LED顯示屏六大關鍵技術解析

上世紀80年代以來，各種媒體宣傳得到了廣泛發(fā)展，公共場合外露信息顯示屏數(shù)量越來越多。人們對顯示系統(tǒng)的色彩、亮度等要求越來越高。另外，一些樹立于戶外的顯示系統(tǒng)長期受到自然環(huán)境的影響，對其使用壽命而言是一種考驗。LED電子信息顯示屏具有良好像素，無論白天夜晚、晴天雨天，發(fā)光二極管電子信息顯示屏都能夠讓觀眾看清顯示內(nèi)容，滿足人們對顯示系統(tǒng)的需求。

1、圖像采集與處理技術

發(fā)光二極管電子信息顯示屏顯示圖像的原理主要是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像信號并通過發(fā)光系統(tǒng)呈現(xiàn)出來。傳統(tǒng)做法是利用視頻采集卡結(jié)合VGA 卡實現(xiàn)顯示功能。視頻采集卡的作用主要是采集視頻圖像，并借助于VGA 獲得行頻、場頻、像素點的索引地址，獲得數(shù)字信號的方式主要通過復制顏色查找表。一般可利用軟件進行實時復制或者硬件竊取方式，相比來說硬件竊取方式更加高效。但傳統(tǒng)方法存在與VGA 之間兼容性問題，并由此導致邊緣模糊、圖像質(zhì)量差等不良情況，最終造成電子信息顯示器圖像質(zhì)量受損。

基于此行業(yè)專家研究出專用視頻卡JMC-發(fā)光二極管，該卡的原理是基于PCI總線利用64位圖形加速器促進VGA 以及視頻功能合二為一，并實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)以及VGA數(shù)據(jù)形成疊加效應，之前存在的兼容性問題得到有效解決。其次，在分辨率采集上采用全屏方式，保證視頻圖像全角度最佳化，邊緣部分不再模糊，并可對圖像進行任意縮放和移動，滿足不同播放要求。最后，能夠?qū)崿F(xiàn)紅綠藍三種顏色的有效分離，滿足電子信息顯示屏真彩播放要求。

2、真實圖像色彩再現(xiàn)

全彩發(fā)光二極管電子信息顯示屏在視覺表現(xiàn)上的原理與電視機類似，通過紅綠藍三種顏色有效組合實現(xiàn)圖像不同色彩還原再現(xiàn)。紅綠藍三種顏色純正度會直接影響到圖像色彩的再現(xiàn)。需要注意的是圖像在再現(xiàn)并非紅綠藍三種顏色的隨機組合，而需要一定前提。首先，紅綠藍三種顏色光強之比應接近于3：6：1;其次，相比于其他兩種顏色人們在視覺上會對紅色有一定敏感性，因此，需要將紅色在顯示空間上均勻散布;第三由于人們的視覺在針對紅綠藍三種顏色光強的不同非線性曲線響應，因此需要對不同光強的白光對電視機內(nèi)部射出光進行糾正。第四，不同人在不同情況下對色彩分辨能力存在差異，因此必須找出色彩再現(xiàn)的客觀指標，一般如下：

(1)紅綠藍三種基色的波長：660nm、525nm、470nm;

(2)使用4 管單元配白光為佳(多于4 管也可以，主要取決于光強);

(3)三種基色灰度為256 級;

(4)必須采用非線性校正對發(fā)光二極管像素進行處理。

紅綠藍三種顏色配光控制系統(tǒng)可由硬件系統(tǒng)實現(xiàn)，也可以配之相應播放系統(tǒng)軟件得以實現(xiàn)。

3、專用現(xiàn)實驅(qū)動電路

對當前像素管幾種方式進行分類主要有：

(1)掃描驅(qū)動;

(2)直流驅(qū)動;

(3)恒流源驅(qū)動。

針對不同需求的屏幕，采用的掃描方式是不同的。對于戶內(nèi)點陣塊屏，主要采用掃描方式，對于戶外像素管屏，為保證其圖像的穩(wěn)定性和清晰度，必須采用直流驅(qū)動方式，給掃描裝置加上一個恒定電流。早期發(fā)光二極管主要采用低壓信號串并轉(zhuǎn)換方式，該種方式存在焊點較多。制作成本高昂?？煽啃圆蛔愕热秉c，這些缺點在一定時期內(nèi)限制了發(fā)光二極管電子信息顯示屏的發(fā)展。

為解決發(fā)光二極管電子信息顯示屏以上缺點，美國某公司研制出專用集成電路，簡稱ASIC，該種集成電路能夠?qū)崿F(xiàn)串并轉(zhuǎn)換以及電流驅(qū)動合二為一，該集成電路具有以下特點：并行輸出驅(qū)動能力大，驅(qū)動電流課高達200MA，發(fā)光二極管在此基礎上能夠立即被驅(qū)動;電流電壓公差大，范圍寬，一般可在5-15V 之間靈活選擇;串并輸出電流較大，電流流入以及輸出都大于4MA，數(shù)據(jù)處理速度更快，適合與當前多灰度彩色發(fā)光二極管顯示屏驅(qū)動功能實現(xiàn)。

4、亮度控制D/T 轉(zhuǎn)換技術

發(fā)光二極管電子信息顯示屏有眾多獨立像素點通過排列組合的方式構成，基于像素間互相分離這一特點，發(fā)光二極管電子信息顯示屏發(fā)光控制驅(qū)動方式只能夠通過數(shù)字信號形式展開。當像素點發(fā)光時，其發(fā)光狀態(tài)主要由控制器控制，并實現(xiàn)獨立驅(qū)動。當視頻需要一彩色方式呈現(xiàn)時，意味著每一像素點的亮度及色彩都需要得到有效控制，并且要求在規(guī)定時間內(nèi)同步完成掃描操作。一些大型發(fā)光二極管電子信息顯示屏有數(shù)以萬計的像素點組成，在進行色彩控制過程中其復雜性大大增加，因此，對數(shù)據(jù)傳輸提出更高要求。

實際控制過程中對每一像素點設置D/A是不現(xiàn)實的，因此，必須尋找出一種能夠有效控制復雜像素系統(tǒng)的方案。對視覺原理進行分析，人們對像素點平均亮度的主要取決于其亮/滅比例，針對該點若是先對亮/滅比例的有效調(diào)節(jié)便能夠?qū)崿F(xiàn)對亮度的有效控制。將這一原理利用到發(fā)光二極管電子信息顯示屏中便意味著將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)闀r間信號，即D/A之間的互相轉(zhuǎn)換。

5、數(shù)據(jù)重構和存儲技術

當前存儲器組組織方式主要有兩種，其一為組合像素法，即畫面上所有像素點位均存放于單個存儲體中;另一個為位平面法，即畫面上所有像素點位均存放于不同存儲體中。儲存體多個使用直接作用就是能夠一次實現(xiàn)多種像素信息的讀取，兩種組織方式見。以上兩種存儲結(jié)構中位平面法具更具優(yōu)勢，在提升發(fā)光二極管屏顯示效果時效果更佳。通過數(shù)據(jù)重構電路以實現(xiàn)對RGB 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，將具有不同像素的同權位進行有機結(jié)合并放在相鄰儲存結(jié)構中。

6、邏輯電路設計中的ISP技術

傳統(tǒng)發(fā)光二極管電子信息顯示屏控制電路主要采用常規(guī)數(shù)字電路設計完成，對其控制一般采用數(shù)字電路組合方式。傳統(tǒng)技術在電路設計部分完成后首先進行電路板制作工序，制作完畢開始安裝相關元件并調(diào)試效果。當電路板邏輯功能無法負荷實際需求時需重新制作，直至其滿足使用效果為止。由此可見，傳統(tǒng)設計方式不僅在效果上具有一定偶然性，并且設計周期較長，影響各項工序有效展開，當元件出現(xiàn)故障時維修困難，成本高昂。

在此基礎上，系統(tǒng)可編程技術(ISP)出現(xiàn)了，用戶能夠在自己設計的目標以及系統(tǒng)或電路板等原件上具有反復修改的功能，實現(xiàn)了設計師們硬件程序向軟件程序轉(zhuǎn)化的過程，數(shù)字系統(tǒng)在系統(tǒng)可編程技術基礎上煥然一新。隨著系統(tǒng)可編程技術的導入使用，不僅縮短了設計周期，還在根本上拓展元件用途，現(xiàn)場維護以及目標設備功能實現(xiàn)被簡化。系統(tǒng)可編程技術的一個重要特點就是采用系統(tǒng)軟件輸入邏輯時不需考慮所選器件是否有影響，在輸入時可隨意選取元件，甚至可選擇虛擬元件，輸入完成后在進行適配即可。

7、結(jié)束語

發(fā)光二極管電子信息顯示屏已經(jīng)廣泛遍布世界各地，與人們生活緊密連接在一起，為提高發(fā)光二極管電子信息顯示屏發(fā)光效果，促進該種技術科學發(fā)展，需對傳統(tǒng)技術存在的各種弊端深入研究針對性引進新技術，促進發(fā)光二極管電子信息顯示屏發(fā)揮其最佳效果，為人們的生活以及生產(chǎn)帶來更多便利。在了解需求的基礎上對當前幾種關鍵技術進行深入分析考核，選擇最佳技術方案，得到最佳發(fā)光二極管顯示效果。