影響LED顯示屏逐點(diǎn)校正效果的因素分析

　　第一章、常見(jiàn)問(wèn)題

　這里所說(shuō)的逐點(diǎn)校正效果是個(gè)廣義的范疇，包括了廠(chǎng)家與客戶(hù)所關(guān)心的校正后的各種顯示質(zhì)量問(wèn)題，而不僅僅是校正前后的均勻度簡(jiǎn)單對比。

　　首先，讓我們來(lái)看看，校正后效果都可能出現哪些問(wèn)題，羅列如下：

　　1. 校正后顯示屏亮度下降；

　　2. 校正后均勻度改善不理想，尤其是校正原始均勻度較好的顯示屏時(shí)看不出效果；

　　3. 校正后區域/箱體出現邊緣亮暗線(xiàn)或亮暗帶，顯示白平衡時(shí)出現邊緣亮度差或色差；

　　4. 校正后顯示屏出現區域/箱體間亮度差；

　　5. 校正2R1G1B的屏時(shí)，紅色校正效果不佳；

　　6. 校正后顯示屏觀(guān)看視角變小，變換視角、偏離校正位置觀(guān)看均勻度改善程度下降；

　　7. 校正后顯示低灰時(shí)均勻度惡化；

　　8. 校正后RGB單色看均勻度良好，顯示白色時(shí)有模塊級嚴重色偏；

　　9. 冷屏狀態(tài)采集，當屏體溫升后出現規則條紋、色塊或色偏；

　　10. 逐點(diǎn)校正后良好的均勻度效果的維持時(shí)間？

第二章、影響因素

　 逐點(diǎn)校正的效果都與哪些因素相關(guān)？這需要先簡(jiǎn)單梳理下逐點(diǎn)校正的原理與過(guò)程，如下圖所示：

（圖一 注：圖中點(diǎn)劃線(xiàn)左側是顯示屏系統，右側是逐點(diǎn)校正數據采集與運算系統。）

　逐點(diǎn)校正正是在這兩大系統的互動(dòng)中完成的：分別單色點(diǎn)亮LED顯示屏，逐點(diǎn)數據測量/采集系統得到屏上每個(gè)燈點(diǎn)的原始亮度/色度數據，并做必要的修正，計算出逐點(diǎn)的校正數據，交給控制系統，由控制系統運用校正數據，實(shí)現對屏上每個(gè)燈點(diǎn)的實(shí)時(shí)的精確驅動(dòng)，完成逐點(diǎn)校正。

　連接箭頭線(xiàn)代表聯(lián)系與數據交換，兩大系統的互動(dòng)與數據交換使用虛線(xiàn)箭頭線(xiàn)連接，因為這種連接只是校正過(guò)程臨時(shí)搭建起的數據傳輸通道，校正完成后即可切斷。

　由于只有逐點(diǎn)校正采集系統和它提供的校正數據是原顯示屏系統外部引入的，因此，校正后的瑕疵或不足常常被歸咎于采集設備。但事實(shí)上，雖然采集設備的精準穩定是保障逐點(diǎn)校正效果的必要條件和堅實(shí)基礎，但校正的過(guò)程分為四個(gè)環(huán)節：原始數據的采集—校正數據的生成—控制系統的數據應用—顯示屏的實(shí)現。采集設備參與的只是前兩個(gè)環(huán)節，影響校正效果的因素還有很多：

　除了采集設備的精準穩定外，還有原理方面的，校正策略方面的，環(huán)境條件和作業(yè)流程方面的，控制系統方面的，還有很多因素來(lái)自于顯示屏本身：驅動(dòng)芯片的固有瑕疵，LED燈的視角，套件與面罩的瑕疵、PCB板的走線(xiàn)、顯示屏散熱的不足甚至電源的負載分配等客觀(guān)物理特性都會(huì )影響到校正后的效果，而顯示屏校正后效果維持的時(shí)間則主要取決于顯示屏的使用狀態(tài)和設計。

　　第三章、原因分析

　　本文第一部分中列舉的校正后出現的問(wèn)題現象僅有一部分的原因在于采集設備本身。以下將逐一進(jìn)行分析說(shuō)明：

　　3.1 校正后顯示屏亮度下降

　校正后亮度下降的原因在于逐點(diǎn)校正技術(shù)的原理。

　逐點(diǎn)校正的原理是測量出同樣的工作條件下，每顆led燈的亮度，然后根據設定的目標值計算出每顆燈的校正系數，用校正系數調整驅動(dòng)電流的幅度或者占空比，使每顆燈的亮度都達到設定的目標值。

　然而，提高LED工作電流幅度將導致光衰嚴重，壽命下降，且電流變化還會(huì )引起LED波長(cháng)變化，因此控制系統多采用調整占空比即點(diǎn)亮時(shí)長(cháng)的方法來(lái)實(shí)現逐點(diǎn)校正。而占空比的調整區間只能為0～1，這就意味著(zhù)：校正系數的值域區間為0～1，原始亮度低于目標值的LED燈無(wú)法提高亮度達到目標值。

　為保證校正后大多數燈都能達到設定的目標值，讓校正有意義，目標值必須設定在平均值以下。因此，校正后顯示屏亮度必然下降，其下降幅度與校正后均勻度改善之間的關(guān)系，可參見(jiàn)《LED屏顯世界》2010.6 《逐點(diǎn)校正中的亮度與均勻度平衡》。

　值得注意的是，有些控制系統廠(chǎng)商使用某種特殊策略，可讀取>1的校正數據，實(shí)現中低灰度時(shí)的無(wú)損亮度校正，但使用這種策略校正，在高灰度尤其是顯示白255時(shí)將和沒(méi)有校正一樣。

　　3.2 校正后均勻度改善不理想，校正原始均勻度較好的顯示屏時(shí)沒(méi)有效果

這種現象多出現于采用數碼相機作為采集設備的情況，原因在于采集設備的精度不足。

數碼相機作為民用成像設備，用作亮度數據測量有著(zhù)先天的局限性。其CCD像素之間的靈敏度差異以及線(xiàn)性度都未經(jīng)校正，而覆蓋在CCD上的Byer彩色濾光片的通光特性也存在著(zhù)相當的不一致，鏡頭的瑕疵、黑圈、畸變等都未經(jīng)校正，輸出的圖像和數據還經(jīng)過(guò)了相機內部圖像處理引擎的污染，這些不可控的因素大大增加了原始數據的不確定性。

原始數據不可靠，校正效果自然不理想。而用精度不足的采集設備來(lái)校正原始均勻度較好如分光比1：1.1的屏，就好比用最小刻度為毫米的尺子來(lái)量頭發(fā)直徑，怎么可能測量得準，校正出效果呢？

　　3.3 校正后區域/箱體出現邊緣亮暗線(xiàn)或亮帶，顯示白平衡時(shí)出現邊緣亮度差或色差

　這種現象一般有兩種成因，都在于采集系統。一是光學(xué)系統的黑圈、畸變、透過(guò)率與光譜響應等未經(jīng)校正；二是對于原始數據的邊緣修正不理想。

　光學(xué)系統未經(jīng)校正，會(huì )使得采集的數據呈現出邊緣暗中心亮的系統誤差，導致校正后邊緣亮度高于中心亮度，出現邊緣的亮帶。

　高速采集時(shí)通常是一個(gè)區域或箱體的燈點(diǎn)同時(shí)點(diǎn)亮時(shí)測量，因為中心區域燈點(diǎn)周邊雜散光的影響，會(huì )讓采集到的數據呈現邊緣燈點(diǎn)亮度低于中心燈點(diǎn)亮度的現象，在校正后就會(huì )出現邊緣的亮線(xiàn)。逐點(diǎn)校正的專(zhuān)業(yè)采集系統必須對此進(jìn)行修正，修正的不足或過(guò)度就會(huì )產(chǎn)生采集區域或箱體邊緣的亮線(xiàn)和暗線(xiàn)。

　而顯示白平衡時(shí)的邊緣亮度差或色差則來(lái)源于RGB三色邊緣與中心區域的亮度差總和與比例。

3.4 校正后顯示屏出現區域/箱體間亮度差

　由于顯示屏上燈點(diǎn)太多，不可能一次采集完全部數據，只能分區域或分箱體采集。而校正后顯示屏則可能出現采集區域或者箱體之間的亮度差。