CN109949726B - 一种led显示屏模组自动白平衡调试系统及调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统及调试方法,属于LED显示屏模组自动白平衡调试系统技术领域;所要解决的技术问题为:提供一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统及调试方法;解决该技术问题采用的技术方案为:包括中央控制器,所述中央控制器的信号输出端串接RGB亮度调试电阻与LED模组的电阻调试端相连,所述LED模组的信号输出端与信号调理模块相连,所述信号调理模块的信号输出端与电压数据采集模块相连,所述电压数据采集模块的信号输出端通过USB总线与中央控制器相连;所述中央控制器还通过USB总线与彩色亮度计相连;所述中央控制器通过导线还连接有显示屏、键盘、打印机;本发明应用于调试LED显示屏。
Description
技术领域
本发明一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统及调试方法,属于LED显示屏模组自动白平衡调试系统技术领域。
背景技术
LED显示屏模组在生产前因为不同批次灯珠参数有差异,需要通过白平衡调试工艺确定LED显示屏模组上驱动IC元件的电阻阻值,该电阻阻值的大小控制驱动IC输出的驱动LED灯珠的电流大小,驱动LED灯珠的电流大小决定LED灯珠的发光亮度,然后在生产中将通过白平衡调试工艺确定阻值的电阻,使用SMT工艺将其焊接在PCB对应位置上,实现调节LED显示屏模组白平衡的目的。
LED显示屏模组白平衡调试工艺一般为人工操作,需要通过精密可变电阻箱、彩色亮度计和计算机在暗室中人工进行白平衡调试,调试过程比较复杂,对调试技术人员的技能和经验要求较高。
目前使用的LED显示屏模组白平衡自动调试系统主要存在两个问题:
一、缺少对LED驱动电流测量或白平衡光学的测量参数,没有针对白平衡调试给出具体的解决方案;
二、目前公开的LED显示屏模组白平衡自动调试系统中,有关数据处理的计算部分,给出的红绿蓝亮度比例关系为电视制式的亮度比例关系,并规定了红绿蓝三色的波长范围,已经不适应于LED显示屏模组设计和生产中灯珠波长范围经常变动的情况。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足,所要解决的技术问题为:提供一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统及调试方法;为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统,包括中央控制器,所述中央控制器的信号输出端串接RGB亮度调试电阻后与LED模组的电阻调试端相连,所述LED模组的信号输出端与信号调理模块相连,所述信号调理模块的信号输出端与电压数据采集模块相连,所述电压数据采集模块的信号输出端通过USB总线与中央控制器相连;
所述中央控制器还通过USB总线与彩色亮度计相连;
所述中央控制器通过导线还连接有显示屏、键盘、打印机。
所述信号调理模块使用的芯片为行驱动芯片U1和列驱动芯片U2,所述电压数据采集模块使用的芯片为放大器U3和AD转换模块;所述信号调理模块和电压数据采集模块的电路结构为:所述行驱动芯片U1的电源端与5V输入电源相连,所述行驱动芯片U1的输出端串接发光二极管D1后与采样电阻R1的一端相连,所述采样电阻R1的另一端与列驱动芯片U2的输出端相连,所述采样电阻R1的两端与放大器U3的两个输入端相连,所述放大器U3的输出端与AD转换模块相连,所述AD转换模块的输出端通过USB总线与中央控制器相连。
一种LED显示屏模组自动白平衡调试方法,包括如下步骤:
步骤一,将中央控制器调试端与LED模组相连,操作中央控制器内部的高精度电阻调试模块,控制RGB亮度调试电阻以2Ω步进为LED模组提供RGB亮度电阻所需阻值;
步骤二:控制LED模组输出RGB电流通过信号调理模块,所述信号调理模块将电流信号转换为电压信号,输入电压数据采集模块进行数据采集;
步骤三:所述电压数据采集模块将转换的电压值数据通过USB总线传输给中央控制器,中央控制器对采集数据进行分析处理;
步骤四:将彩色亮度计接入中央控制器,测量白平衡光电参数,使用中央控制器对彩色亮度计控制,并读取测量数据,实现对LED模组光学参数的测量,测量参数包括:红绿蓝单色亮度、红绿蓝单色色坐标、白色亮度、白色色坐标和色温;
步骤五:将所测得的光学参数与中央控制器预置的历史数据库进行比对:
当输入的灯珠参数经查询为历史使用过的灯珠时,中央控制器直接输出历史使用的电阻值,测量白色参数合格,直接用该电阻值生产;
当输入的灯珠参数经查询未在历史使用过的灯珠数据中出现时,则进行调试。
所述步骤五具体的操作过程如下:
步骤5.1:使用键盘向中央控制器输入和调试必要数据,包括:产品型号,产品白平衡目标参数,生产单号,灯珠供应商和二进制编码号,调试人员姓名,亮度有效率;
步骤5.2:使用历史数据调试法进行自动调试,如检测当前的光学参数无相应历史数据后则发出报警信号,使用二分法确定亮度电阻法或亮度电阻计算法进行调试;
步骤5.3:进行手动调试:人工设置RGB三色亮度电阻值后,调试中央控制器输出相应的电阻值,中央控制器自动对彩色亮度计测量色坐标和亮度并读取数据,测量RGB电流,并将测量数据显示在显示屏上,供人工分析和处理复杂的白平衡调试使用;
步骤5.4:判断灯珠亮度是否符合标称亮度功能:测试灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度,并根据模组参数计算单灯的亮度是否在灯珠亮度参数范围内,灯珠亮度计算公式为:
灯珠亮度(mcd)=模组单色亮度(cd/m2)×扫数×点距(m)×点距(m);
步骤5.5:将白平衡调试结果数据按统一的调试报告格式打印,供存档。
所述步骤5.2使用的历史数据调试法具体的操作步骤为:
查询中央控制器中的数据库,根据产品型号、产品白平衡目标参数、灯珠供应商和二进制编码号查询历史记录,通过中央控制器设置RGB三色的亮度电阻,控制彩色亮度计测量LED模组显示白光的白平衡色坐标和亮度等数据,如果白平衡数据合格,测量RGB电流,将本次调试结果存入数据库,调试完毕。
所述步骤5.2使用的二分法确定亮度电阻法具体的操作步骤为:
步骤6.1:设某单色可用电阻值的最小值为Rmin,最大值为Rmax,单色亮度在Rmin下大于单色的目标亮度,在Rmax下小于目标亮度;
步骤6.2:计算出电阻值R1,并在库存电阻值中取最接近电阻R1的电阻值作为目标电阻值,目标电阻值如果满足R1=(Rmin+Rmax)/2,则电阻R1下的单色亮度小于目标亮度;
步骤6.3:计算出电阻值R2,并在库存电阻值中取最接近电阻R2的电阻值作为目标电阻值,目标电阻值如果满足R2=(Rmin+R1)/2,则电阻R2下的单色亮度大于目标亮度;
至此目标电阻值的范围从Rmin到Rmax缩小为电阻R2到R1的范围内;
步骤6.4:重复步骤6.2和步骤6.3,继续缩小电阻R1和R2的范围,直至电阻R1和R2之间只剩下1个库存电阻值,即为目标电阻值;
如果电阻R1和R2为两个相邻的库存电阻值,则电阻R1和R2对应亮度与目标亮度差值最小的电阻值即为目标电阻值;
完成对电阻值的粗调试;
步骤6.5:对电阻值进行精调试:
以绿光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡亮度,使亮度满足白平衡要求;
以蓝光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡坐标,使Y坐标满足白平衡坐标要求;
以红光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡坐标和亮度,使X、Y坐标满足白平衡坐标要求,并且亮度满足要求;
步骤6.6:对白平衡坐标和亮度调试合格后,测量RGB电流并和调试输入数据一起存入中央控制器的数据库中,调试完毕;
如调试不合格则重复步骤6.5,但重复调试过程中RGB亮度电阻的组合至少有1个电阻不相同,直至白平衡调试合格。
所述步骤5.2使用的亮度电阻计算法具体的操作步骤为:
步骤7.1:测试灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度和色坐标,电流控制由中央控制器自动设置,单色亮度和色坐标由中央控制器自动测量;
步骤7.2:如果单色亮度总和小于模组亮度要求,则灯珠不能满足模组使用要求,停止调试或降低模组亮度要求;
调用中央控制器数据库判断灯珠亮度是否符合标称亮度,如果灯珠亮度与标签参数不符,停止调试并发出报警信号,选择退出调试或转入手动调试功能;
步骤7.3:通过上一步骤判定灯珠亮度满足使用要求后,根据以下公式计算亮度参数:
测量LED灯珠RGB三色在1931CIE-XYZ系统中的色坐标如下:
RGB坐标为:R(xr,yr,zr);G(xg,yg,zg);B(xb,yb,zb);
白平衡目标白色的色坐标:W(xw,yw,zw);
将上述数据代入以下三个代数式:
各式分子部分展开并代入步骤7.1的数据,得出代数式:
对上式结果求逆矩阵解得:
其中代数式=A21·R+A22·G+A23·B为亮度方程;
设白平衡白光亮度为Yw,得出亮度计算公式如下:
计算亮度电阻值:
如果有灯珠的电流-亮度曲线,查表或曲线求得RGB亮度Yr、Yg、Yb对应的电流;
根据列驱动芯片U2的电流方程计算亮度电阻值,计算公式如下:
Gain为亮度有效率,则有:
Rext取库存电阻最接近值;
当没有灯珠的电流-亮度曲线时,根据灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度,按比例估算白平衡下RGB亮度Yr、Yg、Yb对应的电流,使用Rext计算公式计算RGB亮度电阻,取最接近的库存电阻和按大小排列前后相邻的2个电阻阻值,对5个电阻分别测量亮度后,取亮度与RGB亮度Yr、Yg、Yb最接近的电阻值作为RGB亮度电阻值。
本发明相对于现有技术具备以下的有益效果:
一、本发明使用专用的控制器,通过内置高精度电阻调试模块,构建历史数据库,当输入的灯珠参数经查询为历史使用过的灯珠时,可直接控制高精度电阻调试模块输出历史使用的电阻值,测量白色参数合格,可直接用该电阻值生产,缩短白平衡调试时间,有效提升白平衡调试效率;
二、调试过程使用中央控制器预置的数据库及计算脚本,计算精度高,可避免人工计算错误造成调试失败,并降低对调试人员技能和经验的要求,不要求其掌握复杂的分析能力和计算能力即可进行白平衡调试工作;
三、测试报告自动生成,打印输出,减少了手工填写记录单的时间。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明:
图1为本发明的电路结构示意图;
图2为本发明电压数据采集模块的电路图;
图3为二分法确定亮度电阻值的计算示意图;
图中:1为中央控制器、2为LED模组、3为信号调理模块、4为电压数据采集模块、5为彩色亮度计、6为显示屏、7为键盘、8为打印机。
具体实施方式
本发明LED显示屏模组自动白平衡调试系统,明确系统内各模块的使用方法,给出明确和详细的计算方法及调试流程,针对不同的LED灯珠波长参数计算出不同的红绿蓝亮度比值,数据处理更准确。
如图1所示,本发明提供的调试系统基于National Instruments公司的虚拟仪器技术构建软硬件系统,关键硬件使用通用硬件模块,主要参数精度高,硬件工作稳定。
所述中央控制器为系统的核心,实现对各硬件模块的功能控制、数据I/O、分析计算、人机交互、打印等所有功能;所述中央控制器内部使用高精度可编程电阻模块(PCI卡),在调试软件的控制下以2Ω步进为LED显示屏模组提供RGB亮度电阻所需阻值。
LED模组的RGB电流通过信号调理电路,将电流信号转换为电压信号,电压信号可以使用电压数据采集卡进行采集,所述电压数据采集装置将转换的电压值数据通过USB总线传输给中央控制器,中央控制器对数据进行采集处理计算得出电流值,中央控制器通过USB总线控制数据采集卡完成A/D转换和数据传输。
如图2所示,具体为电流测量电路,由于采样电阻两端无GND端,必须使用NI-9205型号的电压数据采集模块的差分输入功能测量电压;其中列驱动芯片U2引脚对GND保持在≥0.7V,按最大电流22mA计算,采样电阻最大压降≤0.8V,采样电阻采用36.5Ω,0.1%精度,1/8W直插电阻;电压数据采集模块量程使用±1V,电压采样精度为0.031mV,可以满足白平衡调试电流测试精度±0.1mA的要求。
电流测量误差计算公式如下:
所述彩色亮度计通过USB总线连接计算机,调试软件使用彩色亮度计的驱动程序完成对彩色亮度计的控制和测量数据的读取;与人工调试白平衡相同,通过控制中央控制器及相应的网络控制接收卡,可以使LED模组显示RGBW单色调试画面。
系统中的彩色亮度计,使用标准仪器,可准确测量白平衡光电参数,使用标准仪器实现自动测量LED模组的光学参数,测量参数包括红绿蓝单色亮度、红绿蓝单色色坐标、白色亮度、白色色坐标和色温。
所述中央控制器内置通用数据库及相应控制模块用于调取,数据库与查询模块使用LabVIEW的数据库模块Database Connectivity Toolkit开发,实现数据库的存储、查询等常用功能。
程控电阻模块(卡)控制模块、电流测量模块、亮度控制模块和数据库与查询模块作为基础的功能模块供手动调试功能、计算与决策功能两个功能模块调用,以完成手动调试功能和自动调试功能。
程控电阻模块(卡)控制模块、电流测量模块、亮度控制模块和数据库与查询模块将隐藏底层的数据I/O操作,直接向外提供高阶的功能接口,每个模块分别使用动态链接库封装,物理隔离源代码,便于系统的维护。重要参数使用ini配置文件存储,方便控制计算过程,避免频繁编译软件。
人机交互界面调用各功能模块的高阶功能接口完成人机交互,调试结果数据可通过调用打印功能模块完成数据打印。
在进行白平衡调试前,需要向数据库中输入和调试相关的必要数据,包括:产品型号(下拉列表)、产品白平衡性能指标(下拉列表,定制产品需手工输入)、生产单号(填写)、灯珠供应商和二进制编码号(可在历史数据中选择或填写)、调试人员姓名(下拉列表选择或填写)、亮度有效率(填写)。
首先使用历史数据调试法,无历史数据后发出警告,由操作人员选择使用二分法确定亮度电阻法或亮度电阻计算法进行调试。
然后使用手动调试功能,人工设置RGB三色亮度电阻值后,调试软件控制高精度可编程电阻模块输出相应的电阻值,调试软件自动完成彩色亮度计测量色坐标和亮度并读取数据,测量RGB电流,并将测量数据显示在软件界面上,供人工分析和处理复杂的白平衡调试使用。
判断灯珠亮度是否符合标称亮度功能,测试灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度,并根据模组参数计算单灯的亮度是否在灯珠亮度参数范围内,计算公式为:
灯珠亮度(mcd)=模组单色亮度(cd/m2)×扫数×点距(m)×点距(m)。
查询所有被判定为合格的白平衡调试的结果数据,供首件鉴定对比或用于研发的数据参考查询;最后将白平衡调试结果数据按统一的调试报告格式打印,供存档。
使用自动调试计算方法应用色度学原理,通过使用彩色亮度计测量红绿蓝单色亮度和色坐标,计算出组成目标白色的红绿蓝单色各颜色亮度值,通过软件自动控制高精度可编程电阻模块输出的电阻值,和彩色亮度计测量反馈的白色参数,确定单色的控制电阻阻值。
软件测试首先使用历史数据调试法,若历史无对应LED模组白平衡调试的记录,使用亮度电阻计算法精确调试出白平衡电阻值,调试过程中多数情况下库存电阻阻值都不能达到单色亮度要求的阻值,使用二分法确定亮度电阻法确定最优电阻值。
(1)历史数据调试法;
调试软件查询数据库,根据产品、白平衡目标参数、灯珠供应商名称和二进制编码号查询历史记录,查询到相应记录后,调试软件控制高精度可编程电阻模块设置RGB三色的亮度电阻,然后调试软件控制彩色亮度计测量LED模组显示白光的白平衡色坐标和亮度等数据,如果白平衡数据合格,测量RGB电流,将本次调试结果存入数据库,调试完毕。
历史数据调试要求灯珠供应厂商的灯珠性能参数稳定,并在数据库中积累较多数量的白平衡调试历史数据。这个方法调试速度最快,将是自动调试白平衡首先运行和主要使用的调试方法。
(2)二分法确定亮度电阻法;
LED使用1%精度的“E96系列电阻阻值表”内的电阻值,电阻值为有限数量的非连续数值。一般库存的LED显示屏模组(例如户外LED显示屏模组)生产使用的RGB亮度电阻值每种颜色有大约10种左右,使用二分法可快速确定RGB各颜色的亮度电阻值。
如图3所示为RGB三种颜色之一使用二分法确定亮度电阻值的例子:
设某单色可用电阻值的最小值为Rmin,最大值为Rmax,单色亮度在Rmin下大于单色的目标亮度,在Rmax下小于目标亮度。直接使用二分法调试白平衡时,绿光单色目标亮度为60%的白平衡亮度,红光单色目标亮度为30%的白平衡亮度,蓝光单色目标亮度为10%的白平衡亮度。
计算出电阻值R1(取最接近的库存电阻值),目标电阻值如果在图中位置,则电阻R1下的单色亮度小于目标亮度。
计算出电阻值R2(取最接近的库存电阻值),目标电阻值如果在图中位置,则电阻R2下的单色亮度大于目标亮度。至此目标电阻值的范围从Rmin至Rmax缩小为R2至R1(范围减小3/4)。
重复上述步骤,继续缩小R1和R2的范围,直至R1和R2之间只剩下1个库存电阻值,即为目标电阻值。或R1和R2为两个相邻的库存电阻值,则R1和R2对应亮度与目标亮度差值最小的电阻值即为目标电阻值。
以上为电阻值的粗调试,然后执行以下步骤做精调试:
以绿光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡亮度,使亮度满足白平衡要求;
以蓝光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡坐标,使Y坐标满足白平衡坐标要求;
以红光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡坐标和亮度,使X、Y坐标满足白平衡坐标要求,并且亮度满足要求;
白平衡坐标和亮度调试合格后,测量RGB电流并和调试输入数据一起存入数据库,调试完毕;不合格则重复上述步骤,但重复过程中RGB亮度电阻的组合至少有1个电阻不能相同,直至白平衡调试合格;必要时RGB各自的亮度电阻值计算范围可扩大至各单色目标电阻值前后三个相邻的电阻值。
(3)亮度电阻计算法;
测试灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度和色坐标,电流控制由调试软件自动设置,单色亮度和色坐标由调试软件自动测量。
如果单色亮度总和小于模组亮度要求,灯珠不能满足模组使用要求,停止调试或降低模组亮度要求。调用“判断灯珠亮度是否符合标称亮度功能”如果灯珠亮度与标签参数不符,停止调试并发出警告,可选择退出调试或转入“手动调试功能”。
通过上一步骤判定灯珠亮度满足使用要求后,根据以下公式计算亮度方程:
测量LED灯珠RGB三色在1931CIE-XYZ系统中的色坐标如下:
RGB坐标为:R(xr,yr,zr);G(xg,yg,zg);B(xb,yb,zb);
白色坐标:W(xw,yw,zw)(白平衡目标白色的色坐标);
将以上数据代入以下三个代数式:
各式分子部分展开并代入第一步的数据,得出代数式:
对上一步结果求逆矩阵解得:
其中代数式Y=A21·R+A22·G+A23·B即为亮度方程。
设白平衡白光亮度为Yw,得出亮度计算公式如下:
计算亮度电阻值:
如果有灯珠的电流-亮度曲线,查表或曲线求得RGB亮度Yr、Yg、Yb对应的电流。根据列驱动IC的电流方程计算亮度电阻值。如ICN2038S的电流-电阻方程为:
Gain为亮度有效率,则有:
Rext取库存电阻最接近值;
当没有灯珠的电流-亮度曲线,根据灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度,按比例估算白平衡下RGB亮度Yr、Yg、Yb对应的电流,使用公式2计算RGB亮度电阻,取最接近的库存电阻和按大小排列前后相邻的2个电阻阻值,对5个电阻分别测量亮度后,取亮度与RGB亮度Yr、Yg、Yb最接近的电阻值作为RGB亮度电阻值。
本发明通过构建LED显示屏模组调试系统,采用标准彩色亮度计,实现对LED模组亮度数据的测量,白平衡电阻使用高精度电阻调试模块控制其输出所需要的阻值,从而控制LED模组单色亮度,使用电压数据采集模块的差分输入方式和信号调理电路精确测量LED灯珠控制回路中的电流。调试系统中包含调试输入界面,具备自动调试功能、手动调试功能、判断灯珠亮度是否符合标称亮度功能、历史数据查询、打印功能。
本系统提供的白平衡计算方法中的亮度电阻计算法应用了色度学原理,在LED模组白平衡调试过程中,可计算任意色坐标的红绿蓝LED灯珠,对任意目标白色坐标和亮度的三原色亮度值,不受LED灯珠单色波长变化的影响,该计算方法不需要规定LED灯珠单色的波长范围。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统,其特征在于:包括中央控制器(1),所述中央控制器(1)的信号输出端串接RGB亮度调试电阻后与LED模组(2)的电阻调试端相连,所述LED模组(2)的信号输出端与信号调理模块(3)相连,所述信号调理模块(3)的信号输出端与电压数据采集模块(4)相连,所述电压数据采集模块(4)的信号输出端通过USB总线与中央控制器(1)相连;
所述中央控制器(1)还通过USB总线与彩色亮度计(5)相连;
所述中央控制器(1)通过导线还连接有显示屏(6)、键盘(7)、打印机(8);
所述信号调理模块(3)使用的芯片为行驱动芯片U1和列驱动芯片U2,所述电压数据采集模块(4)使用的芯片为放大器U3和AD转换模块;所述信号调理模块(3)和电压数据采集模块(4)的电路结构为:
所述行驱动芯片U1的电源端与5V输入电源相连,所述行驱动芯片U1的输出端串接发光二极管D1后与采样电阻R1的一端相连,所述采样电阻R1的另一端与列驱动芯片U2的输出端相连,所述采样电阻R1的两端与放大器U3的两个输入端相连,所述放大器U3的输出端与AD转换模块相连,所述AD转换模块的输出端通过USB总线与中央控制器(1)相连;
使用LED显示屏模组自动白平衡调试系统进行调试的方法,包括如下步骤:
步骤一,将中央控制器(1)调试端与LED模组(2)相连,操作中央控制器(1)内部的高精度电阻调试模块,控制RGB亮度调试电阻以2Ω步进为LED模组(2)提供RGB亮度电阻所需阻值;
步骤二:控制LED模组(2)输出RGB电流通过信号调理模块(3),所述信号调理模块(3)将电流信号转换为电压信号,输入电压数据采集模块(4)进行数据采集;
步骤三:所述电压数据采集模块(4)将转换的电压值数据通过USB总线传输给中央控制器(1),中央控制器(1)对采集数据进行分析处理;
步骤四:将彩色亮度计(5)接入中央控制器(1),测量白平衡光电参数,使用中央控制器(1)对彩色亮度计(5)控制,并读取测量数据,实现对LED模组(2)光学参数的测量,测量参数包括:红绿蓝单色亮度、红绿蓝单色色坐标、白色亮度、白色色坐标和色温;
步骤五:将所测得的光学参数与中央控制器(1)预置的历史数据库进行比对:
当输入的灯珠参数经查询为历史使用过的灯珠时,中央控制器(1)直接输出历史使用的电阻值,测量白色参数合格,直接用该电阻值生产;
当输入的灯珠参数经查询未在历史使用过的灯珠数据中出现时,则进行调试,具体操作过程为:
步骤5.1:使用键盘(7)向中央控制器(1)输入和调试必要数据,包括:产品型号,产品白平衡目标参数,生产单号,灯珠供应商和二进制编码号,调试人员姓名,亮度有效率;
步骤5.2:使用历史数据调试法进行自动调试,如检测当前的光学参数无相应历史数据后则发出报警信号,使用二分法确定亮度电阻法或亮度电阻计算法进行调试;
步骤5.3:进行手动调试:人工设置RGB三色亮度电阻值后,调试中央控制器(1)输出相应的电阻值,中央控制器(1)自动对彩色亮度计(5)测量色坐标和亮度并读取数据,测量RGB电流,并将测量数据显示在显示屏(6)上,供人工分析和处理复杂的白平衡调试使用;
步骤5.4:判断灯珠亮度是否符合标称亮度功能:测试灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度,并根据模组参数计算单灯的亮度是否在灯珠亮度参数范围内,灯珠亮度计算公式为:
灯珠亮度(mcd)=模组单色亮度(cd/m2)×扫数×点距(m)×点距(m);
步骤5.5:将白平衡调试结果数据按统一的调试报告格式打印,供存档。
2.根据权利要求1所述的一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统,其特征在于:所述步骤5.2使用的历史数据调试法具体的操作步骤为:
查询中央控制器中的数据库,根据产品型号、产品白平衡目标参数、灯珠供应商和二进制编码号查询历史记录,通过中央控制器(1)设置RGB三色的亮度电阻,控制彩色亮度计(5)测量LED模组(2)显示白光的白平衡色坐标和亮度等数据,如果白平衡数据合格,测量RGB电流,将本次调试结果存入数据库,调试完毕。
3.根据权利要求1所述的一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统,其特征在于:所述步骤5.2使用的二分法确定亮度电阻法具体的操作步骤为:
步骤6.1:设某单色可用电阻值的最小值为Rmin,最大值为Rmax,单色亮度在Rmin下大于单色的目标亮度,在Rmax下小于目标亮度;
步骤6.2:计算出电阻值R1,并在库存电阻值中取最接近电阻R1的电阻值作为目标电阻值,目标电阻值如果满足R1=(Rmin+Rmax)/2,则电阻R1下的单色亮度小于目标亮度;
步骤6.3:计算出电阻值R2,并在库存电阻值中取最接近电阻R2的电阻值作为目标电阻值,目标电阻值如果满足R2=(Rmin+R1)/2,则电阻R2下的单色亮度大于目标亮度;
至此目标电阻值的范围从Rmin到Rmax缩小为电阻R2到R1的范围内;
步骤6.4:重复步骤6.2和步骤6.3,继续缩小电阻R1和R2的范围,直至电阻R1和R2之间只剩下1个库存电阻值,即为目标电阻值;
如果电阻R1和R2为两个相邻的库存电阻值,则电阻R1和R2对应亮度与目标亮度差值最小的电阻值即为目标电阻值;
完成对电阻值的粗调试;
步骤6.5:对电阻值进行精调试:
以绿光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡亮度,使亮度满足白平衡要求;
以蓝光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡坐标,使Y坐标满足白平衡坐标要求;
以红光的目标电阻值为中心,测量前后相邻的一个或两个库存电阻值的白平衡坐标和亮度,使X、Y坐标满足白平衡坐标要求,并且亮度满足要求;
步骤6.6:对白平衡坐标和亮度调试合格后,测量RGB电流并和调试输入数据一起存入中央控制器(1)的数据库中,调试完毕;
如调试不合格则重复步骤6.5,但重复调试过程中RGB亮度电阻的组合至少有1个电阻不相同,直至白平衡调试合格。
4.根据权利要求1所述的一种LED显示屏模组自动白平衡调试系统,其特征在于:所述步骤5.2使用的亮度电阻计算法具体的操作步骤为:
步骤7.1:测试灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度和色坐标,电流控制由中央控制器(1)自动设置,单色亮度和色坐标由中央控制器(1)自动测量;
步骤7.2:如果单色亮度总和小于模组亮度要求,则灯珠不能满足模组使用要求,停止调试或降低模组亮度要求;
调用中央控制器数据库判断灯珠亮度是否符合标称亮度,如果灯珠亮度与标签参数不符,停止调试并发出报警信号,选择退出调试或转入手动调试功能;
步骤7.3:通过上一步骤判定灯珠亮度满足使用要求后,根据以下公式计算亮度参数:
测量LED灯珠RGB三色在1931CIE-XYZ系统中的色坐标如下:
RGB坐标为:R(xr,yr,zr);G(xg,yg,zg);B(xb,yb,zb);
白平衡目标白色的色坐标:W(xw,yw,zw);
将上述数据代入以下三个代数式:
各式分子部分展开并代入步骤7.1的数据,得出代数式:
对上式结果求逆矩阵解得:
其中代数式Y=A21·R+A22·G+A23·B为亮度方程;
设白平衡白光亮度为Yw,得出亮度计算公式如下:
计算亮度电阻值:
如果有灯珠的电流-亮度曲线,查表或曲线求得RGB亮度Yr、Yg、Yb对应的电流;
根据列驱动芯片U2的电流方程计算亮度电阻值,计算公式如下:
Gain为亮度有效率,则有:
Rext取库存电阻最接近值;
当没有灯珠的电流-亮度曲线时,根据灯珠在分二进制编码电流下的RGB各单色亮度,按比例估算白平衡下RGB亮度Yr、Yg、Yb对应的电流,使用Rext计算公式计算RGB亮度电阻,取最接近的库存电阻和按大小排列前后相邻的2个电阻阻值,对5个电阻分别测量亮度后,取亮度与RGB亮度Yr、Yg、Yb最接近的电阻值作为RGB亮度电阻值。
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