CN206725092U - 一种适用于生产线的rgb色坐标自动校准装置 - Google Patents

一种适用于生产线的rgb色坐标自动校准装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，包括光学测量仪器、上位机和校准参数烧写器。光学测量仪器用于分别测量待校准产品的三基色LED光源所发出的红光、蓝光和绿光的色坐标、以及光通量或光强；上位机与光学测量仪器通信连接，用于接收光学测量仪器的测量结果，并根据测量结果计算占空比校准系数；校准参数烧写器与上位机通信连接，且通过总线与待校准产品通信连接，用于接收上位机发送的占空比校准系数，将占空比校准系数烧写在待校准产品的三基色LED光源的控制芯片上。本实用新型能够实现产品的在线校准，适合在生产线应用，工作效率高。

Description

一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置
技术领域
本实用新型涉及RGB色坐标自动校准装置。
背景技术
RGB颜色模型，即红绿蓝三色模型，是电子领域彩色混光的基本颜色模型。对于具体颜色的定量分析，可以利用 如图1所示在CIE1931色域图中的色坐标来描述。该色域空间中一个确定的色坐标点(x,y)对应着一个特定的颜色。RGB三色在CIE1931中也对应着各自的色坐标，同时通过对RGB三基色的分量搭配，可以混合出各种不同目标颜色，但混合出的目标颜色受RGB三基色本身的颜色所限。比如我们定义CIE1931中，红色R的坐标(xR,yR)=(0.69,0.31)，绿色G的坐标(xG,yG)= (0.17,0.72)，蓝色B的坐标(xB,yB)= (0.15,0.03)，当RGB三色光强约为(54.4:120:6.1)比例进行混光，则混合后的目标色坐标是一个(X,Y)=(0.33,0.33)的白光，而该定义下的RGB三基色理论上能够混出的色彩范围则是在CIE1931色域空间以其各自色坐标为顶点的三角形所覆盖的范围，如图1所示。
前述关于三基色混光及其计算出的目标色坐标的方法为公知技术，在此不做赘述。在实际应用过程中，特别是对于色坐标精度要求较高的产品测试和生产来说，仅仅是靠理论的混光公式，而不做任何光学校准和补偿的话，混光目标色几乎是不可控的。以目前主流的RGB发光二极管光源为例，其本身由于材料和工艺的细微差异，其三基色坐标存在一定的离散性，表现在RGB三基色的色坐标和光通量方面。即使通过器件筛选分级，也只能将其离散性控制在一定范围以内。RGB发光二极管本身的离散性对于混光目标色来说具有非常大的影响，仅以单色坐标的不一致所产生的混光误差，在色度图上都能够达到△x，y=0.27，意味着在部分色坐标附近，用人眼就能辨别出明显色差，从而影响产品的光学性能。
对于有色坐标要求的产品，需要在生产过程中对颜色进行校准，在2017年3月22日公开的申请号为201611073765.4、发明名称为“三基色LED光源的亮度校正方法”的专利申请就记载了一种用于三基色LED光源的发光颜色校准的方法。现有的颜色校准方法仅仅是通过每个待校准产品自身的三基色LED 光源的控制芯片来完成，工作效率低，无法满足高精度色坐标产品的批量生产需要，不适合在生产线上应用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种适合在生产线应用、能够实现产品的在线校准、工作效率高的RGB色坐标自动校准装置。
本实用新型实施例提供的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，包括：
光学测量仪器，用于分别测量待校准产品的三基色LED 光源所发出的红光、蓝光和绿光的色坐标、以及光通量或光强；
上位机，上位机与光学测量仪器通信连接，用于接收光学测量仪器的测量结果，并根据测量结果计算占空比校准系数；
校准参数烧写器，校准参数烧写器与上位机通信连接，且校准参数烧写器通过总线与待校准产品通信连接，校准参数烧写器用于接收上位机发送的占空比校准系数，将占空比校准系数烧写在待校准产品的三基色LED 光源的控制芯片上。
本实用新型至少具有以下技术效果：
根据本实用新型实施例的RGB色坐标自动校准装置实现了产品的在线校准，校准精度和自动化程度高，应用在生产线上可以高效率地完成对带RGB光源的产品的颜色校准。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了CIE1931色域图。
图2示出了根据本实用新型一实施例的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置的原理图。
图3示出了根据本实用新型一实施例的车内氛围灯的控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图2。根据本实用新型一实施例的RGB色坐标自动校准装置100包括光学测量仪器1、上位机2和校准参数烧写器3。
光学测量仪器1用于分别测量待校准产品的三基色LED 光源所发出的红光、蓝光和绿光的色坐标、以及光通量或光强。当三基色LED光源为点光源时，光学测量仪器包括光学积分器和光谱仪，光学积分器和光谱仪是一台设备，上位机2的RS232接口与光学积分器和光谱仪的RS232接口相互连接。当三基色LED光源为面光源时，光学测量仪器1为彩色成像亮度计，上位机2的RS232接口与彩色成像亮度计的RS232接口相互连接。
上位机2与光学测量仪器1通信连接，用于接收光学测量仪器1的测量结果，并根据测量结果计算占空比校准系数。
在本实施例中，上位机2是计算机。上位机2所采用的占空比校准系数计算方法与背景技术部分中所述的申请号为201611073765.4、发明名称为“三基色LED光源的亮度校正方法”的专利申请中所记载的计算方法一致。具体地说，该计算过程包括以下步骤：
a、上位机2预存或接收外部输入的为达到目标混光颜色而用于分别控制红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的标准占空比SDR、SDG和SDB、以及红光LED的标准CIE1931色坐标（Rx，Ry）、绿光LED的标准CIE1931色坐标（Gx，Gy）、蓝光LED的标准CIE1931色坐标（Bx，By）；
b、上位机2根据步骤a中预存或从外部输入的数据，预计算目标混光颜色的标准CIE1931色坐标（SMxm，SMym）和具有该目标混光颜色混光的标准亮度SMYm，其中m表示装置中预存目标混光颜色的编号，考虑设备的计算量最好使m的取值满足1≤m≤64；
c、上位机2根据光学测量仪器1反馈的实测的三基色的色坐标、以及光通量或光强，计算出各组三基色LED的PWM控制信号的占空比D1、D2、D3，计算达到目标混光颜色效果时的混光亮度MYm；
d、计算占空比校准系数K1，K1=SMYm / MYm。
校准参数烧写器3与上位机2通信连接，且校准参数烧写器3通过总线与待校准产品4通信连接，校准参数烧写器3用于接收上位机2发送的占空比校准系数，将占空比校准系数烧写在待校准产品4的三基色LED 光源的控制芯片上，完成校准工作。在本实施例中，校准参数烧写器3的USB接口与上位机2的USB接口相互连接。校准参数烧写器3通过LIN总线与待校准产品4通信连接。待校准产品4为车内氛围灯，图3示出了车内氛围灯的控制原理框图。如图3所示，该车内氛围灯包括单片机41、LED驱动电路42以及三基色LED光源43，校准参数烧写器3将占空比校准系数烧写在车内氛围灯的单片机41上，单片机41用具有校正后的占空比的PWM控制信号控制三基色LED光源43发光。
优选地，校准参数烧写器3包括烧写头三轴寻位装置，从而具备自动寻位功能，以便定位待校准产品4上的烧写点，当待校准产品4成阵列排列时，校准参数烧写器3能够根据上位机2的指示，自动按照顺序逐一对待校准产品4进行寻位和烧写。
采用上述技术方案后，批量产品混光色坐标精度达到△x,y<0.005; 高效率的校准可使得类似产品年产量达到800万以上。

Claims (8)

1.一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述RGB色坐标自动校准装置包括：
光学测量仪器，用于分别测量待校准产品的三基色LED 光源所发出的红光、蓝光和绿光的色坐标、以及光通量或光强；
上位机，所述上位机与所述光学测量仪器通信连接，用于接收所述光学测量仪器的测量结果，并根据所述测量结果计算占空比校准系数；
校准参数烧写器，所述校准参数烧写器与所述上位机通信连接，且所述校准参数烧写器通过总线与待校准产品通信连接，校准参数烧写器用于接收上位机发送的所述占空比校准系数，将所述占空比校准系数烧写在待校准产品的三基色LED 光源的控制芯片上。
2.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述三基色LED光源为点光源，所述光学测量仪器包括光学积分器和光谱仪，所述上位机的RS232接口与所述的光学积分器和光谱仪的RS232接口相互连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述三基色LED光源为面光源，所述光学测量仪器为彩色成像亮度计，所述上位机的RS232接口与所述彩色成像亮度计的RS232接口相互连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述校准参数烧写器包括烧写头三轴寻位装置。
5.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述的上位机是计算机。
6.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述校准参数烧写器的USB接口与所述上位机的USB接口相互连接。
7.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述校准参数烧写器通过LIN总线与待校准产品通信连接。
8.根据权利要求1所述的一种适用于生产线的RGB色坐标自动校准装置，其特征在于，所述待校准产品为车内氛围灯。
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