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屋外機器が視認性要件を満たせないケースは、決まってあるパターンで発生します。データシート上ではパネルの輝度は十分でも、表面からの反射光がパネルの発光光量を上回るため、消費者は鏡を見ているように感じてしまうのです。これを防ぐための仕様は、輝度値ではなく、測定された周囲環境におけるコントラスト要件、そしてそれを実現するための表面処理と接着方法です。
つまり、太陽光が当たった状態でも、画面は実用的なコントラストを維持しているということだ。
視認性とは、ディスプレイが視聴者に向けて発する光と、前面が同じ視聴者に向けて反射する光の比率です。輝度のみを指定した仕様では、分子のみが記述され、分母は無視されます。そのため、同じ輝度値を持つ2つのディスプレイでも、屋外では全く異なる動作をします。したがって、要件は、指定された周囲環境、指定された視野角における最小コントラスト比として記述し、前面の形状と接着方法を指定する必要があります。
この定式化により、要件の検証も可能になる。つまり、両当事者が同じものを、同じ形状で、同じサンプル上で測定できるということだ。
ユーザーが見るものを決定するのは、4つの要素です。
パネル表面からの放射輝度、積層構造（カバーガラス、接着剤、偏光板）の透過率、鏡面反射と拡散反射を含む前面の反射率、およびスクリーン面内の周囲照度。輝度を上げると直線的に改善されますが、消費電力と発熱が増加します。反射率を下げるか透過率を上げると、通常は単位労力あたりの実用コントラストが向上します。
光学ボンディングは内部の空気界面を除去することで透過率を向上させ、表面処理は反射率を向上させます。どちらもパネル設計ではなく積層構造に関する決定事項であるため、要求事項は部品リストではなく、可読性の目標値としてサプライヤーに提示する必要があります。
調べずに周囲の状況から導き出すようにしてください。
一日のうちで最も条件の悪い時間帯にスクリーン面の照度を測定し、前面の反射率から反射輝度を推定し、アプリケーションが必要とするコントラスト比を維持できる十分な放射輝度を要求します。表面反射率が不明な場合は、サンプルを測定します。同じ照明条件下で白色フィールドからの反射光を読み取るカラーメーターまたはイメージングカラーメーターで、直接値が得られます。色と外観の測定定義はCIEによって公開されており、測定機器と手順はX-Riteなどのベンダーによって文書化されています。
ほとんどの屋外設置の場合、コーティングと接着が大部分の役割を果たすため、結果は予想よりも狭い範囲に収まります。また、算出された数値は購入仕様書に記載すべき値であり、その数値には条件が付随しています。
3つの治療、3つの異なる仕事。
反射防止処理は、反射光を広い角度に拡散させる制御された表面構造を導入することで、目に届くピーク輝度を低減します。また、かすみを生じさせることで、画像をわずかに柔らかくします。反射防止コーティングは、各界面での反射エネルギーの総量を低減し、透過率を向上させ、背景の拡散を抑えます。ただし、コストが高く、取り扱いに敏感です。指紋防止処理は、表面に触れた部分の指紋の付着を軽減しますが、3種類の中で最も摩耗が速いです。
AGとARの組み合わせは屋外では一般的で、カバーガラスの外側面に施されます。仕様書には処理名ではなく、測定されたヘイズと反射率を記載する必要があります。なぜなら、2つのサプライヤーの「AG」は大きく異なる可能性があるからです。ヘイズの測定は、例えばASTM D1003に記載されているように、定められた方法に従います。
空気層は、第二および第三の反射面である。
ディスプレイとカバーガラスの間には、接着されていない積層構造によって2つのガラスと空気の界面が形成されます。それぞれの界面は周囲の光の一部を視聴者に向けて反射し、画像に拡散したベールをかけます。これが、接着されていないディスプレイが太陽光の下で色褪せて見える原因となる不具合です。光学接着剤で接着することで、これらの界面が除去され、透過率が向上し、結露が発生する内部表面もなくなります。
工程上のトレードオフは歩留まりと補修性であり、接着された表面は一体として交換される。接着剤の選択肢とその光学特性については、DELOやHenkelなどのサプライヤーが文書化している。
屋外での用途によって、必要な配合比率は異なります。
500 mmの距離で読み取るキオスク端末は、直射日光下でも小さな文字が読み取れるだけの十分なコントラストが必要です。5 mの距離で読み取る看板パネルは、より大きな文字が必要で、コントラストはそれほど高くなくても構いません。EV充電器のHMIは、この2つの中間に位置し、濡れた表面や埃っぽい表面を通して見ることがよくあります。ポールに取り付けられた計器類は、1 m～2 mの距離で狭い視野で読み取られます。以下の表は、要件の出発点であり、設置場所で測定された周囲環境レベルと照らし合わせて確認する必要があります。
同じ箱の中では、余分な熱はすべて熱として伝わる。
バックライトの電力はほぼ全て熱に変換され、密閉された屋外筐体内ではその熱によってLED接合部の温度が上昇し、効率が低下して寿命が短くなります。太陽光による熱取得もこれに拍車をかけます。結果として、明るさと寿命は相反する関係にあり、正確な仕様では、必要なコントラスト、それを実現する光学系、そしてそれによって生じる内部温度という、これらを一つの決定事項として扱います。
筐体が密閉されている場合、光学系の改良は、輝度を上げるよりも一般的に安価です。なぜなら、視認性を向上させると同時に発熱を抑えることができるからです。
両者が繰り返すことができる6つのステップ。
時刻、日付、そして画面に対する太陽の位置を記録してください。
設置位置におけるスクリーンの平面上の照度を測定する。
想定される視聴位置から、白色視野と暗視野の輝度を測定する。
画面全体にわたって3箇所で測定してください。最も反射率の高い箇所も含めてください。
前面表面温度と、可能であれば内部温度を記録してください。
画面を一定の露出で観察位置から撮影し、測定値と一緒に保管してください。
紛争が生じた場合は、2つの候補スタックに対して同じ手順を実行することで解決します。光学側の検出器および計測機器のオプションは、浜松ホトニクスなどのフォトニクスサプライヤーによって文書化されており、独立したテストスコープはインターテックなどの研究所によって提供されています。
アウトドア機器の場合、前面パネルがしっかりした液晶ディスプレイ搭載型が、通常はより安全な選択肢となる。
発光型ディスプレイは、反射された周囲光を自らの出力で打ち消さなければならず、直射日光下では、実用的な明るさでは到底太刀打ちできません。一方、反射防止加工を施した前面パネルを備えた透過型液晶ディスプレイは、内部反射が少なく、より明るい画面でも劣化を最小限に抑えることができます。また、反射型または半透過型技術は、周囲光と戦うのではなく、周囲光を利用するため、電力供給が限られている場合やコンテンツがシンプルな場合には、より適した選択肢となります。
したがって、ディスプレイの選定は、ディスプレイシリーズの評判よりも、コンテンツの内容と電力予算に基づいて行われる。
9つの項目によって、その要件が検証可能となる。
CDTechは、産業用ディスプレイ製品群全体にわたって高輝度および広温度範囲対応のバリエーションを製造しており、前面アセンブリには反射防止、防眩、接着などのオプションを適用しています。これらの取り組みを支える品質システムについては、品質認証ページに概要が記載されています。
優れたデータシートがあってもなお残る4つの原因。
筐体設計の後半で追加された光沢のある保護窓、光をスクリーンに反射させるベゼルや凹部、不均一に圧縮されて積層構造を歪ませるシーリングガスケット、そして反射防止表面を摩耗させて磨耗させるクリーニング方法。これらはすべてパネル設計上の決定ではなく、統合上の決定であり、実地試験よりもモックアップ段階で発見する方がコスト効率が良い。
筐体設計をリリースする前に、組み立てたユニットを屋外で、作業者の位置から最悪の時間帯に撮影することは、有効な最終確認方法である。
日光下でも視認可能なディスプレイには、何ニトが必要ですか？
普遍的な数値はありません。必要な数値は、周囲の照度と前面反射率によって異なります。接着された反射防止ディスプレイは、数百ニトでも読み取れる場合がありますが、光沢のある非接着ディスプレイは1000ニト以上では読み取れません。設置環境から数値を導き出し、輝度だけでなくコントラストを指定してください。
日光下では、OLEDはLCDよりも優れているのか？
通常、屋外機器には適していません。発光型ディスプレイは、反射する周囲光を自身の出力で打ち消す必要がありますが、反射防止加工を施した透過型LCDは内部反射が少なく、より明るい表示でも性能低下を抑えることができます。電力供給が限られており、コンテンツがシンプルな場合は、反射型ディスプレイの方がさらに優れています。
反射防止処理は画質を低下させますか？
ヘイズが増加するため、細かいディテールがわずかにぼやけますが、これはピーク時のグレアを軽減するためのトレードオフです。仕様書には、用途に応じたヘイズの範囲を明記する必要があります。細かい文字を表示する画面で周囲の光量が中程度の場合はヘイズを低く、表面が直接光源に面している場合はヘイズを高く設定します。
高輝度ディスプレイなのに、屋外ではなぜか読みにくいのはなぜですか？
多くの場合、前面が鏡面反射光を視聴者の目に反射させているか、接着されていない空気層が内部反射を引き起こしていることが原因です。表面処理、接着、および視認性の問題がほとんどの不具合の原因であり、これらの問題を修正する方が、明るさを再度上げるよりも通常は安価です。
設置時の写真、測定した周囲光量、および視聴距離をCDTechに送信してください。返信では、達成可能なコントラスト比と、それを実現する輝度、コーティング、およびボンディングスタックを提案します。
[email protected]までメールでお問い合わせいただくか、お問い合わせページをご利用ください。高輝度および広温度範囲対応のオプションは、産業用LCDディスプレイの項目に掲載されています。
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