Алгоритм - Учебный центр
Заполните форму ниже! Мы вам перезвоним!

Нажав на кнопку "Отправить", Я даю своё согласие на автоматизированную обработку указанной информации, распространяющейся на осуществление всех действий с ней, включая сбор, передачу по сетям связи общего назначения, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, обезличивание, блокирование, уничтожение и обработку посредством внесения в электронную базу данных, систематизации, включения в списки и отчетные формы.


Варианты светодиодной подсветки.

Варианты светодиодной подсветки.

В дисплеях впервые стала использоваться светодиодная подсветка белого свечения. При использовании такой традиционной схемы подсветки на цветных фильтрах теряется до 70-80% энергии светового потока (кроме того, апертура цветного пиксела, состоящего из трех ячеек-модуляторов света, не способна обеспечивать хорошее разрешение). Традиционная схема формирования изображения с использованием цветных фильтров показана на рис. 1.

Существует и метод формировали цветного изображения, в котором цветные фильтры вообще не используются. Вместо них поочередно включаются три источника синего, красного и зеленого цвета и проводится пространственная модуляция яркости каждой из цветовых фаз. Новый метод FSC (Field Sequential Color) позволил значительно (на 500%) улучшить экономичность подсветки и улучшить качество изображения за счет увеличения апертуры. Число пикселов (точек) в матрице этого типа в три раза меньше по сравнению с традиционной матрицей на основе цветных фильтров.

 

Рис. 1.

При этом благодаря сокращению числа операций, связанных с получением цветных фильтров, значительно упрощается и технология изготовления матрицы LCD-дисплея. Поэтому и апертурное соотношение в новой матрице гораздо выше. Применяя данный метод (метод цветовой модуляции), можно получить качество как у обычного дисплея с цветными фильтрами, но имеющих в три раза большее разрешение при одном и том же уровне технологии. Применение данной технологии позволяет увеличить и выход годных LCD-панелей.

Лучше всего на роль коммутируемых быстродействующих источников светового излучения подходят светодиоды. Долгое время не удавалось освоить технологию формирования светодиодов синего свечения, а яркость зеленых и красных была явно недостаточна. Работы по реализации нового метода подсветки начались лишь после того, как была освоена технология изготовления сверхъярких светодиодов всех основных цветов, а также разработаны технологии изготовления быстродействующих ЖК-ячеек. На рис. 2 показана временная последовательность операций последовательной цветовой модуляции. Формирование цветного изображения осуществляется следующим образом.

 

Рис. 2.

Для каждого из цветов производится последовательная загрузка ЖК-матрицы из дисплейного ОЗУ. При загрузке (адресации) матрицы источники подсвети выключены. После завершения загрузки данных, определяющих яркость точек матрицы (одного из цветов RGB), перед включением одного из источников основного цвета выдерживается пауза для того, чтобы завершился переходной процесс в ЖК-ячейках пространственного матричного модулятора (жидкие кристаллы реагируют на управляющее напряжение с некоторой инерцией). Если эту паузу не выдерживать и сразу включать источник подсветки, то получим искажение яркости передачи, поскольку время реакции и релаксации ЖК-ячеек матрицы различно. Процесс релаксации, имеет достаточно большую длительность и зависит от ряда переменных факторов. Поэтому продолжительность паузы должна быть больше времени релаксации.

После паузы подсветка включается подачей питания на массив светодиодов определенного цвета. Длительность цветовой вспышки невелика (1,22 мс), поэтому пиковая яркость светодиодов должна быть в несколько раз выше, чем у постоянно включенного источника традиционной подсветки. Яркость современных (сверхъярких) светодиодов близка к яркости белой люминесцентной лампы, работающей на переменном токе.

На рис. 3 показана конструкция цветного LCD-дисплея со светодиодной подсветкой. Дисбаланс яркости светодиодов разных цветов можно скомпенсировать подборам числа светодиодов каждого цвета в массиве или регулировкой тока по каждому цвету.

 

Рис. 3.

Для получения равномерного распределения света от точечных источников с малыми оптическими потерями используются рассеиватели 1 и 2 (на рис. 3), которые выполнены на основе линз Френеля и позволяют при очень малой толщине конструкции управлять подмассивами светодиодов обычными токовыми транзисторными ключами. Сигналы управления токовыми ключами формируются на основе сигналов субкадровой развертки частотой 180 Гц (рис. 4).

 

Рис. 4.

На рис. 5 показаны временные соотношения для фаз последовательной цветовой модуляции.

 

Рис. 5.

На рис. 6 показана структура управления ЖК-дисплеем с последовательной цветовой модуляцией. Этот метод подсветки пока имеет серьезный недостаток – фликкер (глаз замечает мерцание яркости, возникающее в процессе развертки и импульсной подсветки). Фликкер можно уменьшить, повышая частоту субкадровой развертки, однако для этого необходимо обеспечивать и большее быстродействие ЖК-ячеек. Решение этой проблемы существенно усложняет и удорожает стоимость дисплея. И все это из-за того, что фазы протекают последовательно во времени, а самая важная для нашего зрения фаза, в течение которой и производится полезная модуляция по цвету и яркости, занимает слишком малую долю времени.

 

Рис. 6.

Поэтому решили увеличить полезное время модуляции за счет совмещения прохождения фаз по времени. Для этого экран разбили на секторы (сектор – это несколько строк) и сделали источник подсвета по секторам экрана с возможностью раздельного включения и выключения секторов-линеек. Теперь можно, не дожидаясь, пока закончится полная загрузка кадра, производить посекторное включение той части экрана, для которой процесс релаксации ЖК-ячеек уже завершился. Таким образом создается «волна» подсвета, бегущая следом за загрузкой (разверткой) данных изображения по кадру (на рис. 7 показана структура этого варианта динамической светодиодной подсветки LCD-дисплея).

 

Рис. 7

Так как время релаксации, загрузки данных, скорость развертки, а также порядок выбора цветов известны, то процесс синхронизация включения цветных секций вдоль направления развертки не представляет проблемы (на рис. 8 показаны фазы конвейерной системы развертки с секторной подсветкой).

Конвейерный метод управления подсветкой дает возможность в течение одного кадра последовательно включать источники подсвета всех трех цветов для разных блоков строк, а это дает еще одну возможность уменьшения паразитного фликкера, на этот раз связанного с модуляцией но одному цвету в течение одного кадра (поэтому можно обеспечить более однородную по времени подсветку и уменьшить дрожжание яркости и цвета).

 

Рис. 8

Светодиодная подсветка имеет значительно меньший уровень электромагнитного излучения, поскольку здесь отсутствует высокочастотный преобразователь напряжения (частотой 36...60 кГц и амплитудой 250-300 В), отсутствуют и люминисцентные лампы с холодным катодом. Использование светодиодной подсветки более экологично и уменьшается утомляемость операторов при работе с такими мониторами.


Лицензия