T/CVIA 157-2025 激光显示产品光输出寿命测试方法

　　ICS 31.120 CCS L50

　　团 体 标 准

　　T/CVIA 157-2025

　　激光显示产品光输出寿命测试方法

　　Light output lifetime test method for laser display

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

　　本文件由青岛海信激光显示股份有限公司提出。

　　本文件由中国电子视像行业协会归口。

　　本文件起草单位：青岛海信激光显示股份有限公司、中光学集团股份有限公司、中国华录集团有限公司、深圳光峰科技股份有限公司、成都菲斯特科技有限公司、深圳市火乐科技发展有限公司、青岛海尔多媒体有限公司、四川长虹电器股份有限公司、扬州吉新光电有限公司、中山联合光电科技股份有限公司、杭州中科极光科技有限公司、成都极米科技股份有限公司、杭州科汀光学技术有限公司、芯鼎微(中山)光电半导体有限公司、上海唯视锐光电技术有限公司、江苏舜合物联网科技有限公司、上海凝汐智能科技发展有限公司、宁波激智科技股份有限公司、深圳市海高特科技有限公司、深圳市光科全息技术有限公司、江苏久誉显示科技有限公司。

　　本文件主要起草人：张建超、田有良、钟强、郝亚斌、冯晓曦、马卫华、孔维成、罗伟欢、吴庆富、陈晓峰、崔志龙、康健、刘昕、李一、毕勇、赵曦、金波、时保华、王蔚生、施耀华、刘丽娜、李刚、朱国富、郭滨刚、欧阳政义、张利利、刘晨。

　　本文件是首次发布。

　　激光显示产品光输出寿命测试方法

　　1 范围

　　本文件规定了以激光作为显示光源的显示产品的光输出寿命测试方法。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 43590.102-2023 激光显示器件 第 1-2 部分：术语及文字符号

　　3 术语、定义、符号和缩略语

　　3.1 术语和定义

　　GB/T 43590.102-2023 中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1.1

　　归一化光输出 normalized light output

　　光通量输出随着工作时间的延长，下降到初始光通量输出值的特定百分比。

　　3.1.2

　　光输出寿命 light output lifetime

　　激光显示产品归一化光输出降至 50%时或色度偏移超过 0.04 时，对应的工作时间。

　　3.1.3

　　随机动态噪声信号 random dynamic noise signal

　　灰阶范围在 0 到 255 之间, 在时间域和空间域上具有随机分布特性的视频信号。

　　3.2 符号和单位

　　表1中的符号适用于本文件。

　　表1 符号表

　　3.3 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　DUT:被测设备(Device Under Test)

　　LMD: 光学测量设备(Light Measuring Device)

　　R, G, B: 红，绿，蓝(Red, Green, Blue)

　　EPM: 电功率计 (Electric power meter)

　　SG: 信号发生器(Signal Generator)

　　4 老化处理

　　在测试前，DUT 需要老化 96 小时以进行初步稳定。

　　4.1 环境条件

　　老化过程在具有以下条件的洁净室中进行：

　　——环境温度： 20℃ ~ 25℃;

　　——相对湿度： 50% RH ~ 60% RH;

　　——大气压力：86 kPa ~ 106 kPa;

　　——空气洁净度等级：ISO 7 级。

　　4.2 DUT 设置

　　DUT 调至最大功耗模式。

　　在老化过程中 DUT 保持持续工作状态，投影图像保持不变。

　　4.3 信号图案

　　采用随机动态噪声信号进行老化，如图 1 所示。

　　图 1 随机噪声信号示意图

　　5 测试方法

　　5.1 标准测量环境条件

　　应在标准环境条件下进行测量：

　　——环境温度： 20 ℃ ~ 25 ℃;

　　——相对湿度： 25% ~ 85% ;

　　——大气压力： 86 kPa ~ 106 kPa。

　　当使用不同的环境条件时，应在报告中注明。

　　5.2 标准测量暗室条件

　　标准暗室的背景照度应小于0.1 lx。

　　5.3 DUT 设置

　　DUT 恢复出厂模式，设置为默认图像模式和最大亮度模式，并关闭额外的画质选项。

　　DUT 在测试过程中应保持固定焦距、固定图像大小。调整图像平面时，将根据产品规格将 DUT 放置在指定距离处。

　　5.4 测试图案

　　测量使用了四种信号：全屏白色, R, G, B 信号。

　　投影图像区域上的测量点，由图 2 所示的标记点确定：

　　图 2 测量标记点示意图

　　5.5 测试仪器

　　在整个测试过程中使用了以下设备：

　　—LMD;

　　—EPM;

　　—SG。

　　5.6 测试流程

　　通过测量 DUT 的光通量和色坐标随工作时间的变化来确定 DUT 的光输出寿命。建议测试 5 台 DUT，并将其中测试光输出输出寿命最小值作为测试结果。

　　具体采用以下步骤：

　　a)将老化 96 小时以上稳定后的 DUT，移入符合标准测量环境条件和标准测量暗室条件的光学测量实验室，设置为默认图像模式，将亮度设置为最大值，将其与 SG 和 EPM 连接。

　　b ) 输入全屏白色信号，保持工作状态 15 分钟，使 DUT 达到稳定状态。

　　c ) 通过 LMD 测量标记点 1~9 的照度及标记点 5 的色品坐标。

　　d ) 通过 EPM 测量 DUT 的功耗。

　　e) 记录照度、色品坐标和功耗的测量值及环境温度、相对湿度和工作时间，灰尘等级。

　　f) 输入全屏 R, G, B 三色信号，重复步骤3)~7)进行测量。

　　g) 将 DUT 移入洁净室，并开机保持工作状态。工作时间2000 个小时内，每隔 168 小时将 DUT 移回光学测量实验室，重复步骤 2) ~ 8)进行测量，2000 小时后，间隔 336 小时进行测量。

　　h) 测试时间达到 6000 小时或直至 DUT 出现故障后，终止测试。

　　i) 计算全屏白色，R ，G ，B 信号的每次测量的光通量，将光通量数据归一化处理。

　　j) 绘制 DUT 各测试信号的归一化光输出与工作时间的关系图。

　　k) 绘制全屏白色信号的色度偏移与工作时间的关系图。

　　l) 根据j)~k)中的关系图，可以计算得到 DUT 的光输出寿命。

　　5.7 数据处理

　　5.7.1 归一化光输出计算

　　DUT 的光通量根据公式(1)计算。

　　式中：

　　Φ—光通量。

　　En —图 2 中各标记点的照度测量值。

　　S—投影图像的面积，单位为平方米。

　　将每次测得的光通量结果，除以第一次测量的光通量结果，计算所得特定百分比即为归一化光输出。

　　根据测得归一化光输出数据及对应测试时间数据，绘制得到归一化光输出与工作时间的关系图，如图 3所示。

　　归一化光输出的拟合结果

　　图 3 归一化光输出与工作时间的关系图(示例)

　　5.7.2 归一化光输出数据拟合外推

　　在进行外推计算以预测归一化光输出数据时，主要关注光学材料透射率影响因子及灰尘累积影响因子的影响。当测试时间达到 6000 小时，归一化光输出大于 50%，光输出寿命大于 6000 小时，可通过以下数据拟合公式(2)[ 1] ，外推预测归一化光输出数据。

　　L (x) = A1 et1*x + A2 et2*x (2)

　　式中：

　　A 1—光学材料透射率影响因子;

　　A2—灰尘累积影响因子;

　　x —DUT 的工作时间;

　　t1, t2—工作时间的拟合系数。

　　将原测量数据(以图 3 中测试数据为例)与公式(2)拟合，可以计算得到对应的拟合系数(A1，A2)及拟合常数(t1, t2)，以归一化光输出达到 50%为目标值，可以计算得到光输出寿命，示例结果如表 2 所示。

　　表2 拟合参数及光输出寿命

　　通过外推公式可以计算得到的光输出数据和对应时间数据，绘制得到归一化光输出与工作时间的拟合曲线图，如图 4 所示：

　　图 4 外推归一化光输出与工作时间的关系图(示例)

　　当实际光输出寿命超过 6000 小时，小于 40000 小时时，实际测量时间与拟合外推光输出寿命的取信度如表 3 所示。

　　表3 实际测试时间与拟合外推光输出寿命的信度关系

　　5.7.3 色度偏移计算

　　通过公式(3)可以计算得到，全屏白色信号及全屏 R, G, B 信号时投影图像中心点的色度偏移 Δu’v ’n。

　　Δu’v ’n = √(u’ 0 __ u’n)2 + (v ’ 0 __ v’n)2 (3)

　　式中：

　　Δu’v’n—第 n 次测量时的色度偏移;

　　u’n, v’n—第 n 次测量时的色品坐标;

　　u’0, v’0—第 1 次测量时的色品坐标。

　　根据测得色度偏移数据及对应测试时间数据，绘制得到色度偏移与工作时间的关系图，如图5 所示

　　图 5 色度偏移与工作时间的关系图(示例)

　　5.7.4 光输出寿命计算

　　根据测得的归一化光输出数据和色度偏移数据，采用归一化光输出检查和色度偏移检查两种评估方式计算 DUT 的光输出寿命，具体计算方式如下：

　　a)当测试时间达到 6000 小时，测得的归一化光输出小于等于 50%时，根据归一化光输出与工作时间的关系图，读取归一化光输出小于等于 50%时的工作时间，可得 DUT 的光输出寿命。

　　当测试时间达到 6000 小时，测得的归一化光输出大于 50%，将原测量数据与公式(2)拟合，可以计算得到对应的拟合参数常数，以归一化光输出达到 50%为目标值，可以计算得到 DUT 的光输出寿命。

　　b)当测试时间达到 6000 小时，测得的色度偏移大于等于 0.04 时，根据色度偏移与工作时间的关系图，读取色度偏移大于等于 0.04 时的工作时间，可得 DUT 的光输出寿命。

　　当测试时间达到 6000 小时，测得的色度偏移大于等于 0.04 时且归一化光输出小于等于 50%时，取数值较小的计算结果作为 DUT 的光输出寿命。

　　可参考图 6 中所示流程图进行光输出寿命计算：

　　图 6 光输出寿命计算流程图

　　参 考 文 献

　　[ 1] Ruhai Guo, Weidong Liu, Xianrong Liu, Houjian Zhou, “Evaluation of key influence factors to luminance lifetime for laser projection TV ”, LDC'18, Yokohama, Japan, Apr. 24 - Apr. 27, 2018.