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点校正:户外全彩LED显示屏的差异化必由之路

发布时间:2018-08-12 14:52热度()我要投稿
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导读:奥运会五棵松篮球馆、鸟巢体育馆和水立方游泳馆中的大屏幕LED显示屏相信已经给全球观众留下了深刻的印象,随著

  奥运会五棵松篮球馆、鸟巢体育馆和水立方游泳馆中的大屏幕LED显示屏相信已经给全球观众留下了深刻的印象,随著世博会和大运会的临近,LED显示屏还将广泛地应用到更多的体育场馆以及道路交通指示中。而随着体育场馆和室外广告领域对于全彩显示屏的需求不断增加,全彩LED显示屏在整体市场中所占的比重将持续扩大。预计2007-2010年,中国LED显示屏市场的年均复合增长率将达到15.1%,2010年市场需求额将达75.5亿元。

  室内和室外(包括隧道)大屏幕LED显示屏是目前一块利润较丰厚的缝隙市场,除了大型体育场馆,还广泛应用在高速公路收费站、公路标识牌、机场航班信息显示、码头、港口、火车站、隧道、游戏机、城市广场、室外广告牌、政府机关大楼和停车场等,用于实时显示一些动态信息。

  LED显示屏一般可分为静态屏和扫描屏两种,室外LED显示屏大多采用静态屏,最多采用2扫屏。室内LED显示屏由于点间距小,一般采用2扫以上的扫描屏(扫描屏指的是一个驱动器的输出对应屏上的几个点,对应4点就是4扫)。

  目前用于道路交通指示的大屏幕LED显示屏多是单色静态屏,如欧洲高速公路上的标识牌一般都采用白色LED显示屏。

  目前欧洲和日本供应商(如Lighthouse、三菱和Swarco)做出来的室外大屏幕交通用LED显示屏质量最好,中国目前好像只有上海三思在做室外交通LED显示屏,市场表现也不是很突出。

用聚积MBI5036 LED驱动芯片打造的全彩LED显示屏

  “亚洲LED显示屏制造商目前基本上无法打进欧美高速公路市场,因为他们的产品还很难达到欧洲交通显示屏标准规范EN12966。”聚积(Macroblock)公司董事长杨立昌说,“室外大屏幕LED显示屏的设计是一个综合性的技术挑战,不仅需要做到没有死点,而且还需要在光学设计、系统可靠性、机械坚固性、防雷击和防过热方面有杰出表现。”

  Lighthouse目前做出的最大LED显示屏已达到480米。杨立昌表示:“室外大屏幕LED显示屏的最大设计挑战除了必须遵守EN12966规范以外,就是如何保持一致性,以尽可能地降低维修成本。”

  EN12966规范是欧盟国家设立的一个技术门槛,所有进入欧盟国家以及挪威和瑞士道路交通指示市场的LED显示屏必须满足EN12966规范要求,该规范要求通过以下六个测试:视觉表现测试、物理表现测试、结构表现测试、电气要求测试、电磁兼容性测试。Swarco公司VMS系统产品经理Lars MichEL说。

  但随著产品差异化需求的提高和高端应用市场的出现,全彩大屏幕LED显示屏就是一个必然的设计趋势和发展方向,但它的设计难度也最大。

  “除了光学和散热设计挑战以外,全彩大屏幕LED显示屏的主要开发难点是如何解决色块、色偏和亮度不均匀问题。”杨立昌指出,“引起色块的原因有驱动芯片不同档、LED不同档和LED老化不均,引起色偏和亮度不均匀的原因除了以上三条外,还有驱动芯片电流输出误差大。因此如想做出一个高质量的全彩大屏幕LED显示屏,必须选择同样档次的LED和高精度的驱动芯片,但仅这样做,还无法解决最难缠的LED老化不均问题,这问题最终必须采用点对点校正的办法才能解决。”

  随着高档LED显示屏竞争趋于激烈,LED亮度均匀性以及色彩精准度的严格要求,光靠筛选LED的质量已无法符合需求;因此,针对每颗LED进行点对点校正以提升LED显示屏画质,俨然成为趋势。点对点校正是今年聚积在中国巡回举办的LED技术国际研讨会上展示的最新技术,它需要控制器、图像传感器(或光枪)和复杂的算法才能实现,其原理是保持相同的驱动电流但通过调整每个点上的导通时间来确保亮度一致性,因为在相同驱动电流下LED发出的光的颜色是一致的。目前聚积最新推出的MBI5040支持8位数字点校正功能。

  MBI5040是一款具有8位数字点校正及16位PWM功能的恒流LED驱动器。目前市场上点校正的作法多数是透过控制器进行运算,然而,这种方式会增加控制器的负荷并且限制了能控制的LED点数,不但花费高,控制器的设计也复杂。内建在MBI5040的数字点校正新功能,可以个别调整LED亮度均匀性,并且避免了一般在进行点校正过程中,所产生的LED色度偏移问题。此外,透过MBI5040直接进行点校正运算,也可以让控制器更专注于影像处理工作。

  一般进行点校正可分为模拟方式或数字方式两种,然而,透过模拟方式进行点校正通常会造成LED波长偏移的问题,亦即LED色度偏移问题。MBI5040的主要特色即是透过数字方式进行8位的点校正,在相同的视觉刷新率下,补偿每颗LED亮度,以确保LED亮度随着周遭环境的明暗变化,仍能维持亮度均匀一致,且无须担心进行点校正所造成的LED色度偏移问题。

  另外,MBI5040特别内建专利保护电路设计,将灰阶数据与点校正数据相乘,因此在进行点校正时,LED显示屏不需要牺牲影像灰阶数或是视觉刷新率。MBI5040也提供16位PWM功能,并采用聚积科技的S-PWM专利技术,有效增加了视觉刷新率。MBI5040兼具8位数字点校正和16位PWM功能,且仍然能维持高视觉刷新率,使得控制器可以用较低端的FPGA进行设计,因而降低控制器整体的设计成本。因此,经济实惠的MBI5040可让LED显示屏轻松升级成为高档LED显示屏,特别适合室内、户外LED显示屏、LED广告屏、商用LED屏等应用。

   除了上述特色之外,MBI5040共有16个输出通道,可支持每通道2mA至60mA恒流电流输出范围,且耐压高达17V。另外,MBI5040也提供强制错误侦测、讯息中错误侦测、7位电流增益、以及过热保护等功能。

  杨立昌表示,聚积目前已是全球最主要的LED显示屏驱动器供应商,不管是在全球还是中国市场上,聚积的市场份额均已超过40%。他说,聚积的LED显示驱动器的主要竞争优势有下列四点:高达8kV的抗ESD能力、±1.5%的输出电流精准度、1kHz刷新频率、以及16位灰度级。

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