CN105551410A - 全自动测定led显示屏白平衡调整电阻的装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置与方法，装置包括亮度色度测量装置以及控制与计算组件，全彩显示模块和控制与计算组件之间设有电阻调节装置，亮度色度测量装置是与控制与计算组件进行通信的可编程通用光度色度测量仪表，其是亮度色度测量模块、连接有与控制与计算组件进行通信的通信模块的照度计、亮度色度计、光谱仪，以及连接有电参数测量模块和与控制与计算组件进行通信的通信模块的采用光度传感器与一套XYZ光谱响应匹配滤光片中的一种；控制与计算组件与显示屏控制系统的上位机软件之间通过协议指令进行通信。实现白平衡电阻值的全自动测定，简单快捷，可靠直观，电阻调节装置的阻值可定期校准，自动修正，保障准确度。

Description

全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置与方法

技术领域

本发明涉及LED显示屏，特别是涉及一种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置与方法。

背景技术

发光二极管(LightEmittingDiode，缩略词为LED)显示屏的全彩显示模块在批量生产前，需要经过一个白平衡电阻的测定流程。白平衡电阻根据厂家的印制电路板(PrintedCircuitBoardPCB，缩略词为)模块设计区分为两类，一类是置于驱动集成电路(IntegratedCircuit，缩略词为IC)外接平衡电阻的管脚的IC白平衡电阻，每个驱动IC配置一个，是必备器件；另一类是整个全彩显示模块的公共白平衡电阻，共三个，分别对应R、G、B三种颜色，由厂家视需要而配置，用于实现对LED显示屏产品的最大亮度及白平衡色度的控制和调准。两类白平衡电阻都需要人工测定合适的阻值，定型后方可批量生产。白平衡调整电阻的测定包括亮度与色度采集，以及电阻值的测定。现有测定技术包括采用手动调节的可变电阻器，输出端焊接带测定的样品模组对应的焊点；采用诸如型号为BM-7、CS-100A亮度色度计对全彩显示模块点亮白色时人工进行亮度与色度的数值采集、人工根据经验判断，以及手动调整可变电阻器的阻值，直到达到预设的目标。全程手动操作，效率低，不确定性因素多，对操作者的经验要求非常高，特别是可变电阻器的阻值与标称往往存在差异，并随着使用时间发生变化，这种偏移通常无法在操作中得到有效校准。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的方法。

本发明的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，包括亮度色度测量装置，以及与所述亮度色度测量装置连接的控制与计算组件，所述显示屏控制系统与待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块连接，所述亮度色度测量装置与所述控制与计算组件通过第一通用串行总线(UniversalSerialBus，缩略词为USB)接口通信。

这种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置的特点是：

设有电阻调节装置，所述电阻调节装置设置在所述待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块和所述控制与计算组件之间，与所述控制与计算组件通过通信接口通信，接收所述控制与计算组件的测量指令，输出指定的调节电阻值。

所述电阻调节装置是程控三通道可变电阻器，所述程控三通道可变电阻器包括与所述控制与计算组件连接的通信接口和多通道电阻输出接口，由所述通信接口与所述控制与计算组件软件之间通过协议指令进行通信，直接控制调整其电阻值从所述多通道电阻输出接口输出，所述程控三通道可变电阻器还包括单片机、设置在所述单片机与所述多通道电阻输出接口之间的RGB三色的三个单通道由数字电位计和静电释放(Electro-Staticdischarge，缩略词为ESD)保护芯片组成的串联支路，所述单片机与所述串口转换模块之间采用通用异步收发传输器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，缩略词为UART)三线接口方式通信，所述单片机与所述RGB三色的三个单通道的数字电位计通过I²C通信方式设置或者读取当前数字电位计抽头位置或者阻值，所述程控三通道可变电阻器还包括设置在所述通信接口和所述单片机之间的串口转换模块，所述通信接口包括通用串行总线(UniversalSerialBus，缩略词为USB)接口、RJ45接口、wifi接口、蓝牙接口和红外接口，所述控制与计算组件相应安装有所述串口转换模块的相应驱动程序，将上述通信接口识别为串行通信接口，所述通信接口是USB接口，由所述控制与计算组件的USB接口提供5V直流电源，所述通信接口还包括RS232串行通信接口，所述控制与计算组件无须安装相应驱动程序，所述程控三通道可变电阻器还包括接入5V直流电源的电源接口，以及设置在所述单片机与所述电源接口之间的降压转换器，将5V直流电压转换成3.3V直流电压，给所述单片机和所述串口转换模块分别供电，所述电源接口还将5V直流电压给其他组成件供电，所述通信接口与所述控制与计算组件软件之间通过协议指令进行通信，是通过通用串行总线(UniversalSerialBus，缩略词为USB)连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种，所述通信接口与所述控制与计算组件软件之间通过协议指令进行通信，接收并响应的指令包括测试串口指令、写通道电位计阻值指令、读通道电位计阻值指令、写通道电位计抽头位置指令、读通道电位计抽头位置指令、写通道电位计线性系数指令、读通道电位计线性系数指令、写序列号指令，以及读序列号指令。

所述亮度色度测量装置是可编程通用光度色度测量仪表，用于测量亮度和色坐标数据、可通过理论计算转换成亮度和色坐标数据的光源三刺激值数据和光源光谱能量分布数据中的一种。

所述可编程通用光度测量仪表是与所述控制与计算组件进行通信的亮度色度测量模块、连接有与所述控制与计算组件进行通信的通信模块的照度计、亮度色度计、光谱仪，以及连接有电参数测量模块和与所述控制与计算组件进行通信的通信模块的采用光敏器件的光度传感器与一套X、Y、Z光谱响应匹配滤光片中的一种。

所述控制与计算组件与所述显示屏控制系统的上位机软件之间通过协议指令进行通信。

本发明的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述单片机是低功耗、Contex-M3内核，自带Flash、具有UART，I²C外设接口的单片机，其主要功能是处理串口接收和发送的数据，通过I²C控制数字电位计的阻值。

所述串口转换模块是IO管脚驱动能力强，IO电平支持2.8V～5V宽范围的芯片的串口转换模块，其主要功能是实现USB和串口TTL电平的转换。

所述数字电位计是10K欧姆、1024分辨率、温度系数低、抽头位置可读回的数字电位计，其主要功能是控制输出端口两端电阻的变化。

所述ESD保护芯片是体积小、低电容、低漏电流的ESD保护芯片，其主要功能是防止静电给产品造成伤害。

所述降压转换器是高效率的5V/3.3V的线性稳压转换器，其主要功能是将5V直流电压转换成3.3V直流电压，给单片机和串口转换模块分别供电。

所述可编程通用光度测量仪表是带有供开发的软件开发工具包(SoftwareDevelopmentKit，缩略词为SDK)的亮度色度测量模块，提供待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块三刺激值X、Y、Z的测量功能。

所述亮度色度测量模块是采用实验室用标准光源和标准亮度色度计进行校准的亮度色度测量模块。

进一步的是，所述亮度色度测量模块是采用编程控制的测量三刺激值X、Y、Z功能的色彩亮度计，以及由光敏传感器、与X、Y、Z光谱响应匹配滤光片、控制电路和通信模块组成的亮度色度仪中的一种。

优选的是，所述色彩亮度计是日本柯尼卡美能达公司出品的型号为CS-100A的三刺激式色彩亮度计(简称色度计)。

所述控制与计算组件与所述显示屏控制系统的上位机软件之间通过协议指令进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种。

所述控制与计算组件与所述亮度色度测量装置进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种。

本发明的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置技术问题通过以下再进一步的技术方案予以解决。

所述控制与计算组件是CPU的内核为X86架构或者ARM架构的个人电脑(PersonalComputer，缩略词为PC)、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和智能终端中的一种。

所述控制与计算组件包括CPU单元、RAM存储单元、Flash存储单元、通信单元，以及电源，上述各个单元通过内部总线互联，所述控制与计算组件还包括嵌入式系统软件，所述嵌入式系统软件包括内存实时数据库功能模块、通信协议功能模块、维护管理功能模块，操作系统及其已有的和自扩展的动态连接库文件中的应用程序编程接口(ApplicationProgrammingInterface，缩略词为API)，以及底层驱动模块，所述控制与计算组件发指令给所述显示屏控制系统控制全彩显示模块显示指定色彩与灰阶图样、控制亮度色度测量装置进行测量并读回测量数据、根据回读数据，运算模块RGB各自需要达到的亮度，并根据当前应用的阻值运算得到推荐阻值，控制电阻调节装置输出指定的调节电阻值，还通过人机交互界面人工调整白平衡色坐标和色温的目标值。白平衡色坐标和色温的目标是由用户指定来设计的目标、由企业标准设计的目标中的一种。

所述显示屏控制系统包括主控板卡，以及分别与所述主控板卡连接的至少一个分控板卡，用于控制一定像素数量以内的显示屏，比如1280×960像素数，一个像素就是一组RGB灯，是显示屏的基本显示单元，所述显示屏控制系统还包括安装在个人电脑PC或者笔记本电脑上的上位机软件，用于用户通过人机交互界面设置控制显示内容的主控板卡和分控板卡的相关参数。

所述控制与计算组件的个人电脑PC，是所述显示屏控制系统的个人电脑PC。

所述控制与计算组件的笔记本电脑，是所述显示屏控制系统的笔记本电脑。

所述控制与计算组件的个人电脑PC，是通过协议指令与所述显示屏控制系统的PC或者笔记本电脑互联进行通信的个人电脑PC。

所述控制与计算组件的笔记本电脑，是通过协议指令与所述显示屏控制系统的个人电脑PC或者笔记本电脑互联进行通信的笔记本电脑。

本发明的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的方法技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的方法，采用包括亮度色度测量装置、电阻调节装置以及与所述亮度色度测量装置、电阻调节装置分别连接的控制与计算组件的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，对生产首件或研发样品模块进行全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻，被测定白平衡调整电阻的全彩显示模块上白平衡电阻位空置，全彩显示模块的公共白平衡电阻，共三个，分别对应RGB三种颜色，一段接地，另一端连接IC上挂的平衡电阻管脚，测定时，不管生产首件的模块上有多少驱动IC,实际测量区域只能是一组分别控制RGB的恒流驱动IC，用以控制点亮的区域，因为没有接入电阻的其他驱动IC和LED之间是断路。

这种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的方法的特点是：

有以下步骤：

1)所述控制与计算组件控制所述电阻调节装置将RGB三色的三个单通道数字电位计阻值均设定为初始值；

由所述控制与计算组件发送初始值设置协议指令给所述电阻调节装置中的单片机，所述单片机通过I²C通信方式设置对应RGB三色的三个单通道数字电位计抽头位置，将当前RGB三色的三个单通道数字电位计阻值均设定为初始值；

2)以R255G0B0点亮LED显示屏；

所述亮度色度测量装置进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给所述控制与计算组件；

3)以R0G255B0点亮LED显示屏；

所述亮色色度测量装置进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给所述控制与计算组件；

4)以R0G0B255点亮LED显示屏；

所述亮色色度测量装置进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给所述控制与计算组件；

5)所述控制与计算组件根据反馈的RGB三色的亮色数据，和白平衡目标亮色数据，计算RGB各自所需亮度；

计算RGB各自所需亮度的算法如下：

RGB三色的原始亮色数据用三刺激值形式(X、Y、Z)表示为：

$\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& BZ\end{array}\right],$

白平衡目标亮色数据表示为：

[WX_targetWY_targetWZ_target]，

令

$\left[\begin{array}{ccc}R\_ratio& G\_ratio& B\_ratio\end{array}\right]*\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& GZ\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}WX\_t\arg et& WY\_t\arg et& WZ\_t\arg et\end{array}\right]$

则有：

$\left[\begin{array}{ccc}R\_rato& G\_ratio& B\_ratio\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}WX\_t\arg et& WY\_t\arg et& WZ\_t\arg et\end{array}\right]*{\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& BZ\end{array}\right]}^{-1}$

要达到白平衡的目标亮度与目标色坐标，则需要将RGB的目标亮度分别调整至：

RY_target＝R_ratio*RY；

GY_target＝G_ratio*GY；

BY_target＝B_ratio*BY；

6)所述控制与计算组件根据当前阻值，和RGB三色分别的当前亮度，以及目标亮度，计算出推荐的一组RGB平衡电阻值；

7)所述控制与计算组件控制所述电阻调节装置将对应RGB三色的三个单通道的数字电位计阻值均设置为推荐阻值；

所述控制与计算组件通过被识别为串口的通信接口发送推荐阻值设置协议指令给所述电阻调节装置中的单片机，所述单片机通过I²C通信方式设置对应RGB三色的三个单通道数字电位计抽头位置，将当前RGB三色的三个单通道数字电位计阻值均设置为推荐阻值；

8)重复步骤2)、3)和4)，所述控制与计算组件检查所述亮度色度测量装置的反馈数据，判断是否满足预设的误差范围，如已满足，显示当前阻值组为测定结果，根据实际电阻规格表给出推荐阻值配置方案，如不满足，重复步骤5)、6)、7)和8)。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明基于预先选定的通信协议与显示屏控制系统的通信对接，实现白平衡电阻值的全自动测定，简单快捷，可靠直观，电阻调节装置的阻值可定期校准，自动修正，保障准确度。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的装置组成方框图；

图2是图1中的电阻调节装置组成方框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。

一种如图1、图2所示的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，包括亮度色度测量装置1，以及与亮度色度测量装置1连接的控制与计算组件2，显示屏控制系统3与待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块4连接，亮度色度测量装置1与控制与计算组件2通过第一USB接口(附图中未画出)通信。

设有电阻调节装置5，电阻调节装置5设置在待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块4和控制与计算组件2之间，与控制与计算组件2通过通信接口5-11通过协议指令进行通信，接收并响应控制与计算组件2的指令包括测试串口指令、写通道电位计阻值指令、读通道电位计阻值指令、写通道电位计抽头位置指令、读通道电位计抽头位置指令、写通道电位计线性系数指令、读通道电位计线性系数指令、写序列号指令，以及读序列号指令。测量指令，输出指定的调节电阻值。

电阻调节装置5是程控三通道可变电阻器，包括与控制与计算组件2连接的通信接口5-11、型号为STM32的单片机5-2、设置在通信接口5-11和单片机5-2之间的型号为FT232RL的串口转换模块5-1、设置在单片机5-2与待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块4的接口5-10之间的RGB三色的三个单通道由型号均为AD7175的数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6和型号均为SN65220的ESD保护芯片5-7、ESD保护芯片5-8、ESD保护芯片5-9分别组成的串联支路、来自控制与计算组件的Lenovo公司出品的型号为T410笔记本电脑的USB输出的5V直流电源接口5-12，以及型号为AMS1117-3.3的降压转换器5-3，降压转换器5-3设置在单片机5-2与5V直流电源接口5-12之间，将5V直流电压降压为3.3V给单片机5-2和串口转换模块5-1分别供电，5V直流电源接口5-12还给其他组成件供电，单片机5-2与串口转换模块5-1之间采用UART三线接口方式通信，单片机5-2与RGB三色的三个单通道数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6通过I²C通信方式设置或者读取当前数字电位计抽头位置或者阻值，控制与计算组件2的上位机安装有串口转换模块5-1的相应驱动程序，与电阻调节装置5相连接的通信接口5-11被控制与计算组件2的上位机识别为串口。

亮度色度测量装置1是可编程通用光度色度测量仪表，用于测量亮度和色坐标数据、可通过理论计算转换成亮度和色坐标数据的光源三刺激值数据和光源光谱能量分布数据中的一种。

可编程通用光度测量仪表是与控制与计算组件2进行通信的亮度色度测量模块、连接有与控制与计算组件2进行通信的通信模块的照度计、亮度色度计、光谱仪，以及连接有电参数测量模块和与控制与计算组件2进行通信的通信模块的采用光敏器件的光度传感器与一套X、Y、Z光谱响应匹配滤光片中的一种。

控制与计算组件2与显示屏控制系统3的上位机软件之间通过协议指令进行通信。

可编程通用光度测量仪表是带有供开发的软件开发工具包SDK的亮度色度测量模块，提供待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块4三刺激值X、Y、Z的测量功能。

亮度色度测量模块是采用实验室用标准光源和标准亮度色度计进行校准的亮度色度测量模块。

本具体实施方式的亮度色度测量模块是采用编程控制的测量三刺激值X、Y、Z功能的色彩亮度计，以及由光敏传感器、与X、Y、Z光谱响应匹配滤光片、控制电路和通信模块组成的亮度色度仪中的一种。

优选的色彩亮度计是日本柯尼卡美能达公司出品的型号为CS-100A的三刺激式色彩亮度计(简称色度计)。

控制与计算组件2与显示屏控制系统3的上位机软件之间通过协议指令进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种。

控制与计算组件2与亮度色度测量装置1进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种。

控制与计算组件2是CPU的内核为X86架构或者ARM架构的个人电脑PC、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和智能终端中的一种。

控制与计算组件2包括CPU单元、RAM存储单元、Flash存储单元、通信单元，以及电源，上述各个单元通过内部总线互联，控制与计算组件还包括嵌入式系统软件，嵌入式系统软件包括内存实时数据库功能模块、通信协议功能模块、维护管理功能模块、操作系统及其已有的和自扩展的动态连接库文件中的应用程序编程接口API，以及底层驱动模块，控制与计算组件2发指令给显示屏控制系统3控制全彩显示模块显示指定色彩与灰阶图样、控制亮度色度测量装置1进行测量并读回测量数据、根据回读数据，运算模块RGB各自需要达到的亮度，并根据当前应用的阻值运算得到推荐阻值，控制电阻调节装置5输出指定的调节电阻值，还通过人机交互界面人工调整白平衡色坐标和色温的目标值。白平衡色坐标和色温的目标是由用户指定来设计的目标、由企业标准设计的目标中的一种。

控制与计算组件2的个人电脑PC，可以是显示屏控制系统3的个人电脑PC，也可以是通过协议指令与显示屏控制系统3的个人电脑PC或者笔记本电脑互联进行通信的个人电脑PC。本具体实施方式采用Lenovo公司出品的型号为T410笔记本电脑。

控制与计算组件2的笔记本电脑，可以是是显示屏控制系统3的笔记本电脑，也可以是通过协议指令与显示屏控制系统3的个人电脑PC或者笔记本电脑互联进行通信的笔记本电脑。

显示屏控制系统3包括主控板卡，以及分别与主控板卡连接的至少一个分控板卡，用于控制一定像素数量以内的显示屏，比如1280×960像素数，一个像素就是一组RGB灯，是显示屏的基本显示单元，显示屏控制系统3还包括安装在个人电脑PC或者笔记本电脑上的上位机软件，用于用户通过人机交互界面设置控制显示内容的主控板卡和分控板卡的相关参数。

本具体实施方式全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的方法如下：

对生产首件或研发样品模块进行全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻，被测定白平衡调整电阻的全彩显示模块上白平衡电阻位空置，全彩显示模块的公共白平衡电阻，共三个，分别对应RGB三种颜色，一段接地，另一端连接IC上挂的平衡电阻管脚，测定时，不管生产首件的模块上有多少驱动IC,实际测量区域只能是一组分别控制RGB的恒流驱动IC，用以控制点亮的区域，因为没有接入电阻的其他驱动IC和LED之间是断路。

依次有以下步骤：

1)控制与计算组件2控制电阻调节装置5将RGB三色的三个单通道数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6阻值均设定为初始值；

由控制与计算组件2发送初始值设置协议指令给电阻调节装置5中的单片机5-2，单片机5-2通过I²C通信方式设置对应RGB三色的三个单通道数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6抽头位置，将当前RGB三色的三个单通道数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6阻值均设定为初始值；

2)以R255G0B0点亮LED显示屏；

亮度色度测量装置1进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给控制与计算组件2；

3)以R0G255B0点亮LED显示屏；

亮色色度测量装置1进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给控制与计算组件2；

4)以R0G0B255点亮LED显示屏；

亮色色度测量装置1进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给控制与计算组件2；

5)控制与计算组件2根据反馈的RGB三色的亮色数据，和白平衡目标亮色数据，计算RGB各自所需亮度；

计算RGB各自所需亮度的算法如下：

RGB三色的原始亮色数据用三刺激值形式(X、Y、Z)表示为：

$\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& BZ\end{array}\right],$

白平衡目标亮色数据表示为：

[WX_targetWY_targetWZ_target]，

令

$\left[\begin{array}{ccc}R\_ratio& G\_ratio& B\_ratio\end{array}\right]*\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& GZ\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}WX\_t\arg et& WY\_t\arg et& WZ\_t\arg et\end{array}\right]$

则有：

$\left[\begin{array}{ccc}R\_ratio& G\_ratio& B\_ratio\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}WX\_t\arg et& WY\_t\arg et& WZ\_t\arg et\end{array}\right]*{\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& BZ\end{array}\right]}^{-1}$

要达到白平衡的目标亮度与目标色坐标，则需要将RGB的目标亮度分别调整至：

RY_target＝R_ratio*RY；

GY_target＝G_ratio*GY；

BY_target＝B_ratio*BY；

6)控制与计算组件2根据当前阻值，和RGB三色分别的当前亮度，以及目标亮度，计算出推荐的一组RGB平衡电阻值；

设当前红色R的白平衡电阻值(RR_current)为1kΩ，当前实测R亮度(RY)为600cd/m²，R的目标亮度(RY_target)为500cd/m²，则推荐R阻值(R_recommend)为：RR_recommend＝RR_current*RY/RY_target＝1k欧姆×600/500＝1.2kΩ；

绿色G和蓝色B的平衡电阻值计算照此办理，得到GR_recommend，BR_recommend；

7)控制与计算组件2控制电阻调节装置5将对应RGB三色的三个单通道的数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6阻值均设置为推荐阻值；

控制与计算组件2通过被识别为串口的通信接口5-1发送推荐阻值设置协议指令给电阻调节装置5中的单片机5-2，单片机5-2通过I²C通信方式设置对应RGB三色的三个单通道数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6抽头位置，将当前RGB三色的三个单通道数字电位计5-4、数字电位计5-5、数字电位计5-6阻值均设置为推荐阻值；

8)重复步骤2)、3)和4)，控制与计算组件2检查亮度色度测量装置1的反馈数据，判断是否满足预设的误差范围，如已满足，显示当前阻值组为测定结果，根据实际电阻规格表给出推荐阻值配置方案，如不满足，重复步骤5)、6)、7)和8)。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，包括亮度色度测量装置，以及与所述亮度色度测量装置连接的控制与计算组件，所述显示屏控制系统与待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块连接，所述亮度色度测量装置与所述控制与计算组件通过第一通用串行总线USB接口通信，其特征在于：

设有电阻调节装置，所述电阻调节装置设置在所述待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块和所述控制与计算组件之间，与所述控制与计算组件通过通信接口通信，接收所述控制与计算组件的测量指令，输出指定的调节电阻值；

所述电阻调节装置是程控三通道可变电阻器，所述程控三通道可变电阻器包括与所述控制与计算组件连接的通信接口和多通道电阻输出接口，由所述通信接口与所述控制与计算组件软件之间通过协议指令进行通信，直接控制调整其电阻值从所述多通道电阻输出接口输出，所述程控三通道可变电阻器还包括单片机、设置在所述单片机与所述多通道电阻输出接口之间的RGB三色的三个单通道由数字电位计和静电释放ESD保护芯片组成的串联支路，所述单片机与所述串口转换模块之间采用通用异步收发传输器UART三线接口方式通信，所述单片机与所述RGB三色的三个单通道的数字电位计通过I²C通信方式设置或者读取当前数字电位计抽头位置或者阻值，所述程控三通道可变电阻器还包括设置在所述通信接口和所述单片机之间的串口转换模块，所述通信接口包括USB接口、RJ45接口、wifi接口、蓝牙接口和红外接口，所述控制与计算组件相应安装有所述串口转换模块的相应驱动程序，将上述通信接口识别为串行通信接口，所述通信接口是USB接口，由所述控制与计算组件的USB接口提供5V直流电源，所述通信接口还包括RS232串行通信接口，所述控制与计算组件无须安装相应驱动程序，所述程控三通道可变电阻器还包括接入5V直流电源的电源接口，以及设置在所述单片机与所述电源接口之间的降压转换器，将5V直流电压转换成3.3V直流电压，给所述单片机和所述串口转换模块分别供电，所述电源接口还将5V直流电压给其他组成件供电，所述通信接口与所述控制与计算组件软件之间通过协议指令进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种，所述通信接口与所述控制与计算组件软件之间通过协议指令进行通信，接收并响应的指令包括测试串口指令、写通道电位计阻值指令、读通道电位计阻值指令、写通道电位计抽头位置指令、读通道电位计抽头位置指令、写通道电位计线性系数指令、读通道电位计线性系数指令、写序列号指令，以及读序列号指令；

所述亮度色度测量装置是可编程通用光度色度测量仪表，用于测量亮度和色坐标数据、可通过理论计算转换成亮度和色坐标数据的光源三刺激值数据和光源光谱能量分布数据中的一种；

所述可编程通用光度测量仪表是与所述控制与计算组件进行通信的亮度色度测量模块、连接有与所述控制与计算组件进行通信的通信模块的照度计、亮度色度计、光谱仪，以及连接有电参数测量模块和与所述控制与计算组件进行通信的通信模块的采用光敏器件的光度传感器与一套X、Y、Z光谱响应匹配滤光片中的一种；

所述控制与计算组件与所述显示屏控制系统的上位机软件之间通过协议指令进行通信。

2.如权利要求1所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述可编程通用光度测量仪表是带有供开发的软件开发工具包SDK的亮度色度测量模块，提供待测定白平衡调整电阻的全彩显示模块三刺激值X、Y、Z的测量功能。

3.如权利要求1所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述亮度色度测量模块是采用实验室用标准光源和标准亮度色度计进行校准的亮度色度测量模块。

4.如权利要求3所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述亮度色度测量模块是采用编程控制的测量三刺激值X、Y、Z功能的色彩亮度计，以及由光敏传感器、与X、Y、Z光谱响应匹配滤光片、控制电路和通信模块组成的亮度色度仪中的一种。

5.如权利要求1所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述控制与计算组件与所述显示屏控制系统的上位机软件之间通过协议指令进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种。

6.如权利要求1所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述控制与计算组件与所述亮度色度测量装置进行通信，是通过USB连接线、RJ45连接线、wifi、蓝牙和红外，以及RS232连接线进行通信中的一种。

7.如权利要求1所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述控制与计算组件是CPU的内核为X86架构或者ARM架构的个人电脑PC、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和智能终端中的一种。

8.如权利要求7所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述控制与计算组件包括CPU单元、RAM存储单元、Flash存储单元、通信单元，以及电源，上述各个单元通过内部总线互联，所述控制与计算组件还包括嵌入式系统软件，所述嵌入式系统软件包括内存实时数据库功能模块、通信协议功能模块、维护管理功能模块，操作系统及其已有的和自扩展的动态连接库文件中的应用程序编程接口API，以及底层驱动模块，所述控制与计算组件发指令给所述显示屏控制系统控制全彩显示模块显示指定色彩与灰阶图样、控制亮度色度测量装置进行测量并读回测量数据、根据回读数据，运算模块RGB各自需要达到的亮度，并根据当前应用的阻值运算得到推荐阻值，控制电阻调节装置输出指定的调节电阻值，还通过人机交互界面人工调整白平衡色坐标和色温的目标值，白平衡色坐标和色温的目标是由用户指定来设计的目标、由企业标准设计的目标中的一种。

9.如权利要求1所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

所述显示屏控制系统包括主控板卡，以及分别与所述主控板卡连接的至少一个分控板卡；

所述显示屏控制系统还包括安装在个人电脑PC或者笔记本电脑上的上位机软件，用于用户通过人机交互界面设置控制显示内容的主控板卡和分控板卡的相关参数。

10.如权利要求1～9任意一项所述的全自动测定LED显示屏白平衡调整电阻的装置，其特征在于：

有以下步骤：

1)所述控制与计算组件控制所述电阻调节装置将RGB三色的三个单通道数字电位计阻值均设定为初始值；

由所述控制与计算组件发送初始值设置协议指令给所述电阻调节装置中的单片机，所述单片机通过I²C通信方式设置对应RGB三色的三个单通道数字电位计抽头位置，将当前RGB三色的三个单通道数字电位计阻值均设定为初始值；

2)以R255G0B0点亮LED显示屏；

所述亮度色度测量装置进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给所述控制与计算组件；

3)以R0G255B0点亮LED显示屏；

所述亮色色度测量装置进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给所述控制与计算组件；

4)以R0G0B255点亮LED显示屏；

所述亮色色度测量装置进行测量，反馈三刺激值X、Y、Z或Y(亮度)，(x,y)(色坐标)给所述控制与计算组件；

5)所述控制与计算组件根据反馈的RGB三色的亮色数据，和白平衡目标亮色数据，计算RGB各自所需亮度；

计算RGB各自所需亮度的算法如下：

RGB三色的原始亮色数据用三刺激值形式(X、Y、Z)表示为：

$\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& BZ\end{array}\right],$

白平衡目标亮色数据表示为：

[WX_targetWY_targetWZ_target]，

令

$\[\begin{array}{ccc}R\_ratio& G\_ratio& B\_ratio\end{array}\]*\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& GZ\end{array}\right]=\[\begin{array}{ccc}WX\_t\arg et& WY\_t\arg et& WZ\_t\arg et\end{array}\]$

则有：

$\[\begin{array}{ccc}R\_ratio& G\_ratio& B\_ratio\end{array}\]=\[\begin{array}{ccc}WX\_t\arg et& WY\_t\arg et& WZ\_t\arg et\end{array}\]*{\left[\begin{array}{ccc}RX& RY& RZ\\ GX& GY& GZ\\ BX& BY& GZ\end{array}\right]}^{-1}$

要达到白平衡的目标亮度与目标色坐标，则需要将RGB的目标亮度分别调整至：

RY_target＝R_ratio*RY；

GY_target＝G_ratio*GY；

BY_target＝B_ratio*BY；

6)所述控制与计算组件根据当前阻值，和RGB三色分别的当前亮度，以及目标亮度，计算出推荐的一组RGB平衡电阻值；

7)所述控制与计算组件控制所述电阻调节装置将对应RGB三色的三个单通道的数字电位计阻值均设置为推荐阻值；

所述控制与计算组件通过被识别为串口的通信接口发送推荐阻值设置协议指令给所述电阻调节装置中的单片机，所述单片机通过I²C通信方式设置对应RGB三色的三个单通道数字电位计抽头位置，将当前RGB三色的三个单通道数字电位计阻值均设置为推荐阻值；

8)重复步骤2)、3)和4)，所述控制与计算组件检查所述亮度色度测量装置的反馈数据，判断是否满足预设的误差范围，如已满足，显示当前阻值组为测定结果，根据实际电阻规格表给出推荐阻值配置方案，如不满足，重复步骤5)、6)、7)和8)。