CN104511437B - 一种led器件分光方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及LED分光领域，更具体地，涉及一种LED器件分光方法及系统。所述方法包括：测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；对不同角度的光强进行拟合得到光强分布曲线；对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类。本发明对LED器件进行分光后，用在LED显示屏上时能够尽可能保证LED灯珠光强分布一致，即使存在误差，也能够通过对屏体的校正来确保显示屏不同视角位置的显示一致性，避免因为LED光强分布不一致带来的LED屏体不可校正的花屏偏色现象，有效优化LED显示屏光学显示效果，提供LED显示屏显示品质。

Description

一种LED器件分光方法及系统

技术领域

本发明涉及LED分光领域，更具体地，涉及一种LED器件分光方法及系统。

背景技术

LED显示技术是近年来发展比较快速的显示技术之一。LED显示屏具有高亮度、高效率、长寿命、色彩艳丽、主动式发光等优点，在户内外显示应用场合发挥着重要的作用。随着制造工艺的提高，LED显示屏不断往高显示密度、高分辨率方向发展，逐渐受到一些高端专业显示领域应用的青睐。其中LED大屏幕显示系统作为大数据分析、大信息量处理的专业平台，已广泛应用于通信、电力、交通、军队指挥、调度中心等控制室领域，在信息共享、决策支持、态势显示、协同指挥等方面发挥重要作用。因此，LED室内高密大屏幕在各个视角显示效果的一致性显得尤为重要。

LED显示屏通常由LED灯珠阵列组成，LED灯珠通常包括基板、基板上的RGB三色LED芯片、封装胶。现有技术中LED显示屏组装时通常会对LED灯珠进行分光处理，但由于RGB芯片的离散性，在封装完成后，不同灯珠的RGB光强曲线会出现不一致性，如图1所示。出现此问题的原因在于传统分光方案是以LED灯珠中RGB的中心光强，即0°视角的光强为基准进行分光，即分光机台只测试灯珠0°时的光强，并按照一定范围（如1-1.15倍内）分为不同档位，以此种方法分光后，灯珠的光强分布曲线可能不一致，如图1所示，在0°，LED灯珠中的红色LED芯片R、LED灯珠中的蓝色LED芯片B和LED灯珠中所有的绿色LED芯片的光强是一致的，但0°以外的视角，可能会出现部分的绿色LED芯片G2的光强和红色LED芯片R、蓝色LED芯片B以及其他绿色LED芯片G1的光强不一致，从而导致整个LED灯珠在不同角度的光强分布不一致，使得LED灯珠之间的光强也分布不一致。

而且传统白平衡光强比为R：G：B=3：6：1，分光完成后，以0°视角光强进行白平衡配比，在左右不同角度处光强会偏离此配比，出现偏色现象。且不同灯珠由于光强分布曲线不同，出现偏色的情况也不同，会导致在组装成屏后，中间视角观看良好，但左右视角观看时出现偏色等现象，使LED显示屏出现花屏现象。即使对LED屏进行逐点校正，也只能保持一定角度小范围内的一致性，如某一个像素正面偏红，校正时把红光降一点，但由于分光时该像素侧面看可能偏绿，那么把红光降了后，正面看是正常了，但侧面看会更加绿，此时已没有办法可以使得正面与侧面都能保持一致了，因此通过校正方式仍很难时显示屏各个观看角度都保持显示色彩的一致性。在LED大屏幕使用时，此现象显得尤为突出，如图2所示。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种能提高LED屏幕各视角显示一致性的LED器件分光方法。

本发明还提供一种能提高LED屏幕各视角显示一致性的LED器件分光系统

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种LED器件分光方法，包括

测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；

对不同角度的光强进行拟合得到光强分布曲线；

对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类。

本发明的分光方法在LED显示屏贴屏时预先对LED器件进行分光，分光时先对各个LED器件进行光强和主波长检测，光学参数的检测是多角度检测的，检测得到的不同角度光强数据进行拟合得到每个LED器件的光强分布曲线，然后根据光强分布曲线对各个LED器件进行分光，在一定范围内筛选较为一致的曲线作为一个档位结合主波长数据从而使得光强分布曲线在同一个档位以及主波长相同的LED器件在各个角度的光强都相近，用在LED显示屏上时能够尽可能保证LED灯珠光强分布一致，即使存在误差，由于LED灯珠已经根据各个角度光强和主波长进行分类保证了正面和测量的情况大体一致，因此校正时对正面校正的同时侧面也得到校正，因此能够通过对屏体的校正来确保显示屏不同视角位置的显示一致性，避免因为LED光强分布不一致带来的LED屏体不可校正的花屏偏色现象，有效优化LED显示屏光学显示效果，提供LED显示屏显示品质。

一种LED器件分光系统，包括：

测量模块，用于测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；

拟合模块，用于对不同角度的光强进行拟合得到光强分布曲线；

分光模块，用于对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类。

本发明的分光系统在LED显示屏贴屏时预先对LED器件进行分光，分光时利用测量模块对各个LED器件进行光学参数检测，测量模块对光学参数的检测是多角度检测的，拟合模块根据检测得到的不同角度光强数据进行拟合得到每个LED器件的光强分布曲线，然后分光模块根据光强分布曲线和主波长对各个LED器件进行分光，在一定范围内筛选较为一致的曲线作为一个档位结合主波长数据从而使得光强分布曲线在同一个档位以及主波长相同的LED器件在各个角度的光强都相近，用在LED显示屏上时能够尽可能保证LED灯珠光强分布一致，即使存在光强误差，也能够通过对屏体的校正来确保显示屏不同视角位置的显示一致性，避免因为LED光强分布不一致带来的LED屏体不可校正的花屏偏色现象，有效优化LED显示屏光学显示效果，提供LED显示屏显示品质。

附图说明

图1为现有技术中LED光强分布曲线不一致性示意图。

图2为现有技术中LED光强分布曲线不一致导致屏体偏色示意图。

图3为本发明一种LED器件分光方法具体实施例的流程图。

图4为本发明一种LED器件分光方法具体实施例中根据LED光强分布曲线分光示意图。

图5为本发明中利用光学探头多次检测光学参数的示意图。

图6为本发明中利用光学检测装置一次性检测光学参数的示意图。

图7为本发明一种LED器件分光系统具体实施例的架构图。

其中，1为LED显示屏，2为LED灯珠，3为红光芯片，4为蓝绿光芯片，5为光学探头，7为光学检测装置。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图3所示，为本发明一种LED器件分光方法具体实施例的流程图。参见图3，本具体实施例一种LED器件分光方法的具体步骤包括：

S101.测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；

S102.对不同角度的光强数进行拟合得到光强分布曲线；

S103. 对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类。

为了保证LED显示屏在不同视角的显示一致性，需要在LED贴屏前对LED灯珠进行分光，本具体实施例的分光方法先对各个LED器件进行多角度的光学参数检测，检测得到的不同角度光强数据进行拟合得到每个LED器件的光强分布曲线，然后根据光强分布曲线和主波长数据对各个LED器件进行分光，将主波长相同且光强分布曲线较为相近的LED灯珠为同一个档位，使LED灯珠间的RGB光强分布曲线基本一致，组成屏体后，经过逐点校正确保0度视角RGB白平衡配备比（如R：G：B=3：6：1）时，不同视角位置的白平衡也达到统一，不会出现花屏或者偏色现象，LED屏幕的显示效果一致性得到显著提升，如图4所示。在此过程中，本具体实施例的光学参数只需要测试光强与主波长即可，光强会随角度不同有所衰减，因此可以通过测试光强分布曲线来进行分光，而主波长代表光线颜色，一般是稳定不变的，不会随着角度变化。因此主波长选定一个测试角度进行筛选即可。而且，后续校正时，主波长是无法校正的，只能通过校正光强来调整亮度色度。

其中，步骤S101进行光强、主波长测量时可以利用光学探头依次对LED灯珠中RGB三色光的不同角度进行光学参数检测，此时，光学探头通过多次转动的方式进行检测，转动角度可以根据分光需要设置。如可设置检测范围为120度或更大，然后设定转动角度，如30度，则光学探头每次转动30度检测一次光学参数，如图5所示，其中2为LED灯珠，3为红光芯片，4为蓝绿光芯片，5为光学探头。

为了提高分光效率，本具体实施例对多角度光学参数的检测还可以一次性检测，其可以采用如图6所示的带多个检测探头的光学检测装置6，通过该光学检测装置6可一次检测LED灯珠中RGB三色光不同角度的光学参数。具体实现时，可以根据分光需要，可设置不同检测角度范围和检测间隔，即光学检测装置6中多个检测探头的相隔角度可以根据分光需要设置，其中为了配合角度的设置，多个检测探头以弧形排列方式设置在光学检测装置6中。如图6所示，在120度范围内，每个30度在光学检测装置6上设置一个检测探头，一次性对LED灯珠不同角度进行光线采集检测，在保证分光效率的同时，LED屏幕的显示效果一致性也得到显著提升。

在具体实施过程中，步骤S102中对不同角度的光强数据进行拟合可以通过多项式拟合方式进行，如通过公式y=axⁿ+bx^(n-1)+……+k x^(n-n)获得光强随角度的分布曲线，其中y表示光强，a、b、…、k表示系数，x表示角度，n、n-1、…n-n表示拟合系数，拟合系数根据光强分布曲线的值与原始光强数据的标准差选取。

拟合后进入步骤S103，对各LED灯珠的光强分布曲线进行相关得到相关系数，接着将光强分布曲线相近即相关系数在预设相关系数阈值范围内以及主波长相同的LED灯珠分为一档位。其中，相关系数的计算可以通过求取，r为相关系数值，表示光强平均值，y表示光强，表示角度平均值，x表示角度，i表示第i个角度。预设相关系数阈值可以预先设置，如可以将该阈值设置为[0.95，1]，将相关系数在该阈值范围内的归类。

在具体实施过程中，由于人眼对一定范围内的光强无法分辨，可以结合光强绝对值偏差来对LED灯珠进行分光，具体地：

将各光强分布曲线中的光强值进行差异性比较得到光强绝对值偏差，接着将主波长相同、光强分布曲线相近以及光强绝对值偏差在一定范围内的LED灯珠分为一档。其中，光强绝对值偏差指的是各个光强分布曲线中相同角度的光强值分别做差得到光强绝对值偏差，即利用公式k=|(y1-y2)/y1|做差计算，k为光强绝对值偏差，y1为某一光强分布曲线中的某一角度光强值，y2为另一光强分布曲线中对应角度的光强值，然后将光强绝对值偏差在一定范围内的灯珠归类，该一定范围可以根据先验知识预设，如设为1-1.15，然后结合主波长数据和光强分布曲线的归类对LED灯珠分光。

通过上述分光实现对LED灯珠的归类，使同档位的LED灯珠的主波长相同，光强分布曲线相近以及光强绝对值偏差在预设范围内的。

实施例2

在实施例1的基础上，本发明还提供一种LED器件分光系统。如图7所示，本具体实施例一种LED器件分光系统包括：

测量模块201，用于测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；

拟合模块202，用于对不同角度的光强进行拟合得到光强分布曲线；

分光模块203，用于对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类。

为了保证LED显示屏在不同视角的显示一致性，需要在LED贴屏前对LED灯珠进行分光，本具体实施例的分光系统利用测量模块201对各个LED器件进行多角度的光学参数检测，检测得到的不同角度光强数据通过拟合模块202进行拟合得到每个LED器件的光强分布曲线，然后分光模块203根据光强分布曲线和主波长数据对各个LED器件进行分光，将主波长相同且光强分布曲线较为相近的LED灯珠为同一个档位，使LED灯珠间的RGB光强分布曲线基本一致，组成屏体后，经过逐点校正确保0度视角RGB白平衡配备比（如R：G：B=3：6：1）时，不同视角位置的白平衡也达到统一，不会出现花屏或者偏色现象，LED屏幕的显示效果一致性得到显著提升。

其中，测量模块201可以采用常用的光学探头进行光学参数检测，光学参数包括但不限于光强、主波长。具体实现时可以利用光学探头依次对LED灯珠中RGB三色光的不同角度进行光学参数检测，此时，光学探头通过多次转动的方式进行检测，转动角度可以根据分光需要设置。如可设置检测范围为120度或更大，然后设定转动角度，如30度，则光学探头每次转动30度检测一次光学参数，如图5所示，其中2为LED灯珠，3为红光芯片，4为蓝绿光芯片，5为光学探头。

为了提高分光效率，本具体实施例的测量模块201还可以采用带多个检测探头的光学检测装置进行一次性检测，如图6所示。具体实现时，可以根据分光需要，可设置不同检测角度范围和检测间隔，即光学检测装置6中多个检测探头的相隔角度可以根据分光需要设置，其中为了配合角度的设置，多个检测探头以弧形排列方式设置在光学检测装置6中。如图6所示，在120度范围内，每个30度在光学检测装置6上设置一个检测探头，一次性对LED灯珠不同角度进行光线采集检测，在保证分光效率的同时，LED屏幕的显示效果一致性也得到显著提升。

在具体实施过程中，拟合模块202具体应用时可以通过多项式拟合方式进行，如通过公式y=axⁿ+bx^(n-1)+……+k x^(n-n)获得光强随角度的分布曲线，其中y表示光强，a、b、…、k表示系数，x表示角度，n、n-1、…n-n表示拟合系数，拟合系数是根据光强分布曲线的值与原始光强数据的标准差选取的，取1或2,3之类的。

在具体实施过程中，分光模块203具体包括如下几个模块实现：

相关系数计算模块，用于对各LED灯珠的光强分布曲线进行相关得到相关系数；其中，相关系数的计算可以通过求取， r为相关系数值，表示光强平均值，y表示光强，表示角度平均值，x表示角度，i表示第i个角度。预设相关系数阈值可以预先设置，如可以将该阈值设置为[0.95，1]，将相关系数在该阈值范围内的归类。

归类模块，用于将主波长相同且相关系数位于预设相关系数阈值范围内的LED灯珠分为一个档位。预设相关系数阈值可以预先设置，如可以将该阈值设置为[0.95，1]，将相关系数在该阈值范围内的归类。

在具体实施过程中，由于人眼对一定范围内的光强无法分辨，可以结合光强绝对值偏差来对LED灯珠进行分光，具体地：

分光模块203还包括：

光强绝对值偏差获取模块，用于将各光强分布曲线中的光强值进行差异性比较得到光强绝对值偏差；其中，光强绝对值偏差指的是各个光强分布曲线中相同角度的光强值分别做差得到光强绝对值偏差，即利用公式k=|(y1-y2)/y1|做差计算，k为光强绝对值偏差，y1为某一光强分布曲线中的某一角度光强值，y2为另一光强分布曲线中对应角度的光强值，然后将光强绝对值偏差在一定范围内的灯珠归类，该一定范围可以根据先验知识预设，如设为1-1.15；

归类模块进一步用于将主波长相同、光强分布曲线相近以及光强绝对值偏差在一定范围内的LED灯珠分为一档。

通过上述分光实现对LED灯珠的归类，使同档位的LED灯珠的主波长相同，光强分布曲线相近以及光强绝对值偏差在预设范围内的。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种LED器件分光方法，其特征在于，包括

测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；

对不同角度的光强进行拟合得到光强分布曲线；

对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类；

对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类的具体步骤为：

对各LED灯珠的光强分布曲线进行相关得到相关系数；

将主波长相同且相关系数位于预设相关系数阈值范围内的LED灯珠分为一个档位；

LED灯珠分类步骤还包括：

将各光强分布曲线中的光强值进行差异性比较得到光强绝对值偏差，将主波长相同、光强分布曲线相近以及光强绝对值偏差在一定范围内的LED灯珠分为一档。

2.根据权利要求1所述的LED器件分光方法，其特征在于，LED灯珠中RGB三色光不同角度的主波长和光强通过一个光学探头多次转动检测得到。

3.根据权利要求1所述的LED器件分光方法，其特征在于，LED灯珠中RGB三色光不同角度的主波长和光强通过带多个检测探头的光学检测装置一次检测得到。

4.一种LED器件分光系统，其特征在于，包括：

测量模块，用于测量LED灯珠中RGB三色光在不同角度的光强和主波长；

拟合模块，用于对不同角度的光强进行拟合得到光强分布曲线；

分光模块，用于对比各个LED灯珠的主波长和光强分布曲线，主波长相同并且光强分布曲线相近所对应的LED灯珠分为一个档位从而将对应的LED灯珠分类；

所述分光模块具体包括：

相关系数计算模块，用于对各LED灯珠的光强分布曲线进行相关得到相关系数；

归类模块，用于将主波长相同且相关系数位于预设相关系数阈值范围内的LED灯珠分为一个档位；

所述分光模块还包括：

光强绝对值偏差获取模块，用于将各光强分布曲线中的光强值进行差异性比较得到光强绝对值偏差；

归类模块进一步用于将主波长相同、光强分布曲线相近以及光强绝对值偏差在一定范围内的LED灯珠分为一档。

5.根据权利要求4所述的LED器件分光系统，其特征在于，所述测量模块相隔一定角度对LED灯珠中的RGB三色光进行一次的光学参数检测。