基于光电二极管的显示屏色彩测量系统及其测试方法与流程

本发明涉及显示屏测试技术领域，具体涉及一种基于光电二极管的显示屏色彩测量系统及其测试方法。

背景技术：

传统的显示屏生产中，gamma调节是必不可少的，除了矫正因材料差异导致的显示色彩差异外，由于人眼对亮度的敏感度并不是线性的，而是几乎遵循的是指数函数为2.2的曲线，所以在各个灰阶亮度调整的时候都要遵循这个曲线，良好的gamma曲线和色彩同样重要，对屏的显示整体表现起到了决定性作用。

目前市面上的色彩分析仪呈现出一家独大的局面，业界普遍采用的是ca2110/310/410等日本的柯美妮卡设备，价格高昂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于光电二极管的显示屏色彩测量系统及其测量方法，用以解决现有技术中的色彩分析仪价格昂贵的问题。

本发明一方面提供了一种基于光电二极管的显示屏色彩测量系统，包括单片机、pc、电源模块、时钟电路模块、flicker传感器、gamma传感器，所述gamma传感器通过iic与单片机通信，所述flicker传感器连接ad转换模块，所述ad转换模块通过spi与单片机通信，所述单片机通过usart与pc通信，所述时钟电路模块连接单片机，所述时钟电路模块提供单片机的运行时钟和基本的rtc时间，用于记录日志的时间，所述电源模块连接单片机、flicker传感器、gamma传感器和ad转换模块为其供电。

进一步的，所述gamma传感器是由光电二极管组成的阵列，分三个局域，分别感光红、绿、蓝三色波段的光谱。

进一步的，所述flicker传感器是由光硅光电二极管组成，不同光强变化照射到其表面，引起电压波动，所述gamma传感器将电压波动数据传输至ad转换器，由ad转化器转化为数字量传输至单片机。

本发明另一方面提供一种基于光电二极管的显示屏色彩测量方法，包括如下步骤：

(1)由flicker传感器和gamma传感器采集显示屏白色画面下rgb色彩分量并传输至单片机；

(2)对比标准色彩环境，单片机根据矫正矩阵k矫正测量量；

(3)单片机计算出色坐标及亮度并输出至pc；

(4)循环(1)-(3)；

(5)调节达标后结束。

采用上述本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过传感器采集rgb色彩分量，通过单片机计算rgb调节量，循环检测和调节完成调试，能够达到较好的精度；本发明测试系统成本低廉，性价比极高。

附图说明

图1为国际照委会制定的cie1931；

图2为本发明基于光电二极管的显示屏色彩测量结构示意图；

图3为本发明基于光电二极管的显示屏色彩测量流程图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在显示屏的实际生产过程中，由于受到材料的限制，无法控制出产的所有屏的色彩都保证较好的一致性，除此之外，由于人眼对亮度的的敏感度并不是遵循线性的亮度的曲线，而是遵循指数为2.2的曲线，国际照委会制定的cie1931如图1所示。

任何颜色都用匹配该颜色的三基色的比例加以规定，因此每一颜色都在色度图中占有确定的位置。色度图中：x轴色度坐标相当于红基色的比例；y轴色度坐标相当于绿基色的比例，图中没有z轴色度坐标(即蓝基色所占的比例)，因为比例系数x+y+z＝1，z的坐标值可以推算出来，即1一(x+y)＝z。

红色波段在图的右下部，绿色波段在左上角，蓝紫色波段在图的左下部。图下方的直线部分，即连接400nm和700nm的直线，是光谱上所没有的，由紫到红的系列。靠近图中心的c是白色，相当于中午阳光的光色，其色度坐标为x＝0.3101，y＝0.3162，z＝0.3737。设色度图上有一颜色s，由c通过s画一直线至光谱轨迹o点(590nm)，s颜色的主波长即为590nm，此处光谱的颜色即s的色调(橙色)。某一颜色离开c点至光谱轨迹的距离表明它的色纯度，即饱和度，颜色越靠近c越不纯，越靠近光谱轨迹越纯。s点位于从c到590nm光谱轨迹的45％处，所以它的色纯度为45％(色纯度％＝(cs/co)×100。从光谱轨迹的任一点通过c画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，这条直线两端的颜色互为补色(虚线)。从紫红色段的任一点通过c点画一直线抵达对侧光谱轨迹的一点，这个非光谱色就用该光谱颜色的补色来表示。表示方法是在非光谱色的补色的波长后面加一c字，如536c，这一紫红色是536nm绿色的补色。cie1931色度图有很大的实用价值，任何颜色，不管是光源色还是表面色，都可以在这个色度图上标定出来，这就使颜色的描述简便而准确了。例如为了保证颜色标志的正确辨认和交通安全的管制，在cie1931色度图上规定了具体的范围，它适用于各种警告信号和颜色标志的编码。再如在cie1931色度图上，可推出由两种颜色相混合所得出的各种中间色。如q和s相加，得出q到s直线的各种中间颜色，如t点，由c通过t抵达552nm的光谱色，可由552nm的波长颜色看出t的色调，并可由t在c与552nm光谱色之间所占位置看出它的纯度。

如图2所示，本发明一种基于光电二极管的显示屏色彩测量系统，包括单片机、pc、电源模块、时钟电路模块、flicker传感器、gamma传感器，所述gamma传感器通过iic与单片机通信，所述flicker传感器连接ad转换模块，所述ad转换模块通过spi与单片机通信，所述单片机通过usart与pc通信，所述时钟电路模块连接单片机，所述时钟电路模块提供单片机的运行时钟和基本的rtc时间，用于记录日志的时间，所述电源模块连接单片机、flicker传感器、gamma传感器和ad转换模块为其供电。具体的调节方法为首先由传感器采集当前显示屏白色画面下的色坐标亮度，对比目标亮度和色坐标，通过软件算法计算出rgb的调节量，然后把rgb值设置到屏中，然后再次检测当前状态下的色坐标和亮度，如此循环往复，直到调节达标。理论上屏从最暗阶(也就是0阶)到最亮阶(也就是255阶)，一共256阶灰度阶需要分别调整不同的亮度和共同的色坐标，但实际为了生产效率需要，只是选取其中几个绑点进行调节，来拟合整个曲线达到2.2。每一个绑点的色坐标都是相同的，但亮度是不一样的，具体的每一阶的亮度是根据当前所在灰度上根据gamma2.2曲线算出来的。

具体的，所述gamma传感器是由光电二极管组成的阵列，分三个局域，分别感光红、绿、蓝三色波段的光谱；所述flicker传感器是由光硅光电二极管组成，不同光强变化照射到其表面，引起电压波动，所述gamma传感器将电压波动数据传输至ad转换器，由ad转化器转化为数字量传输至单片机。

如图3所示，本发明基于光电二极管的显示屏色彩测量方法，包括如下步骤：

(1)由flicker传感器和gamma传感器采集显示屏白色画面下rgb色彩分量并传输至单片机；

(2)对比标准色彩环境，单片机根据矫正矩阵k矫正测量量；

(3)单片机计算出色坐标及亮度并输出至pc；

(4)循环(1)-(3)；

(5)调节达标后结束。

综上，本发明通过传感器采集rgb色彩分量，通过单片机计算rgb调节量，循环检测和调节完成调试，能够达到较好的精度；本发明测试系统成本低廉，性价比极高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。