CN104599633A - 一种oled伽马校正装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OLED伽马校正装置，包括：防止外部光线进入暗室腔、DELTA机械手和位于DELTA机械手终端的色彩分析仪、待测OLED器件、驱动治具、减震机台、讯号产生器、工控机和机械手控制器；讯号产生器输出全白画面依序由0阶到X阶灰阶，驱动治具将讯号产生器输出的讯号输入到待测OLED测器件的相应电极，减震机台用于放置驱动治具；工控机用于控制讯号产生器、色彩分析仪和机械手控制器，存储及分析测量数据，并最终将校正数据烧录到待测OLED器件的驱动IC中。本发明能够自动对OLED器件进行伽马校正，使OLED屏幕的输入和输出比率尽可能地接近于1，使得屏幕上的图像更加真实逼真。

Description

一种OLED伽马校正装置

技术领域

本发明属于OLED显示技术领域，特别涉及一种OLED伽马校正装置。

背景技术

有机发光二极管又称为有机电激光显示(Organic Light-Emitting Diode，OLED)，由美籍华裔教授邓青云在实验室中发现，由此展开了对OLED的研究。OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能。

OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板。整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。OLED的特性是自己发光，不像TFT LCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。当有电流通过时，这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。OLED具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点，技术提供了浏览照片和视频的最佳方式而且对相机的设计造成的限制较少。

OLED是目前世界上最好的显示器件技术，在器件制造完成后必须进行伽马(gamma)的校正。gamma曲线是一种特殊的色调曲线，当gamma值等于1的时候，曲线为与坐标轴成45°的直线，这个时候表示输入和输出密度相同。高于1的gamma值将会造成输出图像灰度趋于亮化，低于1的gamma值将会造成输出暗化。总之，我们的要求是输入和输出比率尽可能地接近于1。没有经过gamma校正的显示屏会影响最终输出图像的颜色亮度，所以我们必须在制造过程中重视伽玛校正。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种OLED伽马校正装置，能够自动对OLED器件进行伽马校正，使OLED屏幕的输入和输出比率尽可能地接近于1，使得屏幕上的图像更加真实逼真。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种OLED伽马校正装置，包括：

暗室腔：防止外部光线进入的密闭空间，使整个装置在检测过程中处于暗室环境；

检测定位部分：包括DELTA机械手和位于DELTA机械手终端的色彩分析仪，DELTA机械手用于将色彩分析仪移动到待测OLED器件待测区域的位置及测量角度，色彩分析仪用于量测不同灰阶下的待测OLED器件的亮度；

固定驱动部分：包括待测OLED器件、驱动治具、减震机台和讯号产生器；讯号产生器输出全白画面依序由0阶到X阶灰阶，驱动治具将讯号产生器输出的讯号输入到待测OLED测器件的相应电极，减震机台用于放置驱动治具；

工控机：用于控制讯号产生器、色彩分析仪和机械手控制器，存储及分析测量数据，并最终将校正数据烧录到待测OLED器件的驱动IC中，实现与其他设备的联机；

机械手控制器：用于控制DELTA机械手。

进一步地，所述的工控机通过串口与讯号产生器进行通信，工控机通过串口与待测OLED器件的驱动IC连接。

进一步地，所述的讯号产生器输出的X阶灰阶的阶数由待测OLED器件的驱动IC确定。

本发明的有益效果是：

1、提供了一种OLED伽马校正装置，能够自动对OLED器件进行伽马校正，使OLED屏幕的输入和输出比率尽可能地接近于1，使得屏幕上的图像更加真实逼真；

2、采用DELTA机械手及其控制器对色彩分析仪进行位置调整，DELTA机器人具有模块化简单，容易安装与调试，使用寿命长，占地空间小，维护成本低，可以多角度视觉控制的特点，能够保证色彩分析仪移动到待测OLED器件待测区域的位置及测量角度，对待测OLED器件进行全方位准确的校正；

3、讯号产生器级待测OLED器件放置在减震机台上，能够缓冲检测过程中产生的震动，减少由于震动对检测结果精度的影响，提高测量精度和可靠性；

4、采用工控机进行自动控制，实现自动化检测，还可以利用工控机的丰富IO口，实现与打标系统、生产管理系统等其他设备的联机。

附图说明

图1为本发明的校正装置结构示意图；

附图标记说明：1-暗室腔，2-DELTA机械手，3-色彩分析仪，4-待测OLED器件，5-驱动治具，6-减震机台，7-讯号产生器，8-工控机，9-机械手控制器。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的技术方案，但本发明所保护的内容不局限于以下所述。

如图1所示，一种OLED伽马校正装置，包括：

暗室腔1：防止外部光线进入的密闭空间，使整个装置在检测过程中处于暗室环境；

检测定位部分：包括DELTA机械手2和位于DELTA机械手2终端的色彩分析仪3，DELTA机械手2用于将色彩分析仪3移动到待测OLED器件4待测区域的位置及测量角度，色彩分析仪3用于量测不同灰阶下的待测OLED器件4的亮度；

固定驱动部分：包括待测OLED器件4、驱动治具5、减震机台6和讯号产生器7；讯号产生器7利用ARM芯片搭建待测OLED器件4，讯号产生器7输出全白画面依序由0阶到X阶灰阶，驱动治具5将讯号产生器7输出的讯号输入到待测OLED测器件4的相应电极，减震机台6用于放置驱动治具6；

工控机8：用于控制讯号产生器7、色彩分析仪3和机械手控制器9，存储及分析测量数据，并最终将校正数据烧录到待测OLED器件4的驱动IC中，实现与其他设备的联机；

机械手控制器9：用于控制DELTA机械手2。

如图1所示，暗室腔1内部通过横向隔板分为上下两个内室，下内室再通过竖向隔板分为左右两个内室，所述的DELTA机械手2位于上内室的顶端，色彩分析仪3位于DELTA机械手2的终端，减震机台6设置在上内室的底部，用于缓冲检测过程中产生的震动，减少由于震动对检测结果精度的影响，驱动治具5设置在减震机台6上，待测OLED器件4安装在驱动治具5内，驱动治具5分别与讯号产生器7和待测OLED器件4进行电连接，将讯号产生器7输出的讯号输入到待测OLED器件4的对应电极。讯号产生器7安装在下内室的左内室内，机械手控制器9和工控机8安装在下内室的右内室内。工控机8通过串口与讯号产生器7进行通信，工控机8通过串口与待测OLED器件4的驱动IC连接，工控机8分别与控制讯号产生器7、色彩分析仪3和机械手控制器9电连接，工控机8还可与显示器相连，方便观察测量进程和测量结果。

进一步地，所述的讯号产生器7输出的X阶灰阶的阶数由待测OLED器件4的驱动IC确定。

本发明的工作原理为：操作人员把待测OLED器件4放置在驱动治具5内后打开暗室腔1，把驱动治具5整体放置在减震机台6上，然后把讯号产生器7的数据线插入驱动治具5的接口。关闭暗室腔1，通过工控机8设置讯号产生器7的驱动参数，讯号产生器7维持驱动讯号输入并保持烧机状态30分钟，操作人员通过工控机8控制机械手控制器9，机械手控制器9控制与其相连接DELTA机械手2，使得处于DELTA机械手2终端的色彩分析仪3移动到待测OLED器件4的待测区域的位置及测量角度，在确定色彩分析仪3到达制定位置后，操作人员通过工控机8控制色彩分析仪3对待测OLED器件4的亮度进行测量。按照以上顺序，由讯号产生器7输出全白画面依序由0阶到X阶(根据驱动IC)灰阶，然后由色彩分析仪3量测不同灰阶下的待测OLED器件4的亮度，并将测量结果回传到工控机8，工控机8对获取的亮度数据进行存储并对伽马曲线进行拟合计算，根据预设算法对待测OLED器件4的显示伽马曲线进行校正并将校正数据通过串口烧录到待测OLED器件4的驱动IC中，完成OLED器件的伽马校正。需要注意的是，伽马曲线校正在各子像素处于单独发光状态下进行。为了生产管理的需要，还可以利用工控机8的丰富IO口，实现与其他设备的联机，如打标系统、生产管理系统等。

上述对待测OLED器件4的显示伽马曲线进行校正的预设算法采用常规算法即可，下面列举两种常用的算法作为参考。

(1)原理性算法：假设图像中有这样一个像素A，其值是200(注：假设图像都是灰度图，并且假设像素值是0～255之间的整数，其它情况可以类推)；对A进行校正包括以下步骤：

①归一化：将像素值转换为0～1之间的实数，其算法为：(i+0.5)/256，i为像素值；

这里包含1个除法和1个加法操作，对于像素A而言，其对应的归一化值为0.783203；

②预补偿：根据公式Lin＝Lorg1/gamma，求出像素归一化后的数据以1/gamma为指数的对应值；这一步包含一个求指数运算，若gamma值为2.2，则1/gamma为0.454545，对归一化后的A值进行预补偿的结果就是0.783203^0.454545＝0.894872。

③反归一化：将经过预补偿的实数值反变换为0～255之间的整数值，具体算法为：f*256-0.5；此步骤包含一个乘法和一个减法运算，续前例，将A的预补偿结果0.894872代入上式，得到A预补偿后对应的像素值为228，这个228就是最后送入显示器的数据，记为校正结果。

(2)改进型高效算法：仔细考查上述原理性算法，不难发现，对单个像素进行校正时，归一化、预补偿和反归一化操作是缺一不可的。但是对整幅图像校正，却可以不是单像素处理的简单重复。也就是说，并不是图像有48万个像素，就必须执行48万次乘、除及指数运算。实际上，这些运算的执行次数只取决于一个因素——像素的取值范围。

如果能够确知图像的像素取值范围，例如，像素取值范围为0～255之间的整数，则图像中任何一个像素值只能是0到255这256个整数中的某一个；在gamma值已知的情况下，0～255之间的任一整数，经过“归一化、预补偿、反归一化”操作后，所对应的结果是唯一的，并且也落在0～255这个范围内。如前例，已知gamma值为2.2，像素A的原始值是200，,就可求得经gamma校正后A对应的预补偿值为228。

基于上述原理，只需为0～255之间的每个整数执行一次预补偿操作，将其对应的预补偿值存入一个预先建立的gamma校正查找表(LUT:Look UpTable)，就可以使用该表对任何像素值在0～255之间的图像进行gamma校正。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种OLED伽马校正装置，其特征在于，包括：

暗室腔(1)：防止外部光线进入的密闭空间，使整个装置在检测过程中处于暗室环境；

检测定位部分：包括DELTA机械手(2)和位于DELTA机械手(2)终端的色彩分析仪(3)，DELTA机械手(2)用于将色彩分析仪(3)移动到待测OLED器件(4)待测区域的位置及测量角度，色彩分析仪(3)用于量测不同灰阶下的待测OLED器件(4)的亮度；

固定驱动部分：包括待测OLED器件(4)、驱动治具(5)、减震机台(6)和讯号产生器(7)；讯号产生器(7)输出全白画面依序由0阶到X阶灰阶，驱动治具(5)将讯号产生器(7)输出的讯号输入到待测OLED测器件(4)的相应电极，减震机台(6)用于放置驱动治具(6)；

工控机(8)：用于控制讯号产生器(7)、色彩分析仪(3)和机械手控制器(9)，存储及分析测量数据，并最终将校正数据烧录到待测OLED器件(4)的驱动IC中，实现与其他设备的联机；

机械手控制器(9)：用于控制DELTA机械手(2)。

2.根据权利要求1所述的一种OLED伽马校正装置，其特征在于，所述的工控机(8)通过串口与讯号产生器(7)进行通信，工控机(8)通过串口与待测OLED器件(4)的驱动IC连接。

3.根据权利要求1所述的一种OLED伽马校正装置，其特征在于，所述的讯号产生器(7)输出的X阶灰阶的阶数由待测OLED器件(4)的驱动IC确定。