提升屏幕影像畫(huà)質(zhì) LED調(diào)光技術(shù)關(guān)鍵至極

PWM調(diào)光以低亮度維持色彩

精準(zhǔn)亮度控制只是高畫(huà)質(zhì)視訊中的一個(gè)環(huán)節(jié)，第二個(gè)環(huán)節(jié)是正確的色彩匹配。舊款顯示器使用模擬調(diào)光來(lái)設(shè)定色彩混合的LED亮度，對(duì)于色彩質(zhì)量有負(fù)面的影響。圖3顯示正向電流的變化和LED色彩變化間的關(guān)系。圖3的真實(shí)綠色LED針對(duì)此一特定LED定義全亮度(20毫安)的色彩。若要使用模擬調(diào)光達(dá)到25%的亮度，需要5毫安的正向電流。這使得色譜從525奈米(nm)變成531奈米，對(duì)于須要呈現(xiàn)真實(shí)色彩的顯示器而言，這是無(wú)法接受的程度。

圖3 數(shù)據(jù)源：Osram「InGaN LED 調(diào)光」色彩變化與正向電流的關(guān)系

PWM調(diào)光又可以稱作灰階PWM調(diào)光，可消除LED調(diào)光有關(guān)的色彩變化。這類調(diào)光能以呈現(xiàn)高畫(huà)質(zhì)視訊所需的低亮度，維持正確的LED色彩。不論LED的亮度為何，PWM調(diào)光都能使通過(guò)LED的電流保持一致，以消除LED色彩變化。彩色顯示器的各個(gè)畫(huà)素是由三個(gè)LED所組成，分別為紅色、綠色、藍(lán)色。藉由同時(shí)進(jìn)行紅色、綠色及藍(lán)色LED的脈沖與混合，畫(huà)素便能呈現(xiàn)多達(dá)六百八十七億種色彩。以下范例將說(shuō)明PWM調(diào)光。

為求簡(jiǎn)單明了，此范例僅使用PWM調(diào)光的三個(gè)位。3個(gè)位等于23=8個(gè)陰影色度，因此各個(gè)LED可設(shè)定為0～7PWM灰階程度。各個(gè)視訊框開(kāi)始時(shí)，所有LED均全部熄滅。在第一個(gè)PWM頻率的上升邊緣，所有LED都會(huì)亮起，只有以0灰階值設(shè)定的LED未亮起。各個(gè)PWM頻率周期開(kāi)始時(shí)，IC便會(huì)增加灰階計(jì)數(shù)器。各個(gè)LED會(huì)持續(xù)亮起，直到PWM灰階計(jì)數(shù)器超過(guò)LED設(shè)定的PWM值為止。

圖4 各個(gè)LED亮起以呈現(xiàn)橘色畫(huà)素的時(shí)間長(zhǎng)度

圖4顯示此一程序，其中呈現(xiàn)簡(jiǎn)化的3位PWM調(diào)光控制器的波形及區(qū)塊示意圖(圖5)。將紅色、綠色及藍(lán)色LED的灰階值分別設(shè)定為七、四及一，可在畫(huà)面上呈現(xiàn)橘色畫(huà)素。設(shè)定為四灰階值的綠色LED會(huì)在第一個(gè)PWM頻率周期的上升邊緣亮起，并且經(jīng)過(guò)四個(gè)完整PWM頻率周期持續(xù)亮起。這個(gè)3位PWM調(diào)光范例能針對(duì)各畫(huà)素產(chǎn)生五百一十二(23×23×23)種色彩。對(duì)于16位LED驅(qū)動(dòng)器，則可產(chǎn)生兩百八十一兆(216×216×216)種色彩。

圖5 顯示3位PWM調(diào)光如何產(chǎn)生橘色畫(huà)素的區(qū)塊示意圖

適當(dāng)搭配使用點(diǎn)修正、亮度控制及PWM調(diào)光，大屏幕上的影像更加完美無(wú)暇。如此完美的設(shè)計(jì)，使群眾對(duì)于大屏幕播放的影像產(chǎn)生響應(yīng)，而對(duì)于為了達(dá)到畫(huà)素間亮度匹配、使顯示器亮度配合環(huán)境光線條件、混合色彩以呈現(xiàn)完美影像等方面的關(guān)注與努力，則悄然潛藏在光彩奪目的熒光幕后。