Im Automobilsektor und auch in anderen Branchen kommt es bei Displays darauf an, die geforderten, lichttechnischen Anforderungen einzuhalten. Hierzu gibt es Lastenhefte und Spezifikationen, die die geforderten Helligkeiten, Kontraste und Farbwerte vorgeben. Diese Parameter müssen die Hersteller vor Serienbeginn in den Entwicklungsphasen verifizieren, nachweisen und sich freigeben lassen. Hierzu werden Muster in den entsprechenden Ausbau­stufen vermessen, Unzulänglichkeiten aufgedeckt und nach Optimierung und Erfüllung der Anforderungen in die nächste Entwicklungsphase überführt.

Messkameras und Spektrometer erfordern viel Aufwand rund um die Messung

Für die lichttechnischen Messungen gibt es einige Hersteller von Messequipment, wie Leuchtdichtemesskameras, Spektrometer und Spektrophotometer. Diese sind seit Jahren in vielen Betrieben im Einsatz und eignen sich bestens, um jegliche Messaufgabe zu erledigen. Die Messdaten werden meist in individuellen Software-Paketen 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 Nutzers 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. Hier 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. Häufig 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 (zum Beispiel bei der 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 verfügbar, ausgestattet mit den etablierten Hard- und Softwareschnittstellen.

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.

Alternative: ein vollautomatisiertes Messsystem inklusive eigener Dunkelkammer

Semsotec verfügt über langjährige Erfahrung in der Messung von Displays in der Automobilindustrie. Zusammen mit der Entwicklungskompetenz von mechanischen Systemen sowie Software-Lösungen hat das Unternehmen die einzelnen Komponenten, die für solch eine komplexe Messaufgabe nötig sind, miteinander verbunden zu einem vollautomatisierten Messsystem. Heraus kam „Daisy“, was für Display Automated Inspection System steht. Es ist mittlerweile in einigen Lichtlaboren bei OEMs im Einsatz. Auch in der eigenen Produktion steht eine einfachere Version als Bandendetester. Ein neues überarbeitetes System mit Roboterarm für das eigene Lichtlabor wird gerade aufgebaut. Die Daisy ist ein autarkes Lichtlabor, das seine eigene Dunkelkammer mitbringt und daher überall in normalen Büroumgebungen aufgestellt werden kann.

Automatische Messung und Auswertung

Das Messmittel, das eine handelsübliche Leuchtdichtemesskamera oder ein Spektrophotometer sein kann, ist auf der Verfahreinheit montiert und lässt sich in allen Achsen bewegen. Das Display wird entweder zwischen verstellbaren Backen oder über spezifische Aufnahmen in die normgerechte Position gebracht. Angesteuert wird das Display mit den geforderten Testbildern je nach Möglichkeit manuell (zum Beispiel bei Tablets oder Smartphones) oder im Falle von CIDs oder Kombiinstrumenten über die ebenfalls von Semsotec entwickelte Videosource.

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 der Anwender die durchzuführenden Messungen auswählen und den ­Ablauf für spätere Messaufgaben abspeichern.

Um die Messung auszuwerten, sucht sich die Software die ausgewählten Spezifika­tionswerte aus einer Datenbank, vergleicht die Sollwerte mit den gemessenen Werten und bewertet, ob sie innerhalb der Spezifikation liegt. Zum Schluss erstellt das System einen Messreport mit allen Messparametern und Ergebnissen.

Lichtlabor für Büroumgebung geeignet

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Daisy ein vollausgestattetes kompaktes Lichtlabor ist, das sich in einer normalen Büroumgebung aufstellen lässt. Als Messsystem für lichttechnische Bewertungen von Displays erledigt es alle Aufgaben, wie Displayansteuerung, Messung, Aus- und Bewertung von Displays, aber auch anderen beleuchteten Anzeigen durch eine übersichtliche und leicht zu bedienende Software.

Autor
Michael Stützel
Head of Development, Displays & Illumination