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LED背光源均匀亮度控制

编辑:西安新坐标品牌设计有限公司  时间:2011/07/14  字号:
摘要:LED背光源均匀亮度控制

  发光二极管(LED)在各种终端设备的广泛应用早已让许多人跌破眼镜:从汽车头灯、交通号志、文数字显示器、广告广告牌、与大型显示器等现有技术,到?#35805;?#22823;楼照明设备以及液晶显示器背光源等其它应用,日益盛行的LED光源使得最普遍的产品也要随之重新设计。随着效率和亮度不?#26174;?#21152;以及成本?#20013;?#19979;降,LED终将取代传统光源成为消费性应用的主要照明来源。本文将针对液晶显示器的LED背光源与其它大型显示器的光源技术进行比较,藉以说明LED应用设计所需面对的挑战。 

    像点修正技术解决LED亮度差异问题 

    体育馆或广告用的大型广告牌通常包含数十组显示面板与数千颗LED。在每块显示区内,每颗LED(又称为像素)所发出的亮度差异也会很大;通常最亮和最暗的LED相差可达15%至20%以上,这使厂商必须?#20013;?#35299;决质量和管理等困难问题。虽然所有LED应用都会遇到这类问题,但在动态视讯显示等需要均匀亮度的高质量应用上却显得特别?#29616;亍?#21046;造商大都采取两种方法来弥补亮度差异,一种方法是向供货商购买亮度相近的LED;另一种方法则是采用内含“像点修正(dotcorrection)”能的高质量LED驱动组件。 

    亮度相近的LED有许多优点,其价格通常也较高。供货商会先测量LED在特定电流下的亮度,然后把亮度相近的红光、绿光和蓝光LED组合在一起。这种方法可在最不影响设计的情形下为低阶照明系统提供均匀亮度;其缺点则是每颗LED的亮度耗损速度都不同,因?#21496;?#36807;一段时间后亮度又会变得不均匀。这项缺陷使它仅能做为短期解决方案,否则经过一两年后,画面又会变成一块一块。除此之外,若面板发生?#25910;?#32780;需要更换,新面板与原有面板的亮度也会出现极大差异。 

    高阶显示器系统对于亮度匹配的要求更为严苛,单靠采用亮度相近的LED并无法满足这类应用的要求。因此为了让像素和面板在显示器寿命周期内都能维持均匀亮度,制造商会选用内建像点修正功能的先进LED驱动组件。像点修正是藉由调整个别LED电流来管理像素亮点的一种方法:处理器只需控制送到整块LED显示区的总电流,再由LED驱动组件调整个别LED电流来产生均匀亮度;这表示处理器可将其运算效能用于其它工作,而不需为了均匀亮度而查询表格或在每个更新周期针对每颗LED进行复杂的乘法运算。为了提供像点修正功能,制造商会透过画面撷取测量每颗LED的亮度,再将系统最暗的LED指定为基准LED,然后将其它像素的亮度调整成和基准LED相同;调整方式则是根据LED输出亮度将每个像素的电流减少一定比例。德州仪器(TI)的TLC5940或其它类似组件都会将每颗LED的像点修正值储存在芯片内建的EEPROM内存,或是在每个更新周期当中做动态修改。这种双重像点修正方式很有弹性,它既能在外界照明条件改变时更新整个面板的亮度,又能提供长期保存像点修正信息?#21248;?#20445;面板亮度均匀。只要像素亮度随时间出现变化,或是面板因为?#25910;?#32780;需要调整和更换,工程人员随时都能更新EEPROM资料。我们将用下列例子来说明这种做法。 

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