全彩LED顯示屏點(diǎn)對(duì)點(diǎn)校正解決方案

奧運(yùn)會(huì)五棵松籃球館、鳥巢體育館和水立方游泳館中的大屏幕LED顯示屏相信已經(jīng)給全球觀眾留下了深刻的印象，隨著世博會(huì)和大運(yùn)會(huì)的臨近，LED顯示屏還將廣泛地應(yīng)用到更多的體育場(chǎng)館以及道路交通指示中。而隨著體育場(chǎng)館和室外廣告領(lǐng)域?qū)τ?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/全彩">全彩顯示屏的需求不斷增加，全彩LED顯示屏在整體市場(chǎng)中所占的比重將持續(xù)擴(kuò)大。預(yù)計(jì)2007-2010年，中國(guó)LED顯示屏市場(chǎng)的年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到15.1%，2010年市場(chǎng)需求額將達(dá)75.5億元。

室內(nèi)和室外(包括隧道)大屏幕LED顯示屏是目前一塊利潤(rùn)較豐厚的縫隙市場(chǎng)，除了大型體育場(chǎng)館，還廣泛應(yīng)用在高速公路收費(fèi)站、公路標(biāo)識(shí)牌、機(jī)場(chǎng)航班信息顯示、碼頭、港口、火車站、隧道、游戲機(jī)、城市廣場(chǎng)、室外廣告牌、政府機(jī)關(guān)大樓和停車場(chǎng)等，用于實(shí)時(shí)顯示一些動(dòng)態(tài)信息。

LED顯示屏一般可分為靜態(tài)屏和掃描屏兩種，室外LED顯示屏大多采用靜態(tài)屏，最多采用2掃屏。室內(nèi)LED顯示屏由于點(diǎn)間距小，一般采用2掃以上的掃描屏(掃描屏指的是一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的輸出對(duì)應(yīng)屏上的幾個(gè)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)4點(diǎn)就是4掃)。目前用于道路交通指示的大屏幕LED顯示屏多是單色靜態(tài)屏，如歐洲高速公路上的標(biāo)識(shí)牌一般都采用白色LED顯示屏。

目前歐洲和日本供應(yīng)商(如Lighthouse、三菱和Swarco)做出來的室外大屏幕交通用LED顯示屏質(zhì)量最好，中國(guó)目前好像只有上海三思在做室外交通LED顯示屏，市場(chǎng)表現(xiàn)也不是很突出。

亞洲LED顯示屏制造商目前基本上無法打進(jìn)歐美高速公路市場(chǎng)，因?yàn)樗麄兊漠a(chǎn)品還很難達(dá)到歐洲交通顯示屏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范EN12966。聚積(Macroblock)公司董事長(zhǎng)楊立昌說，室外大屏幕LED顯示屏的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的技術(shù)挑戰(zhàn)，不僅需要做到?jīng)]有死點(diǎn)，而且還需要在光學(xué)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)可靠性、機(jī)械堅(jiān)固性、防雷擊和防過熱方面有杰出表現(xiàn)。

Lighthouse目前做出的最大LED顯示屏已達(dá)到480米。楊立昌表示：室外大屏幕LED顯示屏的最大設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)除了必須遵守EN12966規(guī)范以外，就是如何保持一致性，以盡可能地降低維修成本。

EN12966規(guī)范是歐盟國(guó)家設(shè)立的一個(gè)技術(shù)門檻，所有進(jìn)入歐盟國(guó)家以及挪威和瑞士道路交通指示市場(chǎng)的LED顯示屏必須滿足EN12966規(guī)范要求，該規(guī)范要求通過以下六個(gè)測(cè)試：視覺表現(xiàn)測(cè)試、物理表現(xiàn)測(cè)試、結(jié)構(gòu)表現(xiàn)測(cè)試、電氣要求測(cè)試、電磁兼容性測(cè)試。Swarco公司VMS系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理Lars Michel說。

但隨著產(chǎn)品差異化需求的提高和高端應(yīng)用市場(chǎng)的出現(xiàn)，全彩大屏幕LED顯示屏就是一個(gè)必然的設(shè)計(jì)趨勢(shì)和發(fā)展方向，但它的設(shè)計(jì)難度也最大。

除了光學(xué)和散熱設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)以外，全彩大屏幕LED顯示屏的主要開發(fā)難點(diǎn)是如何解決色塊、色偏和亮度不均勻問題。楊立昌指出，引起色塊的原因有驅(qū)動(dòng)芯片不同檔、LED不同檔和LED老化不均，引起色偏和亮度不均勻的原因除了以上三條外，還有驅(qū)動(dòng)芯片電流輸出誤差大。因此如想做出一個(gè)高質(zhì)量的全彩大屏幕LED顯示屏，必須選擇同樣檔次的LED和高精度的驅(qū)動(dòng)芯片，但僅這樣做，還無法解決最難纏的LED老化不均問題，這問題最終必須采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)校正的辦法才能解決。

隨著高檔LED顯示屏競(jìng)爭(zhēng)趨于激烈，LED亮度均勻性以及色彩精準(zhǔn)度的嚴(yán)格要求，光靠篩選LED的質(zhì)量已無法符合需求;因此，針對(duì)每顆LED進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)校正以提升LED顯示屏畫質(zhì)，儼然成為趨勢(shì)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)校正是今年聚積在中國(guó)巡回舉辦的LED技術(shù)國(guó)際研討會(huì)上展示的最新技術(shù)，它需要控制器、圖像傳感器(或光槍)和復(fù)雜的算法才能實(shí)現(xiàn)，其原理是保持相同的驅(qū)動(dòng)電流但通過調(diào)整每個(gè)點(diǎn)上的導(dǎo)通時(shí)間來確保亮度一致性，因?yàn)樵谙嗤?qū)動(dòng)電流下LED發(fā)出的光的顏色是一致的。目前聚積最新推出的MBI5040支持8位數(shù)字點(diǎn)校正功能。

MBI5040是一款具有8位數(shù)字點(diǎn)校正及16位PWM功能的恒流LED驅(qū)動(dòng)器。目前市場(chǎng)上點(diǎn)校正的作法多數(shù)是透過控制器進(jìn)行運(yùn)算，然而，這種方式會(huì)增加控制器的負(fù)荷并且限制了能控制的LED點(diǎn)數(shù)，不但花費(fèi)高，控制器的設(shè)計(jì)也復(fù)雜。內(nèi)建在MBI5040的數(shù)字點(diǎn)校正新功能，可以個(gè)別調(diào)整LED亮度均勻性，并且避免了一般在進(jìn)行點(diǎn)校正過程中，所產(chǎn)生的LED色度偏移問題。此外，透過MBI5040直接進(jìn)行點(diǎn)校正運(yùn)算，也可以讓控制器更專注于影像處理工作。

一般進(jìn)行點(diǎn)校正可分為模擬方式或數(shù)字方式兩種，然而，透過模擬方式進(jìn)行點(diǎn)校正通常會(huì)造成LED波長(zhǎng)偏移的問題，亦即LED色度偏移問題。MBI5040的主要特色即是透過數(shù)字方式進(jìn)行8位的點(diǎn)校正，在相同的視覺刷新率下，補(bǔ)償每顆LED亮度，以確保LED亮度隨著周遭環(huán)境的明暗變化，仍能維持亮度均勻一致，且無須擔(dān)心進(jìn)行點(diǎn)校正所造成的LED色度偏移問題。

另外，MBI5040特別內(nèi)建專利保護(hù)電路設(shè)計(jì)，將灰階數(shù)據(jù)與點(diǎn)校正數(shù)據(jù)相乘，因此在進(jìn)行點(diǎn)校正時(shí)，LED顯示屏不需要犧牲影像灰階數(shù)或是視覺刷新率。MBI5040也提供16位PWM功能，并采用聚積科技的S-PWM專利技術(shù)，有效增加了視覺刷新率。MBI5040兼具8位數(shù)字點(diǎn)校正和16位PWM功能，且仍然能維持高視覺刷新率，使得控制器可以用較低端的FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)，因而降低控制器整體的設(shè)計(jì)成本。因此，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的MBI5040可讓LED顯示屏輕松升級(jí)成為高檔LED顯示屏，特別適合室內(nèi)、戶外LED顯示屏、LED廣告屏、商用LED屏等應(yīng)用。

除了上述特色之外，MBI5040共有16個(gè)輸出通道，可支持每通道2mA至60mA恒流電流輸出范圍，且耐壓高達(dá)17V。另外，MBI5040也提供強(qiáng)制錯(cuò)誤偵測(cè)、訊息中錯(cuò)誤偵測(cè)、7位電流增益、以及過熱保護(hù)等功能。

楊立昌表示，聚積目前已是全球最主要的LED顯示屏驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)商，不管是在全球還是中國(guó)市場(chǎng)上，聚積的市場(chǎng)份額均已超過40%。他說，聚積的LED顯示驅(qū)動(dòng)器的主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)有下列四點(diǎn)：高達(dá)8kV的抗ESD能力、±1.5%的輸出電流精準(zhǔn)度、1kHz刷新頻率、以及16位灰度級(jí)。