用于显示装置的光学校正的系统和方法与流程

本发明涉及发光可视显示器的光学测量和校准技术，且特别地涉及用于有源矩阵有机发光二极管装置(amoled：activematrixorganiclightemittingdiodedevice)和其它发光显示器的各个像素的照度评估和校正的光学校正系统和方法。

背景技术：

许多现代的显示器技术从制造时刻开始就遭受缺陷、偏差和不一致性，且在显示器的使用寿命期间进一步遭受老化和劣化，由此导致偏离于期望图像的图像的呈现。可以在制造期间或者显示器投入使用之后使用光学校正系统和方法，以测量并校正具有相对于期望照度发生变化的照度的像素(以及子像素)。特别地，amoled面板由照度不均匀性表征。

为了校正显示器的这种内在不均匀性，利用补偿数据或校正数据来有意地更改输入的视频信号，从而使其补偿不均匀性。在一些方法中，为了获得校正数据，针对一系列的灰阶照度值(greyscaleluminancevalue)测量每一个面板像素的照度，并确定每个像素的校正值。典型的配置利用单色调或常规rgb静止图像相机作为测量装置。在显示器上显示至少一个校准图案，并利用相机拍摄图案。接着，对拍摄图像形式的测量值进行处理以提取显示器的每一个像素的真实照度。通过考虑用于驱动显示器像素的校准图案的像素的灰阶照度值，产生显示器的以该灰阶照度值驱动的该像素的校正信号。相机的空间采样率低于显示器的像素图像的空间频率的两倍时，该技术存在局限性。根据已知的采样原理，相机应当以奈奎斯特速率或高于奈奎斯特速率的速率操作，即以显示器的像素图像的频率的两倍以上的速率操作，以便从由相机拍摄的单个拍摄图像中精确地重构显示图像。当相机的采样速率低于显示器的图像像素速率的两倍时，重构的图像将存在混叠(莫列波纹)和像素重叠，即在由相机拍摄的图像中，显示器的不同像素的图像发生重叠。随着制造的显示器具有越来越高的分辨率，在现有的不具有为显示器的分辨率的两倍的分辨率的标准分辨率相机的情况下在获得校正数据时出现问题，并且替代地由于需要部署包括具有更高分辨率的相机的光学校正系统而增加成本。

技术实现要素：

根据第一方面，提供了一种用于校正具有像素的发光显示面板的不均匀性的光学校正方法，每个像素具有发光器件，所述光学校正方法包括：将相机布置在所述显示面板的前方；使所述相机散焦，使得所述相机的焦点处于穿过所述显示面板的所述发光器件的平面的外部，所述散焦使所述显示面板的各个像素在被所述相机拍摄的所述显示面板的图像中变模糊；显示多个测试图案，并同时拍摄被显示的所述测试图案的各自图像，其中，被拍摄的图像用作所述显示面板的像素的照度测量数据，每个被显示的所述测试图案包括激活像素的集合，所述激活像素间隔开使得在每个所述被拍摄的图像中每个激活像素的每个模糊图像的至少一部分不与另一激活像素的模糊图像重叠；并且根据所述照度测量数据确定校正数据，以用于校正在所述显示面板中显示的图像的不均匀性。

在一些实施例中，被所述相机拍摄的所述显示面板的图像中的模糊量足以避免所述显示面板的所述被拍摄的图像中的混叠。

在一些实施例中，所述相机的分辨率小于所述显示面板的分辨率的两倍。在一些实施例中，每个被显示的所述测试图案的所述激活像素布置成棱形或矩形的晶格。

在一些实施例中，被显示的所述多个测试图案的所述激活像素包括规则测试像素，被显示的所述多个测试图案的每个所述规则测试像素具有从至少两个预定灰阶照度值的集合中选择的灰阶照度值。在一些实施例中，所述至少两个预定灰阶照度值的集合包括较低灰阶照度值和较高灰阶照度值。

在一些实施例中，被显示的所述多个测试图案的所述激活像素包括多水平像素，被显示的所述多个测试图案的每个所述多水平像素的灰阶照度值比所述至少两个预定灰阶照度值的集合中的一个灰阶照度值大或小较小灰阶照度值。

在一些实施例中，光学校正方法还包括确定所述显示面板的每个像素的校正数据，其中，所述显示面板的每个像素的所述校正数据的所述确定利用了该像素在显示所述至少两个预定灰阶照度值的集合中的第一灰阶照度值时的第一照度测量和该像素在显示所述至少两个预定灰阶照度值的集合中的第二灰阶照度值时的第二照度测量，并且利用了该像素的缩放因数，所述缩放因数是利用在显示被显示的所述测试图案的所述多水平像素时整个所述显示面板中的像素的照度测量确定的。

在一些实施例中，被显示的所述多个测试图案的所述激活像素包括校准像素，这些实施例还提供了：确定被显示的所述测试图案的所述激活像素出现在被显示的所述测试图案的所述被拍摄的图像中的位置；并且在所述被拍摄的图像中确定由被显示的所述测试图案的所述激活像素的模糊图像表现的至少一个点扩散函数，其中，被显示的所述多个测试图案的所述激活像素间隔开，使得在所述被拍摄的图像中，每个校准像素的模糊图像不与任何其它激活像素的模糊图像重叠。

在一些实施例中，每个所述规则测试像素和每个所述多水平像素的每个照度测量是利用采集卷积核执行的，所述采集卷积核是根据被显示的所述测试图案的所述激活像素的间隔和/或所述至少一个点扩散函数确定的。

在一些实施例中，所述较低灰阶照度值为最大可能灰阶照度值的大致10％，且所述较高灰阶照度值为最大可能灰阶照度值的大致80％。在一些实施例中，所述较小灰阶照度值为最大可能灰阶照度值的大致1％或者为可能灰阶照度值的最小增量数字值。

在一些实施例中，在稀疏平面测试图案的第一集合中显示所有的具有所述较低灰阶照度值的所述规则测试像素，其中，在稀疏平面测试图案的第二集合中显示所有的具有所述较高灰阶照度值的所述规则测试像素，其中，在多水平图案的第一集合中显示所有的具有大于或小于所述较低灰阶照度值的灰阶照度值的所述多水平像素，并且其中，在多水平图案的第二集合中显示所有的具有大于或小于所述较高灰阶照度值的灰阶照度值的所述多水平像素。

一些实施例还提供了：在驱动所述像素之前，利用所述校正数据来校正图像数据，以显示对应于所述图像数据的图像。

根据第二方面，提供了一种用于校正具有像素的发光显示器的不均匀性的光学校正系统，每个像素具有发光器件，所述光学校正系统包括：相机，其布置在所述显示器的前方，以拍摄所述显示器上显示的多个测试图案的图像，所述相机散焦，使得所述相机的焦点处于穿过所述显示器的所述发光器件的平面的外部，且使得所述显示器的各个像素在被所述相机拍摄的所述显示器的图像中变模糊，每个被显示的所述测试图案包括激活像素的集合，所述激活像素间隔开，使得在每个被拍摄的图像中，每个激活像素的每个模糊图像的至少一部分不与另一激活像素的模糊图像重叠；光学校正处理模块，其连接到所述相机，并用于：从所述相机接收被显示在所述显示器上的所述测试图案的所述被拍摄的图像，所述被拍摄的图像用作所述显示器的像素的照度测量数据；根据所述照度测量数据确定校正数据，所述校正数据用于校正在所述显示器中显示的图像的不均匀性；并且将所述校正数据传输到所述显示器，以存储在所述显示器的存储器中。

在一些实施例中，所述光学校正处理模块还用于：确定所述显示器的每个像素的校正数据，其中，所述显示器的每个像素的所述校正数据的所述确定利用了该像素在显示所述至少两个预定灰阶照度值的集合中的第一灰阶照度值时的第一照度测量和该像素在显示所述至少两个预定灰阶照度值的集合中的第二灰阶照度值时的第二照度测量，并且利用了该像素的缩放因数，所述缩放因数是利用在显示被显示的所述测试图案的所述多水平像素时整个所述显示器中的像素的照度测量确定的。

在一些实施例中，被显示的所述多个测试图案的所述激活像素包括校准像素，并且其中，所述光学校正处理模块还用于：确定被显示的所述测试图案的所述激活像素出现在被显示的所述测试图案的所述被拍摄的图像中的位置；并且在所述被拍摄的图像中确定由被显示的所述测试图案的所述激活像素的模糊图像表现的至少一个点扩散函数，其中，被显示的所述多个测试图案的所述激活像素间隔开，使得在所述被拍摄的图像中，每个校准像素的模糊图像不与任何其它激活像素的模糊图像重叠。

在一些实施例中，每个所述规则测试像素和每个所述多水平像素的每个照度测量是通过所述光学校正处理模块利用采集卷积核执行的，所述采集卷积核是根据被显示的所述测试图案的所述激活像素的间隔和/或所述至少一个点扩散函数确定的。

一些实施例中还提供了所述发光显示器的控制器，所述控制器连接到所述光学校正处理模块，所述控制器用于：接收图像数据，以用于所述显示器的显示；从所述光学校正处理模块接收所述校正数据；并且在驱动所述像素之前，利用所述校正数据来校正图像数据，以显示对应于所述图像数据的图像。

通过参考附图给出的各种实施例和/或方面的详细说明，本领域技术人员将明了本发明的前述及额外的方面和实施例。下面给出这些附图的简要说明。

附图说明

通过阅读下面的详细说明并参照附图，能够获知本发明的前述及其它优点。

图1示出相关的示例性显示器系统，其中，通过本文披露的光学校正系统和方法来校正显示器系统的像素；

图2是光学校正系统的系统框图；

图3是光学校正方法的高级功能框图；以及

图4示出图3所示的方法的用于显示并拍摄显示测试图案的示例性方法。

尽管本发明可以存在各种变形例以及替代形式，但在附图中示例性地示出并在下文中详细说明了具体的实施例或实施方式。然而，应当理解，本发明不限于这里披露的特定形式。相反，本发明覆盖落入由所附的权利要求限定的发明范围内的所有变形例、等同例和替代例。

具体实施方式

虽然这里在amoled显示器的情况下描述了实施例，但应当理解，这里说明的光学校正系统和方法适用于任何其它的包括像素的显示器，这些显示器包括但不限于发光二极管显示器(led)、电致发光显示器(eld)、有机发光二极管显示器(oled)、等离子显示面板(psp)、microled或量子点显示器。

应当理解，这里描述的实施例涉及用于光学校正和补偿的系统和方法，但没有限制作为它们的操作基础的显示器技术以及用于实施它们的显示器的操作。这里说明的系统和方法适用于各种可视显示器技术的任意数量的各种类型和实施。

图1是示例性显示器系统150的示图，其中，显示器系统150用于实施在下文中结合相机的布置和光学校正处理进一步说明的方法。显示器系统150包括显示面板120、地址驱动器108、数据驱动器104、控制器102和存储器106。

显示面板120包括成行并成列布置的像素110的阵列(仅明确地示出一个像素)。每个像素110能够被各自地编程以发出具有可各自编程的照度值的光。控制器102接收用于表示待被显示在显示面板120上的信息的数字数据。控制器102向数据驱动器104发送信号132，并向地址驱动器108发送时间调度信号134，以驱动显示面板120中的像素110并使其显示所表示的信息。因而，显示面板120的多个像素110包括适于根据由控制器102接收的输入数字数据来动态地显示信息的显示器阵列或显示器屏幕。显示器屏幕或其像素的各种子集界定了可用于监测并管理显示器亮度的“显示区域”。显示器屏幕可以根据由控制器102接收的数据来显示图像和视频信息流。电压电源114提供恒定的功率电压，或者可以充当受控于来自控制器102的信号的可调节电压源。显示器系统150还可以包括电流源或电流宿(未示出)中的特征，以向显示面板120中的像素110提供偏置电流，由此减小像素110的编程时间。

出于说明的目的，在图1的显示器系统150中仅明确地示出一个像素110。应当理解，利用包括多个像素(例如，像素110)的阵列的显示器屏幕来实施显示器系统150，并且显示器屏幕不需要特定行数和列数的像素。例如，可以利用通常用于移动设备、监测类装置和/或投影装置的显示器的具有一定行数和列数的像素的显示器屏幕来实施显示器系统150。在多通道或彩色显示器中，在显示器中存在一定数量的不同类型的像素，其中每种类型的像素分别负责再现特定通道或特定颜色(例如，红色、绿色或蓝色)。可将这类像素称为“子像素”，其中成组的子像素在显示器的特定行和列处共同地提供期望颜色，也可将该组子像素统称为“像素”。

通过通常包括驱动晶体管和发光器件的驱动电路或像素电路来操作像素110。在下文中，像素110可以是指像素电路。可选地，发光器件可以是有机发光二极管，但本发明的实施适用于具有其它电致发光器件的像素电路，这些电致发光器件包括电流驱动型发光器件以及下面列出的器件。可选地，像素110中的驱动晶体管可以是n型或p型非晶硅薄膜晶体管，但本发明的实施不限于具有特定极性晶体管的像素电路或者不仅限于具有薄膜晶体管的像素电路。像素电路110也可包括用于存储编程信息并允许像素电路110在寻址之后驱动发光器件的存储电容器。因而，显示面板120可以是有源矩阵显示器阵列。

如图1所示，作为显示面板120中的左上像素示出的像素110连接到选择线124、电源线126、数据线122和监测线128。也可以包括读取线，以用于控制与监测线的连接。在一个实施中，电压电源114也可以向像素110提供第二电源线127。例如，每个像素可以连接到充电有vdd的第一电源线126和充电有vss的第二电源线127，且像素电路110可以位于第一电源线和第二电源线之间以便于在像素电路的发光阶段期间驱动两个电源线之间的电流。应当理解，显示面板120的像素阵列中的每个像素110连接到适当的选择线、电源线、数据线和监测线。注意，本发明的各个方面适用于具有诸如与额外选择线的连接等额外连接的像素并适用于具有更少连接的像素。

参照显示面板120的像素110，通过地址驱动器108来提供选择线124，且选择线124可例如用于通过激活开关或晶体管来启动像素110的编程操作，从而编程像素110。数据线122将来自数据驱动器104的编程信息传输到像素110。例如，数据线122可用于向像素110施加编程电压或编程电流，以编程像素110并使其发出期望照度量。数据驱动器104经由数据线122供应的编程电压(或编程电流)是适于使像素110根据由控制器102接收的数字数据发出具有期望照度量的光的电压(或电流)。在像素110的编程操作期间，可以向像素110施加编程电压(或编程电流)，以对像素110内的诸如存储电容器等存储器件充电，由此在编程操作之后的发光操作期间使像素110发出具有期望照度量的光。另外，在编程操作期间可以对像素110内的存储器件充电，以在发光操作期间向驱动晶体管的栅极端子和/或源极端子施加电压，由此使驱动晶体管根据在存储器件中存储的电压传递流经发光器件的驱动电流。

通常，在像素110中，在像素110的发光操作期间由驱动晶体管传输的流经发光器件的驱动电流是由第一电源线126供应并被抽取到第二电源线127的电流。第一电源线126和第二电源线127连接到电压电源114。第一电源线126可以提供正电源电压(例如，在电路设计中通常称为“vdd”的电压)，且第二电源线127可以提供负电源电压(例如，在电路设计中通常称为“vss”的电压)。可以在将这些电源线中的一者或另一者(例如，电源线127)固定至接地电压或另一参考电压的情况下来实现本发明的实施。

显示器系统150还包括监测系统112。再次参照显示面板120的像素110，监测线128将像素110连接到监测系统112。监测系统112可以与数据驱动器104集成在一起，或者可以是单独的独立系统。特别地，监测系统112可以可选地实施为在像素110的监测操作期间监测数据线122的电流和/或电压，且可以完全省略监测线128。监测线128允许监测系统112测量与像素110相关的电流或电压，并由此提取用于表示像素110的劣化或老化的信息或用于表示像素110的温度的信息。在一些实施例中，显示面板120包括专用于感测像素110中的温度的温度感测电路，而在其它实施例中，像素110包括既参与温度感测又参与像素驱动的电路。例如，监测系统112可以经由监测线128提取流经像素110内的驱动晶体管的电流，并由此基于测量的电流并基于在测量期间施加到驱动晶体管的电压来确定驱动晶体管的阈值电压或其偏移。

控制器102和存储器106与补偿块(未示出)共同地或组合地使用补偿数据或校正数据，以便寻址并校正在制造时存在的各种缺陷、偏差或不均匀性以及可选的在使用后进一步由老化和劣化引起的缺陷。在一些实施例中，校正数据包括通过测量获得的用于校正像素照度并利用例如下文所述的光学反馈系统进行处理的数据。一些实施例采用监测系统112来描述像素的行为，并且连续地监测老化以及在显示器老化时的劣化并更新校正数据以补偿随着时间的老化和劣化。

对于这里披露的实施例，在制造期间或之后或者在从观察每个像素的照度并确定用于产生期望水平的照度的校正数据开始显示器操作一定时间之后，在光学校正操作期间直接确定校正数据。

参照图2，现在将说明根据实施例的光学校正系统200。

光学校正系统200包括待校正的显示器系统250、相机230、用于过程的整体控制的控制器202(其在图2的实施例被示出为显示器系统250的一部分)以及用于控制光学校正方法的具体过程的光学校正处理模块240。光学校正处理模块240可以例如是在制造工厂中用于显示器校正的外部工具的一部分。在其它情形中，光学校正处理模块240可以是显示器系统和/或控制器的例如集成在定时控制器tcon中的一部分。图2的显示器系统250可以或多或少地对应于图1的显示器系统150，并包括其类似的部件，具体地，为方便起见，明确地示出了驱动器207、显示面板220和控制器202。控制器202可以对应于图1的控制器102或对应于图1的控制器102和存储器106。

相机230布置成用于测量显示面板220的所有像素110的照度。相机230可以基于具有透镜的数字摄影技术，并且可以是单色数字相机或标准数字相机，例如，单色或rgb的基于ccd、cmos或其它传感器阵列的相机，或者能够通过透镜获取光学图像并产生用于表示显示面板220的光学输出的照度测量图像的任何其它合适的光学测量技术。光学校正处理模块240从相机230接收照度测量图像数据。照度测量图像数据是指包含与显示面板220的输出相对应的光学照度数据的任何矩阵，且可以包括多个诸如红色(r)、绿色(g)和蓝色(b)等之类的通道，且在某些情况下可以是单色的，如在相机230是单色的情况下。在下文中，将照度测量图像数据简称为“拍摄图像”，且在单色的情况下，认为照度测量图像数据针对拍摄图像的每个像素包括一个照度值。应当理解，任何提及的“灰阶照度值”是提及的用于驱动像素并使像素产生实际照度的dac(数模转换器)信号数据值。出于简化的原因，与下文所述的各种像素图案相关的预设照度值由相应的dac信号(即，用于驱动像素的灰阶照度值)来表征。相对于rgb相机，单色相机的使用的优点包括更快的曝光时间、显示器和传感器r、g、b频率失配和/或串扰的回避、显示器的r、g、b子像素和传感器阵列的r、g、b元件的数量或布置的失配以及显示面板220的黄色或白色子像素的处理的易化。在一些利用单色或rgb相机的实施例中，每一次仅针对单个通道或子像素颜色(r、g、b、y或w等)进行显示器的每个像素的测量。

对于这里说明的实施例，相机230的分辨率以及相机230的分辨率与显示器220的分辨率的比率不需要超过在其它情况下根据奈奎斯特速率所需的阈值。这是因为，如下文所述，有意地使相机散焦，且测试图案包括激活像素，其中，激活像素的模糊图像具有彼此不重叠的部分。特别地，相机230的分辨率不需要大于显示面板220的分辨率的两倍。相机230可以手动地操作或者可以自动地受控于控制器202和/或光学校正处理模块240。

还参考图3的光学校正方法，在步骤302处，布置相机230和显示面板220，使得显示面板220的可视区域的整体出现在相机230的视场内。在一些实施例中，将相机230定位在显示面板220的前方，使其对准显示面板220的可视区域的中心，且使显示面板220的可视区域最大化以尽可能大地占据相机230的视场。相机230的视线(受控于全景、倾斜和定位镜头)可以平行于并重合于显示面板220的前表面的位于显示面板220的中心处的法线，以减小失真并确保任何残留的失真在显示面板220的最终图像中尽可能地对称。然而，下文讨论的校准图案处理可补偿相机230和显示面板220的相对布置和对准的偏差。

一旦在步骤302处将相机230和显示面板220彼此布置，在步骤304处有意地使相机230散焦。相机230的散焦导致相机的焦点定位在穿过显示面板220的像素110的发光元件的平面的前方或后方。散焦量设定成使得在特定的显示面板220和相机230的情况下足以避免混叠(莫列波纹(moiré))。该散焦量通常取决于许多因数，基本上取决于相机230的分辨率相对于显示面板220的分辨率的比率，但也取决于显示面板220中的每个像素110的子像素的数量和布置、光学传感器(ccd、cmos等)的数量和布置、相机230中的颜色/拜尔和/或混叠过滤器的存在以及由显示面板220的前表面层的光学器件引起的任何作用等。散焦水平可以视情况而发生变化，但通常通过实验测试来直接确定能够足以避免混叠(莫列波纹)的散焦量。在一些实施例中，选择能够完全去除混叠的最小散焦量。

没有根据已知技术同时使显示面板220的所有像素进行显示，而是在组合有意的散焦的情况下，本实施例显示一定数量的显示测试图案，其中，每个显示测试图案包括激活像素的稀疏集合，这些激活像素足够远地间隔开，使得拍摄图像中的每个激活像素的模糊图像中的至少某个部分不彼此重叠或干扰。典型地，该部分包括(但不限于)激活像素的每个模糊图像的中心，但在一些情况下，非重叠部分构成激活像素的每个模糊图像的大部分，在这种情况下，仅像素的模糊图像的外侧部分或边缘重叠。在一些实施例中，并且对于一些测试图案，拍摄图像中的激活像素的模糊图像彼此不具有任何重叠。通过使适当地间隔开的激活像素散焦，在适应地使用具有低于各个像素照度的奈奎斯特测量限值的分辨率的相机230的同时避免了混叠(莫列波纹)。而且，通过使每个像素的每个图像的至少某个部分避免重叠，可以表征出最高频率mura，即可以实现以单独像素单位的精确照度测量。如下所述，即使在存在各个像素的模糊图像的某些重叠的实施例中，只要重叠受控，则通过适当选择的能够利用适当地权重避免或处理重叠区域的采集卷积核(acquisitionkernal)，可以实现每个单独像素的亮度的精确测量。

在将散焦量选择为尽可能小并同时仍避免了混叠(莫列波纹)的实施例中，创建了激活像素的更小的点扩散图像，从而通过让更少的测试图案(每个测试图案要求激活像素之间的更小空间以避免重叠)参与而允许更简化的处理。在一些实施例中，每一次仅激活每个激活像素的个别通道(r、g、b、y、w等)。

一旦在步骤304处使相机散焦，在步骤306处，在显示面板220上显示校准图案，且通过相机230拍摄图像。在一些实施例中，校准图案包括相对于平坦背景(flatbackground)差异地激活的单一像素的稀疏集合。优选地，在一些实施例中，将校准图案的单一激活像素的稀疏集的间隔设定成使得由相机230拍摄的图像中的这些像素的图像不存在任何重叠。在一些实施例中，以可识别的亮度灰阶设定激活像素，且平坦背景是黑色的。在一些实施例中，每一次仅激活任一激活像素的个别通道(例如，r、g或b)。在一些实施例中，激活像素布置成间隔直线阵列(spacedrectilineararray)或矩形晶格(rectanglelattice)。在这种实施例中，激活像素位于虚拟栅格(grid)的角部处，其中，虚拟栅格是通过在激活像素的行和列中绘制虚拟线而得到的，且被称为点状网格。其它规则晶格包括三角形和棱形图案晶格。不论布置成规则的还是不规则的晶格，可以使用激活像素的具有充分间隔的任何稀疏集。利用校准图案来创建显示面板220上的个别像素在由相机230拍摄的拍摄图像中的位置。选择校准图案中的激活像素，使得充分地拍摄面板的子像素布局。接着，在拍摄图像内确定激活像素的中心的位置，并然后执行n次多项式逼近，以计算面板上的每个像素在图像中的位置。校准图案的像素的位置的分布和图案由于出现在由相机230拍摄的拍摄图像(下文“校准图像”)中而允许在由相机230拍摄的显示面板220的后续图像中对诸如旋转、倾斜和偏斜等任何几何失真进行校正。校准图案也采样由散焦引起且与位于显示面板220的图像的每个区域中的像素的模糊相对应的点扩散函数(psf：pointspreadfunction)。尽管psf在显示面板220的拍摄图像内基本上是均匀的，但由于包括相机230的透镜系统的结构在内的许多因素，psf在显示面板220的拍摄图像的各种区域中可以是非一致的。在稀疏的个别像素的校准图案的情况下，在由相机230拍摄的图像中基本上可以直接观察到点扩散函数。在一些实施例中，利用了多个校准图案。在一些实施例中，没有使用单独的校准图案，相反，下文讨论的测试图案中的一个或多个测试图案将相同的函数用作校准图案，且在其它实施例中，“校准像素”包含在显示测试图案系列中且将相同的函数用作校准图案。如下文所讨论，在确定显示面板220的像素照度时可以利用点扩散函数。

在一些实施例中，子像素的数量、大小和布置允许优选地将校准图案的每个激活像素限制至单一通道r、g、b等。这确保了r、g、b的子像素位置之间的任何细微差异，且用于每个通道r、g、b等的psf中的任何细微差异将与每次测量单独地、精确地相关。校准图案具有足够的红色、绿色和蓝色校准像素，以根据前述方式合适地表征显示面板220。

一旦在步骤306处显示并拍摄校准图案，在步骤308处，通过显示面板220显示一系列的显示测试图案，并通过相机230拍摄图像。显示测试图案系列中的每个测试图案包括具有非零灰阶亮度的像素，这些像素足够远地间隔开使得在基于psf变模糊的拍摄图像中，显示面板220上显示的图案的每个像素的每个图像的某个部分不与图案的其它像素的图像相互干涉或重叠。如上所述，通过有意地使相机230散焦，显示面板220的每个照亮像素的图像作为该像素的基于psf的扩散模糊图像出现，并避免了由混叠(莫列波纹)引起的问题。在一些实施例中，显示测试图案的激活像素布置成间隔直线阵列或矩形晶格。在这些实施例中，激活像素位于通过在激活像素的行和列中绘制虚拟线形成的且也被称为点状栅格的虚拟格栅的角部处。其它规则晶格包括三角形和棱形的图案晶格。不论布置成规格或不规则晶格，可以使用激活像素的具有充分间隔的任何稀疏集。

显示测试图案系列可以允许利用基于(由相机230拍摄的显示显示测试图案的显示面板220的拍摄图像的形式的)测量的校正数据来校正显示面板220的每个像素110。优选地，显示测试图案的分辨率与显示面板220的分辨率相等。

在一些实施例中，显示测试图案系列允许以多个水平的灰阶亮度来激活显示面板220的每个像素。在一些实施例中，这是针对每个通道r、g、b等单独地完成的。在一些实施例中，针对每个像素，显示测试图案系列包括至少一个以第一固定灰阶亮度值p1激活该像素的图案和至少一个以第二固定灰阶亮度值p2激活该像素的其它图案。通常基于期望以何种灰阶水平展示最佳均匀性来选择用于激活像素的第一和第二固定灰阶亮度值p1和p1。在一些实施例中，针对每个像素，显示测试图案系列包括至少一个以较低固定灰阶亮度值p1(例如，最大可能灰阶亮度值的10％)激活该像素的图案和至少一个以较高固定灰阶亮度值p2(例如，最大可能灰阶亮度值的80％)激活该像素的其它图案。在显示测试图案系列中，利用p1和p2中的每者对每个单一像素至少编程一次，且根据显示这些显示测试图案(在测试图案中，该像素处于值p1和p2)的显示面板220的这些拍摄图像中的该像素的图像来确定通过利用p1和p2对像素编程而导致的像素的对应最终照度。在下文中也将具有值p1或p2的显示测试图案的像素称为“规则测试像素”。

显示测试图案的数量及其照亮像素的水平取决于用于编程每个像素的数据的校正技术。在下面的示例性实施例中，通过将dac信号的有关信息确定成照度缩放因数来确定用于校正面板的照度不均匀性的dac(数模转换器)信号，由此校正显示面板不均匀性。一旦确定缩放因数，使用缩放因数将dac校正信号缩放至照度不均匀性，使得施加的校正可以校正不均匀性。该缩放因数也可以通过如下方式获得：将整个显示测试图案中的像素子集(例如，显示面板220的像素总数的1/3或1/4)包括在测试图案系列中，使得利用靠近p1和p2的灰阶照度值来激活像素，即以改变了增量δ(+δ或-δ)的p1或p2的dac信号电平来激活像素。在一些实施例中，δ是最大灰阶照度水平的一小部分(例如，1％)，且在其它实施例中，δ处于dac信号的最小增量数字值的数量级。在一些实施例中，这是针对每个通道r、g、b等单独地完成的。通过由显示面板220的显示p1(或p2)值的像素产生的照度与由显示面板220的显示p1+δ或p1-δ(或者p2+δ或p2-δ)值的像素产生的照度之间的差异来提取dac信号与在p1(或p2)处测量的照度之间的缩放因数，并因而能够使用该差异将照度不均匀性转换成校正信号。在一些实施例中，显示测试图案系列包括具有值p1和p2附近的+δ和-δ的灰阶照度水平的像素。在一些实施例中，不使用关于中点px对称的小的正变化和负变化，而是使用不具有相同大小的小的正变化+δ和负变化-δ。在一些实施例中，p1附近的多水平像素与p2附近的多水平像素不处于相同位置。在一些实施例中，对于每个px，多水平像素包括多于两个水平的多水平采样灰阶照度。

将显示测试图案的子集选择成小于显示面板220的像素的总数，这是因为缩放因数没有在像素之间极大地偏离，且通常表现出局部的均一性但在整个显示面板220上表现出全局不一致性。尽管仅针对显示显示测试图案的像素子集(下文“多水平像素”)的这些显示面板像素提取了多水平数据，但可以使用诸如用于直线子集(rectilinearsubset)的双线性插值等插值运算或者适用于像素子集的特定布置的任何其它方法来估算所有像素的对应于p1和p2的缩放因数。在一些实施例中，首先对测量的照度进行插值，并且根据这些值确定所有像素的缩放因数，而在其它实施例中，首先针对一些像素确定缩放因数，并接着针对所有像素进行插值。

为了在所有可能输入dac的集合内校正面板，应将p1和p2选择为相隔很远，且应将值p1选择为足够低以针对所有可能dac值适当地近似面板不均匀性。在其它实施例中，规则测试像素包括n个水平p1…pn处的像素，且多水平像素包括2n个水平(即，p1+δ、p1-δ…pn+δ、pn-δ)处的多水平像素。

一旦在步骤308处显示并拍摄所有的显示测试图案，在步骤310处，根据光学校正处理模块240对由相机230获取的所有图像的处理来确定校正数据。对由相机获取的(一个或多个)校准图案的(一个或多个)校准图像进行处理。如上所述，对校准图像进行处理，以产生各个像素在显示面板220上的位置，并校正诸如旋转、倾斜和偏斜等任何几何失真。对于具有稀疏激活像素(其在校准图像中的图像不重叠)的校准图案，可以从模糊激活像素的图像中直接观察显示面板220的各种区域的psf，且可以从校准图像中基本上直接提取这些psf。通常，与允许针对显示面板220的每个像素提取psf的估值的数据一起，也产生了用于形成显示面板220的像素位置至由相机230拍摄的图像中的图像像素位置的映射的数据。

一旦处理校准图像，对由显示面板220显示的显示测试图案的拍摄图像进行处理。通过使用显示面板220的每个像素的拍摄图像内的已知位置并使用已知位置的区域中的期望psf，提取显示面板220的每个像素的照度。在一些实施例中，使用采集卷积核、采集滤波器或积分窗口来提取显示面板220的每个像素的照度的值。在一些实施例中，使用去模糊、锐化或反卷积运算来提取显示面板220的每个像素的照度的值。在一些实施例中，这是针对每个通道r、g、b等单独进行的。在一些实施例中，将采集卷积核定中心在被测量的每个像素的期望已知位置处，且采集卷积核在考虑到像素的特定区域的psf以及测试图案的激活像素之间的拍摄图像中的间隔的情况下使用尺寸和形状的未加权或加权的积分。在一些允许像素的散焦和间隔使像素的图像部分地重叠的实施例中，对采集卷积核加权，以忽略重叠区域，或者将采集卷积核配置并处理成使得重叠区域在确定每个像素的照度时没有引入误差。在一些实施例中，采集卷积核通常是矩形的，且在其它实施例中通常是圆形的。其它采集卷积核是可能的，且通常根据psf以及测试图案的激活像素的拍摄图像中的间隔来设定这些采集卷积核的大小、形状和权重。

确定在分别被p1和p2驱动时显示面板220的每个像素的照度l1和l2。这些照度对应于显示面板220的曾经显示显示测试图案的规则测试像素的像素110的照度测量值。还确定在分别被p1+δ、p1-δ、p2+δ和p2-δ驱动时显示面板220的像素的稀疏子集的其它照度l1a、l1b、l2a和l2b。这些照度对应于显示面板220的曾经显示显示测试图案的多水平测试像素的像素110的照度测量值。对于显示器的每个像素，分别与dac信号p1和p2相关的缩放因数s1和s2可以测量照度值l1a、l1b、l2a和l2b(在可用于该像素时)来确定，或者根据显示器的具有可用的测量照度l1a、l1b、l2a和l2b的其它像素的缩放因数s1和s2来插值，或者根据从显示器的存在测量值的其它像素的l1a、l1b、l2a和l2b插值出的l1a、l1b、l2a和l2b来计算。在p1附近的多水平像素与p2附近的多水平像素不处于相同位置的实施例中，可以在具有照度值l1a、l1b、l2a和l2b的像素处使用照度l1a、l1b、l2a和l2b的空间插值来确定感兴趣像素的照度l1a、l1b、l2a和l2b，以确定缩放因数。

在一个实施例中，根据测量照度l1、l1a和l1b以及δ来确定s1：

并且，根据测量照度l2、l2a和l2b以及δ来确定s2：

类似地，针对具有包括处于n个水平p1…pn的像素的规则测试像素以及包括处于2n个水平(即，处于p1+δ、p1-δ…pn+δ、pn-δ)的多水平测试像素的实施例，确定类似的缩放因数。在一些实施例中，针对每个通道r、g、b等单独地执行处理。对于具有每个点px附近的多于两个的多水平采样(例如，四个多水平像素p1+δ、p1-δ、p1+δ、p1-δ)的实施例，可以获得更高阶近似。

如从方程(1)和(2)可以看出，缩放因数s1和s2分别在dac点p1和p2处量化了dac信号值的变化与照度的最终变化之间的关系。

将p1处的测量照度l1与已知的期望照度相比较，以确定照度的实际偏离。使用照度的实际偏离和缩放因数s1来针对灰阶照度值p1确定校正dac信号cp1，即确定使像素产生期望的实际照度的校正信号。类似地，计算校正dac信号cp2，以校正灰阶照度值p2。根据这两个点(p1,cp1)和(p2,cp2)，确定cpn＝b*pn+c形式的线性关系，并因而针对任何期望的灰阶照度值pn，可以计算校正dac值cpn。

因此，如上面使用l1、l2、s1和s2所确定，每个像素的校正数据包括斜率b和偏移c，以根据任何输入的灰阶照度值pn来确定校正dac值cpn。

一旦在步骤310处确定校正数据，在步骤312处经由控制器202将校正数据传输到显示器250并存储在存储器106中。

在显示器250的操作期间，存储器106中存储的校正数据被控制器202使用或者与单独的补偿块(未示出)组合，以校正输入到显示器250的图像数据，从而在显示面板220上进行显示。在一些实施例中，例如使用插值针对显示面板220的每个像素计算斜率b和偏移c，并之后将其存储在显示器250中，以降低在校正dac信号时显示器250所需的处理。对于具有包括处于n个水平(这里n>2)的像素的规则测试像素以及处于2n个水平的多水平测试像素的实施例，校正数据包括直接类似于上述线性关系的(n-1)次多项式的高阶系数。在一些实施例中，针对每个通道r、g、b等，校正数据包括斜率b和偏移c(或类似更高阶系数)。

当通过校正后的信号驱动显示面板220的像素110时，由显示面板220显示的图像呈现出大大减小或可忽略的不均匀性。

如上所述，校准图案以及显示测试图案应当包括校准像素、规则测试像素和多水平像素，并同时确保每个图案中的像素足够远地间隔开使得拍摄图像中的这些激活像素的图像至少具有不与其它像素的模糊图像重叠的某些部分。在一些实施例中，针对每个通道r、g、b等单独地显示这些像素。显示测试图案中的像素的排序和分组无关紧要。在一些实施例中，每个显示测试图案仅具有相同通道的像素，且在其它实施例中具有相同水平(例如，p1或p2)的像素，而在其它实施例中，每个显示测试图案包括所有通道或其中多个通道的像素，且在其它实施例中，每个测试图案包括两个水平的像素。如上所述，显示面板220的每个像素应当以两个水平p1、p2(或在p1…pn的情况下以更多水平)驱动，并且像素子集应当作为多水平像素驱动以用于缩放因数s1、s2(或可能的s1…sn)的数据。尽管测试图案中的像素的排序和分组无关紧要，但理想地，使间隔最小化，以使所显示的显示测试图案的总数最小化。由此，减小过程的拍摄时间。

在一些实施例中，将在步骤308处显示并拍摄的测试图案的像素分组成特定类型的显示测试图案。图4示出在步骤308处显示并拍摄显示测试图案的具体方法400，其中，规则测试像素和多水平像素已被以特定方式分组。在一些实施例中，针对显示器的每个通道r、g、b等单独执行所有下面的步骤。

在步骤402处，显示稀疏平面测试图案的第一集合，其中，该集合的每个图案使图案的所有激活像素处于水平p1。稀疏平面测试图案的第一集合中的显示测试图案的数量取决于避免了或产生了期望重叠量的阵列中的像素的间隔。例如，如果每个平面测试图案具有通过三个非激活像素垂直地且水平地间隔开的方式布置成方形直线阵列或矩形晶格的激活像素，则稀疏平面测试图案的第一集合将包括总共16个测试图案，其中，每个测试图案相对彼此水平地且垂直地偏移。稀疏测试图案的第一集合确保了能够针对显示面板220的每个像素测量水平p1处的规则测试像素。

在步骤404处，显示一个或多个多水平图案的第一集合，其中，将该集合的每个图案设定成使得该图案的所有激活像素处于水平p1加上或减去增量δ。针对被测量的特定显示面板220的类型，在构成p1附近的多水平像素的子集中，期望的像素数量(等同地，像素密度)将随着缩放因数的所表现的不均匀性的量而发生变化。一个或多个多水平图案的第一集合中的显示测试图案的数量取决于避免了或产生了期望重叠量(或期望像素密度)的阵列中的像素的间隔以及构成p1附近的多水平像素的子集中的期望像素数量(或期望像素密度)。在显示面板220中表现的缩放因数普遍均匀的实施例中，针对p1，可以仅需要一个多水平图案。一个或多个多水平图案(p1±δ)的第一集合确保了能够针对显示面板220测量水平p1附近的所有期望的多水平像素。

在步骤406处，显示稀疏平面测试图案的第二集合，其中，将该集合的每个图案设定成使得图案的所有激活像素处于水平p2。稀疏平面测试图案的第二集合中的显示测试图案的数量取决于避免了或产生了期望重叠量的阵列中的像素的间隔。例如，如果每个平面测试图案具有通过三个像素垂直地并水平地间隔开的方式布置成方形直线阵列或矩形晶格的激活像素，则稀疏平面图案将包括总共16个测试图案，其中每个测试图案相对彼此垂直地并水平地偏移。稀疏测试图案的第二集合确保了能够针对显示面板220的每个像素测量水平p2处的规则测试像素。

在步骤408处，显示一个或多个多水平图案的第二集合，其中，该集合的每个图案使图案的所有激活像素处于水平p2加上或减去增量δ。一个或多个多水平图案的第二集合中的显示测试图案的数量取决于避免了或产生了期望重叠量的阵列中的像素的间隔以及构成p2附近的多水平像素的子集中的期望像素数量(或期望像素密度)。出于相同的原因，通常，该像素数量(或像素密度)等于构成p1附近的多水平像素的子集中的像素数量。在显示面板220中表现的缩放因数普遍均匀的实施例中，针对p2，可以仅需要一个多水平图案。一个或多个多水平图案(p2±δ)的第二集合确保了能够针对显示面板220测量水平p2附近的所有期望的多水平像素。

尽管阐释并说明了本发明的特定实施和应用，但应当理解，本发明不需要这里披露的精确构造和组成，且在不偏离所附权利要求中限定的发明精神和范围内的情况下根据前面的说明可以获得各种变形、变化和改变。

交叉引用参考

本申请要求于2017年8月11日提交的美国专利申请15/675,095的优先权，在此以引用的方式将其全部内容合并在本文中。