CN111462693A - 一种对amoled曲面屏进行外部光学补偿的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的方法及系统，该方法包括：数据获取步骤：采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系；矫正步骤：对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正；补偿步骤：同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。本发明的有益效果是：本发明能够应用于AMOLED曲面屏Demura工艺所需子像素级光学亮度数据，适用性强，可用于离线及在线Demura设备上，可进行多种AMOLED曲面显示产品的Demura技术处理。

Description

一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机视觉检测技术和显示技术领域，尤其涉及一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的方法及系统。

背景技术

在AMOLED显示屏生产过程中由于材料、工艺等原因，会有部分产品出现画面显示亮度不均的现象，也就是Mura，这种亮度不均的斑点痕迹会给视觉上带来不舒适感，留有这种痕迹的产品无法达到终端客户的规格要求，一般只能报废或降级处理。针对AMOLED工艺的外部补偿系统是将存在Mura不良的显示屏通过先进的子像素级光学成像技术和软件算法消除Mura，使得显示屏的显示质量达到面板厂出货规格要求，提高显示屏量产的良率。随着AMOLED需求及产能增加，光学外部补偿(又称作Demura技术)作为AMOLED生产的后端工艺步骤，对保证出厂产品质量，分析前段工艺不良，降低材料损耗，大幅提升良率起着重要作用，成为模组段不可或缺的技术。目前AMOLED 2D平面显示产品的Demura技术已经成熟并已投入量产。

然而，智能终端产品形态越来越丰富，尤其是为了增加用户体验，主流手机产品充分利用AMOLED显示技术的优点，不断提高屏占比，甚至将手机两侧发展为屏幕的一部分，从而各种不同弯曲角度的曲面屏层出不穷，目前甚至发展出了接近完全垂直的“瀑布屏”。曲面区也必须进行Mura补偿，否则产品可能不达标，但如果单独配置传感器对曲面区进行亮度提取，不仅会加大成本，使得设备构造变得复杂，还会带来图像算法处理及拼接等新的问题，影响T/T。因此，这一产品形态由平面(2D)向曲面(2.5D或3D)的变化对光学检测及外部光学补偿修复技术带来了新的挑战。

发明内容

本发明提供了一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的方法，包括：

步骤1，数据获取步骤：采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系，并进行平面区和曲面区的数据合成；

步骤2，矫正步骤：对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正，利用曲面弯曲渐变的特性，建立曲面区与平面区像素亮度拟合关系，用以消除一次性成像过程中光程差、聚焦度、以及光学损耗带来的差别；

步骤3，补偿步骤：同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1，数据获取步骤中，通过导入不同R、G、和B单色画面点屏并进行相机采图，根据相机中图片的平均亮度，自然将成像区域分成平面区A和多个曲面区C，识别平面区A和多个曲面区的子像素物理排列关系，并分别按照对AMOLED曲面屏物理分辨率定位平面区A和曲面区C_i中R、G、和B画面的像团在相机中的位置以及对应于以平面区A和曲面区C_i的像素位置索引。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1，数据获取步骤中，连接一块需要进行Demura的AMOLED曲面屏并送到检测成像设备中，导入一幅白色画面到驱动装置，调节放置在AMOLED曲面屏侧边的光学器件，使其能将曲面区发光区域的所有发光像素折射或反射到水平方向，并能与平面发光区一起呈现在相机视野内，进行拍照；若相机拍照的画面具有光学器件折射或反射形成的天然分割线，那么以该天然分割线将成像区域分成平面区和曲面区；若相机拍照的画面不具有光学器件折射或反射形成的天然分割线，那么则需要设计并调整驱动画面信号，按照AMOLED曲面屏规格设定分割线或者棋盘格，采用阈值分割方法将AMOLED曲面屏分割成平面区和曲面区，并记录不同区域的相对位置。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1，数据获取步骤中，在成像图片进行分区分割后的平面区A和多个曲面区C的子图像中，分别实施对应到AMOLED曲面屏发光子像素的亮团中心位置的定位标记、并按照顺序建立像素位置索引(I,J)，该像素位置索引对应到AMOLED曲面屏的发光子像素个数,分别得到平面区提取的亮度数据L_A(m,n)和曲面区提取的亮度数据{L_C(g,k)，C有多个},最终合并为与AMOLED曲面屏物理分辨率大小一致的亮度数据M(I,J),不同灰阶及颜色通道的亮度数据M(I,J)组合成全部子像素亮度数据集M_color,gray(I,J)＝{......M_R,64(I,J),M_G,64(I,J),M_B,64(I,J)......}。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2，矫正步骤中，通过分别求取平面区A区和各曲面区C沿着不同AMOLED曲面屏Gate方向或者Source方向按一定间隔分割后的平均亮度，建立渐变模型，并通过拟合渐变模型的系数或建立映射表将平面区A区和各曲面区C亮度的平均数值调整到统一水平。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2，矫正步骤中，通过渐变模型，将某一灰阶和颜色通道下的平面区亮度数据L_A(m,n)和曲面区亮度数据{L_C(g,k)}进行评估，使其按所对应按AMOLED曲面屏曲面位置关系调整到同样的基准水平，即构成基准平均亮度，基准平均亮度表示为：Mean[L_A(m,n)]＝α_k*Mean(L_C(g,：))或Mean[L_A(m,n)]＝β_g*Mean(L_C(：,k))其中的：表示对该列或者改行求平均，α_k*和β_g*表示对曲面区数据进行调整所施加的模型和操作。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2，矫正步骤中，分别对曲面区亮度数据{L_C(g,k)，C有多个}进行了α_k*和β_g*操作，合成新的数据集

作为本发明的进一步改进，在所述步骤3，补偿步骤中，通过新的数据集

实施与2D平面OLED屏同样的Demura流程，并获得对AMOLED曲面屏的准确Demura修复效果。

本发明还提供了一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的系统，包括：

数据获取模块：用于采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系，并进行平面区和曲面区的数据合成；

矫正模块：用于对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正，利用曲面弯曲渐变的特性，建立曲面区与平面区像素亮度拟合关系，用以消除一次性成像过程中光程差、聚焦度、以及光学损耗带来的差别；

补偿模块：用于同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。

作为本发明的进一步改进，在所述矫正模块中，分别对曲面区亮度数据{L_C(g,k)，C有多个}进行了α_k*和β_g*操作，合成新的数据集

在所述补偿模块中，通过新的数据集

实施与2D平面OLED屏同样的Demura流程，并获得对AMOLED曲面屏的准确Demura修复效果。

本发明的有益效果是：本发明针对特定曲面屏的特点给出不同的亮度成像及数据提取方案，本发明能够应用于AMOLED曲面屏Demura工艺所需子像素级光学亮度数据，适用性强，可用于离线及在线Demura设备上，可进行多种AMOLED曲面显示产品的Demura技术处理。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是对AMOLED曲面屏的平面区A和曲面区(C1和C2)成像原始照片样例图；

图3是进行平面区和曲面区分别进行子像素定位及亮度提取和矫正的相机所输出原始图像对比图；

图4是曲面屏在亮度灰阶补偿前后的亮度均一性对比图。

具体实施方式

本发明公开了一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿(Demura)的方法，用以实现AMOLED曲面屏的自动外部光学补偿，提高AMOLED曲面屏的发光一致性，提高产品良率。

AMOLED曲面屏包括平面区和曲面区。

如图1所示，一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的方法，包括：

步骤1，数据获取步骤：采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系，并进行平面区和曲面区的数据合成。

步骤2，矫正步骤：对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正，利用曲面弯曲渐变的特性，建立曲面区与平面区像素亮度拟合关系，用以消除一次性成像过程中光程差、聚焦度、以及光学损耗带来的差别。

步骤3，补偿步骤：兼容平面型产品的成套Demura技术，包括采用相机与驱动屏体的信号发生器同步技术，同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。

在步骤1，数据获取步骤中，通过导入不同R、G、和B单色画面点屏并进行相机采图，根据相机中图片的平均亮度，自然将成像区域分成平面区A和多个曲面区C,特别地，如果是双曲面标记为C₁、C₂，如果是四曲面则标记为C₁、C₂、C₃和C₄。利用已有图像处理方法，识别平面区A和多个曲面区的子像素物理排列关系，并分别按照对AMOLED曲面屏物理分辨率定位平面区A和曲面区C_i中R、G、和B画面的像团在相机中的位置以及对应于以平面区A和曲面区C_i的像素位置索引。

具体为，在步骤1中，进行一次性曝光拍照，将成像区域分成平面区A和多个曲面区C的技术方案是：连接一块需要进行Demura的AMOLED曲面屏并送到检测成像设备中，导入一幅白色画面到驱动装置，调节放置在AMOLED曲面屏侧边的光学器件(如全反射棱镜或者平面镜)，使其能将曲面区发光区域的所有发光像素折射或反射到水平方向，并能与平面发光区一起呈现在相机视野内，进行拍照(见图2)。若相机拍照的画面具有光学器件折射或反射形成的天然分割线，如图2所示，那么以该天然分割线将成像区域分成平面区和曲面区；若相机拍照的画面不具有光学器件折射或反射形成的天然分割线，那么则需要设计并调整驱动画面信号，按照AMOLED曲面屏规格设定分割线或者棋盘格，采用阈值分割方法将AMOLED曲面屏分割成平面区和曲面区，并记录不同区域的相对位置。

在步骤1中，在成像图片进行分区分割后的平面区A和多个曲面区C的子图像中，分别实施对应到AMOLED曲面屏发光子像素的亮团中心位置的定位标记、并按照顺序建立像素位置索引(I,J)，该像素位置索引对应到AMOLED曲面屏的发光子像素个数,分别得到平面区提取的亮度数据L_A(m,n)和曲面区提取的亮度数据{L_C(g,k)，C有多个},最终合并为与AMOLED曲面屏物理分辨率大小一致的亮度数据M(I,J),不同灰阶及颜色通道的亮度数据M(I,J)组合成全部子像素亮度数据集M_color,gray(I,J)＝{......M_R,64(I,J),M_G,64(I,J),M_B,64(I,J)......}。

在步骤1中，得到全部子像素亮度数据集的具体技术方案为：导入一幅红色(绿色或蓝色)画面到驱动装置，在获得同一视场下平面区及曲面区的所有发光点能进行成像的条件后，对成像装置进行调整，使得平面区处于较为清晰的对焦状态，如图3上半行所示。此时，保证曲面区还处于相机景深范围内并可以成像，由于光路原因，其整体亮度相比平面区会有变弱，在确保每一列和每一行发光子像素都能在相机图像中形成光团(见图3下半行)的前提下，切换R、G、B不同颜色的低、中、高若干不同灰阶信号(例如16，32，64，96，128，160，196，224，255)，并依次刷新画面并同步拍照，分别按照平面区和曲面区进行子像素定位和亮度提取，然后合成与AMOLED曲面屏物理分辨率对应的全部子像素亮度数据集M_color,gray(I,J)。

在步骤2，矫正步骤中，下发单色画面并拍照后，平面区A和曲面区C会由于具体成像条件不同或者由于曲面区域本身性能差异，产生亮度等级上的渐变或突变，可以通过分别求取平面区A区和各曲面区C沿着不同AMOLED曲面屏Gate方向或者Source方向按一定间隔分割后的平均亮度，建立渐变模型，并通过拟合渐变模型的系数或建立映射表将平面区A区和各曲面区C亮度的平均数值调整到统一水平；但各区域子像素见反映屏体Mura缺陷的特性得以保留。

具体为：平面区A以及曲面区C不同部分的亮团总亮度所合成的数据集M_color,gray(I,J)因成像光路原因不能正确反映曲面屏每个子像素在不同灰阶下真实发光数据的比例关系，因此需要进行一定的校准操作。通过建立渐变模型(线性或者非线性模型)，将某一灰阶和颜色通道下的分区亮度数据L_A(m,n)和{L_C(g,k)}进行合理评估，使其按所对应按屏体曲面位置关系调整到同样的基准水平，即构成基准平均亮度：

Mean[L_A(m,n)]＝α_k*Mean(L_C(g,：))

或Mean[L_A(m,n)]＝β_g*Mean(L_C(：,k))

其中的“：”表示对该列或者改行求平均，α_k*和β_g*表示对曲面区数据进行调整所施加的模型和操作。

通过基准平均亮度Mean[L_A(m,n)]建立对应关系和调整模型，依照曲面方向，逐列或者逐列块对曲面区提取的数据进行校准变换，例如按照亮度沿曲面方向衰减拟合曲线，并按照不同因子的线性放大到与平面区均值相当的水平；如果是四曲面屏，还需对另两个曲面区进行逐行调整。

通过以上曲面区数据调整操作后，分别对曲面区亮度数据{L_C(g,k)，C有多个}进行了α_k*和β_g*操作，并合成新的数据集

在步骤3，补偿步骤中，通过新的数据集

实施与2D平面OLED屏同样的Demura流程，并获得对AMOLED曲面屏的准确Demura修复效果。

具体为：将新的数据集当作和平面显示屏一样的Demura原始亮度数据，实施后续Demura补偿数据计算、压缩和烧录，完成整个AMOLED曲面屏的demura过程，显著改善曲面屏的亮度均一性，参见图4。

本发明还公开了一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的系统，包括：

数据获取模块：用于采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系，并进行平面区和曲面区的数据合成；

矫正模块：用于对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正，利用曲面弯曲渐变的特性，建立曲面区与平面区像素亮度拟合关系，用以消除一次性成像过程中光程差、聚焦度、以及光学损耗带来的差别；

补偿模块：用于同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。

在所述矫正模块中，分别对曲面区亮度数据{L_C(g,k)，C有多个}进行了α_k*和β_g*操作，合成新的数据集

在所述补偿模块中，通过新的数据集

实施与2D平面OLED屏同样的Demura流程，并获得对AMOLED曲面屏的准确Demura修复效果。

本发明是一种基于机器视觉的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示屏用于Demura工艺设备的光学亮度数据提取、合成及矫正方法，它具有快速、高效、屏幕规格及分辨率适用范围广、能适应具有不同侧边曲面屏形态的产品，例如44度、57度、以及88度(瀑布屏)侧边弯曲角等特点。主要包括AMOLED发光屏幕RGB三色画面在平面区和曲面区不同灰阶子像素的发光亮度数据提取，拼接以及失焦和光路衰减校准，从而提供产品真实亮度数据，可对应后续采用不同方案来生成均一性的多种形式补偿数据，存储补偿数据和硬件实现的实时补偿。本发明针对特定曲面屏的特点给出不同的亮度成像及数据提取方案，本发明能够应用于AMOLED曲面屏Demura工艺所需子像素级光学亮度数据，适用性强，可用于离线及在线Demura设备上，可进行多种AMOLED曲面显示产品的Demura技术处理。

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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的方法，其特征在于，包括：

步骤1，数据获取步骤：采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系，并进行平面区和曲面区的数据合成；

步骤2，矫正步骤：对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正，利用曲面弯曲渐变的特性，建立曲面区与平面区像素亮度拟合关系，用以消除一次性成像过程中光程差、聚焦度、以及光学损耗带来的差别；

步骤3，补偿步骤：同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1，数据获取步骤中，通过导入不同R、G、和B单色画面点屏并进行相机采图，根据相机中图片的平均亮度，自然将成像区域分成平面区A和多个曲面区C，识别平面区A和多个曲面区的子像素物理排列关系，并分别按照对AMOLED曲面屏物理分辨率定位平面区A和曲面区C_i中R、G、和B画面的像团在相机中的位置以及对应于以平面区A和曲面区C_i的像素位置索引。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤1，数据获取步骤中，连接一块需要进行Demura的AMOLED曲面屏并送到检测成像设备中，导入一幅白色画面到驱动装置，调节放置在AMOLED曲面屏侧边的光学器件，使其能将曲面区发光区域的所有发光像素折射或反射到水平方向，并能与平面发光区一起呈现在相机视野内，进行拍照；若相机拍照的画面具有光学器件折射或反射形成的天然分割线，那么以该天然分割线将成像区域分成平面区和曲面区；若相机拍照的画面不具有光学器件折射或反射形成的天然分割线，那么则需要设计并调整驱动画面信号，按照AMOLED曲面屏规格设定分割线或者棋盘格，采用阈值分割方法将AMOLED曲面屏分割成平面区和曲面区，并记录不同区域的相对位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤1，数据获取步骤中，在成像图片进行分区分割后的平面区A和多个曲面区C的子图像中，分别实施对应到AMOLED曲面屏发光子像素的亮团中心位置的定位标记、并按照顺序建立像素位置索引(I,J)，该像素位置索引对应到AMOLED曲面屏的发光子像素个数,分别得到平面区提取的亮度数据L_A(m,n)和曲面区提取的亮度数据{L_C(g,k)，C有多个},最终合并为与AMOLED曲面屏物理分辨率大小一致的亮度数据M(I,J),不同灰阶及颜色通道的亮度数据M(I,J)组合成全部子像素亮度数据集M_color,gray(I,J)＝{......M_R,64(I,J),M_G,64(I,J),M_B,64(I,J)......}。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤2，矫正步骤中，通过分别求取平面区A区和各曲面区C沿着不同AMOLED曲面屏Gate方向或者Source方向按一定间隔分割后的平均亮度，建立渐变模型，并通过拟合渐变模型的系数或建立映射表将平面区A区和各曲面区C亮度的平均数值调整到统一水平。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤2，矫正步骤中，通过渐变模型，将某一灰阶和颜色通道下的平面区亮度数据L_A(m,n)和曲面区亮度数据{L_C(g,k)}进行评估，使其按所对应按AMOLED曲面屏曲面位置关系调整到同样的基准水平，即构成基准平均亮度，基准平均亮度表示为：Mean[L_A(m,n)]＝α_k*Mean(L_C(g,：))或Mean[L_A(m,n)]＝β_g*Mean(L_C(：,k))其中的：表示对该列或者改行求平均，α_k*和β_g*表示对曲面区数据进行调整所施加的模型和操作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤2，矫正步骤中，分别对曲面区亮度数据{L_C(g,k)，C有多个}进行了α_k*和β_g*操作，合成新的数据集

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤3，补偿步骤中，通过新的数据集

实施与2D平面OLED屏同样的Demura流程，并获得对AMOLED曲面屏的准确Demura修复效果。

9.一种对AMOLED曲面屏进行外部光学补偿的系统，其特征在于，包括：数据获取模块：用于采用一次性对AMOLED曲面屏的平面区和曲面区进行同时曝光拍照，分别自动识别平面区和曲面区的子像素物理排列关系，并进行平面区和曲面区的数据合成；

矫正模块：用于对平面区和曲面区的光学亮度数据进行整体亮度矫正，利用曲面弯曲渐变的特性，建立曲面区与平面区像素亮度拟合关系，用以消除一次性成像过程中光程差、聚焦度、以及光学损耗带来的差别；

补偿模块：用于同步采集AMOLED曲面屏不同颜色通道和灰阶信号下的图像，完成对AMOLED曲面屏的外部光学补偿。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述矫正模块中，分别对曲面区亮度数据{L_C(g,k)，C有多个}进行了α_k*和β_g*操作，合成新的数据集

在所述补偿模块中，通过新的数据集

实施与2D平面OLED屏同样的Demura流程，并获得对AMOLED曲面屏的准确Demura修复效果。

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