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LED顯示屏的基本概念

 蘋果樹 2009-11-22

LED顯示屏的基本概念

時間:2009-8-19 18:55:30 點擊:25

  核心提示:RGB顏色...
1.LED 發(fā)光材料

        LED 發(fā)光管(或稱單燈): 發(fā)光二極管的簡稱(Light Emetting Diode)。在某些半導體材料的PN 結(jié)中,注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN 結(jié)加反向電壓,少數(shù)載流子難以注入,故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管,通稱LED。由于LED 工作電壓低(僅1.5V -3V),能主動發(fā)光且有一定亮度,亮度又能用電壓(或電流)調(diào)節(jié),本身又耐沖擊、抗振動、壽命長(10 萬小時),所以在大型的顯示設備中,目前尚無其他的顯示方式與LED 顯示方式匹敵

        LED 模塊:由若干晶片構(gòu)成發(fā)光矩陣,用環(huán)氧樹脂封裝于塑料殼內(nèi),常用的為8X8 點陣模塊。
        LED 集束管:為提高亮度, 增加視距,將兩只以上至數(shù)十只LED 集成封裝成一只集束管,作為一個像素。這種LED 集束管主要用于制作間距較大的戶外屏,又稱為像素筒。目前國內(nèi)應用較少。
        貼片式LED 發(fā)光燈(或稱SMD LED):就是LED 發(fā)光燈的貼焊形式的封裝,可用于戶內(nèi)全彩色顯示屏,可實現(xiàn)單點維護,有效克服馬賽克現(xiàn)象。

        2.LED 顯示屏

        LED 屏體:將LED 模塊或集束管按照實際需要大小拼裝排列成矩陣,配以專用顯示電路,直流穩(wěn)壓電源,軟件,框架及外裝飾等,即構(gòu)成一臺LED 顯示屏。
        屏體分辨率:LED 顯示屏橫向像素點數(shù)乘以縱向像素點數(shù),即為屏體分辨率。
        單元板:是顯示屏的主體組成單元,由發(fā)光材料及驅(qū)動電路構(gòu)成。室內(nèi)屏通常由單元板構(gòu)成。
        模組:戶外顯示屏的最小顯示單元。由若干個發(fā)光二極管按照一定的排列順序,通過焊接、灌膠等工藝封裝在固定的模殼里,便成為一個模組。
        單元箱體:是顯示屏的主體組成單元,由單元板按一定次序組成。戶外屏通常由單元箱體構(gòu)成。

        3.像素

        象素(PIXEL):是畫面上可以被獨立控制的最小單元,PIXEL是picture element的縮寫,在三基色顯示屏上,象素由三部分組成:紅,綠,籃,每一部分由一個或幾個LED組成,理論上,分別調(diào)節(jié)紅,綠,藍的亮度,可以表現(xiàn)出任意顏色。
        像素:LED 顯示屏中的每一個可被單獨控制的發(fā)光單元稱為像素。
        像素直徑:像素直徑∮是指每一LED 發(fā)光像素點的直徑,單位為毫米。
        像素間距:LED 顯示屏的倆倆像素間的中心距離稱為像素間距,又叫點間距。點間距越密,在單位面積內(nèi)像素密度就越高,分辨率亦高,成本也高。像素直徑越小,點間距就越小。

         4.基色

        單基色:每一個像素有一個LED 管芯,可以為紅光管芯,可以為綠光管芯,也可以為藍光管芯。由于藍光管芯較貴,故單基色使用藍光管芯較少。
        雙基色:每一個像素有兩個LED 管芯:一為紅光管芯,一為綠光管芯。紅光管芯亮時該像素為紅色,綠光管芯亮時該像素為綠色,紅綠兩管芯同時亮時則該像素為黃色。其中紅,綠為基色
       全彩色:紅綠雙基色再加上藍基色,三種基色就構(gòu)成全彩色。由于藍色管芯價格逐步下降,以及全彩色較強的表現(xiàn)力,全彩色屏市場需求正處于上升期。

        5.灰度

        灰度等級(Grey Levels)也稱色彩深度,指不同亮度的數(shù)量,紅綠藍有各自的灰度,在全彩色系統(tǒng)中一般是256級灰度,可以產(chǎn)生256X256X256=16,777,216種顏色,在PC中稱為24位色,在LED顯示系統(tǒng)中稱為8位系統(tǒng)。
        灰度(Grey Levels):是指像素發(fā)光明暗變化的程度。LED顯示屏能表現(xiàn)的色彩數(shù)量取決于RGB三色的灰度等級,在標準的全彩顯示屏中為256級灰度,對于體育場館的LED全彩系統(tǒng),256灰度是不夠的,無法準確的恢復還原色彩。

        6.亮度

        亮度(Brightness):亮度在任何顯示設備中都是最重要的參數(shù)。亮度的主單位叫燭光(candela),用CD表示,單個LED的亮度通常用millicandelas,MCD,即千分之一CD,把一個平方米的LED亮度加在一起,就得到單位面積亮度,用尼特(NITS)表示,1 NITS=1 CD/m2。紅綠藍三色的亮度必須平衡才能準確的還原真實色彩,換句話說,LED的白色必須是白色,而不是粉紅色。如果紅綠藍都處于最高亮度,混合出的色彩通常不是白色,為了得到白色(通常稱為6500K色溫),紅綠藍中須有一個或兩個的亮度調(diào)低,為了獲取正確的白色,必須反復測量調(diào)整亮度,這個過程稱白平衡。另外,在給定方向上, 每單位面積上的發(fā)光強度。亮度的公制單位是cd/m2。

         7.控制技術

         占空比:在一定的顯示區(qū)域內(nèi),同時點亮的行數(shù)與整個區(qū)域行數(shù)的比例。室內(nèi)屏一般為1/16掃描或1/8 掃描,戶外屏一般為靜態(tài)。
         行驅(qū)動電路,列驅(qū)動電路,掃描頻率。

         8.可視距離

        間距(PITCH):相鄰象素的中心距離。間距越小,可視距離越短
        可視距離(Viewing Distance):對于各種顯示器件來說,最佳的觀察距離應該是人眼無法分辨出象素的最小距離,這個距離大約是點間距的3400倍。電視和電腦的觀測距離通常要小于這個要求,但可接受的距離不能小于點間距的1700倍.
        可視角度(Viewing Angle):當觀察者面對LED時可以看到LED的最大亮度,當觀察者向左或右移動時,看到的亮度會減小,當亮度減到最大亮度的一半時,此時所處的角度加上向反方向移動得到的角度之和,稱水平可視角度,垂直可視角度用同樣方式測量。LED的視角廠家會給出參數(shù).
        最小視距:對于具有一定形狀、亮度、距離的兩個光點,無法分辯該兩點的位置點到該兩點的最小垂直距離,稱為最小視距,而該點與兩個光點聯(lián)線的夾角稱為最小視角。因此影響最小視距和最小視角的因素有:光點的形狀、亮度、距離。
        最大視距:對于具有一定亮度、距離的矩形顯示畫面,無法分辯該矩形顯示畫面內(nèi)容的位置點到該矩形畫面的最小垂直距離,稱為最大視距。因此影響最大視距的因素有:矩形顯示畫面亮度、距離。
        有效視距:大于最小視距,小于最大視距的范圍,稱為有效視距。

        9.分辨率

       分辨率(Resolution):通常用于數(shù)字顯示設備,表示總的象素數(shù)量,一般寫成寬X高的形式,如800X600、

        10.刷新率

        刷新率(Refresh Rate):顯示屏畫面更新的速率,通常用赫茲表示(Hz)。

        其他關鍵概念:

        幀頻(Frame Rate):顯示屏每秒顯示的圖像幀的數(shù)量,通常取決于輸入的信號(25 fps for PAL, 30 fps for NTSC)
        場頻(Field):PAL和NTSC的一半幀,因為PAL和NTSC是隔行掃描,每次刷新只顯示半幀圖像。
        純綠(Pure green)和真綠(true green):過去30年,各種顏色LED被相繼開發(fā)出來,首先是紅色,黃色,黃綠色,藍色LED和純綠LED在90年代相繼被日亞工程師發(fā)明.至此,制造LED全彩色顯示屏成為可能.播放視頻的LED顯示屏必須用純綠,如果用黃綠來做,顏色肯定不真實,如果一個象素里綠管的數(shù)量很多,比紅管和藍管的數(shù)量多,那肯定是黃綠管,因為黃綠的亮度不夠,必須用多個,但黃綠LED價格低廉。該種顯示屏俗稱偽彩屏。
        GAMMA矯正(gamma correction):這是一種通過變換函數(shù)來減少灰度數(shù)量,從而產(chǎn)生一個更接近真實環(huán)境的色彩和對比度。全彩屏實際表現(xiàn)的顏色受到很多限制,當夜晚時,必須降低屏體亮度,此時能夠顯示的色彩就會減少,因此,數(shù)字RGB顯示的色彩肯定少于16M色,為了解決這個問題,需要更高層次的灰度,1Bill色的系統(tǒng)(紅綠藍各1024級色)可以表現(xiàn)更真實的色彩,因為從256級灰度擴大到1024級,極大的豐富了可表現(xiàn)的色彩數(shù)目。
        虛擬象素技術(Virtual Resolution):也稱共享象素或動態(tài)象素將4倍于物理象素的象素快速的按奇偶列和奇偶行分4次送到物理象素上顯示,其效果相當于將間距縮小一半,其成本與傳統(tǒng)做法基本相比,基本沒增加,但可以做到原來4倍的分辨率。
        一致性(Uniformity):整個畫面的質(zhì)量很大程度上取決于LED的一致性。一致性的問題是LED固有的問題,當LED生產(chǎn)時。他們的亮度,視角,還有其它的特性實際上都不統(tǒng)一,這些參數(shù)分布在某一范圍,制造商工藝控制的越好,這個范圍越小,選用優(yōu)質(zhì)廠商提供的LED可以減少調(diào)試的工作量,人眼對顏色和亮度的敏感度相當高,對于LED之間的差別很容易察覺,特別在高亮的顯示系統(tǒng)中,這種差別更大,設計者必須采用各種技術來消除這種差別,增加一致性。
        色差(Colour Shift):LED顯示屏由紅綠藍三色組合來產(chǎn)生各種顏色,但這三種顏色由不同材料做成,視角是有差異的,不同LED的光譜分布都是變化的,這些能被觀測的差異稱為色差。當偏過一定角度觀察LED時,其顏色發(fā)生改變,人眼判斷真實畫面的色彩的能力(比如電影畫面)比觀測計算機產(chǎn)生的畫面要好。

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