ČOS 151003
2. vydání
ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD
KRITÉRIA PRO KONSTRUKCI PLOCHÝCH DISPLEJŮ
ČOS 151003
2. vydání
2
(VOLNÁ STRANA)
ČOS 151003
2. vydání
3
ČESKÝ OBRANNÝ STANDARD
KRITÉRIA PRO KONSTRUKCI PLOCHÝCH DISPLEJŮ
Základem pro tvorbu tohoto standardu byly originály následujících dokumentů:
STANAG 7095, ed. 2 – FLAT PANEL TECHNOLOGY DISPLAY DESIGN
CRITERIA
Kritéria pro konstrukci displejů na základě technologie plochých
panelů
© Úřad pro obrannou standardizaci, katalogizaci a státní ověřování jakosti
Praha 2017
ČOS 151003
2. vydání
4
OBSAH
Strana
1 Předmět standardu ............................................................................................................... 5
2 Nahrazení standardů (norem) .............................................................................................. 5
3 Související dokumenty ........................................................................................................ 5
4 Zpracovatel ČOS ................................................................................................................. 6
5 Použité zkratky, značky a definice ..................................................................................... 6
6 Všeobecná ustanovení ....................................................................................................... 12
7 Požadavky ......................................................................................................................... 12
8 Stavové displeje ................................................................................................................ 15
9 Alfanumerické displeje ..................................................................................................... 17
10 Displeje využívající vektorovou grafiku ........................................................................... 19
11 Videodispleje .................................................................................................................... 21
12 Speciální požadavky ......................................................................................................... 23
13 Ploché displeje .................................................................................................................. 24
ČOS 151003
2. vydání
5
1 Předmět standardu
ČOS 151003, 2. vydání, zavádí STANAG 7095, edice 2, do prostředí ČR.
Tento standard stanovuje kritéria pro konstrukci plochých displejů. Je určen pro
odběratele a dodavatele výrobků a služeb určených k zajištění obrany státu ve smyslu zákona
č. 309/2000 Sb.
2 Nahrazení standardů (norem)
Tento standard nahrazuje ČOS 151003, 1. vydání, Oprava 2.
3 Související dokumenty
V tomto ČOS jsou normativní odkazy na následující citované dokumenty (celé nebo
jejich části), které jsou nezbytné pro jeho použití. U odkazů na datované citované dokumenty
platí tento dokument bez ohledu na to, zda existují novější vydání/edice tohoto dokumentu.
U odkazů na nedatované dokumenty se používá pouze nejnovější vydání/edice dokumentu
(včetně všech změn).
ČOS 051627 (STANAG 4370,
AECTP-500)
– ZKOUŠKY VOJENSKÉ TECHNIKY V ELEKTRICKÉM
A ELEKTROMAGNETICKÉM PROSTŘEDÍ
ČOS 399007 (STANAG 4370,
AECTP-600)
– METODA HODNOCENÍ ZPŮSOBILOSTI
VOJENSKÉHO MATERIÁLU SPLNIT POŽADAVKY
NA PRODLOUŽENÍ ŽIVOTNOSTI
ČOS 999902 (STANAG 4370,
AECTP-400; STANAG 4242)
– ZKOUŠKY ODOLNOSTI VOJENSKÉ TECHNIKY VŮČI
MECHANICKÝM VLIVŮM PROSTŘEDÍ
ČOS 999905 (STANAG 4370,
AECTP-300)
– ZKOUŠKY ODOLNOSTI VOJENSKÉ TECHNIKY VŮČI
KLIMATICKÝM VLIVŮM PROSTŘEDÍ
ČOS 999933 (STANAG 4370,
AECTP-200, 230)
– VLIV OKOLNÍHO PROSTŘEDÍ NA VOJENSKOU
TECHNIKU. KLIMATICKÉ PODMÍNKY
ČOS 999935 (STANAG 4370,
AECTP-200, 250)
– VLIV OKOLNÍHO PROSTŘEDÍ NA VOJENSKOU
TECHNIKU. PODMÍNKY ELEKTRICKÉHO
A ELEKTROMAGNETICKÉHO PROSTŘEDÍ
ČOS 999936 (STANAG 4370,
AECTP-200, 240)
– VLIV OKOLNÍHO PROSTŘEDÍ NA VOJENSKOU
TECHNIKU. MECHANICKÉ PODMÍNKY
AECTP-100 (STANAG 4370) – ENVIRONMENTAL GUIDELINES FOR DEFENCE
MATERIEL
Směrnice ke vlivu prostředí na vojenský materiál
ČOS 151003
2. vydání
6
STANAG 3224 – AIRCRAFT INTERIOR AND EXTERIOR LIGHTING
NIGHT VISION GOGGLE (NVG) AND NON-NVG
COMPATIBLE
Vnitřní a vnější osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí
pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich1
STANAG 3370 – AIRCREW STATION ALERTING SYSTEMS
Signalizační systémy v kabinách posádek letadel
STANAG 3705 – HUMAN ENGINEERING DESIGN CRITERIA FOR
CONTROLS AND DISPLAYS IN AIRCREW STATIONS
Ergonomická kritéria pro (návrh) rozmístění ovládacích
prvků a displejů v kabinách posádek letadel
STANAG 3994 – APPLICATION OF HUMAN ENGINEERING TO
ADVANCED AIRCREW SYSTEMS
Aplikace ergonomie do moderních palubních systémů2
Zákon č. 309/2000 Sb. – o obranné standardizaci, katalogizaci a státním ověřování
jakosti výrobků a služeb určených k zajištění obrany státu
a o změně živnostenského zákona
4 Zpracovatel ČOS
Vojenský technický ústav, s. p., odštěpný závod VTÚL a PVO, Mgr. Ing. Zbyněk Nikel
5 Použité zkratky, značky a definice
5.1 Zkratky a značky
Zkratka Výraz v angličtině Výraz v češtině
AC Alternating Current Střídavý proud
AM Active Matrix Aktivní matice
cd/m2 Kandela na metr čtvereční
CIE Commission Internationale
ľEclairage
Mezinárodní komise pro osvětlování
CR Contrast (Luminance) Ratio Poměr svítivosti
CRT Cathode Ray Tube Obrazovka
ČOS Český obranný standard
ČR Česká republika
ČSN Česká technická norma
1 STANAG 3224 byl v podmínkách ČR zaveden odbornou instrukcí ředitele Sekce podpory MO, Osvětlení
letounu nepřizpůsobené a přizpůsobené pro přístroje na noční vidění (čj. 6345-46/2006/DP-3042). 2 STANAG 3994 byl v podmínkách ČR zaveden odbornou instrukcí ředitele Sekce podpory MO, Aplikace
ergonomie do moderních palubních systémů (čj. 6345-21/2006/DP-3042).
ČOS 151003
2. vydání
7
Zkratka Výraz v angličtině Výraz v češtině
ČSVN Československá vojenská norma
DC Direct Current Stejnosměrný proud
DMD Digital micromirror device Digitální mikrozrcadlový displej
ELD Electroluminescent Display Elektroluminiscenční displej
EMC Electromagnetic compatibility Elektromagnetická slučitelnost
FED Field Emission Display Displej řízený polem
fL Foot Lambert Stopový Lambert
LASER Light amplification by stimulated
emission of radiation
Záření zesilované pomocí
stimulované emise radiace
LCD Liquid Crystal Display Displej na bázi tekutých krystalů
LED Light Emitting diode Světelná emisní dioda
MO ČR Ministerstvo obrany ČR
NVIS – Night Vision Instrument Přístroj pro noční vidění
PIXEL Picture Element Obrazový prvek
PM Passive Matrix Pasivní matice
RGB Red, green, blue Červená, zelená, modrá; týká se
barevných displejů
STANAG NATO Standardization Agreement Standardizační dohoda NATO
UCS Uniform Colour Scale Rovnoměrná stupnice barev
VFD Vacuum Fluorescent Display Vakuový fluorescenční displej
5.2 Definice
Pro účely ČOS 151003 o plochých displejích se používají tyto termíny a definice:
Aktivní oblast
(Active area)
Aktivní plocha displeje, která se používá k zobrazení
informací nebo grafickému zobrazení. Za aktivní plochu
celkové plochy pixelu považujeme tu část pixelu, která
vyzařuje, odráží nebo přenáší světlo.
Aktivní matice
(Active matrix)
Technika adresování, při níž je každý pixel displeje řízen
aktivním spínacím zařízením (tranzistorem, diodou atd.).
Podsvícení
(Backlight)
Samostatný vnější světelný zdroj, který se používá
u nevyzařujících displejů, které pracují s modulací
podsvícení (by modulating the backlight).
Kandela na metr čtvereční
[cd/m2]
(Candela per square meter
(cd/m2))
Kandela na metr čtvereční, původně zvaná „nit“, je
metrická jednotka svítivosti. Jedna [cd/m2] je přibližně
0,29 stopového lambertu (fL).
ČOS 151003
2. vydání
8
Obrazovka
(Cathode ray tube (CRT))
Elektronka, která má na jednom konci fluorescenční
stínítko. Nasměrováním svazku elektronů na toto stínítko se
tvoří viditelné stopy, jejichž kombinací vzniká
reprodukovaný obraz.
Chromatičnost
(Chromaticity)
Měřítko barevného odstínu a sytosti. Metoda klasifikace
barvy využívá standardní barevný souřadný systém, jako je
systém Mezinárodní komise pro osvětlování z r. 1931 (1931
Commission Internationale ľEclairage (CIE))
a Rovnoměrný diagram chromatičnosti v měřítku z r. 1976
(1976 Uniform Colour Scale (UCS)).
Shlukový (hroznový) defekt
(Cluster defect)
Skupina dvou nebo více sousedních pixelů, které obsahují
jeden nebo více poškozených (vadných) subpixelů.
Barevná provázanost
(Barevné označení)
(Colour banding)
Proměnná distribuce barvy v řádku nebo symbolu (within
a line or symbol).
Barevné lemování
(Colour fringing)
Zkreslení barvy podél okraje řádku nebo symbolu
způsobené interakcí orientace řádku nebo symbolu
s geometrií struktury pixelu.
Barevná škála
(Colour gamut)
Škála vytvořitelných barev.
Kontrast
(Contrast)
Měřítko rozdílu svítivosti mezi dvěma sousedními
plochami. Vypočítá se jako C = (Lt – Lb)/Lb, kde Lt je
celková svítivost jasnější plochy (například symbolu) a Lb
je svítivost tlumené plochy (například pozadí). Může
nabývat hodnot od nuly (žádný kontrast) do nekonečna.
Kontrast lze vyjádřit také v jednotkách typu poměr,
rozlišení odstínů šedi, práh, modulace atd.
Kontrastní poměr (poměr
svítivosti) (CR)
(Contrast (luminance) ratio
(CR))
Poměr celkové svítivosti pixelu v zapnutém stavu
k sousednímu pixelu ve vypnutém stavu. Vypočítá se jako
CR = Lon/Loff. Může nabývat hodnot od jedné do
nekonečna.
Přeslech
(Crosstalk)
Nechtěné prosáknutí svítivosti na prvky displeje, které je
způsobeno křížovou vazbou (zkřížením) elektrických
signálů adresovaných jiným oblastem displeje. Přeslech
může způsobit ztrátu vzájemného kontrastu sousedních
pixelů.
Vadný (chybný) (sub)pixel
(Defective (sub)pixel)
(Sub)pixel, který nepracuje tak, jak konstrukce
předpokládala, tj. vždy zapnut nebo vždy vypnut.
Elektromagnetická
slučitelnost (EMC)
(Electromagnetic
compatibility (EMC))
Citlivost na rušivé signály, které generují jiná zařízení
a schopnost displeje vytvářet své signály a rušit činnost
jiných zařízení.
ČOS 151003
2. vydání
9
Elektroluminiscenční
(Electroluminescent)
Technika plochých displejů založená na vrstvě luminoforu
sendvičově uloženého mezi dvěma vrstvami
transparentního dielektrického (izolačního) materiálu, které
aktivuje elektrické pole. Pixely se tvoří skládáním
(vzorováním) luminoforu do teček.
Emisní displeje
(Emissive display)
Displej, jehož použitá technologie produkuje své vlastní
světlo převedením elektrické energie na světelnou jako
funkce obrazového signálu. Například plazmové displeje,
světelné diody (LED) a elektroluminiscenční displeje.
Doba poklesu
(Fall time)
Čas požadovaný pro pokles svítivosti pixelu ze svého
maxima na 10 % této hodnoty.
Autoemise
(Field emission)
Technika plochých panelů založená na matici miniaturních
zdrojů elektronů, které vysílají elektrony prostřednictvím
procesu autoemise. Autoemise je emise elektronů z povrchu
kovového vodiče do vakua působením silného elektrického
pole. Světlo se vyrábí tehdy, když elektrony narážejí na
stínítko obrazovky.
Faktor plnění
(Fill factor)
Poměr aktivní plochy pixelu k jeho celkové ploše vyjádřený
v procentech.
Technika plochých displejů
(Flat panel technology
displays)
Třída displejů, které nejsou založeny na technologii
konstrukce obrazovek a jejichž název je odvozen
z fyzikálních vlastností ploché zobrazovací plochy
a redukované hloubky (tenké formy). Hlavními
představiteli technologie plochých zobrazovacích panelů
jsou displeje z tekutých krystalů (LC), elektroluminiscenční
displeje (EL), světelné diody (LED), displeje řízené polem
(FE), vakuově-fluorescenční displeje (VF), plazmové
displeje (P) a digitální mikrozrcadlová zařízení (DMD).
Blikání
(Flicker)
Postřehnutelné, nežádoucí, rychlé přechodné kolísání
svítivosti displeje.
Celobarevný
(Full (RGB) colour)
Displej, který je schopen zobrazit 256 nebo více barev.
Odstíny šedé
(Gray shades (levels))
Řada vzestupných úrovní, s měnícím se poměrem černé
a bílé s cílem poskytnout plnou škálu šedých odstínů mezi
černou a bílou (mezi 0 % černé a 100 % bílé). Každá
úroveň se vzhledem ke své sousední úrovni liší o přírůstek
a vedlejší úrovně mohou mít logaritmický nebo lineární
vztah. Ve výzkumu zobrazování jsou odstíny šedé často
založeny na rozdílech druhé odmocniny ze dvou. Ve světě
digitálních displejů znamená množství odstínů
(nebo úrovní) šedé počet rozdílných úrovní svítivosti, jichž
lze využívat.
Chvění obrazu
(Jitter)
Nežádoucí rychlý prostorový pohyb obrazu na displeji,
zobrazovacího prvku nebo symbolu. Nazývá se také plavání
nebo dýchání.
ČOS 151003
2. vydání
10
Zařízení pro zesilování
obrazu (obrazové zesilovače)
(Image intensification
devices)
Zobrazovací zařízení pro noční vidění, které pracuje na
principu zesílení světla.
Světelná emisní dioda
(Light emitting diode (LED))
Technologie plochých panelů založená na fyzikálním jevu
polovodičové luminiscence, při níž se převádí elektrická
energie na světelnou, když je dioda v propustném stavu.
Výstupní světlo z LED diody je poměrně úzkopásmové
a často se považuje za monochromatické (jednobarevné)
a určuje se dominantní vlnovou délkou.
Tekutý krystal
(Liquid crystal)
Technologie plochých panelů, která generuje obrazy
modulací okolního světla. Okolní světlo může být odražené
nebo přenášené světlo ze sekundárního, vnějšího zdroje
(podsvícení). Modulační mechanismus je založen na změně
orientace molekul tekutého krystalu mezi polarizátory
použitím elektrického pole.
Svítivost
(Luminance)
Míra uvolněné energie, která v daném směru povrch
opouští nebo na povrch přichází.
Mikrozrcadla
(Micromirrors)
Mikrozrcadla jsou kombinované sestavy s vnějším
světelným zdrojem (například světlo LASERu), různými
barvami, elektricky řízeným polem a podsvíceným
stínítkem.
Černobílý
(Monochrome)
Displej, který vyzařuje jednobarevné světlo.
Polychromatický
(Multichromic)
Displej, který vyzařuje dvou nebo vícebarevné světlo.
Mura
(Mura)
Kazy, které se projevují patrnými měřitelnými odlišnostmi
na displeji ve struktuře šedé škály (intenzita a oddělení
úrovní).
Zobrazovací systém pro noční
vidění
(Night vision imaging system
(NVIS))
Systém kterékoli generace s obrazovkami, které zesilují
obraz (I2). (Any generation system of image intensification
(I2) tubes.)
Nevyzařující displej
(Nonemissive display)
Displej, jehož technologie přímo neprodukuje svou vlastní
světelnou energii, ale vyžaduje vnější světelný zdroj. Obraz
na displeji se produkuje řízením okolního světla difúzí,
absorpcí, odrazem nebo refrakcí (lomem světla). Displeje
s tekutými krystaly se považují za NEVYZAŘUJÍCÍ,
protože jako vlastní světelný zdroj využívají podsvícení,
které se moduluje materiálem tekutého krystalu. Za
nevyzařující se považují také digitální mikrozrcadla,
protože k odrazu světla a výrobě obrazu využívají malých
plochých zrcadel.
ČOS 151003
2. vydání
11
Pasivní matice
(Passive matrix)
Technologie, v níž jsou řádky anebo sloupce matice
displeje adresovány použitým časovým průběhem signálu.
K zapínání pixelů nejsou nutné žádné aktivní prvky
(tj. tranzistory, diody atd.)
Luminofor
(Phosphor)
Substance, která světélkuje, je-li vybuzena ultrafialovým
zářením, rentgenovými paprsky nebo svazkem elektronů.
Obrazový prvek (pixel)
(Picture element (pixel))
Historicky řečeno se pixely definují jako nejmenší
adresovatelná plocha displeje a jako nejmenší rozeznatelný
prostorově informační prvek. Pixel se obvykle skládá
z aktivní a neaktivní plochy. Poměr aktivní plochy
k celkové ploše pixelu je faktorem plnění pixelu. Pixel
umožňuje vytvořit celobarevnou škálu (barevný displej),
šedou škálu a svítivost displeje. Pixel lze dále dělit na
subpixely, jejichž účelem je dosáhnout barevných nebo
šedivých odstínů.
Hustota pixelů
(Pixel density)
Počet pixelů na přímou vzdálenost (v palcích nebo
centimetrech) a používá se při definování rozlišení.
Rozteč pixelů
(Pixel pitch)
Vzdálenost předem určeného bodu na jednom pixelu
k odpovídajícímu bodu na sousedním pixelu (tento
parametr se může lišit ve vodorovném, kolmém
a úhlopříčném směru). Rozlišení displeje se někdy
vyjadřuje jako reciproční k pojmu rozteč pixelů.
Plazma
(Plasma)
Technologie plochých panelů, při níž se světlo produkuje
tehdy, když se použije elektrické pole přes obálku
s plynem. Atomy plynu se ionizují a fotony (světlo) jsou
emitovány tehdy, když se atomy vrátí do základního stavu.
Plazmový displej je řada miniaturních plynových výbojek.
Zadření
(Ratcheting)
Nespojitý (přerývaný) pohyb nebo nespojité (přerývané)
otáčení detailu dynamického obrazu způsobené
nadměrnými kvantizačními kroky nebo dlouhou
aktualizační periodou přenosu nebo otáčení detailu.
Stupeň odrazivosti displeje
(Reflectance ratio)
Zlomek dopadajícího světla odraženého od povrchu
displeje. Obvykle se vyjadřuje v procentech.
Obnovovací kmitočet
(Refresh rate)
Kmitočet, při němž musí být použit takový signál displeje,
který udržuje dostatečnou hodnotu svítivosti bez
postřehnutelného blikání. Obnova se požaduje například
u displejů s luminofory, u nichž klesá svítivost pixelu
v závislosti na čase.
Rozlišovací schopnost
(Resolution)
Nejvyšší prostorová frekvence, která může být přenesena na
displej. Alternativně tento pojem znamená celkový počet
pixelů použitý pro znázornění obrazu na displeji, obvykle
vyjádřený jako počet pixelů nebo řádků horizontálních krát
vertikálních.
ČOS 151003
2. vydání
12
Doba náběhu
(Rise time)
Je to čas požadovaný k nárůstu svítivosti pixelu z nuly do
90 procent jeho maximální hodnoty.
Pruhy
(Roping)
Periodicky se opakující modulace svítivosti podél řádku
produkující jev podobný „jemným pruhům“.
Zubatost
(Stairstepping)
Nežádoucí diskrétní zuby objevující se podél okrajové čáry
symbolu, které takto produkují „zubatost“.
Subpixel
(subpixel)
Nejmenší nezávisle ovladatelná plocha displeje. Některé
displeje ale mají jeden subpixel na pixel a jiné mají několik
subpixelů (3 až 4 barevné, 2 nebo 4 černobílé) na pixel.
Aktualizační kmitočet
(Update rate)
Kmitočet, při němž se revidují informace (zakódované
svítivostí nebo barvou).
Vakuové fluorescenční
displeje (VF)
(Vacuum fluorescent (VF))
Technologie plochých displejů založená na plochých
elektronkách, která využívá žhavicího vlákna, řídicí mřížky
a anody pokryté luminoforem. Tyto displeje pracují tak,
že se ze žhaveného vlákna emitují elektrony, které jsou
urychlovány na řídicí mřížce a narážejí na anodu
s luminoforem, která produkuje světlo. VF displeje se
obvykle používají v malých bodových maticích nebo
segmentových displejích.
Zorný úhel
(Viewing angle)
Takový úhel pohledu na displej, který umožňuje
dostatečnou svítivost a barevný kontrast. Měří se vzhledem
k pomyslné kolmici vedené od oka k displeji.
6 Všeobecná ustanovení
Cílem tohoto ČOS je standardizovat terminologii plochých displejů a stanovit
požadavky na tato zařízení.
7 Požadavky
7.1 Přehled požadavků na ploché displeje
U stávajících základních konstrukčních kritérií nebo minimálních požadavků na
displeje je nutné zvážit tři faktory: a) fyzikální koncepci podstatnou pro všechny displeje,
b) zamýšlené použití displeje (jeho funkce) a c) vztah fyzikálních parametrů displeje
a požadavků operátorů na jeho vizuální výkon. Navíc je třeba zvážit provozní nároky
na napájení, prostor, hmotnost a okolní podmínky.
7.1. a. Parametry plochých displejů
Všeobecně mohou být parametry displeje seskupeny do čtyř optických domén:
prostorové, spektrální, svítivosti a časové. Tyto optické domény korelují přímo s doménami
vizuálního výkonu člověka. Prostorová doména obsahuje parametry displeje, které jsou
sdruženy s úhlem pohledu pozorovatele a je v souladu (koreluje) se zrakovou ostrostí
a prostorovou citlivostí pozorovatele. Spektrální doména obsahuje parametry, které jsou
spojeny s vizuální citlivostí pozorovatele na barvu (její vlnovou délku) (barvocitem). Doména
svítivosti zahrnuje parametry displeje určené celkovou citlivostí pozorovatele na úrovně
ČOS 151003
2. vydání
13
svítivosti. Časová doména určuje parametry displeje spjaté s citlivostí pozorovatele měnicí
se úrovně svítivosti.
TABULKA – Seznam základních parametrů pro všechny optické domény
Prostorová Spektrální Svítivosti Časová
Rozlišení pixelu (H x V) Spektrální
rozložení
Špičková svítivost Obnovovací kmitočet
Velikost pixelu Rozsah barev Rozsah svítivosti Aktualizační kmitočet
Tvar pixelu Chromatičnost Úrovně šedé Doby náběhu/doběhu
pixelu
Rozteč pixelů Kontrastní poměr
Konfigurace subpixelu Rovnoměrnost
Počet vadných
(sub)pixelů
Zorný úhel
Stupeň odrazivosti
Prostorová doména
Prostorové parametry se vztahují k vlastnostem nejmenší adresovatelné plochy
displeje použité k předávání informací. O této ploše se hovoří jako o „obrazovém prvku“ nebo
pixelu. U některých displejů se pixel ještě dále dělí na subpixely. Technika subpixelů se
používá k dosažení odstínů šedé nebo barevné škály. Pixely mohou být v jedné z mnoha
forem (forma pixelu). Jsou to například tečky, čtverce, obdélníky atd. Rovněž rozměry pixelů
bývají různé. Pixely jsou srovnány v obdélníkové řadě, která obsahuje H vodorovných řad
s V pixely na řádek, což dává celkových H x V pixelů. Rozlišovací schopnost displeje se
často udává jako součin horizontálních a vertikálních pixelů. U rozsáhlejších pixelových řad
možná některé pixely nebudou adresovatelné (aktivovány) a celkový počet vadných
(sub)pixelů lze využít ke stanovení kvality displeje. Hustota pixelů se definuje jako existence
počtu pixelů na přímou vzdálenost (v palcích nebo centimetrech) a považuje se za
nejužitečnější parametr pro určování rozlišovací schopnosti displeje. Analogická k hustotě
pixelů je rozteč pixelů, která se definuje jako vzdálenost předem určeného bodu na jednom
pixelu k odpovídajícímu bodu na sousedním pixelu. Hustota pixelů je reciproční k pojmu
rozteč pixelů. Dalším aspektem prostorové domény je faktor uspořádání subpixelu. Některé
jednobarevné displeje používají strukturu subpixelu k tomu, aby se dosáhlo úrovní šedé.
U celobarevných panelů mohou pixely obsahovat tři nebo čtyři barevné body (subpixely).
Konfigurace těchto subpixelů může být různá. Příklady zahrnují čtvercové pixely, které
obsahují tři nebo čtyři svislé nebo vodorovné pruhy (subpixely) a konstrukce s pixely typu
delta obsahují subpixely tří barev (RGB).
Parametry prostorové domény jakéhokoli plochého displeje musejí být optimalizovány
dle prostorových parametrů lidského oka.
Spektrální doména
Spektrální výstup se primárně definuje jako spektrální rozložení energie jednotlivých
pixelů na emisním displeji nebo jako spektrální rozložení podsvícení nebo světelného zdroje
a parametry přenosu a/nebo odrazu materiálu pixelu a struktury displeje. Barvu
monochromatických displejů lze definovat její chromatičností, která je soustavou souřadnic
ČOS 151003
2. vydání
14
ve standardním barevném souřadnicovém systému dle Komise pro osvětlení (CIE) 1931
a Jednotné barevné škály (UCS) 1976. Schopnost barevného zobrazení barevně omezených
nebo celobarevných displejů se obvykle definuje jejich barevnou škálou, kterou je displej
schopen produkovat míšením úrovní intenzity primárních barevných (sub)pixelů.
Parametry spektrální domény jakéhokoli plochého displeje se musejí optimalizovat
dle spektrálních parametrů lidského oka.
Doména svítivosti
Špičková svítivost se definuje jako nejvyšší kvantitativní míra vnímaného jasu
displeje, zatímco rozsah svítivosti je rozdíl špičkové a nejmenší měřitelné svítivosti.
Schopnost displeje produkovat šedou škálu je počet (obvykle se udává škála druhé odmocniny
ze dvou) viditelných různých jasových úrovní, jichž je displej schopen dosáhnout. Vzhledem
k digitální konstrukci většiny plochých displejů se šedá škála často nahrazuje koncepcí úrovní
šedé, což je počet různých úrovní svítivosti, které lze vytvořit. Obvykle platí, že čím větší
počet kroků šedé škály a rozsahu svítivosti lze dosáhnout, tím vyšší je kvalita výstupu
displeje. Ostrost obrazu je měřítkem množství rozdílů, jichž displej dosahuje v modulaci
pixelů na displeji. Existuje několik různých způsobů, jak měřit ostrost obrazu plochých
displejů. Sem patří: 1) Poměr svítivosti velké plochy displeje v zapnutém stavu ke stejné
ploše ve vypnutém stavu, 2) poměr svítivosti pixelu v zapnutém stavu ke svítivosti téhož
pixelu ve vypnutém stavu a 3) poměr svítivosti pixelu v zapnutém stavu ke svítivosti
sousedního pixelu ve vypnutém stavu. Obecně lze říci, že měření kontrastu založené na
pixelech dává lepší představu o skutečné ostrosti obrazu než měření založená na větších
plochách displeje, protože jednotlivé pixely vytvářejí znaky, které se zobrazují. Přednost se
dává druhému zde uvedenému způsobu měření ostrosti obrazu, protože počítá s přeslechem,
což je nežádoucí svítivost, která se objevuje na „vypnutých“ pixelech a je způsobena křížovou
vazbou elektrických určujících (adresných) signálů. Uživatele mohou rušit rozsáhlé odchylky
(v rovnoměrnosti) svítivosti displeje, které snižují použitelnost displeje. Důležité jsou také
rozdíly mezi jednotlivými pixely. Aby byl displej plně použitelný, musí být způsobilý
k pohledu pod definovaným úhlem (zorný úhel) a za rozsáhlé škály okolních světelných
podmínek. Pro přijatelné pozorování za denního světla musí být displej schopen řídit
množství okolního světla odraženého od své čelní strany (stupeň odrazivosti displeje).
Parametry domény svítivosti jakéhokoli plochého displeje se musejí optimalizovat dle
citlivosti lidského oka na svítivost při sledování displeje při zamýšlených podmínkách
okolního osvětlení.
Časová doména
Displeje zobrazují informace. Stav informací zobrazovaných na displeji se může
nepřetržitě měnit. Je-li tomu tak, musí displej reagovat na danou změnu v čase, která je účelná
a efektivní. Frekvence, při níž je nutné změnit zobrazení na displeji, se nazývá aktualizační
frekvencí displeje. Některé displeje používají pixely, jejichž výstupní svítivost se mění
v závislosti na čase. U těchto displejů je třeba zobrazované informace neustále obnovovat
(obnovovací frekvence), a to i tehdy, když se jejich obsah nezměnil. Požaduje se, aby se
po dobu, kdy pozorovatel sleduje monitor, udržovala dostatečná hodnota svítivosti a také aby
se zamezilo vjemu blikání. Právě displeje s luminofory se těmito nedostatky vyznačují.
V závislosti na typu luminoforu se požaduje určitá časová perioda, během níž dosáhne
luminofor maxima (špičky) po vybuzení [doba rozsvícení (náběhu)] a časová perioda, během
níž svítivost doznívá k nějaké části maximální hodnoty [doba dosvitu (doběhu)].
ČOS 151003
2. vydání
15
Parametry časové domény jakéhokoli plochého displeje se musejí optimalizovat dle
časových parametrů lidského oka.
7.1. b. Režimy displejů
Ploché displeje je třeba přiřadit k jednomu z těchto funkčních režimů: hlásič (stavu)
(stavový displej), alfanumerický, využívající vektorové grafiky a video hlásič. Stavové
displeje sestávají z jednoúčelového uspořádání pixelů a používají se pro přenos jednoduchých
informací, jako jsou: zapnuto/vypnuto, výstrahy, v provozu/mimo provoz (go/no-go), stav atd.
Alfanumerické fonty pixelů jsou schopny zobrazovat pouze předdefinované znaky nebo
symboly. Tento režim displeje se používá pro různé typy digitálních přístrojů. Displeje
využívající vektorové grafiky jsou obdélníkové matice přímo adresovatelných pixelů, obvykle
černobílé s omezenou schopností tvorby šedé škály. Používají se na meteorologických
radarech, mapách a v systémech řízení letového provozu. Videodispleje se skládají
z obdélníkové matice obrazových prvků (pixelů), které jsou adresovatelné použitím
standardních video formátů. Jako příklady obrazových informací přenášených na
videodispleje lze uvést čidla pilotáže a cílení z termovizoru (FLIR) [infračervený systém
s dopředným (čelním) snímáním], zesílení obrazu a televize s nízkou úrovní světelnosti
a „pohyblivé“ mapy.
Požadavky na ploché displeje musí být založeny na funkčním režimu a technologii.
8 Stavové displeje
Stavové displeje sestávají z jednoúčelového uspořádání pixelů a používají se pro
přenos jednoduchých informací, jako jsou: zapnuto/vypnuto, výstrahy, v provozu/mimo
provoz (go/no-go), stav atd. Tyto displeje mohou být v dvojkovém formátu, obsahujícím
jednotlivé pixely, které jsou buď „vypnuty“ nebo „zapnuty“, nebo formát vyhrazené maticové
řady s vícenásobnými pixely, v němž je zobrazen jeden z několika popisů stavu
(např. „nízký“, „vysoký“). Displeje musejí pro příslušné optické domény splňovat tyto
požadavky:
8.1 Prostorové požadavky
Rozlišovací schopnost pixelu (H x V). Displeje mohou být pevnou řadou jednotlivých
nebo vícenásobných pixelů (tj. určenými maticemi pixelů, které tvoří stanovený popis).
Rozměr pixelu. Displeje hlásiče sestávající z pevné řady jednotlivých pixelů a pixel,
který leží proti plnému zornému úhlu podél svého nejmenšího rozměru, nesmí být menší než
4 minuty obloukové míry. Detail pixelu displejů, které zobrazují popisy stavu, musí mít
rozměr, který odpovídá minimálnímu zornému úhlu 4 minuty obloukové míry a jehož celková
velikost (rozměr nejmenšího popisu), odpovídá minimálnímu zornému úhlu 20 minut
obloukové míry (preferuje se 30 minut obloukové míry).
Tvar pixelu. Jednopixelové displeje (z pevné řady jednotlivých pixelů) mohou mít
jakýkoli tvar. Aby se zajistily čitelné fonty znaků nebo symbolů, je třeba vybírat tvary pixelů,
použitých u displejů zobrazujících stav a popisy.
Rozteč pixelů. Není použitelný pro jednopixelové displeje. Pixelové řady použité
k zobrazení popisů mohou mít rozteč maximálně 0,4 milimetrů, což odpovídá minimální
hustotě 2,5 pixelů/milimetr.
ČOS 151003
2. vydání
16
Uspořádání subpixelů. Není použitelný pro jednopixelové displeje (které se skládají
z pevné řady jednotlivých pixelů). Pixelové řady použité k zobrazení popisů mohou využít
jakéhokoli požadovaného uspořádání subpixelů k tomu, aby se dosáhlo šedé škály nebo
specifické barvy displeje.
Vadné (chybné) pixely. U jednopixelových displejů hlásičů ani u displejů hlásičů
s vícenásobným pixelem nejsou povoleny žádné vadné (chybné) pixely.
8.2 Spektrální požadavky
Spektrální rozložení. Spektrální rozložení energie displeje musí obsahovat pokud
možno co největší část viditelného spektra a ještě splňovat správná konstrukční kritéria pro
ergonomii. Je nezbytné vyhnout se úzkému spektrálnímu rozsahu vlnových délek
a/nebo blízkosti jednoho či druhého konce viditelného spektra. Požaduje-li se, aby byl displej
slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění, musí se jeho spektrální výstup
shodovat s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější osvětlení letadla
slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
Barevná škála. Obecně se u displejů hlásičů spíše než škála barev používají specifické
barvy (jedna nebo více). Mezi tyto barvy obvykle patří: červená, žlutá, zelená a bílá. Červená
se zpravidla používá pro indikaci možného rizika, žlutá signalizuje nějakou mezní podmínku,
zelená znamená vyhovující podmínku a bílá není spojena s žádnou „dobrou“ nebo „špatnou“
konotací. Barvy musejí splňovat požadavky STANAG 3370 AI, Výstražné, varovné
a návěstní signály v kabinách pro posádky letadel, a STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější
osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
Chromatičnost. Chromatičnost displeje musí splňovat správná konstrukční kritéria pro
ergonomii. Barvy musejí vykazovat dostatečnou chromatickou odlišnost, která umožní
uživatelům rozlišovat různé barvy v provozu za každého okolního osvětlení. Požaduje-li se,
aby byl displej slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění, musí se jeho
chromatičnost shodovat s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější
osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
8.3 Požadavky na svítivost
Špičková (maximální) svítivost. Špičková (maximální) svítivost pixelu musí
překračovat nejvyšší předpokládanou svítivost pozadí nejméně o 50 procent. Doporučuje se
minimální špičková svítivost 100 cd/m2 (29 fL) a musí být zajištěna schopnost ztlumit displej
alespoň na 1 procento špičkové svítivosti. Požaduje-li se čitelnost displeje při osvětlení
slunečním světlem (až do 100 000 luxů), bude možná nutné zvýšit špičkovou svítivost nebo
použít nějaký způsob ochrany proti oslnění.
Rozsah svítivosti. Displeje hlásiče pracují v binárním (dvojkovém) režimu. Tyto
displeje jsou buď „zapnuty“ („on“), nebo „vypnuty“ („off“). Svítivost stavu „vypnuto“ musí
být nula nebo hodnota menší než pozadí displeje (zpravidla 0,03 cd/m2 nebo 0,01 fL).
Svítivost stavu „zapnuto“ se musí rovnat maximální svítivosti.
Úrovně šedé. Pro displeje hlásiče jsou potřebné pouze dva stavy svítivosti [„zapnuto“
(„on“), nebo „vypnuto“ („off“)], a tudíž lze vyžadovat minimálně dvě úrovně šedé. Pokud je
displej schopen tlumit vlastní světlo, může se požadovat zvýšený počet úrovní šedé.
Kontrastní poměr. Kontrastní poměr musí být větší než 100 pro všechny podmínky
okolního osvětlení, vyjma přímého slunečního světla (100 000 luxů). U jednopixelových
ČOS 151003
2. vydání
17
displejů se používá svítivost pozadí displeje jako svítivost sousedního pixelu ve vypnutém
stavu („off“). V nejhorším případě se požaduje kontrastní poměr okolního světla, přímého
slunečního světla (100 000 luxů) vůči lidskému oku (5).
Rovnoměrnost. Nepoužívá se u jednopixelových displejů. Displeje s vícenásobnými
pixely musejí omezovat kolísání svítivosti na využitelné ploše displeje v průměru
na ± 40 procent (lépe ± 20 procent). Sousední pixely nesmějí kolísat více než o ± 10 procent.
Zorný úhel. Displeje musejí být čitelné odkudkoli z plného zorného úhlu ohraničeného
elipsou kolmou k horizontále pohledu a vystředěnou kolem ní. Elipsa má hlavní osu
v horizontální rovině při zorném úhlu minimálně 60 stupňů (± 30 stupňů) a vedlejší osu ve
vertikální rovině při zorném úhlu minimálně 40 stupňů (± 20 stupňů), pokud to nevylučují
požadavky na speciální použití displeje.
Stupeň odrazivosti. Méně než 2 procenta, je-li to použitelné.
8.4 Časové požadavky
Obnovovací kmitočet. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
obnovovací kmitočet dostatečně vysoký k tomu, aby se zabránilo blikání displeje.
Obnovovací kmitočet musí být zpravidla vyšší než 75 Hz.
Aktualizační kmitočet. Displeje musejí být schopny zobrazit změnu stavu při jednom
aktualizačním cyklu přidruženého čidla nebo minimálně v časovém intervalu udávajícím
kritičnost informací o stavu.
Doby náběhu/doběhu pixelu. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
součet časů náběhů a doběhů pixelů menší než obnovovací perioda. Doby náběhu a doběhu
pixelů musejí být vždy menší než polovina aktualizační periody.
9 Alfanumerické displeje
Alfanumerické displeje jsou určeny k zobrazování písmenných, číselných nebo
symbolických pixelových fontů. Zobrazovat na nich lze pouze určité předdefinované znaky,
které se však mohou měnit z jednoho na jiný.
Dobrými příklady alfanumerických displejů jsou digitální displeje hodin, teploměrů
a voltmetrů.
9.1 Prostorové požadavky
Rozlišení pixelu (H x V). Nečíselné znaky na alfanumerických displejích musí mít
minimálně 5 (H) x 7 (V) pixelů. Preferuje se rozlišení 7 (H) x 9 (V) pixelů. Číselné znaky
používající pixely s mřížovým segmentem (bar segment pixels) mohou mít jen (as few as)
7 pixelů.
Rozměr pixelu. Jednotlivé znaky musejí mít velikost pixelu, která odpovídá
minimálnímu zornému úhlu 4 minuty obloukové míry a takovou celkovou velikost,
která dpovídá minimálnímu zornému úhlu 30 minut obloukové míry (upřednostňuje se úhel
45 minut obloukové míry) na zamýšlenou pozorovací vzdálenost.
Tvar pixelu. Musí se vybrat takový tvar pixelu, aby se zajistily vysoce čitelné fonty
znaků nebo symbolů.
Rozteč pixelů. Rozteč pixelů znaku může být maximálně 0,8 milimetrů.
ČOS 151003
2. vydání
18
Uspořádání subpixelu. Pole pixelů může využívat jakéhokoli požadovaného
uspořádání subpixelů k tomu, aby poskytovalo požadovanou barvu nebo šedou škálu.
Vadné (chybné) pixely. Nepřipouštějí se žádné vadné pixely.
9.2 Spektrální požadavky
Spektrální rozložení. Spektrální rozložení energie displeje musí obsahovat pokud
možno co největší část viditelného spektra a ještě splňovat kritéria konstrukce pro ergonomii.
Je nezbytné vyhnout se úzkému spektrálnímu rozsahu vlnových délek a/nebo blízkosti
jednoho či druhého konce viditelného spektra. Požaduje-li se, aby byl displej slučitelný se
zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění, musí se jeho spektrální výstup shodovat
s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější osvětlení letadla slučitelné
při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
Barevná škála. Obecně se u alfanumerických displejů spíše než škála barev používají
specifické barvy (jedna nebo více). Kvůli zhoršení čitelnosti určitými druhy případů vadných
barev (by certain types of colour defective individuals) se nesmí používat červená.
Chromatičnost. Chromatičnost displeje musí splňovat správná konstrukční kritéria pro
ergonomii. Barvy musejí vykazovat dostatečnou chromatickou odlišnost, která umožní
uživatelům rozlišovat různé barvy v provozu za každého okolního osvětlení. Požaduje-li se,
aby byl displej slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění, musí se jeho
chromatičnost shodovat s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější
osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
9.3 Požadavky na svítivost
Špičková (maximální) svítivost. Špičková (maximální) svítivost pixelu musí
překračovat nejvyšší předpokládanou svítivost pozadí nejméně o 50 procent. Doporučuje se
minimální špičková svítivost 100 cd/m2 (29 fL) a musí být zajištěna schopnost ztlumit displej
alespoň na 1 procento špičkové svítivosti. Požaduje-li se čitelnost displeje při osvětlení
slunečním světlem (až do 100 000 luxů), bude možná nutné zvýšit špičkovou svítivost nebo
použít nějaký způsob ochrany proti oslnění.
Rozsah svítivosti. Svítivost stavu „vypnuto“ musí být nula nebo hodnota menší
než pozadí displeje (zpravidla 0,03 cd/m2 nebo 0,01 fL). Svítivost stavu „zapnuto“ se musí
rovnat maximální svítivosti.
Úrovně šedé. Ideálně potřebují alfanumerické displeje pracovat pouze ve stavu
[„zapnuto“ („on“), nebo „vypnuto“ („off“)], a tudíž lze vyžadovat minimálně dvě úrovně
šedé. Pokud je displej schopen tlumit vlastní světlo, může se požadovat zvýšený počet úrovní
šedé.
Kontrastní poměr. Při maximální svítivosti musí být kontrastní poměr větší než nebo
roven 100. V nejhorším případě se požaduje kontrastní poměr okolního světla, přímého
slunečního světla (100 000 luxů) vůči lidskému oku (5).
Rovnoměrnost. Kolísání svítivosti mezi jednotlivými znaky musí být omezeno
na ± 40 procent (lépe ± 20 procent). Sousední pixely nesmějí kolísat více než o ± 10 procent.
Zorný úhel. Displeje musejí být čitelné odkudkoli z plného zorného úhlu ohraničeného
elipsou kolmou k horizontále pohledu a vystředěnou kolem ní. Elipsa má hlavní osu
v horizontální rovině při zorném úhlu minimálně 60 stupňů (± 30 stupňů) a vedlejší osu ve
ČOS 151003
2. vydání
19
vertikální rovině při zorném úhlu minimálně 40 stupňů (± 20 stupňů), pokud to nevylučují
požadavky na speciální použití displeje.
Stupeň odrazivosti. Méně než 2 procenta, je-li to použitelné.
9.4 Časové požadavky
Obnovovací kmitočet. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
obnovovací kmitočet dostatečně vysoký k tomu, aby se zabránilo blikání displeje.
Obnovovací kmitočet musí být zpravidla vyšší než 75 Hz.
Aktualizační kmitočet. Displeje musejí být schopny zobrazit změnu stavu hodnoty
zobrazovaných informací při jednom aktualizačním cyklu přidruženého čidla nebo minimálně
v časovém intervalu udávajícím užitečnost a kritičnost informací.
Doby náběhu/doběhu pixelu. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
součet časů náběhů a doběhů pixelů menší než obnovovací perioda. Doby náběhu a doběhu
pixelů musejí být vždy menší než polovina aktualizační periody.
10 Displeje využívající vektorovou grafiku
Displeje, které využívají vektorovou grafiku, jsou obdélníkové matice přímo
adresovavatelných pixelů, obvykle monochromatické (jednobarevné) nebo limitované barvou
s omezenou možností tvorby šedé škály. Dobrými příklady displejů s vektorovou grafikou
jsou počítačové terminály a grafické displeje a aplikace typu meteorologických radarů, map
a systémů řízení letového provozu.
10.1 Prostorové požadavky
Rozlišení pixelu (H x V). Počet horizontálních a vertikálních pixelů musí být
aplikačně závislý. Doporučuje se minimálně 640 (H) x 480 (V).
Rozměr pixelu. Rozměr pixelu musí být definován roztečí pixelů (nebo hustotou
pixelů).
Tvar pixelu. Pixely mohou mít jakýkoli tvar, který zajistí čitelnost znaků nebo
symbolů.
Rozteč pixelů. Rozteč pixelů displejů může být maximálně 0,4 milimetrů, což
odpovídá minimální hustotě pixelů 2,5 pixelů/milimetr.
Uspořádání subpixelů. Jednopixelové uspořádání barevných displejů znamená
barevnou skupinu uspořádanou do čtvercové matice z červené, zelené, modré a zelené se
dvěma zelenými subpixely v protilehlých rozích čtverce. Dalšími přijatelnými uspořádáními
subpixelů jsou pruhy, trojice a mozaika (bodová struktura).
Vadné (chybné) pixely. Nepřipouští se více vadných subpixelů než 0,01 procent
z jejich celkového počtu. Nesmí se vyskytnout ani jedna řada nebo sloupec vadných
subpixelů. Skupinu dvou nebo více sousedních pixelů obsahujících jeden nebo více vadných
subpixelů je třeba považovat za shlukový (hroznový) defekt. Poměr plochy displeje
v centimetrech čtverečních k počtu shlukových (hroznových) defektů musí být alespoň
(nesmí být menší než) 16 : 1. Na ploše, na níž se zobrazují kritické informace, se nesmí
vyskytovat žádné shlukové (hroznové) defekty.
ČOS 151003
2. vydání
20
Nežádoucí prostorové jevy. U všech displejů je třeba minimalizovat přítomnost
zubatosti (stair stepping) a jiných nežádoucích prostorových jevů.
10.2 Spektrální požadavky
Spektrální rozložení. Spektrální rozložení energie displeje musí obsahovat pokud
možno co největší část viditelného spektra a ještě splňovat kritéria konstrukce pro ergonomii.
Požaduje-li se, aby byl displej slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění,
musí se jeho spektrální výstup shodovat s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI,
Osvětlení kabiny posádky letadla (nepřizpůsobené pro noktovizi).
Barevná škála. Displeje musejí být schopny zobrazit každou ze základních barev
(červenou, zelenou a modrou) v doporučených 256 úrovních šedé. Navíc musejí být displeje
schopny zobrazit všechny smíšené barvy, které jsou výsledkem všech možných kombinací
úrovní šedé každé základní barvy.
Chromatičnost. Chromatičnost displeje musí splňovat správná konstrukční kritéria pro
ergonomii. Barvy musejí vykazovat dostatečnou chromatickou odlišnost, která umožní
uživatelům rozlišovat různé barvy v provozu za každého okolního osvětlení. Požaduje-li se,
aby byl displej slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění, musí se jeho
chromatičnost shodovat s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější
osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
Nežádoucí barevné jevy. U všech displejů je třeba minimalizovat přítomnost
barevných pruhů, barevného lemování, posunů barev kvůli zornému úhlu a jiné s barvami
související nežádoucí jevy.
10.3 Požadavky na svítivost
Špičková (maximální) svítivost. Displeje musejí zajišťovat maximální špičkovou
svítivost 1200 cd/m2 (350 fL) v okolních podmínkách bílého a plného denního světla. Musí
být zajištěna schopnost ztlumit displej alespoň na 1 procento špičkové svítivosti. Požaduje-li
se čitelnost displeje při osvětlení slunečním světlem (až do 100 000 luxů), bude možná nutné
zvýšit špičkovou svítivost nebo použít nějaký způsob ochrany proti oslnění.
Rozsah svítivosti. Svítivost displeje musí být mezi špičkovou a minimální hodnotou
svítivosti menší než je svítivost pozadí displeje (zpravidla 0,03 cd/m2 nebo 0,01 fL).
Úrovně šedé. Doporučuje se minimálně 256 digitálních úrovní šedé.
Kontrastní poměr. Je-li v okolí displeje tma, nesmí být kontrast displeje při grafickém
a alfanumerickém znázornění menší než 20. Za plného denního světla (100 000 luxů) nesmí
být kontrast displeje vůči oku menší než 4. Optimální kontrast je 5.
Rovnoměrnost. Kolísání svítivosti na užitečné ploše displeje musí být omezeno
na ± 40 procent (± 40 percent relative to the mean) (lépe ± 20 procent). Sousední pixely
nesmějí kolísat více než o ± 10 procent.
Zorný úhel. Displeje musejí být čitelné odkudkoli z plného zorného úhlu ohraničeného
elipsou kolmou k horizontále pohledu a vystředěnou kolem ní. Elipsa má hlavní osu
v horizontální rovině při zorném úhlu minimálně 60 stupňů (± 30 stupňů) a vedlejší osu ve
vertikální rovině při zorném úhlu minimálně 40 stupňů (± 20 stupňů), pokud to nevylučují
požadavky na speciální použití displeje.
Stupeň odrazivosti. Méně než 2 procenta, je-li to použitelné.
ČOS 151003
2. vydání
21
Nežádoucí jevy spojené se svítivostí. U všech displejů je třeba minimalizovat
přítomnost pruhů, mur, přeslechů a dalších nežádoucích jevů spojených se svítivostí.
10.4 Časové požadavky
Obnovovací kmitočet. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
obnovovací kmitočet dostatečně vysoký k tomu, aby se zabránilo blikání displeje.
Obnovovací kmitočet musí být zpravidla vyšší než 75 Hz.
Aktualizační kmitočet. Displeje musejí být schopny zobrazit změnu stavu hodnoty
zobrazovaných informací při jednom aktualizačním cyklu přidruženého čidla nebo minimálně
v časovém intervalu udávajícím kritičnost stavových informací.
Doby náběhu/doběhu pixelu. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
součet časů náběhů a doběhů pixelů menší než obnovovací perioda. Doby náběhu a doběhu
pixelů musejí být vždy menší než polovina aktualizační periody.
Nežádoucí jevy spojené s časovými požadavky. Displeje musejí minimalizovat výskyt
blikání, chvění obrazu, zadření a další nežádoucí jevy spojené s časovými požadavky.
11 Videodispleje
11.1 Prostorové požadavky
Rozlišení pixelu (H x V). Počet horizontálních a vertikálních pixelů musí být
aplikačně závislý. Doporučuje se minimálně 640 (H) x 480 (V).
Rozměr pixelu. Rozměr pixelu musí být definován roztečí pixelů (nebo hustotou
pixelů).
Tvar pixelu. Pixely mohou mít jakýkoli tvar, který zajistí čitelnost znaků nebo
symbolů.
Rozteč pixelů. Rozteč pixelů displejů může být maximálně 0,4 milimetrů, což
odpovídá minimální hustotě pixelů 2,5 pixelů/milimetr.
Uspořádání subpixelů. Jednopixelové uspořádání barevných displejů znamená
barevnou skupinu uspořádanou do čtvercové matice z červené, zelené, modré a zelené se
dvěma zelenými subpixely v protilehlých rozích čtverce. Dalšími přijatelnými uspořádáními
subpixelů jsou pruhy, trojice a mozaika (bodová struktura).
Vadné (chybné) pixely. Nepřipouští se více vadných subpixelů než 0,01 procent
z jejich celkového počtu. Nesmí se vyskytnout ani jedna řada nebo sloupec vadných
subpixelů. Skupinu dvou nebo více sousedních pixelů obsahujících jeden nebo více subpixelů
je třeba považovat za shlukový (hroznový) defekt. Poměr plochy displeje v centimetrech
čtverečních k počtu shlukových (hroznových) defektů musí být alespoň (nesmí být menší než)
16 : 1. Na ploše, na níž se zobrazují kritické informace, se nesmí vyskytovat žádné shlukové
(hroznové) defekty.
Nežádoucí prostorové jevy. U všech displejů je třeba minimalizovat přítomnost
zubatosti (stair stepping) a jiných nežádoucích prostorových jevů.
ČOS 151003
2. vydání
22
11.2 Spektrální požadavky
Spektrální rozložení. Spektrální rozložení energie displeje musí obsahovat pokud
možno co největší část viditelného spektra a ještě splňovat kritéria konstrukce pro ergonomii.
Požaduje-li se, aby byl displej slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění,
musí se jeho spektrální výstup shodovat s požadavky stanovenými v STANAG 3224 AI,
Vnitřní a vnější osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru)
i bez nich.
Barevná škála. Displeje musejí být schopny zobrazit každou ze základních barev
(červenou, zelenou a modrou) v doporučených 256 úrovních šedé. Navíc musejí být displeje
schopny zobrazit všechny smíšené barvy, které jsou výsledkem všech možných kombinací
úrovní šedé každé základní barvy.
Chromatičnost. Chromatičnost displeje musí splňovat správná konstrukční kritéria pro
ergonomii. Barvy musejí vykazovat dostatečnou chromatickou odlišnost, která umožní
uživatelům rozlišovat různé barvy v provozu za každého okolního osvětlení. Požaduje-li se,
aby byl displej slučitelný se zesilovači obrazu v zařízeních pro noční vidění, musí se jeho
chromatičnost shodovat se STANAG 3224 AI, Vnitřní a vnější osvětlení letadla slučitelné při
použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru) i bez nich.
Nežádoucí barevné jevy. U všech displejů je třeba minimalizovat přítomnost
barevných pruhů, barevného lemování, posunů barev kvůli zornému úhlu a jiné s barvami
související nežádoucí jevy.
11.3 Požadavky na svítivost
Špičková (maximální) svítivost. Displeje musejí zajišťovat maximální špičkovou
svítivost 1200 cd/m2 (350 fL) v okolních podmínkách bílého a plného denního světla. Musí
být zajištěna schopnost ztlumit displej alespoň na 1 procento špičkové svítivosti. Požaduje-li
se čitelnost displeje při osvětlení slunečním světlem (až do 100 000 luxů), bude možná nutné
zvýšit špičkovou svítivost nebo použít nějaký způsob ochrany proti oslnění.
Rozsah svítivosti. Svítivost displeje musí být mezi špičkovou a minimální hodnotou
svítivosti menší než je svítivost pozadí displeje (zpravidla 0,03 cd/m2 nebo 0,01 fL).
Úrovně šedé. Doporučuje se minimálně 256 digitálních úrovní šedé.
Kontrastní poměr. Je-li v okolí displeje tma, nesmí být kontrast displeje při grafickém
a alfanumerickém znázornění menší než 20. Za plného denního světla (100 000 luxů) nesmí
být kontrast displeje vůči oku menší než 4. Optimální kontrast je 5.
Rovnoměrnost. Kolísání svítivosti na užitečné ploše displeje musí být omezeno
na ± 40 procent (lépe ± 20 procent). Sousední pixely nesmějí kolísat více než o ± 10 procent.
Zorný úhel. Displeje musejí být čitelné odkudkoli z plného zorného úhlu ohraničeného
elipsou kolmou k horizontále pohledu a vystředěnou kolem ní. Elipsa má hlavní osu
v horizontální rovině při zorném úhlu minimálně 60 stupňů (± 30 stupňů) a vedlejší osu ve
vertikální rovině při zorném úhlu minimálně 40 stupňů (± 20 stupňů), pokud to nevylučují
požadavky na speciální použití displeje.
Stupeň odrazivosti. Méně než 2 procenta, je-li to použitelné.
Nežádoucí jevy spojené se svítivostí. U všech displejů je třeba minimalizovat
přítomnost pruhů, mur, přeslechů a dalších nežádoucích jevů spojených se svítivostí.
ČOS 151003
2. vydání
23
11.4 Časové požadavky
Obnovovací kmitočet. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
obnovovací kmitočet dostatečně vysoký k tomu, aby se zabránilo blikání displeje.
Obnovovací kmitočet musí být zpravidla vyšší než 75 Hz.
Aktualizační kmitočet. Displeje musejí být schopny zobrazit změnu stavu hodnoty
zobrazovaných informací při jednom aktualizačním cyklu přidruženého čidla nebo minimálně
v časovém intervalu udávajícím kritičnost stavových informací.
Doby náběhu/doběhu pixelu. Udržuje-li se svítivost pixelu obnovováním, musí být
součet časů náběhů a doběhů pixelů menší než obnovovací perioda. Doby náběhu a doběhu
pixelů musejí být vždy menší než polovina aktualizační periody.
Nežádoucí jevy spojené s časovými požadavky. Displeje musejí minimalizovat výskyt
blikání, chvění obrazu, zadření a další nežádoucí jevy spojené s časovými požadavky.
12 Speciální požadavky
Dále musejí být splněny tyto požadavky:
12.1 Provozní podmínky
Displeje musejí zajistit přijatelný výkon a kvalitu obrazu s ohledem na teplotu,
vlhkost, nadmořskou výšku, vibrace a otřesy dle nároků provozního prostředí displeje a dle
podmínek předepsaných v ČOS 051627, 399007, 999902, 999905, 999933, 999935, 999936
(AECTP-200–600, 230, 240, 250) a v AECTP-100, viz kapitolu 3 tohoto ČOS.
12.2 Slučitelnost s NVIS
Displeje, u nichž se požaduje provoz se zřetelem na zesilovače obrazu ze zařízení pro
noční vidění, musí být s těmito zařízeními slučitelné dle ustanovení STANAG 3224 AI,
Vnitřní a vnější osvětlení letadla slučitelné při použití brýlí pro noční vidění (noktovizoru)
i bez nich.
12.3 Ovladače
Ovladače používané k aktivaci a nastavení provozních parametrů všech plochých
displejů musejí splňovat správná konstrukční kritéria pro ergonomii, která obsahují
požadavky STANAG 3705 AI, Ergonomická kritéria pro (návrh) rozmístění ovládacích prvků
a displejů v kabinách posádek letadel.
12.4 Elektromagnetická slučitelnost (EMC)
EMC je stále důležitější parametr technologie plochých displejů. EMC obsahuje
citlivost na signály a generování signálů. Tato citlivost souvisí s rušením displeje sebou
samým, nebo je displej ovlivněn jinými zdroji signálů. Generování nežádoucích signálů
souvisí se schopností displeje rušit jiná zařízení. U všech typů displejů se musí minimalizovat
citlivost na nežádoucí signály i generování (spekter) nežádoucích signálů.
12.5 Kvalita povrchu displeje
Na displeji nesmějí být prostým okem viditelné bubliny nebo škrábance.
ČOS 151003
2. vydání
24
12.6 Zdraví a bezpečnost
Displeje musejí být navrženy tak, aby se minimalizovala potenciální možnost zranění
při jejich provozu a obsluze. Žádný materiál, z něhož je displej vyroben, nesmí uvolňovat
plyny nebo výpary, které škodí zdraví, nebo činnosti pracovníků nebo funkci zařízení, do nějž
je displej nainstalován.
12.7 Spolehlivost
Střední doba mezi předpokládanými opravami displejů musí být alespoň 10 000 hodin.
Spolehlivost displejů kolísá podle použitých technologií. Nejméně spolehlivé jsou LCD
displeje, které používají fluorescenční podsvícení. Mají-li speciální displeje typické střední
doby mezi opravami delší než 10 000 hodin, musí se tyto hodnoty považovat za minimální.
12.8 Doba rozsvícení
Všechny displeje musejí dosáhnout minimálně 25 procent špičkové (maximální)
svítivosti a být schopné znázornit obrazy při aktualizačním kmitočtu 1 Hz do 30 sekund
od zapnutí při nižší hodnotě požadovaného provozního rozsahu. Všechny displeje musejí
dosáhnout 100 procent špičkové (maximální) svítivosti a být schopné grafického zobrazení
při plných výkonnostních parametrech do 300 sekund od zapnutí při nižší hodnotě
požadovaného provozního rozsahu. Všechny displeje musejí dosáhnout plných výkonnostních
parametrů do 30 sekund při typické okolní teplotě 15 stupňů Celsia.
13 Ploché displeje
Ploché displeje jsou třídou displejů založených na technologii, která nepoužívá
obrazovky a jejich název se odvozuje z fyzikálních vlastností jejich rovné zobrazovací plochy
a zmenšené hloubky (tenké formy) ve srovnání s obrazovkovými displeji. Počet slibných
technologií plochých displejů se stále zvyšuje. V současnosti sem patří displeje na bázi
tekutých krystalů (LC), elektroluminiscenční displeje (EL), displeje na bázi světelných diod
(LED), displeje řízené polem (FE), fluorescenční displeje (VF), plazmové displeje (P)
a digitální mikrozrcadlová zařízení (DMD). Tyto technologie se liší fyzikálním
mechanismem, jímž emitují nebo modulují světlo. Displeje, založené na těchto technologiích,
se často dělí na emisní a neemisní. Emisní displeje zobrazují informace tak, že používají
světlo přirozeně produkované mechanismem displeje. [Poznámka: Obrazovkové displeje
spadají do této skupiny, protože světelná energie produkující konečný obraz je výsledkem
elektronového svazku, který aktivuje krystaly luminoforu.] Neemisní jsou takové displeje,
které zobrazují informace tak, že modulují strukturu okolního světla u pozorovatele nebo
modulují přenos světla z vnějšího zdroje.
Obecně lze konstatovat, že každá uvedená technologie umožňuje vyrábět displeje,
které jsou buď monochromatické (jednobarevné), polychromatické či s omezeným počtem
barev (dvě nebo více barev), nebo „celobarevné (RGB)“. Tato barevnost je dána schopností
displejů produkovat 256 nebo více barev.
Výraz „plochý displej“ v tomto dokumentu znamená displej a přidruženou
elektroniku.
Následuje stručný popis jednotlivých hlavních technologií.
ČOS 151003
2. vydání
25
13.1 Displeje na bázi tekutých krystalů (LCD)
Nejrozšířenější jsou displeje založené na technologii tekutých krystalů. Displeje
z tekutých krystalů (LCD) patří mezi neemisní displeje. Ty produkují obrazy modulací
okolního světla. Okolním světlem může být odražené světlo nebo světlo přenesené ze
sekundárního vnějšího zdroje (podsvícení). Modulační mechanismus spočívá ve změně
orientace molekul tekutých krystalů mezi polarizátory použitím elektrického pole.
Displeje z tekutých krystalů (LCD) lze dále třídit podle metody, při níž jsou
aktivovány (nebo adresovány) jednotlivé obrazové prvky (pixely). Obvykle se používají dva
režimy adresování: pasivní (passive matrix – PM) a aktivní matice (active matrix – AM).
U LCD s pasivní maticí (PMLCD) se pixely definují průsečíkem páru svislé a vodorovné
elektrody. Napětí přivedené na kterýkoli vybraný pár vyvolává reakci materiálu tekutého
krystalu v průsečíku elektrod. U LCD s aktivní maticí (AMLCD) se využívá řada jednotlivých
pixelů, přičemž je každý z nich řízen elektronickým spínačem.
LCD displeje jsou monochromatické nebo celobarevné (RGB). Monochromatické
LCD obvykle využívají podsvícení, které zajišťuje jeden nebo více světelných zdrojů, nějaká
odrazná plocha a difuzor. Méně často se používá podsvícení, jehož zdrojem světla je vhodný
elektroluminiscenční panel. [Viz další odstavec.] Existuje mnoho metod, jak dosáhnout
barevných LCD displejů, a jejich počet se denně zvyšuje. Jedna z nich se podobá aditivní
metodě aplikované v moderních obrazovkových displejích. Při této metodě se pixely skládají
ze tří barev nebo více subpixelů. Aktivační kombinací těchto subpixelů a řízením přenosu
každého z nich lze dosáhnout poměrně rozsáhlé barevné škály.
13.2 Elektroluminiscenční displeje (ELD)
Obecně jsou elektroluminiscenční displeje vrstvou luminoforu vloženou mezi dvě
vrstvy průhledného dielektrika (izolátoru), kterou aktivuje elektrické pole. Pixely se formují
vzorováním luminoforu do teček. Elektroluminiscenční displeje jsou napájeny střídavým
(AC) nebo stejnosměrným (DC) proudem a lze je také označit jako práškový nebo tenký
(thin)/silný (thick) film. Dva nejrozšířenější typy EL displejů jsou displeje se silným filmem
napájené stejnosměrným proudem (DCTFEL) a displeje s tenkým filtrem napájené střídavým
proudem (ACTFEL). Všechny EL displeje jsou emisní.
Elektroluminiscenční displeje mohou být monochromatické, s omezenou barevnou
škálou, nebo celobarevné (RGB). Barvy se dosahuje buď klasickou filtrační technikou
„colour-by-white“ (barvy získané rozložením bílého světla) nebo strukturovanými luminofory
podobnými těm, které se používají v konvečních obrazovkových displejích.
EL panely z jednolitých vrstev luminoforu se někdy používají jako podsvícení LCD
displejů.
13.3 Displeje na bázi světelných diod (LED)
Displeje na bázi světelných diod jsou emisní displeje složené z mnoha LED diod
uspořádaných do různých konfigurací, jejichž uplatnění kolísá od jednoduchého stavového
indikátoru složeného z jedné LED diody až k rozsáhlým plochám adresovatelných matic x, y.
Jednotlivé LED diody pracují na principu polovodičové fyziky, kde se elektrická energie
převádí na světelnou elektroluminiscenčním mechanismem, na přechodu diody. Světelná
energie se vyrábí tehdy, když se použije předpětí v propustném směru. Světelný výstup LED
diody se vyznačuje poměrně úzkým spektrálním pásmem a často se považuje za
monochromatický (jednobarevný) a určený dominantní vlnovou délkou. „Barva“ LED diody
ČOS 151003
2. vydání
26
je funkcí polovodičového materiálu a pro viditelné spektrum zahrnuje zelenou, žlutou,
červenou a modrou.
Displeje na bázi světelných diod jsou obvykle monochromatické, ale použití
subminiaturních LED diod v uspořádání červená-modrá-zelená umožňuje získat plné (RGB)
barev.
13.4 Displeje řízené polem (FED)
Displeje řízené polem jsou emisní displeje. FED displeje se skládají z matice
z miniaturních zdrojů elektronů, které produkují elektrony pomocí procesu autoemise.
Autoemise je emise elektronů z povrchu kovového vodiče do vakua působením silného
elektrického pole. Světlo se vytvoří tehdy, když elektrony narazí na stínítko displeje.
[Tento proces je známý také pod názvem studená emise.] FED displeje lze třídit dle
geometrie: bod, klín, nebo tenký filmový okraj. Každá geometrie má své výhody a nevýhody.
Byly vyvinuty monochromatické a celobarevné displeje.
13.5 Fluorescenční displeje (VFD)
Vakuové fluorescenční displeje (VFD) jsou plochá elektronková (obrazovková)
zařízení, která používají žhavicí vlákno, řídicí mřížku a anodu z vrstveného luminoforu.
Pracují žhavením vlákna, z něhož se uvolňují elektrony urychlované přes řídicí mřížku,
které nárazem na luminoforovou anodu produkují světlo. VFD se zpravidla používají
v malých bodových maticích nebo v segmentovaných displejích. Lze je dělit podle uspořádání
anody: jednoduchá matice, vícenásobná matice a aktivní matice. Uspořádání s jednou maticí
používá jednu anodu a je nejjednodušší konstrukce. Uspořádání s vícenásobnou maticí
využívá vícenásobné anody, které umožňují rozšířit pracovní cyklus displeje. Uspořádání
s aktivní maticí má také vícenásobné anody, ale má v každé anodě spínací prvky.
K dispozici jsou monochromatické i vícebarevné displeje s možností celobarevného
(RGB) displeje, ačkoli jsou vyvíjeny účinnější modré luminofory.
13.6 Plazmové displeje
Plazmové (plynový výboj) displeje, které jsou přirozeně emisní, produkují světlo
tehdy, když se přivede elektrické pole přes obálku s plynem. Atomy plynu se ionizují a fotony
(světlo) jsou emitovány, když se atomy vrátí do základního stavu. Plazmový displej je pole
miniaturních výbojek podobných zářivkám. Obrazy se tvoří řízením intenzity a/nebo trváním
vybíjecích proudů každé výbojky.
Plazmové ploché displeje lze dělit podle toho, zda se používá střídavý nebo
stejnosměrný proud, existuje však hybridní AC-DC plazmový displej. Plazmové displeje
se také mohou dělit podle metody, která se používá pro aktualizaci informací na displeji. Tyto
metody známe jako paměťové a obnovovací.
Původně byly plazmové displeje pouze monochromatické a světelná emise byla
oranžová, zelená, žlutá nebo červená podle barvy plynu. Plných barev bylo dosaženo
umístěním luminoforů do plazmového panelu, a poté jejich vybuzením ultrafialovým zářením
z plazmy.
ČOS 151003
2. vydání
27
13.7 Digitální mikrozrcadlová zařízení (DMD)
Digitální mikrozrcadlový displej (DMD) je matice, na níž je každý pixel velmi malým
zrcadlem velikosti řádově 10–20 mikronů. Každý zrcadlový pixel je zavěšen nad dvěma
malými elektrodami, řízenými pomocnými řídicími signály. Tato zrcadla jsou zavěšena mezi
místy (posts) na velmi tenkém torzním závěsu připevněném k protějším rohům (diagonálně)
zrcadla. Nepřivede-li se na elektrody napětí, je zrcadlo v plochém stavu. Přivedení řídicího
signálu způsobí, že se zrcadlo nakloní na jednu nebo druhou stranu. Náklon zrcadla
je obvykle 10 stupňů. Tyto dvě podmínky (vlastně tři, protože náklon může být ve dvou
směrech) odpovídají stavům pixelů „zapnuto (on)“ nebo „vypnuto (off)“. DMD se často
používají v promítacích displejích a tam, kde jejich použití nabízí potenciálně významné
výhody v rozměru, hmotnosti a svítivosti oproti jiným typům projekčních systémů.
ČOS 151003
2. vydání
28
Účinnost českého obranného standardu od: 23. října 2017
Změny:
Změna
číslo Účinnost od Změnu zapracoval
Datum
zapracování Poznámka
U p o z o r n ě n í :
Oznámení o českých obranných standardech jsou uveřejňována měsíčně
ve Věstníku Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní
zkušebnictví v oddíle „Ostatní oznámení“ a Věstníku MO.
V případě zjištění nesrovnalostí v textu tohoto ČOS zasílejte připomínky
na adresu distributora.
Rok vydání: 2017, obsahuje 14 listů
Tisk: Ministerstvo obrany ČR
Distribuce: Odbor obranné standardizace Úř OSK SOJ, nám. Svobody 471, 160 01 Praha 6
Vydal: Úřad pro obrannou standardizaci, katalogizaci a státní ověřování jakosti
www.oos.army.cz
NEPRODEJNÉ