LED显示屏色度参数的测量方法

摘要

本发明涉及一种LED显示屏色度参数的测量方法，该方法根据LED显示屏发光的特点，创造并规定了LED显示屏色域覆盖率、白场色度不均匀性、彩色复现的测量步骤与计算方法；提出了提高测量和调试白场色度值与范围的准确度、提高测量基色主波长准确度的方法；对LED管峰值波长与LED屏主波长从科学概念上进行了必要的区分。用符合光谱三刺激值含有四组滤光片的1980彩色亮度计准确测量LED显示屏的色度参数，按本方法，其测量准确度可达到对标准彩色亮度计的技术要求。用光谱带宽及取样间隔为1nm的1980光谱辐射仪可准确测量LED管的峰值波长。并在调试过程中采用多圈电位器，以达精细选择电阻阻值的目的，这些核心技术是调试和制造优秀彩色重现LED显示屏必备的前提与关键。

主权项

1、一种LED显示屏色度参数的测量方法，其特征在于实施步骤如下：首先选择测量设备为符合人眼光谱三刺激值的四组片1980A彩色亮度计及光谱带宽和取样间隔为1nm的1980B光谱辐射仪；在调试过程中采用多圈电位器，即LED显示屏电路对应的各物理点间距处，按三路分别连接设有用于进行色度参数调试的多圈可调电位器；彩色亮度计是LED显示屏色度测量中最常用的一种测色仪器，彩色亮度计滤色片与光电倍增管组合后的探测器要精确地符合光谱三刺激值曲线X(λ)、Y(λ)、和Z(λ)；X(λ)在短波段和长波段有两个波峰X1(λ)、X2(λ)；按下列公式可求得1980A适宜色修正系数$C_1=\frac{x_0}{y_0}\frac{p_0}{(\mathrm{Xr}+\mathrm{Xb})}...\left(1\right)$$C_2=\frac{(1-x_0-y_0)}{y_0}·\frac{p_0}{z_0}$其中：p0、Xr、Xb、z0是1980A测量标准光源、色源的四组输出数据；x0、y0是国家权威机构中国计量科学研究院测量同一标准光源、色源的色度坐标，依此公式可分别推算出白场的色修正系数C1、C2，红场色修正系数C1、C2、绿场色修正系数C1、C2、兰场相应的色修正系数C1、C2；p、xr、xb、z是1980彩色亮度计实测LED显示屏的输出数据；在测量LED显示屏白场、红基色场、绿基色场、兰基色场时分别将相应的色修正系数C1、C2代入下列公式中：$x=\frac{(x_r+x_b)c_1}{(x_r+x_b)c_1+p+z{c}_2}...\left(2\right)$$y=\frac{p}{(x_r+x_b)c_1+p+z{c}_2}$即可获得与国家计量部门准确度一致的色度坐标，完全可以达到对标准彩色亮度计的技术要求；运用本发明规定的设备、方法和实施步骤可以准确评定LED显示屏的基色主波长和误差等级；如需要测量LED管的峰值波长，应使用光谱带宽及取样间隔均可精确到1nm的1980光谱辐射仪；测量内容及具体步骤为：(1)LED显示屏色域覆盖率的测量与计算色域覆盖率表征均匀色空间坐标中基色R、G、B，所对应显色三角形的面积度量；(1.1)色域覆盖率的定义：在CIE1976均匀色度空间(u’，v’)，显示设备显示的色域面积(即三基色R，G，B三角形的面积)与占(u’，v’)色度空间全部光谱(从380-780nm)面积(0.1952)的百分数；(1.2)色域覆盖率的测量分别将全红场、全绿场和全兰场测试信号输入；用符合上述要求的彩色亮度计分别测量和计算红、绿、兰场屏幕中心点色度坐标(ur’，vr’)、(ug’，vg’)、(ub’，vb’)；其测量准确度、精确度可与国家级同步，当中国计量科学研究院提供相应标准色源的色度坐标，即可以实现国家对红、绿、兰场的修正系数C1、C2的量值传递；(1.3)色域覆盖率的计算由公式计算CIE-1976L*、u*、v*色度坐标u′、v′值$\left.\begin{array}{c}{u}^{\prime }=\frac{4X}{X+15Y+3Z}\\ v^{\prime }=\frac{9Y}{X+15Y+3Z}\end{array}\right\}...\left(3\right)$色域面积＝0.5[(ur′-ub′)(vg′-vb′)-(ug′-ub’)(vr′-vb′)] ………………………………(4)色域覆盖率＝色域面积÷0.1952×100％，色域覆盖率表征均匀色空间坐标中基色(R、G、B)所对应显色三角形的面积度量；色域覆盖率是考核RGB三种颜色的色度坐标在色彩图上围成三角形的大小，在三角形内任何一点颜色都可以由RGB三基色合成，面积越大说明可以覆盖的色彩越宽；(1.4)彩色显示器色重现的范围在显示器的输入端加上与彩色信号的R、G、B相当的单色信号，用彩色亮度计在画面的垂直方向进行测定，将输入R信号时的色度坐标定为xR、yR，将输入G信号时的色度坐标定为xG、yG，将输入B信号时的色度坐标定为xB、yB，并描绘在色度图上，将各点用直线连接，表示出色再现范围；由直线所围成的三角形范围内可以再现颜色；(2)LED显示屏基准白与色度不均匀性的测量测量屏幕中心P0点色度坐标可代表基准白；测量屏幕中心和周围边缘之间图像色度的差异代表色度不均匀性；测量P0到P8的色度坐标为(x0，y0)(u’0，v’0)到(x8，y8)(u’8，v’8)由下式计算这些点的色度差Δx＝xi-x0，Δy＝yi-y0，………………(5)Δu’＝ui’-u0’ Δv’＝vi’-v0’………………(6)Δc＝[(u‘i-u‘0)2+(v’i-v‘0)2]1/2；…………………(7)(3)显示屏各基色主波长和峰值波长的测量分别将全红场、全绿场和全兰场测试信号输入；用符合上述要求的彩色亮度计分别测量红、绿、兰场屏幕中心点色度坐标；其测量准确度、精确度可与国家级同步，当中国计量科学研究院提供相应标准色源的色度坐标，即可以实现国家对红、绿、兰场的修正系数C1、C2的量值传递；计算法是根据色度图上连接参照光源E(x0，y0)与样品点(x，y)的直线的斜率(x-x0)/(y-y0)和(y-y0)/(x-x0)，按绝对值小的一组查表获得，查表即可获得主波长；其中x0＝y0＝0.333；正确获得主波长的关键在于正确测量出X1、X2、Y、Z；根据中国计量科学研究院所获得的科研结果应使用光电倍增管作为接收器件，根据国家电视质量检验中心的科研结果证实测量三刺激值应使用四组滤光片的彩色亮度计；(4)彩色复现的测量因为颜色评定有时会出现因人而异，当出现重大分歧无法下定论的困难局面，在条件具备时可增加彩色复现的测量；(4.1)测量大自然界常见色的光谱分布，计算其色度坐标，用色域齐全的色卡代表常见色；(4.2)用同一台彩色亮度计测量被摄物的色坐标；(4.3)测量不同白场色度值LED显示屏上再现色的色坐标；(4.4)计算被摄物和再现色之间的色度误差；研究不同白场色度值LED显示屏所组成的摄像-显像系统的色度复现差异，进行分析比较；开展这项工作需要有测量光源色、物体色功能兼备的四组片彩色亮度计，需要有色域齐全的色卡，需要有彩色复现性能良好的摄像机以及符合要求的不同白场色度值显示屏；用PR-1980彩色亮度计测量被摄物色卡原色和复现色的CIE色度参数；由CIE 1976 UCS均匀色品公式中可分别计算出被摄物色卡的u′o、v′0值；u′、v′值代表显示器的再现色；$u^{\prime }=\frac{4x}{-2x+12y+3}...\left(8\right)$$v^{\prime }=\frac{9y}{-2x+12y+3}$由公式(2)可计算出色度复现误差$\mathrm{\Delta C}=\frac{\sqrt{{(u^{\prime }-u_o^{\prime })}^2+{(v^{\prime }-v_o^{\prime })}^2}}{0.00384}...\left(9\right).$