Was ist ein MTF-Messgerät für Displays?
Ein MTF-Messgerät für Displays ist ein Gerät zur Messung der MTF, die zu den Bewertungen der Displayauflösung gehört.
MTF ist die englische Abkürzung für Modulationsübertragungsfunktion und bezieht sich auf die Übertragungsfunktion eines optischen Systems, die als räumliche Frequenzcharakteristik dargestellt wird.
Die Auflösung eines Bildschirms hängt nicht nur von der Anzahl der Pixel und der Abtastzeilen ab, sondern auch von vielen anderen Faktoren wie Pixelanordnung, Leuchtdichte, Hell-Dunkel-Raum-Kontrast, Gamma-Eigenschaften, Farbwiedergabebereich, Farbtemperatur und Weißabgleich. Es gibt verschiedene Methoden zur Bewertung der Auflösung, aber die MTF ist eine theoretisch etablierte Methode. Mit dieser MTF kann die Gesamtauflösung eines Systems bewertet werden, von den Objektiveigenschaften der TV-Kamera über das Übertragungssystem und die Anzeigeeigenschaften bis hin zu den Eigenschaften des menschlichen Auges.
Zur Bewertung der optischen Eigenschaften des Bildschirms werden Blendung, Schärfe, Entblendung und Transmissionsverteilung herangezogen. Dabei gibt die Schärfebewertung die so genannte Unschärfe an.
Die Schärfe (DOI) wird anhand von PSF (Point Spread Distribution), LSF (Line Spread Distribution) und MTF (Amplitude Transfer Function) bewertet.
Die MTF wird als Diagramm gegen die Ortsfrequenz ausgedrückt: je höher der MTF-Wert, desto besser die Übertragungseigenschaften und desto geringer die Unschärfe.
Anwendungen von MTF-Messgeräten für Displays
MTF-Messgeräte für Displays werden zur Bewertung der Schärfe und zur Qualitätskontrolle für alle Arten von Displays, Anzeigegeräten und deren Komponenten und Materialien eingesetzt.
Insbesondere werden sie zur Bewertung der Lesbarkeit von LCD-Panels für 4K/8K-Fernseher, Mobiltelefone, PCs, Fahrzeugausrüstungen und Messgeräte eingesetzt.
Die MTF-Messung kann für Echtzeit- und Bewegtbildmessungen eingesetzt werden und zeichnet sich durch hohe Messgenauigkeit, kostengünstige Messsysteme und einfache Bedienung aus.
Funktionsweise des MTF-Messgeräts für Displays
Das Eingangssignal der zur MTF-Messung verwendeten Kamera hat bis zu hohen Frequenzen eine konstante Amplitude. Danach nimmt die Amplitude des Ausgangssignals mit steigender Frequenz ab. Diese Ausgangsamplitude kann als MTF bezeichnet werden.
Es gibt drei Methoden zur Messung der MTF: die Spaltmethode, die Kantenmethode und die Diagrammmethode.
1. Spaltmethode
Bei der Spaltmethode wird in der Regel ein Metallspalt aufgefangen und eine Fourier-Transformation durchgeführt. Die Prüfgeräte sind relativ teuer. Die Spaltmethode wird hauptsächlich in den USA verwendet.
2. Kantenmethode
Bei der Kantenmethode wird das durch Fotografieren der Kante gewonnene Kantenbild differenziert, um die LSF (lineare Streufunktion) zu erhalten, und die MTF wird durch Fourier-Transformation berechnet. Die Testgeräte sind relativ kostengünstig und die IEC (Internationale Elektrotechnische Kommission) empfiehlt diese Methode für die MTF-Messung.
3. Diagramm-Methode
Die Diagramm-Methode ist eine Methode zur Ermittlung des Eingangs-Ausgangs-Kontrastverhältnisses einer Rechteckwelle, bei der ein Rechteck-Testmuster mit verschiedenen Perioden aufgenommen und dann korrigiert wird, um das Eingangs-Ausgangs-Kontrastverhältnis einer Sinuswelle zu erhalten.
Das Rechteck-Testmuster besteht aus einem Gitter mit verschiedenen Perioden, das aufwendig aus dünner Bleifolie hergestellt wird. Dieses wird zwischen zwei Kunststoffplatten von etwa 1 mm Dicke gelegt.
Die Diagramm-Methode wird hauptsächlich in Japan und Europa verwendet, da die Testgeräte relativ preiswert sind.
Merkmale von MTF-Messgeräten für Displays
Das MTF-Messgerät für Displays kann durch Hinzufügen eines Signalgenerators und einer Messkamera zum MTF-Messgerät zu einem System für die MTF-Bewertung von Displays ausgebaut werden.
Zusätzlich zur MTF-Messung sind Systeme üblich, die auf einfache Weise Körnigkeit, Leuchtdichtegleichmäßigkeit und Gradationskurven mit hoher Genauigkeit messen können.
Hersteller von MTF-Messgeräten für Displays
Es gibt nicht viele Hersteller von MTF-Messgeräten für Displays.
DM&S, ein deutscher Hersteller, der sich auf die Messung der optischen Eigenschaften von Bildschirmen spezialisiert hat, hat ein System zur Messung der Blendung von Bildschirmen, das SMS-1000, auf den Markt gebracht. Dieses System misst nicht nur die Blendung, sondern kann auch vier andere Eigenschaften bewerten: Schärfe (Auflösung), Blendschutz (Reflexionseigenschaften) und Übertragungseigenschaften.
Die MTF-Messgeräte für Displays der DT-Serie sind bei Astrodesign Ltd. erhältlich. Zusätzlich zu der Möglichkeit, die MTF von Kameras und Objektiven zu messen, kombiniert dieses System einen Signalgenerator und eine Messkamera, um die MTF von Displays in Echtzeit zu messen. Diese Technologie wurde in Zusammenarbeit mit NHK entwickelt.
S.S. Giken Co. hat das Bildqualitätsmanagementsystem NS-2002 für Displays entwickelt, das die Auflösung, Körnigkeit und Tonalität von Röntgenbildern bewertet. Es verwendet MTF zur Bewertung der Auflösung.