Led混灯方法及装置、led显示模块制作方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及LED混灯方法及装置以及LED显示模块制作方法及系统。其中，LED混灯方法包括：步骤(a)，根据LED显示模块的规格和多个单色LED的分档情况确定LED显示模块对应的混灯图单元数量以及单个混灯图单元中单色LED数量；步骤(b)，在步骤(a)之后重新确定所述多个单色LED的分档情况；以及步骤(c)，在步骤(b)之后对所述多个单色LED重新确定后的各个档位进行编号并利用随机排列算法生成LED显示模块的混灯图单元以得到混灯图。本发明是一种适用于多分档LED的高精度LED混灯方法，并且可以应用于各种形式的LED显示模块例如表面贴贴装式、插件式、COB封装式等LED显示模块的制作过程。
【专利说明】LED混灯方法及装置、LED显示模块制作方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示【技术领域】，具体涉及一种LED混灯方法、一种LED显示模块制作方 法、一种LED显示模块制作系统以及一种LED混灯装置。
【背景技术】
[0002] 众所周知，LED灯板、LED箱体、LED显示屏等LED显示模块是由数量较多的LED灯 组成，为了使不同颜色、不同参数的LED灯组合后，能达到最佳的显示效果，需要先把LED灯 混合均匀，以期LED模块上的LED灯在亮度、波长等参数上达到均衡分布。
[0003] 现有技术中有利用手工将不同档位的LED灯混合在一起以实现均匀混合，也即： 操作人员铺好防静电包装纸，佩戴好静电环、防静电手套，打开离子风机将准备好的LED灯 按要求倒入不同的胶盆内，LED灯堆积的高度一般不能超过胶盆深度的2/3 ;然后用双手把 一个胶盆中的LED灯捧到另一个胶盆中，并把LED灯分散均匀，为了使LED灯混和更均匀， 只能采用轻洒的方式，重复上述动作一般不少于6次，才能基本把LED灯混合均匀。然而，人 工混灯的力度、频率、数量很难保持一致，所以混灯的均匀性难以提高，而且容易把LED灯 的灯脚弄歪，把LED灯的表面刮花；手工操作投入的人力多，耗时长，效率低。
[0004] 现有技术中也有利用混灯机将不同档位的LED灯混合在一起以实现均匀混合，例 如申请号为201020584052. 5,名称为"混灯机"的中国实用新型专利。然而，该种混灯机混 灯方法仍然无法保证充分混合均匀，而且经过混灯机之后，要再次排序才有利于插件，工序 繁琐；并且该种混灯方法难以适用于贴片式LED灯。
[0005] 现有技术中还提出根据各档位LED灯的个数和档位数利用随机算法形成混灯图 以实现混灯，例如申请号为201110451051. 2,名称为"一种LED混灯系统及其混灯方法"的 中国发明专利。其通过混灯图生成装置来自动生成混灯图，后期用混灯图来指导贴片机或 者插件机来贴片或者插件，在贴片或者插件之前，不需要将直插灯或者贴片灯人为混合在 一起，因而实际的工序较为简单；而且整个过程中绝大部分的工作由计算机辅助完成，人为 因素大大减少，且省时省力。具体混灯图生成做法为：输入参数：模组像素规格、待混LED灯 的类型、各色LED灯的档位和数量；根据模组像素规格生成混灯图对应的可视化矩阵；以及 在混灯图的可视化矩阵中，根据各色LED灯的数量和档位利用蒙特卡洛随机分布方法生成 混灯图。然而，其仍然存在以下不足：（a)为了保证混灯效果，需要设置【混灯精度判断及调 整单元】来判断经过蒙特卡罗法分布后形成的可视化矩阵中的是否存在超过混灯精度值的 现象并根据判断结果做适应性调整；(b)对于档位数较多的LED灯，该方法无法适用；以及 (c)每一次生成混灯图时都需要输入一次模组像素规格、待混LED灯的类型、各色LED灯的 档位和数量，增加了操作复杂度。
【发明内容】
[0006] 因此，为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提出一种LED混灯方法、一种LED 显示模块制作方法、一种LED显示模块制作系统以及一种LED混灯装置。
[0007] 具体地，本发明实施例提出的一种LED混灯方法，用于生成混灯图以制作LED显示 模块，包括：步骤（a)，根据LED显示模块的规格和多个单色LED的分档情况计算所述LED显 示模块对应的混灯图单元数量以及单个混灯图单元中单色LED数量；步骤（b):在步骤（a) 之后重新确定所述多个单色LED的分档情况；以及步骤（c):在步骤（b)之后对所述多个单 色LED重新确定后的各个档位进行编号并利用随机排列算法生成所述LED显示模块的混灯 图单元以得到混灯图。
[0008] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（a)包括：步骤（al)，利用所述显示模块的规 格和所述多个单色LED的档位数确定所述混灯图单元数量以及单个混灯图单元中单色LED 数量。
[0009] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（al)包括：计算所述LED显示模块的规格与 所述多个单色LED的档位数的商值的取整值；找出与所述取整值最接近的2"值，并将所述 2 n值作为所述混灯图单元数量；以及将所述LED显示模块的规格与所述混灯图单元数量相 除计算出单个混灯图单元中单色LED数量。
[0010] 在本发明的另一个实施例中，上述步骤（al)包括：计算所述LED显示模块的规格 与所述多个单色LED的档位数和混灯误差容忍值之乘积相除后的商值的取整值；找出与所 述取整值最接近且大于所述取整值的2 n值，并将所述2n值作为所述混灯图单元数量；以及 将所述LED显示模块的规格与所述混灯图单元数量相除计算出所述单个混灯图单元中单 色LED数量。
[0011] 在本发明的一个实施例中，所述步骤（b)包括：将单个混灯图单元中单色LED数量 设为所述多个单色LED重新分档后的档位数；将所述多个单色LED的总数量与重新分档后 的档位数相除以计算出重新分档后各档位中的单色LED平均数；以及根据所述单色LED平 均数和重新分档后的档位数进行重新分档。
[0012] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（a)包括：步骤（a2)，根据LED显示模块的规 格、所述多个单色LED中指定档位的单色LED数量结合所述多个单色LED中各个档位的单 色LED数量之和以及混灯误差容忍值确定所述混灯图单元数量以及单个混灯图单元中单 色LED数量。
[0013] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（a2)包括：计算所述指定档位的单色LED数 量与欲制作的LED显示模块和混灯误差容忍值的乘积相除的商值，其中所述欲制作的LED 显示模块数量由所述多个单色LED中各个档位的单色LED数量之和与所述LED显示模块的 规格确定；找出与所述商值最接近且大于所述商值的2 n值，并将所述2n值作为所述混灯图 单元数量；以及将所述LED显示模块的规格与所述混灯图单元数量相除的商值作为单个混 灯图单元中单色LED数量。
[0014] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（b)包括：根据所述多个单色LED的各个档位 中的单色LED数量分别与所述欲制作的LED显示模块数量和混灯图单元数量的乘积相除后 的商值确定单个混灯图单元中各个档位的单色LED数量，其中所述欲制作的LED显示模块 数量由所述多个单色LED中各个档位的单色LED数量之和与LED显示模块的规格确定；t匕 较单个混灯图单元中单色LED数量与所述单个混灯图单元中各个档位的单色LED数量之和 以判断单个混灯图单元中是否存在单色LED空点；以及当判断结果为单个混灯图单元中存 在单色LED空点，则利用所述多个单色LED中各个档位多余的单色LED建立混合档位来填 补所述单色LED空点。
[0015] 在本发明的一个实施例中，上述步骤（b)还包括：当判断结果为单个混灯图单元 中不存在单色LED空点、但是所述单个混灯图单元中各个档位的单色LED数量之和大于所 述单个混灯图单元中单色LED数量，则减少所述多个单色LED的某个档位在单个混灯图单 元中的单色LED数量。
[0016] 在本发明的一个实施例中，所述步骤（c)包括：采用随机排列算法生成所述LED显 示模块的每一个混灯图单元；以及将生成的混灯图单元组合形成所述混灯图。
[0017] 再者，本发明实施例提出的一种LED显示模块制作方法，包括步骤：执行上述任一 实施例的LED混灯方法，以得到所述LED显示模块对应的混灯图；以及根据所述混灯图从所 述重新确定分档情况的多个单色LED中选取对应的单色LED进行贴片、插件或板上芯片封 装工艺以制作出所述LED显示模块。
[0018] 此外，本发明实施例提出的一种LED显示模块制作系统，包括：LED混灯装置以及 混灯图执行装置。其中，LED混灯装置用于执行如上述任一实施例的LED混灯方法，以得到 所述LED显示模块对应的混灯图。混灯图执行装置用于根据所述混灯图从所述多个单色 LED中选取对应的单色LED进行贴片、插件或板上芯片封装工艺以制作出所述LED显示模 块。
[0019] 另外，本发明实施例提出的一种LED混灯装置，包括：混灯图单元确定单元、分档 重新确定单元以及混灯图生成单元。其中，混灯图单元确定单元根据LED显示模块的规格 和多个单色LED的分档情况确定所述LED显示模块对应的混灯图单元数量以及单个混灯图 单元中单色LED数量。分档重新确定单元基于所述LED显示模块对应的混灯图单元数量以 及单个混灯图单元中单色LED数量的确定结果重新确定所述多个单色LED的分档情况。混 灯图生成单元对所述多个单色LED重新确定后的各个档位进行编号并利用随机排列算法 生成所述LED显示模块的混灯图单元以得到混灯图。
[0020] 由上可知，本发明实施例提供一种适用于多分档LED的高精度LED混灯方法，并 且可以应用于各种形式的LED显示模块例如表面贴贴装（SMT)式、直插式、板上芯片封装 (C0B)式等LED显示模块的制作过程。
[0021] 通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知 道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考 附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念 地说明此处描述的结构和流程。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明实施例的LED混灯方法的流程示意图。
[0023] 图2为本发明实施例的LED显示模块制作方法的流程示意图。
[0024] 图3为本发明实施例的LED显示模块制作系统的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0026] 首先需要指明的是，下文中【LED】是泛指未封装的LED芯片，或者是封装好的LED 灯如表面贴装式（SMT, surface mounted technology) LED 灯或插件式（PTH, pin through hole) LED 灯。
[0027] 承上述，本发明实施例的LED混灯方法的前提是需要提供多个分档的单色LED,具 体可为：对同一批次或不同批次的单色LED进行分档，例如根据单色LED的发光特性例如波 长和亮度的不同设置不同档位，例如波长设置X档，亮度设置Y档，即最终分为XX Y个单色 LED档位。以蓝光LED为例，假设其波长范围例如为450nm?470nm(纳米），亮度范围例如 为lOOOmcd?1200mcd (毫坎德拉）；以每2nm为一档，则依据波长可分为10档；以20mcd 为一档，则依据亮度可分为10档，最终可将蓝光LED分为10 X 10 = 100个档位。对于其他 颜色LED的分档方式类似，在此不再一一举例。
[0028] 接下来，将结合图1对本发明实施例的LED混灯方法进行详细说明。为方便说明， 以下各个实施方式仅以LED显示模块的单个颜色LED的混灯图生成过程作为举例，其他颜 色LED的混灯图生成过程可参考该混灯图生成方式进行。
[0029] 【第一实施方式】
[0030] 第一步、混灯图单元确定。
[0031] (1).根据LED显示模块的规格（MXN)与多个单色LED的档位数（W)确定LED显 示模块对应的混灯图数量，具体可为：将LED显示模块的规格（也即像素点数量）与多个 单色LED的档位数相除后的商值进行取整操作，并根据取整值找到与其最接近的2 n(也即2 的η次方）值；假设LED显示模块的规格为32X32,多个单色LED的档位数为100档，因此 (M*N)/W = (32*32)/100 = 10. 24,商值的取整值为10,而与10最接近的2n值为8或16 ; 因此可设定32X32规格的LED显示模块对应的混灯图单元数量为8或者16。此处需要说 明的是，不限于对商值进行取整操作，也可以是采用四舍五入法。
[0032] (2).根据LED显示模块的规格与确定的混灯图单元数量确定单个混灯图单元中 单色LED数量：
[0033] (M*NV(2n) = (32*32)/8 = 128 或者（32*32)/16 = 64,这样确定的单个混灯图 单元中单色LED数量可以为128或64,至于单个混灯图单元的形状，最好与LED显示模块相 同，也即均为方形，当然也可以不同。
[0034] 第二步、重新确定单色LED的分档情况。
[0035] (1)将确定的混灯图单元数量设为单色LED重新分档后的档位数：例如单色LED 重新分档的档位数为128或64。
[0036] (2)将单色LED总数量（假设为1，000, 000个）除以重新分档后的档位数，以得到 重新分档后各个档位所包括的单色LED的平均数：
[0037] 若取128作为档位数，则重新分档后的这128个档位的单色LED平均数位： 1，000, 000/128 ?7812 个；
[0038] 若取64作为档位数，则重新分档后的这64个档位的单色LED平均数位： 1，000, 000/64 = 15625 个；
[0039] (3)根据单色LED平均数和档位数进行重新分档，并使各个档位的单色LED基本相 同：
[0040] 若取128为档位数，现有的100档位中，将各档位中7812颗之外的多余单色LED 放入发光特性（波长和亮度）相邻且个数不足7812个单色LED的档位中，或者放入重新分 出的28个档位中；此处，尽量将现有的同一个档位中多余的单色LED放入新的同一个档位 中。
[0041] 若取64作为档位数，从现有100个档位中，找出单色LED个数最少的36个档位， 将这36个档位中的单色LED放入发光特性（波长和亮度）相邻且个数不足15625个单色 LED的档位中，对于单色LED大于15625个的现有档位，需要将多余的单色LED放入发光特 性相邻且个数不足15625个单色LED的档位中；此处，尽量将现有的同一个档位中多余的单 色LED放入新的同一个档位中。
[0042] 第三步、利用随机排列算法生成LED显示模块的各个混灯图单元以得到混灯图。
[0043] (1).为单色LED的各个档位进行编号：
[0044] 若重新确定后的单色LED的档位数为128个，则依次将128个档位分别编号1、 2、......、128。
[0045] (2).利用随机排列算法，将单个混灯图单元规格作为输入数，随机生成混灯图单 元：
[0046] 若单个混灯图单元规格为16X8,则单个混灯图单元形成一个包含128个格子的 矩阵图，且每个格子都会有一个编号，即形成的128格子矩阵图例如下附矩阵。
[0047] 该随机排列算法是一种不放回抽样的排列方法，类似于随机洗牌，抽彩等，算法很 多种，例如如下的算法。以下源程序为1，2,…，128个数字，随机排列，产生不重复随机数。
[0048] 它的具体代码如下：
[0049] on generateList
[0050] global gEmpty, randomList
[0051] set randomList =[]
[0052] repeat with x = ltol28
[0053] addAt (randomList, random(x), x)
[0054] end repeat
[0055] end
[0056]
【权利要求】
1. 一种LED混灯方法，用于生成混灯图以制作LED显示模块，其特征在于，所述LED混 灯方法包括： 步骤（a):根据LED显示模块的规格和多个单色LED的分档情况确定所述LED显示模 块对应的混灯图单元数量以及单个混灯图单元中单色LED数量； 步骤（b):在步骤（a)之后重新确定所述多个单色LED的分档情况；以及 步骤（c):在步骤（b)之后对所述多个单色LED重新确定后的各个档位进行编号并利 用随机排列算法生成所述LED显示模块的混灯图单元以得到混灯图。
2. 如权利要求1所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（a)包括： 步骤（al):利用所述LED显示模块的规格和所述多个单色LED的档位数确定所述混灯 图单元数量以及单个混灯图单元中单色LED数量。
3. 如权利要求2所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（al)包括： 计算所述LED显示模块的规格与所述多个单色LED的档位数的商值的取整值； 找出与所述取整值最接近的2n值，并将所述2n值作为所述混灯图单元数量；以及 将所述LED显示模块的规格与所述混灯图单元数量相除计算出所述单个混灯图单元 中单色LED数量。
4. 如权利要求2所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（al)包括： 计算所述LED显示模块的规格与所述多个单色LED的档位数和混灯误差容忍值之乘积 相除后的商值的取整值； 找出与所述取整值最接近且大于所述取整值的2"值，并将所述2n值作为所述混灯图单 元数量；以及 将所述LED显示模块的规格与所述混灯图单元数量相除计算出所述单个混灯图单元 中单色LED数量。
5. 如权利要求2所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（b)包括： 将单个混灯图单元中单色LED数量设为所述多个单色LED重新分档后的档位数； 将所述多个单色LED的总数量与重新分档后的档位数相除以计算出重新分档后各档 位中的单色LED平均数；以及 根据所述单色LED平均数和重新分档后的档位数进行重新分档。
6. 如权利要求1所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（a)包括： (a2)根据LED显示模块的规格、所述多个单色LED中指定档位的单色LED数量结合所 述多个单色中各个档位的单色LED数量之和以及混灯误差容忍值确定所述混灯图单元数 量以及单个混灯图单元中单色LED数量。
7. 如权利要求6所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（a2)包括： 计算所述指定档位的单色LED数量与欲制作的LED显示模块数量和混灯误差容忍值的 乘积相除的商值，其中所述欲制作的LED显示模块数量由所述多个单色LED中各个档位的 单色LED数量之和与所述LED显示模块的规格确定； 找出与所述商值最接近且大于所述商值的2"值，并将所述2n值作为所述混灯图单元数 量；以及 将所述LED显示模块的规格与所述混灯图单元数量相除的商值作为单个混灯图单元 中单色LED数量。
8. 如权利要求6所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（b)包括： 根据所述多个单色LED的各个档位中的单色LED数量分别与所述欲制作的LED显示模 块数量和混灯图单元数量的乘积相除后的商值确定单个混灯图单元中各个档位的单色LED 数量，其中所述欲制作的LED显示模块数量由所述多个单色LED中各个档位的单色LED数 量之和与所述LED显示模块的规格确定； 比较单个混灯图单元中单色LED数量与所述单个混灯图单元中各个档位的单色LED数 量之和以判断单个混灯图单元中是否存在单色LED空点；以及 当判断结果为单个混灯图单元中存在单色LED空点，则利用所述多个单色LED中各个 档位多余的单色LED建立混合档位来填补所述单色LED空点。
9. 如权利要求8所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（b)还包括： 当判断结果为单个混灯图单元中不存在单色LED空点、但是所述单个混灯图单元中各 个档位的单色LED数量之和大于所述单个混灯图单元中单色LED数量，则减少所述多个单 色LED的某个档位在单个混灯图单元中的单色LED数量。
10. 如权利要求1所述的LED混灯方法，其特征在于，所述步骤（c)包括： 采用随机排列算法生成所述LED显示模块的每一个混灯图单元；以及 将生成的混灯图单元组合形成所述混灯图。
11. 一种LED显示模块制作方法，其特征在于，包括步骤： 执行如权利要求1至10任意一项所述的LED混灯方法，以得到所述LED显示模块对应 的混灯图；以及 根据所述混灯图从所述多个单色LED中选取对应的单色LED进行贴片、插件或板上芯 片封装工艺以制作出所述LED显示模块。
12. -种LED显示模块制作系统，其特征在于，包括： LED混灯装置，用于执行如权利要求1至10任意一项所述的LED混灯方法，以得到所述 LED显示模块对应的混灯图；以及 混灯图执行装置，用于根据所述混灯图从所述重新确定分档情况的多个单色LED中选 取对应的单色LED进行贴片、插件或板上芯片封装工艺以制作出所述LED显示模块。
13. -种LED混灯装置，其特征在于，包括： 混灯图单元确定单元，根据LED显示模块的规格和多个单色LED的分档情况确定所述 LED显示模块对应的混灯图单元数量以及单个混灯图单元中单色LED数量； 分档重新确定单元，基于所述LED显示模块对应的混灯图单元数量以及单个混灯图单 元中单色LED数量的确定结果重新确定所述多个单色LED的分档情况；以及 混灯图生成单元，对所述多个单色LED重新确定后的各个档位进行编号并利用随机排 列算法生成所述LED显示模块的混灯图单元以得到混灯图。
【文档编号】G09F9/33GK104091536SQ201410316973
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】袁胜春, 王海栋 申请人:西安诺瓦电子科技有限公司