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LED显示屏箱体校正的关键技术及难点

2022-11-27

LED显示屏的修正能够极大地提高拼接后的显示品质,并且在不受限于时间和地点的情况下,具有更高的现场修正效率。所以,在 LED显示屏生产过程中,盒式纠偏技术是必不可少的一项重要技术,有着广阔的发展前景。

LED显示屏因其离散性、衰减性以及电路元件的离散性等因素,导致其亮度、色度不统一,对显示品质造成了很大的影响。针对 LED显示屏亮度和色度不均匀的问题,提出了点阵修正技术,并得到快速发展。

逐点修正技术按适用场合可分成两类:一是流水线上的逐盒修正(箱形修正);二是在现场进行大屏幕的修正(现场修正)。现场修正技术能够根据需要选取适当的观测位置来进行修正,从而确保 LED显示屏在实际使用中能够获得满意的显示效果,但是现场环境的复杂性和远距离的技术支持是制约 LED显示屏的关键。特别是国外的一些定单,在现场进行校验,费用和难度都较大。

为保证 LED屏幕的一致性,减少技术支持费用,盒内修正技术发挥其独特的价值。盒式纠错技术能显著提高拼接后显示屏的显示品质,同时具有比现场更高效、无时间、无场地约束、造价低廉等优点。所以,在 LED显示屏生产过程中,盒式纠偏技术是必不可少的一项重要技术,有着广阔的发展前景。

一、 LED显示屏的标定方法概述

盒修正是一种产线修正,需要 LED显示屏制造商在生产线上添加这一环节。通常,调整盒是在出厂之前的一步,它的作用是消除盒内与盒内的亮度、色度的差别,并改善拼接后的 LED显示屏的一致性。

在制造过程中,除添加修正部分外,厂家通常也要跟踪产品出厂后的修正效果。常见的方法有三种:一是把所有的盒子都拼在一起,看结果如何,但是拼接的工作量很大,不便于实施;二是随机选取一些箱子进行拼装,以观察修正效果;三是采用修正系统所采集的实测资料,模拟评价各箱的修正效果。

盒的校正必须在暗室内完成,并应配有一套面阵成像装置和一套色度仪,用以测量各盒的亮度及色度。为确保各箱的校验过程不受外部环境条件的干扰,达到亮度、色度一致性的目的,要求整个暗室都是密闭的,而且温度、湿度都是恒定的,在校验时,应将箱体与校正仪的位置保持一致,并将箱体置于基部,以防止地板反射。

与现场校正相似,每个箱的校正都包括数据采集、数据分析、目标值设定、修正系数计算、系数上传等,并与控制系统协同工作。

二、技术关键和难点

箱体校验技术是改善 LED屏幕图像品质的一种行之有效的方法,其核心技术包括:盒体内像素间的均匀性和盒间明亮色彩的一致性。

1.盒中象素之间的一致性

盒内像素之间的均匀性校正与原位校正基本相同,较为成熟,主要有:亮色度均匀性和明暗度校正:1)亮色度均匀性校正,利用测量装置对 LED盒中 LED灯管的色度和亮度进行测试,它涉及到光度学、色度学、数码图象处理等方面的知识;在获取点亮颜色信息后,根据相应的修正准则,求出相应的修正因子,并将其传送到相应的盒子中;当灯箱被点亮时,显示控制器会根据修正因子调整 LED的发光电流,使整个灯箱中的 LED亮度与色度保持一致。

亮度修正就是把发光二极管的亮度调整到一个恒定的水准,在调整时, LED的亮度值要适当地减小。色度修正是指在 RGB色彩匹配的基础上,通过调整 RGB三色的色系坐标来解决色度偏移问题,如图3所示,修正前的色域比较,大三角表示预校正后的色域, RGB三色的色坐标分布不均匀;在此基础上,采用小三角形进行了色域修正, RGB三色坐标具有很好的一致性。

(2)受加工精度、装配精度等工艺因素的制约,拼装灯片之间的间隔有细微的不协调,在进行了人眼视觉系统的低通滤波处理后,会产生明显的亮线或暗线。由于目前的机械加工技术所限,小间距显示屏通常需要采用明暗线进行校正,以提高产品的均匀度。

2.各盒子颜色鲜艳程度的一致性

箱形校正器与现场校订有明显不同之处,即校时校时没有拼接,校对时缺少周边区域可供参考,校对后要保证盒体随意拼接,不会出现亮色差。此外,由于人眼视觉是带通滤波器,它对平滑梯度的亮度差别和极微小的角度分辨率差别不敏感,而对具有中、低频分量的阶梯信号则非常敏感。在 LED屏幕上,人们只能看到4-5%的 LED像素之间的亮度差距,而在屏幕上,1%的亮度差距,可以轻松的分辨出来。即,人的眼睛对盒内的象素的相容性有一定的要求,但对盒的相容性有很高的要求。所以,箱内光亮颜色的一致性是箱修正的一项特殊技术。

不同颜色的盒子颜色不协调,有两个原因:

(1)盒体间的亮度有差别,在拼盒时会有很大的分界,这可以通过调节色域和设定适当的目标值来达到;若有必要,应配有较高精度的色度仪以作辅助测量。

(2) 由于箱内测量资料的梯度分布,盒内明亮颜色的分布呈现出梯度的渐变分布。由于视觉系统对光度的变化不敏感,也就是光顺梯度,所以在单箱体校正时很难检测到这个问题。但在拼装过程中,接缝部位的光亮会出现较大的跳跃,从而形成清晰的拼接线。这就需要对测量资料的梯度分布进行检测和求解。

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