Antyodblaskowa powłoka AR dla monitorów medycznych

Opublikowano: Czerwiec 30, 2016

Spis treści
1. Wprowadzenie
2. Powłoka AG (matowa)
       2.1 Opis
       2.2 Wady
3. Powłoka AR (antyodblaskowa)
       3.1 Opis
       3.2 Zalety
4. Podsumowanie

1. Wprowadzenie

Do redukowania odblasków widocznych na ekranach monitorów LCD stosuje się zazwyczaj matową powłokę AG (anti glare). Ma ona jednak istotną wadę, mianowicie zwiększa jasność czerni i pogarsza ostrość obrazu. Firma EIZO stworzyła więc antyodblaskową powłokę AR (anti reflection), która nie powoduje takich problemów i umożliwia wyraźne wyświetlanie medycznych obrazów wysokiej jakości nawet w bardzo jasnym otoczeniu.

W poniższym artykule omówimy zalety powłoki antyodblaskowej i wyjaśnimy, dlaczego ma przewagę nad powłoką matową.

monitory_powłokaAR

2. Powłoka AG (matowa)

2.1 Opis

Jak pokazano na obrazku nr 1, powłoka AG ogranicza odblaski dzięki mikro wypukłościom, które odbijają i rozpraszają padające na nie światło. Matowa powłoka jest w stanie zmniejszyć efekt odblasków nawet w środowiskach z wieloma źródłami światła, dlatego stosuje się ją w większości monitorów LCD.

powłokaAG

2.2 Wady

Rozpraszanie padającego na ekran światła powoduje, że po odbiciu nabiera ono białego odcienia. To z kolei pogarsza kontrast obrazu i sprawia, że czerń staje się wyblakła.

Jak widać na obrazku nr 1, powłoka AG rozprasza także podświetlenie monitora, co prowadzi do utraty ostrości obrazów. Oprócz tego interferencja odbijającego się światła może wywoływać migotanie.

 

3. Powłoka AR (antyodblaskowa)

3.1 Opis

Powłoka AR ogranicza odblaski dzięki interferencji światła (odwróceniu fazy przez cienką warstwę). Podczas gdy powłoka AG tylko rozprasza docierające do niej światło, powłoka AR faktycznie je redukuje. Ponadto powłoka AR nie ma żadnych wypukłości, w związku z czym podświetlenie monitora przechodzi przez nią bez przeszkód, zapewniając ostre, wyraźne obrazy.

powłoka AR

odwrócenie fazy

3.2 Zalety

Właściwości widmowego współczynnika odbicia

Każda długość fali świetlnej ma inny współczynnik odbicia światła, dlatego zmierzono go dla każdej długości osobno – zarówno z powłoką AR, jak i powłoką AG. Istnieją dwa rodzaje odbicia światła: odbicie kierunkowe (gdy światło pada i odbija się pod takim samym kątem) oraz odbicie rozproszone (gdy kąt odbicia światła nie zależy od kierunku jego padania). Pomiary przeprowadzono więc oddzielnie dla obu rodzajów odbicia. Jak widać na obrazku nr 4, powłoka AR cechuje się niższym współczynnikiem odbicia zarówno przy odbiciu kierunkowym, jak i rozproszonym, dlatego sprawdza się lepiej niż powłoka AG.

Właściwości widmowego współczynnika odbicia

Okazało się również, że współczynnik odbicia powłoki AR stworzonej przez EIZO jest dużo bardziej jednostajny niż współczynnik typowych powłok AR. Jak widać na obrazku nr 5, przy niektórych długościach fali współczynnik tradycyjnej powłoki AR jest znacznie wyższy niż przy innych. Odbite obrazy nabierają fioletowego odcienia, ponieważ obszar krótszych fal pokrywa kolor niebieski, a obszar dłuższych fal porywa kolor czerwony. Współczynnik odbicia powłoki AR zaprojektowanej przez EIZO utrzymuje się na podobnym poziomie dla wszystkich długości fali, dzięki czemu odbite obrazy nie nabierają innych odcieni i są wyświetlane bez zakłóceń.

Właściwości widmowego współczynnika odbicia 2

Luminancja współczynnika odbicia

Pomiar luminancji współczynnika odbicia, czyli wartości uwzględniającej czułość świetlną ludzkiego oka, wykazał przewagę powłoki AR nad powłoką AG. Jak widać na obrazkach nr 6 i 7, powłoka AR redukuje odbicie kierunkowe o 73%, a odbicie rozproszone o 67% w stosunku do powłoki AG. Oznacza to, że luminancja odbicia jest mniej zauważalna na ekranie z powłoką AR niż na ekranie z powłoką AG.

powłoka AR

 

Kontrast w jasno oświetlonych pomieszczeniach

Pomiary kontrastu wykonuje się zazwyczaj w zaciemnionych pomieszczeniach. Współczynnik kontrastu i właściwości skali szarości zależą jednak od światła obecnego w otoczeniu, dlatego pomiary EIZO zostały przeprowadzone w jasnych warunkach oświetleniowych. Poniżej wyjaśniono, jak odbijające się elementy wpływają na jakość obrazu wyświetlanego na monitorze.

 

Współczynnik kontrastu

Obrazek nr 8 pokazuje współczynnik kontrastu dla różnych warunków oświetleniowych. Monitor użyty do pomiarów skalibrowano do maksymalnej jasności 500 cd/m2 oraz minimalnej jasności 0,7 cd/m2.

Im lepiej oświetlone jest otoczenie monitora, tym bardziej pogorsza się współczynnik kontrastu powłoki AG. Dla odmiany powłoka AR utrzymuje współczynnik kontrastu na wyższym poziomie nawet przy większym oświetleniu, co umożliwia wyświetlanie dobrej jakości obrazów w jasnych pomieszczeniach. Przykładowo, według raportu Amerykańskiego Stowarzyszenia Fizyków w Medycynie (AAPM TG18 Online Report No.03) potrzebny jest kontrast co najmniej 250:1, a jak widać na obrazku nr 8, tylko powłoka AR osiąga tę wartość w jasnych warunkach oświetleniowych.

oświetlenie

Właściwości skali szarości

Obrazek nr 9 pokazuje właściwości skali szarości dla różnych warunków oświetleniowych. Monitor użyty do pomiarów skalibrowano do standardu GSDF, określającego cechy szarości stosowane zazwyczaj w monitorach medycznych. Badania wykazały, że oświetlenie otoczenia wpływa na właściwości szarości dużo bardziej, jeśli ekran pokryto powłoką AG, a mniej, jeśli użyto powłoki AR. Oprócz tego ciemne obrazy wyświetlane na monitorze z powłoką AG zdają się wyblakłe, co nie zdarza się w przypadku monitorów z powłoką AR.

skala szarości

Funkcja przeniesienia modulacji (MTF)

Ostatnia pozostała do omówienia cecha to ostrość. MTF (ang. Modulation Transfer Function) to wskaźnik oddający ostrość wyświetlanych obrazów. Przedstawiono go na obrazku nr 10, gdzie oś X pokazuje częstotliwość przestrzenną, a oś Y wartość MTF. Im bliższy jest wskaźnik MTF do wartości 1.0, tym większa jest ostrość wyświetlanych obrazów. Jak widać na obrazku nr 10, wartość wskaźnika MTF dla powłoki AR jest większa niż dla powłoki AG. Przy częstotliwości przestrzennej wynoszącej 2,9 cykli/mm ostrość obrazów wyświetlanych na ekranie monitora RX850 z powłoką AR jest o ok. 11% większa niż w przypadku monitorów z powłoką AG. Oznacza to, że powłoka AR zapewnia lepszą ostrość obrazu niż powłoka AG.

MTF

Obrazek nr 11 przedstawia piksele na panelu LCD. Widoczne po prawej stronie piksele z panelu pokrytego powłoką AR mają dużo żywsze kolory, co przekłada się na lepszą ostrość.

piksele

4. Podsumowanie

Stworzona przez EIZO powłoka AR ma unikalne właściwości antyodblaskowe. Dzięki niej odbicia są mniej zauważalne, a ekran lepiej widoczny w jasnych warunkach oświetleniowych niż ma to miejsce w przypadku tradycyjnych powłok AR. Oprócz tego obrazy oglądane na ekranie z powłoką AR mają lepszą ostrość niż te oglądane na ekranie z powłoką AG, nawet w słabo oświetlonych pomieszczeniach. Powłoka AR od EIZO zapewnia więc optymalne wyświetlanie wysokiej jakości obrazów w różnych środowiskach.

RadiForce

Dowiedz się więcej o monitorach medycznych EIZO z powłoką AR: