CN110581943A - 针对非平面屏幕的色不均瑕疵补偿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种色不均瑕疵补偿系统,包括相机模块、距离侦测模块、位置校正装置,和处理电路。相机模块用来在拍摄周期内拍摄非平面屏幕的影像。距离侦测模块用来在测试周期内侦测相机模块和非平面屏幕之间的距离。位置校正装置用来乘载相机模块和距离侦测模块,并调整距离侦测模块的侦测角度、相机模块的拍摄角度,和相机模块的位置。处理电路用来在测试周期内根据距离侦测模块量测到的数据控制位置校正装置,以将相机模块移至预定位置。本发明可提供一种针对非平面屏幕的色不均瑕疵补偿系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种色不均瑕疵补偿系统,尤其涉及一种针对非平面屏幕的色不均瑕疵补偿系统。
背景技术
显示器的色不均瑕疵(mura)是指亮度不均匀造成各种痕迹的现象,特征可能为点状、带状或块状等。不论呈现哪种形状,其共通点都是光学特征不连续,也就是说用户可看到某个显示区域有特别亮、特别暗或颜色不连续的状况,影响观影质量。
色不均瑕疵的成因众多,面板的制程不理想或背光不均匀等都有可能造成这种瑕疵。现有色不均瑕疵补偿(demura)的运作方式是对面板输出特定的图形,在不同灰阶条件下使用专用相机在特定距离下拍摄屏幕影像,再依照所得到的光学信息进行判读以分析画素光学信息中的不连续状况,再依照所设定的算法尽可能补偿,因此如何拍摄屏幕影像是色不均瑕疵补偿技术中相当重要的环节。为了因应相机分辨率不足或是摩尔纹等问题,因此在拍摄过程中可平移相机来作分区拍摄的动作,后续再将每一区的影像合并以进行分析。
非平面屏幕(或称曲面屏幕)能够较平面屏幕提供更丰富的视觉效果,而越来越为使用者所接受。然而,现有技术的色不均瑕疵补偿方法是针对平面屏幕,若在曲面屏幕上采用相同的补偿方法时,相机直接平移作拍照动作会造成许多衍生问题。例如在屏幕中央区域拍摄时,变形区域可能只有最边缘两侧,一旦相机作平移时,镜头与屏幕之间的相对距离会随着曲面而有所改变,且拍摄到的面板画素角度也会不同。当拍摄到的正常显示区域不同或拍摄高度不同时,相机所接收到各区域的亮度也会有所不同,如此会造成在影像合并亮度计算时容易造成误差,而需要使用复杂的算法进行补偿。因此,需要一种针对非平面屏幕的色不均瑕疵补偿系统。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题,本发明的目的在于提供一种针对非平面屏幕的色不均瑕疵补偿系。
为达到上述目的,本发明公开一种色不均瑕疵补偿系统,其包括一相机模块、一距离侦测模块、一位置校正装置,以及一处理电路。所述相机模块用来在一拍摄周期内拍摄一非平面屏幕的影像。所述距离侦测模块用来在一测试周期内侦测所述相机模块和所述非平面屏幕之间的距离。所述位置校正装置用来乘载所述相机模块和所述距离侦测模块,并调整所述距离侦测模块的侦测角度、所述相机模块的拍摄角度,以及所述相机模块的位置。所述处理电路用来在所述测试周期内根据所述距离侦测模块量测到的数据控制所述位置校正装置,以将所述相机模块移至一预定位置。
附图说明
图1为本发明实施例中一种色不均瑕疵补偿系统的功能方块图。
图2为本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统运作时的流程图
图3为本发明实施例中的色不均瑕疵补偿系统的示意图。
图4A~4C为本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统执行相机位置校正时的示意图。
图5A~5B为本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统在拍摄周期运作时的示意图。
图6为本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统在合成平面画面时的示意图。
图7为本发明另一实施例中色不均瑕疵补偿系统在拍摄周期运作时的示意图。
图8为本发明另一实施例的色不均瑕疵补偿系统的示意图。
图9为本发明另一实施例的色不均瑕疵补偿系统的示意图。
图10为本发明另一实施例的色不均瑕疵补偿系统的示意图。
其中,附图标记说明如下:
10 非平面屏幕
20 相机模块
30 距离侦测模块
40 处理电路
41、42 滑轨
44 旋转座
46 基柱
48 枢转结构
50 位置校正装置
100 色不均瑕疵补偿系统
210~270 步骤
SR、SR1~SRN 距离传感器
CAM、CAM1~CAMN 相机
R1~RN 距离数据
IMAGE1~IMAGE3 画面
SUB1~SUB3 子画面
具体实施方式
图1为本发明实施例中一种色不均瑕疵补偿系统100的功能方块图。色不均瑕疵补偿系统100包括一相机模块20、一距离侦测模块30、一处理电路40,以及一位置校正装置50,可应用在一非平面屏幕10上。非平面屏幕10可为一圆型曲面屏幕、一类球面屏幕,或一弧形虚拟现实(virtual reality,VR)显示器等。相机模块20包括至少一相机,而距离侦测模块30包括至少一距离传感器(proximity sensor),每一距离传感器30的设置位置相关于相对应相机(例如可安装于相对应相机之上,或以相邻相对应相机的方式设置),用来侦测相对应相机20和非平面屏幕10之间的距离。位置校正装置50用来乘载相机模块20和距离侦测模块30,可调整相机模块20中每一相机的拍摄角度以分区拍摄非平面屏幕10的影像,并根据距离侦测模块30量测到的距离数据来调整相机模块20中每一相机的位置。
图2显示了本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统100运作时的流程图,其包括下列步骤:
步骤210:定义一预定位置;执行步骤220。
步骤220:开启距离侦测模块并在一测试周期内以一预定速度调整距离侦测模块的侦测角度;执行步骤230。
步骤230:根据距离侦测模块所撷取的数据判断相机模块的目前位置是否和预定位置有所偏离;若是;执行步骤240;若否;执行步骤250。
步骤240:调整相机模块的位置;执行步骤220。
步骤250:开启相机模块并在一拍摄周期内以一预定速度调整相机模块的拍摄角度;执行步骤260。
步骤260:相机模块在拍摄周期内依序拍摄多个画面IMAGE1~IMAGEM;执行步骤270。
步骤270:处理电路分别撷取画面IMAGE1~IMAGEM中的子画面SUB1~SUBM,再将子画面SUB1~SUBM合成为一平面画面以进行缺陷补偿。
图3为本发明实施例的色不均瑕疵补偿系统100的示意图。在此实施例中,非平面屏幕10为一圆型曲面屏幕,亦即其表面曲率为固定值。相机模块20包括一相机CAM,距离侦测模块30包括一距离传感器SR,距离传感器SR可安装于相机CAM之上或设置在相机CAM隔壁。位置校正装置50包括两滑轨41和42、一旋转座44,以及一基柱46。滑轨41和滑轨42分别用来提供彼此垂直的轨道(由虚线表示),亦即提供相较于非平面屏幕10可以左右移动和前后移动的轨道。旋转座44设置于滑轨41的一端,本身可以360度转动,同时也可在滑轨41和滑轨42的轨道上任意移动。滑轨41和滑轨42的轨道交集处的中心点可安装固定于基柱46之上,其中基柱46的高度为可调整,例如采用电动气压升降结构。本发明色不均瑕疵补偿系统100在运作时,相机CAM和距离传感器SR可设置于位置校正装置50的旋转座44上,处理电路40(未显示)根据距离传感器SR量测到的数据判断相机CAM的目前位置是否和一预定位置有所偏离,其中预定位置和非平面屏幕10(圆型曲面屏幕)的表面上同一高度的任一点都为等距离。
如相关领域具备通常知识者都知,每英寸像素点数(pixel per inch,PPI)是用来代表平面屏幕上一英吋区域内能挤入的成像画素,而每弧度像素点数(pixel per degree,PPD)则是用来代表非平面屏幕上每弧度能挤入的成像画素。在步骤210中,预定位置和非平面屏幕10之间的距离可根据色不均瑕疵补偿系统100的PPD规格来决定,而预定位置的高度可根据非平面屏幕10的高度或相机模块20的垂直视角来决定。
在定义预定位置的后,本实施例会在步骤220和230中执行相机位置校正的运作。在步骤220中,位置校正装置50的旋转座44可在测试周期内以预定速度和预定方向转动,进而调整距离侦测模块30中距离传感器SR的侦测角度。在步骤230中,处理电路40可根据距离传感器SR所撷取的资料判断相机CAM的目前位置是否和预定位置有所偏离。
图4A~4C显示了本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统100执行相机位置校正时的示意图。为了说明目的,假设距离传感器SR在测试周期内会进行3次位置侦测,其中R1~R3代表距离传感器SR在测试周期内依序量测到的资料,分别相关于相机CAM和非平面屏幕10之间的距离。当处理电路40收到对应于R1=R2=R3的资料时,代表相机CAM的目前位置已是预定位置(由星号表示),如图4A所示;当处理电路40收到对应于R1>R2>R3的资料时,代表相机CAM的目前位置偏向预定位置(由星号表示)的右方,如图4B所示;当处理电路40收到对应于R1<R2<R3的资料时,代表相机CAM的目前位置偏向预定位置(由星号表示)的左方,如图4C所示。
若处理电路40在步骤230中根据距离传感器SR量测到的资料判断相机CAM的目前位置和预定位置有所偏离,处理电路40可在步骤240中指示位置校正装置50来调整相机CAM的位置,例如透过旋转座44在两滑轨41和42的轨道上的移动来调整相机CAM和非平面屏幕10之间的相对位置(前后左右)。在本实施例中,可重复执行步骤220和230,直到相机模块20的相机CAM抵达预定位置为止。
若处理电路40在步骤230中根据距离传感器SR量测到的资料判断相机CAM的目前位置已是预定位置,当透过旋转座44的转动来调整相机CAM的拍摄角度时,相机CAM的拍摄面在每一时间点和相同高度的非平面屏幕10之间都能维持等距离,此时,本实施例会在步骤250和260中执行相机拍摄的运作。在步骤250中,位置校正装置50的旋转座44可在拍摄周期内以预定速度和预定方向转动,进而调整相机模块20中相机CAM的拍摄角度。在步骤260中,相机CAM可在拍摄周期内拍摄多个画面IMAGE1~IMAGEM,其中M为大于1的整数。
图5A~5B显示了本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统100在拍摄周期运作时的示意图。为了说明目的,假设相机模块20在拍摄周期内会拍照3次(M=3),其中相机CAM的旋转方式是由左向右,其依序拍摄到画面IMAGE1~IMAGE3,如图5A所示。由于在先前相机位置校正的运作中已确认相机CAM位于预定位置,因此在步骤260中会得到相同分辨率的画面IMAGE1~IMAGE3,如图5B所示。
在步骤270中,处理电路会分别撷取画面IMAGE1~IMAGEM中的子画面SUB1~SUBM,再将子画面SUB1~SUBM合成为一平面画面以进行缺陷补偿。图6显示了本发明实施例中色不均瑕疵补偿系统100在合成平面画面时的示意图。同样以M=3时的实施例为例,处理电路40可分别撷取画面IMAGE1~IMAGE3中的子画面SUB1~SUB3,再将子画面SUB1~SUB3合成为对应于非平面屏幕10显示影像的平面画面IMAGE0。在本发明实施例中,子画面SUB1~SUBM的大小可由相机CAM的分辨率以及其在旋转周期内的拍摄次数M来决定。
如前所述,非平面屏幕10显示影像可为特定的图形在不同灰阶条件下输出,处理电路40可分析平面画面IMAGE0和原始图形之间的差异以进行判读,进而用算法补偿非平面屏幕10的色不均瑕疵。
图7为本发明另一实施例中色不均瑕疵补偿系统100在拍摄周期运作时的示意图。为了说明目的,假设距离侦测模块30的距离传感器SR在测试周期内会进行N次位置侦测而相机模块20在拍摄周期内会拍照N次,其中N为大于1的整数。R1~RN代表距离传感器SR在测试周期内依序量测到的资料,分别相关于相机CAM和非平面屏幕10之间的距离。当非平面屏幕10为一类球面屏幕或一弧形VR显示屏幕时,其包括多个相异表面曲率,即使相机CAM已在预定位置,其和非平面屏幕10的表面各点距离可能不同,例如R1≠R2≠R3≠…≠RN。因此,在本实施例中,色不均瑕疵补偿系统100的相机模块20可使用具备变焦功能的相机CAM,使其旋转到和非平面屏幕10之间的距离为R1~RN时分别以相对应的焦距F1~FN来拍摄画面IMAGE1~IMAGEN,进而补偿非平面屏幕10的区率变化以让画面IMAGE1~IMAGEN能具有相同的分辨率。
图8显示了本发明另一实施例的色不均瑕疵补偿系统100的示意图。在此实施例中,非平面屏幕10为一类球面屏幕或一弧形VR显示屏幕,亦即包括多个相异表面曲率。相机模块20包括多个焦距相异的相机CAM1~CAMN,距离侦测模块30包括多个距离传感器SR1~SRN,距离传感器SR1~SRN可分别安装于相机CAM1~CAMN之上或分别设置在相机CAM1~CAMN隔壁,其中N为大于1的整数。位置校正装置50包括两滑轨41和42、一旋转座44,以及一基柱46。滑轨41和滑轨42分别用来提供彼此垂直的轨道(由虚线表示),亦即提供相较于非平面屏幕10可以左右移动和前后移动的轨道。旋转座44设置于滑轨41的一端,本身可以360度转动,同时也可在滑轨41和滑轨42的轨道上任意移动。滑轨41和滑轨42的轨道交集处的中心点可安装固定于基柱46之上,其中基柱46的高度为可调整,例如采用电动气压升降结构。图8所示的色不均瑕疵补偿系统100在运作时,相机CAM1~CAMN和距离传感器SR1~SRN可设置于位置校正装置50的旋转座44上,其中相机CAM1~CAMN的设置位置对齐旋转座44上同一水平线。处理电路40(未显示)根据距离传感器SR1~SRN量测到的资料判断旋转座44的目前位置是否和一预定位置有所偏离,其中预定位置的高度可根据非平面屏幕10的高度或相机CAM1~CAMN的垂直视角来决定。当旋转座44位于预定位置时,相机CAM1~CAMN至少的一能符合色不均瑕疵补偿系统100的PPD规格。在图8所示的实施例中,相机模块20包括多个焦距相异的相机CAM1~CAMN来补偿非平面屏幕10的表面区率变化,使得画面IMAGE1~IMAGEN能具有相同的分辨率。
图9显示了本发明另一实施例中色不均瑕疵补偿系统100的示意图。在此实施例中,非平面屏幕10为一类球面屏幕或一弧形VR显示屏幕,亦即包括多个相异表面曲率。相机模块20包括多个焦距相同的相机CAM1~CAMN,距离侦测模块30包括多个距离传感器SR1~SRN,距离传感器SR1~SRN可分别安装于相机CAM1~CAMN之上或分别设置在相机CAM1~CAMN隔壁,其中N为大于1的整数。位置校正装置50包括两滑轨41和42、一旋转座44,以及一基柱46。滑轨41和滑轨42分别用来提供彼此垂直的轨道(由虚线表示),亦即提供相较于非平面屏幕10可以左右移动和前后移动的轨道。旋转座44设置于滑轨41的一端,本身可以360度转动,同时也可在滑轨41和滑轨42的轨道上任意移动。滑轨41和滑轨42的轨道交集处的中心点可安装固定于基柱46之上,其中基柱46的高度为可调整,例如采用电动气压升降结构。图9所示的色不均瑕疵补偿系统100在运作时,相机CAM1~CAMN和距离传感器SR1~SRN可设置于位置校正装置50的旋转座44上,其中相机CAM1~CAMN的设置位置分别对齐旋转座44上不同水平线。处理电路40(未显示)根据距离传感器SR1~SRN量测到的资料判断旋转座44的目前位置是否和一预定位置有所偏离,其中预定位置的高度可根据非平面屏幕10的高度或相机CAM1~CAMN的垂直视角来决定。当旋转座44位于预定位置时,相机CAM1~CAMN至少的一能符合色不均瑕疵补偿系统100的PPD规格。在图9所示的实施例中,相机模块20包括多个焦距相同但设置位置相异的相机CAM1~CAMN,因此在拍摄周期内的一特定拍摄时间点,相机CAM1~CAM拍摄到的画面IMAGE1~IMAGEN具有不同的分辨率。针对拍摄周期内的每一拍摄时间点,处理电路40可分别撷取画面IMAGE1~IMAGEN中具有特定分辨率的画面来做为子画面SUB1~SUBN,进而补偿非平面屏幕10的表面区率变化。
图10为本发明另一实施例的色不均瑕疵补偿系统100的示意图。在此实施例中,非平面屏幕10为一圆型曲面屏幕,亦即其表面曲率为固定值。相机模块20包括一相机CAM,距离侦测模块30包括一距离传感器SR,距离传感器SR可安装于相机CAM之上或设置在相机CAM隔壁。位置校正装置50包括一滑轨41、一旋转座44,以及一基柱46。旋转座44可在滑轨41的轨道(由虚线表示)前后移动。滑轨41包括一枢转结构48,可安装于基柱46之上,其中基柱46的高度为可调整,例如采用电动气压升降结构。滑轨41透过枢转结构48枢接于中基柱46,因此能以基柱46为中心做θ度的轴心转动,进而调整旋转座44的角度。图10所示的色不均瑕疵补偿系统100在运作时,相机CAM和距离传感器SR可设置于位置校正装置50的旋转座44上。处理电路40(未显示)根据距离传感器SR1~SRN量测到的资料判断旋转座44的目前位置是否和一预定位置有所偏离。同理,图8和图9所示的不均瑕疵补偿系统100亦可采用图10所示的枢转结构48来调整相机CAM1~CAMN和距离传感器SR1~SRN的角度。
综上所述,本发明提供一种针对非平面屏幕且运算简单的色不均瑕疵补偿系统。在拍摄非平面屏幕的显示画面的过程中,旋转相机已让相机镜头与非平面屏幕之间的距离维持定值,或是利用单一变焦相机、多个焦距相异相机或多个相机设置位置的差异来补偿非平面屏幕的表面曲率变化。因此,无论非平面屏幕的表面曲率如何变化,上述的色不均瑕疵补偿系统都可将屏幕与相机间的角度与距离校正至合适的位置,而更能补偿屏幕的色不均瑕疵。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种色不均瑕疵补偿系统,其特征在于,包括:
一相机模块,用来在一拍摄周期内拍摄一非平面屏幕所显示的影像;
一距离侦测模块,用来在一测试周期内侦测所述相机模块和所述非平面屏幕之间的距离;
一位置校正装置,用来乘载所述相机模块和所述距离侦测模块,并调整所述距离侦测模块的侦测角度、所述相机模块的拍摄角度,以及所述相机模块的位置;以及
一处理电路,用来在所述测试周期内根据所述距离侦测模块量测到的数据控制所述位置校正装置,以将所述相机模块移至一预定位置。
2.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于,所述位置校正装置包括:
一第一滑轨,包括一第一方向的一第一轨道;
一第二滑轨,包括一第二方向的一第二轨道;以及
一旋转座,设置于所述第一滑轨的一端,用来:
乘载所述相机模块和所述距离侦测模块;
透过转动来调整所述相机模块的拍摄角度和所述距离侦测模块的侦测角度,以及
透过在所述第一轨道和所述第二轨道移动来调整所述相机模块的位置,其中:
所述第一方向垂直于所述第二方向;且
所述第一轨道和所述第二轨道交集于至少一中心点。
3.如权利要求2所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于,所述位置校正装置另包括可调整高度的一基柱,且所述第一轨道和所述第二轨道于所述至少一中心点固定于所述基柱上。
4.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于,所述位置校正装置包括:
一基柱;
一滑轨,包括一第一方向的一第一轨道,并于一中心点枢接于所述基柱;
一旋转座,用来:
乘载所述相机模块和所述距离侦测模块;以及
透过在所述轨道上移动来调整所述相机模块的位置;以及
一枢转结构,设置于所述中心点以让所述滑轨以所述基柱为中心做旋转,进而调整所述相机模块的拍摄角度和所述距离侦测模块的侦测角度。
5.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于:
所述非平面屏幕的表面曲率为一固定值;
所述距离侦测模块包括一距离传感器;且
所述处理电路另用来:
在所述测试周期内控制所述位置校正装置以一预定速度和一预定方向转动所述距离传感器;
根据所述距离传感器于所述测试周期内量测到的距离数据判断所述相机模块的位置是否偏离所述预定位置;以及
在判断所述相机模块的位置偏离所述预定位置时,控制所述位置校正装置以将所述相机模块移至所述预定位置。
6.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于,所述距离传感器设置于所述相机模块之上。
7.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于:
所述非平面屏幕的表面曲率为一固定值;且
所述处理电路另用来:
在所述拍摄周期内控制所述位置校正装置以一预定速度和一预定方向转动所述相机模块;
接收所述相机模块于所述拍摄周期内所拍摄的多个画面;
撷取所述多个画面中相对应的多个子画面;以及
将所述多个子画面合成为对应于所述非平面屏幕所显示的所述影像的一平面画面。
8.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于:
所述非平面屏幕包括多个相异表面曲率;
所述相机模块包括一可变焦相机,用来在所述拍摄周期内的多个时间点分别以多个焦距来拍摄多个画面,其中每一焦距的值相关于在相对应时间点时所面对的所述非平面屏幕的表面曲率以使所述多个画面具有一相同分辨率;且
所述处理电路另用来:
在所述拍摄周期内控制所述位置校正装置以一预定速度和一预定方向转动所述可变焦相机以拍摄所述多个画面;
接收所述多个画面并撷取所述多个画面中相对应的多个子画面;以及
将所述多个子画面合成为对应于所述非平面屏幕所显示的所述影像的一平面画面。
9.如权利要求1所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于:
所述非平面屏幕包括多个相异表面曲率;
所述相机模块包括多个相机,用来在所述拍摄周期内的多个时间点分别拍摄多个画面,其中所述多个相机的设置位置分别对齐所述旋转座上不同水平线,使得所述多个相机在每一时间点所拍摄到的所述多个画面中至少包括一特定分辨率的画面;且
所述处理电路另用来:
在所述拍摄周期内控制所述位置校正装置以一预定速度和一预定方向转动所述多个相机以拍摄所述多个画面;
接收每一相机所拍摄的所述多个画面;
针对每一时间点从所述多个画面中分别撷取多个子画面,其中撷取的每一子画面具所述特定分辨率;以及
将所述多个子画面合成为对应于所述非平面屏幕所显示的所述影像的一平面画面。
10.如权利要求7、8或9所述的色不均瑕疵补偿系统,其特征在于,所述处理电路另用来分析所述平面画面和所述非平面屏幕所显示的所述影像之间的差异以进行判读,进而用一算法来补偿所述非平面屏幕的色不均瑕疵。
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