2022年LED大屏幕显示培训教材.doc
《2022年LED大屏幕显示培训教材.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年LED大屏幕显示培训教材.doc(27页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、LED显示屏培训教材 王文平 日期: 2007.04.02 深圳市奥拓电子SHENZHEN AOTO ELECTRONICS CO., LTD.目 录概 述4第一章 LED器件5 1.1 LED器件应用根底51.1.1 光度学与色度学51.1.2 视觉特征61.1.3 图象质量的评价9 1.2 LED工作原理9 1.2.1 半导体发光根本原理9 1.2.2 LED特征参数11 1.2.3 LED器件的驱动12 1.2.4 LED器件及显示屏使用考前须知13 1.3 LED器件简介15第二章 LED图文显示屏15 2.1 图文显示屏的特点15 2.2 图文显示屏的显示方式和方法17 2.3 图文
2、屏的操纵方式17 2.4 LED驱动器74HC595介绍17 2.5 LED双色图文显示屏驱动电路20第三章 视屏LED显示屏21 3.1视屏信号源21 3.1.1 计算机显示适配卡21 3.1.2 灵星雨701多媒体视频系统22 3.2 视屏LED显示屏的根本构造22 3.3 全彩屏介绍24 3.3.1 适用范围23 3.3.2 全彩屏品种23 3.3.3 功能特性23 3.3.4 全彩屏型号规格24 3.4 灵星雨701操纵系统处理方案24 3.4.1 操纵系统功能特点24 3.4.2 LED演播室功能参数26第四章 奥拓公司显示屏命名标准27概 述LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或单
3、灯像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵敏、色彩丰富以及对室内外环境习惯才能强等优点。LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到单、双色视屏,再到今天的全彩色视屏显示屏的开展经历。不管在器件功能(超高亮度LED显示器及蓝色发光灯等)和系统集成(数字化的全动态显示系统)等都已走向成熟。其应用领域普及交通、政府机关信息发布、电信、银行信息发布、广告、宣传、体育、城市亮化等各个方面。公司自93年成立以来,不断致力于LED显示屏的研发、消费及销售。目前公司现有LED显示屏有:单(双)色图文屏、单(双)色视频、全彩屏视屏等。公司在继承原有的图文屏、视屏的根底上,主推全彩
4、显示屏。第一章 LED器件1.1 LED器件应用根底 为使LED显示屏到达理想的显示效果,除了要对LED器件本身的工作原理及特性有特别好的理解外,首先要对光学特性(亮度、色彩、视角等)和人眼视觉特性有所理解。由于图象显示的最终效果是与光源特性(假如是发射的话,还需考虑反射体的光学特性)和视觉特性双方有关的,它既有光学原理描写的客观存在,也有人眼视觉主观感受的因数,两者兼顾才能收到良好的效果。这也就涉及到光学和视觉两个方面的咨询题。1.1.1 光度学与色度学 光度是对有关的辐射能量与人眼亮度感受两者关系的描绘;色度是对有关彩色构成与彩色视觉关系的描绘。一、 光度学 人眼对亮度的敏感程度与颜色有关
5、,在整个可见光范围内并不是均匀的。能够用相对敏感曲线进展描绘。图1.1.1给出了人眼对不同波长光线的相对敏感程度。从图中能够看出,人眼关于波长555nm的黄绿光线最为敏感,我们定义这是的相对视敏度Vs(555)1。二、 色度学人眼对不同光线的敏感程度不同,在这视敏曲线已得到说明。在不同环境下,人眼的视敏曲线也有所不同。如图1.1.3所示,人眼在白天(明)和黑夜(暗),其视敏曲线就有所不同。暗视敏曲线中最敏感部位光线的波长比明视敏曲线最敏感部位波长小50nm,两者最明感的光线颜色有所不同。人眼对颜色的感受来源于视网膜上三种不同类型的视锥细胞。不同视锥细胞对不同颜色的敏感,他们的视敏曲线图表示在图
6、1.1.4上,分别为Rs()、Gs()、Bs(),即三种视锥细胞分别对红、绿、蓝三色最敏感。三种细胞共同作用下,就能够得到人对颜色的总体感受,如图中虚线所示。依照对人眼的研究,明白用R、G、B三基色的不同比例,能够合成不同的颜色。三种颜色不同比例的混合就能发出从白到黑各种不同颜色的光。 白光,能够由RGB三基色配合生成,在公司标准规定的各色配比比例为:R:G:B0.44:1:0.28在此根底上调整RGB各基色的比例,就能够产生所需要的各种颜色的光。LED全彩屏确实是依照这一原理,采纳三基色的LED发光器件进展组合,构成显示屏上的一个“点”或者叫做“像素”,然后对每种颜色的LED发光器件的发光强
7、度进展操纵,从而配出各种颜色的光线,当各色LED器件的发光强度在同意的最大工作电流内的最大时,且满足上述的颜色配比,就能发出最大光强的白光。1.1.2 视觉特征视觉在特别大程度上取决于人的主管感受,每个人的生理、心理情况不同,感受也就不同,视觉特征是指人类视觉的统计特征而言。一、亮度的比照灵敏度亮度的范围内人眼能够对仅有的2变化的亮度进展区分。比照灵敏度描绘的是人眼对亮度差的区分才能与背景亮度关系亲密。正因如此,在LED显示屏的应用过程中,就应该考虑到LED显示屏的亮度与四周环境光线强度之间的合理配合。在白天应该把视频的亮度调高,在夜间应该调低,如此不仅能够更合适人眼的比照度,还能够合理利用能
8、源。目前在公司消费的LED全彩屏都有环境亮度自动调理功能。三、 空间分辨力人眼在空间的分辨力,是视觉的另一特征。空间分辨率定义为:1/其中为能够区分开来的空间两相邻物体的最小视角【以“”(分)为单位】人眼能区分相邻物体的最小视角约为1,因而1。人眼的空间分辨率与背景亮度、颜色、物体运动速度等因数有关。当物体的亮度与背景亮度接近时,空间分辨率低;当物体运动速度加大时,空间分辨率降低;相邻物体颜色不同,空间分辨率也不同,关于相邻物体分别为黑/白色时,空间分辨率最高,假如取黑白相邻物体时的空间分辨率为1的话,黑红相邻物体的空间分辨率为0.4,而绿蓝相邻物体的空间分辨率仅为0.19。四、 马赫效应当亮
9、度发生越变时,例如一侧亮另一侧暗,黑白清楚的情况,人眼在越变的交界处会感受亮的一侧更亮,暗的一侧更暗,这确实是所谓的马赫效应。五、 视觉惰性人眼的亮度感受不会应光源的消失而立即消失,要有一个延迟时间,这确实是视觉的惰性。视觉惰功能够理解为光线对人眼视觉的作用、传输、处理等过程都需要时间,因而使视觉具有一定的低通特性。实验证明,当外界光源忽然消失时,人眼的亮度感受是按指数规律逐步减小的。如此当一个光源反复通断,在通断频率较低时,人眼能够发觉亮度的变化;而通断频率增高时,视觉就逐步不能发觉亮度的变化了。不至于引起闪耀感受的最低反复通断频率,称为临界闪耀频率。通过实验证明临界闪耀频率大约为24HZ。
10、因而采纳每秒24幅画面的电影,在人眼看起来确实是连续活动的图像了。同样原理,日光灯每秒通断50次,而人眼看起来确是不断点亮的。由于视觉具有惰性,人们在观察高于临界频率的反复通断光线时,所得到的主管亮度感受实际上是可观亮度的平均值。图1.1.7示出了人眼对反复通断光线的视觉感受。在LED显示屏中,利用视觉惰性,改善驱动电路的设计,构成的目前广泛应用的驱动方式。驱动方式的优点在于LED显示屏不必对每个发光灯提供单独的驱动电路,而是假设干个发光灯为一组共用一个驱动电路,通过方法,使各组发光灯依次点亮,只要频率高于临界闪耀频率,人眼看起来各组灯都在发光。其次,图像显示区别于图形显示,他不仅要显示物体的
11、轮廓(线框)还要显示出画面各个部分的深浅,即需要有灰度级显示功能。灰度显示要求LED显示屏能够操纵各个发光灯的发光强度。LED发光灯发光强度的操纵方法有两种,一种是操纵发光灯的工作电流;另一种是操纵发光灯在重复通断时,通/断的时钟比例,即所谓的占空比操纵。在彩色图象的显示中,依照色度学的原理,我们明白通过RGB三基色的不同比例,能够配制出各种颜色。因而由红、绿、蓝三种LED组成的一个点光源,分别操纵每色发光灯的发光强度,就能够发出可需要的各种颜色的光线。这时同样需要用占空比操纵方法,分别对各色发光灯进展操纵。1.1.3 图像质量的评价LED显示屏的好坏,显示效果是一个特别重的指标。对图像的灰度
12、级、分辨率、亮度、色温、白平衡参数、颜色均匀性、色彩逼真(复原)程度等各项指标进展综合比照评价。1.2 LED工作原理1.2.1 半导体发光根本原理发光二极管是一种将电流顺向通到半导体p-n结处而发光的器件,通常采纳双异质结和量子阱构造。1962年GE(General Electric)公司用GaAsP初次将红色LED商品化。最初的红色LED的光通量为0.1lm/W,约是一般灯光的1/150,其发光效率大约每10年提高一个数量级。最近,蓝色、绿色LED已有用化,其发光强度超过AlGaAs类红色LED。这种LED采纳氮化物半导体(InGaN混晶)作活性(发光)层的量子阱构造,其发光强度超过10c
13、d,量子效率超过20%。此外,还开发了外部量子效率超过50%的AIInGaP红色LED(630nm)和琥珀-LED(595nm)。InGaN绿色、蓝色LED的量子效率也接近上述值。坎德拉(cd)是发光强度的单位,用以表示可见光LED发光强度的指标。发光强度I可用光通量和立体角表示。I=d/dcd=KmV()Pdlm其中,Km为在波长555nm范围内的最大可见度(683nm),绿色对人眼是最亮的。V()是在波长为时的相对可见度V(555nm)=1,P为光谱辐射通量。白色LED是一种由InGaN蓝色LED和荧光体组成的新型LED。在蓝色LED芯片上涂敷荧光体,最后用环氧树脂将芯片四周密封。两种方式
14、(单芯片型和多芯片型)可得到色彩效果好(Ra 85)的白光。一是同时点亮红色、绿色、蓝色(R.G.B)或蓝绿色和黄橙色2、3种LED;二是用辐射蓝色或紫外LED作鼓励光源鼓励荧光体的方式。第一种方式不仅在LED的驱动电压或发光输出上有缺陷,而且在温度特性或器件寿命上也存在咨询题,因而距有用化还有一段间隔。第二种方式则用一个器件即可,驱动电路,易于设计。有两种鼓励方式:即(1)用蓝色LED鼓励发黄光的荧光体。(2)用紫外LED鼓励R.G.B荧光体。鼓励荧光体的白色LED照明光源因荧光体组拿来不同可发射白光以外的各种颜色的光,因而可广泛应用于照明。如前所述,每一个LED的光通量(lm)特别弱,要作
15、为照明光源必须配置多个LED。而开发LED照明用光源,则必须对包括多个LED集成器件光分布在内的装置系统进展优化设计,经外,研究人员还必须参加半导体发光器件和照明光源的开发及技术交流。估计今后将有各种型号的白色LED咨询世。然而,如今单芯片型InGaN蓝色LED和YAG荧光体组成的白色LED仅外于产品化阶段。美国LEDtronics公司、Gentex公司正致力于用蓝绿色LED和琥珀色LED开发多芯片型LED光源的研究,但难以实现一样的混色,故特别难到达有用化。用R.G.B三基色LED开发了白色LED,现实验室水平的发光效率已超过40lm/W,近几年内可望超过100lm/W。作为荧光体鼓励光源的
16、多量子阱(MQW)LED的外部量子效率已提高了20%其平和色彩优良。受YAG荧光体寿命妨碍的白色LED的寿命已超过数万小时。器具有上述优良特性的炮弹型LED在玻璃状环氧基板上以大约7mm间隔串联41个LED,并将17列并联,一共用697个。白色LED装置使用商用电源AC100V,60Hz及全波整流后的稳压电源(电容输入型整流电流)。为减少LED器件的耗电量,整流后电源的波形变动量大峰值电压为143V,最小电压为126V。在此状态下,各LED上施加电压最大约为3.49V,最小约为3.07V时,电流值最大约为17mA,最小为3mA,耗电约为20W。图1为用41个LED组成的照明器具。图2表示了AC
17、100V,120Hz驱动时的发光光谱,该光谱与直流顺向发光光谱特性相一致。用灯座插入方式,距发光面30cm处的光照度约为1200lx,耗电约为1W。不管哪种光源都无需装配冷却装置。1.2.2 LED特征参数一、光强度(即亮度)光强度定义为单位立体角所发射出的光通量,单位为烛光(cd)。一般而言,光源会向不同方向以不同强度放射出其光通量,在特定方向单位立体角所放出之可见光辐射强度即称之为光强度。二、色度人眼对色彩的感知是一种错综复杂的过程,为了将色彩的描绘加以量化,国际照明协会(CIE)依照标准观测者的视觉实验,将人眼对不同波长的辐射能所引起的视觉感加以纪录,计算出红、绿、蓝三原色的配色函数,通
18、过数学转换后即得所谓的CIE1931ColorMatchingFunction(x(),y(),z(),而依照此一配色函数,后续开展出数种色彩度量定义,使人们得以对色彩加以描绘运用。 依照CIE1931配色函数,将人眼对可见光的刺激值以XYZ表示,经以下公式换算得到x,y值,即CIE1931(x,y)色度坐标,透过此统一标准,对色彩的描绘便得以量化并加以操纵。 主波长(D) 其亦为表达颜色的方法之一,在得到待测件的色度坐标(x,y)后,将其标示于CIE色度坐标图(如以下图)上,连结E光源色度点(色度坐标(x,y)=(0.333,0.333)与该点并延伸该连结线,此延长线与光谱轨迹(马蹄形)相交
19、的波长值即称之为该待测件的主波长。惟应留意的是,此种标示方法下一样主波长将代表多个不同色度点,是以用于待测件色度点邻近光谱轨迹时较具意义,而白光LED则无法以此种方式描绘其颜色特性。 三、纯度(用波长表示)其为以主波长描绘颜色时之辅助表示,以百分比计,定义为待测件色度坐标与E光源之色度坐标直线间隔与E光源至该待测件主波长之光谱轨迹色度坐标间隔的百分比,纯度愈高,代表待测件的色度坐标愈接近其该主波长的光谱色,是以纯度愈高的待测件,愈合适以主波长描绘其颜色特性,LED即是一例。 四、色温一光源之辐射能量分布与某一绝对温度下之标准黑体辐射能量分布一样时,其光源色度与此黑体辐射之色度一样,此光阴源色度
20、以所对应之绝对温度表之,此温度称之为色温,而在各温度下之黑体辐射所呈现之色度可在色度图上标出曲线,称之为蒲朗克轨迹。标准黑体的温度愈高,其辐射出的光线对人眼产生蓝色刺激愈多,红色刺激成分亦相对减少。然而在实际量测上,无任何光源具有跟黑体一样的辐射能量分布,换言之,待测光源之色度通常并未落在蒲朗克轨迹上。因而计算待测光源之色度坐标所最接近蒲朗克轨迹上某个坐标点,此点之黑体温度即定义为该光源之相关色温,通常以CIE1960UCS色度图求之,并配合色差uv加以描绘。须留意的是,此种表示方式对光源色度邻近蒲朗克轨迹时方具意义,是以关于LED量测而言,仅适用于白光LED之颜色描绘。1.2.3 LED器件
21、的驱动目前公司采纳的LED器件的驱动方式有两种,分别是:驱动和恒流驱动。一、 驱动采纳译码器对电路的实现。为了说明驱动的详细方式,常用1/n作为参数进展描绘。例如常说采纳1/2、1/4、1/8、1/16方式等。如图1.2.8给出1/16驱动电路原理图。在公司,驱动主要室内显示屏,所以也有用于户外屏(有V6、V7全彩屏)。图1.2.8 1/16驱动电路二、 恒流驱动目前公司采纳的东芝的TB62726AFG恒流芯片实现对LED恒流的驱动显示操纵。在满足TB62726芯片的工作参数下,芯片不受环境参数的改变而改变输出电流。在公司主要应用于户外显示屏。1.2.4 LED器件及显示屏使用考前须知一、平安
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 LED 大屏幕 显示 培训教材
限制150内