TWI478145B

TWI478145B - 顯示裝置之顏色補償系統

Info

Publication number: TWI478145B
Application number: TW101135119A
Authority: TW
Inventors: Shao Yang Wang
Original assignee: Shao Yang Wang
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2015-03-21
Also published as: TW201413700A

Description

顯示裝置之顏色補償系統

本發明係有關於一種顯示裝置之顏色補償系統，尤其是指一種對使用端顯示裝置因衰減現象提供有效率、且精確地補償調整，以維持顯示裝置出廠時之發光亮度與色度，亦或是維持色彩標準或使用者自行調整的畫面色彩者。

按，一般具顯示單元的裝置(例如電視、投影機、顯示器、手持裝置、行動裝置等)中，係使用如冷陰極燈管或發光二極體等作為光源；然，隨著使用時間增加，光源的發光效能會有自然衰減(attenuate)的現象發生，導致顯示單元之亮度較出廠時有變暗趨勢；舉例而言，顯示器(例如LED、LCD、OLED、AMOLED等)經過長期使用後，由於發光二極體材料、高分子液晶材料、光源、彩色濾光片、驅動IC，以及面板內部元件的電器、光學特性等的衰減皆會造畫面亮度下降或色彩偏異的現象，甚至偏離標準要求而影響顯示單元的品質，造成使用者所無法忍受之瑕疵。

此外，在例如美術廣告設計、印刷出版業者或醫療診斷等對顯示單元(例如顯示器或螢幕等)顏色品質要求較高之專業領域中，作業時所使用的數台顯示器必須盡可能具有一致的畫面顯示(如亮度及色彩等)，方能達到所需之圖像品質；然，由於顯示單元所發生的自然衰減，造成使用者僅能考慮送廠調校或憑藉手動調整與目測判斷來進行顯示器彼此之間的校正作業，難以具有校正之品質；因此，有些使用者購買相關光學檢測設備(如色度計(color meter))以自行作校正，其方法為取得顯示單元中影像的色彩值後，再與標準的色度計所量測的色度值比對，以進行畫面參數的校正；然而目前此種專門的檢測設備仍屬昂貴，亦無法直接將數台顯示器的畫面參數作一自動轉換對應；再者，一般色度計的衰減速度甚至大於顯示單元，常造成使用者必須先將色度計送回原廠校正完成後，才能對其顯示單元進行亮度與色度的調整，使用上相當地不方便。

請參閱美國專利第6448550號及中華民國公告第I263754號中，揭露了在顯示器中內建感測單元來回授控制光源亮度之習知技術，藉以自動補償螢幕之亮度表現而增加產品競爭力；亦即，藉由感測單元之設計，顯示器內的相關處理單元能得知光源目前的亮度表現，並據以跟內存之預設值(如出廠亮度值)作比較而進行亮度補償(如調整輸出給燈管的驅動電流)；也因此，設定出廠亮度值時所使用的感測單元必須與顯示器配對一起販售，才能使亮度補償的校正動作有一致的標準；如此，導致感測單元必須與顯示器配對一起販售，成本上相對不具競爭力，且日後感測單元發生損壞而必須更換時，亦必須將整台顯示器送廠維修，使用上亦不甚方便；再者，上述之技術亦僅能用以調整顯示器之亮度。

今，發明人即是鑑於現有顯示裝置因衰減進行亮度與色度補償時所產生的問題等缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。

本發明主要目的為提供一種可對使用端顯示裝置因衰減現象提供有效率、且精確地補償調整，以維持顯示裝置出廠時之發光亮度與色度，亦或是維持色彩標準或使用者自行調整的畫面色彩者。

為了達到上述實施目的，本發明人提出一種顯示裝置之顏色補償系統，係包含有一伺服端以及與伺服端透過傳輸介質訊號連接之使用端；其中伺服端包括有複數個伺服端顯示裝置、一與該等伺服端顯示裝置電性連接之第一運算單元，以及一與第一運算單元電性連接之第一儲存單元，每一伺服端顯示裝置係電性連接有一光學測量裝置，而光學測量裝置用以量測並輸出與其連接之伺服端顯示裝置的圖像訊號來源參數至第一運算單元，其中圖像訊號來源參數係包括有光譜、色度、光學偏差值、亮度、對比度、色溫，以及灰階值等，而圖像訊號來源參數包含有對應之時間標記，且第一運算單元具有一圖像訊號調整模組，圖像訊號調整模組根據圖像訊號來源參數之時間標記計算並輸出一圖像訊號補償參數至第一儲存單元中；其中圖像訊號補償參數包括有背光參數、亮度、對比度、色溫、灰階值、伽馬(Gamma)、RGB增益值(RGB Gain)及RGB偏移量(RGB Offset)、飽和度(Saturation)、色相(Hue)、色彩強度(Intensity)、顏色補償參數、色彩轉換參數、色彩轉換公式等；而使用端則包括有至少一使用端顯示裝置，使用端顯示裝置並具有一第二運算單元，第二運算單元可透過傳輸介質接收圖像訊號補償參數，以進行因使用端顯示裝置衰減所造成圖像訊號變化之補償調整。

再者，使用端顯示裝置可以一被動模式或以一主動模式下接收圖像訊號補償參數；於被動模式下，圖像訊號補償參數透過傳輸介質發送至使用端顯示裝置之第二運算單元，而於主動模式下，第二運算單元透過傳輸介質向伺服端收集(抓取)該圖像訊號補償參數；藉此，使用端顯示裝置之第二運算單元即可以一被動模式或以一主動模式透過傳輸介質接收圖像訊號補償參數，以進行因使用端顯示裝置衰減所造成圖像訊號變化之補償調整，不僅可自動校準調整成所需之恆定顏色表現，以維持出廠時之發光亮度與色度，亦或是維持色彩標準或使用者自行調整的畫面色彩；再者，補償調整的動作可由使用端顯示裝置之第二運算單元自動執行，可避免以光學檢測設備人工校正之麻煩與不便。

在本發明的一實施例中，其中使用端顯示裝置與傳輸介質間係進一步具有一與使用端顯示裝置電性連接之使用端處理裝置，使得第一儲存單元之圖像訊號補償參數係透過傳輸介質發送至使用端處理裝置；於使用端處理裝置串接複數個使用端顯示裝置時，可直接將數台使用端處理裝置的畫面參數(如亮度及色彩等)作一自動補償調整，使每台使用端處理裝置獲得一致的校準基礎。

在本發明的一實施例中，其中使用端顯示裝置可具有一與第二運算單元電性連接之第二儲存單元，第二儲存單元透過傳輸介質接收圖像訊號補償參數，以供第二運算單元進行圖像訊號變化之補償調整；藉此，儲存於第一儲存單元之圖像訊號補償參數可藉由郵件、檔案格式或儲存媒介傳送至第二儲存單元，避免因沒有網路或網路不穩定或異常造成第二運算單元執行補償調整動作的失敗情形發生。

在本發明的一實施例中，圖像訊號調整模組可設置於使用端處理裝置中；其伺服端係包括有複數個伺服端顯示裝置以及一與伺服端顯示裝置電性連接之第一儲存單元，每一伺服端顯示裝置係電性連接有一光學測量裝置，光學測量裝置用以量測並輸出與其連接之伺服端顯示裝置的圖像訊號來源參數至第一儲存單元，其中圖像訊號來源參數係包含有對應之時間標記；而使用端則具有一使用端處理裝置以及至少一與使用端處理裝置電性連接之使用端顯示裝置，使用端處理裝置具有一圖像訊號調整模組，而圖像訊號調整模組可根據圖像訊號來源參數之時間標記計算並產生一圖像訊號補償參數，且使用端顯示裝置具有一第二運算單元，第二運算單元依據圖像訊號補償參數進行使用端顯示裝置因衰減所造成圖像訊號變化之補償調整。

在本發明的一實施例中，圖像訊號調整模組亦可設置於使用端顯示裝置中，其使用端則具有至少一使用端顯示裝置，且使用端顯示裝置具有一第二運算單元，以及一與第二運算單元電性連接之圖像訊號調整模組；此外，使用端顯示裝置可進一步電性連接有一使用端處理裝置，使用端處理裝置透過傳輸介質接收圖像訊號來源參數，而使用端顯示裝置之圖像訊號調整模組則根據圖像訊號來源參數以產生一圖像訊號補償參數。

(1)‧‧‧伺服端

(11)‧‧‧伺服端顯示裝置

(12)‧‧‧第一運算單元

(121)‧‧‧圖像訊號調整模組

(13)‧‧‧第一儲存單元

(14)‧‧‧光學測量裝置

(2)‧‧‧使用端

(21)‧‧‧使用端顯示裝置

(211)‧‧‧第二運算單元

(212)‧‧‧第二儲存單元

(22)‧‧‧使用端處理裝置

(3)‧‧‧傳輸介質

SP‧‧‧圖像訊號來源參數

CP‧‧‧圖像訊號補償參數

第一圖：本發明其一較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第二圖：本發明其二較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第三圖：本發明其三較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第四圖：本發明其四較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第五圖：本發明其五較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第六圖：本發明其六較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第七圖：本發明其七較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

第八圖：本發明其八較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖

本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。

首先，請參閱第一圖所示，為本發明其一較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，值得注意的，在以下實施例的描述中，應當理解當指出一裝置與一單元電性連接、一裝置與一裝置電性連接或一單元與一單元電性連接時，其可為有線或無線連接之方式；再者，本發明之伺服端顯示裝置(11)或使用端顯示裝置(21)可為對應之電視、投影機、顯示器、手持裝置、行動裝置等，而第一運算單元(12)、第二運算單元(211)或使用端處理裝置(22)可為一電腦系統、DVD等之播放器、微處理器或嵌入式系統等(請一併參閱第二圖所示)；其中，顯示裝置之顏色補償系統係包含有：一伺服端(1)，其包括有複數個伺服端顯示裝置(11)、一與該等伺服端顯示裝置(11)電性連接之第一運算單元(12)，以及一與第一運算單元(12)電性連接之第一儲存單元(13)，每一伺服端顯示裝置(11)係電性連接有一光學測量裝置(14)(可例如為色度計、光譜儀等)，其中光學測量裝置(14)可外接或內建於伺服端顯示裝置(11)，而光學測量裝置(14)用以量測並輸出與其連接之伺服端顯示裝置(11)的圖像訊號來源參數SP至第一運算單元(12)，其中圖像訊號來源參數SP係包括有光譜、色度、光學偏差值、亮度、對比度、色溫，以及灰階值等，而圖像訊號來源參數SP包含有對應之時間標記，且第一運算單元(12)具有一圖像訊號調整模組(121)，圖像訊號調整模組(121)根據圖像訊號來源參數SP之時間標記計算並輸出一圖像訊號補償參數CP至第一儲存單元(13)中；在此必須注意的，圖像訊號來源參數SP之時間標記可來自伺服端顯示裝置(11)內部計時或是第一運算單元(12)之計時，在此並不限定；再者，圖像訊號補償參數CP包括有背光參數、亮度、對比度、色溫、灰階值、伽馬(Gamma)、RGB增益值(RGB Gain)及RGB偏移量(RGB Offset)、飽和度(Saturation)、色相(Hue)、色彩強度(Intensity)、顏色補償參數、色彩轉換參數、色彩轉換公式等；以及一使用端(2)，係透過傳輸介質(3)與伺服端(1)訊號連接，而使用端(2)具有至少一使用端顯示裝置(21)，使用端顯示裝置(21)具有一第二運算單元(211)，第二運算單元(211)透過傳輸介質(3)接收圖像訊號補償參數CP，以進行因使用端顯示裝置(21)衰減所造成圖像訊號變化之補償調整；其中，傳輸介質(3)可為一網際網路或內部網路，亦或是可移動式儲存裝置(例如隨身碟或外接式硬碟等)，較佳係為一網路。

此外，使用端顯示裝置(21)可以一被動模式或以一主動模式下接收圖像訊號補償參數CP；於被動模式下，訊號補償參數CP透過傳輸介質(3)發送至使用端顯示裝置(21)之第二運算單元(211)；而於主動模式下，第二運算單元(211)透過傳輸介質(3)向伺服端(1)收集(抓取)圖像訊號補償參數CP；其中，使用端顯示裝置(21)顏色補償之觸發條件可為使用者人工觸發一例如位於使用端顯示裝置(21)之按鈕。

綜上所述，本其一較佳實施例於實施使用時，與複數台伺服端顯示裝置(11)電性連接之每一光學測量裝置(14)於每隔一段時間(例如10分鐘)，量測伺服端顯示裝置(11)之圖像訊號來源參數SP並輸出至第一運算單元(12)，由於圖像訊號來源參數SP係包含有對應之時間標記，使得圖像訊號調整模組(121)可依據圖像訊號來源參數SP與時間之統計關係，於到達一設定或自動判定的補償週期時間(例如每1小時)後，即進行運算並判斷是否該輸出一圖像訊號補償參數CP至第一儲存單元(13)中，其中第一運算單元(12)與第一儲存單元(13)可整合為一電腦系統；舉例而言，於24小時後，由圖像訊號來源參數SP與時間之統計關係可知伺服端顯示裝置(11)之亮度值(亦可為對比度、色溫以及灰階值等伺服端顯示裝置(11)的光學特徵值)大小較出廠時衰減1%，且兩者呈現一線性關係，因此圖像訊號調整模組(121)可以出廠時亮度×1.01之圖像訊號補償參數CP輸出至第一儲存單元(13)中；需注意的，上述之光學測量裝置(14)並非限定每隔一段時間(例如10分鐘)量測伺服端顯示裝置(11)之圖像訊號來源參數SP，亦可由第一運算單元(12)偵測伺服端顯示裝置(11)是否已發生改變，進而量測伺服端顯示裝置(11)之圖像訊號來源參數SP並輸出至第一運算單元(12)，本發明並不限定光學測量裝置量測之方式；在此值得注意的，前述之圖像訊號調整模組(121)的補償計算方式已為習知，且非本發明之特徵所在，亦非以上述所舉為限，例如可利用圖像訊號來源參數SP與時間其統計關係之線性函數來進行內插法及外插法，或利用其統計關係之非線性函數來進行內插法及外插法運算，熟此技藝者當知道本發明之圖像訊號調整模組(121)的補償計算方式可有多種不同實施例，而並不會影響本發明的實施。

接續，使用端顯示裝置(21)之第二運算單元(211)即可以一被動模式或以一主動模式透過傳輸介質(3)接收圖像訊號補償參數CP，以進行因使用端顯示裝置(21)衰減所造成圖像訊號變化之補償調整；如此一來，使用端顯示裝置(21)之亮度即可藉由圖像訊號補償參數CP調整為以出廠時亮度的1.01倍亮度大小，藉此不僅可另使用者省下添購色度計的費用，且補償調整的動作可由使用端顯示裝置(21)之第二運算單元(211)自動執行，亦可避免人工校正之麻煩與不便。

請參閱第二圖所示，為本發明其二較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，此實施例與上述其一較佳實施例類似，差異處在於本實施例中，使用端顯示裝置(21)與傳輸介質(3)間係進一步具有一與使用端顯示裝置(21)電性連接之使用端處理裝置(22)(例如可為一電腦系統)，使得第一儲存單元(13)之圖像訊號補償參數CP係透過傳輸介質(3)先發送至使用端處理裝置(22)，再由使用端顯示裝置(21)以被動或主動模式獲得圖像訊號補償參數CP；請再參閱第三圖所示，為本發明其三較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，藉由使用端處理裝置(22)(例如可為一電腦伺服系統)串接複數個使用端顯示裝置(21)，藉此不僅可直接將數台使用端顯示裝置(21)的畫面參數(如亮度及色彩等)作一自動補償調整，使每台使用端顯示裝置(21)獲得一致的校準基礎外，亦可避免因色度計人工調校的誤差而導致使用端處理裝置(22)之補償值有所差異。

再請參閱第四圖所示，為本發明其四較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，此實施例與上述其一較佳實施例類似，差異處在於本實施例中，使用端顯示裝置(21)可具有一與第二運算單元(211)電性連接之第二儲存單元(212)，第二儲存單元(212)透過傳輸介質(3)接收圖像訊號補償參數CP，以供第二運算單元(211)進行圖像訊號變化之補償調整；藉此，儲存於第一儲存單元(13)之圖像訊號補償參數CP可藉由郵件、檔案格式或儲存媒介傳送至第二儲存單元(212)，避免因沒有網路或網路不穩定或異常造成第二運算單元(211)執行補償調整動作的失敗情形發生。

此外，本發明之圖像訊號調整模組(121)亦可設置於使用端(2)之使用端處理裝置(22)中，請參閱第五圖所示，為本發明其五較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，本實施例之存取系統係包含有：一伺服端(1)，其包括有複數個伺服端顯示裝置(11)以及一與伺服端顯示裝置(11)電性連接之第一儲存單元(13)，每一伺服端顯示裝置(11)係電性連接有一光學測量裝置(14)，光學測量裝置(14)用以量測並輸出與其連接之伺服端顯示裝置(11)的圖像訊號來源參數SP至第一儲存單元(13)，其中圖像訊號來源參數SP係包含有對應之時間標記；以及一使用端(2)，係透過傳輸介質(3)與伺服端(1)訊號連接，使用端(2)具有一使用端處理裝置(22)以及至少一與使用端處理裝置(22)電性連接之使用端顯示裝置(21)，使用端處理裝置(22)具有一圖像訊號調整模組(121)，而圖像訊號調整模組(121)可根據圖像訊號來源參數SP之時間標記計算並產生一圖像訊號補償參數CP，且使用端顯示裝置(21)具有一第二運算單元(211)，第二運算單元(211)依據圖像訊號補償參數CP進行使用端顯示裝置(21)因衰減所造成圖像訊號變化之補償調整；其中使用端顯示裝置(21)係以一被動模式或以一主動模式下接收圖像訊號補償參數CP，於被動模式下，例如可為使用端處理裝置(22)的系統管理者下達指令，使用端處理裝置(22)向使用端顯示裝置(21)之第二運算單元(211)發送該圖像訊號補償參數CP，而於主動模式下，第二運算單元(211)向使用端處理裝置(22)收集圖像訊號補償參數CP；其中，使用端顯示裝置(21)顏色補償之觸發條件可為使用者人工觸發一例如位於使用端顯示裝置(21)之按鈕、使用端處理裝置(22)於每隔一段時間固定觸發，或使用端處理裝置(22)自動判斷是否達需要補償的條件；值得注意的，光學測量裝置(14)量測伺服端顯示裝置(11)之圖像訊號來源參數SP並輸出至第一儲存單元(13)之作動方式，以及圖像訊號調整模組(121)依據圖像訊號來源參數SP產生圖像訊號補償參數CP之方法及其產生之功效皆與其一較佳實施例相同，於此不再贅述；請參閱第六圖所示，使用端處理裝置(22)可電性連接複數台使用端顯示裝置(21)，以直接將數台使用端顯示裝置(21)的畫面參數(如亮度及色彩等)作一自動補償調整，使每台使用端顯示裝置(21)獲得一致的校準基礎。

再者，本發明之圖像訊號調整模組(121)亦可設置於使用端(2)之使用端顯示裝置(21)中，請參閱第七圖所示，為本發明其七較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，本實施例之存取系統係包含有：一伺服端(1)，其包括有複數個伺服端顯示裝置(11)以及一與伺服端顯示裝置(11)電性連接之第一儲存單元(13)，每一伺服端顯示裝置(11)係電性連接有一光學測量裝置(14)，光學測量裝置(14)輸出與其連接之伺服端顯示裝置(11)的圖像訊號來源參數SP至第一儲存單元(13)，其中圖像訊號來源參數SP係包含有對應之時間標記；以及一使用端(2)，係透過傳輸介質(3)與伺服端(1)訊號連接，使用端(2)具有至少一使用端顯示裝置(21)，使用端顯示裝置(21)具有一第二運算單元(211)，以及一與第二運算單元(211)電性連接之圖像訊號調整模組(121)；藉此，圖像訊號調整模組(121)根據圖像訊號來源參數SP之時間標記計算並產生一圖像訊號補償參數CP，而第二運算單元(211)再依據圖像訊號補償參數CP進行使用端顯示裝置(2 1)因衰減所造成圖像訊號變化之補償調整，而光學測量裝置(14)量測伺服端顯示裝置(11)之圖像訊號來源參數SP並輸出至第一儲存單元(13)之作動方式，以及圖像訊號調整模組(121)依據圖像訊號來源參數SP產生圖像訊號補償參數CP之方法及其產生之功效皆與其五較佳實施例相同，於此不再贅述。

此外，請再參閱第八圖所示，為本發明其八較佳實施例之存取系統其電性關係配置方塊示意圖，與上述其七較佳實施例相較下，本實施例之使用端顯示裝置(21)可進一步電性連接有一使用端處理裝置(22)，使用端處理裝置(22)透過傳輸介質(3)接收圖像訊號來源參數SP，而使用端顯示裝置(21)之圖像訊號調整模組(121)則根據圖像訊號來源參數SP以產生一圖像訊號補償參數CP；其中，使用端顯示裝置(21)可以一被動模式或以一主動模式下接收圖像訊號補償參數CP，於被動模式下，例如可為使用端處理裝置(22)的系統管理者下達指令，使用端處理裝置(22)係向使用端顯示裝置(21)發送圖像訊號來源參數SP，而於主動模式下，使用端顯示裝置(21)則向使用端處理裝置(22)收集圖像訊號來源參數SP；其中，使用端顯示裝置(21)顏色補償之觸發條件可為使用者人工觸發一例如位於使用端顯示裝置(21)之按鈕、使用端處理裝置(22)於每隔一段時間固定觸發，或使用端處理裝置(22)自動判斷是否達需要補償的條件。

值得注意的，本發明顯示裝置之顏色補償系統其伺服端顯示裝置(11)及使用端顯示裝置(21)係為相同之裝置，且上述裝置可例如為電視、投影機、顯示器(例如映像管平面顯示器(CRT display)，液晶顯示器(liquid crystal display)，電漿顯示器(plasma display)、發光二極體顯示器(light-emitting diode)與有機發光二極體顯示器(organic LED display)、主動矩陣式有機發光二極體顯示器(active-matrix organic light-emitting diode)，背投影式顯示器等)、手持設備之顯示裝置(如手機之螢幕)、行動設備之顯示裝置(如衛星導航之螢幕)、專業設備之顯示裝置(如示波器之螢幕)等。

由上述之顯示裝置之顏色補償系統其實施說明可知，本發明具有以下優點：

1.本發明顯示裝置之顏色補償系統藉由複數台伺服端顯示裝置電性連接之每一光學測量裝置所產生之複數筆圖像訊號來源參數，依據大量圖像訊號來源參數與其對應時間之統計關係計算出顯示裝置因衰減所必要之圖像訊號補償參數，使得每台使用端處理裝置可獲得一致的校準基礎外，不僅可省下添購色度計之費用外，亦可避免因色度計人工調校的誤差而導致使用端處理裝置之補償值有所差異。

2.本發明之存取系統使得使用端顯示裝置可根據像訊號補償參數自動校準調整成所需之恆定顏色表現，以維持出廠時之發光亮度與色度，藉此感測單元無須與顯示裝置配對販售，具有較高之市場接受度。

綜上所述，本發明之顯示裝置之顏色補償系統，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。