T_ZSA 209-2023 桌面视远式电子显示设备技术规范.docx

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1、学兔兔标准下载ICS33.160.99CCSL63团体标准T/ZSA209-2023桌面视远式电子显示设备技术规范Technicalspecificationfordesktoptelescopicdisplaydevice2023-12-26发布2023-12-27实施中关村标准化协会发布学兔兔标准下载T/ZSA2092023目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14工作原理.25技术要求.35.1外观和结构要求.35.2功能要求.35.3图像的性能要求.35.4安全.45.5功率和能效.45.6电磁兼容性.56测试条件和测试方法.56.1测试条件要求.56.2外观和结构

2、测试方法.56.3功能检查.56.4图像性能试验.56.5安全试验.126.6功率和能效试验.136.7电磁兼容.13参考文献.14I学兔兔标准下载T/ZSA2092023前言本文件按照GB/T1.12020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。请注意本文件的测试方法可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中关村标准化协会智能终端与系统架构分技术委员会提出并归口。本文件起草单位：北京耐德佳显示技术有限公司、联想（北京）有限公司、北京理工大学、江西省光学镜头镜片产品质量监督检验中心、中国计量科学研究院、江西德成光电技术有限公司、温州医科大学附属眼视光医

3、院、北京鹰瞳科技发展股份有限公司。本文件主要起草人：程德文、王其为、王阳、菅孟静、杨磊、苏跃峰、李飞、保金华、施学良、和超。II学兔兔标准下载T/ZSA2092023桌面视远式电子显示设备技术规范1范围本文件规定了桌面视远式电子显示设备的技术要求和测试方法。本文件适用于通过视窗观看经光学系统放大投远的图像的电子显示设备。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。GB4943.1-2022音视频、信息技术和通信技术设备第1部分：安全要求GB

4、/T9254.1-2021信息技术设备、多媒体设备和接收机电磁兼容第1部分：发射要求GB17625.1-2022电磁兼容限值第1部分：谐波电流发射限值（设备每相输入电流16A）GB/T18910.61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GB21520-2023显示器能效限定值及能效等级GB/T27667-2011光学系统像质评价畸变的测定GB/T34094-2017信息技术设备功耗测量方法GB40070-2021儿童青少年学习用品近视防控卫生要求IEC/TR62778ApplicationofIEC62471fortheassessmentofbluelighthazardt

5、olightsourcesandluminaires在光源和照明蓝光危害评价方面的应用3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1桌面视远式电子显示设备desktoptelescopicdisplay；DTD桌面视远式电子显示设备DTD，是被置于家用桌面或办公桌空间的显示设备，将显示图像源屏幕在预定位置呈现的图像通过光学系统向远视距投射形成放大的虚像，实现设备物理实体距离使用者250mm500mm，使用者眼睛到虚像的距离不小于5m。注：DTD含有至少一个符合图像传输标准的信号输入物理接口（实体）或空中接口（无线），及一个视窗。3.2基准位置referenceposition在光学系统的出瞳内

6、，使用DTD时的建议观看位置。注1：一般情况下，基准位置应由设备制造商或者供应商披露；如果制造商或供应商未披露基准位置，则基准位置距离DTD的视窗物理中心位置的水平距离为250mm。注2：基准位置的物理中心应为眼点，通常基准位置作为光学测量的原点位置；除特殊规定外，眼点的位置位于光学系统出瞳的中心。3.3虚像距离virtualimagedistance；VID1学兔兔标准下载T/ZSA2092023DTD所投射出的虚像面与基准位置之间的距离，它是DTD中光学系统的焦距。注：虚像距离的倒数为视度，虚像距离的单位为米。3.4视场角fieldofview；FOV显示设备所形成的图像中，于基准位置可观

7、看到的图像边缘与眼点连线的夹角。注1：视场角包括水平视场角FOVH、垂直视场角FOVv、对角线视场角FOVD；注2：可根据水平方向的视角和垂直方向的视角计算对角方向的视角，通常所描述的视场角指的是对角视场角。3.5角分辨率pixelsperdegree；PPD在视场角内，沿某一方向，每个单位角度内显示图像所包含像素的数量。3.6出光亮度luminance位于基准位置测量的出光强度。3.7虚像亮度对比度luminancecontrast位于基准位置测量的虚像的全白场亮度和全黑场亮度的比值。3.8虚像亮度均匀性luminanceuniformity位于基准位置测量的虚像的不同视场亮度的一致性。3.

8、9鬼像ghostimage杂散光呈现于目标图像的周围表现为与目标呈现图像相似的重影。3.10虚像清晰度definitionDTD所成虚像图像的清晰程度，它取决于对比度和分辨力，由调制对比度表征。3.11闪烁flicker发光体亮度在一定周期时间内（通常很短）的变化能够被人眼所分辨的一种现象。4工作原理本文件中的桌面视远式电子显示设备工作原理如下图1所示，设备实体与使用者的物理距离为250mm500mm，在设备内具有光学系统和图像源，根据光学成像理论，光学系统能够将图像源提供的图像形成投远并放大的虚像，虚像能被人眼接收，因此使用者在基准位置通过桌面视远式电子显示设备的视窗可以看到虚像，从而实现显

9、示设备的功能。光学系统技术原理与抬头显示（head-up-display）类似，与部分近眼显示的光学系统原理一致；在建议观看位置，使用者的水平视线通过桌面视远式电子显示设备的视窗中心，水平视线以外的边缘视线对虚像形成张角即视场角，光学系统的视场角与像距（即虚像距离）决定了使用者眼睛看到的画面大小；按照显示类设备对画面的表征习惯，（虚像）画面大小以对角线长度计算，单位为英寸。2学兔兔标准下载T/ZSA2092023标引序号说明：1使用者；2DTD的视窗中心；3视场角；4水平视线；5虚像。图1桌面视远式电子显示设备的工作原理示意图5技术要求5.1外观和结构要求DTD设备表面不应有明显的凹凸痕、划伤

10、、裂缝、毛刺、霉斑等缺陷，表面如果存在装饰层不应起泡、龟裂和脱落；如存在金属零部件不应锈蚀和损伤。以双眼连线平行方向为宽度方向，以水平目视方向为厚度方向，以竖直方向为高度方向，视窗外表面的有效对角线长度为L，设备最大厚度处厚度为D，L比D的比值应大于等于2。视窗外表面对可见光的反射率应低于2%。安装可插拔部件的接插件应可靠连接，开关、按钮和其他控制部件的控制应灵活可靠。标志、铭牌和说明功能的文字及符号应正确、清晰、牢固。5.2功能要求DTD应具有至少一个符合数字图像信号传输标准的信号输入接口（功能接口），并在标明接口符合的传输标准。DTD应具有可人工操作的菜单，菜单应具有DTD的固有分辨率信息

11、，具备调节DTD对比度和亮度的功能。5.3图像的性能要求5.3.1虚像距离虚像距离应在5m8m范围内，即5mVID8m。5.3.2虚像视场角3学兔兔标准下载出光亮度应不低于200cd/m。T/ZSA2092023虚像视场角应大于等于35。5.3.3角分辨率角分辨率应大于等于40。5.3.4图像畸变图像TV畸变应小于等于1.5%。5.3.5场曲以不同视场的虚像距差异表征场曲，应满足13点虚像距离的均匀性差不超过0.08D。5.3.6出光亮度25.3.7亮度对比度暗室环境下基准位置所测图像的全白场亮度与全黑场亮度的比值应不低于1000:1。5.3.8亮度均匀性亮度均匀性应大于等于70%。5.3.9

12、鬼像鬼像亮度与出光亮度的比例应小于1%。5.3.10虚像清晰度显示黑白线对的测试图像，在测试图像为15lp/deg情况下，以不同视场角的调制对比度表征。其中：中心视场调制对比度值应大于0.615lp/deg，非中心视场8点调制对比度最小值应大于0.515lp/deg。5.3.11色域覆盖率NTSC色域覆盖率应大于等于80%。5.3.12蓝光防护等级基准位置的蓝光防护等级达到RG0。5.3.13闪烁不出现可察觉的闪烁，闪烁等级应小于等于-30dB（60Hz）。5.4安全DTD设备应符合GB4943.1-2022的要求。5.5功率和能效DTD设备睡眠状态下的功率限定值应符合GB21520-2023

13、，5.3的要求，能效不低于12cd/W。4学兔兔标准下载T/ZSA20920235.6电磁兼容性DTD设备的谐波电流辐射应符合GB17625.1-2022；发射要求应符合GB/T9254.1-2021。6测试条件和测试方法6.1测试条件要求6.1.1大气条件除环境试验外其他试验均在下述试验用标准大气条件下进行：温度：1535；相对湿度：25%75%；大气压：86kPa106kPa。6.1.2供电电压对交流供电的设备，供电电压应符合设备标称的要求；对直流供电的设备，供电电压应达到标称的最大值。6.1.3环境和设备暗室环境，光照度小于0.1lx。检测设备应同时具备光谱测量功能和图像测量功能，光谱测

14、量功能应与光谱仪进行标定，图像测量功能的图像畸变应被校正。光谱测量功能应满足波长范围覆盖380nm780nm；光谱带宽不大于5nm。6.2外观和结构测试方法用目测法和卡尺行外观检查，视窗外表面对可见光的反射率以分光光度计测量，符合5.1的要求。6.3功能检查6.3.1菜单功能用人工操作和目测法进行检查。6.3.2接口功能用与产品接口对应的信号输入进行检查。6.4图像性能试验6.4.1总则各图像性能试验应于基准位置进行。6.4.2虚像距离双目视差法计算虚像距：利用双目相机测试设备拍摄同一虚像成像画面像素的位置偏差，即视差；根据三角形相似原理计算出相机测试设备与虚像成像画面的距离即虚像距离。如图2

15、所示，P点为虚像成像画面中的一点，OL与OR分别为双目相机测试设备的两个相机的光心，5学兔兔标准下载T/ZSA2092023P1和P2为左右相机对于P点的成像位置，B为双目相机中心距，f为相机焦距，B和f可通过相机标定内外参数的过程得到。根据三角形PP1P2和POLOR相似，由公式（1）计算虚像距离VID。VID=fB/d（1）式中：VID受试DTD设备的虚像距离；f相机焦距；B双目相机测试设备的中心距；d双目视差，d=XL-XR。图2视差法测视场角原理注1：实际测量中根据物像关系原理也能够得到被测量的焦距值（或视度值），可以被采用作为虚像距离的测试方法，如果实际测量中采用非视差法得到虚像距离

16、或者视度，应在检测报告中进行说明。注2：物像关系原理如图3所示：虚像透过物镜成像，用图像传感器接收图像，采用自动定焦算法结合位置传感器找到最佳像面位置，此位置对应一个唯一的虚像距离，计算可得。物像关系法计算虚像距：原理如图3所示：虚像透过物镜成像，用图像传感器接收图像，采用自动定焦算法结合位置传感器找到最佳像面位置，此位置对应一个唯一的虚像距离，计算可得。当测试设备与受试DTD对准，保证二者光轴重合，受试DTD的出瞳与测试设备的入瞳重合。用测试设备的探测器接收虚像，通过自动定焦算法确定最佳成像位置，通过记录移动的距离或者计算方法得到测试设备探测器到像方焦平面的距离，根据公式（2）计算虚像距离。

17、图3虚像距离试验原理示意图6学兔兔标准下载T/ZSA2092023VID=f2/L+f（2）式中：VID受试DTD设备的虚像距离；测试设备焦距；测试设备探测器到像方焦平面的距离。注：测试设备的焦距f应为已知；VID、f与的单位应保持一致；在测试虚像距离时，采用可变焦镜头，预先标定好清晰对焦状态下的物像距离关系。6.4.3视场角和角分辨率具体试验过程如下：1）将受试DTD放置于测试设备上，调整合适的出瞳位置/测试位置；2）显示全屏纯白色图案；3）在测试设备旋转中心调整出瞳位置，在图像的中心对齐测量方向，然后测量中心亮度；4）搜索角点，角点搜索是迭代的，亮度搜索用于寻找水平和垂直边缘；5）将测试设

18、备从中心向左或向右水平方向旋转，直到亮度数值降低到，例如中心点值的一半，记录水平方向角度两端；6）将测试设备从中心垂直转向顶部或底部，直到亮度数值降低到，例如中心点值的一半，记录垂直方向角度两端；7）识别所记录两端作为边缘位置，如图4所示记录受试DTD所成虚像画面沿水平方向的尺寸Hvirtual、沿竖直方向的尺寸Vvirtual；根据公式（35）计算受试DTD的视场角大小：FOVH=arctan(Hvirtual/VID)（3）FOVv=arctan(Vvirtual/VID)（4）FOVD=2arctan(tan(FOVH/2)2+tan(FOVV/2)2（5）PPDH=(Hpanel/px

19、)/FOVH（6）PPDV=(Vpanel/py)/FOVV（7）式中：FOVH水平视场角；FOVV垂直视场角；FOVD对角视场角；Hvirtual虚像画面水平方向的尺寸；Vvirtual虚像画面竖直方向的尺寸；PPDH横向角分辨率；PPDV竖向角分辨率；Hpanel受试DTD设备的显示图像源屏幕水平方向的尺寸；Vpanel受试DTD设备的显示图像源屏幕竖直方向的尺寸；Px受试DTD设备的显示图像源屏幕水平方向的像素尺寸；7学兔兔标准下载T/ZSA2092023Py受试DTD设备的显示图像源屏幕竖直方向的像素尺寸。8）计算得到水平视场角、垂直视场角、对角线视场角。9）如图5所示，根据公式（67

20、）计算角分辨率。注：本文件中FOV边界判定中所采用的亮度阈值（虚像显示画面法线方向的亮度的一半）为推荐值；如果实际测量中采用其他阈值作为边界条件，应在检测报告中进行说明。图4FOV测试结果示意图图5角分辨率计算方法示意图6.4.4图像畸变按GB/T27667的规定执行。允许经过显示驱动固件内的畸变校正程序后测试，读取该固件版本号予以记录。具体试验过程如下：1）通过六轴运动平台将光学测试设备的入瞳中心移动至受试DTD设备的眼点位置；2）受试DTD设备显示全白场测试图像；3）旋转光学测量设备使其光轴方向指向虚拟图像如图6所示的中心位置O；4）根据图像的畸变的计算公式（8）分别记录虚像图像四个边角的

21、TV畸变值；DTV=Dh/h（8）式中：DTVTV畸变；8学兔兔标准下载T/ZSA2092023h虚像最边缘点到虚像两个边角连线之间的距离；h虚像最边缘点到虚像中心O的距离。5）以四个边角中的畸变最大值作为虚像图像的畸变表征。注：本文件规定测试标准以TV畸变为主。图6TV畸变计算方法示意图6.4.5场曲具体试验过程如下：1）通过六轴运动平台将带后焦可调镜头的测试设备的入瞳中心移动至受试DTD设备的眼点位置；2）改变测试设备与测试图像之间的轴向间距，调整测试设备焦距直至此轴向间距Z的图像清晰，采集不同虚像距与测试设备焦距的系列图像，完成对测试设备与图像虚像距之间的标定；3）将受试DTD设备固定在

22、测试设备前方的出瞳位置中心处，选取如图7所示的13点进行受试DTD设备的虚像距检测，即中心视场、边缘视场；4）记录中心视场和边缘视场的虚像距数据，并记录中心视场虚像距和边缘视场的最大虚像距、最小虚像距；5）根据记录得到的中心视场虚像距、边缘视场最大虚像距和最小虚像距值，计算得到受试DTD设备的场曲值，场曲值为最大虚像距与最小虚像距之差。注：若中心视场虚像距大于边缘视场最大虚像距，则记受试DTD设备的边缘视场的场曲为负，反之则场曲为正。图7场曲13点测试位置示意图6.4.6出光亮度9学兔兔标准下载T/ZSA2092023使用亮度计测试，亮度计镜头沿视线方向在基准位置进行测试，以中心视场为中心，测

23、试如图8所示的3视场范围内亮度，得到出光亮度测试结果。注：亮度计的收光角度3。图8出光亮度测试时基准位置的视角范围示意图6.4.7亮度对比度/亮度均匀性试验具体试验过程如下：1）将受试DTD设备与亮度计置于暗室环境中，将亮度计放置在受试DTD设备的基准位置；2）使受试DTD设备显示纯黑图像，记录此时的亮度值，10分钟内记录3次，取亮度平均值LB；3）使受试DTD设备显示纯白图像，记录此时的亮度值，10分钟内记录3次，取亮度平均值LW；根据公式（9）计算亮度对比度；CR=LW/LB（9）式中：CR亮度对比度；LW受试DTD设备显示纯黑图像时的亮度平均值；LB受试DTD设备显示纯白图像时的亮度平均

24、值。4）继续显示纯白图像，通过机械旋转调整亮度计的方向找到均匀分布的9点视场位置，测试9点视场，用同样的方法依次测量如图9所示的9点亮度，记录亮度值Li（i=19）；5）计算9点视场的亮度最大值Lmax和亮度最小值Lmin；6）根据公式（10）计算亮度均匀性。U=1-(Lmax-Lmin)/LW（10）式中：U亮度均匀性；Lmax9点视场的亮度最大值；Lmin9点视场的亮度最小值；LW受试DTD设备显示纯黑图像时的亮度平均值。10学兔兔标准下载T/ZSA2092023图9虚拟图像9点测量点6.4.8鬼像具体试验过程如下：1）受试DTD设备显示图10所示的鬼像测试图像；图10鬼像测试图像2）使用

25、相机测量受试DTD设备的显示图像，根据测得的图像，获取显示图像实像的平均亮度值；3）获取视场范围内和目标图像区域形状相似的鬼像区域；4）统计鬼像区域的像素面积以及鬼像区域中亮度的最大值；5）根据公式（11）计算鬼像区域与实像的能量比值Rghost：Rghost=Lghost/Ltarget（11）式中：Ltarget目标图像区域平均亮度，为总亮度数值除以目标区域的总像素面积；Lghost鬼像区域最大亮度，为鬼像区域中亮度的最大值。6.4.9虚像清晰度具体试验过程如下：1）将受试DTD设备与测试设备放置于测试平台上，使测试设备的入瞳位于受试DTD设备的眼点处；11学兔兔标准下载T/ZSA2092

26、0232）使受试DTD设备显示15lp/deg的横、竖向黑白线对，使用成像检测设备采集受试DTD设备显示的虚像图像；3）根据公式（12）计算受试DTD设备Pi（i=08）处（参见5.4.6所示9点示意图）的调制对比度Mi。Mi=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)（12）式中：Imax使用成像检测设备9点测量图中位置Pi处的3像素3像素范围内的所有白线对位置处的平均亮度；Imin使用成像检测设备9点测量图中位置Pi处的3像素3像素范围内的所有黑线对位置处的平均亮度。注：根据公式（13）计算测试图像中每个线对所占的像素个数NP：NP=x1000/P15arctanHvirtual/(H

27、panelVID)（13）式中：NP测试图像中每个黑白线对所占的像素个数；Px受试DTD设备的显示图像源屏幕像素尺寸，单位为微米；Hvirtual虚像水平方向的尺寸；Hpanel显示图像源屏幕水平方向的尺寸，Hpanel与Hvirtual的单位应保持一致；VID受试DTD设备的虚像距，单位为毫米。图11横、竖向黑白线对示意图6.4.10色域覆盖率按照GB21520-2023附录B.8测试方法，使受试DTD设备连接到电源和测试信号发生设备，分别显示全红场信号、全蓝场信号和全绿场信号，于基准位置测试三种信号对应的色度坐标，计算得出。6.4.11蓝光防护等级按照IEC/TR62778规定的方法进行检

28、测。6.4.12闪烁按照GB/T18910.61规定的方法进行检测。6.5安全试验12学兔兔标准下载2VIDmintan(FOV/2)2AcLoutPonT/ZSA2092023按照GB4943.1-2022规定的方法进行试验。6.6功率和能效试验用功率表测量设备在工作状态及睡眠状态下的功率，其中工作状态功耗应将受试DTD设备设置为达到最大亮度。显示器能源效率（Eff）根据公式（14）计算：Eff=（14）式中：Eff能源效率，单位为坎德拉每瓦特；Pon工作状态功率，单位为瓦特；VIDmin为虚像距离的最小值，单位为米；Lout出光亮度，单位为坎德拉每平方米；Ac面积换算系数，16:9的图像为0.42，4:3的图像为0.48，其他比例的图像为0.45。6.7电磁兼容按照GB17625.1-2022和GB/T9254.1-2021规定的方法检测。13学兔兔