T/CVIA 81.3-2022 显示产品视觉健康技术要求 第3部分：教育平板电脑

　　团 体 标 准

　　T/CVIA 81.3-2022

　　显示产品视觉健康技术要求第 3 部分: 教育平板电脑

　　Vision health technical requirements for display products

　　Part 3: education tablet

　　中国电子视像行业协会 发布

　　前 言

　　网络与信息技术的发展使人们越来越依赖于通过显示终端来获取与交流各种信息。而视觉显示终端设备的普及使得老年人、低龄儿童甚至幼儿也成为使用群体，显示终端设备对人们的影响面进一步扩大。由于各类视觉终端设备制造成本的降低以及各类软件的丰富和强大，使得人们获取视觉显示终端设备更加地便捷，对视觉显示终端的依赖程度和使用时间也不断增长。目前， 人们长时间使用视觉显示设备，容易造成视物模糊、眼睛干涩、眼痛、头晕脑胀等视疲劳现象，严重影响到用户的视觉及身心健康，可能导致近视低龄化趋势及其他眼科疾病的发生。

　　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。

　　《显示产品视觉健康技术要求》计划发布以下部分：

　　——第1部分：电子白板

　　——第2部分：智能液晶电视

　　——第3部分：教育平板电脑

　　——第4部分：头戴式VR设备

　　……

　　教育平板电脑是家庭教育市场上的重要产品，因主要使用群体为学生,所以对视觉健康的要求是十分必要的。同时该项目也是中国电子视像行业协会显示与视觉健康创新分会规划的健康显示产品系列标准的一部分。

　　本标准是根据社会与行业发展需求，由分会联合相关成员单位及合作单位共同制定的，旨在为企业提供教育平板电脑视觉健康测试及评价方法，以达到规范市场的目的。

　　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。

　　本文件由中国电子视像行业协会显示与视觉健康创新分会提出，由中国电子视像行业协会归口。

　　本文件起草单位：武汉华星光电技术有限公司、TCL通讯科技控股有限公司、TCL实业控股股份有限公司、中国电子视像行业协会、中国标准化研究院、厦门市计量检定测试院、浙江三色光电技术有限公司、苏州市计量测试研究所、厦华科技有限公司、工信部电子五所、南昌大学、中国科学院自动化研究所、深圳市正星光电技术有限公司、纳晶科技股份有限公司

　　本文件起草人：李邦荣、李丹、郝亚斌、冯晓曦、彭健锋、黄卫东、江沛、季洪雷、张运红、阮玉娇、牟同升、刘宏欣、薛元、韦胜钰、方文卿、王丹力、黄小球、康永印、张利利。

　　显示产品视觉健康技术要求 第 3 部分 教育平板电脑

　　1 范围

　　本文件规定了的教育平板电脑产品基于视觉健康的目的，所采用的技术、评价指标和测试方法。

　　本文件适用于采用透射式液晶显示面板的教育平板电脑产品，采用有机发光显示面板和其他类型面板的教育平板电脑产品也可部分参考采用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适

　　用于本文件。凡是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/T18910.61-2012 液晶显示器件 第6-1部分：液晶显示器件测试方法 光电参数

　　SJ/T 11348-2016 平板电视显示性能测量方法

　　T/CVIA 61-2017 健康显示器件 第1部分 移动终端用低蓝光显示器件技术要求与测试

　　方法

　　T/CVIA 75-2019 健康显示器件 第3部分 低闪烁显示器件技术要求与测试方法T/CVIA 81-2021 显示产品视觉健康技术要求 第1部分 电子白板

　　3 术语与定义

　　SJ/T 11348-2016 中规定的以及下列术语与定义适用于本文件。

　　3.1

　　教育平板电脑 education tablet

　　面向教育用户，内置厂商自研或第三方教育资源，管控安装娱乐APP应用，以学习为主要使用目的的平板电脑。

　　3.2

　　环境光亮度适应范围 environment brightness adapt range指显示亮度可发生变化的环境亮度的上下限之间的范围。

　　3.3

　　闪烁率 flicker

　　闪烁的程度,一般以光信号波动幅值除以光信号平均值，以%表示，或取其对数以dB表示。

　　4 视觉健康技术及对应参数

　　4.1 低蓝光技术

　　抑制短波蓝光的技术， 目前的实现技术有两种：

　　1) 将背光源蓝光主波长向长波长方向移动，以减少短波蓝光占比来实现。

　　2) 降低蓝光波幅。

　　一般可用短波蓝光占比来表示。

　　4.2 圆偏光技术

　　使显示设备输出光在各个方向的强度都相等的光转换技术。

　　可用偏光度来表示。

　　4.3 亮度自适应技术

　　感应器接收环境光照度，当环境光照度发生变化时，平板(显示器)的亮度随之变化的功能。

　　4.4 低反射技术

　　指显示设备在外部环境光的照射下，有较低的反射，以降低对显示效果的影响。

　　一般用反射率来表示。

　　4.5 其他技术

　　时长控制：对单次连续观看的时长进行提醒(如持续30分钟，休息10分钟);

　　距离提醒：对观看者与屏幕的距离进行提醒;

　　躺姿提醒：对观看者不正确姿势进行提醒;

　　抖动提醒：对显示设备的翻转或抖动进行提醒;

　　感光提醒：对观看环境亮度超出设定阈值进行提醒。

　　5 要求

　　5.1 基本光电指标要求

　　教育平板电脑的基本光学性能具体如表1所示：

　　表 1 教育平板电脑的基本光学性能要求

　　5.2 健康显示客观指标要求

　　5.2.1 整体功能要求

　　产品所需具有的视觉健康功能要求，如表2所示：

　　表2 视觉健康功能要求

　　5.2.2 分级技术指标要求

　　对于视觉健康技术要求，其具体技术指标评分标准如表3所示：

　　表3 具体技术指标评分标准(1级为优)

　　根据上表各单项技术指标得分加和的总分进行分级评定(备注：不符合标准则单项计分为0分)

　　分级标准：

　　总分≥95 ，1级;

　　总分≥75 ，2级;

　　总分≥60 ，3级。

　　6 测量方法

　　6.1 环境要求

　　测试环境依据实验设计及测试需求而定，下列因素可以参考：

　　如果做不同样品间的对比，应保持测试环境一致。

　　测试应在暗室环境中进行，控制杂散光照度，通常杂散光照度小于0.1勒克斯(lux)，并且在测试过程中测试环境不能有变化。

　　通常，宜在下列环境条件下进行测量：

　　----环境温度：25±5℃;

　　----相对湿度：25%～75%RH;

　　----环境气压：86~106kPa。

　　6.2 测量准备

　　1) 要求测量前电池电量达到90%以上，另外如果在测量过程中提示电量低，需要暂停测量，重新充电使电池电量达到90%以上后继续测量;

　　2) 测量时要求将亮度调整到最高，关闭自动调节、待机、翻转、图像增强、CABC (Content adaptive brightness control)等;

　　3) 应在产品标准工作状态下工作5分钟，以使被测设备性能稳定;

　　4) 为了测量数据的准确性，可进行多次测量取平均值。

　　6.3 测量方法

　　6.3.1 像素密度

　　测量设备：光学式显微镜

　　测量步骤：

　　1) 校准显微镜;

　　2) 将样品放置在显微镜载物台，打开反射光源;

　　3) 打开显微镜测量软件，对准样品中心区域，测量像素节距P(如图1);

　　4) 按照如下公式1计算像素密度：

　　像素密度 (1)

　　式中：

　　P—像素节距，单位mm

　　图 1 像素节距示意图

　　6.3.2 短波蓝光占比

　　测量设备：光谱仪

　　测量图形：全屏100%白画面

　　测量位置：被测品中心点

　　测量步骤：

　　5) 将被测品通上电源，调整到测量画面;

　　6) 校准仪器，使用光谱仪在测试图形中心位置上进行测量;

　　7) 分别计算短波蓝光(415-455nm)和整体可见光(380-780nm)的数值;

　　8) 按照如下公式2计算短波蓝光的占比：

　　短波蓝光占比 (2)

　　式中：

　　Lλ—光谱幅亮度，单位W.m-2 .nm-1.sr-1

　　Δλ—波长带宽，此处为1nm。

　　6.3.3 亮度/亮度均匀性/色温

　　测量仪器：亮度计

　　测量角度范围：1°

　　测量距离：测试仪器位置和待测屏幕位置的水平距离为50cm

　　图 2 亮度均匀性测量示意图测量步骤：

　　1) 校准仪器;

　　2) 设置基准点，选择9点矩阵测量(如图2);

　　3) 测量数据读取：

　　亮度/色温直接读取中心点(5)的数据

　　亮度均匀性由测量值确定9点中亮度最小值Lmin 和最大值LMax

　　亮度均匀性计算如公式2：

　　6.3.4 对比度(CR)

　　测量仪器：亮度计

　　测量角度范围：1°

　　测量距离：测量仪器位置和待测屏幕位置的水平距离为50cm

　　测量步骤：

　　1) 校准仪器;

　　2) 测量白色和黑色测试画面中心点亮度，分别记录为Lw 和LB;

　　3) 计算(如公式4)：

　　对比度 (4)

　　6.3.5 色域覆盖率(NTSC)

　　测量仪器：色度计

　　测量角度范围：1 °

　　测量距离：测试仪器位置和待测平板位置的水平距离为50cm

　　测量步骤：

　　1) 校准仪器;设置测量参数，将测试点对准待测屏幕中心;

　　2) 测量红色、绿色和蓝色画面，并分别记录色坐标(XR，YR)、(XG，YG )、(XB， YB);

　　3) 计算(如公式 5)：

　　6.3.6 Gamma

　　测量仪器： 亮度计

　　测量步骤：

　　1) 选择 Gamma测量模式，校准仪器，将测试点对准待测屏幕中心;

　　2) 待测图片按 0 ，16 ，32 ，240 ，255 灰阶共 17 张测试图片，按照顺序测试亮度;

　　3) 计算 Gamma值(如公式 6)。

　　式中：

　　L—灰阶亮度

　　n—灰阶数

　　_ —以L255亮度为100% ，L0亮度为0%，进行各灰阶亮度归一化处理

　　n —以255为100%，进行各灰阶数归一化处理

　　255

　　k—将各灰阶数归一化与亮度归一化对数一一对应置于 excel 中，进行线性拟合得出斜率，即为计算 Gamma 值

　　6.3.7 色偏(Color shift)

　　测量仪器：色度计

　　测量角度范围：88°方位角

　　测量步骤：

　　1) 校准仪器，测试白画面中心点;

　　2) 色坐标测试 θL/θR/ψT/ψB=0° (如图 3 所示) ，测量色度(U1 ,, v1 ,) θL/θR/ψT/ψB=30° (如图 3 所示)，测量色度(U2 , , v2 ,)

　　3) 计算(如公式 7)：

　　色偏 (7)

　　图 3 方位角定义示意图

　　6.3.8 响应时间

　　测量仪器：响应时间测量仪

　　测量步骤：

　　1) 校准仪器，将测试点对准待测屏幕中心;

　　2) 响应时间定义为电压幅度在 10%和 90%之间变化的时间间隔;

　　3) 上升时间Tr 是指亮度从最大变化值的 10%变化到 90%所经历的时间(如图 4 所示);下降时间Tf 是指亮度从最大变化值的90%变化到10%所经历的时间(如图4所示);

　　计算公式：响应时间RT = Tr + Tf

　　图 4 响应时间定义图

　　6.3.9 闪烁率

　　使用T/CVIA 75-2019《健康显示器件 第3 部分 低闪烁显示器件技术要求与测试方法》中的规定，按照如下要求和步骤，进行测量和计算。

　　测量仪器：高速光度探测器，示波器

　　测量位置：被测品中心点位置

　　测量步骤：

　　1) 将被测品通上电源，调整至屏幕最高刷新率，测量16，32，64 ，127灰阶共4张测试图片

　　2) 将高速光度探测器进行归零设置，测量被测品画面时，将被测品中心点位置的亮度信号转换为电压信号，从而获得被测品的模拟亮度波形信号。

　　3) 使用示波器将高速光度探测器输出的模拟亮度波形信号转化为数字亮度波形信号，并对数字亮度波形信号进行傅立叶变换，获得特定的频率波的幅值。

　　4) 将每个频率的幅值P乘以人眼闪烁敏感度曲线对应频率处的敏感度因子(Flicker Sensitivity ，FS)，找到最大值。

　　5) 根据公式8计算出最大闪烁率值。

　　其中，FS为敏感度因子;P0为直流分量的幅值。

　　6.3.10 反射率

　　测量设备：反射率测量仪

　　测量位置：被测品中心点

　　测量画面：不通电

　　测量步骤：

　　1) 校准仪器;

　　2) 使用仪器在测试位置上进行测量;

　　3) 读取反射率值包含镜面反射。

　　6.3.11 亮度自适应

　　亮度自适应能力：

　　连续改变环境光亮度，用亮度计测量屏幕显示亮度变化的亮度值。

　　测量设备：亮度计，可调节亮度的光源(CWF光源)

　　测量位置：被测品中心点

　　测量画面：全屏100%白画面

　　测量步骤：

　　1) 将被测品通上电源，调整到测量画面;

　　2) 调节光源的亮度，逐步增加光源亮度，直到7000lux;

　　3) 记录不同亮度光源下，被测品中心点亮度;

　　4) 将测试屏幕亮度数据与表4的适宜亮度范围相对比，范围内的为合格，范围外的则不合格。

　　表4 环境照度-屏幕适宜亮度范围

　　注： 1 ，以上点位为测试判定点。

　　2 ，每两相邻点位中间段部分为线性曲线。

　　3，数据来源于健康显示技术规范 第1部分 手机屏幕要求和测量方法(T/SZSA 029. 1-2021)中 4.3(如图5所示)。

　　图5 环境光与屏幕亮度曲线

　　6.3.12 其他

　　1. 时长控制功能

　　测试步骤：

　　1) 打开被测平板，保持显示状态常亮;

　　2) 打开时长控制功能设置好使用时长及休息时长;

　　3) 保持显示状态不灭屏等待设定时间结束;

　　4) 观察平板显示界面是否有显示及语音提示。

　　2. 距离提醒功能测试步骤：

　　1) 打开被测平板，保持显示状态常亮;

　　2) 打开近距离提醒功能;

　　3) 将平板水平放置桌面;

　　4) 拿一块遮挡物放置于平板P-sensor(平板前摄像头)正上方25cm处，停止后静置持续时间≥3秒。

　　5) 观察平板显示界面是否有显示及语音提示。

　　3. 躺姿提醒功能测试步骤：

　　1) 打开被测平板，保持显示状态常亮;

　　2) 打开躺姿提醒功能;

　　3) 将平板显示面朝向测试者方向，垂直90°立于桌面;

　　4) 双手握于平板左右上角，保持底部不动，缓缓将平板面朝测试者方向转动;

　　5) 直至桌面与平板面成X度,停止后静置持续时间≥3s;

　　6) 观察平板显示界面是否有显示及语音提示。

　　备注：X以各产品实际设定值为依据。

　　4. 抖动提醒功能测试步骤：

　　1) 打开被测平板，保持显示状态常亮;

　　2) 打开抖动提醒功能;

　　3) 手持平板，显示面朝上;

　　4) 双手握于平板左右两边，上下抖动，抖动频率1.5 ~2.5次/s，抖动偏移距离≥2cm，持续时间≥3s;

　　5) 观察平板显示界面是否有显示及语音提示。

　　5. 感光提醒功能测试步骤：

　　1) 打开被测平板，保持显示状态常亮;

　　2) 感光提醒功能;

　　3) 手持平板，显示面朝上放置于光箱中;

　　4) 调节光箱环境光为CWF光源，亮度分别设置为：下限阈值 ，上限阈值;

　　5) 持续时间≥3s，观察平板显示界面是否有显示及语音提示。

　　备注：上下限阈值以各产品实际设定值为依据。

　　参 考 文 件

　　[ 1] T/SZSA 029.1-2021 健康显示技术规范 第1部分 手机屏幕要求和测量方法