CN102074179B - Led显示屏逐点校正系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED显示屏逐点校正系统及方法，该系统包括校正床、含CPU的主控单元和LED显示屏控制器；校正床含有用以安置待校正LED显示屏的平台、移动架、竖直机头及采集器；采集器具有一组间距与待校正LED显示屏灯点间距相等的光感探测器。该方法的步骤包括读取当前探测位置各光感探测器的探测数据、并计算输出校正数据至LED显示屏控制器，移动至下一组灯点探测位置继续亮度探测，LED显示屏控制器将校正数据转换成校正信号、并逐一校正LED显示屏对应灯点的亮度。本发明系统和方法完全自动化，将人为因素对测量的影响最小化，具有高速精确测量等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED显示屏逐点校正系统及方法，属于LED显示技术领域。
背景技术
LED显示屏的像素亮度均匀性是LED屏显示质量的关键指标。以往，逐点校正需要反复对焦、查看，完全凭操作人员的经验，且各个箱体在暗室中做过校正之后，由于要将整个显示屏搭建起来，因此必须进行二次校正，否则就有可能出现各箱体之间亮度不一致的情况，结果耗时耗力，校正质量容易受人为因素影响。
近年来，各种逐点亮度校正系统被先后开发出来。但据申请人了解，现有逐点亮度校正系统依然存在以下问题：
I、需要反复测量、反复修改数据，只能选择相对较好的数据作为校正依据；
II、单个箱体校正效果显著，但将箱体组装成显示屏时，各箱体的亮度难免存在差异，容易导致明显的累积亮度差；
III、校正后的箱体容易出现亮边、暗边，或箱体上面出现亮线、暗线。
因此，如何准确迅速采样数以万计灯点的亮度数据，并通过数据处理实现逐点亮度高速精确的校正依然是有待解决的难题。
经检索发现，2008年6月25日，公开号为CN101206833A的中国发明专利申请，公开了一种逐点获得亮度校正数据的系统，该系统主要包括用于控制亮度计逐点获取像素点亮度的伺服驱动装置，用于控制伺服驱动装置动作、接收亮度计获取的LED显示屏上像素点的亮度数据，并对该亮度数据进行处理、计算亮度校正数据的中央控制模块，及用于存储中央控制模块获得的亮度校正数据的存储模块。该系统在运行时，通过利用二维伺服系统来自动移动亮度计，使中央控制模块获得亮度数据并通过计算得到校正数据，提供给LED驱动芯片，从而免除手工操作麻烦和不准确性，并提高像素亮度的采集速度和数据精确度。
但是该系统仍存在以下无法克服的问题：
(1)面对数以万计的灯点，该系统采集速度还是显得很慢，因此该系统仅适用于实验室研究用途，难以直接应用于工业化生产过程。
(2)该系统所用的亮度计又称光感探测器，现有光感探测器有着难以克服的严重缺陷：当光感探测器的机械光轴与LED灯光轴有轻微偏差时，光感探测器测得的亮度数据的误差会显著增大。在该系统中，亮度数据误差较大，会直接导致由亮度数据计算得出的亮度校正数据有很大的误差，并最终导致按亮度校正数据校正过的LED显示屏校正效果很难令人满意。
发明内容
本发明的首要目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以显著提高效率的LED显示屏逐点校正系统，从而使其可以得到切实应用。同时本发明将给出相应的校正方法。
本发明进一步的目的在于：在提高效率的基础上，提出一种可以显著提高校正精度的LED显示屏逐点校正系统。
为了达到上述首要目的，本发明的LED显示屏逐点校正系统包括校正床、含CPU的主控单元和LED显示屏控制器；所述校正床含有用于安置待校正LED显示屏的平台，所述平台上设有可水平横向移动的移动架、附着在所述移动架上可水平纵向移动的竖直机头、附着在所述竖直机头上可垂向移动的采集器，所述移动架、竖直机头和采集器分别由横向、纵向以及垂向伺服电机驱动的丝杆螺母机驱动，构成三维移动副；其特征是：所述采集器具有一组间距与待校正LED显示屏灯点间距相等的光感探测器；
所述主控单元的探测信号输入端分别接各光感探测器的信号输出端，用以由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据；所述主控单元的校正输出端接所述LED显示屏控制器的输入端，用以根据当前各光感探测器的探测数据与预定亮度数据的比较结果，向LED显示屏控制器输出当前各光感探测器对应的当前组各灯点的校正数据，完成当前探测位置灯点亮度的探测；
所述主控单元的驱动输出端分别接各伺服电机的受控端，用以在完成当前组灯点亮度探测后，控制采集器移动到相邻的下一组灯点探测位置；重复上述探测过程，直至待校正LED显示屏所有灯点探测完毕；
所述LED显示屏控制器的控制输出端分别接待校正LED显示屏各灯点的调控端，用以将待校正LED显示屏各灯点的校正数据转换成相应的校正信号，逐一输出校正LED显示屏对应灯点的亮度，直至完成待校正LED显示屏所有灯点亮度的校正。
采用本发明实现LED显示屏逐点校正的方法包括以下步骤：
步骤一、所述主控单元由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据，并根据当前各光感探测器的探测数据与预定亮度数据的比较结果，向LED显示屏控制器输出当前各光感探测器对应的当前组各灯点的校正数据，完成当前探测位置灯点亮度的探测；
步骤二、所述主控单元在完成当前组灯点亮度探测后，控制采集器移动到相邻的下一组灯点探测位置；并重复步骤一，直至待校正LED显示屏所有灯点探测完毕；
步骤三、所述LED显示屏控制器将LED显示屏各灯点的校正数据转换成相应的校正信号，逐一校正LED显示屏对应灯点的亮度，直至完成待校正LED显示屏所有灯点亮度的校正。
由于本发明将原先全屏各灯点的单个逐一移位探测改变为全屏的分组移位探测，因此采集器的移位次数大大减少，从而显著提高了LED显示屏逐点校正的效率。
为了达到进一步的目的，本发明中，所述采集器的相邻光感探测器之间设有隔离板；进一步，所述光感探测器包括具有进光口的外筒，所述外筒内按光线进入方向依次安置有探头、由一组滤光片组成的滤光片组、及感应元件；再进一步，所述探头面向进光口的侧面与所述外筒的进光口所在侧面之间的距离为1-8厘米。
该结构中，隔离板可以消除灯点对相邻光感探测器的测量干扰；光感探测器的探头与外筒进光口的距离较短，使探头可以接受到更大范围的光线，从而在光感探测器机械光轴与LED光轴轻微偏差的情况下避免造成较大的测量误差，可显著提高光感探测器的测量精度，实现精确测量；此外探头与外筒进光口距离较短，还可以有效消除隔离板的微弱反射的干扰。这些举措使得即使光感探测器的机械光轴与LED灯光轴存在偏差，也可以抑制误差，显著提高校正精度。
采用本发明实现LED显示屏逐点校正的方法中，还包括处于所述步骤一之前的前置步骤：所述主控单元按逼近算法控制采集器移动，使各光感探测器精确对准各相应灯点；所述逼近算法包括以下步骤：
第一步、所述主控单元由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据；
第二步、所述主控单元控制采集器沿横向或纵向的水平固定方向移动；
第三步、如果探测数据增大，则所述主控单元控制采集器继续向该固定方向移动；如果探测数据减小，则所述主控单元控制采集器向与该固定方向相反的方向移动；
第四步、判断各光感探测器是否位于探测数据最大的位置，如否则重复第三步，如是则进行后续步骤。
经过前置步骤的调整，可以确保光感探测器探头的机械光轴与LED灯点的光轴精确对准，从而显著降低测量误差。
采用本发明实现LED显示屏逐点校正的方法中，所述步骤一中的预定亮度数据是根据目标亮度数据按预定算法计算得出的；所述预定算法包括以下步骤：
第一、计算亮度校正系数K，所述亮度校正系数
其中V(λ)为CIE1931人眼光视光效函数曲线，E(λ)为光感探测器探头的相对光谱灵敏度曲线，O(λ)为光感探测器滤光片组的相对波长透射率曲线，λ为入射光波长，K为与λ无关的常数；
第二、将目标亮度数据乘以K即得出预定亮度数据。
采用按预定算法计算得出的预定亮度数据与探测数据比较，可以保证校正数据与人眼曲线相符，使LED显示屏的校正效果更加符合实际观看效果。
附图说明
图1为本发明实施例系统的电路连接示意图，图中的箭头表示LED显示屏灯点光线方向。
图2为图1实施例校正床的正面结构示意图。
图3为图1实施例校正床的侧面结构示意图，图中的箭头表示移动架的运动方向。
图4为图1实施例光感探测器的结构示意图：A为正面图；B为正面图的A-A剖视图。
图5为图1实施例预定算法中各曲线的示意图：A为V(λ)曲线；B为E(λ)曲线；C为O(λ)曲线。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
实施例
本实施例LED显示屏逐点校正系统如图1-3所示，包括校正床1、含CPU的主控单元和LED显示屏控制器；校正床1含有用于安置待校正LED显示屏的平台2，平台2上设有可水平横向移动的移动架3、附着在移动架3上可水平纵向移动的竖直机头4、附着在竖直机头4上可垂向移动的采集器5，移动架3、竖直机头4和采集器5分别由横向、纵向以及垂向伺服电机61、62、63驱动的丝杆螺母机驱动，构成三维移动副；采集器5具有一组间距与待校正LED显示屏灯点间距相等的光感探测器51；
主控单元的探测信号输入端分别接各光感探测器51的信号输出端，用以由当前探测位置逐一读取各光感探测器51的探测数据；主控单元的校正输出端接LED显示屏控制器的输入端，用以根据当前各光感探测器51的探测数据与预定亮度数据的比较结果，向LED显示屏控制器输出当前各光感探测器51对应的当前组各灯点的校正数据，完成当前探测位置灯点亮度的探测；
主控单元的驱动输出端分别接各伺服电机的受控端，用以在完成当前组灯点亮度探测后，控制采集器5移动到相邻的下一组灯点探测位置；重复上述探测过程，直至待校正LED显示屏所有灯点探测完毕；
LED显示屏控制器的控制输出端分别接待校正LED显示屏各灯点的调控端，用以将待校正LED显示屏各灯点的校正数据转换成相应的校正信号，逐一输出校正LED显示屏对应灯点的亮度，直至完成待校正LED显示屏所有灯点亮度的校正。
采集器5的相邻光感探测器51之间设有隔离板(图中未示)。
如图4所示，光感探测器51包括具有进光口511的外筒512，外筒512内按光线进入方向依次安置有探头513、由一组滤光片组成的滤光片组514(本实施例采用三个滤光片，也可根据实际需要采用其它数量的滤光片)、及感应元件515；探头513面向进光口511的侧面与外筒512的进光口511所在侧面之间的距离为1-8厘米(其具体数值优选属于该范围的自然数)。
本实施例采用上述系统实现的LED显示屏逐点校正方法包括以下步骤：
前置步骤、所述主控单元按逼近算法控制采集器移动，使各光感探测器精确对准各相应灯点；所述逼近算法包括以下步骤：
第一步、所述主控单元由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据；
第二步、所述主控单元控制采集器沿横向或纵向的水平固定方向移动；
第三步、如果探测数据增大，则所述主控单元控制采集器继续向该固定方向移动；如果探测数据减小，则所述主控单元控制采集器向与该固定方向相反的方向移动；
第四步、判断各光感探测器是否位于探测数据最大的位置，如否则重复第三步，如是则进行后续步骤。
步骤一、所述主控单元由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据，并根据当前各光感探测器的探测数据与预定亮度数据的比较结果，向LED显示屏控制器输出当前各光感探测器对应的当前组各灯点的校正数据，完成当前探测位置灯点亮度的探测。
步骤二、所述主控单元在完成当前组灯点亮度探测后，控制采集器移动到相邻的下一组灯点探测位置；并重复步骤一，直至待校正LED显示屏所有灯点探测完毕。
步骤三、所述LED显示屏控制器将LED显示屏各灯点的校正数据转换成相应的校正信号，逐一校正LED显示屏对应灯点的亮度，直至完成待校正LED显示屏所有灯点亮度的校正。
步骤一中的预定亮度数据是根据目标亮度数据按预定算法计算得出的；所述预定算法包括以下步骤：
第一、计算亮度校正系数K，所述亮度校正系数
其中V(λ)为CIE1931人眼光视光效函数曲线，E(λ)为光感探测器探头的相对光谱灵敏度曲线，O(λ)为光感探测器滤光片组的相对波长透射率曲线，λ为入射光波长，K为与λ无关的常数；上述各曲线如图5所示。
第二、将目标亮度数据乘以K即得出预定亮度数据。
本实施例采用高精度光感探测器，经大量实验和深入研究，建立精确的预定算法和逼近算法，可采集到真实、精确的灯点亮度数据，实现了精确测量；采用含多个光感探测器的采集器对LED灯点实施分组测量，不仅可在数百毫秒内完成单个灯点亮度数据的采集，还可大幅缩短采集全部灯点亮度数据所需的时间，实现了高速测量；方法过程全部自动化，大大降低了对操作员的要求，将人为因素对测量的影响最小化；操作非常简便，具有很高的准确性和检测效率；探测数据和校正数据直接存储在计算机主控单元内，可根据需要随时输出探测数据和校正数据，结合现实指标，改善程度一目了然，有利于LED显示屏的设计、检验、研发和生产。
Claims (4)
1.LED显示屏逐点校正系统,包括校正床、含CPU的主控单元和LED显示屏控制器；所述校正床含有用于安置待校正LED显示屏的平台，所述平台上设有可水平横向移动的移动架、附着在所述移动架上可水平纵向移动的竖直机头、附着在所述竖直机头上可垂向移动的采集器，所述移动架、竖直机头和采集器分别由横向、纵向以及垂向伺服电机驱动的丝杆螺母机驱动，构成三维移动副；其特征是：所述采集器具有一组间距与待校正LED显示屏灯点间距相等的光感探测器；
所述主控单元的探测信号输入端分别接各光感探测器的信号输出端，用以由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据；所述主控单元的校正输出端接所述LED显示屏控制器的输入端，用以根据当前各光感探测器的探测数据与预定亮度数据的比较结果，向LED显示屏控制器输出当前各光感探测器对应的当前组各灯点的校正数据，完成当前探测位置灯点亮度的探测；
所述主控单元的驱动输出端分别接各伺服电机的受控端，用以在完成当前组灯点亮度探测后，控制采集器移动到相邻的下一组灯点探测位置；重复上述探测过程，直至待校正LED显示屏所有灯点探测完毕；
所述LED显示屏控制器的控制输出端分别接待校正LED显示屏各灯点的调控端，用以将待校正LED显示屏各灯点的校正数据转换成相应的校正信号，逐一输出校正LED显示屏对应灯点的亮度，直至完成待校正LED显示屏所有灯点亮度的校正；
所述采集器的相邻光感探测器之间设有隔离板；所述光感探测器包括具有进光口的外筒，所述外筒内按光线进入方向依次安置有探头、由一组滤光片组成的滤光片组、及感应元件；所述探头面向进光口的侧面与所述外筒的进光口所在侧面之间的距离为1-8厘米。
2.采用权利要求1所述的LED显示屏逐点校正系统实现的LED显示屏逐点校正的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、所述主控单元由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据，并根据当前各光感探测器的探测数据与预定亮度数据的比较结果，向LED显示屏控制器输出当前各光感探测器对应的当前组各灯点的校正数据，完成当前探测位置灯点亮度的探测；
步骤二、所述主控单元在完成当前组灯点亮度探测后，控制采集器移动到相邻的下一组灯点探测位置；并重复步骤一，直至待校正LED显示屏所有灯点探测完毕；
步骤三、所述LED显示屏控制器将LED显示屏各灯点的校正数据转换成相应的校正信号，逐一校正LED显示屏对应灯点的亮度，直至完成待校正LED显示屏所有灯点亮度的校正。
3.根据权利要求2所述的LED显示屏逐点校正的方法，其特征是，还包括处于所述步骤一之前的前置步骤：所述主控单元按逼近算法控制采集器移动，使各光感探测器精确对准各相应灯点；所述逼近算法包括以下步骤：
第一步、所述主控单元由当前探测位置逐一读取各光感探测器的探测数据；
第二步、所述主控单元控制采集器沿横向或纵向的水平固定方向移动；
第三步、如果探测数据增大，则所述主控单元控制采集器继续向该固定方向移动；如果探测数据减小，则所述主控单元控制采集器向与该固定方向相反的方向移动；
第四步、判断各光感探测器是否位于探测数据最大的位置，如否则重复第三步，如是则进行后续步骤。
4.根据权利要求3所述的LED显示屏逐点校正的方法，其特征是，所述步 骤一中的预定亮度数据是根据目标亮度数据按预定算法计算得出的；所述预定算法包括以下步骤：
第一、计算亮度校正系数K，所述亮度校正系数 
其中V(λ)为CIE1931人眼光视光效函数曲线，E(λ)为光感探测器探头的相对光谱灵敏度曲线，O(λ)为光感探测器滤光片组的相对波长透射率曲线，λ为入射光波长，K为与λ无关的常数；
第二、将目标亮度数据乘以K即得出预定亮度数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Point by point correction system and method for LED display screen Effective date of registration: 20210702 Granted publication date: 20130123 Pledgee: The 14th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation Pledgor: NANJING LOPU Co.,Ltd. Registration number: Y2021320000112 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220914 Granted publication date: 20130123 Pledgee: The 14th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation Pledgor: NANJING LOPU Co.,Ltd. Registration number: Y2021320000112 |