Како индустријске камере калибришу 4К ЦОБ ЛЕД екране

Коришћење индустријских камера за извођење калибрација светлости и хроматичности пиксела по пикселу na 4К ЦОБ ЛЕД екрани је много сложенија од традиционалне SMD калибрације.

Изазов долази од две технологије које се истовремено преклапају:

• Оптичка структура COB-а која емитује површину
• улутра-виша густина пиксела на 4К нивоу

Заједно, они гурају оптичке слике, контролу кретања и калибрационе алгоритме до својих граница.

За разлику од конвенционалних СМД дисплеја, ЦОБ панели се не понашају као изоловани точни извори светлости. Уместо тога, они се понашају више као континуирани површински емитери са оптичким слојевима дифузије. Када инжењери комбинују ово са P1.25 или мањим пиксељним пичем, стандардне методе калибрације ЛЕД-а више не раде поуздано.

Испод је комплетан инжењерски радни ток који се користи у модерним високим системом калибрације ЦОБ-а.

1. у вези са Архитектура системског хардвера

Избор индустријске камере

Индустријска камера је основна компонента целог система калибрације.

4K COB дисплеј садржи милионе густо упакованих пиксела, тако да камера мора да сасвим прецизно снима сјај и варијанте боја.

Типични сензори високог класе укључују:

• Сони ИМКС304
• Сони ИМКС253

са резолуцијама око 4096×3000.

Зашто је резолуција толико важна

4К ЦОБ дисплеј често користи пикселне пичеве мање од П1.25.

На пример, један модул са величинама од 320×180 mm може већ садржати преко 25.000 пиксела.

Да би се постигла тачна калибрација, инжењери обично захтевају:

Свака зона која емитује ЛЕД мора заузети најмање 3×3 пиксела фотоапарата.

Ово следи Никистове принципе узоркавања и омогућава систему да правилно открије:

• границе осветљености
• прелазе дифузије светлости
• градијенти ивице
• оптично понашање подпиксела

Без довољне оптичке густине узорка, тачност калибрације драматично пада.

2. Уколико је потребно. Система за контролу кретања

Једна камера обично не може да ухвати цео 4К дисплеј са довољном прецизношћу.

Због тога се системи калибрације ослањају на прецизне платформе за покрет.

Типичне конфигурације укључују:

• Моторизовани степени XYZ
• системи за гантрије
• роботе руке

Ови системи захтевају понављање боље од ± 5 μm.

Када скенира велике екране, систем снима више преклапаних подручја слике и касније их рачунарски спаја.

Да би се осигурало поуздано зашивање:

• преклапања регија обично прелазе 20%
• грешке позиционирања морају остати микроскопске
• вибрацијска изолација постаје критична

Окружење у тамној соби

ЦОБ ниско сива калибрација је изузетно осетљива на окружно светло.

Због тога се калибрација обично врши у контролисаној тамној соби са:

• осветљење испод 0,1 лукса
• температурна стабилност око 25°C
• контролисана влажност
• антирефлексивна обработка

Чак и мали одражаји могу искривити мерења са малом сјајношћу.

3. Уколико је потребно. Зашто се калибрација ЦОБ фундаментално разликује од СМД

Извор светлости површине против извора светлости тачке

Ово је највећа разлика.

Традиционални алгоритми калибрације СМД-а у великој мери зависе од локализације центра сваког ЛЕД пакета.

Та метода не успева са ЦОБ-ом.

Пошто ЦОБ користи континуиране фосфорне и инкапсулационе слојеве, светло се шири преко суседних подручја. Границе пиксела постају нејасне уместо да буду оштро дефинисане.

Како инжењери решавају ово

Уместо детекције средишњих тачака, системи калибрације ЦОБ користе:

• екстракција центроида
• Гаусова опрема
• адаптивног региона

Ове методе прецизније процењују ефикасан оптички центар сваког пиксела.

Поред тога, неравна дебљина фосфора може створити унутрашње градијенте сјаја у једној области пиксела.

Због тога алгоритми често израчунавају претегле регионалне просеке уместо да се ослањају на мерења у једној тачки.

4. Уколико је потребно. Компенсација за ниво црног црна и конзистенцију мастила

Контрастна перформанса ЦОБ-а у великој мери зависи од црноће површине ПЦБ-а.

Међутим, различите партије ПЦБ често показују приметну варијацију боје.

Неке супстрате могу прећи:

δЕ > 3

чак и пре него што почне осветљење.

Због тога, модерни системи калибрације такође улазе:

• слике референције у тамном стању
• мапе рефлективности супстрата

Алгоритам онда компензује не само емитовано светло, већ и рефлектанцију површине позадине.

Ово постаје посебно важно у апликацијама са високом контрастом ХДР.

5. Појам Стратегија калибрације на више нивоа за 4К екране

Директна калибрација целог 4К ЦОБ екрана је обично непрактична.

Уместо тога, инжењери користе хијерархијски рад.

Ниво 1: Калибрација на нивоу модула

Камера снима појединачне модуле на блиском даљини.

Типична удаљеност:

• око 300 mm

У овој фази, систем генерише:

• матрице за корекцију осветљености на нивоу пиксела
• подаци о корекцији хроматичности

Ниво 2: Калибрација на нивоу кабинета

Камера се помера даље уназад и снима више ормара истовремено.

Типична удаљеност:

• око 800 мм

Ова фаза исправља:

• разлике у осветљености шваба кабинета
• неисправност температуре боје
• прелазе између модула

Ниво 3: Калибрација унифорности на целој екрану

На крају, широкоугаони систем снима читав екран.

Типична удаљеност:

• око 5 метара

Ова фаза компензује:

• центер-то-едге светлост падање
• градијенти угла гледања
• неједнакост светлост на великом нивоу

6. Уколико је потребно. Реконструкција у суперрезолуцији

Понекад чак ни камере високе резолуције не могу у потпуности да прикажу ситне ЦОБ пикселе.

У овим случајевима, инжењери користе рачунарске технике суперрезолуције.

Методе укључују:

• преиспитивање прескока пиксела
• регистрација подпиксела
• вишекадрска интерполација

Камера се физички помера са делићима пиксела између експозиција.

Софтвер затим рачунарски реконструише дистрибуције сјаја веће резолуције.

То значајно побољшава прецизност без потребе за непроцењиво скупим сензорима.

7. Калибрациони алгоритам радних токова

Корак 1: Геометријска калибрација

Систем прво успоставља мапирање пиксела на пиксел између:

• координате камере
• Координате ЛЕД-а

Инжењери обично користе калибрирачке циљеве шахмаде у комбинацији са корекцијом искривљења.

За COB-ове нејасне оптичке ивице, систем се примењује:

• адаптивна сегментација прага
• Оцу праг
• локално повећање контраста

да прецизно идентификују пикселне регије.

Корак 2: Добивање сјаја и хроматичности

За сваки ЛЕД пиксел, систем снима:

Светлост (Y)

"Снабдевање" за "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање" у "укључивање

• 0,1% сива
• пуна бела излаз

То очува и информације о осветљености и сенци.

Хроматичност (х, у)

Индустријске камере не излажу директно истинске вредности хроматичности.

Зато инжењери калибришу одговор камере користећи:

• стекторни радиометри
• цолориметри
• Матрице за трансформацију РГБ-у-ХВЗ

Ово конвертира сензорске РГБ податке у ЦИЕ ХВЗ простор боја.

Корак 3: Генерација матрице компензације

Систем генерише табеле за калибрацију за сваки пиксел.

Компенсација сјаја

Алгоритам обично нормализује све пикселе у односу на најслабију прихватљиву референтну тачку.

Компенсација боје

Систем прилагођава РГБ добитке како би пиксели били у складу са циљном белом тачком и температуром боје.

Компенсација за ЦОБ-специфичне прекоречне звуке

Пошто су слојеви COB инкапсулације континуирани, суседни пиксели оптички утичу један на другог.

Ово ствара оптички прелаз.

Да би се исправио, примењују се напредни системи:

• алгоритми деконволуције
• модели комшинарске компензације

да се одвоје преклапајући светлост доприноси.

Овај корак је критичан за екран са ултра-фином глубином.

8. Уколико је потребно Уношење и верификација података

Након генерисања коэффициента корекције, систем их учитава у:

• карте за пријем
• сРАМ за управљачки модул
• внутредња флеш меморија

Затим се дисплеј подвргава верификационом тестирању.

Типични циљеви перформанси укључују:

За поређење, некалибрисани дисплеји често показују само 7080% једноставност осветљености.

9. Главни инжењерски изазови и решења

Зашто је калибрација ЦОБ-а много тежа од традиционалне калибрације ЛЕД-а

Традиционална калибрација СМД-а фокусира се углавном на дискретну корекцију тачке-извора.

КОБ калибрација мора додатно управљати:

• оптичка дифузија
• неједнакост фосфора
• међупикселни прекретни звук
• површна рефлектанција
• тхермална нестабилност
• зависност од угла гледања

Када инжењери комбинују ове факторе са милионима пиксела на 4К екрану, калибрација постаје мултидисциплинарни систем који укључује:

• оптике
• машинска визија
• контрола покрета
• наука о боји
• рачунарска сликања
• обраду уграђене у реалном времену

Због тога су висококвалификовани системи ЦОБ-а и даље једна од технички најзахтљивијих области у индустрији ЛЕД екрана данас.