TW201417623A - 用以統一ｌｅｄ光色之管理系統及其方法 - Google Patents

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Abstract

一種用以統一LED光色之管理系統及其方法，係供統一複數個顯示單元之投射光色，各該顯示單元設有至少一發光二極體，分別具有一色坐標及一亮度值。本發明讀取該等色坐標及該等亮度值並分別比對對應之一定色坐標及一定亮值，形成各該發光二極體之一坐標變異值而校正該顯示單元之一脈衝寬度調變訊號之空佔比，以調整各該發光二極體之驅動電流而移動該色坐標至對應之該定色坐標處。如此，各該發光二極體透過軟件調校即可呈相同原色，使混光無色差而改善顯示效果。

Description

用以統一LED光色之管理系統及其方法
本發明係屬於發光二極體(Light Emitting Diode,LED)顯示裝置之色差調整系統之技術領域，特別是關於一種用以統一LED光色之管理系統及其方法，利用軟體調校的方式使裝置中同色系之LED皆呈現相同原色，而改善混光品質且達無色差之功效。
色域(Color Gamut)，為顯示裝置、印表機及印刷機等設備所能呈現最大數量顏色的範圍區域，且為直觀地表示色域概念，國際照明委員會(Commission International de l’Eclarrage,CIE)係制定了CIE-xy色度圖，使得以透過二維空間尺規標示設備所能呈現之色彩範圍。其中，LED顯示裝置係藉由紅、綠、藍三種不同原色之LED排列組合而成發光源，並透過混合不同比例的三原色光而任意變化投射光所呈現之色彩。對應CIE-xy色度圖，將顯示裝置所能呈現最大容限的紅色光、綠色光及藍色光分別點標於尺規上對應位置處，連線各點，框圍形成之三角形區域即為顯示裝置所能呈現之色域範圍，且三角形面積越大則色域越廣。
並且，裝設於建築物之巨型LED屏幕係由複數個LED面板，例如面板a、b、c、d組構而成，為考量整體顯示畫面的色彩一致性，各該面板之色域範圍即需完全相同，如此，該等面板需利用輝度與色度皆完全相同之LED進行組裝生產。然而，受LED製造特性影響，即使 是同一工廠所生產，不同批出廠之LED仍具有不同的Bin碼而呈現色度不同的RGB原色，如圖1所示，造成該等面板呈不同之色域範圍，此時，各該面板利用30%紅光、80%綠光及20%藍光所混合形成之投射光Ta、Tb、Tc、Td亦呈不同色度，導致屏幕之色差問題而影響顯示品質。
為改善上述現象，設備廠係挑選同牌同Bin的LED作為生產料件，但受料件供應量的限制及良率的影響，此法不僅難於執行且所費成本可觀。
有鑑於此，如何於考量經濟效益的同時解決各LED面板間的色差問題，即為本發明所探究之課題。
有鑑於習知技藝之問題，本發明之目的在於提供一種用以統一LED光色之管理系統及其方法，以供於同時使用複數個LED面板或燈具顯示一畫面時統一各面板或燈具投射光色之用，使提升畫面顯示品質而滿足視覺需求。
根據本發明之目的，用以統一LED光色之該管理系統係包含複數個顯示單元、一處理單元及一校正單元，該處理單元設有複數個定色坐標及複數個定亮值，且其電訊連接該等顯示單元及該校正單元。各該顯示單元設有至少一發光二極體，該發光二極體具有一色坐標及一亮度值，而該管理系統之管理方法係包含下列步驟：檢測各該顯示單元是否記錄有該發光二極體之色坐標及亮度值；當該顯示單元記錄有該色坐標及該亮度值時，該處理單元讀取該色坐標及該亮度值，以分別比對該色坐 標與對應之一定色坐標，及該亮度值與對應之一定亮值；該處理單元運算獲知該發光二極體之一坐標變異值；及該校正單元接收並利用該坐標變異值校正一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)訊號之空佔比，以調整該發光二極體之驅動電流而移動該色坐標至對應之該定色坐標處。
其中，該等發光二極體之發光色源係分別為波長610nm~670nm之紅光、波長510nm~550nm之綠光及波長440nm~4900nm之藍光，且該色坐標為CIE色系(CIE Colour System)之二維尺標，又該亮度值呈0~n級制設置，n為50~1000。
並且，該發光二極體係於出廠時進行該色坐標及該亮度值檢測，使該色坐標及該亮度值儲存於該顯示單元內。或者，當該顯示單元未記錄有該色坐標及該亮度值時，該管理系統更利用一檢測單元檢測該發光二極體，以獲知並記錄該色坐標及該亮度值。
為使該等顯示單元所能呈現之色域範圍符合實際需求，該定色坐標及該定亮值係為預設參數值。或者，該處理單元分別統合該等色坐標及該等亮度值而形成分屬紅光、綠光及藍光之坐標集合及亮度集合，且運算各該坐標集合及各該亮度集合，以分別獲取集合之平均值而形成該定色坐標及該定亮值。如此，自各該顯示單元間的特性差異取出交集值，即可彈性定義出適當之色域範圍，提升系統之操作簡易度。
綜上所述，本發明係利用軟件程式調校各該發光二極體之色坐標至預設坐標值，以統一裝設於不同顯示單 元之該等發光二極體之原色色度，如此，即可於低成本耗費的條件下使該等顯示單元皆呈相同區域範圍之色域，達大幅提升經濟效益之功效。
為使 貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
請參閱第2圖，其係為本發明較佳實施例之第一實施態樣之系統方塊圖。如圖所示，用以統一LED光色之該管理系統1係包含複數個顯示單元10、一處理單元11及一校正單元12，各該顯示單元10設有至少一發光二極體100且電訊連接該處理單元11，該發光二極體具有一色坐標1000及一亮度值1001。該處理單元11電訊連接該校正單元12，設有複數個定色坐標110及複數個定亮值111，且其讀取該等發光二極體100之色坐標1000及亮度值1001後，分別比對對應之該定色坐標110及該定亮值111而運算獲知各該發光二極體100之一坐標變異值112。並且，該校正單元12接收該坐標變異值112而校正一PWM訊號210之空佔比，以調整各該發光二極體100之驅動電流而移動該色坐標1000至對應之該定色坐標110處。如此，即可一致該等發光二極體100之原色顏色及光強度，以統一該等顯示單元10投射光之色度。
舉例而言，請一併參閱第3~5圖，其係分別為本發明較佳實施例之第二實施態樣之系統方塊圖、方法流程圖及使用示意圖，本發明可供裝於一LED顯示裝置2，例如裝設於巨蛋、體育場或辦公大樓等建築物 之巨型LED屏幕、LED帷幕燈牆或LED地板燈磚、裝設於同一作業平台之複數個螢幕a、b、c，及任何可運用本發明技術手段之照明設備中，以統一組成設備之複數個LED面板、燈具或螢幕之顯色色度而提升畫面顯示品質及細膩度。如此，該等顯示單元10即可為上述之LED面板、燈具或螢幕，且該等發光二極體100由波長610nm~670nm之紅光LED、波長510nm~550nm之綠光LED及波長440nm~4900nm之藍光LED所構成。該處理單元11及該校正單元12皆為軟體程式而裝設於該LED顯示裝置2之一中央控制器20中，且該校正單元12電訊連接該LED顯示裝置2之一電源控制器21。又，該管理系統1更可包含一檢測單元13，電訊連接該等顯示單元10及該處理單元11，且該檢測單元13亦為軟體程式並裝設於該中央控制器20中，而該管理系統1之管理方法如下述步驟：首先，系統啟動後，步驟S1，該檢測單元13檢測各該顯示單元10是否記錄有該色坐標1000及該亮度值1001，例如記錄於該等螢幕內建之記憶媒件內？若否，步驟S10：該檢測單元13檢測各該發光二極體100，以獲知該色坐標1000及該亮度值1001後，記錄至燈牆燈磚或作業平台之該中央控制器20。反之，記錄有該色坐標1000及該亮度值1001則接續下一步。順帶一提的是，該色坐標1000係為CIE色系之二維尺標而標示為(x i ,y i )，i代表紅光(R)、綠光(G)或藍光(B)，對應於此，該等定色坐標110即分別為紅綠藍光LED百分百發光時之 目標色度(x _R ,y _R )、(x _G ,y _G )及(x _B ,y _B )，以分別規範三原色色度而劃分出所需之色域範圍。並且，三原色之亮度值1001可標示為Y i ，分別呈0~n級制設置，n為50~1000。
步驟S2，該處理單元11自該顯示單元10或該中央控制器20讀取該等色坐標1000及該等亮度值1001。
接著，步驟S3，該處理單元11自我檢測是否內存有該等定色坐標110及該等定亮值111？若是，預設有對應三原色之坐標參數值(如圖4色度圖中符號★所示)及亮度參數值，即步驟S4。反之，步驟S30：該處理單元11統合讀取之該等色坐標1000及該等亮度值1001而形成分屬紅光、綠光及藍光三原色之一坐標集合及一亮度集合，運算各該坐標集合及各該亮度集合，以劃分出該等色坐標1000之交集區域及該等亮度值1001之交集區後，分析獲取各該坐標集合之平均值而形成該定色坐標110(如圖4色度圖中符號●所示)，及獲取各該亮度集合之平均值而形成該定亮值111。
步驟S4，該處理單元11比對該等色坐標1000與對應之該定色坐標110，及該等亮度值1001與對應之該定亮值111，以運算獲知分屬RGB三原色之各該發光二極體100之一坐標變異值112並傳送至該校正單元12。該坐標變異值112可標示為(△x,△y)，且滿足下列關係式：
於步驟S5中，該校正單元12接收該坐標變異值112後，校正該電源控制器21之PWM訊號210之空佔比而調整各該發光二極體100之驅動電流，以藉電流大小的變化使該色坐標1000於CIE色度圖之X軸線方向上移動△x，及Y軸線方向上移動△y而至對應之該定色坐標110處。如此，該管理系統1透過軟件調校即可使分屬相同色系之該等發光極體100皆呈現相同之原色顏色，使於後續應用中，該等顯示單元10分別混合30%紅光、80%綠光及20%藍光而形成投射光Ta、Tb、Tc時，Ta、Tb、Tc仍可呈相同色度之投射光，切實解決屏幕之看板、燈牆燈磚之燈具或作業平台之螢幕間之色差問題，達完善畫面之顯示品質。
以上所述僅為舉例性之較佳實施例，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧管理系統
10‧‧‧顯示單元
100‧‧‧發光二極體
1000‧‧‧色坐標
1001‧‧‧亮度值
11‧‧‧處理單元
110‧‧‧定色坐標
111‧‧‧定亮值
112‧‧‧坐標變異值
12‧‧‧校正單元
13‧‧‧檢測單元
2‧‧‧LED顯示裝置
20‧‧‧中央控制器
21‧‧‧電源控制器
210‧‧‧PWM訊號
S1~S6‧‧‧步驟
第1圖 係為習知技藝中複數個面板間之色差示意圖。
第2圖 係為本發明較佳實施例之第一實施態樣之系統方塊圖。
第3圖 係為本發明較佳實施例之第二實施態樣之系統方塊圖。
第4圖 係為本發明較佳實施例之第二實施態樣之方法流程圖。
第5圖 係為本發明較佳實施例之第二實施態樣之使用示意圖。
S1~S6‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種用以統一LED光色之管理系統，其包含：複數個顯示單元，係分別設有至少一發光二極體，且該發光二極體具有一色坐標及一亮度值；一處理單元，係設有複數個定色坐標及複數個定亮值且電訊連接該等顯示單元，該處理單元讀取該等色坐標及該等亮度值並分別比對對應之該定色坐標及該定亮值，以運算獲知各該發光二極體之一坐標變異值；及一校正單元，係電訊連接該處理單元，接收該坐標變異值而校正一脈衝寬度調變訊號之空佔比，以調整該發光二極體之驅動電流而移動該色坐標至對應之該定色坐標處。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之管理系統，其中該等發光二極體之發光色源係分別為波長610nm~670nm之紅光、波長510nm~550nm之綠光及波長440nm~4900nm之藍光。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之管理系統，其中該色坐標係為CIE色系之二維尺標，且該亮度值呈0~n級制設置，n為50~1000。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之管理系統，其中該發光二極體係於出廠時進行該色坐標及該亮度值檢測，使該色坐標及該亮度值儲存於該顯示單元內。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之管理系統，更包含一檢測單元，係電訊連接該等顯示單元及該處理單元，該檢測單元檢測各該顯示單元，以獲知並記錄 該發光二極體之該色坐標及該亮度值。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之管理系統，其中該處理單元係統合讀取之該等色坐標及該等亮度值而形成分屬紅光、綠光及藍光之一坐標集合及一亮度集合，且運算各該坐標集合及各該亮度集合，以分別獲取平均值而形成該定色坐標及該定亮值。
  7. 一種如專利申請範圍第1項所述之管理系統之管理方法，包含下列步驟：檢測複數個顯示單元是否記錄有至少一發光二極體之色坐標及亮度值；當該顯示單元記錄有該色坐標及該亮度值時，讀取該色坐標及該亮度值，以分別比對該色坐標與對應之一定色坐標，及該亮度值與對應之一定亮值；運算獲知該發光二極體之一坐標變異值；及利用該坐標變異值校正一脈衝寬度調變訊號之空佔比，以調整該發光二極體之驅動電流而移動該色坐標至對應之該定色坐標處。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之管理方法，其中該等發光二極體之發光色源係分別為波長610nm~670nm之紅光、波長510nm~550nm之綠光及波長440nm~4900nm之藍光。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之管理方法，其中該發光二極體係於出廠時進行檢測而記錄有該色坐標及該亮度值，或者，當該顯示單元未記錄有該等色 坐標及該等亮度值時，更包含下列步驟：檢測該發光二極體，以獲知並記錄該色坐標及該亮度值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之管理方法，其中該定色坐標及該定亮值係為預設參數值，或者，於讀取該等色坐標及該等亮度值後，更包含下列步驟：分別統合該等色坐標及該等亮度值，以形成分屬紅光、綠光及藍光之坐標集合及亮度集合；及運算各該坐標集合及各該亮度集合，以分別獲取集合之平均值而形成該定色坐標及該定亮值。
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