WO2015100757A1 - 基于ccd相机的lcd全灰阶数据采集方法 - Google Patents

Abstract

一种基于CCD相机的LCD全灰阶数据采集方法，包括以下步骤：S1、在LCD上显示全灰阶图案；S2、采用CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集LCD的全灰阶数据；S3、对CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。使用CCD相机能够快速采集LCD全灰阶亮度和色度数据，只需拍摄一个图案即可得到全灰阶数据，速度快；通过对CCD相机采集到的数据进行补偿，进一步提高了数据的CCD相机采集数据准确性；可以应用于产线上快速采集数据，判断亮度和色度是否在规格内，或者进行调节，速度快，减少因亮度和色度超规造成的良率损失。

Description

基于 CCD相机的 LCD全灰阶数据采集方法 技术领域

本发明涉及液晶显示中数据处理技术领域，特别是涉及一种基于 CCD相 机的 LCD全灰阶数据采集方法。 背景技术

当前常用 CA310色彩分析仪、 CS2000、 SRUL2分光放射计等仪器采集 LCD全灰阶亮度和色度数据，其特点是：在模组上自动切换 0-255全灰阶画 面，采集数据；缺点是：采集数据速度较慢，大约需要几分钟。 光学实验室 或者产线中需要快速而准确的采集亮度和色度数据进行调光学 code或者判断 亮度或者色度是否在规格内等。

CCD相机可以采集图片上不同区域的亮度和色度数据，但是对于不同亮 度需要不同的曝光时间，测量数据才准确，同一曝光时间下测不同亮度得数 据不准确，且面板均一性对采集数据也有影响。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于 CCD相机的 LCD全灰 阶数据采集方法。 发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于 CCD相机的 LCD全灰阶数 据采集方法，此方法只需拍摄模组上的一个图案，图案不同位置会显示不同 灰阶亮度，速度较快，只需几秒钟。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种基于 CCD相机的 LCD全灰阶数据采集方法，所述方法包括以下步 骤：

51、 在 LCD上显示全灰阶图案；

52、 采用 CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集 LCD的全灰阶 数据；

53、 对 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶数据包括全灰阶亮度数据和全灰 阶色度数据。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案为矩阵设置的矩形图案。 作为本发明的进一步改进， 所述矩形图案的大小为 LCD屏的 1/16至全 屏。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案为不同灰阶的位置到 LCD中 心点距离相等的图案。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案为圆形图案、 环形图案、 或 正多边形图案。

作为本发明的进一步改进，所述全灰阶图案中不同灰阶的位置到 LCD中 心点距离范围为 LCD显示屏宽度的 1/8~1/2₀

作为本发明的进一步改进，所述步骤 S3具体为：

531、 分别采用 CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶 数据，计算 CCD相机和色彩分析仪的补偿系数；

532、根据补偿系数对以后 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。 作为本发明的进一步改进，所述步骤 S31中补偿系数为：补偿系数 =CCD 相机采集到的全灰阶数据 /色彩分析仪采集到的全灰阶数据。

作为本发明的进一步改进，所述步骤 S32具体为：

将以后 CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补偿后的全灰 阶数据。

本发明具有以下有益效果：

使用 CCD相机能够快速采集 LCD全灰阶亮度和色度数据，只需拍摄一 个图案即可得到全灰阶数据，速度快；

通过对 CCD相机采集到的数据进行补偿，进一步提高了数据的 CCD相 机采集数据准确性；

可以应用于产线上快速采集数据，判断亮度和色度是否在规格内，或者 进行调节，速度快，减少因亮度和色度超规造成的良率损失。 附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员 来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明基于 CCD相机的 LCD全灰阶数据采集方法的具体流程图； 图 2a为本发明第一实施方式全灰阶图案的示意图，图 2b为图 2a中全灰 阶图案的灰阶分布示意图；

图 3a~3c为本发明第一实施方式中三种全灰阶图案的示意图；

图 ⁴为本发明第一实施方式中 CA310色彩分析仪与 CCD相机采集的全 灰阶亮度对比图；

图 5a、 5b、 5c为本发明第二实施方式中三种全灰阶图案的示意图； 图 6为本发明第二实施方式中 CA310色彩分析仪与 CCD相机采集的全 灰阶亮度的对比图；

图 7a、 7b、 7c分别为本发明第二实施方式中使用 CA310色彩分析仪和

CCD相机采集的全灰阶亮度 Lv、 全灰阶色度 x、 和全灰阶色度 y的对比图； 图 8a、 8b、 8c分别为本发明第三实施方式中使用 CA310色彩分析仪和

CCD相机采集的全灰阶亮度 Lv、 全灰阶色度 x、 和全灰阶色度 y的对比图。 具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合 本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描 述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施 例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前 提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参图 1所示，本发明的一种基于 CCD相机的 LCD全灰阶数据采集方法， 包括以下步骤：

51、 在 LCD上显示全灰阶图案；

52、 采用 CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集 LCD的全灰阶 数据。 全灰阶数据包括全灰阶亮度数据和全灰阶色度数据；

53、 对 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

其中，全灰阶图案为矩阵设置的矩形图案，或全灰阶图案为不同灰阶的 位置到 LCD中心点距离相等的图案，如圆形图案、 环形图案、 或正多边形图 案等。

进一步地，步骤 S3具体为：

531、 分别采用 CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶 数据，计算 CCD相机和色彩分析仪的补偿系数，补偿系数=0^0相机采集到 的全灰阶数据 /色彩分析仪采集到的全灰阶数据；

532、根据补偿系数 以后 CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数 , 得到补偿后的全灰阶数据。

现有技术中， CA310色彩分析仪等仪器一般是让 LCD自动切换 0-255全 灰阶画面，采集 LCD亮度和色度数据的，速度较慢，为了克服此缺点，我们 使用 CCD相机只拍摄一个画面，此画面上不同位置显示灰阶的图案，再通过 算法得到全灰阶亮度和色度数据，在进行修正并于 CA310实测数据比较，非 常接近，此方法只需要 5秒内可得到全灰阶数据，适合应用在产线上。

以下结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施方式一：

51、 在 LCD上显示如图 2a所示的全灰阶图案，本实施方式中全灰阶图 案为矩阵设置的矩形图案，参图 2b所示，图 2a中由暗到亮灰阶依次是 0 , 16 , 32... 240 , 255。

52、 采用 CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集 LCD的全灰阶 亮度数据和色度数据。

考虑到 LCD面板均匀性的影响，理论上，全灰阶图案越小，均匀性对采 集数据影响越小，故拍摄如图 3a〜图 3c的图案进行验证，图 3a〜图 3c的全灰 P介图案逐渐减小，分别为全屏、 1/4屏、 及 1/16屏。

另外，由于 CCD相机拍摄时只能设置一个曝光时间，经实验验证：对图 2a进行自动曝光得到的曝光时间相对较好，但是某些灰阶可能测得数据不准 确，为了验证 CCD相机拍摄数据的准确性，使用 CA310色彩分析仪采集中 心点全灰阶数据作为标准值。

对比结果参图 4所示，正确的数据得到的亮度曲线比较光滑平缓，如 CA310测得所示，但是 CCD相机采集数据得到的亮度曲线有折线，且图 3a、 3b、 3c三个图的折点在相同灰阶，这是由于不同灰阶图案距离中心点距离不 同导致的（即 LCD面板均匀性影响 且全灰阶图案越小，折线越不明显， 数据异常减弱。

实施方式二：

实施方式一种采集的数据有异常，这是由于不同灰阶距离中心点距离不 同导致的，故要得到相对准确的数据，不同灰阶的位置到 LCD中心点的距离 必须相等，故要拍摄圆形或者环形图案或者其它到中心点距离相等的图案， 如圆形、 环形、 正多边形图案等，这样，理论上应该可以消除方案一中的数 据异常，且图案越小，距离中心点越近，越可以减少数据异常，现以拍摄圆 形图案验证，圆形图案参图 5a、 5b、 5c所示，且图 5a、 5b、 5c圆形图案的直 径逐渐减小，分别为 LCD宽度的 1/2、 1/4、 1/8。

本实施方式中采集方法与第一实施方式相同，仅仅为全灰阶图案不同， 全灰阶图案由暗到亮灰阶依次是 0 , 16 , 32... 240 , 255 ,可以得到图 6所 示的 CA310色彩分析仪与 CCD相机采集大中小圆形全灰阶数据对比图，由 图 ό可以看出，拍摄圆形图案确实可以消除实施方式一中的数据折线异常， 且拍摄小圆比大圆数据相对更准确，故后续均拍摄图 5c小圆图案采集数据。 当采用其他环形、 正多边形等到中心点距离相等的图案时，同样可以达到相 同的效果，在此不再一一进行赘述。 下面重新使用 CCD相机采集图 5c中每隔 16灰阶亮度和色度数据，再通 过算法得到全灰阶数据，并与 CA310色彩分析仪采集中心点数据对比。

参图 7a、 7b、 7c所示分别为使用 CA310和 CCD相机采集的亮度 Lv、 色 度 x、 和色度 y的对比图，可以看出， CCD相机采集的亮度数据中不存在第 一实施方式中的折点，相较实施方式一更准确。

第三实施方式：

参图 7a、 7b、 7c所示， CA310采集在中高灰阶色度基本保持不变，但 CCD相机采集色度一直在上升，且在低灰阶差异较大，亮度也有差异。 故考 虑找出 CA310与 CCD机采集数据的对应关系，进行修正。 具体采集方法包 括：

51、 在 LCD上显示全灰阶图案；

52、 采用 CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集 LCD的全灰阶 数据；

53、 对 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

其中，步骤 S1和 S2和第二实施方式完全相同，在此不再进行赘述，步 骤 S3具体为：

S31、 分别采用 CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶 数据，计算 CCD相机和色彩分析仪的补偿系数，如本实施方式中补偿系数 =CCD相机采集到的全灰阶数据 /色彩分析仪采集到的全灰阶数据； S32、根据补偿系数对以后 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿， 补偿方法具体为将以后 CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补 偿后的全灰阶数据，如此即可修正 CCD相机采集到的数据，得到相对更准确 的数据。

参图 8a、 8b、 8c所示分别为使用 CA310和 CCD相机采集的亮度 Lv、 色 度 x、和色度 y经过补偿后的对比图，可以发现，使用本实施方式确实可以对 CCD相机采集数据进行补偿，与 CA310实测数据非常接近，需要注意的是， 补偿时各灰阶的比例关系会受亮度的影响。

由以上实施方式可以看出，本发明具有以下有益效果：

使用 CCD相机能够快速采集 LCD全灰阶亮度和色度数据，只需拍摄一 个图案即可得到全灰阶数据，速度快；

通过对 CCD相机采集到的数据进行补偿，进一步提高了数据的 CCD相 机采集数据准确性；

可以应用于产线上快速采集数据，判断亮度和色度是否在规格内，或者 进行调节，速度快，减少因亮度和色度超规造成的良率损失。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节 , 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实 现本发明。 因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且 是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实 施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起 见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也 可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

杈利要求书

1、 一种基于 CCD相机的 LCD全灰阶数据采集方法，其中所述方法包括 以下步骤：

51、 在 LCD上显示全灰阶图案；

52、 采用 CCD相机对全灰阶图案进行自动曝光，并采集 LCD的全灰阶 数据；

53、 对 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

2、 根据权利要求 1所述的方法，其中所述全灰阶数据包括全灰阶亮度数 据和全灰阶色度数据。

3、 根据权利要求 1所述的方法，其中所述全灰阶图案为矩阵设置的矩形 图案。

4、 根据权利要求 3所述的方法，其中所述矩形图案的大小为 LCD屏的 1/16至全屏。

5、 根据权利要求 1所述的方法，其中所述全灰阶图案为不同灰阶的位置 到 LCD中心点距离相等的图案。

6、 根据权利要求 5所述的方法，其中所述全灰阶图案为圆形图案、 环形 图案、 或正多边形图案。

7、 根据权利要求 6所述的方法，其中所述全灰阶图案中不同灰阶的位置 到 LCD中心点距离范围为 LCD显示屏宽度的 1/8~1/2。 8、 根据权利要求 1所述的方法，其中所述步骤 S3具体为：

531、 分别采用 CCD相机和色彩分析仪采集同一幅全灰阶图案的全灰阶 数据，计算 CCD相机和色彩分析仪的补偿系数；

532、根据补偿系数对以后 CCD相机采集到的全灰阶数据进行数据补偿。

9、 根据权利要求 8所述的方法，其中所述步骤 S31中补偿系数为：补偿 系数 =CCD相机采集到的全灰阶数据 /色彩分析仪采集到的全灰阶数据。

10、 根据权利要求 8所述的方法，其中所述步骤 S32具体为：

将以后 CCD相机采集到的全灰阶数据除以补偿系数，得到补偿后的全灰 阶数据。