TWI532023B - 顯示器顏色均勻化方法 - Google Patents

Description

顯示器顏色均勻化方法

本發明係有關於一種顯示器顏色均勻化方法，尤其是指一種非硬體方式改善發光模組亮度或色度不均的現象，無須額外的模具開發成本，以達到顯示器輕量化及薄型化之設計要求者。

近年來，液晶顯示器有逐漸取代陰極射線管（ＣＲＴ）顯示器而成為市場主流的趨勢；液晶顯示器之液晶顯示面板本身不具有發光的功能，故必須藉由一背光模組來提供液晶顯示面板所需之面光源，進而達到顯示畫面的功能，而目前背光模組根據光源的位置大致可區分為直下式（ｄｉｒｅｃｔ　ｔｙｐｅ）背光模組與側邊入光式（ｅｄｇｅ　ｔｙｐｅ）背光模組；其中，側邊入光式的光源是配置於導光板（ｌｉｇｈｔ　ｇｕｉｄｅ　ｐｌａｔｅ）的邊緣，並且邊緣入光式背光單元是應用於相對較小的ＬＣＤ，其優點係在光的均勻度與持久性上具有相當的優勢，並且可降低ＬＣＤ的厚度；而直下式則係以一個或多個光源鄰近ＬＣＤ面板設置，以便照射整個ＬＣＤ面板的表面。

而一般習知的背光模組係包含一光源、一導光板、一光擴散片（ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ　ｓｈｅｅｔ）以及一稜鏡片（ｐｒｉｓｍ　ｓｈｅｅｔ）；其中，導光板具有複數個用以散射光線之印刷網點；當光源發出光線時，光線在導光板內進行全反射，而光線經過導光板之印刷網點時，會產生散射而破壞光線的全反射現象，造成部分光線折射出導光板之出光面，接著，光線再經過光擴散片及稜鏡片，並藉由光擴散片及稜鏡片得到良好的光線性質，如光線均勻化、高亮度等等；然，目前為止，顯示器的亮度或顏色分佈仍是無法滿足需要有精準圖像色彩資訊的某些情況，舉例而言，以醫學影像資訊診斷病人的症狀時，若其亮度或色彩稍有偏差，將會嚴重地影響到醫師診斷的結果；再者，攝影師欲對其拍攝的影像瞭解某一顏色的分佈情形或漸層之效果，亦因上述缺失而難以判斷；而過去以來，正開發著各種技術用以解決上述問題，例如為使整個出光面之亮度能較平均，已有技術揭露將越遠離光源之印刷網點分佈越密，使得較遠離光源之出光面能有較多之光線通過，而由於越靠近光源之出光面具有較高之亮度，將越靠近光源之印刷網點分佈越疏，使得較遠離光源之出光面能有較多之光線通過，藉此使整個出光面之亮度能較平均。

如上，僅為其中一種改善發光模組亮度不均的方法，而其它為解決顯示器畫面亮度不均勻及色度不均勻之技術手段，可例如眾所周知之如下三點方法：（１）提高擴散板之擴散率；（２）配置多個小型發光二極體；以及（３）於各發光二極體上配置使自各發光二極體光源所射出之光向橫向擴散之光學構件等；然上述所有方法皆是以硬體之改良創作以改善顯示器亮度或顏色不均的情形，不僅在製程上較費時費工且浪費模具開發成本，同時在組裝上較為繁複外，對於不同尺寸、厚度之顯示器亦無法規格化製造。

今，發明人即是鑑於現有之顯示器畫面亮度與色度不均之問題，導致需要有一致化圖像色彩資訊的使用者必須購買昂貴的醫療顯示器或影像處理用顯示器等缺失，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以非硬體的方式改善發光模組亮度或色度不均的問題，不僅無須額外的模具開發成本，且針對不同尺寸、厚度之顯示器皆可適用外，更能達到顯示器輕量化及薄型化之設計要求。

為了達到上述實施目的，本發明人提出一種顯示器顏色均勻化方法，首先係將顯示器畫面切割為複數塊子畫面；接著，利用一光學測量裝置量測所有子畫面之圖像訊號來源參數並分別儲存至一儲存單元；最後，透過一與儲存單元電性連接之校正模組向儲存單元收集圖像訊號來源參數，並輸出一光學訊號校正參數至顯示器之處理單元，以將所有子畫面之圖像訊號來源參數調整為一致；藉此，不僅可完全改善習知顯示器畫面亮度不均勻或色度不均勻之缺失，解決傳統以硬體方式改善顯示器亮度或顏色不均所產生增加開發成本，組裝繁複等問題，且由於本發明之方法無須增加硬體於顯示器之發光模組中，更可減少顯示器整體厚度而達到薄型化顯示裝置之設計需求。

在本發明的一實施例中，校正模組可例如但不限定以線性函數、非線性函數、查表法或上述三者之組合將所有子畫面之圖像訊號來源參數調整為一致，較佳係將所有子畫面之圖像訊號來源參數調整為具最小值之子畫面的圖像訊號來源參數。

在本發明的一實施例中，圖像訊號來源參數可包括有光譜、色度、光學偏差值、亮度、對比度、色溫、伽馬以及灰階值等光學參數所構成之群組；而光學訊號校正參數則可包括有背光參數、亮度、對比度、色溫、灰階值、伽馬、ＲＧＢ增益值、ＲＧＢ偏移量、飽和度、色相、色彩強度、顏色補償參數、色彩轉換參數，以及色彩轉換公式其中之一或兩者以上之組合。

在本發明的一實施例中，切割方法可包括垂直與水平切割顯示器畫面，而當顯示器畫面之顯示比例為１６：９之長寬比（ａｓｐｅｃｔ　ｒａｔｉｏ）時，較佳之切割方式係具有４條垂直切割線以及２條水平切割線。

在本發明的一實施例中，光學測量裝置可內建於顯示器內部，亦或是以無線或有線方式與顯示器外部連接。

此外，本發明人另提出一種顯示器顏色均勻化方法，首先以一光學測量裝置擷取顯示器畫面，獲得一影像資料，並將影像資料之圖像訊號來源參數儲存至一儲存單元；接著，計算顯示器畫面與影像資料之畫素比例，並將畫素比例儲存至一儲存單元；最後，透過一與儲存單元電性連接之校正模組向儲存單元收集圖像訊號來源參數與畫素比例，並輸出一光學訊號校正參數至顯示器之處理單元，以將顯示器畫面之圖像訊號來源參數調整為一致。

（１）‧‧‧顯示器

（１１）‧‧‧子畫面

（１１１）‧‧‧垂直切割線

（１１２）‧‧‧水平切割線

（１２）‧‧‧處理單元

（２）‧‧‧光學測量裝置

（３）‧‧‧儲存單元

（４）‧‧‧校正模組

（Ｓ１）‧‧‧步驟一

（Ｓ２）‧‧‧步驟二

（Ｓ３）‧‧‧步驟三

Ｐ１‧‧‧圖像訊號來源參數

Ｐ２‧‧‧光學訊號校正參數

第一圖：本發明之顯示器顏色均勻化方法步驟流程圖

第二圖：本發明其一較佳實施例之顯示器與光學測量裝置其電性連接配置示意圖

第三圖：本發明以光學測量裝置量測切割後的子畫面亮度示意圖

第四圖：本發明以校正模組將所有子畫面之亮度調整為一致之示意圖

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；值得注意的，本發明之顯示器顏色均勻化方法係可但不限制應用在電視、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（例如手機、攝影機、照相機等）之顯示裝置、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）等其中之一，於本實施例中係以液晶顯示器為例，以使上述電子設備的顯示螢幕之光譜、色度、光學偏差值、亮度、對比度、色溫、伽馬以及灰階值等圖像訊號來源參數均勻化；首先，請參閱第一、二圖所示，分別為本發明之顯示器顏色均勻化方法步驟流程圖，以及本發明其一較佳實施例之顯示器與光學測量裝置其電性連接配置示意圖；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，而本發明之顯示器顏色均勻化方法包含有下列步驟：

步驟一（Ｓ１）：將顯示器（１）畫面切割為複數塊子畫面（１１）；其中，切割方法可包括垂直與水平切割顯示器（１）畫面，舉例而言，當顯示器（１）畫面之顯示比例為１６：９之長寬比時，其切割係具有４條垂直切割線（１１１）以及２條水平切割線（１１２），請一併參閱第三、四圖所示；值得注意的，上述之具體切割方式是為了說明方便起見，而非以本例所舉為限，且熟此技藝者當知道上述之切割方式可為其它數量之切割線（例如當螢幕畫面較大時，可切割出較多子畫面（１１）），而並不會影響本發明的實施；

步驟二（Ｓ２）：以一光學測量裝置（２）量測上述所有子畫面（１１）之圖像訊號來源參數Ｐ１並分別儲存至一儲存單元（３）；其中，圖像訊號來源參數Ｐ１可包括有光譜、色度、光學偏差值、亮度、對比度、色溫、伽馬以及灰階值所構成之群組，且光學測量裝置（２）可內建於顯示器（１）內部，亦或是以無線或有線方式與顯示器（１）外部連接；此處需注意的是，本發明之顯示器顏色均勻化方法並不以上述之步驟次序為限，本實施例之步驟順序僅係用以說明所用，並非用以限制本案方法之實施方式，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變；舉例而言，可先以一光學測量裝置（２）擷取顯示器畫面，獲得一影像資料，並將影像資料之圖像訊號來源參數Ｐ１儲存至一儲存單元（３），而由於影像資料之解析度有可能與顯示器畫面之解析度不同，例如顯示器畫面為１９２０Ｘ１０８０解析度，而影像資料為３８４０ Ｘ２１６０解析度，則顯示器畫面與影像資料之畫素比例為１：４，亦即每４點（ｐｉｘｅｌ）的影像資料可對應顯示器畫面中的１點；以及

步驟三（Ｓ３）：利用一與儲存單元（３）電性連接之校正模組（４）向儲存單元（３）收集圖像訊號來源參數Ｐ１，並輸出一光學訊號校正參數Ｐ２至顯示器（１）之處理單元（１２），以將所有子畫面（１１）之圖像訊號來源參數Ｐ１調整為一致；其中，校正模組（４）可以線性函數（例如等差法）或非線性函數（例如等比法）或查表法或上述三者之組合，將所有子畫面（１１）之圖像訊號來源參數Ｐ１調整為一致，而所輸出之光學訊號校正參數Ｐ２包括有背光參數、亮度、對比度、色溫、灰階值、伽馬、ＲＧＢ增益值、ＲＧＢ偏移量、飽和度、色相、色彩強度、顏色補償參數、色彩轉換參數，以及色彩轉換公式其中之一或兩者以上之組合；值得注意的，上述之處理單元（１２）可為一微處理器，在替代實施例中，該微處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器等，而儲存單元（３）可為一電腦系統及軟體之組合，亦或是一唯讀記憶體（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＯＭ）、一隨機存取記憶體（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＡＭ）或一快閃記憶體（Ｆｌａｓｈ　ｍｅｍｏｒｙ）或其任意組合，即儲存單元（３）可由唯讀記憶體與快閃記憶體組成或是隨機記憶體與快閃記憶體組成，亦或是整合於該微處理器內部等方式具體實施。

綜上所述，本發明之顯示器顏色均勻化方法於實施使用時，請一併參閱第三、四圖所示，首先，將顯示器（１）畫面 以４條垂直切割線（１１１）以及２條水平切割線（１１２）之方式切割；接著，透過與顯示器（１）外部連接之 光學測量裝置（２）量測所有子畫面（１１）之 圖像訊號來源參數Ｐ１，於本具體實施例中，係以亮度為例；舉例而言，量測之結果為最中心的子畫面（１１）亮度值為９５，而上、下、左、右４個鄰近之子畫面（１１）其亮度值為９０，四個角落之亮度值為８０，其餘子畫面（１１）之亮度值分別為８５與８２，並將這些亮度值儲存於內建於顯示器（１）中之儲存單元（３）；然後，校正模組（４）根據這些亮度值係以等比法將所有子畫面（１１）之亮度值皆調整為具最小值之子畫面（１１）的亮度值（８０），此外兩子畫面（１１）間的畫面部分可以等差法調整，以使得整體畫面的亮度更顯得平滑化（ｓｍｏｏｔｈ）；而必須注意的，本發明之校正模組（４）其校正的方法非本發明之特徵所在，例如亦可利用一線性函數或非線性函數以內插法或外插法方式平滑化相鄰子畫面（１１）的圖像訊號來源參數Ｐ１，並不會影響本發明的實施；而若先以光學測量裝置（２）擷取顯示器畫面，獲得一影像資料之方式，校正模組（４）則可以等比法將影像資料之所有亮度值皆調整為具最小值之影像資料的亮度值，再藉由畫素比例將影像資料的亮度值對應至顯示器畫面中；藉此，本發明之顯示器顏色均勻化方法不僅可完全改善習知顯示器（１）畫面亮度不均勻或色度不均勻之缺失，滿足需要有一致化圖像色彩資訊的情況（例如醫學影像或專業攝影影像等），亦可解決傳統以硬體方式改善顯示器（１）亮度或顏色不均所產生增加開發成本，組裝繁複等問題，且由於本發明之方法無須增加硬體於顯示器（１）之發光模組中，可減少整體厚度而達到薄型化顯示裝置之設計需求。

此外，如前所述，本發明之顯示器顏色均勻化方法可結合應用於硬體或軟體、適當處或其組合，因此本發明之方法，某些觀點或是其部分可能為嵌入實際媒體中之程式碼(亦即指令)，例如軟式磁碟、光碟機、硬碟機或是任何其他機器可讀儲存媒體，其中當程式碼被機器(例如一電腦)載入並執行時，此機器會變成一用以執行本發明之裝置，而在程式碼執行於可程式化電腦之情況中，此電腦裝置通常包含一處理器、一處理器可讀之儲存媒體(包含揮發性或非揮發性記憶體及/或儲存元件)、至少一輸入裝置以及至少一輸出裝置。

綜上所述，本發明之顯示器顏色均勻化方法，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。

(1)‧‧‧顯示器

(12)‧‧‧處理單元

(2)‧‧‧光學測量裝置

(3)‧‧‧儲存單元

(4)‧‧‧校正模組

P1‧‧‧圖像訊號來源參數

P2‧‧‧光學訊號校正參數

Claims (9)

1. 一種顯示器顏色均勻化方法，係提供一種以非硬體改善的方式改善發光模組亮度或色度不均之問題，包括下列步驟：步驟一：將顯示器畫面切割為複數塊子畫面；步驟二：以一光學測量裝置量測該等子畫面之圖像訊號來源參數並分別儲存至一儲存單元；以及步驟三：利用一與該儲存單元電性連接之校正模組向該儲存單元收集該圖像訊號來源參數，並輸出一光學訊號校正參數至顯示器之處理單元，以將所有該等子畫面之圖像訊號來源參數調整為一致，其中該等子畫面之圖像訊號來源參數調整為一致係將所有子畫面之圖像訊號來源參數調整為具最小值之子畫面的圖像訊號來源參數。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該切割方法係包括垂直與水平切割顯示器畫面。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該顯示器畫面之顯示比例為16：9之長寬比時，該步驟一之切割係具有4條垂直切割線以及2條水平切割線。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該校正模組係以線性函數、非線性函數、查表法或上述三 者之組合將所有該等子畫面之圖像訊號來源參數調整為一致。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該圖像訊號來源參數包括有光譜、色度、光學偏差值、亮度、對比度、色溫、伽馬以及灰階值所構成之群組。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該光學訊號校正參數包括有背光參數、亮度、對比度、色溫、灰階值、伽馬、RGB增益值、RGB偏移量、飽和度、色相、色彩強度、顏色補償參數、色彩轉換參數，以及色彩轉換公式其中之一或兩者以上之組合。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該光學測量裝置係內建於該顯示器內部。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之顯示器顏色均勻化方法，其中該光學測量裝置係以無線或有線方式與該顯示器外部連接。
9. 一種顯示器顏色均勻化方法，包括下列步驟：步驟一：以一光學測量裝置擷取顯示器畫面，獲得一影像資料，並將該影像資料之圖像訊號來源參數儲存至一儲存單元；步驟二：計算該顯示器畫面與該影像資料之畫素比例， 並將該畫素比例儲存至一儲存單元；以及步驟三：利用一與該儲存單元電性連接之校正模組向該儲存單元收集該圖像訊號來源參數與該畫素比例，並輸出一光學訊號校正參數至顯示器之處理單元，以將該顯示器畫面之圖像訊號來源參數調整為一致。