CN102231016B - 一种液晶模组亮度补偿方法、装置和*** - Google Patents

一种液晶模组亮度补偿方法、装置和*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，所述方法包括：对液晶模组进行图像采集，以获得所述液晶模组的采集图像；将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区；计算所述暗区中的每个像素的补偿系数；将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，用于对所述暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。

Description

一种液晶模组亮度补偿方法、装置和***
技术领域
本发明整体涉及液晶模组，更具体地涉及用于对液晶模组亮度进行补偿的方法、装置和***。
背景技术
液晶模组的构成主要由萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等构成。首先，液晶模组必须先利用背光源投射出光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶。这时液晶分子的排列方式就会改变穿透液晶中传播的光线的偏振角度，然后这些光线还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。可以通过变加在液晶上的电压值控制最后出现的光线强度与色彩，这样就能在液晶面板上变化出有不同色调的颜色组合。
背光模组为液晶模组的关键单元之一，由于液晶本身不发光，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，使其能正常显示影像。背光模组由背光单元的阵列组成，并且一个背光单元对应于一个像素。每个像素的亮度由各自的背光单元的驱动电压所控制。并且在显示时，对每个背光单元施以标准背光驱动电压。
液晶模组在设计过程中以及在生产制造过程中由于技术原因或是各个零单元无法达到设计要求，导致最终的产品存在亮暗不均匀的现象。包括由于结构件生产没有达到设计精度要求而产生对液晶平面面板挤压引起的漏光问题、由于无法达到设计的混光距离而产生的灯影以及由于光学膜片不平引起的亮暗不均匀等不良现象。为了完全解决此问题，可以通过修改设计以及提高零单元的加工精度，但是这种方案浪费大量人力、财力和物力，而实际达到的效果并不理想。
因此在本领域中迫切需要一种利用液晶面板的光学特性，通过图像采集、图像处理以及电路驱动的方式对大量产品进行检测以及亮度补偿，以达到消除产品的暗区从而提高产品良率的方法、装置和***。
发明内容
本发明实施例涉及一种用于对液晶模组亮度进行补偿的方法、装置和***，以实现液晶模组暗区的消除。
本发明的一个实施例公开了一种用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，所述方法包括：对液晶模组进行图像采集，以获得所述液晶模组的采集图像；将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区；计算所述暗区中的每个像素的补偿系数；将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，用于对所述暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
本发明的另一个实施例公开了一种用于对液晶模组亮度进行补偿的装置，其特征在于，所述装置包括：图像采集单元，用于对液晶模组进行图像采集，以获得液晶模组的采集图像；处理器，用于将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区，然后计算暗区中的每个像素的补偿系数，并且将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，以便所述显示控制电路利用补偿系数对暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
本发明的另一个实施例公开了一种用于对液晶模组亮度进行补偿的***，其特征在于，所述***包括：摄像机，用于对液晶模组进行图像采集，以获得液晶模组的采集图像；计算机，用于将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区，然后计算暗区中的每个像素的补偿系数，并且将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，以便所述显示控制电路利用补偿系数对暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
本发明实施例的用于对液晶模组亮度进行补偿的方法、装置和***其通过图像采集、图像处理以及电路驱动的方式对大量产品进行检测以及亮度补偿，消除了未达到出厂标准的液晶模组消除暗区，从而提高产品良率。
附图说明
通过参考下文的附图可以进一步理解本发明的性质和优势。在附图中，类似的单元或特征可以具有相同的附图标记，其中：
图1是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的方法的流程图；
图2是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的装置的方框图；
图3是本发明的一个实施例的液晶模组的显示控制电路(Tcon控制电路)的方框图；
图4是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的***的方框图；
图5A是本发明的一个实施例的需要补偿的液晶屏的采集图像；
图5B是图5A所示的采集图像经过补偿之后的显示图；
图6是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的流水线的方框图。
具体实施方式
在下文的描述中阐述了大量具体细节以提供对一些实施例的彻底理解。但是，本领域的熟练技术人员将会明白，没有这些具体细节也可以实施一些实施例。在其他实例中，没有详细描述公知的方法、程序、单元和/或电路以免模糊该讨论。
实施例一
图1是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的方法的流程图。在步骤101中，对具有预定图像显示的液晶模组进行图像采集，以获得液晶模组的采集图像。在步骤102中，将采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区。在步骤103中计算暗区中的每个像素与标准图像的对应像素的亮度差异信息，以获得暗区中的每个像素的补偿系数。在步骤105中，将补偿系数存储到液晶模组的显示控制电路中。在步骤105中，显示控制电路在驱动液晶模组进行显示时利用补偿系数对暗区中的像素的背光单元进行补偿。
实施例二
图2是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的装置的方框图。图2所示的补偿装置200包括图像采集单元201，用于对具有预定图像显示的液晶模组进行图像采集，以获得液晶模组的采集图像。补偿装置200还包括图像比对单元202，用于将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区。补偿装置200还包括补偿系数计算单元203，用于计算所述暗区中的每个像素与所述标准图像的对应像素的亮度差异信息，以获得暗区中的每个像素的补偿系数并将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中。补偿装置200包括还补偿单元204，用于利用补偿系数对暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
图3是本发明的一个实施例的液晶模组的显示控制电路(Tcon控制电路)的方框图。图3所示的Tcon控制电路301包括处理器302、闪存303和动态随机存取存储器304。并且在计算补偿系数时，由图1的计算机103控制Tcon控制电路301。通过计算机106计算差异信息得出补偿系数，并且向Tcon控制电路301的闪存303写入所述补偿系数。Tcon控制电路301在初始化之后，由处理器302读取在闪存303中所写入的补偿系数并且将其写入动态随机存取存储器304中。Tcon控制电路301在驱动液晶模组进行显示时将补偿系数转化为电信号，对暗区中的每个像素所对应的背光单元进行补偿。
由于背光亮度是受到背光驱动电压的控制并且与驱动电压大小成正比的，所以提高一个像素的背光单元的驱动电压就可以相应地提高该像素背光的亮度。由于已将暗区中的每个像素的补偿系数写入动态随机存取存储器308中了。液晶模组在进行显示驱动时能够自动进行补偿。
首先以预定的亮度量化单位对标准图像和采集图像的亮度进行量化。由于标准图像是亮度均匀的无差别图像。所以标准图像中的每个像素的亮度是相等的。在一个实施例中，标准图像是正常的百分之百亮度的全黑的图像(在其他实施例中可以是全白)。可以将该正常的百分之百亮度的全黑的像素的补偿系数定义为0，即无需补偿。对补偿系数为0的像素的亮度进行多阶量化。例如，在一个实施例中对标准图像进行10阶量化，在另一个实施例中可以对标准图像进行更多或更少阶的量化。
在本发明的一个实施例中，以100阶量化为例。然后，用该100阶量化的量化单位来计算每个暗区中的每个像素的亮度阶数。例如，计算得出某个像素的亮度阶数为80阶，则该像素与标准亮度像素的差值为20阶。也就是说，该像素的亮度是标准亮度像素的亮度的80/100＝0.8倍，则得出该像素的补偿系数为(1/0.8)-1＝0.25。也就是说，需要在该像素的背光单元上另外再施加0.25倍的标准背光驱动电压，才能使该像素的亮度完全正常，达到100阶。
通过同样的方式，可以计算其它像素的补偿系数，并且亮度阶数差越大则补偿系数大，亮度阶数差越小则补偿系数越小。例如，在一个实施例中，计算得出某个像素的亮度阶数为110阶，则该像素与标准亮度像素的高0阶。也就是说，该像素的亮度是标准亮度像素的亮度的110/100＝1.1倍，则得出该像素的补偿系数为1-(1/1.1)＝0.091。也就是说，需要在该像素的背光单元标准背光驱动电压乘以0.909，或者将该像素的背光单元的驱动电压由1个标准背光驱动电压减去0.091个标准背光驱动电压，才能使该像素的亮度完全正常，达到100阶。通过同样的方式，可以计算其它像素的补偿系数，并且补偿系数为正则增加背光电压，如果补偿系数为负则减少背光电压。
液晶模组首先用标准背光驱动电压对全部背光模组进行正常驱动。然后，针对于需要补偿的像素，将该像素的补偿系数转化为该像素的背光单元的附加驱动电压信号包，与原来的标准背光驱动电压相加，再施加到该像素的背光单元上。这样就提高了改像素的亮度，完成了亮度补偿。对于以上的实施例中，暗区中的一个像素与标准亮度像素的差值为20阶，可以计算得知补偿系数为0.25。也就是说，需要在该像素的背光单元上另外再施加0.25倍的标准背光驱动电压，以进行亮度补偿。
在另一个实施例中，可以将该正常的百分之百亮度的全黑的像素的补偿系数定义为1。则对于该实施例，计算机还可以将补偿系数计算为0.25+1＝1.25。然后将该补偿系数写入液晶模组中，液晶模组在进行显示时，首先读取每个像素的补偿系数，将标准背光驱动电压与每个像素的补偿系数相乘，以得到每个像素各自的背光单元的驱动电压。然后，再将计数得出的驱动电压施加到每个像素的背光单元上。
实施例三
图4是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的***的方框图。在图4所示的补偿***中包括暗室400、液晶模组显示器401、摄像机402以及计算机403。摄像机402可以是具有电荷耦合元件的摄像机。液晶模组显示器402包括液晶模组404与液晶屏405。其中，液晶模组显示器401与摄像机402位于暗室400中，并且摄像机404可以固定在暗室中，将液晶屏405正对着摄像机402，以便摄像机404能够正好能采集到液晶模组显示器401的液晶屏405的完整的显示图像。液晶模组404和摄像机402分别与计算机406相连接，以便摄像机404将采集的图像传输到计算机403进行处理，并且以便计算机406根据该处理结果来对液晶模组404进行补偿。
在一个实施例中，可以将一个或多个液晶模组显示器402置于流水线之上，通过电荷耦合元件摄像机组成的自动检测***对具有标准图像显示的液晶模组自动进行图像采集，以便通过每次在暗室400中采集一个液晶模组显示器402的图像，分别为每个液晶模组显示器401进行补偿。
为了比对得出液晶模组显示器401的显示亮度有差异的区域，本发明定义了标准图像。标准图像是各个象素的亮度完全一致的均匀的图像。并且将标准图像预先存储在计算机403中。标准图像也可以是在暗室400中的流水线上采集的。采集图像应该与标准图像具有相同的显示内容设置，比如，全黑或全白，并且与标准图像具有相同的亮度和色度设置，例如，可以将亮度值全部预设为100％。以免比对结果出现偏差。由于摄像机402是固定的，所以流水线上的每个液晶模组显示器401在暗室中经由摄像机404所拍摄的采集图像的大小是固定的。
图5A是本发明的一个实施例的需要补偿的液晶屏的采集图像500。如图5A所示，在该采集图像中存在各种形状的暗区。其中，暗区501是单个像素、暗区502是弧形区域，暗区503是与屏幕等宽的水平线条形区域并且暗区504是圆形区域。暗区501、502、503和504的亮度值可以各不相同，并且暗区501、502、503和504的每一个中的每个像素的亮度值也可以各部相同，从而所需要的补偿系数也不同。在图5的实施例中，假设计算机通过比对，计算出单像素暗区501中的像素的补偿系数为0.8，弧形暗区502中的每个像素的补偿系数为0.6，水平线条暗区503中的每个像素的补偿系数为0.5，圆形暗区504中的每个像素的补偿系数为0.2。然后利用所计算的补充系数，对每个像素的背光单元分别进行补偿。
其中，对于单像素暗区501，仅需要计算出该像素的行坐标x1和列坐标y1，然后对坐标为(x1，y1)的背光单元施以0.8的补偿系数。对于弧形暗区502，需要计算该弧形暗区502中的每个像素的行坐标和列坐标，然后对这些坐标的背光单元施以0.6的补偿系数。对于线条暗区503，只需要计算该暗区所处的行坐标x’，然后对行坐标为x’的全部像素的背光单元施以0.5的补偿系数。对于圆形暗区504，需要计算该圆形暗区504中的每个像素的行坐标和列坐标，然后对这些坐标的背光单元施以0.2的补偿系数。经过补偿后的需要补偿的液晶屏的采集图像如图6B所示。
图6是本发明的一个实施例用于对液晶模组亮度进行补偿的流水线的方框图。如图6所示，该流水线包括传输带601、多个液晶模组显示器602、摄像机603、计算机604、暗室605以及良品判断机构606。其中，在对液晶模组显示器602进行良品判断之前，首先将液晶模组显示器602逐个放入装有摄像机603、计算机604的暗室605中，进行上文所述的图像采集、图像处理和补偿系数计算。在计算出补偿系数后，在暗室中或者暗室外将补偿系数写入暗室605。由于流水作业速度较快，为了保证流水的速度，通常在暗室之外写入补偿系数。
在良品判断中，液晶模组显示器602在进行显示时会通过补偿系数进行补偿。如果液晶模组显示器602经检测达到良品等级，则包装出货。如果液晶模组显示器602经过所计算的补偿系数的补偿后仍然达不到良品的级别，或者在暗室605中漏检了某个具有暗区的液晶模组显示器602而该显示器在良品判断机构606被判定为达不到良品的级别，则将这些液晶模组显示器602返回到流水线中重新上述处理，直到达到良品级别为止才出货。
提供上面的讨论以使本领域的技术人员做出和使用本发明。在不超出本文定义的本发明的精神和范围的情况下，本文描述的一般性原理可以适用于除了以上描述的细节之外的实施例和应用。本发明并不局限于所示的实施例，而是符合本文公开的原理和特性的最广范围。

Claims (12)

1.一种用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，所述方法包括：
对液晶模组进行图像采集，以获得所述液晶模组的采集图像；
将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区；
通过计算所述暗区中的每个像素与标准图像的对应像素的亮度差异信息获得所述暗区中的每个像素的补偿系数；
将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，用于对所述暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
2.如权利要求1所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，基于所述亮度差异信息计算所述补偿系数的步骤包括：
以预定的亮度量化单位对暗区中的所述采集图像的亮度进行多阶量化；
计算所述暗区中的每个像素与所述标准图像的对应像素的亮度阶数差；
计算所述暗区中的每个像素的亮度与所述标准图像的所述对应像素的亮度阶数差与所述标准图像的所述对应像素的亮度阶数的比，以作为所述补偿系数。
3.如权利要求1或2所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，所述显示控制电路包括处理器、闪存、动态随机存取存储器，所述将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中的步骤包括：
向所述显示控制电路的闪存写入所述补偿系数；
将所述写入的补偿系数写入动态随机存取存储器中。
4.如权利要求1或2所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，所述显示控制电路利用补偿系数对所述暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿的步骤包括：
在驱动所述液晶模组进行显示时将所述补偿系数转化为电信号；
利用所述电信号对所述暗区中的每个像素的所述对应的背光单元进行补偿。
5.如权利要求1或2所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于：
所述采集图像和所述标准图像是像素设置完全相等的全白或全黑的图像。
6.如权利要求1所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的方法，其特征在于，所述显示控制电路将所述补偿系数转换为所述背光单元的驱动电压增量。
7.一种用于对液晶模组亮度进行补偿的装置，其特征在于，所述装置包括：
图像采集单元，用于对液晶模组进行图像采集，以获得液晶模组的采集图像；
图像比对单元，用于将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区；
补偿系数计算单元，用于通过计算所述暗区中的每个像素与标准图像的对应像素的亮度差异信息获得暗区中的每个像素的补偿系数，并且将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，用于对暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
8.如权利要求7所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的装置，其特征在于：
所述显示控制电路包括处理器、闪存、动态随机存取存储器；
所述处理器在进行存储时将补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路的闪存中；
所述显示控制电路在进行补偿时将在闪存所写入的补偿系数写入动态随机存取存储器中，然后将所述补偿系数转化为所述暗区中的每个像素的所述对应的背光单元的驱动电信号。
9.如权利要求8所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的装置，其特征在于，所述处理器包括量化单元，用于：
以预定的亮度量化单位对暗区中的所述采集图像的亮度进行多阶量化；
计算所述暗区中的每个像素与所述标准图像的对应像素的亮度阶数差；并且所述补偿系数是所述暗区中的每个像素的亮度与所述标准图像的所述对应像素的亮度阶数差与所述标准图像的所述对应像素的亮度阶数的比。
10.一种用于对液晶模组亮度进行补偿的***，其特征在于，所述***包括：
摄像机，用于对液晶模组进行图像采集，以获得液晶模组的采集图像；
计算机，用于将所述采集图像与标准图像进行比对，以找出暗区，然后通过计算所述暗区中的每个像素与标准图像的对应像素的亮度差异信息获得暗区中的每个像素的补偿系数，并且将所述补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路中，用于对暗区中的像素的对应的背光单元进行补偿。
11.如权利要求10所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的***，其特征在于：
所述显示控制电路包括处理器、闪存、动态随机存取存储器；
所述计算机在进行存储时将补偿系数存储到所述液晶模组的显示控制电路的闪存中；
所述显示控制电路在进行补偿时将在闪存所写入的补偿系数写入动态随机存取存储器中，然后将所述补偿系数转化为所述暗区中的每个像素的所述对应的背光单元的驱动电信号。
12.如权利要求11所述的用于对液晶模组亮度进行补偿的***，其特征在于，所述计算机包括量化单元，用于：
以预定的亮度量化单位对暗区中的所述采集图像的亮度进行多阶量化；
计算所述暗区中的每个像素与所述标准图像的对应像素的亮度阶数差；并且所述补偿系数是所述暗区中的每个像素的亮度与所述标准图像的所述对应像素的亮度阶数差与所述标准图像的所述对应像素的亮度阶数的比。
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