LEDディスプレイは、高輝度、高コントラスト、鮮やかな色彩といった利点を有し、広告媒体、舞台、スポーツイベント、監視・指揮などの分野で広く利用されています。しかし、LED発光管と回路部品の個別性により、LEDディスプレイ画面は輝度と色度のばらつきという問題にしばしば直面します。
工場でのデバッグと修正がなければ、ディスプレイの品質に深刻な影響を与えます。この問題を効果的に解決するために、ポイントバイポイントの修正技術が誕生しました。その中でも、キャビネット修正技術はより重要です。SightLEDは、LEDディスプレイのキャビネット修正技術についてご紹介します。
LEDディスプレイの品質問題の根本原因
LEDディスプレイは、多数のLED発光管で構成されています。これらの発光管は、製造工程において必然的に個別化されます。LEDごとに発光効率、波長、その他のパラメータに違いがあり、同じ駆動電流でも各LEDの輝度と色度が異なります。
さらに、使用時間が長くなるとLED発光管は劣化し、LEDの劣化速度も個体差があるため、輝度と色度のばらつきがさらに悪化します。同時に、抵抗器やコンデンサなどの回路部品も個別であるため、LEDの駆動電流にも影響を与え、表示効果にも影響を与えます。
これらの要因の複合的な影響により、LED ディスプレイ画面は接合後に明らかな明るさと色度の違いが生じ、画面上にまだらや色のブロックの不均一などの問題が発生する可能性があります。
ポイントバイポイント補正技術の分類と特徴
LEDディスプレイ画面の明るさや色度の不均一性を克服するために、 LEDディスプレイメーカー ポイントバイポイント補正技術を導入しました。ポイントバイポイント補正技術は、用途に応じて、主に生産ラインでのキャビネット補正と現場補正の2種類に分けられます。
現場補正技術により、LEDディスプレイを実際の設置現場に設置した後でも、画面の補正が可能です。この補正方法は、周囲光や視野角などの現場環境要因を十分に考慮し、LEDディスプレイが満足のいく表示効果を実現することを保証します。
しかし、現場での修正作業には多くの困難が伴います。空間レイアウトや照明条件など、現場環境は複雑かつ変化に富み、修正作業は困難を極めます。
さらに、遠距離の注文の場合、専門技術者が現場に出向いて作業を行う必要があるため、コストと難易度が大幅に上昇します。そのため、人員、資材、時間への投資が増加します。
一方、キャビネットキャリブレーション技術には、より多くの利点があります。これは、LEDディスプレイのキャビネットを生産ラインでキャリブレーションできるという点です。LEDビデオウォールメーカーは、製品が工場を出荷する前にこのキャリブレーションを完了できるため、LEDスクリーンの均一性が向上し、その後の技術サポートコストも削減されます。
LEDディスプレイキャビネットのキャリブレーション入門
キャビネット校正の定義と目的
キャビネットキャリブレーションは、生産ラインキャリブレーションの重要な形態です。LEDディスプレイメーカーは、この工程を生産ラインに追加する必要があります。通常、キャビネットキャリブレーションは工場出荷前の最終工程として実施されます。その主な目的は、キャビネットとLEDディスプレイ間の輝度と色度の差をなくし、接合後のLEDディスプレイの均一性を向上させることです。
生産リンクにおける校正効果の追跡
生産工程においては、キャビネットのキャリブレーションリンクを追加することに加え、LEDスクリーンメーカーは一般的にキャリブレーション効果のフォローアップを行う必要があります。一般的な方法は以下の3つです。
全スプライシング観察方法：
すべてのキャビネットを接合し、ディスプレイ効果を直接観察します。この方法は接合後の全体的なディスプレイを最も直感的に把握できますが、接合作業の負荷が比較的大きく、特にキャビネットの数が多い場合は実装が不便です。
ランダムサンプリングスプライシング法：
接合するキャビネットをランダムにいくつか選び、修正効果を観察します。この方法は比較的簡便で、ある程度全体の修正効果を反映できます。ただし、サンプル検査のため、すべてのキャビネットの状況を完全に網羅できない場合があり、一定の限界があります。
シミュレーション評価方法：
補正システムで記録された測定データを用いて、全キャビネットの補正効果をシミュレーション・評価します。この方法では、全てのキャビネットを実際に接合する必要はありません。データ分析とシミュレーションを通じて、補正効果を迅速かつ効率的に評価でき、生産効率を大幅に向上させます。
キャビネット校正のための環境と機器の要件
測定結果の精度を確保するため、キャビネットのキャリブレーションは通常、暗室で実行する必要があります。
暗室には、各キャビネットの明るさと色彩情報を測定するための平面アレイ撮像装置と色彩計を備える必要があります。
平面アレイ撮像装置は、キャビネット上の各 LED の発光状態を迅速かつ正確に取得できます。
色彩計は、色彩パラメータを正確に測定できます。これにより、すべてのキャビネットのキャリブレーションプロセスが外部環境の影響を受けずに実行され、明るさと色度の一貫性という目標を達成できます。
暗室は完全に密閉され、温度と湿度が一定に保たれている必要があります。校正作業中は、キャビネットと校正機器の位置を固定する必要があります。キャビネットは地面からの反射の影響を避けるため、ベース上に設置する必要があります。
キャビネットキャリブレーションの基本プロセス
現場校正と同様に、キャビネットごとに、キャビネット校正プロセスにはデータの取得、データ分析、目標値の設定、補正係数の計算、係数のアップロードが含まれ、制御システムの連携も必要です。
- データ収集は、アレイイメージングデバイスと色彩計を介してキャビネット上の各 LED の輝度と色度情報を取得します。
- データ分析とは、収集したデータを処理・分析して、明るさや色度の違いを調べることです。
- 目標値設定は、各 LED が校正基準に従って明るさと色度の目標値に到達するようにします。
- 補正係数計算は、実際の測定値と目標値に基づいて対応する補正係数を計算することです。
- 係数アップロードとは、計算された補正係数を対応するキャビネットの受信カードに送信することです。ディスプレイ制御システムは、補正係数に基づいてLED電流を調整し、キャビネット内のすべてのLEDの輝度と色度を一定に保ちます。
キャビネット修正の主要技術と難しさ
キャビネット内のピクセル間の均一性
筐体内部のピクセル間の均一性補正は、基本的にオンサイト補正と同様です。この技術は比較的成熟しており、主に輝度と色度の均一性補正、および明暗線の補正が含まれます。
明るさと色度の均一性補正：
LEDキャビネット内の各LEDランプの輝度と色度情報は、測定機器によって測定されます。測定方法には、測光、色度、デジタル画像処理に関する知識が含まれます。
ポイントごとの輝度と色度情報を取得した後、対応する補正基準に従って対応する補正係数を計算し、対応するキャビネットの受信カードに送信します。
キャビネットが点灯すると、LED ディスプレイ制御システムは補正係数に従って LED の電流を調整し、キャビネット内のすべての LED の明るさと色度が一定になるようにします。
輝度補正とは、変動するLEDの輝度を一定レベルに調整することです。輝度調整の過程では、全体の輝度の均一性を確保するために、ほとんどのLEDの最大輝度値を適切に下げる必要があります。
彩度補正は、RGB カラー マッチングの原理に基づいており、RGB の 3 つの色の色座標を変更することで色度の偏差の問題を解決します。
例えば、補正前の表示画面の色域では、RGB 3 色の色座標が離散的に分布していますが、補正後の表示画面の色域では、RGB 3 色の色座標がより一貫しており、色度表示効果が大幅に向上しています。
明るい線と暗い線の補正:
加工精度、組立精度、その他の工程上の制約により、接合された発光板の間隔には若干のばらつきが生じます。人間の視覚システムのローパスフィルタリング処理後、表示中に明るい線や暗い線が現れる場合があります。
既存の機械的なプロセスの制限により、小ピッチ LED ディスプレイ画面では通常、キャビネットの均一性を大幅に向上させるために明るい線と暗い線の補正が必要です。
明暗線補正技術は、ライトボード間の間隔を正確に測定・分析することで、対応するLEDの駆動電流を調整し、明暗線現象を排除して、画像をより滑らかで均一にします。
異なるキャビネット間の明るさと色度の一貫性
キャビネット校正と現場校正には大きな違いがあります。校正時にキャビネットは接合されておらず、校正時に基準となる周囲の領域が不足しています。
キャリブレーション後、キャビネットが任意に接合され、明るさと色度に差がないことを確認する必要があります。
さらに重要なのは、バンドパス フィルターの場合、人間の視覚システムは、緩やかな勾配による明るさの違いや、非常に小さな角度解像度による細部の違いには敏感ではありませんが、中低周波成分を持つエッジ ステップ信号には非常に敏感であるということです。
LED ディスプレイ画面の場合、人間の目は LED ピクセル間の 4 ～ 5% を超える明るさの違いしか識別できませんが、キャビネットの明るさと色度の 1% の違いは簡単に識別できます。
つまり、人間の目は筐体内のピクセルの一貫性に対する要求は低いものの、筐体間の一貫性に対する要求は高いのです。そのため、筐体間の輝度と色度の一貫性は、筐体補正特有の重要な技術となっています。
キャビネット間の明るさと色度の不一致は、主に次の 2 つの側面に反映されます。
キャビネット間の平均輝度と色度には違いがあります。
キャビネットを接合すると、はっきりとした境界線が現れます。これは、色域を調整し、適切なターゲット値を設定することで実現できます。
たとえば、補正プロセスでは、各キャビネットの実際の明るさと色度に応じて色域の範囲が調整され、異なるキャビネットの明るさと色度がよりよく一致するようになります。
必要に応じて、より高精度な色彩計を使用して測定精度を向上させ、キャビネット間の明るさと色度の違いをより正確に調整します。
キャビネットの輝度と色度の分布は勾配分布です。
これは、キャビネット測定データの勾配分布現象によって引き起こされます。視覚系は低周波、つまり滑らかで緩やかな輝度差には鈍感であるため、単一のキャビネットをキャリブレーションするだけではこの問題を発見することは困難です。
しかし、キャビネットを接合すると、接合箇所の輝度が大きく上昇し、明らかな接合線が形成されます。そのため、測定データの勾配分布の問題を検出し、解決するための補正システムが必要になります。
例えば、測定データを分析・処理することで、勾配分布領域を特定し、対応するアルゴリズムを用いて補正することで、キャビネット間の輝度と色度の遷移をより滑らかにします。
まとめ：
LEDディスプレイキャビネット補正技術は、表示品質を向上させる効果的な手段であり、LEDディスプレイスクリーンの製造プロセスにおいて重要な応用価値を有しています。
キャビネット内部およびキャビネット間の明るさと色度の不一致の問題を解決し、LED ディスプレイ画面の均一性と表示品質を大幅に向上させます。
LED ディスプレイ技術の継続的な発展とディスプレイ品質要件の継続的な改善により、キャビネット補正技術も改善と発展を続けます。
当社はLEDディスプレイの専門メーカーとして、関連規格を厳格に運用し、LEDスクリーンの均一性を完全に保証しています。高品質のLEDスクリーンをお探しでしたら、お気軽にお問い合わせください。
