點校正：戶外全彩LED顯示屏的差異化必由之路
編輯：流雨 [ 2009-8-5 9:35:46 ] 文章來源：LED大屏網
奧運會五棵松籃球館、鳥巢體育館和水立方游泳館中的大屏幕相信已經給全球觀眾留下了深刻的印象，隨著世博會和大運會的臨近，還將廣泛地應用到更多的體育場館以及道路交通指示中。而隨著體育場館和室外廣告領域對于全彩顯示屏的需求不斷增加，全彩在整體市場中所占的比重將持續擴大。預計2007-2010年，中國市場的年均復合增長率將達到15.1%，2010年市場需求額將達75.5億元。
室內和室外(包括隧道)大屏幕是目前一塊利潤較豐厚的縫隙市場，除了大型體育場館，還廣泛應用在高速公路收費站、公路標識牌、機場航班信息顯示、碼頭、港口、火車站、隧道、游戲機、城市廣場、室外廣告牌、政府機關大樓和停車場等，用于實時顯示一些動態信息。
一般可分為靜態屏和掃描屏兩種，室外大多采用靜態屏，最多采用2掃屏。室內由于點間距小，一般采用2掃以上的掃描屏(掃描屏指的是一個驅動器的輸出對應屏上的幾個點，對應4點就是4掃)。目前用于道路交通指示的大屏幕多是單色靜態屏，如歐洲高速公路上的標識牌一般都采用白色。
目前歐洲和日本供應商(如Lighthouse、三菱和Swarco)做出來的室外大屏幕交通用質量最好，中國目前好像只有上海三思在做室外交通，市場表現也不是很突出。
用聚積MBI5036 LED驅動芯片打造的全彩
“亞洲制造商目前基本上無法打進歐美高速公路市場，因為他們的產品還很難達到歐洲交通顯示屏標準規范EN12966。”聚積(Macroblock)公司董事長楊立昌說，“室外大屏幕的設計是一個綜合性的技術挑戰，不僅需要做到沒有死點，而且還需要在光學設計、系統可靠性、機械堅固性、防雷擊和防過熱方面有杰出表現。”
Lighthouse目前做出的最大已達到480米。楊立昌表示：“室外大屏幕的最大設計挑戰除了必須遵守EN12966規范以外，就是如何保持一致性，以盡可能地降低維修成本。”
EN12966規范是歐盟國家設立的一個技術門檻，所有進入歐盟國家以及挪威和瑞士道路交通指示市場的必須滿足EN12966規范要求，該規范要求通過以下六個測試：視覺表現測試、物理表現測試、結構表現測試、電氣要求測試、電磁兼容性測試。Swarco公司VMS系統產品經理Lars Michel說。
但隨著產品差異化需求的提高和高端應用市場的出現，全彩大屏幕就是一個必然的設計趨勢和發展方向，但它的設計難度也最大。
“除了光學和散熱設計挑戰以外，全彩大屏幕的主要開發難點是如何解決色塊、色偏和亮度不均勻問題。”楊立昌指出，“引起色塊的原因有驅動芯片不同檔、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，還有驅動芯片電流輸出誤差大。因此如想做出一個高質量的全彩大屏幕，必須選擇同樣檔次的LED和高精度的驅動芯片，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對點校正的辦法才能解決。”
隨著高檔競爭趨于激烈，LED亮度均勻性以及色彩精準度的嚴格要求，光靠篩選LED的質量已無法符合需求；因此，針對每顆LED進行點對點校正以提升畫質，儼然成為趨勢。點對點校正是今年聚積在中國巡回舉辦的LED技術國際研討會上展示的最新技術，它需要控制器、圖像傳感器(或光槍)和復雜的算法才能實現，其原理是保持相同的驅動電流但通過調整每個點上的導通時間來確保亮度一致性，因為在相同驅動電流下LED發出的光的顏色是一致的。目前聚積最新推出的MBI5040支持8位數字點校正功能。
MBI5040是一款具有8位數字點校正及16位PWM功能的恒流LED驅動器。目前市場上點校正的作法多數是透過控制器進行運算，然而，這種方式會增加控制器的負荷并且限制了能控制的LED點數，不但花費高，控制器的設計也復雜。內建在MBI5040的數字點校正新功能，可以個別調整LED亮度均勻性，并且避免了一般在進行點校正過程中，所產生的LED色度偏移問題。此外，透過MBI5040直接進行點校正運算，也可以讓控制器更專注于影像處理工作。
一般進行點校正可分為模擬方式或數字方式兩種，然而，透過模擬方式進行點校正通常會造成LED波長偏移的問題，亦即LED色度偏移問題。MBI5040的主要特色即是透過數字方式進行8位的點校正，在相同的視覺刷新率下，補償每顆LED亮度，以確保LED亮度隨著周遭環境的明暗變化，仍能維持亮度均勻一致，且無須擔心進行點校正所造成的LED色度偏移問題。
另外，MBI5040特別內建專利保護電路設計，將灰階數據與點校正數據相乘，因此在進行點校正時，不需要犧牲影像灰階數或是視覺刷新率。MBI5040也提供16位PWM功能，并采用聚積科技的S-PWM專利技術，有效增加了視覺刷新率。MBI5040兼具8位數字點校正和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進行設計，因而降低控制器整體的設計成本。因此，經濟實惠的MBI5040可讓輕松升級成為高檔，特別適合室內、戶外、LED廣告屏、商用LED屏等應用。
除了上述特色之外，MBI5040共有16個輸出通道，可支持每通道2mA至60mA恒流電流輸出范圍，且耐壓高達17V。另外，MBI5040也提供強制錯誤偵測、訊息中錯誤偵測、7位電流增益、以及過熱保護等功能。
楊立昌表示，聚積目前已是全球最主要的驅動器供應商，不管是在全球還是中國市場上，聚積的市場份額均已超過40%。他說，聚積的LED顯示驅動器的主要競爭優勢有下列四點：高達8kV的抗ESD能力、±1.5%的輸出電流精準度、1kHz刷新頻率、以及16位灰度級。
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