Tööstuskamerate kasutamine piksli kaupa heleduse ja värvitoonide kalibreerimiseks käima 4K COB LED-ekraanidel on palju keerulisem kui traditsiooniline SMD-kalibreerimine.
Selleks on kaks tehnoloogiat, mis ühinevad samaaegselt:
Koos pigistavad nad optilist pildistust, liikumiskontrolli ja kalibreerimisalgoritme nende piirini.
Erinevalt tavapärastest SMD-ekraanidest ei käitu COB-paneelid eraldatud punktmäeallikatena, vaid pigem pidevate pinnalt kiirgavate allikatena optiliste difusioonikihtidega. Kui insenerid ühendavad selle P1,25 või väiksemate pikslite vahega, siis enam ei tööta standardmeetodid LED-ide kalibreerimiseks usaldusväärselt.
Allpool on täielik inseneritöövoog, mida kasutatakse kaasaegsetes kõrgklassi COB-kalibreerimissüsteemides.
Tööstuslik kaamera on kogu kalibreerimissüsteemi südamikukomponent.
4K COB-ekraan sisaldab miljoneid tihedalt paigutatud piksleid, seega peab kaamera suutma väga täpselt fikseerida äärmiselt peeneid heledus- ja värvimuutusi.
| Parameeter | 4K COB-kalibreerimise nõuded | Soovitatav spetsifikatsioon |
|---|---|---|
| Resolutsioon | Peab fikseerima väga peenese modulitaseme üksikasjalikkuse | ≥12 MP |
| Sensorig tüüp | Kõrge tundlikkus madala halltooniga piltide püüdmiseks | ≥1-tolline sensor |
| Dünaamiline vahemik | Säilitada madala halltooniga üksikasjad | ≥12-bit (soovitavalt 14-bit) |
| Spektraalne reageerimine | Vastab inimese nägemisega seotud tajumisele | Toetab CIE 1931 XYZ kalibreerimist |
| Andmeid介li | Suudab töödelda suuri reaalajas andmehulki | 10GigE / Camera Link / CoaXPress |
| Läätse tüüp | Minimeerib kõrvalekaldumisi | Teletsentriline või ultraväikese kõrvalekalde objektiiv |
Tüüpilised kõrgklassilised sensorid hõlmavad:
lahutusega umbes 4096×3000.
4K COB-ekraan kasutab sageli pikslite sammusid, mis on väiksemad kui P1,25.
Näiteks võib üksainus moodul, mille mõõtmed on 320×180 mm, juba sisaldada üle 25 000 piksli.
Täpse kalibreerimise saavutamiseks nõuavad insenerid tavaliselt:
Iga LED-i kiirgusala peab hõlmama vähemalt 3×3 kaamerapikslit.
See järgib Nyqusti proovimisprintsiipi ja võimaldab süsteemil õigesti tuvastada:
Piisava optilise valimistiheduseta kalibreerimistäpsus langeb dramaatiliselt.
Üks kaamerat ei suuda tavaliselt kogu 4K-ekraani täpselt piisavalt fikseerida.
Seetõttu toetuvad kalibreerimissüsteemid täpsustele liikumisplatvormidele.
Tüüpilised konfiguratsioonid hõlmavad:
Nende süsteemide puhul on nõutav korduvus parem kui ±5 μm.
Suurte ekraanide skaneerimisel teeb süsteem arvutuslikult hiljem kokku ülekatvaid pildipiirkondi.
Usaldusväärse õmbluse tagamiseks:
COB-i madala halltooni kalibreerimine on äärmiselt tundlik ümburdevalguse suhtes.
Seetõttu toimub kalibreerimine tavaliselt kontrollitud tumedas ruumis, kus:
Isegi väikseimad juhuslikud peegeldused võivad moonutada väikese heledusega mõõtmisi.
See on suurim erinevus.
| Iseloomulik | SMD LED | COB LED |
|---|---|---|
| Heitkäändeliik | Punktvalgusallikas | Pinnasvalgusallikat |
| Pikslipiir | Teravnägune ja selge | Pehme ja hajutatud |
| Optiline käitumine | Peaaegu-Lambert'is | Mõjutatud kile kõverusest |
| Madala halli välimusega | Nähtavad punktid | Sileda pinnaga emissioon |
Tavapärased SMD kalibreerimisalgoritmid sõltuvad tugevalt iga LED-pakendi keskpunkti leidmisest.
See meetod ei tööta COB-i puhul.
Kuna COB kasutab pidevaid fosfor- ja kaitsvakihte, levib valgus naaberpiirkondadesse. Pikslite piirid muutuvad udusaks, mitte teravnägusaks.
Asemel, et tuvastada keskpunkt, kasutavad COB-kalibreerimissüsteemid:
Need meetodid hinnavad iga piksli tõelise optilise keskpunkti täpsemalt.
Lisaks võib ebavõrdne fosforikihi paksus tekitada sisemisi helekusgradienti ühe piksli piires.
Seetõttu arvutavad algoritmid sageli kaalutud piirkondlikke keskmisi mitte üksikute punktide mõõtmiste põhjal.
COB-kontrastitootlus sõltub väga PCB-pindade mustusest.
Erinevad PCB-partiid võivad siiski sageli näidata märgatavat värvierinevust.
Mõned alusmaterjalid võivad ületada:
δE > 3
isegi enne valgustamise alustamist.
Seetõttu salvestavad kaasaegsed kalibreerimissüsteemid:
Seejärel kompenseerib algoritm mitte ainult emissioonvalgust, vaid ka taustapinna peegeldusvõimet.
See on eriti oluline kõrgkontrastsuses HDR-rakendustes.
Täieliku 4K COB-ekraani otsene ühekordne kalibreerimine on tavaliselt ebaotstarbekas.
Selle asemel kasutavad insenerid hierarhilist töövoogu.
Kaameraga tehakse lähivõtted üksikutest moodulitest.
Tüüpiline kaugus:
Selles etapis genereerib süsteem:
Kaamera liigub kaugemale ja teeb samaaegselt mitme kappi pildid.
Tüüpiline kaugus:
See etapp parandab:
Lõpuks kujutab laiakulmaga süsteem terve ekraani.
Tüüpiline kaugus:
See etapp kompenseerib:
Mõnikord ei suuda isegi kõrglahutuslikud kaamerad täielikult eristada väga väikseid COB-piksliteid.
Sellistel juhtudel kasutavad insenerid arvutuslikke ülisuurimise tehnikaid.
Meetodid hõlmavad:
Kaamera liigub füüsiliselt eksponeerimiste vahel pikslite murdosas.
Tarkvara rekonstrueerib seejärel arvutuslikult kõrgema lahutusega valgustustiheduse jaotuse.
See parandab oluliselt täpsust ilma vajaduseta kasutada liialt kallid sensorid.
Süsteem loob esmalt pikslitevahelise vastavuse järgmiste vahel:
Insenerid kasutavad tavaliselt malelaua kalibreerimisobjekte koos deformatsioonikorrektsiooniga.
COB-i hägusate optiliste servade puhul rakendab süsteem:
pikslipiirkondade täpseks tuvastamiseks.
Iga LED-pikseli kohta registreerib süsteem:
Kasutades HDR mitmekordset eksponeerimist, mis hõlmab:
See säilitab nii ülevalgustatud kui ka varjutatud andmed.
Tööstuslikud kaamerad ei anna otseselt väljundiks tõelisi värvitoonaväärtusi.
Seetõttu kalibreerivad insenerid kaamera reageerimist järgmiste abil:
See teisendab sensori RGB-andmed CIE XYZ värviruumi.
Süsteem genereerib kalibreerimisotsingutabelid iga piksli jaoks.
Algoritm normaliseerib tavaliselt kõik pikslid suhtes kõige heledamaks lubatavaks referentspunktiks.
Süsteem kohandab RGB-tugevdusi, et joondada pikslid sihtvalge punktiga ja värvitemperatuuriga.
Kuna COB kapselduskihid on pidevad, mõjutavad naaberpiikslid üksteist optiliselt.
See teeb võimalikuks optilise ristmõju.
Selle parandamiseks rakendavad täiustatud süsteemid:
ülekattevalguse osade eraldamiseks.
See samm on kriitiliselt oluline ultrapeenepiikslitega ekraanidel.
Pärast korrigeerivate koefitsientide genereerimist laadib süsteem need üles:
Seejärel läbib ekraan verifikatsioonitesti.
Tüüpilised toorandmete eesmärgid hõlmavad:
| METRIC | Siht |
|---|---|
| Heleduse ühtsus | ≥95% |
| Kromaatilisuse ühtlus | δE ≤ 1,5 |
| Madala halltooni lineaarsus | Alla 32 halltooni ei ole nähtavat astmelisust |
Võrdluseks näitavad kalibreerimata ekraanid sageli ainult 70–80% heledusühtlust.
| Väljakutsed | Põhjus | Insenerilahendus |
|---|---|---|
| Madala halli värisemine | Halb madala voolutugevusega järjepidevus | Eksponeerimise sünkroonimine värskendusütslitega |
| Vaatenurga järgi muutuv värvitoon | Põhjavee murdumise efektid | Mitme nurga LUT-kompensatsioon |
| Soojusdrift | Kalibreerimise ajal temperatuuri tõus | 30-minutine soojuslik stabiilne olek |
| Moiré mustreid | Sensori ruudustiku häired | Väike kaamerapööre või optiline LPF |
| Suur 4K andmemaht | Suur pikslipõhine LUT-suurus | Kaotuseta tihendus ja reaalajas lahtitihendus |
Traditsiooniline SMD-kalibreerimine keskendub peamiselt eraldatud punktallikate parandamisele.
COB-kalibreerimine peab lisaks haldama:
Kui insenerid ühendavad need tegurid miljonite pikslitega 4K-ekraanil, muutub kalibreerimine mitmetasandiliseks süsteemiks, mis hõlmab:
Seetõttu jäävad kõrgklassilised COB-kalibreerimissüsteemid tänapäeval üheks tehniliselt nõudlikumaks valdkonnaks LED-ekraanide tööstuses.
EN
AR
BG
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
HI
IT
JA
KO
NO
PL
PT
RO
RU
ES
SV
TL
ID
SR
UK
VI
ET
HU
TH
TR
FA
AF
MS
GA
HY
AZ
MN
UZ
