CN117672161A - 一种显示器的亮色度补偿装置及方法 - Google Patents

一种显示器的亮色度补偿装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种显示器的亮色度补偿装置及方法，属于显示器领域，装置包括：第一成像设备、第二成像设备、分光器件以及处理模块；分光器件，设置于显示器上方，用于将从显示器上反射的光线划分为两路，一路为可见光线，另一路为红外光线；第一成像设备，用于对可见光线成像，获取第一成像图像；第二成像设备，用于对红外光线成像，获取第二成像图像；所述处理模块，用于基于所述第二成像图像确定显示器各个区域的温度，且基于所述第一成像图像提取显示器各像素的亮色度，之后根据显示器各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。本发明能够进行温度相关的显示器亮色度均一性补偿和调校。

Description

一种显示器的亮色度补偿装置及方法
技术领域
本发明属于显示器领域，更具体地，涉及一种显示器的亮色度补偿装置及方法。
背景技术
显示技术在社会生活中占据者重要作用。包括电视设备的显示屏，显示技术是电子设备如手机，电视或电脑等核心组成部分。发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-EmittingDiode，OLED)、微型发光二极管(Micro-LED)以及次毫米发光二极管(Mini LED)的显示技术，使设备具备高的分辨率，丰富的颜色和良好的对比度。在广告和展示行业也起着关键作用，例如：电子显示屏幕广告，户外大屏幕，LED显示屏和投影仪等用于传达信息和展示产品。另外，在汽车显示，以及医疗和健康检测，显示技术也应用广泛。
显示质量的好坏受多种方面的影响。其中，一些典型的评价显示质量的方式，包括显示均匀性，色度均匀性等。在一些场景下，还需要针对不均匀的显示效果，通过一些调校技术进行补偿，使得显示画面变得均匀。不均匀的现象呈现在屏幕上，就是一些团装或者颗粒状的缺陷，我们称之为亮色度不均匀(Mura)。而补偿的过程，就是通过改变每个像素或者像素块，使得整个面的效果均匀化，我们称之为亮色度均匀性校正(DeMura)。举个例子，当显示器每个像素在相同电流下面，若显示器左上角亮度偏高。那么，先需要用过面阵的亮度或者色度计测量面内每个区域的亮度或者色度值，评估其均一性。然后相对应的调节左上角的像素驱动电流或者电压，来将左上角的亮度降低，达到画面均匀的效果。
因此，如何有效的进行显示器显示质量的评估，及精准的调校是控制显示质量的重要关键技术。现有的技术方案，最简单的方式是，利用工业相机，或者亮度计，色度计对显示画面各点(或个像素)进行测量，然后生成亮度均一性数据，再反馈屏幕的驱动进行电流或者电压调节。但是目前这种主流办法存在不足。显示器的显示质量，随着温度的变化而变化。不可忽视的是，当温度变化时，同一个驱动电流下面，其显示亮度效果，色度效果不一样。因此，现有技术需要一种能实时评估显示屏温度和显示亮色度的方法和装置。且这种装置需要系统简单，集成化，避免非同步测量带来的误差。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种显示器的亮色度补偿装置及方法，旨在解决现有显示器亮色度补充方案忽略显示器温度变化对亮色度补偿效果的影响，导致亮色度补偿效果不佳的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种显示器的亮色度补偿装置，包括：分光器件、第一成像设备、第二成像设备以及处理模块；
所述分光器件，设置于显示器上方，用于将从显示器上反射的光线划分为两路，一路为可见光线，另一路为红外光线；
所述第一成像设备，用于对所述可见光线成像，获取第一成像图像；
所述第二成像设备，用于对所述红外光线成像，获取第二成像图像；
所述处理模块，用于基于所述第二成像图像确定显示器各个区域的温度，且基于所述第一成像图像提取显示器各像素的亮色度，之后根据显示器各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
需要说明的是，分光器件可以通过分光镜、分光棱镜等光学器件实现。第一成像设备可以通过可见光面阵相机或成像色度计等设备实现，第二成像设备可以通过红外相机等能够收集红外波段进行成像的设备实现。
可以理解的是，本发明在对显示器进行温度相关的亮色度补偿之前，调整显示器的温度，获取显示器亮色度均匀时的亮色度值随温度变化的关系曲线。之后再进行亮色度补偿时，测量显示器的温度和亮色度值，对比所述关系曲线，确定此时亮色度达到均匀时所需的补偿值，根据补偿值对显示器进行温度相关的亮色度补偿，可以保证显示器的亮色度补偿效果，更好的评估显示器实际温度工况下的显示效果。
本发明通过分光器件能够在测量显示器亮色度的同时测量显示器的温度，对显示器进行温度相关的亮色度补偿。相比现有未考虑显示器温度的亮色度补偿方案，本发明提高了显示器的亮色度补偿精度，且简化了显示器亮色度补偿装置，能够便捷高效的对显示器进行高精度的亮色度补偿。
在一个示例中，该装置还包括：至少一个温度传感器；
所述至少一个温度传感器，分散设置在所述显示器背面，用于测量所述显示器上至少一处的温度；
所述处理模块，根据所述至少一处的温度对所述显示器各个区域的温度进行标定，得到标定后的各个区域的温度；以及根据所述标定后的各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
具体地，第一成像图像为可见光成像图像，第二成像图像为红外光成像图像。本发明可以在显示器的底部增加至少一个温度传感器，用于测量显示器上不同点的温度，之后对红外光成像图像测量的温度值进行标定或补偿，提高对显示器的温度测量精度。
在一个示例中，所述处理模块，利用各温度传感器测量的显示器不同位置温度值对基于第二成像图像确定的显示器对应位置的温度进行标定，确定对应位置的标定系数；以及基于不同位置的标定系数对基于第二成像图像确定的显示器各区域的温度进行空间插值，以得到标定后的各个区域的温度。
在一个示例中，所述处理模块，根据预先获取的显示器亮色度均匀状态下不同温度与对应亮色度的关系曲线对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
在一个示例中，该装置还包括：第一透镜组件；
所述第一透镜组件，设置于所述显示器和分光器件之间，用于保证所述第一成像设备和第二成像设备能够获取对应的成像图像，且提高所述第一成像图像的成像分辨率。
需要说明的是，由于红外光成像并不需要很高空间分辨率，因此，第一透镜组件的成像品质需要优先保证可见光成像，用于提高对显示器的亮色度测量精度。
在一个示例中，该装置还包括：第二透镜组件；
所述第二透镜组件，设置于所述分光器件和第二成像设备之间，用于提高所述第二成像图像的成像分辨率。
在一个示例中，所述分光器件为分光棱镜。
第二方面，本发明提供了一种显示器的亮色度补偿方法，包括以下步骤：
通过在显示器上方设置分光器件的方式同步获取显示器的可见光成像图像和红外光成像图像；
基于所述红外光成像图像确定显示器各个区域的温度；
基于所述可见光成像图像提取显示器各像素的亮色度；
根据显示器各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
在一个示例中，该方法还包括以下步骤：
通过显示器背面设置的至少一个温度传感器测量显示器上至少一处的温度；
根据所述至少一处的温度对所述显示器各个区域的温度进行标定，得到标定后的各个区域的温度；
根据所述标定后的各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
在一个示例中，所述标定后的各个区域的温度，通过如下步骤确定：
利用各温度传感器测量的显示器不同位置温度值对基于红外光成像图像确定的显示器对应位置的温度进行标定，确定对应位置的标定系数；
基于不同位置的标定系数对基于红外光成像图像确定的显示器各区域的温度进行空间插值，以得到标定后的各个区域的温度。
在一个示例中，根据预先获取的显示器亮色度均匀状态下不同温度与对应亮色度的关系曲线对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供一种显示器的亮色度补偿装置及方法，基于分光器件在测量显示器亮色度的同时测量显示器的温度，对显示器进行温度相关的亮色度补偿。相比现有未考虑显示器温度的亮色度补偿方案，本发明提高了显示器的亮色度补偿精度，且简化了显示器亮色度补偿装置，能够便捷高效的对显示器进行高精度的亮色度补偿。本发明能同时进行显示器面内温度测量和亮色度评估，可以得到亮色度信息随温度的变化规律，进行温度相关的显示器亮色度均一性补偿和调校。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种显示器的亮色度补偿装置架构图；
图2是本发明实施例提供的另一种显示器的亮色度补偿装置架构图；
图3是本发明实施例提供的多个温度传感器在显示器上的一种分布示意图；
图4是本发明实施例提供的显示器的亮色度补偿方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一成像设备和第二成像设备等是用于区别不同的成像设备，而不是用于描述成像设备的特定顺序；第一透镜组件和第二透镜组件等是用于区别不同的透镜组件，而不是用于描述透镜组件的特定顺序。
在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
接下来，对本发明实施例中提供的技术方案进行介绍。
图1是本发明实施例提供的一种显示器的亮色度补偿装置架构图；如图1所示，包括：分光器件200、第一成像设备300、第二成像设备400、处理模块500、温度传感器600、第一透镜组件700以及第二透镜组件800。
其中，第一透镜组件700和第二透镜组件800作为补偿装置的可选部件，在装置的补偿效果能够达到需求时，两个透镜组件可以去除。
具体地，分光器件200，设置于显示器100上方，用于将从显示器100上反射的光线划分为两路，一路为可见光线，另一路为红外光线。
第一成像设备300，用于对所述可见光线成像，获取第一成像图像。
第二成像设备400，用于对所述红外光线成像，获取第二成像图像。
第一透镜组件700，设置于所述显示器100和分光器件200之间，用于保证所述第一成像设备300和第二成像设备400能够获取对应的成像图像，且提高所述第一成像图像的成像分辨率。
所述第二透镜组件800，设置于所述分光器件200和第二成像设备400之间，用于提高所述第二成像图像的成像分辨率。
处理模块500，用于基于所述第二成像图像确定显示器100各个区域的温度，且基于所述第一成像图像提取显示器100各像素的亮色度，之后根据显示器100各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器100进行温度相关的亮色度补偿。
温度传感器600具有至少一个，至少一个温度传感器600分散设置在所述显示器100背面，用于测量所述显示器100上至少一处的温度。
处理模块500，基于至少一个温度传感器600测量的显示器100各处的温度对所述显示器100各个区域的温度进行补偿，之后根据显示器100各个区域温度的补偿值和提取的各像素的亮色度对所述显示器100进行温度相关的亮色度补偿。
处理模块500，将至少一个温度传感器600测量的至少一个温度作为显示器100对应区域的温度补偿值，并参考所述显示器100各个区域的温度的分布情况对所述至少一个温度进行空间插值，得到未设置温度传感器600的显示器100各区域的温度补偿值。
处理模块500，根据预先获取的显示器100在不同温度下的亮色度补偿参数对所述显示器100进行温度相关的亮色度补偿；所述显示器100在不同温度下的亮色度补偿参数通过显示器100在亮色度均匀状态时在不同温度下呈现的亮色度值确定。
在一个可能的实现方式中，本发明中第一成像设备300和第二成像设备400可以不通过分光器件200分光，即将图1中的分光器件100去掉。此后将第一成像设备300和第二成像设备均设置在显示器100的上方，获取对应的可见光成像图像和红外光成像图像，或者将第一成像设备300设置在显示器100上方，获取显示器的可见光成像图像，将第二成像设备400设置在显示器100的侧面，以倾斜方式获取显示器的红外成像图像，测量显示器100上各区域或各点的温度。
图2是本发明实施例提供的另一种显示器的亮色度补偿装置架构图；在图2所示的装置中，采用分光棱镜作为分光器件，采用可见光相机作为第一成像设备，采用红外相机作为第二成像设备，采用计算机实现处理模块的功能。进一步地，采用成像镜头作为第一透镜组件。
具体地，可见光相机可以是可见光面阵相机，且可见光相机可被替换为成像色度计，用于测量屏幕各个点或者各个像素的亮度值，或者色度值。评估显示器的亮色度均一性。
进一步地，红外相机，用于收集红外波段进行成像，用于测量显示器的各个区域或各个点的温度。
其中，分光棱镜，可以用于将光路中的光分为两路，一路进入可见光相机，一路进入红外相机；可以用棱镜的形式，或者是其他分光的元件。其中一种实施例中，将分光棱镜的分光面镀膜，使得可见光透过，红外光线反射。这样可以同时进行可见光探测和红外探测，且不损失光能量，提高效率。
具体地，图2中的成像镜头需要能保证可见光和红外光均能成像。一般的，红外光温度测量并不需要很高空间分辨率，因此，镜头的成像品质优先保证可见光成像，用于提高亮色度测量的精度。
在另一个实施例中，如需要提高红外光成像空间分辨率，可以在分光棱镜之后，红外相机之前，再加一组镜组，用于补偿优化由于波长导致的成像分辨率降低。
在另外的实施例中，还可以通过将可见光色度计和红外相机分开成两个设备，即红外相机以倾斜方式拍摄显示器亮度，来实现温度测量。其余流程保持一致。
在一个示例中，在显示器底部增加多个温度传感器，用于测量有限个点的温度。因为红外相机测量时，若存在用于参考的温度传感器，其温度测量精度将大幅提高。参见图3，举例来说，显示器下面1-9号点存在高精度温度传感器。同时红外相机也可以测量整个面的温度分布，也包括1-9号点。因此，可以将红外相机的测量值与温度传感器测量值进行标定或者补偿。然后，其他非1-9号点的测量区域，可以用其相近的参考点进行温度补偿标定。也可以用空间插值的方法进行标定，如1，2号点中间点位，可以用1，2号标定系数平均值进行补偿/标定。温度传感器的个数不限定为9个。
在图2提供的亮色度补偿装置中，温度相关的亮色度测量为：计算机驱动控制点亮显示器，红外相机测量显示器各点的温度，可见光相机测量显示器此画面情况下的个点的亮色度值。也可以通过外部设备，改变对显示器的温度进行调整，可以测量得到显示器显示亮色度值随温度的变化关系。
进一步地，温度相关的亮色度补偿为：红外相机和可见光相机将测量值传输到计算机中，结合预先获取的显示器亮色度均匀时的温度与亮色度关系曲线计算对应的补偿参数，最后将计算的此温度条件下的补偿参数输入到显示器，完成补偿。
在一个实施例中，如果需要对显示器进行不同温度的亮色度补偿，或需要预先获取显示器的温度与亮色度的关系曲线，则通过改变显示器的温度，得到显示器的温度相关性的mura特性。比如说，通过调节显示器不同的温度，红外相机和成像色度计同步评估其显示温度，以及亮色度均匀性，更好的评估实际工况下的显示效果。或者在显示器亮色度均匀的情况下，通过调节显示器不同的温度，在显示器不同温度下测量不同像素的亮色度值，获取温度与亮色度的关系曲线。前述，显示器亮色度均匀指的是显示器的亮色度均匀的相关参数指标达到预设指标。
图4是本发明实施例提供的显示器的亮色度补偿方法的流程图；如图4所示，包括以下步骤：
S401，通过在显示器上方设置分光器件的方式同步获取显示器的可见光成像图像和红外光成像图像；
S402，基于所述红外光成像图像确定显示器各个区域的温度；
S403，基于所述可见光成像图像提取显示器各像素的亮色度；
S404，根据显示器各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
具体地，上述各个步骤的详细实现流程可参见前述实施例中的介绍，在此不做赘述。
可以理解的是，在本发明实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本发明的实施例的范围。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种显示器的亮色度补偿装置，其特征在于，包括：分光器件、第一成像设备、第二成像设备以及处理模块；
所述分光器件，设置于显示器上方，用于将从显示器上反射的光线划分为两路，一路为可见光线，另一路为红外光线；
所述第一成像设备，用于对所述可见光线成像，获取第一成像图像；
所述第二成像设备，用于对所述红外光线成像，获取第二成像图像；
所述处理模块，用于基于所述第二成像图像确定显示器各个区域的温度，且基于所述第一成像图像提取显示器各像素的亮色度，之后根据显示器各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：至少一个温度传感器；
所述至少一个温度传感器，分散设置在所述显示器背面，用于测量所述显示器上至少一处的温度；
所述处理模块，根据所述至少一处的温度对所述显示器各个区域的温度进行标定，得到标定后的各个区域的温度；以及根据所述标定后的各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理模块，利用各温度传感器测量的显示器不同位置温度值对基于第二成像图像确定的显示器对应位置的温度进行标定，确定对应位置的标定系数；以及基于不同位置的标定系数对基于第二成像图像确定的显示器各区域的温度进行空间插值，以得到标定后的各个区域的温度。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块，根据预先获取的显示器亮色度均匀状态下不同温度与对应亮色度的关系曲线对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，还包括：第一透镜组件；
所述第一透镜组件，设置于所述显示器和分光器件之间，用于保证所述第一成像设备和第二成像设备能够获取对应的成像图像，且提高所述第一成像图像的成像分辨率。
6.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，还包括：第二透镜组件；
所述第二透镜组件，设置于所述分光器件和第二成像设备之间，用于提高所述第二成像图像的成像分辨率。
7.一种显示器的亮色度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过在显示器上方设置分光器件的方式同步获取显示器的可见光成像图像和红外光成像图像；
基于所述红外光成像图像确定显示器各个区域的温度；
基于所述可见光成像图像提取显示器各像素的亮色度；
根据显示器各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过显示器背面设置的至少一个温度传感器测量显示器上至少一处的温度；
根据所述至少一处的温度对所述显示器各个区域的温度进行标定，得到标定后的各个区域的温度；
根据所述标定后的各个区域的温度和提取的各像素的亮色度对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述标定后的各个区域的温度，通过如下步骤确定：
利用各温度传感器测量的显示器不同位置温度值对基于红外光成像图像确定的显示器对应位置的温度进行标定，确定对应位置的标定系数；
基于不同位置的标定系数对基于红外光成像图像确定的显示器各区域的温度进行空间插值，以得到标定后的各个区域的温度。
10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，根据预先获取的显示器亮色度均匀状态下不同温度与对应亮色度的关系曲线对所述显示器进行温度相关的亮色度补偿。
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