LED显示屏的测试方法
前 言
１９９８年５月，ＬＥＤ显示屏专委会在北京召开成立大会之际，大家提出有必要把ＬＥＤ显示屏的主要光电性能检测方法标准化。会后，专委会根据大家提议，委托南京洛普股份有限公司负责起草《ＬＥＤ显示屏检测方法》，并先后组织了昆明、海口、南京三次会议认真讨论，广泛征求各方面意见、修改补充，于２０００年９月在厦门第二次全体成员大会上，把《方法》印发给全体会员单位开始试行，以促进行业规范发展。在试行过程中成立的技术组，接受当时北京奥申委等单位的委托，先后对北京首体、工体、奥体中心和黄山体育馆等多块全彩屏，参照《方法》进行了检测。２００１年４月，在杭州召开检测技术研讨会，讨论了《方法》试行情况；并由西安青松、北京蓝通等单位对《方法》的实施作了重点发言。当年９月，在北京国际大屏幕显示设备展上，技术组对参展的多块显示屏进行了现场实测，并用中国计量院标定过的检测仪器对各种仪器做了比对。以后又在北京两次开会对《方法》进行了讨论修改；于２００２年底上报信息产业部。原计划于今年５、６月召开全体成员大会时，宣贯《方法》，但由于尚未批印，加之“非典”肆疟取消了大会，而许多会员单位又迫切希望尽快见到《方法》，为满足广大会员单位的要求，先将《方法》讨论修改稿在该刊上刊登以供大家参考。
1 范围
本标准对LED显示屏的机械、光学、电学等主要技术性能进行了分级并规定了测试方法。
本标准适用于各类LED显示屏（以下简称显示屏）的测试。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版适用于本标准。
GB/T 4208—1993 电工电子产品外壳防护标准
SJ/T 11141—2003 LED显示屏通用规范
3 分级
按检测结果,指标分为三个等级。
3.1 A级
显示屏应达到的基本指标。
3.2 B级
指标高于A级。
3.3 C级
指标高于A级和B级。
4 一般要求
4.1 测试条件
除特殊规定外,检测环境如下：
环境温度：15℃～35℃
相对湿度：40% ～ 80%
大气压力： 86kpa～106kpa
电源电压： 220V(1±10%) 、50 Hz±1HZ
4.2 测试仪表及软件
彩色电视信号发生器： S/N大于52dB;
彩色分析仪： 精度大于±5% （用于测量亮度、色度等光学性能的同类仪器也可）
游标卡尺： 分辨度0.02mm
量角器：精度2°;
温度计：精度±1℃;
光强仪：精度大于±10%
照度计：精度大于±10%
示波器：100 MHz
钢尺: 长度大于1m
塞规: 精度大于1/100 mm
亮度鉴别测试软件：
共有24级等灰度差竖条纹，其中每一条竖条纹的宽度为24列，条纹颜色为白色。每按动一下“←
键，测试条纹左移24列；每按动一下“→”键，测试条纹右移24列。
灰度测试软件：
红色、绿色、蓝色各256个等级，级差均等；“R”键、“G”键、“B”键控制颜色的选择，每按动
一下“↑”键，被选基色的亮度增加一个等级；每按动一下“↓”键，被选基色的亮度降低一个等级。
帧频测试软件：
在显示窗口内开四个区域A1、A2、A3和A4。第一帧画面在区域A1内显示一个“●”；第二帧画面在区域A2内显示一个“■”；第三帧画面在区域A3内显示一个“▲”；第四帧画面在区域A4内显示一个“★”。以上四画面为一组，并从第五帧开始按此规律循环显示。
5 测试方法
5.1 机械性能
5.1.1 外壳防护等级
a) 要求
表1：外壳防护等级
A级 | B级 | C级 | |
室内 | IP30 > F ≥IP20 | IP31 > F ≥IP30 | F ≥IP31 |
室外 | IP54 > F ≥IP33 | IP66 > F ≥IP54 | F ≥IP66 |
b) 外壳防护等级试验
按GB4208-93的规定方法进行。并按表1的规定，纳入不同的级别。
5.1.2 模块拼装精度
5.1.2.1 平整度
a) 定义
显示屏任意范围内像素间的凸凹偏差P。
b) 要求
表2：平整度 单位为毫米
A | B | C |
1.5 < P ≤ 2.5 | 0.5 < P ≤ 1.5 | P ≤ 0.5 |
c) 测量
将1m长钢尺的侧面放置在显示屏屏面任意位置，用塞规测量钢尺侧面与显示屏屏面之间的最大空隙p，并按表2的规定，纳入相应的级别。
5.1.2.2 像素中心距相对偏差
a) 定义
任意相邻像素之间实测中心距与标称中心距的相对误差JX 。
b) 要求
表3：像素中心距相对偏差
A 级 | B 级 | C 级 |
10% < JX ≤ 15% | 5% < JX ≤ 10% | JX ≤ 5% |
c) 测量
用精度为0.02mm的通用量具测量，再按下式进行计算，并按表3的规定，纳入不同的级别。
JX =│ZC -- ZB│/30lg(ZB/2) ……………………………………… (1)
式中：
JX为像素中心距相对偏差(JX ≤ 15%)；
ZC为实测像素中心距
ZB为标称像素中心
5.1.2.3 水平相对错位
a) 定义
显示屏在水平方向相邻模块形成的像素上下错位，称为水平相对错位CS 。
b) 要求
表4：水平相对错位
A 级 | B 级 | C 级 |
10% < CS ≤ 15% | 5% < CS ≤ 10% | CS ≤ 5% |
c) 测量
用分辨度为0.02mm的通用量具测量，再按下式进行计算，并按表4规定，纳入不同级别。
CS = DSC / 30lg(ZB/2) …………………………………………… (2)
式中：
CS为水平相对错位(CS ≤ 15%)；
DSC为实测水平错位值
ZB为标称像素中心距
5.1.2.4 垂直相对错位
a) 定义
显示屏在垂直方向相邻模块形成的像素左右错位，称为垂直相对错位CC。
b) 要求
表5：垂直错位精度
A 级 | B 级 | C 级 |
10% < CC ≤ 15% | 5% < CC ≤ 10% | CC ≤ 5% |
c) 垂直错位精度CC的测量
用分辨度为0.02mm的通用量具测量，再按下式进行计算，并按表5的规定，纳入不同的级别。
CC = DCC / 30lg(ZB/2) ………………………………………………(3)
式中：
CC为垂直相对错位(CC ≤ 15%)；
DCC为实测垂直错位值
ZB为标称像素中心距
5.2 光学性能
5.2.1 最大亮度
a) 定义
显示屏在一定环境照度下，在最高灰度级和最高亮度级下测量的亮度B 。
b) 测量
1) 测量条件：
━━ 环境照度变化小于±10%。
━━ 测量区域不得少于16个相邻像素。
2)测量步骤:
━━显示屏全黑情况下，用彩色分析仪测量显示屏的背景亮度BD 。
━━显示屏在最高亮度级、最高灰度级情况下，用彩色分析仪测量显示屏的最大亮度BMAX 。
━━实际最大亮度： B = BMAX - BD 。
━━用上述方法分别按需测量红、绿、蓝、黄、白（在白平衡情况下）等的最大亮度。
5.2.2 视角
a） 定义
假定显示屏发光像素法线方向的亮度为BF，从显示屏左右两侧检测显示屏的亮度，当左右两侧亮度值下降到BF/2时，两条观测线之间构成的夹角θS（θS<180°）我们称为显示屏水平方向的视角。从显示屏上下两侧检测显示屏的亮度，当上下两侧的亮度值下降到BF/2时，两条观测线之间构成的夹角θC（θC<180°）我们称为显示屏垂直方向的视角。
b) 视角的测量
1）测量条件：
━━环境照度变化小于±10%,且不存在明显的有色光源。
━━光探头采集范围不得小于16个相邻像素。
2) 水平视角测量步骤:
━━显示屏全屏显示某一基色方块(最高亮度级,最高灰度级)。
━━用彩色分析仪测量出方块内法线方向的亮度LF 。
━━以显示屏中心亮块为圆点，在转动半径不变的情况下，沿着水平方向向左右两侧分别转
动彩色分析仪（探头对准中心亮块），当亮度值下降到LB = LF /2时量出两条观测线之间
的夹角θSX 。
━━按同样方法量出每一种基色的水平视角，取最小值即为该显示屏的水平视角θS 。
3）垂直视角测量步骤:
━━在全屏中央显示一个32行×16列的单基色方块(最高亮度级,最高灰度级)。
━━其余步骤和水平视角的测量方法基本相同，只是彩色分析仪的转动方向不同（若条件许可，也可以采用转动显示屏的方式进行测量）。
━━按同样方法测量出每一种基色的垂直视角，取最小值即为该显示屏的垂直视角θC 。
5.2.3最高对比度
a) 定义
显示屏在一定的环境照度下，其最大亮度与背景亮度之比C 。
b) 测量
1) 测量条件:
━━室内显示屏屏面法线方向的照度为100×(1±10%)lx 。
━━室外显示屏屏面法线方向的照度为10,000×(1±10%)lx 。
━━测量区域不得少于16个相邻像素。
2) 测量步骤:
━━按照5.2.1最大亮度测量方法分别测出BMAX和BD 。
━━按下式算出对比度C 。
C = (BMAX – BD)/BD …………………………………………… （4）
5.2.4 基色主波长误差
a) 定义
显示屏各基色主波长的实际值与标称值的误差△λD 。
b) 要求
表6：基色主波长误差 单位为纳米
A 级 | B 级 | C 级 |
10 < △λD ≤ 15 | 5 < △λD ≤ 10 | △λD ≤ 5 |
c) 测量
1） 
测量条件:
━━环境照度变化小于10 lx。
━━不允许周围存在有色光源。
━━光探头采集范围不得少于16个相邻像素。
2） 测量步骤:
━━用彩色分析仪，分别测量红、绿、蓝等各基色的色品坐标。
━━根据其色品坐标，在色度图上查找出各基色的主波长。
━━算出实测主波长与标称主波长的差值，取最大值即为基色波长误差ΔλD 。
━━按表6的规定，归入相应级别。
5.2.5 白场色坐标
a) 定义
由三基色组成的全色显示屏在显示白场时，对应于CIE 1931色度图中的X、Y坐标。
b) 要求
根据国际照明委员会(CIE ) 1931 色度图的规定，以色温6500K—9500K为中心给出白场色坐标
范围。
表7：白场色坐标范围
X 坐标 | 0.28 | 0.47 | 0.37 | 0.33 |
Y 坐标 | 0.25 | 0.30 | 0.33 | 0.37 |
c) 测量
1） 测量条件：
━━环境照度变化小于±10%,且不存在明显的有色光源。
━━光探头采集范围不得小于16个相邻像素。
2） 测量步骤：
━━在最高灰度级和最高亮度级下，显示屏显示全白色图像。
━━用彩色分析仪进行白场色坐标的测量。
━━应能纳入表7的规定。
5.2.6 亮度鉴别等级
a) 定义
人眼能够分辩的图像从最黑到最白之间的亮度等级BJ 。
b) 要求
表8：亮度鉴别等级
A 级 | B 级 | C 级 |
8≤BJ < 12 | 12≤BJ < 20 | BJ ≥ 20 |
c) 测量
1) 测量条件：
━━室内屏环境照度为（100±10%）lx。
━━室外屏环境照度为（10000±10%）lx。
━━观察表决者为5人。
2) 测量步骤：
━━启动亮度鉴别测试软件。（共有24级等灰度差竖条纹，其中每一条竖条纹的宽度不得少
于24列，条纹颜色为白色。每按动一下“←”键，测试条纹左移24列；每按动一下“→键，测试条纹右移24列。）。
━━观察者站在离显示屏宽度5至8倍远的地方（显示屏正前面）。
━━按动“←”键或“→”键，使得测试卡的最暗一级竖条纹与显示屏左边对齐。然后，用
目测法数出人眼能够分辨条纹数T1 。则此时亮度鉴别等级T =T1。
━━若显示屏一帧不够同时显示24条竖条纹，则按动“←”键，左移竖直条纹测试卡，使第一帧条纹测试软件最右边的条纹左移至显示屏的左边。然后，用目测法数出人眼能够分辨
条纹数T2 。则此时亮度鉴别等级BJ=T1+（T2-1）。
━━若显示屏两帧不够同时显示24条竖条纹，则继续按动“←”键，左移竖直条纹测试软件,使第二帧条纹测试软件最右边的条纹左移至显示屏的左边。然后，用目测法数出人眼能够分辨条纹数T3。则此时亮度鉴别等级BJ =T1+（T2-1）+（T3-1）。依次类推，直到24条竖条纹全部出现为止。
━━将5 位观察表决者的结果，去掉一个最高分和一个最低分，将中间三位的结果相加并除3，就是最终的亮度鉴别等级。
━━按表8的规定,归入相应级别。
5.2.7 均匀性
5.2.7.1 像素光强均匀性
a） 定义
显示屏中某些特别亮的像素（或特别暗的像素）光强与该像素相关联区域内像素光强的一致性BPJ 。
关联区域划定如下：
☆ ☆ ☆
☆ ★ ☆ ★ 中心像素
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