Công nghệ làm mới và thang độ xám của màn hình LED

Các yếu tố chính quyết định chất lượng hình ảnh của màn hình LED là: độ đồng đều, thang độ xám, tốc độ làm mới, độ tương phản, gam màu và nhiệt độ màu.

Có ba đối tượng chính sử dụng màn hình LED: mắt người, máy ảnh và máy quay video. Đối với máy ảnh và máy quay video, hai chỉ số “thang xám” và “tốc độ làm mới” đặc biệt quan trọng. Thật không may, chúng là một cặp chỉ số trái ngược nhau.

Do đó, làm cách nào để tăng thêm tốc độ làm mới của màn hình hiển thị theo thang màu xám nhất định hoặc cách tăng thêm thang màu xám của màn hình hiển thị theo tốc độ làm mới nhất định hoặc cách đảm bảo thang màu xám và tốc độ làm mới cao hơn ở cùng một lúc, thực sự là một câu hỏi về cùng một vấn đề.

Thang màu xám của màn hình LED

Thang màu xám của màn hình LED càng cao, hình ảnh càng tinh tế và phân lớp càng rõ ràng. Như được hiển thị bên dưới:

Thang màu xám của màn hình LED càng cao

Theo nguyên lý điều khiển của màn hình LED, sau khi xác định tốc độ làm mới, thang màu xám của màn hình phụ thuộc vào hai yếu tố sau:

Độ rộng xung OE hẹp nhất mà IC điều khiển có thể đáp ứng. Hiện tại, nó thường là 70-100ns và một số IC điều khiển xuất sắc đã đạt được 20-50ns. Độ rộng xung OE càng hẹp thì thang màu xám mà hệ thống điều khiển có thể đạt được càng mịn.

Sơ đồ mã hóa của hệ thống điều khiển. Một sơ đồ mã hóa xuất sắc có thể cải thiện hơn nữa độ mịn của thang màu xám trên một IC điều khiển nhất định.

Tốc độ làm mới màn hình LED

Tốc độ làm mới của màn hình LED được xác định nghiêm ngặt là: số lần hình ảnh hiển thị được hiển thị ở thang màu xám hoàn chỉnh trong vòng 1 giây.

Khi tốc độ làm mới của màn hình LED, đặc biệt là màn hình quét không đủ mắt người có thể phát hiện ra nó. (Người bình thường có thể cảm nhận được hiệu ứng thở và hiệu ứng cuộn của màn hình khi tốc độ làm mới dưới 240Hz).

Đối với máy ảnh chuyên nghiệp và máy quay video có màn trập tốc độ cao, rất dễ phát hiện ra khuyết điểm về tốc độ làm tươi không đủ của màn hình hiển thị.

Hình ảnh bên dưới lấy màn hình 4 chiều, tần số quét 1000Hz làm ví dụ và thời gian phơi sáng của máy ảnh được đặt thành 1/1000, 1/500, 1/800, 1/2000 giây.

Sự mâu thuẫn giữa thang độ xám và tốc độ làm mới rất rõ ràng trên màn hình quét. Cuộc thảo luận trong bài viết này chủ yếu tập trung vào IC điều khiển cơ bản và không thảo luận về chipPWM.

Thang độ xám của màn hình LED được thực hiện bằng cách tính trọng số cho các trường con. Phương pháp điều khiển truyền thống là hiện thực hóa tất cả các trường con của một hàng trước rồi mới hiện thực hóa tất cả các trường con của hàng tiếp theo. Trong cách triển khai này, do thời gian dành cho mỗi dòng quá dài nên tốc độ làm mới hình ảnh (tương đương với tốc độ nạp dòng) rất thấp và các đường màu đen dễ xuất hiện khi chụp ảnh bằng máy ảnh. Hình ảnh bên dưới hiển thị một màn hình 8 quét, một hộp đơn 128*128 sử dụng phương pháp truyền thống để đạt được hiệu ứng thang độ xám 14-bit và tốc độ làm mới 300Hz, sau đó sử dụng máy ảnh Canon 7D để đặt thời gian phơi sáng thành 1/1000 thứ hai để chụp ảnh.

Tốc độ nạp dòng của phương pháp điều khiển truyền thống quá chậm, khiến xuất hiện các đường màu đen khi chụp ảnh. Một phương pháp hiệu quả hơn là chia tất cả các trường con để đạt được mức xám thành nhiều phần, trước tiên đạt được mức xám một phần ở dòng đầu tiên, sau đó thực hiện ngắt dòng, sau đó triển khai phần này của mức xám ở dòng tiếp theo. và đợi một lượt thay đổi dòng. , sau đó triển khai phần thang độ xám, phần này có thể cải thiện tốc độ làm mới hình ảnh. Rõ ràng, số lượng trường con để triển khai thang độ xám càng lớn thì tốc độ làm mới hình ảnh càng cao.

Hiện nay, công nghệ này tương đối phổ biến. Khi chụp ảnh bằng máy ảnh không có vạch đen nhưng sẽ tạo ra hiệu ứng thang độ xám không hoàn chỉnh, thường được gọi là hiệu ứng “vết mồ hôi” hoặc “hình mờ”. Hình ảnh bên dưới hiển thị màn hình 8 màn hình, một hộp 128 * 128 sử dụng phân tán 16 lần để đạt được thang màu xám 14 bit và hiệu ứng tốc độ làm mới hình ảnh 3840Hz và thời gian phơi sáng của máy ảnh Canon 7D được đặt thành 1/1000 thứ hai để chụp ảnh.

Phương pháp điều khiển màn hình quét mới nhất của Nova

Nova đã nâng cấp và cải tiến hệ thống điều khiển vào năm 2011, hệ thống này có thể đồng thời đảm bảo thang màu xám và tốc độ làm mới cao, đồng thời vẫn có hiệu suất rất tốt khi chụp màn trập tốc độ cao.

Sau khi màn hình quét đạt được hiệu quả làm mới cao và thang màu xám cao, sẽ xuất hiện hiện tượng bóng mờ rất nghiêm trọng. Tạo một đường xiên rất sáng trên màn hình hiển thị, chấm tối phía trên đường xiên, chúng tôi gọi là hào quang tăng dần, và chấm tối bên dưới đường xiên, chúng tôi gọi là hào quang giảm dần.

Giải quyết vấn đề dư thừa cần bắt đầu từ hai khía cạnh:

  • Đối với dư lượng đường lên, cần thực hiện xử lý phóng điện trên đường hàng để loại bỏ nó.
  • Đối với hiện tượng phát sáng sau đường xuống, cần sử dụng IC điều khiển có tính phí trước để loại bỏ thông qua sự phối hợp của hệ thống điều khiển;

Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện nhiều loại chip điều khiển có chức năng sạc trước (như Accumulation MBI515X, MBI5042B/MBI5041B, Mingyang MY9266, RiyueThành SUM2017/SUM2018, v.v.), kết hợp với khả năng điều chỉnh thời gian của hệ thống điều khiển, có thể loại bỏ hiệu quả hiện tượng phát sáng của đường xuống, như trong hình bên dưới. Đây là sự so sánh về hiệu ứng phát sáng của hai mô-đun 8 lần quét sử dụng chip điều khiển chung và một chip có chức năng sạc trước ở tốc độ làm mới hình ảnh 3840Hz.

Có thể thấy, sau khi sử dụng chip điều khiển có chức năng sạc trước và xả dòng hàng, kết hợp với việc điều chỉnh thời gian của hệ thống điều khiển, hiện tượng phát sáng sau có thể được loại bỏ hoàn toàn ngay cả ở tốc độ làm tươi rất cao.

Sau đây là bộ ảnh được chụp bằng máy ảnh chuyên nghiệp với màn hình quét 1/8 được điều khiển bởi hệ thống điều khiển Nova:

  • Hệ thống điều khiển: Hệ thống điều khiển Nova M3;
  • Diện tích nạp của một thẻ nhận: 128*128 điểm;
  • IC điều khiển: model cơ bản, MBI5024;
  • Phương pháp quét: quét 1/8;
  • Máy ảnh: Canon 7D; màn trập: 1/8000 giây nhanh nhất có thể được điều chỉnh thủ công từng bước.

Mặc dù thang độ xám và tốc độ làm mới của màn hình LED trái ngược nhau nhưng đối với việc hiển thị IC điều khiển cơ bản, thông qua việc nâng cấp công nghệ hệ thống điều khiển, ngay cả trong trường hợp máy ảnh chuyên nghiệp và máy quay video có tốc độ màn trập lên tới 1/ 2000, Vẫn có thể đảm bảo màn hình không có vạch đen, không có vạch sáng và thang màu xám về cơ bản đã hoàn thiện và thông qua sự hợp tác của hệ thống điều khiển và IC điều khiển cơ bản, nó cũng giải quyết được vấn đề phát sáng mà màn hình hiển thị truyền thống không thể giải quyết được. Chúng tôi tin rằng công nghệ được mô tả trong bài viết này sẽ sớm được phổ biến và ứng dụng trong ngành.

Nguồn: myddisplay.com