CN114927093A - 一种显示校正装置、显示校正方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种显示校正装置，属于光学器件技术领域。包括：多个不同发光颜色的发光芯片单元、多个校正单元、X‑cube、采集单元和控制单元；发光芯片单元分别设置于X‑cube入光面以放出入射光线；校正单元分别设置于发光芯片单元与X‑cube的不同入光面之间，对入射光线进行校正；采集单元设置于X‑cube的出光面处，用于接收X‑cube射出的出射光线，并生成实际图像传送至控制单元；控制单元接收采集单元传送的实际图像，并分析控制校正单元以使显示校正装置对入射光线进行校正。本公开解决了发光单元贴合失误时补偿校正算法丢失像素行列或无法渲染补偿校正图像的问题，并减少了显示色差。

Description

一种显示校正装置、显示校正方法及存储介质

技术领域

本公开涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种显示校正装置、显示校正方法及存储介质。

背景技术

Micro LED显示技术是以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。目前市场上存在基于Micro LED显示技术的微显示屏制作而成的微显示器，该显示器主要是由X-cube（又称合光棱镜或合色棱镜）与分别放出R、G、B（红、绿、蓝）光的三个发光芯片组成，三个发光芯片贴合于X-cube同一周向的三个不同面上，当上述的三个发光芯片放出光线时，通过X-cube的特殊结构作用，X-cube该周向上未贴合发光芯片的面即射出合光的光线，以达成多色显示的效果。

目前发光芯片的贴合一般是由机器操作的，但因发光芯片和X-cube的体积太小，现有的技术水平并不能做到发光芯片的完美贴合，即使经过多次机器的自行校正也依然无法完全摆脱贴合失误的问题，而发光芯片的贴合失误会导致发光芯片放出的光线产生偏移或旋转，从而使得实际图像与预设图像相去甚远；对于上述存在缺陷的实际图像，一般通过计算机渲染算法实际图像进行校正补偿，但是这种方法存在缺点：一方面，该计算机渲染算法对贴合失误较小而产生的实际图像进行校正补偿时，该算法将会去除掉在实际图像未经合光的部分子像素，也就是说校正后的实际图像比起预设图像会减少几行或几列的子像素造成整体显示尺寸的减少；另一方面，该计算机渲染算法对贴合失误较大而产生的实际图像进行校正补偿时，该算法无法对该实际图像进行校正补偿，从而只能将贴合完成的X-cube报废，因此，目前的生产成本和器件不良率都不尽人意。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，第一方面，本公开提供了一种显示校正装置，包括：

多个不同发光颜色的发光芯片单元、多个校正单元、X-cube、采集单元和控制单元；

所述多个不同发光颜色的发光芯片单元分别设置于X-cube的不同入光面以放出入射光线；

所述多个校正单元分别设置于不同发光颜色的发光芯片单元与X-cube的不同入光面之间，用于对不同发光颜色的发光芯片单元放出的入射光线进行校正；

所述X-cube用于将经校正单元校正后的入射光线合成得到出射光线，并将合成后的出射光线由X-cube的出光面射出；

所述采集单元设置于X-cube的出光面处，用于接收X-cube射出的出射光线，并生成实际图像传送至控制单元；

所述控制单元与发光芯片单元、采集单元、校正单元连接，用于控制不同发光颜色的发光芯片单元以预设图像发出光线；接收采集单元传送的实际图像；根据实际图像与预设图像控制校正单元以使显示校正装置对每个不同发光颜色的发光芯片单元放出的入射光线进行校正。

进一步地，所述校正单元包括偏振选择器和偏振光栅，偏振选择器和偏振光栅的组合有一或多组，所述偏振选择器和偏振光栅贴合，偏振光栅处于接近X-cube入光面的位置；所述控制单元控制偏振选择器以获得对应的偏振光。

进一步地，所述偏振选择器为液晶偏振选择器。

进一步地，所述显示校正装置还包括电压调整单元，所述电压调整单元包括焊盘、控制芯片与金属导线，所述焊盘用于将控制芯片与金属导线焊接在一起以使控制芯片控制液晶偏振选择器，所述控制单元与控制芯片通过金属导线连接以实现独立控制液晶偏振选择器。

进一步地，所述电压调整单元具有多个，连接至液晶偏振选择器周边的不同位置上以实现液晶偏振选择器的区域电压控制。

进一步地，所述校正单元中液晶偏振选择器和偏振光栅的组合的间距相等时，单个电压调整单元连接该校正单元内的每一个液晶偏振选择器的相同位置以输出相等的电压值。

进一步地，所述液晶偏振选择器为圆形。

进一步地，所述校正单元还包括固定外框，所述固定外框将液晶偏振选择器和偏振光栅固定于固定外框内部。

第二方面，本公开提供了一种显示校正方法，应用第一方面的显示校正装置，包括：控制发光芯片单元发出预设图像对应的光线；

获取采集单元接收X-cube射出的出射光线生成的实际图像；

根据实际图像与预设图像确定发光芯片单元的偏移情况，控制所述校正单元以使得实际图像与预设图像相对应。

第三方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行第二方面中所述的方法。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

通过设于不同发光颜色的发光芯片单元和X-cube之间的不同入光面之间的校正单元对入射光线进行校正，使得校正后的图像显示正确且完整，解决了贴合偏移时计算机补偿丢失像素行列或无法渲染校正补偿的问题，使图像子像素对齐且减少了色差；一或多组偏振选择器和偏振光栅的组合增加了显示校正装置的灵活度，可以通过机器贴合精度来决定组合数量避免成本浪费；偏振选择器使用圆形的液晶偏振选择器，并分立多段电压调整单元使得液晶偏振选择器的折射率变化更为平滑，区域电压的变化更均匀，大大提升了液晶偏振选择器的电压控制精度。

附图说明

图1为本公开实施例所述一种显示校正装置的结构示意图；

图2为本公开实施例所述X-cube的原理示意图；

图3为本公开实施例所述一种显示校正装置的X-cube处整体结构示意图；

图4为本公开实施例所述校正单元结构示意图；

图5为本公开实施例所述液晶偏振选择器的结构示意图；

图6为本公开实施例所述一种显示校正方法的流程示意图。

其中，1、发光芯片单元；101、第一发光芯片；102、第二发光芯片；103、第三发光芯片；2、校正单元；201、偏振选择器；202、偏振光栅；203、固定外框；3、采集单元；4、控制单元；5、X-cube；501、蓝色反射膜层；502、绿色反射膜层；6、电压调整单元；601、金属导线；602、控制芯片。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，图1为本公开实施例一种显示校正装置的结构示意图，包括：多个不同发光颜色的发光芯片单元1、多个校正单元2、X-cube5、采集单元3和控制单元4；多个不同发光颜色的发光芯片单元1分别设置于X-cube5的不同入光面以放出入射光线；多个校正单元2分别设置于不同发光颜色的发光芯片单元1与X-cube5的不同入光面之间，用于对不同发光颜色的发光芯片单元1放出的入射光线进行校正；X-cube5用于将经校正单元2校正后的入射光线合成得到出射光线，并将合成后的出射光线由X-cube5的出光面射出；采集单元3设置于X-cube5的出光面处，用于接收X-cube5射出的出射光线，并生成实际图像传送至控制单元4；控制单元4与发光芯片单元1、采集单元3、校正单元2电连接，用于控制不同发光颜色的发光芯片单元1以预设图像发出光线；接收采集单元3传送的实际图像；根据实际图像与预设图像控制校正单元2以使显示校正装置对每个不同发光颜色的发光芯片单元1放出的入射光线进行校正。

具体地，多个不同发光颜色的发光芯片单元分别设置于X-cube5的不同入光面，并与控制单元4相连接，控制单元4对多个不同发光颜色的发光芯片单元下命令以使发光芯片单元1放出入射光，该入射光穿过校正单元2，通过校正单元2的校正之后，射入X-cube5，经由X-cube5的出光面出射。X-cube5由入光面接受不同颜色的光线，并由X-cube5的出光面出射，因为X-cube5的特性，还可以合成多种颜色的光，从而满足多色光线的需求。X-cube5由结构上说，它是由具有不同反射膜层的棱镜组合制成的，X-cube5由多个入光面组成，不同颜色的光线由不同的入光面射入其内部，通过X-cube5内部反射膜层的反射调整，最终使得不同的入光面的光线从同一个出光面出射。

采集单元3的选用本公开未做限制，在本实施例中采集单元3的作用为采集X-cube5出光面射出的光线形成的实际图像。示范性地，采集单元3是CMOS图像传感器，通过COMS图像传感器的Bayer阵列，X-cube5出光面射出的光线被捕捉，形成了彩色图像，该彩色图像即为实际图像。

控制单元4基于预设图像控制不同发光颜色的发光芯片单元1放出预设图像对应的入射光线，该入射光线经过校正单元2的校正，再经过X-cube5的合成得到出射光线，出射光线照射至采集单元3上形成实际图像并接收采集单元3传送的实际图像，该实际图像传输至控制单元4，控制单元4对预设图像和实际图像做分析以确定如何控制校正单元。示例性地，控制单元4可以在预设图像上标记数个像素点，再将预设图像上的标记像素点与实际图像上的标记像素点位置作对比，从而可以得到发光芯片单元1的位置偏移情况，基于该位置偏移情况，控制单元4对校正单元2发送调节指令，令其将发光芯片单元1放出的入射光线偏转，从而起到校正入射光线的作用。上述控制单元4对预设图像和实际图像的分析方式并不限于预先标记像素点的方法，而最终目的是得到偏移情况以决定如何控制校正单元2实现光线校正的目的。

图2为本公开实施例提供的一种X-cube5合光原理示意图，示例性地，发光芯片单元1中设置三个发光芯片，三个发光芯片发出的光均为可见光。第一发光芯片101的发光颜色为红色，第二发光芯片102的发光颜色为绿色，第三发光芯片103的发光颜色为蓝色，均设置在X-cube5的出光面上。第一发光芯片101设置在X-cube5出光面的相对面，因此红色光入射到X-cube5后，直接由X-cube5的出光面出射；绿色光入射到X-cube5后，经绿色反射膜层502反射后由X-cube5的出光面出射；蓝色光入射到X-cube5后，经绿色反射膜层502反射后由X-cube5的出光面出射。需要说明的是，X-cube5内部膜层按照实际情况以及X-cube5的自身使用属性设置即可。

图3为本公开实施例所述一种显示校正装置的X-cube5处结构示意图，结合图1说明，示范性地，本公开将X-cube5的同一周向设定为三面入射面以及一面出射面，入射面上都设置有发光芯片单元1和校正单元2。在设置时，发光芯片单元1和校正单元2紧密贴合在一起，发光芯片单元1和校正单元2的组合尽量与X-cube5的入射面完美贴合，示范性地，将发光芯片单元1和校正单元2的中心位置对齐，发光芯片单元1的边缘和校正单元2边缘对齐并粘贴在一起，再将X-cube5通过柔性爪抓取并由吸盘工具固定在工作台上，再通过外部的抓取装置抓取发光芯片单元1和校正单元2的组合朝着X-cube5上预设的入射面移动，最终将发光芯片单元1和校正单元2的组合贴合固化至X-cube5上。校正单元2的位置更靠近X-cube5上的入射面。发光芯片单元1在本实施例中发射的光线为各不相同的红、蓝、绿单色光的其中一种，示范性地，本实施例的第一发光芯片101为红色，第二发光芯片102为绿色，第三发光芯片103为蓝色。第二发光芯片102的绿色光会经过校正单元2，经校正的绿色光被绿色反射膜层502反射至出光面，第三发光芯片103放出的蓝色光会经过校正单元2，经校正的蓝色光被蓝色反射膜层501反射至出光面，第一发光芯片101的红色光经过校正单元2，但不受X-cube5内的器件影响直接从入光面射至出光面，三种颜色的光线在出光面结合，并形成图像投射至采集单元3以被采集单元3感知。

图4为本公开实施例所述校正单元2结构示意图，校正单元2包括固定外框203、偏振选择器201和偏振光栅202。偏振选择器201和偏振光栅202是两两紧贴组合的，并被卡紧固定在固定外框203内。对于任意一组偏振选择器201和偏振光栅202的组合来说，偏振选择器201的位置靠近发光芯片单元1，偏振光栅202位置靠近X-cube5的入光面。本公开没有对偏振选择器201作具体选定，比如偏振选择器201可以使用偏振片或四分之一波片，偏振选择器201的选用需达成获得圆偏振光且尽量避免光强损失的目的即可。优选地，偏振选择器201在本实施例中为液晶偏振选择器，因液晶偏振选择器的光学各向异性，其具有旋光作用，在对液晶偏振选择器施加对应的电场/电压的情况下可以将发光芯片放出的线偏振光转换为左旋或右旋圆偏振光。又因偏振光栅202的选择性分光特性，因此偏振光栅202能够调控±1级别的能量分布，具体而言，当上述左旋圆偏振光进入偏振光栅202时，只存在+1级的衍射光，由偏振光栅202射出的衍射光变化成了右旋圆偏振光，右旋圆偏振光的方向将会偏向下方；当上述右旋圆偏振光进入偏振光栅202时，只存在-1级的衍射光，由偏振光栅202射出的衍射光变化成了左旋圆偏振光，左旋圆偏振光的方向将会偏向上方。上述的偏振光栅202的偏转角度服从光栅方程。

发光芯片单元1放出的光线由偏振选择器201进入，接着被偏振选择器201转换为左旋或右旋的圆偏振光，左旋或右旋的圆偏振光进入设置好的偏振光栅202，偏振光栅202会将上述左旋或右旋的圆偏振光向上或下偏转，上述操作实现了光线偏转，实现了光线的校正。偏振选择器201和偏振光栅202的组合可以有多组，如上所述，当偏振选择器201和偏振光栅202的组合数为1，该校正单元2可以实现2种方向的角度偏转；当偏振选择器201和偏振光栅202的组合数为n时，该校正单元2可以实现2n的角度偏转。因此当偏振选择器201和偏振光栅202的组合数越多，能够实现的偏转角度就越大。偏振选择器201和偏振光栅202两两组合之间的距离没有限制，优选地，本实施例偏振选择器201和偏振光栅202两两组合之间的距离是相等的，距离相等能够方便计算偏转角度，方便技术人员的调试。偏振选择器201和偏振光栅202的组合数由具体的贴合X-cube5上的发光芯片单元1的贴合设备工艺误差值所决定。如此组合避免了现有技术在X-cube5上的发光芯片单元1贴合失误较大时无法通过计算机补偿算法补偿图像从而导致X-cube5报废的情况，节约了成本；同时也避免了现有技术在X-cube5上的发光芯片单元1贴合时多次计算贴合位置是否正确带来的大量运算量。

结合图3与图4，需要说明的是，本实施例中优选了偏振选择器201为液晶偏振选择器，控制单元4对校正单元2发送调节指令以实现入射光线的校正，具体而言，控制单元4控制校正单元2内的液晶偏振选择器，再配合偏振光栅202以实现光线校正的作用。控制单元4通过发光芯片单元1的位置偏移情况，改变液晶偏振选择器的电压，使发光芯片单元1放出的光线成为左旋或右旋圆偏振光，再配合偏振光栅202以将入射光线偏转，最终使得校正图像与预设图像相对应。

图5为本公开实施例所述偏振选择器201优选为液晶偏振选择器的结构示意图，液晶偏振选择器的边界上具有多个电压调整单元6，电压调整单元6包括焊盘（Bonding Pad，图中未示出）、控制芯片602和金属导线601。焊盘用于将元器件焊接在电路板上以方便连接导线与元器件连接，本实施例中焊盘上焊有控制芯片602，并使其与控制单元4和液晶偏振选择器的边界通过金属导线601连接，控制芯片602接受控制单元4的信号，再控制液晶偏振选择器201的区域电压改变其折射率。本实施例中，控制芯片602与控制单元4的连接有多组，液晶偏振选择器与控制单元4的连接有多组，电压调整单元6分立连接至液晶偏振选择器的不同边界上，当某个校正单元2内偏振选择器201和偏振光栅202的两两组合数大于2，且两两组合间距离固定时，单个控制芯片602能够控制该校正单元2中所有的液晶偏振选择器的相同对应区域，该对应区域的控制电压相等，也就是说当偏振选择器201和偏振光栅202的两两组合间距相等时可以减少控制芯片602的使用数量。液晶偏振选择器的形状不做任何限定，可以为矩形、三角形等等适于生产的形状，本实施例优选了圆形的液晶偏振选择器，圆形的液晶偏振选择器使得液晶偏振选择器周围电场改变时，液晶偏振选择器的折射率的变化更加均匀，且配合多个电压调整单元6的连接结构，提高了液晶偏振选择器折射率控制的精准度。在本实施例中，优选地，每段电压调整单元6控制边界长度为1~10微米，该范围使得液晶偏振选择器每个控制区域的电压区域相等。

图6为本公开实施例所述一种显示校正方法的流程示意图，包括以下步骤：

S110：控制发光芯片单元发出预设图像对应的光线。

控制单元4根据预设图像控制发光芯片单元1发出对应的红、绿、蓝色光线，光线通过校正单元2，再经过X-cube5的合光后，在采集单元3上形成实际图像。

S120：获取采集单元3接收X-cube5射出的出射光线生成的实际图像。

采集单元3接受经X-cube5射出的光线，并在采集单元3上生成实际图像，将该实际图像传送至控制单元4。

S130：根据实际图像确定不同发光颜色的发光芯片单元1的偏移情况，控制所述校正单元以使得实际图像与预设图像相对应。

控制单元4对预设图像和实际图像做分析。示例性地，预先在预设图像上设置了数个特殊像素点，对实际图像进行外观检测，获知实际图像内的该特殊像素点中子像素点的位置，将实际图像内特殊子像素点位置与预设图像特殊子像素点位置对比，即可得到各发光芯片单元的偏移情况，基于该偏移情况，控制校正单元以使得实际图像和预设图像相对应，至此完成校正操作。

本公开还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任意实施例所述的显示校正方法。计算机可读存储介质的例子包括但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（Random Access Memory ，RAM）、只读存储器(Read-Only Memory ，ROM)、可擦式可编程只读存储器(ElectricalProgrammable Read Only Memory，EPROM)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

本公开的上述实施例提供的存储介质与本公开实施例提供的方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序或指令所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种显示校正装置，其特征在于，包括：

多个不同发光颜色的发光芯片单元、多个校正单元、X-cube、采集单元和控制单元；

所述多个不同发光颜色的发光芯片单元分别设置于X-cube的不同入光面以放出入射光线；

所述多个校正单元分别设置于不同发光颜色的发光芯片单元与X-cube的不同入光面之间，用于对不同发光颜色的发光芯片单元放出的入射光线进行校正；

所述X-cube用于将经校正单元校正后的入射光线合成得到出射光线，并将合成后的出射光线由X-cube的出光面射出；

所述采集单元设置于X-cube的出光面处，用于接收X-cube射出的出射光线，并生成实际图像传送至控制单元；

所述控制单元与发光芯片单元、采集单元、校正单元连接，用于控制不同发光颜色的发光芯片单元以预设图像发出光线；接收采集单元传送的实际图像；根据实际图像与预设图像控制校正单元以使显示校正装置对每个不同发光颜色的发光芯片单元放出的入射光线进行校正。

2.根据权利要求1所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述校正单元包括偏振选择器和偏振光栅，偏振选择器和偏振光栅的组合有一或多组，所述偏振选择器和偏振光栅贴合，偏振光栅处于接近X-cube入光面的位置；所述控制单元控制偏振选择器以获得对应的偏振光。

3.根据权利要求2所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述偏振选择器为液晶偏振选择器。

4.根据权利要求3所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述显示校正装置还包括电压调整单元，所述电压调整单元包括焊盘、控制芯片与金属导线，所述焊盘用于将控制芯片与金属导线焊接在一起以使控制芯片控制液晶偏振选择器，所述控制单元与控制芯片通过金属导线连接以实现独立控制液晶偏振选择器。

5.根据权利要求4所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述电压调整单元具有多个，连接至液晶偏振选择器周边的不同位置上以实现液晶偏振选择器的区域电压控制。

6.根据权利要求4所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述校正单元中液晶偏振选择器和偏振光栅的组合的间距相等时，单个电压调整单元连接该校正单元内的每一个液晶偏振选择器的相同位置以输出相等的电压值。

7.根据权利要求6所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述液晶偏振选择器为圆形。

8.根据权利要求6所述的一种显示校正装置，其特征在于，所述校正单元还包括固定外框，所述固定外框将液晶偏振选择器和偏振光栅固定于固定外框内部。

9.一种显示校正方法，其特征在于，应用权利要求1-8任一项所述的显示校正装置，包括：

控制发光芯片单元发出预设图像对应的光线；

获取采集单元接收X-cube射出的出射光线生成的实际图像；

根据实际图像与预设图像确定发光芯片单元的偏移情况，控制所述校正单元以使得实际图像与预设图像相对应。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求9中所述的方法。

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