Хүнсний камерууд 4K COB LED дисплеяг хэрхэн калибровкалах вэ

Индустриал камера ашиглан гүйцэтгэх пиксел бүрт яркын хүч ба өнгөн төвшүүрлэл удирдлагад 4K COB LED дисплей нүүрсний SMD төвшүүрлэлтээс илүү нарийн бүтэцтэй.

Энэхүү дуудлага хоёр технологийн нэгэн зэрэг давхцаж буйгаас үүдшүүлж буй:

• COB-ийн гадаргуу дээрх гэрлийн цацрагт структура
• 4K түвшний их нарийн пиксел нягт

Хоёулхан нь оптикал дүрслэл, хөдөлгөөний удирдлага, төвшүүрлэл алгоритмд хязгаарын шугамд хүртгүүлж буй.

Хуучин SMD дисплейн харувайлаас үл хамааран, COB панелууд нь тусгаарлагдсан цэг гэрлийн үүсгүүрүүдтэй адил үйлчилж не. Харин тодорхой оптикал диффузиян давхаргуудтай тасралтгүй гадаргуу гэрлийн үүсгүүрүүдтэй адил үйлчилж буй. Инженерууд P1.25 юм уу бүүр бага пиксел зайг түүнд нэмж холбож буй үед стандарт LED төвшүүрлэл арга нь илүү тогтвортой ажиллахгүй.

Доор өнөөдөрхийн өндөр түвшний COB төвшүүрлэл системд ашиглагдаж буй бүтэн инженерийн ажлын дараалал үзүүллэ.

1. Системийн хатуу тоног төхөөрөмжийн архитектур

Үйлдвэрийн камерын сонгон шалгаруулалт

Аж үйлдвэрийн камер нь бүхэл бүтэн калибрлах системийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

4K COB дэлгэц нь сая сая пикселийг асар ихээр агуулдаг тул камер нь маш нарийн гэрэл гэгээрэл, өнгөний өөрчлөлтийг өндөр нарийвчлалтайгаар илрүүлэх ёстой.

Түүнд хамаарах өндөр түвшний сенсорууд:

• Sony IMX304
• Sony IMX253

4096×3000 орчимд бүтэн дүрсийн чанар.

Яагаад дүрсийн чанар ийнхүү чухал вэ

4K COB дисплей нь ихэвчлэн P1.25-с бага пикселын зайг ашигладаг.

Жишээ нь, 320×180 мм хэмжээтэй нэг модульд уже 25 000-с илүү пиксел байж болно.

Тодорхой тохируулалт хийхийн тулд инженерүүд нь ерөнхийдөө дараах шаардлагуудыг хангах ёстой:

Хүртэлх LED-ийн гэрлэх талбай нь камерын дор хамгийн багадаа 3×3 пиксел бүхлэд хүртэлх талбайг эзлэх ёстой.

Энэ нь Найквистын сэмплинг зарчмын дагуу хийгддэг бөгөөд системд дараах зүйлсийг зөв илрүүлэх боломж олгоно:

• гэрлийн хүчний хил
• гэрлийн тархалтын шилжилт
• ирмүүдийн налалт
• дэдпиксел оптик үйлчилгээ

Оптик түүвэрлэлтийн нягт хангалтгүй үед калибровкын нарийн чиглэл резко буурна.

2. Хөдөлгөөний удирдлагын систем

Нэг камер нь ихэнхдээ 4K дисплейн бүх талбайг хангалттай нарийн чиглэлд бүртгэж чадахгүй.

Түүн дагаад калибровкын системүүд нарийн чиглэлд хөдөлгөөний платформд тулгуурлана.

Түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд түүнд......

• XYZ хөдөлгөөнт үеүүд
• гантри системүүд
• роботын цолууд

Эдгээр системүүд ±5 мкм-с нарийн чиглэлд давтамж шаардуулна.

Том дисплейг сканнерлэх үед систем нь олон давхцаж буй зурагт талбайг бүртгэн, дараа нь тооцооллын замаар түүнийг холбож үүсгэнэ.

Надёжнй шивүүрт баталгаажуулахын тулд:

• давхцалт бүснүүд ихэвчлэн 20%-аас илүү байдаг
• байршлын алдаанууд микроскопик түвшинд үлдэх ёстой
• хөдөлгөөнийг саардуулах нь чрезвычайно чухал болж ирдэг

Харанхуй тасалбар

COB-ийн бага градацийн калибровка дотоод гэрлийн нөлөөнд экстремал мэдрэмтгүй байдаг.

Түүн дагаад, калибровка ердүүдээ хяналттой харанхуй тасалбар дотор хийгддэг, үүнд:

• гэрлийн түвшин 0.1 лукс доор
• температурын тогтвортой байдал ойролцоогоор 25°C
• хяналттой чийгшил
• тусгалын дарангуйлал

Жижигхэн тусгалууд ч бага ярнаас хэмжилтийг хөндлөнгүй хийх болой.

3. COB калибровка SMD-тэй харьцуулж үндэсний өөрчлөлттүүд

Гадаргуугийн гэрэл үүсгүүр vs цэг гэрэл үүсгүүр

Энэ нь хамгийн том ялгаа.

Уламжлалт SMD калибровка алгоритмууд LED-ийн бүх багажуудын төвийг олох дээр их тулгуурлан суурилдаг.

Тэр арга COB-д тохиромжгүй.

COB непрерыв фосфор ба халхавчлах давхаргуудыг ашигладаг тул гэрэл хөрш бүсүүд дагуу тархидог. Пиксел хилүүд тод тод бус, харин сааралдмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож, дундаждмуйн тодорхойлогдож,......

Инженерүүд хэрхэн шийдвэрлэдэг

Төв цэгийн танилт бүүр, COB калибровка системүүд дараах арга-хэрэгсэлүүдийг ашигладаг:

• төвдөр цэгийн гаргалт
• Гауссын таамаглал
• адаптив бүсийн жингүйдүүлэлт

Эдгээр аргууд пиксел тус бүрийн үр дүнд үүсгэх оптик төвийг илүү нарийн таамаглана.

Түүнчлэн, фосфорын зузааны төрөл бүрийн хүчдүүлэлт нь ганц пиксел доторх дотоод гэрлэт градиентүүдийг үүсгэж болзоо.

Түүнчлэн, алгоритмууд нь нэг цэгт хийгдсэн хэмжилтүүд дээр суурилж, харин жингүйдүүлсэн бүсийн дундаж утгуудыг тооцоолдог.

4. Хар түвшин ба тушаа нийцтүүний зөөрүүлэлт

COB-ийн контраст үзүүрлүүр нь PCB-ийн гадаргуугийн хар үзүүрлүүрт хүчтэй хамаардог.

Гэтэл, үл ялгаатай PCB партийн хооронд танихуйц өнгөн өөрчлөлтүүд байдаг.

Зөөрүүлэлтийн зарим суурин дараах утгыг давж болзоо:

δE > 3

гэрлүүр ажиллаж эхлэхийн өмнөх үед ч.

Түүнд холбогдоод, орчин үеийн калибровка системүүд дараах зүйлсийг бүүртгэн авдаг:

• хар төлөвийн тулгуур зураг
• дэд-дэсгүйн отражение картын зураг

Алгоритм нь цацраг илгээлтийн хажууд, гадаргуугийн фон отражение-д хүртэл нь зөрчлийг засварлана.

Энэ нь өндөр контрастын HDR хэрэглээд тусгайлан чухал болж ирдэг.

5. 4K дисплеяг хүртэлх олон түвшний калибровка стратеги

Бүх 4K COB дисплеяг шууд, нэг удаа калибровка хийх нь ихэвчлэн үүрдүү байдаг.

Харин инженерүүд иерархик ажлын дарааллыг ашигладаг.

Түвшин 1: Модуль түвшний калибровка

Камер нь тус тусад нь модулийг ойрхон зайн дотор бүртгэн авдаг.

Типичнэй зай:

• ойролцуй 300 мм

Энэ үед систем дараах зүйлсийг үүсгэндэ:

• пиксел түвшний гэрлэлтийн зөвтгөн матрицууд
• хроматик хувиргалтын өгөгдмүүд

2-р түвшин: Шүүдэр түвшний калибровка

Камер холдуурдаад олон шүүдэр зэрэгцээ бүртгэн авдаг.

Типичнэй зай:

• ойролцуй 800 мм

Энэ үе зөвтгөнө:

• шүүдэр хоорондын гялгалзан тодролын ялгаа
• өнгөн температурын тохирохгүй байдал
• модуль хоорондын шилжилт

3-р түвшин: Бүтнэд дэлгэц дээрх нэдүүлэлтийн тохируулалт

Эцэст, өргөн өнцгийн систем бүх дэлгэцийг бүрдүүлж авдаг.

Типичнэй зай:

• ойролцоогоор 5 метр

Энэ үе дараах зүйлсийг засаж өгдөг:

• төвдөөс ирмүүд рүү тодролын бууралт
• үзэх өнцгийн градиентүүд
• том масштабт гялгалзан тодролын нэдүүлэлтийн алдагдал

6. Супер-намжилт үүсгэх

Заримдаа төвд хоолойн өндөр нарийн бүтэцтэй камерууд ч бага хэмжээтний COB пикселүүдийг бүрэн тодорхойлж чадахгүй.

Эдгээр тохиолдлуудад инженерүүд бодит супер-намжилт техникүүдийг ашигладаг.

Арга хэрэгсэл нь:

• пиксел шилжүүлэх дээд түүвэрлэл
• дэд-пиксел бүртгэл
• олон зурагт оролцогч интерполяци

Камера экспозицийн хооронд физик хувиргалт хийдэг — пикселүүдийн хэсгүүдийн хооронд шилжүүлэл хийдэг.

Программ хангамж дараа нь үүсгэсэн өндөр намжилттай гэрлэлтийн тархалтыг бодитоор сүүлд үүсгэн гаргадаг.

Энэ нь үнэт сенсоруудыг ашиглах шаардлагыг арилгаж, нарийн тодорхойлолтыг илтгэн нэмэгдүүлдэг.

7. Калибровкийн алгоритмын ажиллах дараалал

1-р алхам: Геометрийн калибровка

Систем нь анхнаа дараах хоорондын пиксел-пиксел харгалзаа тогтоодог:

• камерийн координатууд
• LED-ийн координатууд

Инженерүүд ихэвчлэн шахматын самбарын калибровкийн зориулалттай зүйлсийг ашиглан, гажиг үүсгэх зүйлийг засварлах арга хэрэглэдөг.

COB-ийн тархмал оптикийн ирмүүдийн хувьд систем дараах арга хэрэглэдөг:

• адаптив сүүдрийн хуваарилалт
• Оцу-ийн сүүдрийн хуваарилалт
• бүсийн контрастын сайжруулалт

пиксел бүсийг нарийн тодорхойлох.

Алхам 2: Гэрлэлт ба өнгөн хүрээний олж авах

Хүрээлэнгүй LED пиксел бүрт систем дараах утгыг бүрдүүлнүү:

Гэрлэлт (Y)

Дараах хамрах хүрээтэй HDR олон удаагийн зураг сүүлд авах арга ашиглан:

• 0.1% саарал
• бүтнэд цагаан гаралт

Энэ нь гэрлэлтийн үзүүрлүүд ба сүүдрийн мэдээллийг хадгалж үлдээдэг.

Өнгөн хүрээ (x,y)

Томоохон хэмжээний камерууд шууд үнэнд үнэнхүү өнгөн хүрээний утга үүсгэдэггүй.

Түүнд харгалзан инженерүүд камерийн хариу үйлдлийг доорх аргаар тохируулдаг:

• спектрорадиометрүүд
• дөрвөлжин өнгөнүүрүүд
• RGB-с-XYZ хувиргалтын матрицууд

Энэ нь сенсорын RGB өгөгдлүүдийг CIE XYZ өнгөнүүдийн огторгуй руу хувиргадаг.

Алхам 3: Тохируулалтын матриц үүсгэх

Систем нь бүх пикселүүдийн хувьд тохируулалтын хайрцагт хүснэгтүүд үүсгэндаг.

Гэрлэлтийн тохируулалт

Алгоритм нь ерөнхийдөө бүх пикселүүдийг хамгийн бүдүүн зөвшөөрөгдөх тулгуур цэгт харьцуулан нормчилдаг.

Өнгөний тохируулалт

Систем нь пикселүүдийг зорилтот цагаан цэгт ба өнгөний температурт тааруулахын тулд RGB-усилгыг зохистой хийдаг.

COB-тодорхой кросстолк-тохируулалт

Учир нь COB инкапсуляцијн давхрагууд тасралтгүй бөгөөд хөрш пикселүүд оптикойн хувьд хооронд нь нөлөөлөн үйлчилдэг.

Энэ нь оптик кросстолк үүсгэндэг.

Түүнийг засахын тулд дөрвөлжин системүүд дараах арга хэрэглэндэг:

• деconvolution алгоритмууд
• хөрш хүрээний компенсацийн загварууд

давхцаж буй гэрлийн хувьд нөлөөлөлүүдийг тусгаарлахын тулд.

Энэ алхам ультра-нарийн шагт дисплеягуудын хувьд онцгой чухал.

8. Өгөгдлүүдийн илгээлт ба баталгаажуулалт

Засварлах коэффициентүүдийг үүсгэсний дараа систем түүнийг дараах рүү илгээдэг:

• хүлээн авагч картууд
• драйвер IC SRAM
• дотоод флэш сан

Дисплей дараа нь шалгах туршилтанд подвергтана.

Түүнд илтгэгдэх үзүүлэлтүүдийн жишээ:

Харьцуулбал, калибровка хийгдээгүй дисплеягууд нэрсний ялгаа нь ихэвчлэн зөвхөн 70–80% гэрлийн нэдүүрлэл байдаг.

9. Том инженерийн сорилтууд ба шийдлүүд

Яагаад COB-ийн тохируулалт уламжлалт LED-ийн тохируулалтаас илүү хүнд бөөртөг?

Уламжлалт SMD-ийн тохируулалт үндүндээ тусгай цэгүүдийн зөвхөн номиналь утгыг зөвтгөхөд чиглэсэн.

COB-ийн тохируулалт нэмж дараах зүйлсийг удирдаж, хянах ёстой:

• оптикийн дундажлал
• фосфорын төлөвшилтгүй байдлын асуудал
• пиксел хоорондын холбоос (crosstalk)
• гадаргуугийн отражалт
• дулааны тогтворгүй байдал
• үзэх өнцгийн хамаарал

Инженерүүд үүн дээр 4K дисплейн сая толгойн пикселүүдийн тоог нэмж, калибровка нь дараах чиглэлүүдийн холимог систем болж хувирдаг:

• оптик
• машины зорчигч байдал
• хөдөлгөөний удирдлага
• дуран-хүрээний шинжлэх ухаан
• тооцоолон зурагт гүйцэтгэх технологи
• бодит цагт хөрвүүлсэн бүтэцтүүдийн боловсруулалт

Түүн дээр суурилан өндөр түвшний COB калибровка системүүд өнөөдөр LED дисплейн үйлдвэрлэлд хамгийн техник шаардлагатай чиглэлүүдийн нэг лүү үлдмүү.