LMK Position: Robotergestütztes Display-Messsystem

Klassische ILMD-basierte Display-Messaufbauten arbeiten mit manuellen Justagehalterungen (Schablonen, Halterungen, Befestigungen) und mit kundenspezifischen oder speziell gefertigten Mehrachs-Goniophotometer-Mechaniken, um die Kamera relativ zum DUT zu positionieren. Für jeden neuen Prototyp oder jede neue Messgeometrie muss die Halterung neu aufgebaut oder nachjustiert werden — zeitaufwendig, fehleranfällig und für Freiform- oder Pillar-to-Pillar-Displays kaum praktikabel.

Photometric Robotics ersetzt beides: Die 6-Achs-Kinematik liefert die Winkelfreiheit eines Goniometers und zugleich die translatorische Freiheit eines XYZ-Tisches. Jede Messposition wird entweder über bildbasierte Ausrichtung angefahren — das Live-Bild der ILMD führt den Roboter in die korrekte Pose (BlackMURA-Muster, Konoskop-Ausrichtung, Sparkle-Scan usw.) — oder über das deterministische Wiederanfahren einer gespeicherten Pose. Beide Modi sind reproduzierbar unabhängig vom Bediener und machen einmalige mechanische Sondervorrichtungen überflüssig.

Die Angabe ±0,03 mm bezieht sich auf die mechanische Positionswiederholgenauigkeit an der Kameraaufnahme — also darauf, wie präzise der reine Roboter eine gespeicherte Position wieder anfährt. Für die tägliche Displaymesstechnik bedeutet das zweierlei:

• Konsistenz von Messlauf zu Messlauf: Wenn dieselbe Kamerapose wieder aufgerufen wird (z. B. für BlackMURA-Messungen an einer Display-Serie), erreicht die Kamera jedes Mal nahezu dieselbe Position. Damit entfällt eine wesentliche Quelle bedienerabhängiger Streuung, wie sie bei variablen Aufbauten mit festen Justagevorrichtungen typisch ist.
• Effektive Ausrichtungsqualität am DUT: Die finale Ausrichtung wird nicht allein vom Roboter bestimmt — sie wird von der bildbasierten Feinausrichtung der LMK dominiert (BlackMURA-Muster, Konoskop-Ausrichtung, APR usw.). Der Roboter liefert eine mechanisch ausreichend stabile Pose, damit die optische Feinausrichtung schnell und zuverlässig konvergiert — bei jedem DUT, in jeder Anordnung.

Kompatible LMK-Kameras: LMK 6-5, LMK 6-12 und LMK 6-30 (die aktuelle LMK-6-Linie). Zusätzlich können alle Ausrichtungsfunktionen auch mit den Spektroradiometern specbos 1211 oder specbos 2501 LAN genutzt werden. Bei LMK Position erfolgt die Ausrichtung über Photometric Robotics mit der LMK (oder über einen Teach-in-Schritt); das Spektroradiometer übernimmt die resultierende Pose anschließend für die spektrale Messung. Kamera, Spektrometer und Roboter lassen sich darüber hinaus für Einzelaufgaben temporär entkoppeln.

BlackMURA — der De-facto-Standard für niederfrequente Uniformitätsmessungen an Automotive-Displays — fordert eine präzise senkrechte (On-Axis-)Ausrichtung der Kamera zum DUT.

LMK Position automatisiert diese Ausrichtung innerhalb weniger Sekunden, indem das Live-Leuchtdichtebild den Roboter in die BlackMURA-konforme Pose führt. Ebenso automatisiert wird der BlackMURA-Feldwinkel-Test, mit dem geprüft wird, ob der gewählte Messabstand für die aktuelle Kamera-Objektiv-DUT-Kombination zulässig ist — eine Prüfung, die im Tagesgeschäft sonst gern unter Zeitdruck übersprungen wird und die direkt auf die Gültigkeit jeder nachfolgenden BlackMURA-Messung wirkt.

Konoskopische Messungen (winkelabhängige Leuchtdichte, Farbe, Kontrast) erfordern, dass die optische Achse des Konoskop-Objektivs senkrecht zur lokalen Oberfläche des DUT steht. Bei einem flachen Panel ist das einfach; bei einem Curved-Display ändert sich die lokale Flächennormale jedoch über die Displayfläche hinweg, sodass jede Messposition eine eigene Ausrichtung benötigt.

Genau hier zeigt LMK Position seine Stärke: Das System führt einen 3D-Scan der DUT-Oberfläche durch und positioniert das Konoskop automatisch in die korrekte lokale Pose für jeden Messpunkt — einschließlich Pixelstruktur-Vermeidung, damit die kleine Konoskop-Apertur nicht auf einem Subpixel-Spalt landet. Damit wird eine mehrpunktige Winkelcharakterisierung über ein Curved-Display praktikabel, die ansonsten für jeden einzelnen Punkt einen manuellen Neujustagezyklus erfordern würde.

Über BlackMURA und Konoskopmessungen hinaus automatisiert die Roboterplattform die ausrichtungskritischen Schritte mehrerer Display-Messungen:

• Goniometrische Messungen mit der bildgebenden Leuchtdichtekamera — „Vantage Points": Der Roboter führt die LMK durch beliebig vordefinierte Blickrichtungen (z. B. Fahrer, Beifahrer, Fondpassagier) und erfasst an jeder Position winkelaufgelöste Leuchtdichte- und Farbdaten. Dieselben Trajektorien können optional mit dem auf dem Roboter montierten specbos-Spektroradiometer abgefahren werden — für spektral aufgelöste Daten an exakt denselben Positionen.
• Image Stitching für ultraweite bzw. Pillar-to-Pillar-Displays (21:9, 32:9, 6:1 etc.): Mehrere Aufnahmen werden über die Advanced Pixel Registration (APR)-Methode zu einem nahtlosen, hochauflösenden Leuchtdichtebild verbunden.
• Display-Sparkle- / Anti-Glare-Bewertung: Der automatische Distanz-Fokus-Scan ermittelt die Position der maximalen Sparkle-Sichtbarkeit — unsere Grundlage für reproduzierbare Sparkle-Messungen nach IEC 62977-3-9.
• Auto-Focus / Defocus und DFF-konformes reproduzierbares Defokussieren — auch mit manuellen oder Fix-Fokus-Objektiven nutzbar.

LMK Position kann darüber hinaus für Messungen der virtuellen Bildentfernung (Virtual Image Distance, VID) per Parallaxe eingesetzt werden — der Roboter verschiebt die LMK präzise zwischen zwei definierten Positionen, und der scheinbare Bildversatz wird trianguliert, um die VID abzuleiten.

Photometric Robotics bezeichnet das Zusammenführen von Bildverarbeitung, Photometrie und Industrierobotik in einer Plattform: Eine bildgebende Leuchtdichtemesskamera (ILMD) steuert den Roboter über das Live-Bild, der Roboter positioniert die ILMD (oder ein Spektroradiometer / Konoskop), und das Messergebnis wird geometrisch im DUT-Koordinatensystem referenziert. Der Begriff wurde von TechnoTeam ab 2021 in einer Reihe von Konferenz- und peer-reviewten Veröffentlichungen geprägt und weiterentwickelt — LMK Position ist die kommerzielle Umsetzung.

Veröffentlichte Werte aus dem 2026 J-SID Paper für eine LMK 6-30 (100-mm-Objektiv) auf dem LMK-Position-Roboter:

• Posenwiederholgenauigkeit des Roboters (nach ca. 90 min Aufwärmphase): maximaler Restpositionsfehler ≈ 0,01°.
• Goniometrische Scan-Genauigkeit (250 mm Scan-Distanz, 0° ≤ ϑ ≤ 60°, voller 360°-Azimut): typisch 0,1°–0,2°, maximal 0,28° bei ϑ = 60°.
• Positionsunabhängigkeit: kein messbarer Trend über fünf DUT-Positionen innerhalb einer 300-mm-Goniobox — kein „Sweet-Spot"-Tuning der DUT-Position erforderlich.
• Objektivwechsel: keine Änderung innerhalb der Messunsicherheit.

Eine optionale absolute Roboterkalibrierung reduziert den maximalen Winkelfehler auf 0,04°–0,15° (Mittel ≈ 0,05°), erfordert jedoch spezielle Werkzeuge und nach jeder Wartung eine Re-Kalibrierung — empfohlen daher nur, wenn die Anwendung diese absolute Genauigkeit wirklich benötigt. Für die meisten Aufgaben der Displaymesstechnik ist die Standardkonfiguration ausreichend.

LMK Position ist darauf ausgelegt, Ausrichtung und Messung gemäß den einschlägigen Display-Mess-Spezifikationen durchzuführen, insbesondere:

• DFF-Spezifikationen (Deutsches Flachdisplay Forum) — darunter DFF BlackMURA, DFF Gamma, DFF Sticking Image, DFF OLED.
• ICDM / IDMS 1.3 Kapitel 3.8 (Information Display Measurements Standard, SID / ICDM).
• IEC 62977 Familie — z. B. IEC 62977-3-9 (Sparkle)

Als Plattform setzt LMK Position auf der Normkonformität der LMK-Kamera und des jeweiligen Add-ons auf (BlackMURA, Konoskop, Reflexion, Sparkle, Sticking Image) — und ergänzt diese um die Ausrichtungsautomatisierung, die solche Messungen auf modernen, komplexen Displayformen reproduzierbar und praktikabel macht.

Beide Systemtypen haben ihre Berechtigung — die richtige Wahl hängt vom benötigten Winkelbereich, der DUT-Geometrie und dem gewünschten Automatisierungsgrad ab.

Klassische Goniophotometer decken einen größeren Winkelbereich ab (in manchen Konfigurationen bis zu ±180°) und bleiben die Referenzwahl, wenn sehr weite Messwinkel oder höchste Absolutpräzision gefordert sind. Genauigkeit, Aufbauzeit und DUT-Handling streuen dabei spürbar nach Modell und Preisklasse.

LMK Position erreicht Inklinationswinkel bis 60°–75° bei vollem 360°-Azimut — das deckt die praktisch relevanten Sichtbereiche sowohl für Automotive- als auch für Consumer-Displays ab. Die automatisierte, bildbasierte Ausrichtung hält die Initialjustage schnell und weitgehend bedienerunabhängig, und das DUT kann frei innerhalb einer rund 300 mm × 300 mm × 300 mm großen Goniobox platziert werden: Prototypen mit nicht-standardisierten Halterungen, gewölbte Panels, Pillar-to-Pillar-Displays und lose montierte Module lassen sich allesamt vermessen — Situationen, die bei einem klassischen System mit festem Drehzentrum üblicherweise eine kundenspezifische DUT-Halterung erfordern.

Eine methodische Gegenüberstellung von Photometric Robotics und klassischen Systemen für die Displaymesstechnik ist auch in unserem peer-reviewed Fachartikel zu finden.

Ja. Da LMK Position um einen 6-Achs-Industrieroboter als Standardkomponente herum aufgebaut ist, ist das Gesamtsystem in der Regel günstiger als eine kundenspezifisch gefertigte, hochpräzise Mehrachsmechanik für vergleichbare Ausrichtungs- und goniometrische Aufgaben. Industrielle 6-Achs-Arme amortisieren ihre Entwicklung über viele Branchen, während kundenspezifische Messmechaniken im Wesentlichen Einzelfertigungen für genau eine Anwendung sind. Der konkrete Systempreis hängt von der gewählten Kamera, den Objektiven und den Optionen ab; Angebote erfolgen daher projektbezogen.

Zwei weitere Effekte verstärken den Vorteil auf TCO-Ebene: (1) Dieselbe Plattform dient der BlackMURA-Ausrichtung, der Konoskopmessung, dem Image Stitching und goniometrischen Messungen — ein einziges Instrument ersetzt mehrere dedizierte Werkzeuge. Und (2) die Bewegungsfreiheit des Roboters wird von zwei Messgeräten gleichzeitig genutzt: Die LMK erfasst Leuchtdichte und Farbe an jedem Vantage Point, während das specbos-Spektroradiometer parallel an denselben Positionen während eines goniometrischen Scans spektrale Daten liefert.

Über F&E hinaus eignet sich LMK Position gut für End-of-Line- (EOL-)Prüfungen, bei denen Bewegung unvermeidbar ist — etwa wenn mehrere Messpositionen an demselben DUT innerhalb der Taktzeit angefahren werden müssen oder wenn mehrere DUT-Varianten dieselbe EOL-Station bedienen und eine starre mechanische Halterung nicht praktikabel ist. Für sehr hochvolumige EOL-Stationen mit nur einem DUT-Typ und einer einzigen Messgeometrie kann eine dedizierte mechanische Halterung weiterhin wirtschaftlicher sein; die Stärke von LMK Position liegt im mittelvolumigen, varianten­reichen Segment sowie bei mehrpositionalen EOL-Aufgaben.

Jedes LMK-Position-System wird mit einer grafischen Bedienoberfläche (GUI) und einer SDK ausgeliefert. Die SDK lässt sich aus allen gängigen Programmiersprachen aufrufen — Python, MATLAB, C++ und LabVIEW. Programmierbeispiele und die SDK-Dokumentation stellen wir auf Anfrage zur Verfügung.

Die vollständige Vor-Ort-Integration wird in der EU, in Südkorea und in China angeboten — durch TechnoTeam gemeinsam mit regionalen Partnern. Das konfigurierte System erfüllt alle einschlägigen Sicherheitsnormen. Für Installationen in anderen Regionen bitten wir um direkte Kontaktaufnahme mit TechnoTeam, um den passenden Integrationsweg zu besprechen.

Jede EU-Installation wird mit einer projektspezifischen CE-Erklärung und einem vollständigen, auf den tatsächlichen Aufbau, die zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen und den vorhandenen Sicherheitsbereich des Kunden zugeschnittenen Dokumentationspaket ausgeliefert — das ist die verbindliche Dokumentation für das gelieferte System. Das herunterladbare Dokument Setup and Safety of LMK Position dient als Überblick für die frühe Planungsphase; die entsprechende regionale Dokumentation für Installationen in Südkorea und China stellen unsere lokalen Partner bereit.

Grundsätzlich ja — mit einer Einschränkung. Die rein geometrischen Stärken der Plattform sind nicht display-spezifisch:

• Wiederholgenaues Anfahren gespeicherter Posen — für jedes Messobjekt, das an mehreren, klar definierten Positionen im Raum geprüft werden muss.
• Goniometrische Scans — die LMK (und optional das specbos) wird durch vordefinierte Blickrichtungen geführt.

Beides funktioniert ebenso gut für Nicht-Display-DUTs (leuchtende Objekte, Bedienpanels, Beleuchtungsmodule usw.).

Die Einschränkung: Mehrere der automatisierten Ausrichtungsroutinen setzen Testmuster voraus, die ein Display naturgemäß selbst erzeugen kann — die BlackMURA-artige Senkrechtausrichtung etwa geht davon aus, dass ein Testmuster auf dem DUT dargestellt werden kann. Für Nicht-Display-DUTs müssen diese Muster extern bereitgestellt werden (gedruckte Targets, ein Array beleuchteter LEDs, ein Hilfsdisplay in der Messebene) — machbar, aber mit zusätzlichem Aufbauaufwand verbunden. Für reines Posen-Anfahren oder goniometrische Datenerfassung ist die Einschränkung gering; für den vollen bildgeführten Ausrichtungs-Workflow an Nicht-Display-Objekten sollte die Testmuster-Bereitstellung vorab besprochen werden. Erste Kundensysteme mit solchen Erweiterungen sind bereits im Einsatz.