液晶显现屏LED背光源均匀亮度操控

发布时间:2022-05-07 03:43:24 来源:乐鱼在线

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  )在各种终端设备的广泛运用早已让许多人跌破眼镜:从轿车头灯、交通号志、文数字显现器、广告广告牌、与大型显现器等现有技能,到一般大楼照明设备以及器的LED背光源与其它大型显现器的光源技能进行比较,藉以阐明LED运用规划所需面对的应战。

  体育馆或广告用的大型看板一般包括数十组显现面板与数千颗LED。在每块显现区内,每颗LED(又称为像素)所宣布的亮度差异也会很大;一般最亮和最暗的LED相差可达15%至20%以上,这使厂商有必要继续处理质量和办理等困难问题。尽管一切LED运用都会遇到这类问题,但在动态视频显现等需求均匀亮度的高质量运用上却显得特别严重。制作商大都采纳两种办法来补偿亮度差异,一种办法是向供货商购买亮度附近的LED;另一种办法则是选用内含「像点批改(dotcorrection)」能的高质量LED驱动元件。

  亮度附近的LED有许多长处,其价格一般也较高。供货商会先丈量LED在特定电流下的亮度,然后把亮度附近的红光、绿光和蓝光LED组合在一同。这种办法可在最不影响规划的景象下为低阶照明体系供给均匀亮度;其缺点则是每颗LED的亮度耗费速度都不同,因而通过一段时刻后亮度又会变得不均匀。这项缺点使它仅能做为短期处理方案,不然通过一两年后,画面又会变成一块一块。除此之外,若面板发生毛病而需求替换,新面板与原有面板的亮度也会呈现极大差异。

  高阶显现器体系关于亮度匹配的要求更为苛刻,单靠选用亮度附近的LED并无法满意这类运用的要求。因而为了让像素和面板在显现器寿数L期内都能保持均匀亮度,制作商会选用内建像点批改功用的先进LED驱动元件。像点批改是藉由调整单个LED电流来办理像素亮点的一种办法:处理器只需操控送到整块LED显现区的总电流,再由LED驱动元件调整单个LED电流来发生均匀亮度;这表明处理器可将其运算效能用于其它作业,而不需为了均匀亮度而查询表格或在每个更新L期针对每颗LED进行杂乱的乘法运算。为了供给像点批改功用,制作商会透过画面撷取丈量每颗LED的亮度,再将体系最暗的LED指定为基准LED,然后将其它像素的亮度调整成和基准LED相同;调整办法则是依据LED输出亮度将每个像素的电流削减必定份额。德州仪器(TI)的TLC5940或其它相似元件都会将每颗LED的像点批改值贮存在晶片内建的EEPROM记忆体,或是在每个更新L期傍边做动态批改。这种双重像点批改办法很有弹性,它既能在外界照明条件改动时更新整个面板的亮度,又能供给长时刻保存像点批改资讯以保证面板亮度均匀。只需像素亮度随时刻呈现改动,或是面板由于毛病而需求调整和替换,工程人员随时都能更新EEPROM材料。咱们将用下列比如来阐明这种做法。

  为简略起见,此处只考虑同一种颜色的16颗LED,它们来自于多组面板和数千颗LED所组成的大型显现体系。咱们假定绿色像素的绿光LED有必要宣布80毫烛光才干到达面板关于绿色像素的亮度要求。规划人员挑选的LED则为OsramLPE675,它在50mA规范电流下的亮度可分为45-56、56-71、71-90以及90-112毫烛光等四个等级;这表明只需挑选亮度最高的一组LED,就能保证每颗亮度至少能到达80毫烛光。TLC5940之类的元件最多能驱动16颗LED,每颗元件只需求一颗电阻来设定最大电流值。挑选此电阻时应保证其设定之电流足以让最暗的LED宣布80毫烛光,LPE675元件材料表显现它需求43mA的驱动电流才干宣布80毫烛光。规划人员可在装置时先丈量LED在43mA满电流时所宣布的亮度,然后发生相似图1的亮度直方图。图中第一排材料是以mA为单位的LED电流值,第二排则是以毫烛光为单位的LED亮度值。从图中可看出LED亮度在未选用像点批改功用时最多相差10%,这种差异程度是高阶显现器无法承受的。驱动元件能够依据直方图所示材料单个调整、或是「像素批改」每颗LED的电流,使它们最终得以发生均匀亮度;例如它有必要将满电流下的LED1亮度从83毫烛光调整至80毫烛光。TLC5940供给6位元(64阶)像点批改功用,其间每一阶都相当于满刻度的1.56%。

  其间DCproduction是产品制作时所运用的像点批改值,Lbaseline是所要求的亮度,Linitial则是最大电流下所发生的亮衡量测值。

  将核算所得的像点批改值四挝迦氲阶罱咏的分数值,再将它乘上原始亮度,即可得到新的LED亮度值。

  核算和贮存每颗LED的像点批改材料后,再将LED驱动元件设定为最大电流,以便独自调整每颗LED的电流,如图2的直方图所示。只需将像点批改材料存入TLC5940晶片内建的EEPROM记忆体,体系就能在每次开机时取出这些像点批改材料,直到下一次从头校准停止。

  广告看板、或大型显现器等室内/室外工业用显现器只需「静态」调整就已满足(校准值保持固定不变,直到工程人员从头调整这些校准值停止);此刻面板亮度的调整会与体系例行保护作业一同进行。但是新呈现的各种商场运用却需求更先进的调整办法,特别当这项技能逐步融入消费性产品和家庭生活后,规划人员有必要针对LED亮度随时刻而改动的现象进行操控和调整。

  尽管这个改动进程仍在起步阶段,其所需的技能却现已存在。新力(40Qualia005)以及三星(46LNR460D)都已推出选用LED背光源的液晶电视;但它们并非咱们想像般运用白光LED,而是将红光、蓝光和绿光LED组合在一同并进行,以发生亮度可调整的白色光源。LED背光源有许多胜过传统灯泡的长处,像是电源功率更高、移动画面残影更少、色谱规模更广(某些场合大于105%NTSC)、寿数更长、以及色温可调整等;其画质更是传统光源无法比拟。另一方面,裼LED背光源的电视工程师不只会面对传统面板制作商所遇到的亮度差异困扰,更会遇到温度带来的应战;这是由于LED亮度随温度改动的特性会对电视背光运用形成极大影响。别的,这类电视若要供给最佳画质,就有必要针对顾客家里不断变化的照明情况调整背光源的各项特点。这些技能考量,加上电视是一种消费运用的现实,让动态亮度调整成为LED背光源不可或缺的功用。

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