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Le apparecchiature per esterni non soddisfano i requisiti di leggibilità in modo prevedibile: il pannello risulta sufficientemente luminoso sulla scheda tecnica, ma la superficie frontale riflette più luce di quanta ne emetta, e il cliente vede un'immagine speculare. La specifica che impedisce questo problema non è un valore di luminosità, bensì un requisito di contrasto in condizioni ambientali misurate, unitamente al trattamento superficiale e al metodo di incollaggio che lo rendono realizzabile.
Significa che lo schermo mostra ancora un contrasto utilizzabile anche in presenza del sole.
La leggibilità è il rapporto tra la luce emessa dal display verso l'osservatore e la luce riflessa dalla superficie frontale verso lo stesso osservatore. Una specifica che menziona solo la luminanza descrive il numeratore e ignora il denominatore, motivo per cui due display con lo stesso valore di luminosità si comportano in modo completamente diverso all'aperto. Il requisito dovrebbe quindi essere espresso come contrasto minimo in determinate condizioni ambientali, a un angolo di visione specificato, indicando la superficie frontale e il metodo di incollaggio.
Tale formulazione rende inoltre il requisito verificabile: entrambe le parti possono misurare la stessa cosa, nella stessa geometria, sullo stesso campione.
Quattro elementi determinano ciò che l'utente visualizza.
La luminanza emessa dalla superficie del pannello, la trasmissione dello strato composito (vetro di copertura, adesivo, polarizzatori), la riflettanza della superficie frontale, comprese le componenti speculari e diffuse, e l'illuminazione ambientale sul piano dello schermo. Aumentare la luminanza contribuisce in modo lineare, ma a scapito del consumo energetico e della produzione di calore; ridurre la riflettanza o aumentare la trasmissione solitamente produce un contrasto più utilizzabile per unità di sforzo.
Il bonding ottico migliora il termine di trasmissione eliminando le interfacce d'aria interne, mentre il trattamento superficiale migliora il termine di riflettanza. Entrambe sono decisioni relative allo stack piuttosto che al pannello, motivo per cui il requisito dovrebbe essere fornito al fornitore come obiettivo di leggibilità piuttosto che come elenco di componenti.
Ricavalo dalle condizioni ambientali anziché cercarlo.
Misurare l'illuminamento sul piano dello schermo nel momento peggiore della giornata, stimare la luminanza riflessa dalla riflettanza della superficie frontale e richiedere una luminanza emessa sufficientemente elevata da mantenere il rapporto di contrasto necessario all'applicazione. Qualora la riflettanza della superficie non sia nota, misurare un campione: un colorimetro o un colorimetro per immagini che legge la luce riflessa da un campo bianco nelle stesse condizioni di illuminazione fornisce direttamente il valore. Le definizioni per la misurazione del colore e dell'aspetto sono pubblicate dalla CIE , mentre gli strumenti e le procedure di misurazione sono documentati da fornitori come X-Rite.
Per la maggior parte delle installazioni esterne, il risultato rientra in un intervallo più ristretto rispetto alle aspettative, poiché il rivestimento e l'incollaggio svolgono gran parte del lavoro. Il valore ottenuto è anche quello da inserire nelle specifiche di acquisto, poiché ne tiene conto delle condizioni.
Tre trattamenti, tre lavori diversi.
Il trattamento antiriflesso introduce una struttura superficiale controllata che diffonde il riflesso su un ampio angolo, riducendo la luminosità di picco che raggiunge l'occhio; aumenta la foschia, che ammorbidisce leggermente l'immagine. Il rivestimento antiriflesso riduce l'energia totale riflessa su ogni interfaccia, migliorando la trasmissione e riducendo lo sfondo diffuso; costa di più ed è più sensibile alla manipolazione. Il trattamento anti-impronta riduce le sbavature nei punti in cui la superficie viene toccata ed è quello che si usura più rapidamente dei tre.
La combinazione di AG e AR è comune all'esterno, applicata alla superficie esterna del vetro di copertura. La specifica dovrebbe indicare la torbidità e la riflettanza misurate, piuttosto che il nome del trattamento, poiché i valori di "AG" di due fornitori possono differire sostanzialmente. La misurazione della torbidità segue un metodo definito, descritto ad esempio nella norma ASTM D1003.
Un'intercapedine d'aria costituisce una seconda e terza superficie riflettente.
Tra il display e il vetro di copertura, uno strato non incollato crea due interfacce vetro-aria. Ciascuna riflette parte della luce ambientale verso l'osservatore e aggiunge un velo diffuso all'immagine, che è esattamente il difetto che fa apparire sbiadito un display non incollato alla luce del sole. L'incollaggio con un adesivo ottico elimina queste interfacce, migliora la trasmissione e elimina la superficie interna dove si forma la condensa.
Il processo prevede compromessi tra resa e riparazione: la parte frontale incollata viene sostituita come un unico blocco. Le opzioni relative ai materiali adesivi e le loro proprietà ottiche sono documentate da fornitori come DELO e Henkel.
Le diverse applicazioni esterne richiedono rapporti diversi.
Un chiosco con display leggibile a 500 mm necessita di un contrasto sufficiente per testi di piccole dimensioni in pieno sole; un pannello di segnaletica leggibile a 5 m richiede elementi più grandi e può tollerare un contrasto inferiore; l'interfaccia uomo-macchina (HMI) di una stazione di ricarica per veicoli elettrici si colloca tra le due distanze e viene spesso visualizzata attraverso una superficie bagnata o polverosa; la strumentazione su un palo viene letta a una distanza compresa tra 1 e 2 m con un campo visivo ristretto. La tabella seguente rappresenta un punto di partenza per la definizione dei requisiti, da verificare in base ai livelli ambientali misurati presso l'installazione.
Ogni nit in più si trasforma in calore all'interno dello stesso contenitore.
La potenza della retroilluminazione si converte quasi interamente in calore e, in un contenitore esterno sigillato, questo calore aumenta la temperatura di giunzione dei LED, riducendo l'efficienza e accorciandone la durata. Anche l'irraggiamento solare contribuisce a questo effetto. Di conseguenza, luminosità e durata sono in diretto conflitto tra loro e, in una specifica onesta, questi due aspetti vengono considerati come un'unica scelta: il contrasto richiesto, la configurazione ottica necessaria per ottenerlo e la temperatura interna che ne deriva.
Quando l'involucro è sigillato, migliorare lo stack ottico è solitamente più economico che aumentarne la luminosità, perché migliora la leggibilità e riduce il calore allo stesso tempo.
Sei passaggi che entrambe le parti possono ripetere.
Annotare l'ora, la data e la posizione del sole rispetto allo schermo.
Misurare l'illuminamento sul piano dello schermo nel punto di installazione.
Misurare la luminanza in campo bianco e in campo scuro dalla posizione di osservazione prevista.
Effettuare le misurazioni in tre punti dello schermo, includendo l'area con la maggiore riflettività.
Registrare la temperatura della superficie anteriore e, se disponibile, la temperatura interna.
Fotografa lo schermo dalla posizione di visione con un'esposizione fissa e allega la foto alle misurazioni.
In caso di controversia, la stessa procedura, applicata a due stack candidati, permette di risolverla. Le opzioni relative a rivelatori e strumenti per la parte ottica sono documentate da fornitori di componenti fotonici come Hamamatsu , mentre i test indipendenti sono condotti da laboratori come Intertek.
Per le apparecchiature da esterno, un display LCD con un buon pannello frontale è solitamente la scelta più sicura.
Un display emissivo deve contrastare la luce ambientale riflessa con la propria emissione luminosa e, in pieno sole, questa è una battaglia persa a qualsiasi livello di luminosità pratico. Un LCD trasmissivo con un rivestimento antiriflesso integrato riflette meno internamente e può essere spinto a livelli di luminosità più elevati con minori penalizzazioni, mentre una tecnologia riflettente o transflettiva sfrutta la luce ambientale anziché contrastarla ed è la scelta migliore quando l'energia è scarsa e il contenuto è semplice.
La decisione si basa quindi sui contenuti e sul budget energetico, piuttosto che sulla reputazione della famiglia di display.
Nove elementi rendono il requisito verificabile.
CDTech realizza varianti ad alta luminosità e con ampio intervallo di temperature per tutta la sua gamma di display industriali e applica opzioni antiriflesso, antiabbagliamento e di incollaggio al front-end; il sistema di qualità alla base di questo lavoro è riassunto nella pagina delle certificazioni di qualità.
Quattro cause che resistono a una buona scheda tecnica.
Una finestra protettiva lucida aggiunta in una fase avanzata della progettazione dell'involucro; una cornice o un incavo che riflette la luce sullo schermo; una guarnizione di tenuta che si comprime in modo non uniforme e deforma la pila; e un regime di pulizia che usura la superficie antiriflesso fino a lucidarla. Ognuna di queste è una decisione di integrazione piuttosto che una decisione relativa al pannello, ed è più economico individuarla in un prototipo che in una prova sul campo.
Un utile controllo finale consiste nel fotografare l'unità assemblata all'aperto, nell'ora peggiore, dalla posizione dell'operatore, prima che il progetto dell'involucro venga rilasciato.
Di quanti nit ha bisogno un display leggibile alla luce del sole?
Non esiste un valore universale. Il requisito dipende dall'illuminazione ambientale e dalla riflettanza della superficie frontale: un display antiriflesso incollato può essere leggibile a poche centinaia di nit in condizioni in cui un display lucido non incollato, con oltre mille nit, non lo è. Ricava il valore dalle condizioni di installazione e specifica il contrasto anziché la sola luminanza.
Gli schermi OLED offrono prestazioni migliori rispetto agli LCD alla luce del sole?
Generalmente non è una soluzione adatta per dispositivi esterni. Un display emissivo deve compensare la luce ambientale riflessa con la propria emissione luminosa, mentre un LCD trasmissivo con un rivestimento antiriflesso integrato riflette meno internamente e può essere impostato su una luminosità maggiore con minori penalizzazioni. Dove l'energia è scarsa e il contenuto è semplice, una tecnologia riflettente è ancora più indicata.
Il trattamento antiriflesso riduce la qualità dell'immagine?
Questo fenomeno crea una leggera velatura, che ammorbidisce leggermente i dettagli più fini, e questo è il compromesso necessario per ridurre i picchi di abbagliamento. Le specifiche dovrebbero indicare l'intervallo di velatura appropriato all'applicazione: inferiore dove lo schermo visualizza testi di piccole dimensioni e la luce ambientale è moderata, superiore dove la superficie è rivolta direttamente verso una sorgente luminosa.
Perché il mio schermo ad alta luminosità è ancora illeggibile all'aperto?
Nella maggior parte dei casi, il problema è dovuto al fatto che la superficie frontale riflette in modo speculare verso l'occhio dell'osservatore, oppure a un'intercapedine d'aria non incollata che crea riflessi interni. Il trattamento della superficie, l'incollaggio e la geometria di visualizzazione spiegano la maggior parte dei guasti, e correggerli è solitamente più economico che aumentare nuovamente la luminosità.
Inviate a CDTech la foto dell'installazione, la luce ambientale misurata e la distanza di visione; la risposta indicherà il contrasto ottenibile e proporrà la luminosità, il rivestimento e la combinazione di incollaggio necessari per raggiungerlo.
Contatta [email protected] o utilizza la pagina dei contatti ; le opzioni ad alta luminosità e con ampio intervallo di temperatura sono elencate nella sezione display LCD industriali.
Leggibilità alla luce solare e condizioni di visualizzazione
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