舞臺(tái)租賃LED顯示屏在設(shè)計(jì)屏體時(shí),要考慮顯示內(nèi)容、場地空間條件、顯示屏尺寸或像素大三個(gè)重要因素,同時(shí)要確保生產(chǎn)工藝、技術(shù)指標(biāo)等適合室內(nèi)實(shí)際應(yīng)用需求,再結(jié)合項(xiàng)目造價(jià),進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
1 LED顯示屏點(diǎn)間距
視覺顆粒感主要來自人眼有一定的分辨力,在一定距離觀看兩點(diǎn),當(dāng)兩點(diǎn)緊密到一定程度時(shí),人眼將無法分辨。近兩年隨著LED顯示屏制造技術(shù)的提高,小間距LED顯示屏體分辨率不斷提升,室內(nèi)顯示設(shè)計(jì)已從初始選擇最小的點(diǎn)距規(guī)格方案提升到選擇合適的點(diǎn)距規(guī)格方案。
像素間距為燈珠之間的距離,比如P3像素間距為3mm;最小視距為人眼分辨不出像素點(diǎn)顆粒的距離,但這個(gè)距離長時(shí)間觀看會(huì)損傷視力;最佳視距為觀看屏幕舒適的距離,也是最清晰的距離;像素密度為屏幕清晰度指標(biāo),數(shù)值越大屏幕越高清;全高清圖像視頻,屏幕16:9黃金比例,人眼視覺最好。
通過上表分析:P1.27、P1.54、P1.6、P1.9、P2.5 四種規(guī)格
租賃LED顯示屏,為小間距LED顯示屏(點(diǎn)間距2.5mm以下)。最小視距和最佳視距非常接近大平板電視的觀看要求,整屏分辨率高達(dá)4800×2400,在同樣的屏體上可顯示更清晰的畫面,但在12m寬的屏幕上顯示一個(gè)高清信號(hào)需要放大3~4倍,顯示兩個(gè)高清畫面需要放大2 倍;同時(shí)高分辨率顯示需要高性能的圖像處理設(shè)備,系統(tǒng)的整體造價(jià)會(huì)很高。P4、P4.8 兩種規(guī)格在12m 寬的屏幕上無法同時(shí)顯示兩個(gè)高清畫面,不能滿足高清會(huì)議電視畫面顯示要求。P3 即可滿足同時(shí)顯示兩個(gè)高清畫面的要求。根據(jù)顯示屏幕大小,最終選定性價(jià)比較高的P3 作為項(xiàng)目主屏和輔屏的顯示點(diǎn)距,選定P4 作為會(huì)標(biāo)屏的顯示點(diǎn)距。
2 封裝技術(shù)
決定LED品質(zhì)的一個(gè)因素是主要材料,如芯片、支架、膠水(環(huán)氧樹脂)、金線等,另一個(gè)因素是封裝工藝。像素封裝技術(shù)關(guān)系到整個(gè)顯示屏的色彩飽和度、視角等顯示效果和生產(chǎn)成本、質(zhì)量穩(wěn)定性等,是選擇LED顯示屏非常關(guān)鍵的指標(biāo)之一。
室內(nèi)LED主流封裝技術(shù)主要有表貼SMD、直插DIP模式。表貼是指將封裝好的發(fā)光管粘貼在電路板上,然后進(jìn)行集成電路焊接工藝加工成屏體。它散熱性好、色彩均勻,整個(gè)顯示屏可以正面維護(hù),大大減小了維護(hù)成本和難度;同時(shí),在封裝過程中進(jìn)行填充金屬化合物,混色效果好,發(fā)光柔和,更適合室內(nèi)應(yīng)用。直插模塊是將發(fā)光管封裝成長方型,然后把紅綠蘭3 個(gè)管拼在一起做成一個(gè)像素點(diǎn)模塊,直接安插在PCB 板上焊接,工藝相對簡單、成本較低,壞點(diǎn)率高,主要應(yīng)用于戶外顯示屏。
三合一表貼是指紅綠藍(lán)3 個(gè)發(fā)光點(diǎn)封裝合成在同一個(gè)發(fā)光管里面,近看是一點(diǎn), 放大看就是3 個(gè)發(fā)光點(diǎn)分離的一條線,對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的材料和工藝要求高,主要用于小間距、高密度高端LED顯示屏的生產(chǎn)。
三并一表貼(分離表貼)是指紅綠藍(lán)3 個(gè)發(fā)光點(diǎn)是分開封裝的,封裝后排列成1 個(gè)像素點(diǎn),再封裝1 個(gè)面罩保護(hù),能防塵、防劃,并能保護(hù)發(fā)光晶片。三并一是分離表貼,三點(diǎn)分開供電,功耗小,且可實(shí)現(xiàn)單燈維修,成本較低。
一般來說,為提升室內(nèi)屏的顯示效果,選用表貼三合一、黑燈技術(shù)、金線封裝等。
3 LED控制電路的設(shè)計(jì)
LED控制部分是決定顯示效果的核心部分,控制電路內(nèi)置高性能單片微型控制芯片??刂破魍ㄟ^內(nèi)部控制程序向LED驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送控制信號(hào)和數(shù)據(jù),LED驅(qū)動(dòng)芯片接收到信號(hào)后,產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作,從而對每一路紅、綠、藍(lán)LED發(fā)光芯片實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制。
3.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
LED驅(qū)動(dòng)部分的功能是接收顏色數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng)LED顯示屏按該數(shù)據(jù)所表示的亮度值顯示,通常有恒流、穩(wěn)壓、恒壓-恒流3 種方式。
恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,輸出的直流電壓隨負(fù)載阻值變化而變化,整個(gè)電路不怕負(fù)載短路,但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。穩(wěn)壓電路輸出固定電壓,輸出電流隨負(fù)載的增減而變化,整個(gè)電路不怕負(fù)載開路,但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。先恒壓再恒流方式是最理想的驅(qū)動(dòng)電路,既要檢測LED電流,又要控制LED電壓,有利于提高LED壽命,減小功耗,一般用于高檔LED產(chǎn)品中。
3.2 控制系統(tǒng)
舞臺(tái)LED顯示屏的顯示效果取決于通過它的電流與電壓的大小、時(shí)間等,所以控制系統(tǒng)主要是控制LED的電源輸出。目前,PWM(脈沖調(diào)制)控制方式設(shè)計(jì)的LED電源,轉(zhuǎn)換效率高達(dá)80%~90%,且輸出電壓或電流十分穩(wěn)定,屬于高可靠性電源。
PWM可以控制LED開和關(guān)的時(shí)間比例,通過將時(shí)間比例劃分為若干等級(jí),使LED顯示出相應(yīng)數(shù)量的灰度等級(jí)(灰階)。三基色的灰度等級(jí)的乘積,是顯示屏理論上可以再現(xiàn)的顏色數(shù)量,一般為256 級(jí),顏色數(shù)達(dá)到16.7M,就可顯示24位真彩色的信息。
一般PWM 的頻率大于100Hz,否則在觀看時(shí)會(huì)有顯示的閃爍和掃描線。目前威特姆室內(nèi)租賃屏,灰度等級(jí)為14 位及以上,刷新頻率1920 Hz及以上, LED行業(yè)最高刷新率為6800Hz。在攝像機(jī)正常取景及轉(zhuǎn)動(dòng)下,LED屏體畫面顯示穩(wěn)定無閃爍,而且在最高刷新率下灰階過度順滑,沒有串色。
3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的組合
LED作為電路的負(fù)載,與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的電路連接關(guān)系到整個(gè)顯示屏的穩(wěn)定性,一般有串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)3種方式。串聯(lián)方式是可靠性不高的連接方式,常用于低端產(chǎn)品中,在穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路中,當(dāng)某一顆LED發(fā)生短路時(shí),分配在其他LED的電壓將升高,容易造成更多損壞。
并聯(lián)方式適用于電源電壓較低的產(chǎn)品,恒流驅(qū)動(dòng)電路中,當(dāng)某一顆LED斷開時(shí),分配在其他LED的電流將增大,容易損壞電路上所有的LED。
目前為了提高產(chǎn)品的可靠性,一般采用混聯(lián)方式,串、并聯(lián)的LED數(shù)量平均分配,分組并聯(lián),再將每組串聯(lián)在一起,這樣分配在一串LED上的電壓相同,通過每一顆LED的電流也基本相同,LED亮度一致,同時(shí)最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋,防止LED溫度過高。
整個(gè)顯示屏由多個(gè)模組單元拼接而成,為了保證供電和數(shù)據(jù)的可靠性,也必須采用混聯(lián)方式,實(shí)現(xiàn)環(huán)路備份功能,當(dāng)某一路電源出現(xiàn)異常故障時(shí),其他電源會(huì)自動(dòng)進(jìn)行智能均流,從而不影響到系統(tǒng)的正常使用,更有效提升系統(tǒng)的無故障運(yùn)行時(shí)間,減少故障維護(hù)時(shí)間。
4 會(huì)議攝像對屏體的特殊要求
雖然高刷新率能夠保證即使在高速攝影機(jī)的拍攝下,大屏幕仍能及時(shí)響應(yīng),畫面轉(zhuǎn)換、過渡更平滑流暢 ;但在使用過程中會(huì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)攝像機(jī)鏡頭對準(zhǔn) LED顯示屏?xí)r,偶爾會(huì)出現(xiàn)莫名其妙的水波一樣的條紋和奇怪的色彩,并且隨著拍攝角度的變化、攝像機(jī)鏡頭焦距的調(diào)節(jié),水波紋還會(huì)發(fā)生一些變化,十分影響直播和錄制的顯示效果,這就是電視攝像數(shù)字化帶來的摩爾紋現(xiàn)象。
如果感光元件 CCD(或 CMOS)像素的空間頻率與影像中(LED)條紋的空間頻率接近,就會(huì)產(chǎn)生摩爾紋。既然摩爾紋現(xiàn)象是由 LED 顯示屏的固有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的,如果使摩爾紋產(chǎn)生的條件——LED 顯示屏的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或攝像機(jī) CCD(CMOS)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的其中之一消失,理論上就可以完全消除摩爾紋干擾 。國內(nèi)公司在 LED 顯示屏表面疊加一層光學(xué)處理幕,該幕由特定比例的特殊吸光材料與表面微珠透鏡涂層組成,通過光學(xué)幕的使用,使 LED 屏幕從原來的網(wǎng)格狀發(fā)光變?yōu)檫B續(xù)的面發(fā)光,通過對離散的 LED 像素點(diǎn)進(jìn)行放大顯示,最終在光學(xué)處理幕表面形成連續(xù)的高清晰圖像,在提高對比度的同時(shí),保留了較高的清晰度,而且消除了摩爾紋現(xiàn)象。