Área Negro y Factor de llenado en los sistemas de pantalla LED

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Área de Negro, una característica inherente de las pantallas LED, es uno de los factores clave que influyen en la calidad visual de las imágenes LED. Sansi La tecnología ha desarrollado un método para reducir el área de color negro y aumentar el factor de relleno de sus pantallas de LED.

 

Mejorar el factor de llenado puede disminuir significativamente área de color negro, mejorar la calidad de color-mezcla, reducir el efecto de deslumbramiento, y de ese modo mejorar sustancialmente la calidad de imagen LED. Por lo general, la estructura física de una pantalla LED se compone de lámparas LED discretos o LED SMD. Este es también el fundamento de la mayoría de las investigaciones y los debates relativos a las tecnologías de pantalla LED, como las técnicas estructurales, el color, la fiabilidad, métodos de control y mejoras técnicas.

Ha habido tecnologías alternativas para displays de interior propuestos en los estudios del pasado, con un enfoque en las desventajas de ángulo de visión de arquitecturas comunes de pantallas LED. En este artículo se propone un nuevo método para mejorar la calidad de la pantalla LED, aumentando el factor de relleno sobre la base del análisis del área de color negro en la estructura física básica de las aplicaciones más comunes de pantallas LED.

Área de Negro
La composición típica de un panel de la pantalla LED es una matriz de píxeles individuales discretas. Inevitablemente, existen áreas en negro entre los píxeles individuales en una composición de matriz. El ejemplo mostrado en la figura 1puede ser analizada para mostrar qué impacto área de color negro juega en la calidad de visualización.

La figura 1 muestra una configuración típica de un píxel 10 SMT mm de paso a todo color panel de la pantalla LED. El área de superficie total de cada píxel es de 100 mm 2 . Los colores rojos, verdes y azules son producidos respectivamente por LEDs SMD, cada uno con un área de emisión de luz que es un punto redondo de 2,2 mm de diámetro con una superficie de 3,8 mm 2 . Puesto que hay momentos en los que un solo chip LED emite luz en una operación de visualización normal, el factor mínimo de llenado F = 0.038 (es decir, 3.8/100). Del mismo modo, el resto del área del píxel, es decir, el área de color negro que no emite luz, es igual a 96.2mm 2 (es decir, 100 a 3,8).

Un área de color negro de este tamaño dañaría significativamente la calidad de imagen de una pantalla LED visto a una distancia de visión normal. Se ha establecido que el factor de relleno no debe ser inferior a 0,5, mientras que el valor del ejemplo dado anteriormente es mucho más baja. El diámetro medio de la zona de negro supera con creces a la distancia entre píxeles, lo que que implica un factor claramente negativo en la calidad de imagen.

Distancia de visión mínima de
acuerdo con la definición de la capacidad de resolución del ojo humano, el ángulo de la percepción de un ojo humano normal, en condiciones de luminosidad media es de aproximadamente 1 a 1,5 minutos. Sobre la base de estos ángulos, una lista de distancia de visualización mínima para diversos emplazamientos de píxel puede ser compilado como se muestra en la Tabla 1.

****** Tabla 1 ****** 
Paso: 4,76 mm la distancia de visión mínima: 11-16 m (media = 13,5 m) 
Paso: 6.35 mm distancia de visión mínima: 14,5 a 21,8 m (media = 18,2 m) 
Paso: 10 mm de distancia de visión mínima: 23-34 m (media = 28,5 m) 
Paso: 11,43 mm distancia de visión mínima: 26,2 a 39,3 m (media = 32,8 m) 
La distancia de visión mínima significa que el observador no podrá ver una colección de los píxeles individuales. 
****** Tabla 1 ******

Dentro de las distancias listadas en la Tabla 1, un observador puede ver los píxeles individuales con facilidad y claridad.En el ejemplo analizado anteriormente, uno tiene que soportar más de 23 metros de distancia para ver la imagen sin ver una colección de puntos de píxeles individuales. También podemos encontrar en la Tabla 1 que las distancias mínimas de observación adecuados son mucho más grandes que la de la observación real pantalla LED, a pesar de que estas cifras se han estimado de manera conservadora.

Por supuesto, una distancia de visualización mínima más corto se puede lograr con un tamaño de píxel más pequeño. Sin embargo, este enfoque a menudo significa más LEDs por unidad de área, y en consecuencia un mayor costo. Una solución común para este dilema es hacer que la distancia de visualización mínima del sistema lo más cerca posible a la distancia de visualización real deseada por el cliente.

Otro factor es menos favorable que la observación se lleva a cabo con frecuencia dentro de la distancia de visualización mínima, que a su vez hace que el área de color negro aún más prominente.

En el ejemplo anterior, supongamos que la pantalla es para condiciones de interior con una luminancia de 1.500 cd / m 2 .El área total de emisión de luz de los LED es de 11,4 mm 2 (3 x 3,8 mm 2 ), o 11,4% de la superficie total de píxeles. La salida de luz de LED partes en este ejemplo se trata 1500/0.114 = 13.600 cd / m 2 . Este nivel de brillo es difícil de tolerar para el ojo humano.

Del mismo modo, la calidad de la mezcla de colores es otra desventaja en circulación de pantallas LED. Debido a la distancia de visión mínima es demasiado grande para los observadores ordinarios y muchas observaciones que llevarse a cabo dentro de esta distancia, la calidad de la mezcla de colores se convertiría en otro problema distinto. Esto es particularmente cierto con pantallas utilizando la técnica del pixel Visual, en el que los LED se despliegan deliberadamente con el espaciado entre píxeles mucho más grande.

Solución de alto factor de relleno
El propósito de este artículo es proponer una técnica de alto factor de relleno para las pantallas LED, que podría superar los problemas de calidad visual previamente estudiados es decir indebidamente amplia zona de negro, LED quema, los problemas de mezcla de color, y otros factores derivados de la gran distancia de visión mínima. Este alto factor de llenado de las características del sistema de visualización LED agranda traer superficie de área para cada píxel utilizando una cámara de reflexión que abarca todos los chips de LED (ver figura 2 ).

La parte superior de la cámara es un cuadrado redondeado en forma. La parte inferior está en contacto con los chips de LED, y toma una forma más redondeada cuadrado. En este diseño, la dimensión de la zona brillante se determina por el área de la sección superior de la cámara de reflexión. Claramente, el diámetro medio de la zona de negro (entre los bordes marcados 1 y 2 en la figura 2) es mucho más pequeño que el tamaño de píxel.

Usando de nuevo el ejemplo de mm de paso 10 píxeles, echemos 0,5 mm como distancia mínima desde el borde del área clara de la frontera del píxel, es decir, la distancia entre las zonas brillantes vecinos, dentro de los píxeles adyacentes es de 1 mm. El área brillante (frontera marcó 2 en la figura 2) puede ser tan grande como 80 mm 2 , por lo que el factor de relleno tan alta como 0,80.

La calidad de la mezcla de color también se mejora de manera espectacular en este diseño como todos los LED dentro del píxel se incluyen en la misma cámara. La adición de una cierta cantidad de aditivo del mezclador en la cámara puede mejorar aún más la calidad de mezcla.

Otro beneficio asociado con el factor de llenado más alto es que el efecto deslumbrante incómodo ya no existe. Esto hace que sea posible para mejorar la calidad visual de LED mediante el aumento de la potencia de luz LED. El problema de la distorsión de color causado por la alta temperatura de funcionamiento podría evitarse mediante el uso de una técnica de disipación de calor 3-dimensional que reduce eficazmente la acumulación de calor dentro del panel de la pantalla.

Discusión
Un sistema de lentes también podría considerarse con el fin de aumentar el factor de relleno. La principal desventaja del método de la lente se encuentra en la calidad visual. Debido a la inherente óptico de caracteres de una lente, el píxel produciría una inconsistencia 10-30% cuando se ve a diferentes ángulos. Esta incoherencia sería intolerable para cualquier observador. También hay que tener en cuenta es que el impacto de sistema de lentes de ángulo de visión le haría daño efecto visual del sistema LED considerablemente.

Mezcla Color: aunque es razonable colocar todos los colores básicos en la misma área brillante, hay un punto para ser recordado en el uso del aditivo mezclador. La adición de aditivos mezclador podría bloquear parte de la luz hacia fuera puesto de LEDs, por lo que el importe debe ser cuidadosamente calculada con plena consideración de factores como el tamaño de los píxeles, el factor de relleno y la configuración del chip.

Hundimiento calor es otro elemento importante en las aplicaciones de pantallas LED. Si la acumulación de calor no se maneja adecuadamente, el equipo podría tender a ser dañados por las altas temperaturas de funcionamiento, con una consiguiente disminución de la vida y de salida. Una consecuencia aún más grave es que el color del LED puede ser cambiado por la temperatura alta, en términos de nivel y / o longitud de onda de brillo, lo que lleva a mostrar la inconsistencia de imágenes.

El rendimiento de un sistema de visualización de LED se basa en su calidad visual. Factor de llenado, y las cuestiones relacionadas con el factor de relleno, son algunos de los factores clave que deben resolverse, además de estructura general, la uniformidad, el procesamiento de señal de vídeo, la luminosidad y la resolución.

Conclusión
En conclusión, un sistema de pantalla LED de alto factor de llenado tiene las siguientes ventajas sobresalientes de: 

* La eliminación de los efectos negativos de la superficie negro 
* Eliminando el efecto deslumbrante LED, por lo que es posible actualizar LED nivel de brillo del panel 
* Proporcionar un mejor color mezclado calidad 
* Proporcionar una mejor uniformidad y el ángulo de visión más amplio