CN103926714A - 一种显示装置伽马校正系统与校正方法 - Google Patents

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本发明公开了一种显示装置伽马校正系统，包括显示装置，用于显示测试画面；检测单元，用于检测显示装置显示的测试画面的亮度值；伽马校正单元,用于接收每一次所述测试画面的亮度值和实时检测的最大白亮度画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。由于在测试每一个灰阶测试画面时，利用实时检测到的最大亮度白画面亮度值作为伽马校正处理运算的数据基础，使调整后液晶显示装置的伽马曲线更接近理想的标准伽马曲线会，提高液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性和液晶显示装置的显示质量。

Description

一种显示装置伽马校正系统与校正方法
技术领域
本发明涉及显示装置控制技术领域，特别涉及一种显示装置伽马校正系统与校正方法。
背景技术
由于液晶显示装置具有轻薄、低辐射、低耗能的优点，被广泛应用在各种领域，通过调整液晶显示装置的伽马曲线，可以获得较高的显示品质。
液晶显示装置的伽马曲线是非线性的，该非线性特性的输出与输入之间的关系可以用一个幂函数来表示，它的一般形式是：Tref=（Ntemp-Nmin）/（Nmax-Nmin）^γ，Tref为标准伽马曲线穿透率、γ为Gamma值、Nmin为最小灰阶、Nmax为最大灰阶、Ntemp为待调整灰阶。但是，利用该公式生成的标准伽马曲线是一条理想曲线，由于液晶显示装置由于液晶面板红绿蓝三色电光特性不一致，液晶显示器在各个灰阶下的实际亮度值与标准伽马曲线的亮度值差异较大，因此，采用对液晶显示装置进行伽马校正来达到一致的灰阶显示效果。
现有技术采用液晶显示器显示首先显示一最大亮度白画面和一最小亮度黑画面，利用一光学测量仪对该最大亮度白画面和最小亮度黑画面进行测试得到白画面亮度值Lmax和黑画面亮度值Lmin，之后，显示一待测灰阶画面，利用一光学测量仪对该待测灰阶画面进行测试得到待调整灰阶亮度值Ltemp。通过公式Ttemp=（Ltemp-Lmin）/（Lmax-Lmin）可以得到待测灰阶画面的传统穿透率Ttemp，将Ttemp与标准伽马曲线的参考穿透率Tref进行比较，进而对液晶显示器的灰阶进行调整。但是，由于液晶显示装置在调节不同灰阶画面的过程中，背光源的最大亮度白画面和最小亮度黑画面的亮度会随着时间的变化而变化。同时，在液晶显示器最初点亮的一段时间内，液晶显示装置的亮度值会逐渐降低，之后才逐渐趋于稳定，而为了提高生产效率，液晶显示装置无法等到背光源完全稳定后才进行伽马校正，往往在背光源点亮后即刻进行伽马校正，因此，初始白画面亮度值Lmax初始和黑画面亮度值Lmin初始与实际稳定后的亮度值会存在一个亮度值变化量ΔL。待测灰阶画面的实际穿透率为Ttemp'=（Ltemp-（Lmax-ΔL1））/（（Lmax-ΔL1）-（Lmin-ΔL2）），ΔL1为初始白画面与稳定白画面的亮度值变化量、ΔL2为初始黑画面与稳定黑画面的亮度值变化量，且ΔL1>>ΔL2。由此产生了待测灰阶画面的实际穿透率Ttemp'比传统穿透率大Ttemp，若按照此结果进行调整，则调整后液晶显示装置的伽马曲线偏离理想的标准伽马曲线会非常大，降低液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性，影响液晶显示装置的显示质量。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种显示装置伽马校正系统，包括显示装置，用于显示测试画面；检测单元，用于检测显示装置显示的测试画面的亮度值；伽马校正单元,用于接收每一次所述测试画面的亮度值和实时检测的最大白亮度画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
本发明还提供一种显示装置伽马校正系统的校正方法，包括：步骤一，提供一显示装置，显示测试画面；步骤二,利用检测单元检测所述显示装置的测试画面的亮度值；步骤三，利用伽马校正单元接收每一个灰阶测试画面的亮度值和实时检测的最大亮度白画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
与现有技术相比，本发明在进行液晶显示装置的伽马校正过程中，对于每一个灰阶测试画面，利用实时检测到的最大亮度白画面亮度值作为伽马校正处理运算的数据基础，很大程度上减小了由于最大亮度白画面的亮度值变化量带来的伽马校正误差，使调整后液晶显示装置的伽马曲线更接近理想的标准伽马曲线会，提高液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性和液晶显示装置的显示质量。
附图说明
图1为本发明显示装置伽马校正系统的模块示意图；
图2为本发明显示装置伽马校正系统的校正方法的流程图；
图3为本发明实施例一显示装置伽马校正系统的结构示意图；
图4为本发明实施例一显示装置伽马校正系统的结构示意图；
图5为本发明实施例一显示装置伽马校正系统的结构示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明要解决的问题提高液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性，进而提高液晶显示装置的显示质量。
为解决这个问题，如图1所示，本发明提供一种显示装置伽马校正系统，包括显示装置1，例如液晶显示装置，用于显示测试画面；检测单元2，例如光学测量仪，用于检测显示装置显示的测试画面的亮度值；伽马校正单元3,用于接收每一次所述测试画面的亮度值和实时检测的最大白亮度画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
如图2所示，本发明还提供一种显示装置伽马校正系统的校正方法，包括：步骤S1，提供一显示装置，显示测试画面；步骤S2,利用检测单元检测所述显示装置的测试画面的亮度值；步骤S3，利用伽马校正单元接收每一个灰阶测试画面的亮度值和实时检测的最大亮度白画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
实施例一
如图3所示，本实施例中的显示装置伽马校正系统包括液晶显示装置11，液晶显示装置通常包括一液晶显示面板和一背光源（图中未示出），显示面板根据显示控制单元输出的控制信号显示测试画面。测试画面被分割成多个子区域110，每个子区域110可以显示不同的画面，如最大亮度白画面111、灰阶画面112和最小亮度黑画面113，本实施例中测试画面由多个灰阶画面子区域112、一个最大亮度白画面子区域111和一个最小亮度黑画面子区域113组成。根据测试条件的设定，测试画面的子区域110显示的画面还可以任意组合，例如由多个灰阶画面子区域112和一个最大亮度白画面子区域111组成。但是，要保证在测试最初显示一个最小亮度黑画面子区域113，另外，每个测试画面均要包括一个最大亮度白画面子区域111，以保证可以提供实时的最大亮度白画面的亮度值作为伽马校正的数据基础。
检测单元包括至少两个光学测量仪，在每个子区域110的对应位置设置有光学测量仪21，用于检测液晶显示装置的测试画面的每个子区域110的亮度值。在每个子区域110的边缘处还设置有遮挡装置22，例如：挡板，遮挡装置的作用是为了防止相邻子区域110的相互干扰，提高光学测量仪21测试各自的子区域110的亮度值的准确性。遮挡装置22可以固定在光学测量仪21上。
伽马校正单元包括显示控制单元31和微处理单元32。显示控制单元31可以采用可编程逻辑阵列，用于向液晶显示装置输送控制信号，使液晶显示装置显示需要的测试画面。微处理单元32可以采用单片机，用于接收每一次所述测试画面的亮度值和实时检测的最大白亮度画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。除此之外，微处理单元还可以采用串口接口，例如：USB，与计算机组合方式用于数据处理。
结合图2所示，本实施例中液晶显示装置伽马校正系统的校正方法包括：
步骤S1，提供一液晶显示装置，显示测试画面。测试画面被分割成多个子区域110，测试画面由多个灰阶画面子区域112、一个最大亮度白画面子区域111和一个最小亮度黑画面子区域113组成。或者最初的第一测试画面可以由一个最大亮度白画面子区域111和多个灰阶画面子区域112组成，接下来的第二测试画面由一个最小亮度黑画面子区域113和多个灰阶画面子区域112组成，保证在测试初期可以提供一个最小亮度黑画面的测试画面。并且，能够实时的提供最大亮度白画面的测试画面。
步骤S2，利用光学测量仪检测液晶显示装置的测试画面的亮度值。在测试初始，光学测量仪首先至少检测得到一个最小亮度黑画面子区域的亮度值，然后检测每一个灰阶画面子区域的亮度值的同时，也实时的检测到与灰阶画面子区域同时显示的最大亮度白画面子区域的亮度值。将测得的亮度值数据传送至伽马校正单元。
步骤S3，伽马校正单元中的微处理单元接收每一个灰阶测试画面的亮度值和实时检测的最大亮度白画面的亮度值，通过接收到的所述最小亮度黑画面的亮度值、所述最大亮度白画面的亮度值和所述灰阶测试画面的亮度值处理运算，得到所述灰阶测试画面的实际穿透率，将该实际穿透率与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。若所述实际穿透率大于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出降低灰阶电压信号给显示控制单元，使实际穿透率接近标准伽马曲线的参考穿透率；若所述实际穿透率小于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出提高灰阶电压信号给显示控制单元，使实际穿透率接近标准伽马曲线的参考穿透率。之后重复上述步骤，直至液晶显示装置的伽马校正完成。
由于在测试过程中，随着液晶显示装置点亮的时间变化，最大亮度白画面的亮度值变化量ΔL1非常大，根据公式Ttemp'=（Ltemp-（Lmax-ΔL1））/（（Lmax-ΔL1）-（Lmin-ΔL2））得到的灰阶测试画面的穿透率Ttemp'受最大亮度白画面的影响也非常大。因此，在进行液晶显示装置的伽马校正过程中，对于每一个灰阶测试画面，利用实时检测到的最大亮度白画面亮度值作为伽马校正处理运算的数据基础，很大程度上减小了由于最大亮度白画面的亮度值变化量ΔL1带来的伽马校正误差，使调整后液晶显示装置的伽马曲线更接近理想的标准伽马曲线会，提高液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性和液晶显示装置的显示质量。
由于最小黑画面亮度值随着时间变化的变化量不大，但为进一步提高液晶显示装置伽马校正的准确性，也可以实时的检测最小黑画面亮度值，降低随着时间变化最小黑画面亮度值的变化量ΔL2。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于，如图4所示，本实施例中的液晶显示装置伽马校正系统的检测单元包括一个光学测量仪21，光学测量仪21与遮挡装置22固定连接。进行测试时，光学测量仪21与遮挡装置22共同依次在每个测试画面的子区域110之间移动进行测试。
结合图2所示，本实施例中液晶显示装置伽马校正系统的校正方法包括：
步骤S1，提供一液晶显示装置，显示测试画面。测试画面被分割成多个子区域110，测试画面由多个灰阶画面子区域112、一个最大亮度白画面子区域111和一个最小亮度黑画面子区域113组成。或者最初的第一测试画面可以由一个最大亮度白画面子区域111和多个灰阶画面子区域112组成，接下来的第二测试画面由一个最小亮度黑画面子区域113和多个灰阶画面子区域112组成，保证在测试初期可以提供一个最小亮度黑画面的测试画面。并且，能够实时的提供最大亮度白画面的测试画面。
步骤S2，利用光学测量仪检测液晶显示装置的测试画面的亮度值。在测试初始，光学测量仪首先至少检测得到一个最小亮度黑画面子区域的亮度值，然后依次移动到下一个测试画面子区域位置，测试最大亮度白画面子区域的亮度值，然后再依次动到下一个测试画面子区域位置，检测该子区域灰阶画面子区域的亮度值，将测得的亮度值数据传送至伽马校正单元。
步骤S3，伽马校正单元中的微处理单元接收每一个灰阶测试画面的亮度值和实时检测的最大亮度白画面的亮度值，通过接收到的所述最小亮度黑画面的亮度值、所述最大亮度白画面的亮度值和所述灰阶测试画面的亮度值处理运算，得到所述灰阶测试画面的实际穿透率，将该实际穿透率与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。若所述实际穿透率大于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出降低灰阶电压信号给显示控制单元，使实际穿透率接近标准伽马曲线的参考穿透率；若所述实际穿透率小于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出提高灰阶电压信号给显示控制单元，使实际穿透率接近标准伽马曲线的参考穿透率。之后重复上述步骤，直至液晶显示装置的伽马校正完成。
与实施例一相比，由于光学测量仪需要逐个的测试每个测试画面的子区域，因此测试稍有时间增加。但是，在测试每个灰阶测试画面的时候，仍然以实时检测到的最大亮度白画面作为伽马校正单元处理运算的数据基础，很大程度上减小了由于最大亮度白画面的亮度值变化量带来的伽马校正误差，使调整后液晶显示装置的伽马曲线更接近理想的标准伽马曲线会，提高液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性和液晶显示装置的显示质量。
由于最小黑画面亮度值随着时间变化的变化量不大，但为进一步提高液晶显示装置伽马校正的准确性，也可以实时的检测最小黑画面亮度值，降低随着时间变化最小黑画面亮度值的变化量ΔL2。
实施例三
本实施例与实施例一的不同之处在于，如图5所示，本实施例中液晶显示装置伽马校正系统的测试画面为整面的测试画面，例如可以是整面灰阶测试画面112、整面最大亮度白画面111或者最小亮度黑画面113。测试画面的显示顺序可以根据测试条件的设定任意设置。但是，要保证在测试最初显示一个整面最小亮度黑画面子区域113，另外，在依次显示的每个整面灰阶测试画面112之间的时间内插入一个整面最大亮度白画面111，以保证可以提供实时的最大亮度白画面的亮度值作为伽马校正的数据基础。检测单元包括一个光学测量仪21，该光学测量仪固定在液晶显示装置的测试画面前，对出现的测试画面依次进行检测。
步骤S1，提供一液晶显示装置，显示测试画面。测试画面首先显示一最小亮度黑画面，然后显示一整面灰阶测试画面，之后显示一最大亮度白画面，之后轮流穿插显示一整面灰阶测试画面和一最大亮度白画面。只要保证在测试初期可以提供一个最小亮度黑画面的测试画面。并且，能够实时的提供最大亮度白画面的测试画面作为伽马校正处理运算的数据基础即可，测试画面可以根据测试要求任意设置。
步骤S2，利用光学测量仪检测液晶显示装置的测试画面的亮度值。在测试初始，光学测量仪首先检测得到一个最小亮度黑画面子区域的亮度值，然后测试得到最大亮度白画面子区域的亮度值，然后测试得到灰阶测试画面的亮度值，之后以此在最大亮度白画面子区域的亮度值和灰阶测试画面的亮度值循环，将测得的亮度值数据传送至伽马校正单元。
步骤S3，伽马校正单元中的微处理单元接收每一个灰阶测试画面的亮度值和实时检测的最大亮度白画面的亮度值，通过接收到的所述最小亮度黑画面的亮度值、所述最大亮度白画面的亮度值和所述灰阶测试画面的亮度值处理运算，得到所述灰阶测试画面的实际穿透率，将该实际穿透率与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。若所述实际穿透率大于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出降低灰阶电压信号给显示控制单元，使实际穿透率接近标准伽马曲线的参考穿透率；若所述实际穿透率小于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出提高灰阶电压信号给显示控制单元，使实际穿透率接近标准伽马曲线的参考穿透率。之后重复上述步骤，直至液晶显示装置的伽马校正完成。
与实施例一和实施例二相比，由于光学测量仪需要逐个的测试每个整面测试画面，因此测试稍有时间增加。但是，在测试每个灰阶测试画面的时候，仍然以实时检测到的最大亮度白画面作为伽马校正单元处理运算的数据基础，很大程度上减小了由于最大亮度白画面的亮度值变化量带来的伽马校正误差，使调整后液晶显示装置的伽马曲线更接近理想的标准伽马曲线会，提高液晶显示装置生产时伽马自动校正的准确性和液晶显示装置的显示质量。
由于最小黑画面亮度值随着时间变化的变化量不大，但为进一步提高液晶显示装置伽马校正的准确性，也可以实时的检测最小黑画面亮度值，降低随着时间变化最小黑画面亮度值的变化量ΔL2。
以上对本发明实施例所提供的显示装置伽马校正系统与校正方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种显示装置伽马校正系统，包括：
显示装置，用于显示测试画面；
检测单元，用于检测所述显示装置的测试画面的亮度值；
伽马校正单元，用于接收每一次所述测试画面的亮度值和实时检测的最大白亮度画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
2.如权利要求1所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：所述测试画面被分割成多个子区域，所述测试画面由多个灰阶画面子区域和一个最大亮度白画面子区域组成。
3.如权利要求2所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：设置在至少一个所述子区域边缘的遮挡装置，所述检测单元包括一个光学测量仪，所述光学测量仪与所述遮挡装置固定连接，并可以共同在多个所述子区域之间移动进行检测。
4.如权利要求1所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：所述测试画面为整面灰阶测试画面或整面最大亮度白画面，其中，在依次显示的每个所述整面灰阶测试画面之间的时间内插入一所述整面最大亮度白画面，所述检测单元包括一个光学测量仪，所述光学测量仪固定在所述测试画面前进行检测。
5.如权利要求1所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：所述伽马校正单元还实时接收一最小亮度黑画面的亮度值。
6.如权利要求1所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：所述测试画面被分割成多个子区域，所述测试画面由多个灰阶画面子区域和一个最大亮度白画面子区域组成。
7.如权利要求6所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：设置在每个所述子区域边缘的遮挡装置，所述检测单元包括至少两个光学测量仪，所述光学测量仪与每个所述子区域一一对应。
8.如权利要求1所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于：所述伽马校正单元包括显示控制单元和微处理单元，所述显示控制单元用于控制所述显示装置显示所述测试画面，所述微处理单元用于输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
9.一种校正如权利要求1所述的显示装置伽马校正系统的方法，包括：
步骤一：提供一显示装置，显示测试画面；
步骤二：利用检测单元检测所述显示装置的测试画面的亮度值；
步骤三：利用伽马校正单元接收每一个灰阶测试画面的亮度值和实时检测的最大亮度白画面的亮度值，与标准伽马曲线参数进行比较，根据比较结果输出灰阶调节信号，校正显示装置的实际伽马曲线。
10.如权利要求9所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于，步骤二包括：至少检测得到一个最小亮度黑画面的亮度值，检测每一个灰阶测试画面的亮度值和实时的最大亮度白画面的亮度值。
11.如权利要求10所述的显示装置伽马校正系统，其特征在于，步骤三包括：所述伽马校正单元通过接收到的所述最小亮度黑画面的亮度值、所述最大亮度白画面的亮度值和所述灰阶测试画面的亮度值处理运算，得到所述灰阶测试画面的实际穿透率，若所述实际穿透率大于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出降低灰阶电压信号，若所述实际穿透率小于标准伽马曲线的参考穿透率，则输出提高灰阶电压信号。
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