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Getac QuadraClea-Technologie zum Lesen im Sonnenlicht

Die exklusive Getac-Kombination von Hintergrund-- und Antireflex-Technologie eröffnet neue Wege

Bildschirmhelligkeit und Antireflex-Technologie sorgen gemeinsam dafür, dass die Sichtbarkeit bei Tageslicht sechsmal besser ist als bei den Produkten anderer Hersteller

Computer-Displays sind nicht viel wert, wenn man sie nicht lesen kann — und helles Sonnenlicht macht die meisten Bildschirm fast unbrauchbar. Um Fehler, reduzierte Produktivität, körperliche Gefahren und Augenbelastung zu vermeiden, sind gut sichtbare Displays auf robusten mobilen Geräten vor größter Bedeutung für die Nutzer, vor Gesetzesvollzugs- und militärischem Personal bis zu Angestellten in Versorgungsunternehmen und der Anwendung in Fahrzeugen

Es gibt zwei herkömmliche Wege zur Optimierung der Sichtbarkeit – die Erhöhung der Bildschirmhelligkeit und die Reduzierung der Spiegelung (typischerweise durch die Auftragung von Antireflex-Beschichtungen). Ein Hauptproblem bei der Erhöhung der Bildschirmhelligkeit besteht darin, dass eine hellere Leuchtstoff-Hintergrundbeleuchtung viel mehr Leistung verbraucht, so dass die Batterielebensdauer in tragbaren Geräten drastisch gekürzt wird. Antireflex-Beschichtungen andererseits sind teuer, so dass sich die Kosten eines Touchscreen im einen Faktor von drei bis vier erhöhen. Beide Methoden sind daher in ihrer Fähigkeit, die Sichtbarkeit der Display-Anzeigen in hellem Sonnenlicht zu erhöhen, deutlich eingeschränkt.

Getac verbindet firmeneigene Technologien sowohl für die Bildschirmhelligkeit als auch für die Antireflex-Beschichtung, um diese Beschränkungen aufzuheben. Die QuadraClear™-Technologie zum Lesen im Sonnenlicht ermöglicht eine Bildschirmsichtbarkeit, die sechsmal höher ist als herkömmliche Lösungen, ohne die für den Gebrauch in mobilen Geräten erforderliche Batterielebensdauer zu verkürzen.

Superhelle LEDHintergrundbeleuchtung spart Strom in tragbaren Geräten

Das Hauptmittel zur Erhöhung der Bildschirmsichtbarkeit im Freien ist die Erhöhung des Kontrasts zwischen den angezeigten Informationen und dem vom Bildschirm reflektierten Sonnenlicht. Eine einfache Methode, die sich auf „brachiale Gewalt“ stützt, besteht in der Erhöhung der Bildschirmhelligkeit, um mit dem Sonnenlicht konkurrieren zu können.

Typische Displays weisen eine Bildschirmhelligkeit von 250 bis 1000 Nits auf (eine nicht SI-Einheit für die Helligkeit; typischerweise gilt ein Candela pro Quadratmeter als ein Nit).

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LEDs überwinden die Beschränkungen von Leuchtstofflampe

Der Ersatz von Fluoreszenz-Hintergrundbeleuchtungsquellen durch LEDs führt zu helleren, effizienteren und besser sichtbaren Displays :

• Energieeffizient: Im Vergleich zu Kaltkathoden-Leuchtstofflampen reduzieren LED-Hintergrundbeleuchtungsquellen die Leistungsaufnahme und Hitze beträchtlich.
• Quecksilberfrei: Anders als Kaltkathoden-Leuchtstofflampen enthalten LEDs kein Quecksilber, so dass sie den Verordnungen entsprechen.
• Haltbar: Die Festkörperbauweise von LEDs ist haltbarer als die der von Glas umhüllten Kaltkathoden-Leuchtstofflampen.
• Konsistent: Gegenüber Kaltkathoden-Leuchtstofflampen weisen LEDs bezüglich der altersbedingten Helligkeitsabnahme ein überlegenes Profil auf.

 

Wegen der oben erwähnten Leistungsbeschränkungen ist es schwierig für die Hersteller, diese Werte zu überschreiten. Um für diesen Leistungsverlust zu kompensieren, sorgen Vorgabe-Leistungsschemen oft automatisch dafür, dass das Display bei Batteriebetrieb abgedunkelt wird — oft genau in dem Fall, wenn eine maximale Bildschirmhelligkeit erforderlich ist.

Getac hat eine Display-Hintergrundbeleuchtung mit Lichtdioden (LEDs) eingeführt, die die herkömmlichen Kaltkathoden-Leuchtstofflampen ersetzen. Das weniger diffundierte Licht von einer LED ermöglicht den energieeffizienten Display-Betrieb mit einer super hellen Anzeige von 1200 Nits, ohne die Batterielebensdauer zu verkürzen oder unerwünschte Energieverwaltungsschemen einzuführen.

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Aktive Antireflex-Prozesse sind der Verwendung von Beschichtungen allein überlegen

Obwohl die Verwendung der superhellen Hintergrundbeleuchtung sehr wichtig ist, war es den Ingenieuren von Getac klar, das dies nur ein Teil der Lösung sein kann. Die direkte Sonneneinstrahlung erfolgt normalerweise mit einer Beleuchtungsstärke von 10.000 bis 100.000 Lux, was deutlich höher ist als die Beleuchtungsstärke von Displays. Touchscreen-Displays weisen typischerweise fünf Schichten auf, wobei jede nicht behandelte Touchscreen-Schicht ungefähr vier Prozent des Sonnenlichts reflektiert. Diese Reflexionen können die Helligkeit der Hintergrundbeleuchtung allein überwältigen, so dass die Verwendung von Antireflex-Technologie von größter Bedeutung für die Verwendung von Displays im Sonnenlicht ist.

Die Getac QuadraClear™-Technologie zum Lesen im Sonnenlicht verwendet einen aktiven Antireflex-Prozess, der auf der Zirkularpolarisation basiert (siehe Seitenleiste), um reflektiertes Licht zu blockieren, so dass die Sichtbarkeit drastisch erhöht wird, und zwar selbst unter den schlimmsten Tageslichtbedingungen. Die Nettowirkung dieser Technik bei der Reduzierung des vom Display reflektierten Lichtes ist in Abbildung 1 gezeigt.

Die linke Seite von Abbildung 1 zeigt, dass ca. vier Prozent des Lichtes auf jeder Oberfläche reflektiert wird (in Abhängigkeit von der Komposition der betreffenden Schicht), so dass insgesamt bis zu 20 Prozent des umgebenden Tageslichts reflektiert werden. Die rechte Seite zeigt, dass die kreisförmige Polarisierung fast die gesamte Lichtreflexion der unter der äußersten Schicht liegenden Display-Schichten blockiert. Zusammen mit der Antireflex-Beschichtung auf der äußersten Stufe (Schicht) (die zu beträchtlichen Kosteneinsparungen im Vergleich zu einer Beschichtung aller Stufen führt) kann diese Technologie das gesamte Reflexionsvermögen möglicherweise auf nur 0,9% reduzieren.

Kombination von Technologien führt zu überlegener Sichtbarkei

Wie vorhin erwähnt, wird die Sichtbarkeit eines Displays in hellem Sonnenlicht von der Kombination der Display-Helligkeit und dem Reflexionsgrad des Displays bestimmt, was oft unter dem Begriff „effektives Kontrastverhältnis“ (ECR) bezeichnet wird:

ECR = 1 + (Display-Helligkeit / reflektiertes Licht)

In diesem Verhältnis wird die Display-Helligkeit in Nits gemessen, während das reflektierte Licht als Prozentwert des reflektierten Umgebungslichts angeführt wird (ein höherer ECR-Wert bedeutet bessere Sichtbarkeit).

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Der Mechanismus der Zirkularpolarisation

Der Prozess zum Blockieren von Reflektionen mittels Zirkularpolarisation besteht aus den folgenden Schritten, die in der untenstehenden Abbildung gezeigt sind.

1. Nichtpolarisiertes Licht gelangt durch einen linearen Polarisator und wird linear polarisiert (im Bild, entlang der horizontalen Achse)

2. Das polarisierte Licht gelangt durch eine Viertelwellen-Bremsfolie geleitet, die seine Phase verzögert, so dass es rechtsdrehend polarisiert wird.

3. Wenn das rechtsdrehend polarisierte Licht von einer Oberfläche reflektiert wird, ändert es seine Ausrichtung, so dass es linksdrehend polarisiert wird.

4. Wenn das linksdrehend polarisierte Lichte erneut durch die Bremsfolie gelangt, wird es erneut linear polarisiert, aber diesmal entlang der entgegengesetzten Richtung seiner ursprünglichen Achse (in der Abbildung als Senkrechte gezeigt).

5. Da das Licht auf der entgegengesetzten Achse polarisiert wird, wird es daran gehindert, erneut durch den linearen Polarisator zu gelangen.

Die Analyse des Getac B300-Displays mit einer Helligkeit von 1200 Nits weist einen ECR-Wert von 41,7 [*] auf im Vergleich zu den Werten 6,6 bzw. 6,9 [*] der beiden Vergleichsmodelle der Studie. Um diese Zahlen in einen Kontext zu stellen, beachten Sie bitte die folgende Abbildung:

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass Getac mit seiner QuadraClear™-Technologie zum Lesen im Sonnenlicht neue Wege eingeschlagen hat, die einem Quantensprung bei der Display-Sichtbarkeit von robusten mobilen Systeme in hellem Sonnenlicht gleichkommen.

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