液晶显示标准白场仪校准规范

JJF（闽）XXXX－XXXX液晶显示标准白场仪校准规范1范围本规范适用平面液晶显示标准白场仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件：JJG211-2005亮度计检定规程JJF1079-2002阴极射线管彩色分析仪校准规范GB/T15609-2008彩色显示器色度测量方法GB/T18910.61-2012液晶显示器件第6-1部分：液晶显示器件测试方法光电参数凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语和计量单位以下术语和定义适用于本规范。3.1相对光谱功率分布RelativeSpectralDistribution辐射量、光度量或光子量的光谱分布与某一选定参考值R之比。R可以是该分布的平均值、最大值或者任意选定的值。该量的符号为,单位为1。[JJF1032-2005,定义2.21]3.2相关色温CorrelatedColorTemperature普朗克辐射体的温度。在此温度下，它的感知色与特定观察条件下相同视亮度的给定刺激最接近。相关色温度的单位为K。[JJF1032-2005,定义5.91]3.3标准白场仪StandardWhiteField用于复现白场的标准级仪器设备。4概述液晶显示标准白场仪主要用于彩色分析仪量值溯源，通过精密的电流控制以及图像控制系统输出稳定的图形信号，可实现每个像素的红、绿、蓝信息稳定输出，保证白场光源输出的稳定性。5计量特性液晶显示标准白场仪的计量特性包括:中心点亮度、相关色温、色品坐标示值误差，亮度不均匀度与稳定度，相关色温不均匀度与稳定度，色品坐标不均匀度与稳定度各项指标见表1。表1液晶显示标准白场仪中心点亮度、相关色温、色品坐标技术要求序号参数示值误差不均匀度稳定度（/10min）1亮度±5%≤2%≤1%2相关色温±150K（3000~6500）K≤100K（3000~6500）K≤60K（3000~6500）K±300K（>6500K）≤200K（>6500K）≤120K（>6500K）3色品坐标x±0.003≤0.002≤0.001y±0.003≤0.002≤0.001注：1.以上所有指标不适用于合格性判别，仅提供参考；2.以上示值误差指标适用于具有参数显示功能的标准白场仪，其中亮度参数的示值误差为相对示值误差。6校准条件6.1环境条件6.1.1实验室环境温度（23±5）℃，相对湿度25%～85%,气压86kPa～106kPa。6.1.2实验室应为暗室，光照度≤1lx。6.1.3环境条件要求无影响仪器正常工作的电磁干扰。6.2标准设备及其他设备分光辐射亮度计（或分光辐射仪、亮度计），并经过与被校白场仪同类型光源校准，具有成像和分光功能，技术要求：波长测量范围覆盖（380～780）nm；亮度测量覆盖范围（0.1～3000）cd/m2，亮度相对扩展不确定度：不大于2.5%（k=2）；相关色温测量覆盖范围（3000～12500）K，最大允许误差：(3000～6500）K时，±75K，＞6500K时，±150K。色品坐标（x，y）扩展不确定度：不大于0.002，（k=2）。7校准项目和校准方法7.1校准项目校准项目见表2表2液晶显示标准白场仪校准项目校准项目白场颜色场中心点亮度（相对示值误差）++亮度不均匀度++亮度稳定度++中心点相关色温（示值误差）+-相关色温不均匀度+-相关色温稳定度+-中心点色品坐标（（示值误差））++色品坐标不均匀度++色品坐标稳定度++注：“+”表示应校准，“-”表示不校准；具有显示功能的液晶显示标准白场仪校准中心点亮度相对示值，相关色温、色品坐标示值误差，无显示功能的校准中心点亮度、相关色温、色品坐标。7.2校准方法7.2.1校准前检查液晶标准白场仪外观及工作正常性检查：a）仪器应有名称、规格型号、编号、制造厂名等标记。b）仪器不应有影响其电气和光学性能的机械损伤，调节旋钮、按键、开关等均应工作正常，无松动现象。c）仪器通电后能正常工作。7.2.2校准区域以标准白场仪屏幕中心区域9cm×9cm正方形确定为校准区域（生产厂家有特殊说明的，以厂家规定区域为准），将校准区域分成9个相同的虚拟正方形或长方形,各正方形或长方形区域中心为测量点（如图1所示）。图1标准白场仪校准区域示意图分光辐射亮度计（或分光辐射仪、亮度计）在校准过程中测量方向与标准白场仪表面保持垂直，通过调节旋钮将白场仪成像调至最清晰处，校准系统如图2所示。图2校准系统示意图7.2.3中心点亮度、相关色温、色品坐标开启某一色温（如6500K）下的液晶标准白场仪,预热（15～20）min稳定后,标准设备对校准中心区域P0测量3次并记录平均值作为中心点P0的亮度、相关色温、色品坐标值；对于具有显示功能的标准白场仪，读取该白场仪显示值3次并记录其平均值作为被校白场仪的亮度、相关色温、色品坐标的显示值。并用公式（1）计算亮度相对示值误差，公式（2）计算相关色温示值误差，公式（3）～（4）计算色品坐标（x，y）示值误差。QUOTE∆u=u-us（式中：——亮度相对示值误差；——亮度示值平均值，单位cd/m2；——中心点亮度标准值，单位cd/m2。QUOTE∆T=T-Ts（2式中： ——相关色温示值误差，单位K；QUOTET——相关色温示值平均值，单位K；——中心点相关色温标准值，单位K。（3）（4）式中：——色品坐标（x，y）示值误差；——色品坐标（x，y）示值平均值； ——色品坐标（x，y）标准值。7.2.4亮度不均匀度、相关色温不均匀度、色品坐标不均匀度在液晶显示对应的模式下，标准设备对校准区域（Pi(i=0,1,…，8)）正方形或矩形中的9点的亮度、相关色温与色品坐标进行测量，由式（5）计算亮度不均匀度，由式（6）计算相关色温不均匀度，由式（7）～（8）计算色品坐标不均匀度。（5）式中： LU ——亮度不均匀度； Lmax——亮度最大值，单位cd/m2； Lmin ——亮度最小值，单位cd/m2。（6）式中：TU ——相关色温不均匀度；单位K；Tmax——相关色温最大值，单位K；Tmin——相关色温最小值，单位K。xu=max（|xi–x0|）（7）式中：xu——Pi点色品坐标x不均匀度；xi ——Pi点色品坐标x值；x0 ——P0点的色品坐标x值。yu=max（|yi–y0|）（8）式中：yu——Pi点色品坐标y不均匀度；yi——Pi点色品坐标y值；y0——P0点的色品坐标y值。7.2.5亮度稳定度、相关色温稳定度、色品坐标稳定度标准设备对校准中心区域P0，每隔1min，测量1次，共计测量10min，共11次，测量亮度值分别为（L0，L1,…，L10），相关色温值分别为（T0，T1,…，T10）,色坐标值分别为（x0,y0），（x1,y1）,…,(x10,y10)；公式（9）～(10)依次计算亮度稳定度、色温稳定度；公式(11)～(12)计算色品坐标（x,y）稳定度。 （9）式中：LS ——亮度稳定度；Lmax ——亮度最大值，单位cd/m2；Lmin ——亮度最小值，单位cd/m2；——亮度值平均值，单位cd/m2。 （10）式中：TS ——相关色温稳定度；单位K；Tmax ——相关色温最大值，单位K；Tmin ——相关色温最小值，单位K。 （11）式中：xS ——色品坐标x稳定度；ximax ——测量点P0在11次测量中色品坐标x最大值；ximin ——测量点P0在11次测量中色品坐标x最小值。 （12）式中：yS ——色品坐标y稳定度；yimax ——测量点P0在11次测量中色品坐标y最大值；yimin ——测量点P0在11次测量中色品坐标y最小值。7.2.6重复7.2.3至7.2.5步骤，校准其它模式（红、绿、蓝）的亮度、色品坐标参数。8校准结果表达校准结果应在校准证书或校准报告上反映；校准证书至少应包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室的名称和地址；c）进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h）如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i）校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j）本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k）校准环境的描述；l）校准结果及测量不确定度的说明；m）对校准规范的偏离的说明；n）校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识；o）校准结果仅对校准对象有效的声明；p）未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。校准记录参考格式见附录A，校准结果参考格式见附录B。9复校时间间隔复校时间间隔根据使用的具体情况，由送校单位自主决定，建议一般不超过1年。

附录A液晶显示标准白场仪校准记录格式送校单位样品名称型号规格制造厂出厂编号标准器名称/型号编号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差溯源机构/证书编号有效期至技术依据室温（℃）相对湿度（%）大气压（kPa）照度（lx）证书编号记录编号校准地点标准设备/样品检查测量前：□正常，□不正常测量后：□正常，□不正常校准人校准日期核验人核验日期一、校准前检查□无缺陷□有缺陷二、亮度、相关色温、色品坐标参数校准显示器模式：（一）亮度Lv1.中心点P0处亮度位置3次测量平均值(cd/m2)3次显示平均值(cd/m2)相对示值误差(%)P02.不均匀度测量位置P0P1P2P3P4P5P6P7P8测量值（cd/m2）最大值（cd/m2）最小值（cd/m2）均匀度（%）3.稳定度测量次序实测值（cd/m2）平均值（cd/m2）最大值（cd/m2）最小值（cd/m2）稳定度(%/10min)L0L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10（二）相关色温(T)1.中心点P0处相关色温位置3次测量平均值（K）3次显示平均值(K)示值误差(K)P02.不均匀度测量位置P0P1P2P3P4P5P6P7P8实测值（T）最大值（T）最小值（T）不均匀度3.稳定度测量次序实测值（K）最大值（K）最小值（K）稳定度(K/10min)T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10(三)色品坐标(x,y)1.中心点P0处色品坐标位置3次测量平均值3次显示平均值示值误差xyxyxyP02.不均匀度测量位置P0P1P2P3P4P5P6P7P8实测值xy偏差值xy最大值偏差值xy不均匀度xy3.稳定度色坐标x实测值最大值最小值稳定度(/10min)x0x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10色坐标y实测值最大值最小值稳定度（/10min）y0y1y2y3y4y5y6y7y8y9y10校准人：校准日期：核验人：核验日期：

附录B液晶显示标准白场仪校准证书（内页）格式校准结果模式标称色温标称色温标称色温颜色红绿蓝白红绿蓝白红绿蓝白显示模式亮度（cd/m2）RGB设定值RGB实测值亮度P0点值不均匀度稳定度（%）相关色温P0点值不均匀度稳定度色品坐标P0点值xy不均匀度xy稳定度xy附录C液晶显示标准白场仪不确定度评定实例本附录对液晶显示标准白场仪6500K(255，255，215)模式下的中心点的亮度、相关色温、色品坐标参数测量结果进行不确定度评定。C.1亮度校准结果的不确定度评定C.1.1测量模型 （C.1）式中：——被检标准白场仪的亮度值测量平均值；C.1.2方差和灵敏系数C.1.3标准不确定度分量评定C.1.3.1标准器（分光辐射亮度计）溯源带来的不确定度u1用分光辐射亮度计来测量，上级溯源带来的不确定度Urel=2.5%（k=2），。C.1.3.2被测标准白场仪的测量重复性u2将标准白场仪调至6500K(255，255，215)模式，分光辐射亮度计对准被校标准白场仪中心P0，通过调节物镜，使被校白场仪成像最清晰时，读取测量值3次，取平均值,如此重复测量10次，并记录测量的亮度值Li(i=1,2,…,10)，根据贝塞尔公式计算10次测量的相对标准偏差，即为被测标标准白场仪的测量重复性带来的测量不确定度u2。测量数据如表C.1。表C.1被测标准白场仪多次重复测量的亮度值（cd/m2）数据表（n=10）356.4355.9356.8356.7356.7356.4356.0356.5356.9357.2 （C.2）每个数据测量3次，故C.1.3.3标准白场仪稳定度带来的测量不确定度u3依据标准白场仪稳定度技术要求≤1.0%,故稳定度带来的不确定度u3:。C.1.4合成相对标准不确定度合成相对标准不确定度的各分量如表C.2所示。表C.2不确定度来源列表不确定度来源相对不确定度（%）类型标准器带来最大允许误差的不确定度u11.25B白场仪的测量重复性u20.07A白场仪的稳定度带来的测量不确定度u30.29BC.1.5以上各不确定度分量不相关，因此合成相对标准不确定度uc计算如下： （C.3）C.1.6相对扩展不确定度的表示 Urel=kuc=1.29%×2≈2.6%,k=2 （C.4）C.1.7不确定度报告标准白场仪亮度参数校准结果的相对扩展不确定度Urel=2.6%,k=2。C.2相关色温校准结果的不确定度评定C.2.1测量模型 （C.5）式中：——被检标准白场仪的相关色温值测量平均值。C.2.2方差和灵敏系数C.2.3标准不确定度分量评定C.2.3.1标准器（分光辐射亮度计）最大允许误差带来的不确定度u1用分光辐射亮度计来测量，相关色温最大允许误差：±75K，C.2.3.2被测标准白场仪的测量重复性u2将标准白场仪调至6500K(255，255，215)模式，分光辐射亮度计对准被校准标准白场仪中心P0，通过调节物镜，使被校白场仪成像最清晰时，读取3次测量相关色温值,重复测量10次，并记录测量的相关色温值Ti(i=1,2,…10)，根据贝塞尔公式计算10次测量的相对标准偏差，即为被测标标准白场仪的测量重复性带来的测量不确定度u2。测量数据如表C.3。表C.3被测标准白场仪多次重复测量的相关色温值（T）数据表（n=10）6428641063986390639264386435642564426380 （C.6）每个数据测量：3次，故13.1K。C.2.3.3标准白场仪稳定度带来的测量不确定度u3依据标准白场仪色温稳定度技术要求≤60K，故稳定度带来的不确定度u3:。C.2.4合成相对标准不确定度合成相对标准不确定度的各分量如表C.4所示。表C.4不确定度来源列表不确定度来源不确定度（K）类型标准器带来最大允许误差的不确定度u143.3B白场仪的测量重复性u213.1A白场仪的稳定度带来的测量不确定度u317.3BC.2.5以上各不确定度分量不相关，因此合成相对标准不确定度uc计算如下： （C.7）C.2.6扩展不确定度的表示 U=kuc=48.4×2≈97K，k=2 （C.8）C.2.7不确定度报告标准白场仪相关色温参数校准结果的扩展不确定度U=97K，k=2。C.3色品坐标（x，y）校准结果的不确定度评定C.3.1测量模型 （C.9）式中：——被检标准白场仪的色品坐标平均值；——被检标准白场仪的色品坐标平均值。C.3.2方差和灵敏系数 （C.10）C.3.3标准不确定度分量评定C.3.3.1标准器（分光辐射亮度计）色品坐标（x，y）带来的不确定度u1用分光辐射亮度计来测量，上级校准标准器色品坐标（x，y）带来的不确定度:U=0.002，(k=2)，。C.3.3.2被测标准白场仪的测量重复性u2将标准白场仪调至6500K(255，255，215)模式，分光辐射亮度计对准被校准标准白场仪中心P0，通过调节物镜，使被校白场仪成像最清晰时，读取3次测量色品坐