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    光电领域-分析小间距全彩LED显示屏的技术难题

    文章出处:未知 责任编辑:admin 人气:发表时间:2017-04-05 12:05【

    随着LED封装价格的下滑,小点间距全彩LED显示屏的价格更为平易近人。相较于液晶屏幕(LCD)或是背投影(DLP),小点间距LED显示屏具有以下优点,例如:任意尺寸拼接且无拼接缝,不需调暗环境光源等。除LED外,对小点间距全彩LED显示屏而言,LED驱动芯片亦是重要零件之一,虽然许多供货商宣称自家的LED驱动芯片乃是针对小点间距全彩LED显示屏设计,但事实上他们仍需要一些手段来掩饰一些缺陷,下文中将介绍当小点间距全彩LED显示屏采用了不适当的驱动芯片,掩饰不佳显示效果的真相与手段。
      
      1.区块不均与色偏(偏红)
      
      于室内应用中,全彩LED显示屏的亮度多介于300到1000尼特(nit),将此亮度转换成LED顺向电流,约当于1~5mA,甚至小于1mA。因此,驱动芯片的小电流集中度变得很重要。当驱动芯片电流精度不佳,小点间距全彩LED显示屏就容易出现区块不均的色块,然而为掩饰色块这个缺陷,通常会采取提高LED电流这个手段,来增加显示屏的亮度。但带来的缺点是,当观众注视这个LED显示屏一段时间后,眼睛容易感觉不适。
      
      依比例上,绿光与蓝光LED的顺向电流受到寄生电容的影响会比红光LED大,故在低灰阶时,小点间距全彩LED显示屏看起来会偏红(red-tint),这是我们常说的色偏现象(color shift)。正确的解决方式是采用具有色偏补偿的LED驱动芯片,而不是藉由提高LED顺向电流来掩饰这个缺点。
      
      2.低亮度下的影像细节损失
      
      如果不采用提高LED顺向电流的方式来掩盖上述的缺点,另一种手段就是调整小点间距全彩LED显示屏的gamma曲线,灰阶的亮度对于正确的影像重制是非常重要,因为在视讯源中亮度包含了大部份画面数据。右边的图像gamma值较小,代表中间色调的亮度太高,因此,整体画面刷白又缺少深度,图像上的细节损失不少,相较于左图。
      
      3.不平滑的灰阶表现
      
      小点间距全彩LED显示屏为时序扫描式(multiplexed)的显示器,非液晶屏幕的hold-type显示器,所以刷新率对于小点间距全彩LED显示屏来说相当地重要,较低的刷新率不仅会使小点间距全彩LED显示屏观赏起来有闪烁的不适感,容易使造成观赏者晕炫,而且会使灰阶渐层的效果不平滑。右图脸部的灰阶渐层效果较左图的不平滑,有类似等高线的现象,灰阶渐层测试画面也可以看出右图的小点间距全彩LED显示屏的连续性比左图的差。
      
      4.LED坏点造成的亮线或十字架
      
      现今的LED磊晶与封装技术与日俱增,但LED经过长时间的使用后仍难免会有损坏,与液晶屏幕不同的是,坏掉的LED会在小点间距全彩LED显示屏形成亮线或是十字架,而不是一个黑点。对全彩LED显示屏制造商,营运商与观众而言,都是一大困扰。
      
      一个好的小点间距全彩LED显示屏必须要能消除因LED坏点所造成恼人的亮线或十字架现象。唯有采用具有“坏点隔离”功能(dead pixel isolation)的LED驱动芯片,才能维持小点间距全彩LED显示屏的正常运作,并可方便用户弹性安排维修时程。
      
      上述的手段在小点间距全彩LED显示屏都是非常常见的,但是受限于买家与使用者对于基本图像处理和LED驱动芯片的知识与能力,并不容易分辨这些差异,避免以上恼人的问题,最简单的方式,就是选择一个专为小点间距全彩LED显示屏所设计的LED驱动芯片。
      
      我们希望读者能够对于LED驱动芯片如何对小点间距全彩LED显示屏产出影像有初步的了解,文中所举的例子都是常见的应用,而且用来掩饰小点间距全彩LED显示屏缺点的这些手段也都相当具有代表性。
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