量數據和肉眼觀察結果更為接近。d/8°儀器結構如圖5所示。

圖5 d / 8°儀器結構示意圖

通常我們通過顯示屏顯示區域和非顯示區域的顏色差異可以評判顯示屏顏色的一致性,標準是Δa*:{AA,BM}≤2,Δb*:{AA,BM}≤2,如果兩者差值不在標準內,我們會看到兩者存在明顯的顏色差異,眼睛會感覺不舒服。

3.2 Gloss (光澤度)

Gloss是物體的表面特性,取決于物體表面對光的鏡面反射能力,所謂鏡面反射是指反射角與入射角相等的反射現象。Gloss的數值越大,代表物體表面的鏡面程度越高。常見的Gloss測量角度有20°、60°、85°三種。測量角度越大,即光的入射角度越大,在高Gloss區域變化越明顯,所以高光澤的材料要用20°的測量角度測量;反之低光澤的材料用85°的測量角度測量更為合適。Gloss的測量方法及不同測量角度下Gloss變化趨勢如圖6所示。

圖6 Gloss的測量方法及不同測量角度下Gloss變化趨勢示意圖

目前車載顯示屏的光澤度都屬于中等光澤,如果光澤度太高,人眼會感覺到晃眼睛,識別不到屏幕上的信息,如果光澤度太低,屏幕顯示模糊,人眼會看不清楚屏幕顯示的信息。

3.3 Haze (反射霧影)

Haze是由表面殘留物或細微的紋理導致的一種光學效應,表現為在高強度光源的反射周圍可看到明顯的渾濁外觀、反射對比度損失、光暈和圖案。Haze的數值越大,代表外觀渾濁的情況越嚴重。通過測量Haze,能夠確認光在物體表面的漫反射情況。即使是Gloss相同的產品,其Haze也可能是完全不同的,這類情況如圖7所示。

圖7 相同Gloss不同Haze的產品示意圖

車載顯示屏定義的Haze范圍在0~0.9,超過這個范圍,人眼看顯示屏上的信息會感覺到模糊,霧蒙蒙的,影響顯示效果。

3.4 DOI (鮮映性)

DOI反映了被測物體表面反射圖像的清晰度。DOI數值越高,代表反射圖像的清晰度越高,當DOI的數值為100時,表示產品有著完美光滑的表面。車載顯示屏標準在90~100,如果低于標準,人眼看上去會感覺到顯示屏顯示的信息不清晰。有些產品具有高反射率表面,其紋理變化非常細微,即使使用DOI測量也無法從數值上看出明顯的差別,但是目視卻能看到一些不同之處,此時DOI數據和目視結果能有更好的匹配。

4 測試方法介紹

4.1 確定測試點

如圖8所示,D1 /D2 /D3位置適用于顏色、反射率、Haze、DOI、Gloss測試。D4 / D5 / D6僅測試顏色和反射率。紅色虛線組合表示0°,金色虛線組合表示45°,黃色虛線表示90°。

圖8 測試點示意圖

4.2 測試角度和測試儀器擺放方法

按照圖8所示測試點,分別用色差儀和光澤儀按順時針方向進行0°、45°和90°測試。

4.3 顏色和反射率測試

使用柯尼卡美能達分光測色計CM-700d (或具有同等功能的積分球式色差儀),分別測試D1 / D2 / D3 / D4 / D5 / D6點處的Y,x,y / L*,a*,b*值,包含SCI / SCE。色差儀擺放方法如圖9所示。

圖9 色差儀擺放角度示意圖

4.4 Haze、DOI、Gloss測試

使用外觀質量評估儀RHOPOINT IQ-S (或具有同等功能的多角度光澤儀),分別測試D1 / D2 / D3三個位置處的Haze、DOI和Gloss(包含20°、60°和85°) 值。IQ-S擺放角度示意如圖10所示。

圖10 IQ-S 擺放角度示意圖


確定好位置和測試角度后,順時針依次測試0°、45°、90°角相關指標。

5 測試數據評價標準匯總(表1)

表1 測試數據評價標準匯總

6 結語

目前在使用的測試顯示屏表面外觀參數的光學設備有CM700D和Rhopoint IQ-S,通過測試反射率、表面顏色、Haze、Gloss、DOI這些數據來客觀評價顯示屏的表面外觀,同時結合人眼的主觀評價,綜合評判顯示屏的顯示能力,使其在各種光線環境下具有可讀性且使用過程舒服,與周圍非顯示區域顏色相互匹配,從而達到在保證駕駛安全的前提下,提升消費者的視覺體驗。

參考文獻:

[1][美]吉爾伯特,[美]海爾伯利.藝術中的物理學[M]. 北京:清華大學出版社,2011.

標簽:  車載顯示屏
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