Led顯示屏逐點校正系統及方法
2023-12-10 05:03:11
專利名稱：Led顯示屏逐點校正系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種LED顯示屏逐點校正系統及方法，屬於LED顯示技術領域。
背景技術：
LED顯示屏的像素亮度均勻性是LED屏顯示質量的關鍵指標。以往，逐點校正需要 反覆對焦、查看，完全憑操作人員的經驗，且各個箱體在暗室中做過校正之後，由於要將整 個顯示屏搭建起來，因此必須進行二次校正，否則就有可能出現各箱體之間亮度不一致的 情況，結果耗時耗力，校正質量容易受人為因素影響。近年來，各種逐點亮度校正系統被先後開發出來。但據申請人了解，現有逐點亮度 校正系統依然存在以下問題I、需要反覆測量、反覆修改數據，只能選擇相對較好的數據作為校正依據；II、單個箱體校正效果顯著，但將箱體組裝成顯示屏時，各箱體的亮度難免存在差 異，容易導致明顯的累積亮度差；III、校正後的箱體容易出現亮邊、暗邊，或箱體上面出現亮線、暗線。因此，如何準確迅速採樣數以萬計燈點的亮度數據，並通過數據處理實現逐點亮 度高速精確的校正依然是有待解決的難題。經檢索發現，2008年6月25日，公開號為CN101206833A的中國發明專利申請， 公開了一種逐點獲得亮度校正數據的系統，該系統主要包括用於控制亮度計逐點獲取像素 點亮度的伺服驅動裝置，用於控制伺服驅動裝置動作、接收亮度計獲取的LED顯示屏上像 素點的亮度數據，並對該亮度數據進行處理、計算亮度校正數據的中央控制模塊，及用於存 儲中央控制模塊獲得的亮度校正數據的存儲模塊。該系統在運行時，通過利用二維伺服系 統來自動移動亮度計，使中央控制模塊獲得亮度數據並通過計算得到校正數據，提供給LED 驅動晶片，從而免除手工操作麻煩和不準確性，並提高像素亮度的採集速度和數據精確度。但是該系統仍存在以下無法克服的問題(1)面對數以萬計的燈點，該系統採集速度還是顯得很慢，因此該系統僅適用於實 驗室研究用途，難以直接應用於工業化生產過程。(2)該系統所用的亮度計又稱光感探測器，現有光感探測器有著難以克服的嚴重 缺陷當光感探測器的機械光軸與LED燈光軸有輕微偏差時，光感探測器測得的亮度數據 的誤差會顯著增大。在該系統中，亮度數據誤差較大，會直接導致由亮度數據計算得出的亮 度校正數據有很大的誤差，並最終導致按亮度校正數據校正過的LED顯示屏校正效果很難 令人滿意。
發明內容
本發明的首要目的在於針對上述現有技術存在的問題，提出一種可以顯著提高 效率的LED顯示屏逐點校正系統，從而使其可以得到切實應用。同時本發明將給出相應的 校正方法。
本發明進一步的目的在於在提高效率的基礎上，提出一種可以顯著提高校正精 度的LED顯示屏逐點校正系統。為了達到上述首要目的，本發明的LED顯示屏逐點校正系統包括校正床、含CPU的 主控單元和LED顯示屏控制器；所述校正床含有用於安置待校正LED顯示屏的平臺，所述平 臺上設有可水平橫向移動的移動架、附著在所述移動架上可水平縱向移動的豎直機頭、附 著在所述豎直機頭上可垂向移動的採集器，所述移動架、豎直機頭和採集器分別由橫向、縱 向以及垂向伺服電機驅動的絲杆螺母機驅動，構成三維移動副；其特徵是所述採集器具 有一組間距與待校正LED顯示屏燈點間距相等的光感探測器；所述主控單元的探測信號輸入端分別接各光感探測器的信號輸出端，用以由當前 探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據；所述主控單元的校正輸出端接所述LED顯示 屏控制器的輸入端，用以根據當前各光感探測器的探測數據與預定亮度數據的比較結果， 向LED顯示屏控制器輸出當前各光感探測器對應的當前組各燈點的校正數據，完成當前探 測位置燈點亮度的探測；所述主控單元的驅動輸出端分別接各伺服電機的受控端，用以在完成當前組燈點 亮度探測後，控制採集器移動到相鄰的下一組燈點探測位置；重複上述探測過程，直至待校 正LED顯示屏所有燈點探測完畢；所述LED顯示屏控制器的控制輸出端分別接待校正LED顯示屏各燈點的調控端， 用以將待校正LED顯示屏各燈點的校正數據轉換成相應的校正信號，逐一輸出校正LED顯 示屏對應燈點的亮度，直至完成待校正LED顯示屏所有燈點亮度的校正。採用本發明實現LED顯示屏逐點校正的方法包括以下步驟步驟一、所述主控單元由當前探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據，並根 據當前各光感探測器的探測數據與預定亮度數據的比較結果，向LED顯示屏控制器輸出當 前各光感探測器對應的當前組各燈點的校正數據，完成當前探測位置燈點亮度的探測；步驟二、所述主控單元在完成當前組燈點亮度探測後，控制採集器移動到相鄰的 下一組燈點探測位置；並重複步驟一，直至待校正LED顯示屏所有燈點探測完畢；步驟三、所述LED顯示屏控制器將LED顯示屏各燈點的校正數據轉換成相應的校 正信號，逐一校正LED顯示屏對應燈點的亮度，直至完成待校正LED顯示屏所有燈點亮度的 校正。由於本發明將原先全屏各燈點的單個逐一移位探測改變為全屏的分組移位探測， 因此採集器的移位次數大大減少，從而顯著提高了 LED顯示屏逐點校正的效率。為了達到進一步的目的，本發明中，所述採集器的相鄰光感探測器之間設有隔離 板；進一步，所述光感探測器包括具有進光口的外筒，所述外筒內按光線進入方向依次安置 有探頭、由一組濾光片組成的濾光片組、及感應元件；再進一步，所述探頭面向進光口的側 面與所述外筒的進光口所在側面之間的距離為1-8釐米。該結構中，隔離板可以消除燈點對相鄰光感探測器的測量幹擾；光感探測器的探 頭與外筒進光口的距離較短，使探頭可以接受到更大範圍的光線，從而在光感探測器機械 光軸與LED光軸輕微偏差的情況下避免造成較大的測量誤差，可顯著提高光感探測器的測 量精度，實現精確測量；此外探頭與外筒進光口距離較短，還可以有效消除隔離板的微弱反 射的幹擾。這些舉措使得即使光感探測器的機械光軸與LED燈光軸存在偏差，也可以抑制誤差，顯著提高校正精度。採用本發明實現LED顯示屏逐點校正的方法中，還包括處於所述步驟一之前的前 置步驟所述主控單元按逼近算法控制採集器移動，使各光感探測器精確對準各相應燈點； 所述逼近算法包括以下步驟第一步、所述主控單元由當前探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據；第二步、所述主控單元控制採集器沿橫向或縱向的水平固定方向移動；第三步、如果探測數據增大，則所述主控單元控制採集器繼續向該固定方向移動； 如果探測數據減小，則所述主控單元控制採集器向與該固定方向相反的方向移動；第四步、判斷各光感探測器是否位於探測數據最大的位置，如否則重複第三步，如 是則進行後續步驟。經過前置步驟的調整，可以確保光感探測器探頭的機械光軸與LED燈點的光軸精 確對準，從而顯著降低測量誤差。採用本發明實現LED顯示屏逐點校正的方法中，所述步驟一中的預定亮度數據是 根據目標亮度數據按預定算法計算得出的；所述預定算法包括以下步驟第一、計算亮度校正係數K，所述亮度校正係數K = ρ, Π，
Ε(/1) χ 0(/1)其中ν(λ)為CIE1931人眼光視光效函數曲線，Ε(λ)為光感探測器探頭的相對 光譜靈敏度曲線，0( λ)為光感探測器濾光片組的相對波長透射率曲線，λ為入射光波長， K為與λ無關的常數；第二、將目標亮度數據乘以K即得出預定亮度數據。採用按預定算法計算得出的預定亮度數據與探測數據比較，可以保證校正數據與 人眼曲線相符，使LED顯示屏的校正效果更加符合實際觀看效果。
圖1為本發明實施例系統的電路連接示意圖，圖中的箭頭表示LED顯示屏燈點光 線方向。圖2為圖1實施例校正床的正面結構示意圖。圖3為圖1實施例校正床的側面結構示意圖，圖中的箭頭表示移動架的運動方向。圖4為圖1實施例光感探測器的結構示意圖A為正面圖；B為正面圖的A-A剖視 圖。圖5為圖1實施例預定算法中各曲線的示意圖A為V( λ)曲線；B為Ε( λ)曲線； C為ο(λ)曲線。
具體實施例方式下面參照附圖並結合實施例對本發明作進一步詳細描述。但是本發明不限於所給 出的例子。實施例本實施例LED顯示屏逐點校正系統如圖1-3所示，包括校正床1、含CPU的主控單 元和LED顯示屏控制器；校正床1含有用於安置待校正LED顯示屏的平臺2，平臺2上設有可水平橫向移動的移動架3、附著在移動架3上可水平縱向移動的豎直機頭4、附著在豎直 機頭4上可垂向移動的採集器5，移動架3、豎直機頭4和採集器5分別由橫向、縱向以及垂 向伺服電機61、62、63驅動的絲杆螺母機驅動，構成三維移動副；採集器5具有一組間距與 待校正LED顯示屏燈點間距相等的光感探測器51 ；主控單元的探測信號輸入端分別接各光感探測器51的信號輸出端，用以由當前 探測位置逐一讀取各光感探測器51的探測數據；主控單元的校正輸出端接LED顯示屏控 制器的輸入端，用以根據當前各光感探測器51的探測數據與預定亮度數據的比較結果，向 LED顯示屏控制器輸出當前各光感探測器51對應的當前組各燈點的校正數據，完成當前探 測位置燈點亮度的探測；主控單元的驅動輸出端分別接各伺服電機的受控端，用以在完成當前組燈點亮度 探測後，控制採集器5移動到相鄰的下一組燈點探測位置；重複上述探測過程，直至待校正 LED顯示屏所有燈點探測完畢；LED顯示屏控制器的控制輸出端分別接待校正LED顯示屏各燈點的調控端，用以 將待校正LED顯示屏各燈點的校正數據轉換成相應的校正信號，逐一輸出校正LED顯示屏 對應燈點的亮度，直至完成待校正LED顯示屏所有燈點亮度的校正。採集器5的相鄰光感探測器51之間設有隔離板(圖中未示)。如圖4所示，光感探測器51包括具有進光口 511的外筒512，外筒512內按光線 進入方向依次安置有探頭513、由一組濾光片組成的濾光片組514 (本實施例採用三個濾光 片，也可根據實際需要採用其它數量的濾光片)、及感應元件515 ；探頭513面向進光口 511 的側面與外筒512的進光口 511所在側面之間的距離為1-8釐米(其具體數值優選屬於該 範圍的自然數)。本實施例採用上述系統實現的LED顯示屏逐點校正方法包括以下步驟前置步驟、所述主控單元按逼近算法控制採集器移動，使各光感探測器精確對準 各相應燈點；所述逼近算法包括以下步驟第一步、所述主控單元由當前探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據；第二步、所述主控單元控制採集器沿橫向或縱向的水平固定方向移動；第三步、如果探測數據增大，則所述主控單元控制採集器繼續向該固定方向移動； 如果探測數據減小，則所述主控單元控制採集器向與該固定方向相反的方向移動；第四步、判斷各光感探測器是否位於探測數據最大的位置，如否則重複第三步，如 是則進行後續步驟。步驟一、所述主控單元由當前探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據，並根 據當前各光感探測器的探測數據與預定亮度數據的比較結果，向LED顯示屏控制器輸出當 前各光感探測器對應的當前組各燈點的校正數據，完成當前探測位置燈點亮度的探測。步驟二、所述主控單元在完成當前組燈點亮度探測後，控制採集器移動到相鄰的 下一組燈點探測位置；並重複步驟一，直至待校正LED顯示屏所有燈點探測完畢。步驟三、所述LED顯示屏控制器將LED顯示屏各燈點的校正數據轉換成相應的校 正信號，逐一校正LED顯示屏對應燈點的亮度，直至完成待校正LED顯示屏所有燈點亮度的 校正。步驟一中的預定亮度數據是根據目標亮度數據按預定算法計算得出的；所述預定
7算法包括以下步驟 第一、計算亮度校正係數K，所述亮度校正係數K = Υ(Λ)
Ε(Λ) χ Ο(Λ) 其中ν(λ)為CIE1931人眼光視光效函數曲線，Ε(λ)為光感探測器探頭的相對 光譜靈敏度曲線，0( λ)為光感探測器濾光片組的相對波長透射率曲線，λ為入射光波長， K為與λ無關的常數；上述各曲線如圖5所示。
第二、將目標亮度數據乘以K即得出預定亮度數據。 本實施例採用高精度光感探測器，經大量實驗和深入研究，建立精確的預定算法 和逼近算法，可採集到真實、精確的燈點亮度數據，實現了精確測量；採用含多個光感探測 器的採集器對LED燈點實施分組測量，不僅可在數百毫秒內完成單個燈點亮度數據的採 集，還可大幅縮短採集全部燈點亮度數據所需的時間，實現了高速測量；方法過程全部自動 化，大大降低了對操作員的要求，將人為因素對測量的影響最小化；操作非常簡便，具有很 高的準確性和檢測效率；探測數據和校正數據直接存儲在計算機主控單元內，可根據需要 隨時輸出探測數據和校正數據，結合現實指標，改善程度一目了然，有利於LED顯示屏的設 計、檢驗、研發和生產。
權利要求
1.LED顯示屏逐點校正系統包括校正床、含CPU的主控單元和LED顯示屏控制器；所 述校正床含有用於安置待校正LED顯示屏的平臺，所述平臺上設有可水平橫向移動的移動 架、附著在所述移動架上可水平縱向移動的豎直機頭、附著在所述豎直機頭上可垂向移動 的採集器，所述移動架、豎直機頭和採集器分別由橫向、縱向以及垂向伺服電機驅動的絲杆 螺母機驅動，構成三維移動副；其特徵是所述採集器具有一組間距與待校正LED顯示屏燈 點間距相等的光感探測器；所述主控單元的探測信號輸入端分別接各光感探測器的信號輸出端，用以由當前探測 位置逐一讀取各光感探測器的探測數據；所述主控單元的校正輸出端接所述LED顯示屏控 制器的輸入端，用以根據當前各光感探測器的探測數據與預定亮度數據的比較結果，向LED 顯示屏控制器輸出當前各光感探測器對應的當前組各燈點的校正數據，完成當前探測位置 燈點亮度的探測；所述主控單元的驅動輸出端分別接各伺服電機的受控端，用以在完成當前組燈點亮度 探測後，控制採集器移動到相鄰的下一組燈點探測位置；重複上述探測過程，直至待校正 LED顯示屏所有燈點探測完畢；所述LED顯示屏控制器的控制輸出端分別接待校正LED顯示屏各燈點的調控端，用以 將待校正LED顯示屏各燈點的校正數據轉換成相應的校正信號，逐一輸出校正LED顯示屏 對應燈點的亮度，直至完成待校正LED顯示屏所有燈點亮度的校正。
2.根據權利要求1所述的LED顯示屏逐點校正系統，其特徵是，所述採集器的相鄰光感 探測器之間設有隔離板。
3.根據權利要求2所述的LED顯示屏逐點校正系系統，其特徵是，所述光感探測器包括 具有進光口的外筒，所述外筒內按光線進入方向依次安置有探頭、由一組濾光片組成的濾 光片組、及感應元件。
4.根據權利要求3所述的LED顯示屏逐點校正系系統，其特徵是，所述探頭面向進光口 的側面與所述外筒的進光口所在側面之間的距離為1-8釐米。
5.採用權利要求1所述的LED顯示屏逐點校正系統實現的LED顯示屏逐點校正的方 法，其特徵是，包括以下步驟步驟一、所述主控單元由當前探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據，並根據當 前各光感探測器的探測數據與預定亮度數據的比較結果，向LED顯示屏控制器輸出當前各 光感探測器對應的當前組各燈點的校正數據，完成當前探測位置燈點亮度的探測；步驟二、所述主控單元在完成當前組燈點亮度探測後，控制採集器移動到相鄰的下一 組燈點探測位置；並重複步驟一，直至待校正LED顯示屏所有燈點探測完畢；步驟三、所述LED顯示屏控制器將LED顯示屏各燈點的校正數據轉換成相應的校正信 號，逐一校正LED顯示屏對應燈點的亮度，直至完成待校正LED顯示屏所有燈點亮度的校 正。
6.根據權利要求5所述的LED顯示屏逐點校正的方法，其特徵是，還包括處於所述步驟 一之前的前置步驟所述主控單元按逼近算法控制採集器移動，使各光感探測器精確對準 各相應燈點；所述逼近算法包括以下步驟第一步、所述主控單元由當前探測位置逐一讀取各光感探測器的探測數據；第二步、所述主控單元控制採集器沿橫向或縱向的水平固定方向移動；第三步、如果探測數據增大，則所述主控單元控制採集器繼續向該固定方向移動；如果 探測數據減小，則所述主控單元控制採集器向與該固定方向相反的方向移動；第四步、判斷各光感探測器是否位於探測數據最大的位置，如否則重複第三步，如是則 進行後續步驟。
7.根據權利要求6所述的LED顯示屏逐點校正的方法，其特徵是，所述步驟一中的預定 亮度數據是根據目標亮度數據按預定算法計算得出的；所述預定算法包括以下步驟第一、計算亮度校正係數κ，所述亮度校正係數
全文摘要
本發明涉及LED顯示屏逐點校正系統及方法，該系統包括校正床、含CPU的主控單元和LED顯示屏控制器；校正床含有用以安置待校正LED顯示屏的平臺、移動架、豎直機頭及採集器；採集器具有一組間距與待校正LED顯示屏燈點間距相等的光感探測器。該方法的步驟包括讀取當前探測位置各光感探測器的探測數據、並計算輸出校正數據至LED顯示屏控制器，移動至下一組燈點探測位置繼續亮度探測，LED顯示屏控制器將校正數據轉換成校正信號、並逐一校正LED顯示屏對應燈點的亮度。本發明系統和方法完全自動化，將人為因素對測量的影響最小化，具有高速精確測量等優點。
文檔編號G01J1/10GK102074179SQ20111005200
公開日2011年5月25日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者李農, 陳雷, 韓德玉 申請人:南京洛普股份有限公司