LED小間距顯示屏方案

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第一章 方案設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)依據(jù) 本顯示屏系統(tǒng)依據(jù)以下規(guī)范設(shè)計(jì) LED 顯示屏通用規(guī)范 SJ T11141 2003 LED 顯示屏測試方法 計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)安全保護(hù)等級劃分準(zhǔn)則 GB17859 1999 電力子操作工作站機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50174 93 國際串行通訊標(biāo)準(zhǔn) EIARS 232 C 工業(yè)操作工作站系統(tǒng)安裝環(huán)境條件 ZBN18 001 電磁兼容 GB T17626 遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng)工作條件環(huán)境條件和電源 GB T 15153 94 國家標(biāo)準(zhǔn) 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057 94 計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器 GB173 1998 建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 JDJ16 83 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ 16 2008 電氣裝置安裝工程 接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB50169 92 電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50174 2008 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50054 95 工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50034 95 二 顯示屏排布 本方案顯示屏采用型號 vvm3 產(chǎn)品 完全以現(xiàn)場需求為依據(jù)的合理化設(shè)計(jì)理念 保證屏表面 平整均勻 不出現(xiàn)縫隙 整屏橫向分辨率超出常規(guī)屏幕 播放畫面可以分多窗口 多形式顯示高 分辨率視頻圖像 具有近距離觀看的高清晰顯示性能 顯示屏安裝示意圖 三 可行性分析 1 屏幕視角分析原理 通過對 LED 屏幕的視角分析 可以判定 LED 屏幕設(shè)計(jì)的適用性和性價比 分析過程實(shí)際上是 對屏幕能夠覆蓋的范圍的定性衡量 從水平與垂直方向的 LED 發(fā)光角度進(jìn)行計(jì)算 得出觀眾能夠 收看到屏幕的最佳范圍 實(shí)際屏幕發(fā)光范圍是在屏幕垂直的發(fā)現(xiàn)方向內(nèi) 成一定角度的錐形空間 這也是人們總能夠 從任意角度都能觀看到屏幕上圖像的一個證明 從方案設(shè)計(jì)角度出發(fā) 我們選擇通常的方法 即 垂直屏幕方向和水平方向 垂直方向用剖面圖分析 水平方向用平面圖分析 1 1 顯示屏視角的定義 假定顯示屏法線方向的亮度為 LF 從顯示屏中心法線左右兩側(cè)檢測顯示屏的亮度 當(dāng)左右兩 側(cè)亮度值下降到 LF 2 時 兩條觀測線之間構(gòu)成的夾角 S S 180 稱為顯示屏水平方向的視角 從顯示屏中心法線上下兩側(cè)檢測顯示屏的亮度 當(dāng)上下兩側(cè)的亮度值下降到 LF 2 時 兩條觀測線 之間構(gòu)成的夾角 C C 180 稱為顯示屏垂直方向的視角 1 2 LED 顯示屏的發(fā)光視角范圍 雖然 LED 顯示屏是由一顆顆 LED 發(fā)光顆粒構(gòu)成 但不能將 LED 發(fā)光顆粒的發(fā)光角度簡單地定 義為顯示屏的視角范圍 假定屏幕法線方向的觀測點(diǎn) A 視點(diǎn)得到的屏幕亮度為 100cd m2 在與屏幕法線方向呈一定角 度的 B 視點(diǎn)和 C 視點(diǎn) 計(jì)算兩處位置的屏幕亮度值 以及達(dá)到規(guī)定的 50 亮度時的臨界觀測點(diǎn)位 置 其中 B 視點(diǎn)與法線夾角為 60 C 視點(diǎn)與法線夾角為 70 不同觀測點(diǎn)與屏幕亮度的關(guān)系 理論計(jì)算在 60 時接收到 LED 顯示屏的亮度為 80 LF 70 時接收到 LED 顯示屏的亮度為 58 LF 均在最佳觀看視角范圍內(nèi) 由此計(jì)算 使用表貼三合一 LED 組成的顯示屏 在原有燈發(fā)光視角基礎(chǔ)上 顯示屏的發(fā)光視 角約為 160 2 方案屏幕視角分析 2 1 垂直方向 屏幕在垂直方向能夠覆蓋空間內(nèi)的絕大多數(shù)范圍 也就是通常人們在地面或半空中觀看的位 置 這些人們都能夠接收到最佳顯示效果 對于此項(xiàng)目 屏幕像素間距為 3mm 屏幕高 2 4m 底邊距地距離為 1 1m 可以計(jì)算出能夠 正常收看到屏幕的起始位置在 3 46m 處 大于 3 46m 的位置均可看到完整屏幕圖像 由于 LED 像素間距一定為 3mm 觀眾在距離屏幕稍遠(yuǎn)的位置 會對屏幕上相鄰的兩像素點(diǎn)無 法分辨清楚 造成像素融合 經(jīng)計(jì)算能夠有效收看到屏幕上每一個像素信息的最遠(yuǎn)位置在 5 62m 處 而最佳觀看位置在黃金分割點(diǎn)上 距屏大約 4 80m 處 觀眾仰視角度約 8 30 此位置是觀 看區(qū)域內(nèi)最理想的觀看位置 2 2 水平方向 水平方向屏幕發(fā)光范圍通常比較大 由于屏幕自身寬度因素 觀眾在稍近距離觀看時 會出 現(xiàn)左右兩側(cè)屏幕 LED 發(fā)光與中間屏幕有差異現(xiàn)象 所以做水平視角分析 計(jì)算出這種差異的大小 以及對觀看者的影響范圍 此項(xiàng)目的屏幕寬度為 4 32m 水平范圍由 LED 屏兩端算起始點(diǎn) 按照此屏幕的最佳發(fā)光視角 160 度計(jì)算 得出重合的區(qū)域?yàn)槠聊坏恼？梢晠^(qū)域 起始位置在 1 06m 處 以這個扇形區(qū)域擴(kuò) 散出去內(nèi)的所有點(diǎn) 均是可以正常觀看區(qū)域 從觀眾角度出發(fā) 人在觀察事物時 與兩眼平行的方向看出去 在水平方向 120 視角范圍 內(nèi)時 人的視覺最舒服 并且長時間觀看無疲勞感 經(jīng)計(jì)算 這個 120 范圍的起始點(diǎn)位置在距 屏 3 46m 處 對于此項(xiàng)目 屏幕像素間距為 3mm 水平方向的最佳位置觀眾的水平視角為 102 69 屬比 較理想的觀看角度 四 系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明 鑒于本項(xiàng)目 LED 系統(tǒng)的重要性 結(jié)合屏幕系統(tǒng)使用環(huán)境和服務(wù)政法系統(tǒng)等重要的特點(diǎn) 對 LED 屏幕的設(shè)計(jì) 安裝和系統(tǒng)運(yùn)營提出了極高的要求 利亞德小間距 LED 在需要對圖像精密解析的顯示領(lǐng)域 具有得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢 其本身超 小的像素間距 能帶來超高清晰度的圖像畫面 其一體成型壓鑄鋁單元 能讓整屏圖像實(shí)現(xiàn)零拼 縫的同時 兼顧高效率散熱導(dǎo)體和穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)骨架 其光學(xué)和電學(xué)器件的下一代開發(fā)思路 具有 極強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性 單元之間的信號和電源線連接線雙備份設(shè)計(jì) 完全滿足政府重要會議慶 典 國家軍工系統(tǒng) 涉密機(jī)構(gòu) 航空航天等場合使用 還要保證系統(tǒng)與原有控制操作系統(tǒng) 音響系統(tǒng) 其他設(shè)備信號的電磁兼容 互不干擾 還要 解決電磁泄漏與安保問題等 為此在方案設(shè)計(jì)階段 就必須對上述問題進(jìn)行充分的考慮 提出可 行的 可靠的 有效的解決方案 五 屏幕系統(tǒng)先進(jìn)性 顯示設(shè)備系統(tǒng)還具有整體效果美觀 持重 風(fēng)格鮮明 圖像層次豐富 色彩均勻等特點(diǎn) 大 屏幕顯示系統(tǒng)采用新一代高端大屏幕綜合顯示系統(tǒng) 充分體現(xiàn)先進(jìn)性 具體表現(xiàn)在 高清顯示系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 16 9 及 4 3 等多種顯示還原方案 專用 LED 全彩同步演示顯示系 統(tǒng) 控制系統(tǒng)具備多屏分割顯示 畫中畫顯示 聲像單畫面同步等特點(diǎn) 可與周邊景觀 燈 光 多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)完美匹配 控制系統(tǒng)兼容和支持?jǐn)?shù)字高清數(shù)據(jù)直接輸入 支持 FULL HD 1280P 超全高清格式 支持 1080P 60Hz 逐行 1125 條垂直掃描線高清格式 兼容 720P 60Hz 逐行 750 條垂直 掃描線小高清格式 數(shù)字超全高清數(shù)據(jù)的格式為 1280P 逐行掃描 高清晰多媒體 HDMI HD SDI 3G SDI 兼容 DVI RGB 數(shù)據(jù)接口 外來數(shù)據(jù)源標(biāo)準(zhǔn)滿足 HDMI 數(shù)據(jù)接口 1 3 1 4 版本規(guī)范 SDI 滿足達(dá)到 3G SDI 標(biāo)準(zhǔn) 顯示控制系統(tǒng)直接兼容 HDMI 1 3 HDMI 1 4 3G SDI 標(biāo)準(zhǔn)的高清數(shù)字信號輸入 畫 面流暢 無拖影 無殘影現(xiàn)象 LED 高清視頻數(shù)字同步演播系統(tǒng) LED 顯示屏具備像素逐點(diǎn)亮度和色度矯正技術(shù) 為標(biāo)準(zhǔn) 的 PWM 矯正技術(shù) 即 PWM 通過使 LED 高速的閃動 或亮或滅 周期內(nèi)閃動的時間長短 脈沖寬度 確定其亮度 六 屏幕系統(tǒng)功能 1 視頻編輯 播放功能 使用多類型播出區(qū)域分類 圖文 滾屏 時鐘臺標(biāo) 視頻動畫 保證制作快速 準(zhǔn)確 獨(dú)立區(qū)域支持多個任務(wù)的添加 對每個任務(wù)均可設(shè)置不同的數(shù)據(jù)連接 可獨(dú)立控制所有任務(wù)及播出單元的播出 系統(tǒng)提供對區(qū)域中任務(wù)的多種播出方式 循環(huán) 固定長度 等等 提供基于統(tǒng)一時間線的關(guān)聯(lián)任務(wù)編排 支持水平和垂直不同版式 可兼容不同的顯示設(shè)備需求 內(nèi)嵌專業(yè)圖文動畫創(chuàng)作系統(tǒng) 通過模板化的制作實(shí)現(xiàn)完美的圖文效果 支持多種編單方式 自動播出 定時播出 即時插播 即時覆蓋 墊片播出等 實(shí)時顯示真彩色視頻圖象 轉(zhuǎn)播廣播電視 衛(wèi)星及有線電視信號 攝像機(jī) 影碟等視頻 信號的即時播放 可播出VGA VCD DVD MPEGE1 MPEGE2 TV等視頻信號源 實(shí) 現(xiàn)大型文體演出現(xiàn)場轉(zhuǎn)播 支持PAL NTSC SECAM SDI HD SDI DVI DVI Dual S Video等各種制式播 放形式 支持多種格式文件 AVI MPG DAT WMV MOV TS等 如有任何不能播放的 格式 可以通過相關(guān)視頻轉(zhuǎn)換軟件實(shí)現(xiàn)無損文件格式轉(zhuǎn)換 支持多種壓縮格式DV25 DVCPRO DVCPRO50 MPEG2 I MPEG 2 IBP MPEG4 以及無壓縮視頻格式等 可顯示數(shù)字 中文 英文 西班牙文 法文 德文 韓文 希臘文 俄文 日文等多種 文字 中文字體字型可選擇 通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以進(jìn)入Internet網(wǎng) 支持視音頻信號的采集功能 定義視頻區(qū)域中IPTV信號相應(yīng)頻道播出的時間 長度 視頻文件 廣告素材 的播出時 間 長度 次數(shù)等 2 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控以及遠(yuǎn)程控制功能 支持故障自動處理和人工處理 重要參數(shù)監(jiān)控 在控制中心監(jiān)看軟件運(yùn)行情況 處理器溫度等狀態(tài)參數(shù) 可以對終端設(shè)備進(jìn)行硬件和軟件的開啟和關(guān)閉遠(yuǎn)程操作 完善的地圖式終端搜索 能更加快捷的對終端進(jìn)行定位和查詢 第二章 產(chǎn)品介紹 一 vvm 系列產(chǎn)品 1 Vvm1 5 技術(shù)規(guī)格表 參數(shù)名稱 VVM1 5 像素結(jié)構(gòu) 表貼三合一 像素間距 毫米 1 579 模組分辨率 點(diǎn) 152 152 模組尺寸 毫米 240 240 模組 組成 模組重量 千克 0 4 單元模組組成 寬 x 高 2 2 單元分辨率 點(diǎn) 304 304 單元尺寸 寬 x 高 x 厚 毫米 480 480 77 單元面積 平米 0 2304 常規(guī)重量 千克 平米 30 像素密度 點(diǎn) 平米 401111 單元 組成 箱體平整度 毫米 0 5 單點(diǎn)亮度校正 有 單點(diǎn)顏色校正 有 白平衡亮度 尼特 600 800 色溫 開氏度 3000 10000 可調(diào) 水平視角 度 160 垂直視角 度 140 發(fā)光點(diǎn)中心距偏差 校正后 3 亮度均勻性 校正后 97 色度均勻性 校正后 0 003Cx Cy 之內(nèi) 光學(xué) 參數(shù) 對比度 3000 1 峰值功耗 瓦 平米 750 平均功耗 瓦 平米 217 電氣 參數(shù) 供電要求 交流 100 240 伏 50 60 赫茲 驅(qū)動方式 恒流驅(qū)動處理 性能 換幀頻率 赫茲 50 60 刷新率 赫茲 1920 壽命典型值 小時 50 000 工作溫度范圍 攝氏度 10 40 存儲溫度范圍 攝氏度 20 60 工作濕度范圍 10 80 無結(jié)霜 使用 參數(shù) 存儲濕度范圍 10 85 無結(jié)霜 2 產(chǎn)品外觀 二 小間距產(chǎn)品安裝方案 1 結(jié)構(gòu)介紹 框架結(jié)構(gòu)主要由以下幾個部分構(gòu)成 1 頂部 側(cè)邊和底部邊框型材 2 箱體固定背條 3 輔助支架 4 固定連接件 包含螺釘 連接片 2 外邊框組裝方式 如圖 邊框 4 個角都用 40 160 連接件連接 連接件與型材之間用 M8 20 內(nèi)六角圓柱頭螺栓 配有平墊和彈墊 和方形螺母塊固定 方形螺母塊滑入型材對應(yīng)槽內(nèi) 與 M8 螺栓配合使用 3 背條固定方式 如圖所示 箱體固定背條與邊框型材之間是采用的是型材固定板連接 用 M4 12 盤頭螺釘以 及 M8 20 內(nèi)六角圓柱頭螺栓和方形螺母塊固定 4 輔助支架與型材的連接方式 此處輔助支架采用的 40 40 方管焊接而成 輔助支架主要是固定外邊框型材 支架與邊框型 材采用幾字形抱箍連接 用 M8 20 內(nèi)六角圓柱頭螺栓和方形螺母塊固定 5 箱體的固定方式 箱體要固定到背條上面 用 M5 螺栓以及連接片緊固 6 最下面一排箱體的固定方式 7 中間箱體的固定方式 8 頂排箱體的固定方式 三 小間距產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn) 1 一體式鑄鋁結(jié)構(gòu)體 與傳統(tǒng)鐵皮焊接的箱體不同 利亞德小間距產(chǎn)品采用一體成型的壓鑄鋁制作 這樣得到的 LED 結(jié)構(gòu)具有重量輕 厚度薄 搬運(yùn)安裝更方便等特點(diǎn) VVM 系列產(chǎn)品采用壓鑄鋁單元箱體 比 鈑金箱體結(jié)實(shí)耐用 不產(chǎn)生形變 鑄鋁結(jié)構(gòu)經(jīng)過銑床精加工 能提高屏幕拼接精度 屏幕一致性 更好 單元壓鑄鋁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體尺寸為 480mm 寬 480mm 高 整體厚度 77mm 具有重量輕 精度高 散熱快 外形 美觀 安裝方便的優(yōu)點(diǎn) 2 一體化驅(qū)動主板設(shè)計(jì) 利亞德小間距產(chǎn)品采用一體化驅(qū)動主板設(shè)計(jì) 通過接插件與 LED 燈板結(jié)合 信號穩(wěn)定可靠 而舊式排線方式連接則易發(fā)生故障 同時將所有數(shù)據(jù)接收 處理 存儲 回傳等功能芯片都集成 在一張主板上 工業(yè)集成度高 有利于模塊化設(shè)計(jì)和后期維護(hù)操作 集成電路主板 3 量身定制開關(guān)電源 利亞德小間距產(chǎn)品采用定制開關(guān)電源 具有高電能轉(zhuǎn)化效率 高功率因數(shù)性能 讓產(chǎn)品最終 體積更小 并且可以獲得更好的散熱循環(huán)通道 同時具有雙電源備份技術(shù) 即兩塊電源為同一個 LED 顯示單元供電 各占 50 功率 當(dāng)一塊電源故障 順時另一塊電源提升至 100 實(shí)現(xiàn)無縫切 換 并且發(fā)出故障報警 提醒運(yùn)維人員及時更換故障的電源 量身定制開關(guān)電源 4 系統(tǒng)超高可靠性 信號熱備份 小間距單元箱體采用雙路信號熱備份輸入方式 各單元箱體控制模塊會自動檢 測兩路輸入信號完整性 在主輸入信號完整性良好的情況下 系統(tǒng)默認(rèn)將主輸入作為輸入源 當(dāng) 主輸入信號不完整或信號故障則系統(tǒng)自動切換至備輸入信號 切換時間 0 5 秒 信號回傳機(jī)制 小間距箱體具備完整的信號回傳機(jī)制 單元箱體當(dāng)前運(yùn)行的所有狀態(tài)均可回 傳至上位機(jī) 包括箱體當(dāng)前的運(yùn)行溫度 參數(shù)設(shè)置 電源工作狀態(tài) 信號線工作狀態(tài)等等 上位 機(jī)軟件在采集到回傳信息后 通過軟件以圖片或信息的形式呈現(xiàn)給用戶 這樣用戶便可實(shí)時監(jiān)控 屏體的運(yùn)行狀態(tài) 如果屏體異常 軟件自動報警 以提示用戶采取措施 另外 所有回傳信息均 會生成日志 并自動保存 以便用戶需要時查看 5 電磁兼容性 電磁兼容是一門研究在有限的空間 時間和頻率資源條件下 各種電工 電子設(shè)備或系統(tǒng)在 同一電磁環(huán)境中可以相互兼容 而不致引起其性能降低的應(yīng)用科學(xué)技術(shù) 由于電磁兼容性的危害嚴(yán)重 所以電磁產(chǎn)品行業(yè)開始關(guān)注其解決措施 我公司根據(jù)國際電磁 兼容性標(biāo)準(zhǔn) IEC60974 10 來制定相應(yīng)的產(chǎn)品研發(fā)控制標(biāo)準(zhǔn) 同時開始大力宣傳與貫徹國家的政策 和法規(guī) 研究諧波抑制技術(shù) 降低 LED 顯示設(shè)備的無功損耗 改善電磁兼容性 以提高抗干擾能 力 采用軟開關(guān)技術(shù) 降低高頻騷擾水平 為了減少電磁輻射 比較簡便和有效的辦法就是減少電磁輻射的面積 或減少電壓和電流的 上升率 減少電壓上升率會增加電源開關(guān)管的損耗 抑制電磁輻射干擾的最有效方法是對電磁場 進(jìn)行屏蔽 用導(dǎo)體把兩個帶電體之間的電力線截斷 或用高導(dǎo)磁率的磁性材料把產(chǎn)生干擾磁場的 物體進(jìn)行屏蔽 但用于電場屏蔽的導(dǎo)體需要良好接地才能有效 如果屏蔽電場的導(dǎo)體不能良好接 地 屏蔽電場的導(dǎo)體不但起不到屏蔽作用 反而對電場輻射干擾起到接力賽的效果 因?yàn)殡妶鲆?會通過感應(yīng)使屏蔽導(dǎo)體帶電 未考慮屏蔽前實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果 CESIM LAB 28 March 201 3 52LYD38REM datStandr GB9254 08 Clas A10mEUT ModelOpratLDPw Suply 10mtes ite Yzhuang Tem Hidt Tes ite10mSARMgMargineting 2dBCompany Ref NuSEC 30 10 050 10 50 1 10 01203405 607809 Frequncy Levl MHz dB V Lit QP LYD038REMSpecrumH Kstd Iem H FinalQP CESIM LAB 28 March 201 3 52LYD38REM datStandr GB9254 08 Clas A10mEUT ModelOpratLDPw Suply 10mtes ite Yzhuang Tem Hidt Tes ite10mSARMgMargineting 2dBCompany Ref NuSEC 30 10 050 10 50 1 10 01203405 607809 Frequncy Levl MHz dB V Lit QP LYD038REMSpecrumV Kstd Iem V FinalQP 增加屏蔽后實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果 CILAB 8March 201 4 35LDY 38M datStdrGB9254 08 Clas A10mEUMolOprat Pwe Suply10mtes ite Yzhuang Tm Hidt Tsite10mARMagn MarginSeting dCompy Ref Nu 30 10 050 10 50 1 1 234567 89 Frequncy Levl MHz dB V L QP LDY328MSpectrumH Ksd Item H CESIM LAB 28 March 201 4 35LDY38M datStandr GB9254 08 Clas A10mEUT ModelOpratPw Suply 10mtes ite Yzhuang Tem Hidt Tes ite10mSARMgMargineting 2dBCompany Ref Nu 30 10 050 10 50 1 10 01203405 607809 Frequncy Levl MHz dB V Lit QP LDY328 MSpecrumV KstdIem V Final QP 結(jié)論 從屏蔽前和屏蔽后測試結(jié)果看 經(jīng)過屏蔽處理 在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下測的數(shù)據(jù)來看 產(chǎn) 品在相同頻點(diǎn)屏蔽后比未屏蔽輻射強(qiáng)度下降了 10db 左右 可見我們所采用的屏蔽措施是科學(xué)有 效的 另外 其中輻射較強(qiáng)的頻點(diǎn)均為時鐘脈沖或其多次諧波 其他圖像等有用信號輻射很小 6 超高刷新速率 LED 顯示屏刷新率即為圖像每秒鐘顯示數(shù)據(jù)被重復(fù)的次數(shù) 高速的刷新頻率可完全適應(yīng)高速 攝影機(jī)和高清電視轉(zhuǎn)播需要 顯示屏達(dá)到 1920 赫茲以上時 攝取畫面穩(wěn)定無波紋無黑屏 應(yīng)對 動態(tài)顯示畫面 圖像邊緣清晰 將圖像信息準(zhǔn)確真實(shí)地還原 為了讓客戶更加直觀的了解我司產(chǎn)品的刷新頻率 我們現(xiàn)在利用高速相機(jī)對全白場的 LED 模 組進(jìn)行拍照 其原理是通過調(diào)整相機(jī)快門速度對產(chǎn)品成像進(jìn)行抓拍 當(dāng)快門速度低于模組刷新率 時 觀測到模組呈現(xiàn)的是完整的白場 當(dāng)快門速度高于模組刷新率時照出的照片上模組呈現(xiàn)的是 不完整的白場 明顯的黑白間隔線 從而可以定性的判斷一款產(chǎn)品的刷新頻率高低的影響 測試視頻動態(tài)響應(yīng) 由上圖示意所示 刷新速率越高 動態(tài)表現(xiàn)越好 這些負(fù)面現(xiàn)象越小 完美的動態(tài)表現(xiàn)性能 出現(xiàn)拖影現(xiàn)象 7 高對比度 對比度的高低直接影響顯示屏的顯示效果 一般目前顯示屏對比度基本都在 1000 1 左右 較低的對比度直接影響顯示屏的顯示效果和灰度 對比度越高 屏幕顯示效果越好 為了提高顯 示屏幕的對比度 利亞德研發(fā)部門通過專業(yè)的測試和大量的對比 LED 燈表面做霧化處理 降低 屏幕反光率 同時 增加黑色面罩 從根本上解決了以往的問題 使顯示屏的對比度提升到了 3000 1 取得了質(zhì)的飛躍 呈現(xiàn)出絕佳的顯示效果 沒有面罩的 LED 面板 呈灰色 利亞德 LED 面板 深黑色 8 零噪音散熱 由于小間距產(chǎn)品通體不設(shè)置散熱風(fēng)扇 所以大屏幕在正常運(yùn)行過程中 幾乎不產(chǎn)生噪音 其 散熱全部依賴于壓鑄鋁模組 鋁材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)極大 并且 LED 光效高 發(fā)熱量低 正常工作溫 度保持在 45 50 攝氏度 顯示單元散熱均勻 保證 LED 燈均與老化 使用壽命延長 均勻的散熱技術(shù) 保證屏幕亮度 均勻一致 LED 顯示屏采用綠色發(fā)光技術(shù) 光點(diǎn)轉(zhuǎn)換效率高 節(jié)能環(huán)保 并采用高效率的 PFC 功能開關(guān) 電源為 LED 供電 把整屏能耗降到最低 投影機(jī)的熱量主要來源于投影機(jī)內(nèi)部的成像系統(tǒng) 投影機(jī)的電源部分以及投影燈泡 這三部 分匯聚在一起的熱量是相當(dāng)大的 目前市場上主流的投影機(jī)燈泡功率高 而投影機(jī)的體積也變得 越來越小 在如此小的空間內(nèi)大功率燈泡所產(chǎn)生的熱量是極高的 壽命也會大大縮短的 給用戶 增加了使用成本 一般情況下 投影機(jī)連續(xù)工作 3 4 個小時就要休息一下 以讓內(nèi)部充分的散熱 LED 屏幕采用高效開關(guān)電源 靠自身帶的鋁片散熱 不安裝散熱風(fēng)扇 使得整屏零噪音 這 樣比具有一整套大型散熱設(shè)備的背投設(shè)備 更有實(shí)用價值優(yōu)勢 室內(nèi) LED 顯示屏無需配備風(fēng)扇空調(diào)等散熱設(shè)備 只要在室內(nèi)環(huán)境下便可自然散熱 而且可連 續(xù)工作 72 個小時 9 后期維護(hù)成本更低 LED 小間距屏幕通常情況下壞品率極低 即便有故障也只需對模塊或電源進(jìn)行更換 同時 屏幕單燈可維護(hù) 對于可能出現(xiàn)的壞點(diǎn) 能夠進(jìn)行維修更換 第三章 利亞德產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢 一 真正無縫拼接技術(shù) 某大廳背投拼接顯示墻 奧運(yùn)會開幕式投影地球 背投拼接大屏幕 單元間存在亮度差異 影像視覺效果 投影本身亮度不足 造成只有在環(huán) 境光比較昏暗的情況下使用 某接待大廳液晶拼接墻 液晶拼接顯示器背部 液晶拼接墻因?yàn)橐壕姘宄叽绲南拗?會在屏幕中間出現(xiàn)均勻的黑縫 影響整體一致性 天安門廣場巨型 LED 顯示屏 奧運(yùn)會開幕式 LED 地屏及畫軸 LED 屏幕可以任意方向 任意尺寸 任意造型拼接 畫面均勻一致 受眾范圍更廣 真正無 縫拼接屏 特別是用在監(jiān)控背景墻或演出舞臺背景屏幕的情況下 無縫屏幕的優(yōu)點(diǎn)更加明顯 圖 像畫面任意分割 可以接收多路輸入信號 同時顯示在屏幕上 且畫面無分隔 沒有黑線 不存 在遺漏信息的情況 二 響應(yīng)時間極小 在數(shù)字顯示技術(shù)中 任意連續(xù)視頻是由許多靜止畫面幀組成 其中每相鄰兩幀畫面的更換時 間 是衡量觀眾收看到的圖像連貫 清晰的重要指標(biāo) LED 顯示屏的這一時間極短 在納秒級別 內(nèi) 故與液晶和投影機(jī)相比 特別是在監(jiān)控畫面及播放動態(tài)視頻的時候 具有極大的優(yōu)勢 相對于照相機(jī) 攝像機(jī)這種記錄圖像的設(shè)備而言 顯示屏幕是還原影像的一種設(shè)備 我們最 常接觸的有液晶顯示屏 LCD 等離子 PDP 投影和 LED 顯示屏 LED 屏幕的亮度 顏色 功耗以及響應(yīng)時間等方面優(yōu)勢明顯 屏幕類別 液晶顯示屏 LCD 等離子 PDP 投影 LED 顯示屏 原理 背光源投射 自發(fā)光 背光源投射 自發(fā)光 顏色數(shù) 低 高 低 較高 亮度 高 高 低 較高 對比度 低 高 低 高 尺寸 小于 108 寸 大于 42 寸 任意大小 任意大小 功耗 低 高 較高 低 響應(yīng)時間 中等 毫秒級 很小 微秒級 中等 毫秒級 極小 納秒級 注 1 毫秒 1000 微秒 1000000 納秒 三 廣視角 假定顯示屏法線方向的亮度為 LF 從顯示屏中心法線左右兩側(cè)檢測顯示屏的亮度 當(dāng)左右兩 側(cè)亮度值下降到 LF 2 時 兩條觀測線之間構(gòu)成的夾角 S S 180 稱為顯示屏水平方向的視角 從顯示屏中心法線上下兩側(cè)檢測顯示屏的亮度 當(dāng)上下兩側(cè)的亮度值下降到 LF 2 時 兩條觀測線 之間構(gòu)成的夾角 C C 180 稱為顯示屏垂直方向的視角 LED 表貼燈將三色發(fā)光體封裝在一個環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)里 呈線性排列或者三角形排列 其混色 效果非常好 紅 色 發(fā) 光 體綠 色 發(fā) 光 體 藍(lán) 色 發(fā) 光 體 線 性 排 列 紅 色 發(fā) 光 體綠 色 發(fā) 光 體藍(lán) 色 發(fā) 光 體 圓 周 排 列 線性排列表貼 LED 圓周排列表貼 LED 屏幕的視角越大 位于屏幕左右兩側(cè)及上下方向收看到的屏幕圖像越清晰 越均勻 以下是 投影屏幕與 LED 屏幕在各向視角上的對比 投影屏幕的五向視角照片 LED 屏幕的五向視角照片 四 混色設(shè)計(jì)科學(xué) 各種光源發(fā)出的光 由于光譜功率分布的差 異 進(jìn)入人眼后顯現(xiàn)出各種不同的顏色 顏色可 從感覺的觀點(diǎn)和物理上的觀點(diǎn)來看 前者抓住色 的視感覺屬性 與此有關(guān)的概念稱作色的心理概 念 后者注意到引起色的光性質(zhì) 用稱作三刺激 值的量來表示 為了把心理概念上的色與物理概 念上的色區(qū)別開來 把前者稱作知覺色 后者稱 作心理物理色 顏色的心理概念術(shù)語和數(shù)量 用來表示人眼的彩色視覺 主要包括明度 色調(diào) 飽和度 顏 色的物理概念認(rèn)為任何一種顏色光 都可以由 3 種相互獨(dú)立的單色光按一定的比例混合得到 選 作 3 種單色光的條件是其中任一種單色光不能由其余兩種單色光相加混合得到 即它們是線性無 關(guān)的 目前所使用絕大多數(shù)彩色顯示器 不管是 CRT LCD PDP DLP 還是其他 都是基于三原 色成像 以下列出常見顯示面板的顏色構(gòu)成 其中的四色面板 將黃色作為藍(lán)色的補(bǔ)色被增強(qiáng)后 對 藍(lán)色的表現(xiàn)力會起到很好的提升作用 還提高了黃色的表現(xiàn)力 三基色混色原理 液晶顯示器面板 液晶電視面板 等離子面板 ipad 面板 iphone4 面板 夏普液晶四色 直插型 LED 面板 表貼型 LED 面板 LED 顯示屏的混色設(shè)計(jì)包含 LED 排列設(shè)計(jì)以及控制驅(qū)動設(shè)計(jì) LED 排列設(shè)計(jì)屬于在面板上對發(fā)光二極管進(jìn)行規(guī)則物理排布 也出于對 LED 各色燈分散性的 考慮 以及為了能達(dá)到的亮度需求 將對一個基本像素內(nèi)的 LED 進(jìn)行多種排列 以實(shí)現(xiàn)最佳混色 和白平衡下的最高亮度 五 單點(diǎn)校正技術(shù) LED 顯示屏之所以能對視頻圖像的完美再現(xiàn) 得益于 LED 發(fā)光顆粒自身的先天優(yōu)勢 包括體 積小 控制靈敏 排布靈活 純正單色發(fā)光等等 相對于這樣更重要的是怎樣保證大批量應(yīng)用的 LED 發(fā)光顆粒能夠均勻一致的發(fā)光 讓其亮度和色度高度統(tǒng)一 這就需要一門稱之為單點(diǎn)校正技 術(shù)的辦法 實(shí)現(xiàn)幾百上千萬顆 LED 能達(dá)到一模一樣的發(fā)光特性 這種技術(shù)也是將普通廠家 LED 產(chǎn) 品區(qū)分開來的關(guān)鍵技術(shù) 在原有單點(diǎn)校正的基礎(chǔ)上 vvm 箱體新增了整屏亮度 色度校正和單模塊亮度 色度校正技 術(shù) 整屏亮度 色度校正會根據(jù)項(xiàng)目具體情況 在間隔一到兩年時間對整屏進(jìn)行亮度和色度的校 正 這樣可以保證屏幕在長時間運(yùn)行和老化后 依然可以保證整屏亮度和色度的一致性 單模塊亮度 色度校正技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對單個模塊進(jìn)行亮度和色度的校正 該技術(shù)很好的解決 了屏體更換模塊后 新模塊與舊模塊之間的色差問題 單點(diǎn)校正系統(tǒng)會對每個顯示屏單元板中的每個像素進(jìn)行單獨(dú)控制 包括其亮度和顏色的控制 以獲得前所未有的均勻度 生成最為清晰的圖像 單點(diǎn)校正過程圖 在目前的 LED 技術(shù)中 各家顯示屏制造公司都會選則專門生產(chǎn) LED 發(fā)光顆粒的公司進(jìn)行采購 即使選用同一品牌廠家 同一型號同一批次的 LED 拿到的一批 LED 燈的亮度和色度都各不相同 這一問題導(dǎo)致了大屏幕顏色偏移 不一致的色純度和質(zhì)量低劣的偽白色 因?yàn)闊o達(dá)到真正的白平 衡 為了消除這一問題 我們將采購 LED 芯片批次的工作盡可能做細(xì) 來分區(qū)或分解成具有近似 顏色和亮度的區(qū)塊 這種處理有一定的幫助 但仍有不足 所以我公司引進(jìn)最先進(jìn)的單點(diǎn)亮度及 單點(diǎn)顏色校正技術(shù) 來應(yīng)對這一問題將圖像品質(zhì)提升至更高檔次 在單點(diǎn)校正技術(shù)中 要在暗環(huán)境內(nèi)對每個掃描板上的 LED 的顏色和亮度值進(jìn)行測量 并將測 量結(jié)果保存在該掃描板上的 EPROM 可擦可編程只讀存儲器芯片 中 我們的微處理器能夠讀取這 些數(shù)據(jù) 并正確地搭配每個獨(dú)立的 LED 芯片的亮度級和顏色 從而給出最佳的各色均勻性和白平 衡 EPROM 可擦可編程只讀存儲器芯片 從顯示屏生產(chǎn)制造的角度看 在模塊被組裝好之后 會精確地測定每個像素的原色和亮度等 特性后 這些信息將被永久地存儲在一個存儲器芯片中 從顯示屏正常運(yùn)行角度看 每個模塊中都保存有用于校正該模塊上每一個 LED 的校正數(shù)據(jù) 當(dāng)系統(tǒng)被通電時 每個屏板中的電子補(bǔ)償板將裝載這些校正數(shù)據(jù) 輸入視頻會被自動地按照內(nèi)存 數(shù)據(jù)予以調(diào)節(jié) 生成一個脈沖流 驅(qū)動 LED 像素達(dá)到正確且均勻的顏色和亮度 最終結(jié)果就是屏 幕上出現(xiàn)完全均勻的圖像 1 單點(diǎn)亮度校正 每個 LED 顯示屏由很多個顯示單元以及成千上萬顆 LED 燈構(gòu)成 三種顏色 LED 燈組合成為一 個像素 由于 LED 的離散性 同一種顏色每顆 LED 的亮度都不同 導(dǎo)致其每個像素的亮度有很大 的差異 在同檔同批篩選后的產(chǎn)品中 最亮和最暗 LED 之間的亮度差有時甚至能高達(dá) 10 15 即便是使用同一批次同一檔次的 LED 燈 恒流驅(qū)動電路也存在著較大的差異 并呈離散性分 布 驅(qū)動電路的差異也導(dǎo)致 LED 像素的亮度差達(dá)到 6 不進(jìn)行修正也將影響到整屏亮度一致性 為彌補(bǔ)這種差異滿足屏幕的觀看效果 除使用經(jīng)過仔細(xì)分檔篩選的 LED 燈以及相應(yīng)驅(qū)動芯片 外 必須采用單點(diǎn)亮度校正技術(shù) 即通過調(diào)整流入每個 LED 的電流來控制像素亮度 最終實(shí)現(xiàn)整 屏 LED 一致的亮度 單點(diǎn)校正工作是從顯示單元組裝完成后開始的 通過光感照相設(shè)備測量每顆 LED 的亮度 指 定整個系統(tǒng)中亮度值最暗的像素為基本 LED 點(diǎn) 其他所有像素均與其進(jìn)行對比 改變輸入電流實(shí) 現(xiàn)改變亮度 同時達(dá)到整屏亮度一致目的 單點(diǎn)亮度校正前 單點(diǎn)亮度校正后 其中 x 軸為 LED y 軸為以 mcd 表示的 LED 亮度和以 mA 表示的 LED 驅(qū)動電流值 在未進(jìn)行 點(diǎn)校正前 所測得的面板中每個 LED 之間的亮度差可高達(dá) 8 這樣大的亮度差在高端顯示器中 是無法接受的 單點(diǎn)亮度校正前 單點(diǎn)亮度校正后 校正前 通過精確技術(shù)采樣 各 LED 的色度偏差范圍超過 20 以上 即偏差值最大差距高達(dá) 40 以上 因此 直接使用 LED 組裝的顯示屏 必然出現(xiàn)色度亮度不均勻的馬賽克現(xiàn)象 校正前 校正后 通過 LED 單點(diǎn)亮度色度校正 使得各 LED 的色度偏差范圍小于 1 5 人眼已經(jīng)無法察覺此 偏差范圍 因此可以保證 LED 顯示屏的色彩鮮艷均勻 消除了色度亮度不均勻的馬賽克現(xiàn)象 2 單點(diǎn)顏色校正技術(shù) 從色度圖上我們可以看到 CRT 的色空間三角形與紅色 純綠色 藍(lán)色 LED 發(fā)光二極管的色 空間三角形是不同的 LED 的色空間大于并包含 了 CRT 的色空間 但是 CRT 的還原顏色是最接 近自然色的 如 PAL 制或 NTSC 制電視的效果 人 眼看起來最適應(yīng) 而在全彩色 LED 視頻顯示系統(tǒng) 中如果不對紅 綠 藍(lán)色信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 色坐標(biāo)空間變換或顏色校正 LED 顯示屏上 反映出的色彩便不是視頻源色彩的真實(shí)對應(yīng) 色 彩還原效果會非常差 原本應(yīng)發(fā)白色光時有可能 發(fā)粉紅色或產(chǎn)生其它色偏現(xiàn)象 為解決以上問題 要對視頻源和 LED 顯示系統(tǒng)的顏色進(jìn)行色坐標(biāo)變 換即顏色校正 從而使畫面色彩更貼近真實(shí) 將呈離散分布的同批同檔 LED 經(jīng)過色坐標(biāo)變換校正技術(shù) 都移至 PAL 制式色度區(qū)域內(nèi) 使 顯示屏播放的視頻顏色在 PAL 或 NTSC 制式之內(nèi) 因此能夠完全適合人眼對顏色的感覺習(xí)慣 真 實(shí)還原自然界的顏色 人物膚色作為中間顏色 且要細(xì)膩表現(xiàn)出人物表情 因此也被認(rèn)為是難以表現(xiàn)的色彩之一 下圖綜合色彩表現(xiàn)中 有紅 黃 白三色玫瑰 有人物膚色 衣服 頭發(fā)顏色可供比較 其中背 景顏色是 25 灰色 單點(diǎn)顏色校正原理 單點(diǎn)顏色校正前 單點(diǎn)顏色校正后 單點(diǎn)顏色校正前 單點(diǎn)顏色校正后 由于每顆 LED 燈的特性都不一樣 所以必須對每顆 LED 燈進(jìn)行獨(dú)立顏色校正 單點(diǎn)顏色校正技 術(shù)實(shí)現(xiàn)兩個功能 一是使 LED 顯示屏幕展現(xiàn)出自然界的真實(shí)色彩 實(shí)現(xiàn)顏色的真實(shí)還原 再就是使每個像素同種顏色的色坐標(biāo)之間的誤差 x y 0 003 保證 LED 顯示屏色彩還原的均 勻一致性 LED 的顏色是非常純正的 紅 綠 藍(lán)色半導(dǎo)體發(fā)出的光非常鮮艷 比激光外的任何其它 光源或顯示器都更加鮮艷 LED 的色純度通常在 90 以上 所以實(shí)際顏色比視頻中使用的熒光陰 極射線管的顏色強(qiáng)得多 在 LED 顯示器上播放視頻廣播圖像可能會導(dǎo)致某些場景著色過強(qiáng)而不準(zhǔn) 確 整個圖像也會出現(xiàn)明顯的色彩 紅色或綠色 我公司的單點(diǎn)顏色校正系統(tǒng)采用全矩陣校正 將像素的原色用電子裝置搭配成視頻標(biāo)準(zhǔn)色 最終屏幕能準(zhǔn)確地顯示各種顏色 沒有色彩偏紅或 綠或異常色彩 單點(diǎn)顏色校正前 單點(diǎn)顏色校正后 以 LED 出廠色度值點(diǎn)亮顯示屏 顏色失真 特別是綠色偏差較大 人的皮膚顏色偏紅不真實(shí) 有較差的還原度 經(jīng)單點(diǎn)顏色校正后 圖像柔和 顏色過渡平滑 符合觀眾的色彩區(qū)分能力 特別是人眼最敏 感的皮膚色還原力的表現(xiàn) 已接近真實(shí)感覺 將色彩偏差帶給人眼的刺激降到最低 單點(diǎn)顏色校正前 單點(diǎn)顏色校正后 從顏色校正曲線原理圖不難發(fā)現(xiàn) 紅綠藍(lán)三色色坐標(biāo)變換幅度最大的屬綠色 LED 在顯示屏 上的色彩差別也最大 上圖為選擇波長 525nm 的純綠 LED 構(gòu)成顯示屏效果 可以看出綠色荷葉成 像偏離真實(shí)顏色 細(xì)部特征失真 缺乏層次和真實(shí)感 校正前 LED 綠色波長 將 LED 發(fā)光顏色校正到 PAL 制曲線后 成像具有明顯提升 特別是綠色還原能力 真實(shí)地再 現(xiàn)了大自然綠色植物固有的顏色 畫面更具層次感 更加引人入勝 六 數(shù)萬億種色彩 色彩數(shù)就是屏幕上最多顯示多少種顏色的總數(shù) 是指顯示屏忠實(shí)地再現(xiàn)所輸入的影像顏色的 能力 色彩數(shù)越多 還原越逼真 屏幕的表現(xiàn)力越出眾 眾所周知大自然中的顏色是一種連續(xù)光譜 即波長從 380nm 到 780nm 之間的光線 這些光 線也被人眼接收到后 才能感知到所觀看的顏色 大自然中的顏色是無窮無盡的 人們?yōu)榱嗽佻F(xiàn)這些顏色 發(fā)明了各種辦法 其中數(shù)字化的辦 法是將這些顏色劃分成非常細(xì)小的小段波長的單色 由多種單色組合更多近似自然色 這種近似 可以是無限接近 但永遠(yuǎn)不能真實(shí)體現(xiàn)大自然 當(dāng)然 這種劃分的越細(xì) 組成的顏色數(shù)越多 還 原圖像越真實(shí) 首先我們回顧一下各種顯示設(shè)備能夠帶來的顏色數(shù)量 顯示器 性質(zhì) 圖像還原原理 色彩數(shù) 灰度等級 黑白 CRT 電視 模擬 電子束轟擊熒光粉 兩色 10 級 彩色 CRT 電視 模擬 電子束轟擊熒光粉 由輸入決定 10 級 早期手機(jī) 數(shù)字 液晶面板偏光 65536 色 5bit 32 級 智能手機(jī) 塞班 數(shù)字 液晶面板偏光 262144 色 6bit 64 級 常規(guī)液晶 智能手機(jī) 數(shù)字 液晶面板偏光 0 167 億色 8bit 256 級 高端液晶 iphone4 數(shù)字 液晶面板偏光 10 億色 10bit 1024 級 等離子電視 數(shù)字 微型 CRT 主發(fā)光 2319 28 億色 12bit 4096 級 LED 顯示屏 數(shù)字 LED 主發(fā)光 2814749 億色 16bit 65536 級 注 以上數(shù)據(jù)會因不同制式或系統(tǒng)而有所變化 早期黑白電視只有黑白兩色 調(diào)整輸 入信號的掃描強(qiáng)度會得到 10 級灰度 其 實(shí)我們看黑白電視時 是能看到由黑到白 大約 10 種灰度級圖像的 后由于發(fā)明了 電子束轟擊熒幕 激發(fā)出紅綠藍(lán)三色 生 產(chǎn)出 CRT 彩色電視機(jī) 但原理與黑白電視 基本相同 CRT 電視基本原理 液晶顯示圖像的原理很簡單 面板 上的每一個獨(dú)立像素都由紅綠藍(lán)三色構(gòu) 成 背面是冷陰極燈管或者其他光源組 成 當(dāng)作顯示器的背光源 為了要讓光 通過每一個像素 面板被分割成一個個 小門或開或關(guān)來讓光通過 液晶可以改 變它的分子結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這個功能 因此 可以讓不同程度的光量通過 就構(gòu)成了圖像的亮度變化 液晶顯示器含有兩片偏極片 彩色濾光 片陣列及取向膜 它們可決定顏色的產(chǎn)生 等離子顯示器的色彩實(shí)現(xiàn)與 CRT 電視是一樣 的 都是通過紅 綠 藍(lán)三色熒光粉受激發(fā)光來 實(shí)現(xiàn) 不同的是將三色分別規(guī)整到一個小腔體內(nèi) 經(jīng)過高壓放電激發(fā)后顯示顏色 控制每個腔體的 發(fā)光亮度最后形成彩色圖像 在大屏幕顯示應(yīng)用 上比較有優(yōu)勢 LED 顯示屏由發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素 單元組成 特點(diǎn)是將紅綠藍(lán)三色構(gòu)成的像素單位 獨(dú)立封裝 這樣體積小 響應(yīng)迅速的新型發(fā)光器 件 構(gòu)成屏幕更加靈活 對應(yīng)巨大屏幕更是得心 應(yīng)手 我公司 LED 顯示系統(tǒng)平具有 16bit 處理能力 由紅綠藍(lán)構(gòu)成基本像素的屏幕顏色可達(dá) 2814749 億色 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了常見液晶顯示屏具有的顏色數(shù) 是顯示技術(shù)在圖像還原能力上質(zhì)的飛躍 顯示系統(tǒng)的超高處理能力還帶來超高灰度等 級等優(yōu)點(diǎn) 是 LED 屏幕最高品質(zhì)的根本表現(xiàn) 顯 然這要比普通 LED 廠家的 8bit 處理能力超出很 多 屏幕畫面更真實(shí) 色彩更絢麗 遵從原始圖 像程度更高 液晶顯示屏原理 等離子顯示屏原理 LED 顯示屏構(gòu)成 七 廣播級灰度處理 灰度也就是所謂的色階或灰階 是指亮度的明暗程度 對于數(shù)字化的顯示技術(shù)而言 灰度是 顯示色彩數(shù)的決定因素 一般而言灰度越高 顯示的色彩越豐富 畫面也越細(xì)膩 更易表現(xiàn)豐富 的細(xì)節(jié) 灰度等級主要取決于系統(tǒng)的視頻處理芯片 存儲器和傳輸系統(tǒng)性能 目前國內(nèi)主流顯示屏采 用 8 位處理系統(tǒng) 256 級灰度 從黑到白共有 256 種亮度變化 共有 0 167 億種顏色 我公司采用 臺灣高端驅(qū)動芯片 16bit 處理系統(tǒng)達(dá)到 65536 級灰度 可構(gòu)成 281 萬億色 不同灰度等級圖像差別 電視系統(tǒng)校正圖像灰度及顏色圖案 暗部紋理清晰 暗部出現(xiàn)黑色塊 在黑色灰階寬容度測試中 在木炭的背光位處 可以比較清楚地看到木炭的線條紋路 在木 炭的向光位處 能夠很好地呈現(xiàn)木炭的質(zhì)感 在控制噪點(diǎn)方面 LED 新技術(shù)表現(xiàn)很好 畫面噪點(diǎn) 并不明顯 作為畫面灰階層次對比的兩極 黑 白兩色對比是顯示屏幕對比度最直接的表現(xiàn) 灰階層次 部分采用的是黑白背景與黑白衣服的對比 當(dāng)然中間色彩如酒杯 頭發(fā) 人物膚色都也起到了很 好對比效果 人物膚色真實(shí) 膚色偏紅沒有層次感 從人的視覺生理學(xué)出發(fā) 人的眼睛對于高亮度和低亮度的灰度分辨力都較差 而對中等亮度 的分辨力高 顯示屏的灰度表現(xiàn)越出色 特別是在低亮度下顯示屏灰度表現(xiàn)越完整 其顯示的畫 面層次感和鮮艷度比傳統(tǒng)顯示屏越高 能表現(xiàn)出的圖像細(xì)節(jié)更多 無信息損失 八 超高刷新速率 LED 顯示屏刷新率即為圖像每秒鐘顯示數(shù)據(jù)被重復(fù)的次數(shù) 高速的刷新頻率可完全適應(yīng)高速 攝影機(jī)和高清電視轉(zhuǎn)播需要 顯示屏達(dá)到 3840 赫茲以上時 攝取畫面穩(wěn)定無波紋無黑屏 應(yīng)對 動態(tài)顯示畫面 圖像邊緣清晰 將圖像信息準(zhǔn)確真實(shí)地還原 為了讓客戶更加直觀的了解我司產(chǎn)品的刷新頻率 我們現(xiàn)在利用高速相機(jī)對全白場的 LED 模 組進(jìn)行拍照 其原理是通過調(diào)整相機(jī)快門速度對產(chǎn)品成像進(jìn)行抓拍 當(dāng)快門速度低于模組刷新率 時 觀測到模組呈現(xiàn)的是完整的白場 當(dāng)快門速度高于模組刷新率時照出的照片上模組呈現(xiàn)的是 不完整的白場 明顯的黑白間隔線 從而可以定性的判斷一款產(chǎn)品的刷新頻率高低的影響 測試視頻動態(tài)響應(yīng) 由上圖示意所示 刷新速率越高 動態(tài)表現(xiàn)越好 這些負(fù)面現(xiàn)象越小 完美的動態(tài)表現(xiàn)性能 出現(xiàn)拖影現(xiàn)象 九 色域覆蓋率廣 人眼所能看到的光線稱之為可見光 在光譜圖上可見光譜是波長從 380nm 到 780nm 之間的 光線 而通過 R 紅 G 綠 B 藍(lán)這三種顏色的混合 可以得到近似于全部可見光譜范圍內(nèi)的光線 電磁波頻譜表 1931 年 國際照明委員會 CIE 制定了 CIE1931 RGB 系統(tǒng) 規(guī)定將 700nm 的紅 546 1nm 的綠 和 435 8nm 的藍(lán)作為三原色 后來 CIE1931 xy 色度圖成為描述色彩范圍最為常用的圖表 色域就 是在這張圖上所覆蓋的范圍 而這個范圍就是由 RGB 三種純色的坐標(biāo)所圍成的三角形或者多邊形 增加補(bǔ)色 的面積 CIE1931 色度圖 色域覆蓋率是表征一款顯示屏對色彩還原能力的體現(xiàn) 常用其三基色構(gòu)成的三角形區(qū)域面積 相對 NTSC 色域范圍面積的百分比描述 一臺顯示器的色彩豐富最根本的決定因素是色域范圍 只有純度高的紅 綠 藍(lán)色光才能完整覆蓋自然界存在的可見光范圍 顯示屏的全色域色彩過渡效果 決定著顯示顏色表現(xiàn)準(zhǔn)確性和畫面通透性 優(yōu)秀的顏色處理 技術(shù)是保證成像畫面更真實(shí)的保障 從下圖可以看到 普通 LED 顯示屏由于色彩過渡處理不佳 造成黃色和綠色之間 綠色和灰白色之間存在 豎狀顏色條 顏色突變非常明顯 色彩過渡柔和均勻 色彩過渡階梯感強(qiáng)有分割感 LED 顯示屏最難表現(xiàn)的顏色是金黃色 既要控制色彩不能過曝而顯得偏白 又要控制色彩不 能太濃以致偏色 達(dá)到三個線球之間有顏色深淺之別 而不會畫面偏色及過曝 廣色域 LED 在黑背景顯示色彩豐富 如上圖左 而投影屏幕或液晶平板 在純黑背缺失嚴(yán)重 整個畫面猶如蒙上一層白霧 不夠通透 色彩還原真實(shí) 有偏色現(xiàn)象 色彩還原真實(shí) 有偏色現(xiàn)象 LED 色域覆 廣投影機(jī)色域小 LED 顯示屏的色域覆蓋率達(dá)到 36 以上 大于 NTSC 色域范圍 而常規(guī)液晶顯示屏只有 32 等離子會比液晶稍高 但不及 LED 屏幕 十 廣播級視頻處理技術(shù) 在整個圖像還原系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中 LED 顯示屏本身屬于終端顯示設(shè)備 視頻信號未經(jīng)過處 理 是無法在屏幕上顯示的 在對標(biāo)準(zhǔn)視頻信號進(jìn)行解壓 編碼 編輯等處理操作后 發(fā)送到 LED 顯示終端 這也是采用相同的 LED 燈 相同的結(jié)構(gòu)技術(shù) 安裝方法 并且有相同的尺寸和相 同的分辨率后 能區(qū)分不同品質(zhì)的 LED 制造商的必要辦法 這種會影響顯示屏成像效果預(yù)期的因 素 恰恰是最容易忽視的地方 十一 運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù) 處理器接收到各種視頻標(biāo)準(zhǔn)的 圖像后 首先進(jìn)行解隔行掃描 視頻圖像是由許多水平掃描線 組成的 NTSC 視頻可見的掃描線數(shù) 目約為 486 線 PAL 視頻則為 576 線 將一個隔行掃描信號轉(zhuǎn)化成非 隔行掃描信號 最簡單的方法就是 提取第一組掃描線 將它翻番后顯 示出來 忽略第二個掃描場 更好的方法是將第一個掃描場 保存在存儲器中 在第二個掃描場 到達(dá)之后 將它與第二個掃描場合并在一起 然后顯示完整的畫面 每個掃描場代表一個一秒快 鏡的 1 60 或 1 50 如果某個物體處于快速運(yùn)動狀態(tài) 則它在奇數(shù)掃描場和偶數(shù)掃描場中的位置 是不同的 解決這一問題需要使用實(shí)時數(shù)字處理 在合并這兩個掃描場之前 對其進(jìn)行插值處理 避免出現(xiàn)圖像抖動 這種處理被稱之為運(yùn)動補(bǔ)償 這一過程意味著模擬視頻信號被數(shù)字化 所以 處理過程會影響最終的成像結(jié)果 十二 畫面拼接技術(shù) 在應(yīng)對超大屏幕 任意方向分辨率超過 1920 點(diǎn)以上 的視頻處理任務(wù)上 我們選用了多屏 拼接器技術(shù)進(jìn)行多畫面同步拼接 由于多畫面待了的超大數(shù)據(jù)處理量 需要純硬件解碼處理功能 的專業(yè)化的圖像處理設(shè)備 能夠?qū)⒍鄠€動態(tài)畫面顯示在多個屏幕上面 實(shí)現(xiàn)多窗口拼接的功能 專為要求高質(zhì)量顯示多個視頻畫面的場合設(shè)計(jì) 為大屏幕多畫面融合需求提供了一套理想的解決 運(yùn)動補(bǔ)償技術(shù)對比 方案 圖像拼接系統(tǒng) 多屏幕拼接控制器采用大規(guī)模 FPGA 陣列式組合處理構(gòu)架 全硬件設(shè)計(jì) 自建核心 CPU 和操 作系統(tǒng) 控制器集超寬帶視頻信號采集 實(shí)時高分辨率數(shù)字圖像處理 二維高階數(shù)字濾波等高端 圖像處理技術(shù)于一身 具有強(qiáng)大的處理能力 控制器采用多總線并行和多總線數(shù)據(jù)交換的處理機(jī) 制 能從根本上保證對所有輸入視頻進(jìn)行全實(shí)時處理 圖像沒有延遲 無丟幀現(xiàn)象 多畫面拼接系統(tǒng) 多屏幕拼接控制器能支持 6 塊屏幕的拼接顯示 并支持多種視頻輸入模式 包括復(fù)合視頻 DVD 或攝像頭信號 電腦信號 VGA 和 DVI 信號 等 其中對復(fù)合視頻 能做到 NTSC PAL 制式自適應(yīng) 對計(jì)算機(jī)視頻 能支持目前幾乎所有的常見顯示分辨率 數(shù)字視頻可支持 1080P 高清信號 本系統(tǒng)具有基于 Web 的控制 動態(tài)調(diào)整窗口大小 添加邊框和標(biāo)題等功能 并且每路輸入 都可在屏幕上的任意位置進(jìn)行大小調(diào)整和定位 顯示方式幾乎不受任何限制 支持實(shí)時 動態(tài)地 移動窗口以及調(diào)整窗口大小 處理器支持 4 路 VGA 輸入 2 路 DVI 輸入 2 路 VGA 輸入 2 路 S VIDO 輸入 2 路 YPBPR 輸 入 4 路 DVI I 輸出 十三 使用壽命更長 LED 的平均壽命是在加速壽命試驗(yàn)中測量出來的 即光輸出功率或光通量衰減到初始值的 70 的 工作時間 同時色度變化保持在 0 007 內(nèi) LED 顯示屏平均壽命的意義是 LED 產(chǎn)品失效前的工作 時間的平均值 用 MTTF 來表示 LED 的預(yù)期壽命是一個令人感興趣的參數(shù) 任何購買顯示屏的客戶都會關(guān)心產(chǎn)品能使用多久 的問題 LED 的標(biāo)稱壽命值是在實(shí)驗(yàn)室模擬使用的驅(qū)動電流下測量出來的 只能作為衡量使用壽 命的一個參考 真正顯示屏的壽命是要根據(jù)其實(shí)際使用情況 包括氣候 環(huán)境 溫度 使用時間 及頻率 這樣計(jì)算才更有意義 LED 的壽命與選用的芯片品牌和恒流驅(qū)動芯片有關(guān) 還與 LED 單元模組的散熱性能有很大關(guān) 系 因?yàn)闇囟仁怯绊?LED 使用壽命的主要因素 電能質(zhì)量也關(guān)乎產(chǎn)品壽命 選擇較高功率因數(shù)的 開關(guān)電源 以及必要的防雷措施 均能保證 LED 供電平穩(wěn) 不出現(xiàn)突變電流 使其壽命更長久 LED 加速壽命試驗(yàn) 我公司有悠久的 LED 顯示屏系統(tǒng)制造經(jīng)驗(yàn) 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富 結(jié)合多年屏幕的使用數(shù) 據(jù) 從各個方面保證 LED 使用更長久 達(dá)到 LED 典型壽命 10 萬小時 亮度衰減到初始值的一半 壽命 5 萬小時標(biāo)準(zhǔn) 十四 高效率 PFC 電源更節(jié)能 LED 發(fā)光顆粒均需要穩(wěn)定可靠的直流電才能正常發(fā)光 而將 380V 三相五線制交流電轉(zhuǎn)變成高 質(zhì)量的直流電 是 LED 顯示屏能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ) 這個過程通常交給 AC DC 模塊完成 其中包 括變壓 濾波 整形等步驟 這種轉(zhuǎn)換必然帶來能量損耗和諧波干擾等影響 AC DC 原理 一般的開關(guān)電源運(yùn)行時會產(chǎn)生大量的諧波 諧波對發(fā)動機(jī) 變壓器 電動機(jī) 電容器等所有 連接于電網(wǎng)的電器設(shè)備都有大小不等的危害 主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗 使得設(shè)備過載過熱 以及諧波過電壓加速設(shè)備的絕緣老化等 而帶 PFC 功能的電源能有效抑制諧波的產(chǎn)生 未選用 PFC 電源三次諧波 選用 PFC 電源三次諧波 通過改善功率因數(shù) 減少了 LED 供電系統(tǒng)線路中各種元器件對供電系統(tǒng)的干擾 這樣選用帶 PFC 功能的開關(guān)電源后 不但起到了凈化電網(wǎng)改善電能質(zhì)量的作用 還降低了大屏幕本身的電能 損耗 節(jié)省電費(fèi) 可謂兩全其美 十五 伽瑪校正技術(shù) 在視頻處理系統(tǒng)應(yīng)用的早期 人們發(fā)現(xiàn)主流的陰極射線管 CRT 電視機(jī)不能生成與信號輸入電 壓直接成正比的輸出光強(qiáng)這一規(guī)律 例如 50 的輸入電壓只能生成 18 的光強(qiáng) 其影響就是生成 一些在黑區(qū)和白區(qū)之間的中間區(qū)里過黑的圖像 這一效應(yīng)可以用該曲線的數(shù)學(xué)方 程來描述 伽瑪 則是該方程中的 一個因數(shù) 在黑白電視流行的時期 設(shè)計(jì)師并不認(rèn)為在電視機(jī)中加裝一個 電子部件來校正這一效應(yīng)是一種合算 的解決方案 所以這個校正是在電視 攝像機(jī)中進(jìn)行的 直到今天情況依然 如此 因?yàn)榇蠖鄶?shù)人的家里仍然在使 用 CRT 類電視機(jī) 這就意味著我們接 收到的視頻廣播信號里面已經(jīng)包含了校正的信號 所以純數(shù)字類線性響應(yīng)的 LED 顯示設(shè)備 在視頻接收處理階段必須對信號進(jìn)行伽瑪校正 否 則 LED 顯示屏不能真實(shí)體現(xiàn)視頻錄制時 真實(shí)圖像的本來面目 也就是說讓 50 的輸入電壓生成 50 的亮度 作為信號處理的一個組成部分 任何視頻信號都需要對伽瑪值進(jìn)行校正 伽馬曲線及對應(yīng)色度圖 顯示器設(shè)備的伽馬曲線就是輸入信號與輸出亮度的指數(shù)函數(shù)的冪 紅綠藍(lán)三種顏色對應(yīng)的伽 馬曲線就決定畫面的表現(xiàn)趨勢 色溫等等 PC 上的液晶顯示器出廠設(shè)置的伽馬值為 2 2 而 MAC 系統(tǒng)則要求伽馬是 1 8 這也是電腦顯示器上看圖像雖然色彩濃郁但不真實(shí)的緣故 有的顯示屏廠商將 LED 色彩增強(qiáng) 這個功能其實(shí)就是改變 RGB 各自的伽馬曲線 來達(dá)到人為 修飾的目的 但不管色彩增強(qiáng)功能如何偏色 如何討人喜歡 顯示器始終需要在標(biāo)準(zhǔn)模式下有一 條接近標(biāo)準(zhǔn)值的并且重合度較好的伽馬曲線 我公司從實(shí)際情況出發(fā) 遵從還原真實(shí)事物色彩準(zhǔn) 線 滿足不同環(huán)境及不同用戶需求的顯示效果 在 LED 視頻處理系統(tǒng)內(nèi)置有 20 條 曲線 并可 伽馬校正曲線 分別調(diào)節(jié)三基色 值可由最小 1 5 調(diào)整到最大 3 0 通過矩陣系統(tǒng)之間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)顏色真實(shí)再現(xiàn) 不同 r 系數(shù)的圖像效果比較 1 0 2 0 2 2 1 0 2 0 2 2 十六 屏幕亮度均勻一致 相對于背光源的液晶顯示器和背投拼接墻 LED 顯示屏亮度均勻性表現(xiàn)極佳 在確保進(jìn)行了 單點(diǎn)校正后 整屏亮度均勻一致 不存在亮邊暗邊現(xiàn)象 更沒有花屏或局部馬賽克現(xiàn)象 在純黑背景上 檢驗(yàn)屏幕是否會有光斑 由于人眼感知能力的問題 對色彩鮮艷的畫面 覺察到漏光或是大片色斑的可能性很小 但 經(jīng)專業(yè)攝像設(shè)備記錄后 顯示屏的各種均勻性問題被放大 尤其是在播放比較昏暗的視頻時 這 一現(xiàn)象會更加明顯 液晶顯示屏漏光嚴(yán)重 投影拼接屏邊緣效應(yīng)嚴(yán)重 LED 顯示屏成像均勻通透 十七 發(fā)熱量低 散熱好 超級靜音 LED 顯示屏采用綠色發(fā)光技術(shù) 光點(diǎn)轉(zhuǎn)換效率高 節(jié)能環(huán)保 并采用高