通常,我们听到白平衡的概念,通常是在电视摄像领域。中午拍摄的影片暖黄色调给人一种阳光明媚的感觉,而在清晨或者太阳落山的时候,拍摄的影片似乎蒙上了一层蓝色调,原因就在于白平衡的设置。

当液晶显示器的输入信号为不同亮度的白色信号时,输出信号的色坐标会随着亮度的变化而变化,产生白平衡误差,影响液晶显示器的显示效果。

近年来,随着显示行业的快速发展,客户对LCD的光学显示效果提出了更高的规格,白点色坐标的公差收敛到/-千分之五,同时必须满足伽马2.2 /-0.2标准。这个时候,为了满足客户的需求,我们不得不使用一些技术手段,比如白平衡、3/4gamma等等。

因此,在液晶显示器的生产过程中,白平衡的调整是关键的一环,而白平衡误差是液晶显示器的一个重要色彩参数。白平衡调节的好坏对液晶显示器的色彩还原性能有很大的影响。通过对后端显示屏的色温差异进行拟合和补偿,可以更好地显示为纯白。

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什么是白平衡?

白平衡:是指校正显示器产生的白色画面信号,测量显示器中红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色混合产生的白色信号的准确度。常见照明光源的光谱成分差异较大,当用于照射同一物体时,呈现的颜色差异较大。

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为什么要调整白平衡?

一般当液晶屏上的红绿蓝三原色比例为3: 6: 1时,会显示纯白。实际比例稍有偏差,白平衡就会有偏差。一般要注意白色是蓝色还是黄绿色。

如果红绿蓝处于最高亮度,也就是RGB单通道为255,那么混色可能不是白色。为了得到白色(通常称为6500K色温),必须降低红绿蓝中的一种或两种。为了获得正确的白色,必须反复测量和调整亮度。这个过程叫做白平衡。

如何调整液晶显示器的白平衡

调整原则:

当参考白的色坐标误差超标时,会影响彩色图像的再现,降低图像质量。所以需要调整偏离的白点坐标,使其接近标准白,这就是白平衡调整。通常按照白平衡调节的程序,按下白平衡调节开关,白平衡调节电路开始工作,自动完成调节工作,并记录调节结果。

显示器的控制IC提供数字调整的捕获图像数据,允许控制图像的黑度、对比度、亮度、色调和饱和度,并最终通过A/D和D/A转换输出图像的R/G/B,如下图所示:

在预设的情况下,红绿蓝的电路放大比为11,白平衡的调整根据拍摄的图像改变这个比例关系。比如拍摄图像中红光、绿光、蓝光的比例为21(红光比例高,色温低),白平衡调整后的比例为1: 2: 2。调整后,电路放大倍率中明显红光的比例降低,绿光和蓝光的比例增加,使得调整后的场景经过白平衡调整电路到拍摄的图像,红光、绿光和蓝光的比例会相同。也就是说,如果调整后的白色有点红,那么白平衡调整会改变正常的比例关系,削弱红色电路的放大作用,同时增加绿色和蓝色的比例,使图像仍然是白色。

屏幕色偏:

画面的色差主要表现在32灰阶的红、蓝、绿。主要原因是液晶面板当前的最大亮度在下限上,导致一个枪(R或G或B枪)的色温被拉得太高,或者在调整时达到饱和值。

(1)检查液晶面板是否受热时间过长,亮度衰减过多。如果是,则转向

简单来说,调整LCD的白平衡主要是通过调整液晶面板中彩膜处R、G、B对应的电压值,电压决定R、G、B对应窗口的透过率;从而实现R、G、B不同比例的混合,达到我们想要的纯白画面和白点坐标。

因为刚开始所有的电压都是亮的,如果后面要调整R、G、B的混合比例,只能降低电压。比如目前R、G、B的比例是3: 6: 2,我们想达到3: 6: 1的效果。这时候我们只能降低B点的电压来减少蓝光能量输出。不可能通过增加R和G处的电压来增加红光和绿光的能量,因为此时R和G处的电压是最大的,没有增加的空间。

因为白点坐标只能通过降低某一枪(R或G或B枪)的数值来调整,电压的降低自然会影响液晶的偏转角和透过率;最后影响的是我们的白亮度,一般达到千分之五的白点精度,白态损失预计在五分之一左右。

在设计之初就要和客户确认是否有这样的需求,在评估亮度的时候要加上白平衡造成的损耗。这样一来,成本自然会增加,需要在led数量、振膜架构或者功率输入之间做出权衡。

白平衡调节和伽玛调节的比较

白平衡调整的白点坐标精度高,至少可以达到千分之五的水平。每一次产品程序都会强行调整,以保证产品质量,相对白亮度损失较大。

伽玛调整,我们通常称之为3伽玛或4伽玛。前面的数字主要看我们的色坐标相对于标准白点坐标的偏差方向是多少。我们需要调整几个方向,所以我们称之为几个伽马。

相比白平衡,伽马的调节方式在进度上更低,只能达到20 左右,我们的常规要求一般是30;程序运行的区别,gamma adjustment只在检测到超出规格的产品时才会运行调整后的程序,与白平衡不同。虽然精度略显不足,但自然亮度损失也较小,对产品影响不大。

如何选择主要看我们的设计要求。

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为了让消费者看到的色彩在现实生活中更加真实,更加丰富多彩,液晶白平衡的调整是一种有效的措施。

审计刘清