¿Qué es un Sistema de Medición de MTF de Pantallas?
Un sistema de medición de MTF de pantallas es un dispositivo para medir la MTF, que es una de las evaluaciones de la resolución de las pantallas.
MTF es la abreviatura inglesa de Modulation Transfer Function (función de transferencia de modulación) y se refiere a la función de transferencia de un sistema óptico; MTF se ilustra como una característica de frecuencia espacial.
La resolución de una pantalla no sólo depende del número de píxeles y líneas de barrido, sino también de muchos otros factores, como la matriz de píxeles, la luminancia, el contraste entre la oscuridad y la luz, las características gamma, la gama de reproducción cromática, la temperatura del color y el balance de blancos. Existen varios métodos para evaluar la resolución, pero la MTF es un método teóricamente establecido. Con esta MTF se puede evaluar la resolución global de un sistema, desde las características del objetivo de la cámara de televisión hasta el sistema de transmisión, las características de la pantalla y las características del ojo humano.
El deslumbramiento, la nitidez, el antideslumbramiento y la distribución de la transmisión se utilizan para evaluar las propiedades ópticas de la pantalla. De ellas, la calificación de la nitidez indica la llamada “borrosidad”.
La nitidez (DOI) se evalúa mediante PSF (distribución de dispersión de puntos), LSF (distribución de dispersión de líneas) y MTF (función de transferencia de amplitud).
La MTF se expresa en forma de gráfico en función de la frecuencia espacial: cuanto mayor sea el valor de la MTF, mejores serán las características de transferencia y menor el desenfoque.
Usos de los Sistemas de Medición de MTF de Pantallas
Los sistemas de medición de MTF de pantallas se utilizan como herramienta de evaluación de nitidez y control de calidad para todo tipo de pantallas, dispositivos de visualización y sus componentes y materiales.
En concreto, se utilizan para evaluar la legibilidad de paneles LCD para televisores 4K/8K, teléfonos móviles, PC, equipos para vehículos e instrumentos de medición.
La medición MTF puede utilizarse para mediciones en tiempo real y de imágenes en movimiento y se caracteriza por su gran precisión de medición, sus sistemas de medición económicos y su fácil manejo.
Principio del Sistema de Medición de MTF de Pantallas
La señal de entrada de la cámara utilizada para la medición MTF tiene una amplitud constante hasta altas frecuencias. A continuación, la amplitud de la señal de salida disminuye a medida que aumenta la frecuencia. Esta amplitud de salida puede describirse como la MTF.
Existen tres métodos para medir la MTF: el método de la rendija, el método de los bordes y el método gráfico.
1. Método de la Rendija
El método de la rendija es un método común en el que se fotografía una rendija metálica y se transforma de Fourier. Los dispositivos de prueba son relativamente caros. Este método se utiliza principalmente en Estados Unidos.
2. Método de los Bordes
El método del borde es un método en el que la imagen del borde obtenida fotografiando el borde se diferencia para obtener la LSF (linear spread function) y la MTF se calcula mediante la transformada de Fourier. Los dispositivos de prueba son relativamente baratos y la CEI (Comisión Electrotécnica Internacional) recomienda este método para la medición de la MTF.
3. Método Gráfico
El método gráfico es un método para obtener la relación de contraste entrada-salida de una onda cuadrada tomando un patrón de prueba de onda cuadrada con varios periodos y corrigiéndolo después para obtener la relación de contraste entrada-salida de una onda sinusoidal.
El patrón de prueba de onda cuadrada se compone de una rejilla de varios periodos, elaborada a partir de una fina lámina de plomo. Se intercala entre dos placas de plástico de aproximadamente 1 mm. de grosor.
El método gráfico se utiliza principalmente en Japón y Europa, ya que los dispositivos de prueba son relativamente baratos.
Características de los Sistemas de Medición de MTF de Pantallas
El dispositivo de medición de MTF de pantallas puede convertirse en un sistema capaz de evaluar la MTF de pantallas añadiendo un generador de señales y una cámara de medición al dispositivo de Medición de MTF.
Además de la medición MTF, son comunes los sistemas que pueden medir fácilmente la granularidad, la uniformidad de luminancia y las curvas de gradación con gran precisión.
Fabricantes de Sistemas de Medición de MTF de Pantallas
No hay muchos fabricantes de sistemas de medición de MTF de pantallas.
DM&S, fabricante alemán especializado en la medición de las características ópticas de las pantallas, ha lanzado al mercado un sistema de medición del deslumbramiento de las pantallas, el SMS-1000. Este sistema no sólo mide el deslumbramiento, sino que también puede evaluar otras cuatro características: nitidez (resolución), antideslumbramiento (características de reflexión) y características de transmisión. En Japón, Afrody Ltd. se encarga de las ventas y los servicios técnicos.
Astrodesign Ltd. ofrece la serie DT de sistemas de medición de MTF de pantallas. Además de poder medir la MTF de cámaras y objetivos, este sistema combina un generador de señales y una cámara de medición para medir la MTF de las pantallas en tiempo real. Esta tecnología se ha desarrollado en colaboración con la NHK. Afrody Ltd también ofrece servicios de venta y técnicos para este sistema.
S.S. Giken Co. ha producido el sistema de gestión de la calidad de imagen de las pantallas NS-2002, que evalúa la resolución, el grano y la tonalidad de las imágenes de las pantallas de rayos X. Utiliza la MTF para evaluar la resolución.
¿Qué son los Dispositivos de Medición de Deslumbramiento de Pantallas?
Un dispositivo de medición de deslumbramiento de pantallas (en inglés: Determination of magnitude of display sparkle) es un instrumento de medición que mide el grado de “deslumbramiento” en pantallas como las de televisores y smartphones.
El deslumbramiento es la aparición de finos puntos brillantes que parpadean en una pantalla de visualización. El deslumbramiento se produce cuando pequeñas irregularidades en la superficie de la pantalla actúan como lentes y causan pequeñas variaciones en el brillo y el color.
La suciedad y las materias extrañas en la pantalla, como el sebo, también pueden provocar deslumbramiento. A medida que los píxeles se hacen más y más finos en las pantallas, las irregularidades aumentan relativamente, lo que tiende a aumentar el deslumbramiento, y cada vez es más importante una evaluación cuantitativa precisa del deslumbramiento.
Usos de los Dispositivos de Medición de Deslumbramiento de Pantallas
Los dispositivos de medición de deslumbramiento de pantallas se utilizan para evaluar las características de deslumbramiento y resolución de todo tipo de pantallas, incluidos televisores 8K/4K, monitores, proyectores, smartphones y terminales tablet. También se utilizan para evaluar grandes pantallas, terminales móviles y pantallas para vehículos, que cada vez tienen una resolución más alta.
Es habitual que las pantallas de PC y smartphones lleven películas antirreflejos aplicadas a su superficie, y el deslumbramiento también puede deberse a pequeñas irregularidades en la superficie de estas películas antirreflejos. Esto se debe a que interfiere con la luz emitida por la pantalla, lo que provoca pequeñas variaciones en el brillo.
Principio de los Dispositivos de Medición de Deslumbramiento de Pantallas
Los dispositivos de medición de deslumbramiento de pantallas utilizan una cámara para fotografiar la superficie de la pantalla y miden la irregularidad de la luminancia (gradación) como un “valor de deslumbramiento” a partir de la distribución de frecuencia calculada del patrón de deslumbramiento. Si el deslumbramiento es pequeño en la evaluación visual, la distribución de frecuencias es nítida con poca variación tonal y el valor de deslumbramiento es pequeño. En otras palabras, cuanto menor es el valor de deslumbramiento, menor es la variación de luminancia y menor es el deslumbramiento.
Para medir el deslumbramiento, la superficie de la pantalla se fotografía con una cámara CCD y el valor obtenido dividiendo la desviación estándar de la distribución de luminancia de la imagen fotografiada por el valor medio se muestra en forma de porcentaje.
El ángulo desde la posición de apertura del objetivo de la cámara hasta la superficie de medición en la superficie de visualización determina el tamaño del área de resolución mínima en la superficie de visualización. El tamaño del área de resolución mínima en la superficie de visualización es inversamente proporcional al deslumbramiento. Al determinar la distancia focal del objetivo y la distancia de medición de forma que el área de resolución mínima sea la misma al disparar, el valor del resplandor en la superficie de la imagen será el mismo en diferentes condiciones de medición.
Medidas contra el Deslumbramiento de Pantallas
Una medida común contra el deslumbramiento de la pantalla es aplicar películas antideslumbrantes a la superficie de la pantalla. Las películas antirreflectantes evitan el deslumbramiento y reducen el reflejo de la iluminación. Producen imágenes de alta definición y excelente contraste.
Existe un tipo de película antideslumbrante conocida como película AG de bajo deslumbramiento. Se trata de una lámina antideslumbrante óptica que reduce el deslumbramiento incluso en pantallas de alta definición como las de los smartphones. Tiene un tacto suave al deslizar los dedos y es adecuada como película de superficie para paneles táctiles. Resistente a las huellas dactilares, la película AG de separación de fases también puede reducir el deslumbramiento en pantallas OLED.
Fabricantes de Dispositivos de Medición de Deslumbramiento de Pantallas
Existen pocos fabricantes de dispositivos de medición de deslumbramiento de pantallas.
DM&S, un fabricante alemán especializado en la medición de las características ópticas de las pantallas, ha introducido en el mercado el sistema de medición del deslumbramiento de pantallas SMS-1000. Este sistema no sólo mide el deslumbramiento, sino que también evalúa la nitidez (resolución), las propiedades antideslumbrantes (propiedades de reflexión) y las propiedades de transmisión. Es utilizado por usuarios relevantes de todo el mundo debido a su gran precisión de medición y su sencillo funcionamiento. El valor de deslumbramiento (%) se calcula como la cifra obtenida dividiendo la desviación estándar de la intensidad de brillo y su intensidad media a partir de la imagen del deslumbramiento vista por el ser humano. En Japón, las ventas y los servicios técnicos corren a cargo de Afrody Ltd.
Topcon Technohouse Corporation comercializa el espectrorradiómetro 2D SR-5100. Este dispositivo analiza las imágenes espectralmente, pero puede medir la luminancia de toda la zona de medición, lo que permite una evaluación cuantitativa del deslumbramiento y del contraste del deslumbramiento. El dispositivo de imagen de la cámara (CCD) capta la imagen de medición y la procesa. El valor del contraste de deslumbramiento se expresa como coeficiente de variación, que se utiliza para evaluar la relación relativa entre la desviación estándar dividida por el valor medio.