ｅｖｅｎｌｙ ｉｎ
ｔＯ ａｓｓｕｒｅ ｔｈｅ
ｔｈｅ
ｉｎｓｔａｎｃｅ
ｏｆ
ｗｏｒｓｅ
ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ
ａｎｄ
ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔ
ａｒｅ ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｓ：ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｖｉｅｗ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏＩ
ｈａｒｄｗａｒｅ，ｔｏ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｔｉｎｙ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＤ；ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ＲＧＢ ｉｎ ｔｈｅ ＣＩＥ ｓｐａｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ；Ｏｎ ｔｈｉｓ ｂａｓｉｓ，ｗｅ ｈａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ
难做到细微精确的调整，调整范围大，调整过程复
杂，整体亮度以发光最低的ＬＥＤ亮度为基准，未 能充分发挥ＬＥＤ发光效率高，色域广的特点。 其次，ＬＥＤ显示屏的生产是一个复杂的生产 过程，在某一生产环节调整正确的参数到另一生 产环节需要再次修正。调整参数的固化与重复修 正固化是目前生产过程中面临的关键问题。 第三，缺乏流程检测与成品检验手段，目前整 屏检测多采用肉眼观察、经验判断的方法，主观成 份大，难于控制最终成品的品质。 再者，ＬＥＤ发光二极管随ＬＥＤ显示屏出厂调 试后，随着时间的推移，其亮度会发生衰减，需要
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ；ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｅ；ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｄｅｐｔｈ；ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ；
收稿日期：２００８—０３—１５
Ａｐｒ．，２００８，总第８７期
现代显示Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
２０５
张雪菲：ＬＥＤ显示屏讽炮雕鳃徕应用 引
ＺＨＡＮＧ ＸＵ Ｅ－ｆｅｉ
ｆｏｒ ＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ
Ｚｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｂｒａｎｃｈ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１ １ ０３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ａｌｌ ｔｈｅ ＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｉｓ ｈｏｗ ｗｈｏｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｉｓｐｌａｙ
Ａｐｒ．，２００８，总第８７期
张雪菲：ＬＥＤ艋示屏调光调色方案耐Ｈ
过逐点亮度控制器进行处理．形成ＬＥＤ显示屏各 个点的亮度校正参数。将各点的校正参数表存＾ 逐点亮度调整控制器的存储器当中，并进行实时 运算转化，形成屏体实时显示数据发送到显示屏 屏体。最终实现显示屏逐点亮度调整这一功能。
的精细化。色彩还原的均匀化。经工程应用检测，调光调色（ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥ叫）方案能够从ＬＥＤ 显示从模块、单元、箱体、整屏各层面实现亮度与色度均匀性的生产调整与现场施工调整。具有 较强的推广价值。 关键词：发光二极管显示；一致性；亮度深度；亮度色度调整 中图分类号：ＴＮｌ４１ 文献标识码：Ｂ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥ
管的亮度细微调整能力：同时利用这种亮度的细微调整能力，从混色算法上实现ＲＧＢ三色
ＬＥＤ在ＣＩＥ亮度空间中的均匀性；在此基础上。采用高精度照相设备等仪器作为测光测色设 备、综合设计高效、简便的ＬＥＤ显示设备调光调色（ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥ㈢）技术解决方案。是解决
目前ＬＥＤ显示设备均匀性差的有效方法。实践研究显示，采用这种方法实现了ＬＥＤ亮度调整
２．１．４
ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥ＇㈣方式及其优点
ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥ＇ｕ技术方案支持多种数据接 口，支持以上所有的调光调色方式，充分发挥驱动 器件的优异性能，利用高性能照像设备对ＬＥＤ发 光管整体与个体的亮度及色度进行判读，利用驱 动芯片的亮度处理深度同时结合软件算法，逐点 进行亮度与色度的修正。利用混光与混色的方法， 形成统一的亮度曲线与色坐标空间，从而实现调 光与调色的统一基准，最终达成高质量的亮度与 色度一致性。
ａｎ
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
ｗａｙ ｎａｍｅｄ ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥＬ砂ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｈａｎｄｙ ｔｏ ａｄｊｕｓｔ
Ｉｉｇｈｔ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｅｃｉｓｅ ｃａｍｅｒａｓ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
近似于相等，从而确保色域空间的一致性。
作为基准值。通过电压、电流、电阻的调节，。抑高
就低。来达成亮度的平衡。使得所有的同色ＬＥＤ 发光管的亮度曲线都近似相重舍，达成亮度的一 致性。
２ １ ２
图２色度调整原理 ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥｗ原理及优点
综上所述．基于以上原理的亮度与色度的调 整原理具有调光与调色的理论最佳。但在实际应 用中却不可能较好地实现理论上的预计。原因就 在于．ＬＥＤ发光管的物理特性的离散性使得筛选 的一致性变得代价高昂。基于长期的研究与观察 发现，造成目前ＬＥＤ显示设备亮度一致性问题的 图１亮度调整原理 由圈１可以看出，在相同的占空比下，不同的 ＬＥＤ发光管的亮度可能存在不同。这也就是造成 亮度不一致的主要原因。 色度调整原理（见图２｝． 主要原因在于即使是在最高亮度一致的情况下． 在同等占空比驱动时，各ＬＥＤ发光管亮度仍然不 一致是造成ＬＥＤ显示均匀性差的主要原因。因为 各发光管的Ｒ曲线并不一致。解决这种问题的办 法就是利用使各发光管在不同占空比的情况下其 亮度具备相等的条件。利用不同的占空比对各个 发光管亮度进行二次修正，以达成从低亮到高亮
ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥｍ技术原理
１一般调光调色原理 亮度调整原理（见图１１． 针对造成ＬＥＤ显示一致性差的一个重要因素
点却显示出不同的，造成色偏与色差。在色度调整 当中，受制波长的限制，目前在色度调整过程中多 按照波长接近的ＬＥＤ发光管局级分挡进行色度 一致性调整，使得所有同色的ＬＥＤ发光管的波长
是ＬＥＤ发光亮度的不一致，因此有必要对ＬＥＤ发 光的亮度一致性进行调整。众所周知，在ＬＥＤ显 示应用当中，采用不同占空比输出的方式对ＬＥＤ 发光管的亮度进行调整。也就是说，对于具有不同 亮度特性的发光管而言，在相同的占空比输出时， 其发光亮度是不同的。要想得到较佳的亮度均匀 性，就必须选取一个基准的亮度值作为调整的标 准。通常是选用亮度最低的ＬＥＤ发光管的亮度值
１．３本方案创新
针对目前在ＬＥＤ显示屏在生产过程中面临的
诸多问题，显示屏ＣＯＬＯＲＢＲＡＴ掣方案。本方案在
单元板生产均匀性调整、各生产过程均匀性修正、 整屏均匀性出厂测试、现场施工均匀性控制几个 方面，实现在线逐点、逐模块、逐单元、逐箱体、整 屏乃至多屏的亮度与色度的均匀性修正，实现同 步实时的高质显示效果。 ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥｕ方案采用高性能照相机与亮 度检测器作为灰度与亮度采集硬件，采集屏体原 始数据作为修正依据，在屏体硬件层利用集成灰 度控制功能的显示控制芯片配合高速、高精度恒 流驱动芯片实现亮度与色度的均匀性修正；同时 研发了逐点调整控制器对屏体亮度、色度进行逐
１．４
ＣＯＬＯＲＢＲＡＴ掣方案构成简介
ＣＯＬＯＲＢＲＡＴＥ粉案由控制层、屏体硬件层、
数据采集层三部分构成。其中控制层对单元、屏 体、的均匀性进行微调与参数修正下装。屏体硬件 层存储修正后的参数，并对参数进行实时运算后 输出至显示屏。数据采集层采集ＬＥＤ显示屏局部 或整体灰度与亮度数据，作为亮度与灰度的修正 基础。 在ＬＥＤ显示屏出厂前，需先对生产出的ＬＥＤ 显示屏箱体进行拍照，利用包含校正功能的ＬＥＤ 显示控制系统，将拍照后的照片所得到的数据通
针对造成ＬＥＤ显示一致性较差的另一个重要
方面．因为各ＬＥＤ发光管的波长离散性所致．波 长的不一致导致了各像素之间显示存在色差．因
＾ｎｎ．２，００８，总第盯期
现代显示Ａｄｖａｔｌｃｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ
２０７
张雪菲：ＬＥＤ显示屏况炮ｆ司色了擦应用
度各个区间的整体一致性。这就要求对发光亮度 的分级能力。以确保亮度能在微小的范围进行精 细调整，而非过犹不及的调整。， 同时，对于不同波长的ＲＧＢ三色进行混色生 成新的基准ＲＧＢ三色需要进行高精度的积分运 算能力，理论上，低于５／１ ０００的处理空度，就无法 实现在ＣＩＥ色坐标三角内的一致性。对于目前的 亮度深度及积分运算能力而言，受制于驱动硬件 的限制，处于心有余而力不足的局面。 在色度的调整上，打破对波长一致性的筛选 思路，避免在不可能达成的波长一致性上投入更 大精力。采用软件算法，对不同波长的ＲＧＢ三色 进行混色积分运算，重新生成新的基准ＲＧＢ三 色，对所有显示数据进行新的基准色校正运算，使 得色度的均匀性达到理想的程度。 对ＬＥＤ显示屏进行调光调色的方法均基于肉 眼判读、经验调整的办法，均存在调整低效、调整 周期长、显示效果不理想等缺点。远不能适应于目 前用户对于较高显示效果的需求。
１
言
及时进行修正： 最后，ＬＥＤ显示周边的环境亮度、温度等也会
１．１
应用场合
ＬＥＤ器件因其固有的发光效率高、色域广、寿
对显示屏造成影响，ＬＥＤ显示屏的动态调整也是 目前面临的主要困难。
命长等特性而在平面显示领域备受青睐。众所周 知，ＬＥＤ显示屏的显示方式是以ＬＥＤ点光源构成 的阵列进行各类视频、文字等内容进行显示的。由 于ＬＥＤ发光二极管在生产过程中的离散性，其亮 度与波长的一致性难于控制，不同批次问的ＬＥＤ 发光管之间的差异较大，通常最亮和最暗的ＬＥＤ 相差可达１ ５％至２０％以上。即使是同一批次的产 品，其个体间也存在较大的差异，导致目前ＬＥＤ 显示屏的各单元普遍存在亮度差与色度差，存在 马赛克、低灰显示不佳等不良现象。影响显示效 果，影响到ＬＥＤ显示屏的推广与普及。 如何在ＬＥＤ显示屏生产过程中对ＬＥＤ显示 单元的均匀性进行控制与提高，对ＬＥＤ显示屏各 点进行调光调色是一个亟待解决的课题。
此有必要对整屏白平衡进行调整。我们都知道，由 于ＬＥＤ管芯制造的原因．波长完全相同的两支发 光管是不可能存在的。ＬＥＤ发光二极管的波长在 生产之后就已经成为一个固有的物理特性，无法 在后续生产过程中对波长进行改变调整。 在ＬＥＤ显示设备中，由于同色发光管之间的