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LED显示屏的像素直径是怎么计算的

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-16 18:53
tags:

-

2021年2月16日发(作者:borehole)


LED


显示屏的像素直径是怎么计算的?



一、



什么是


LED




1



L-E-D


是英文


light


emitting


diode(


发光 二极管


)


的缩写,其基本的结构如下图所示
































PN






























LED


发光二极管符号



2


、发光原理:当


PN


结内 的电子与空穴复合时,电子由高能级跃迁到低能级,电子将多


余的能量以发射光子


(


电磁波


)


的形式释 放出来,产生电致发光现象。发光颜色与构成其基


底的材质元素有关。

< br>


3



LED

< br>的优点


:


具有体积小


,


效率高


,


反应快


,


色彩稳定


,


寿命长


,


能耗小


,


易控制。

< br>


4



LED

< br>品质:


LED


质量的好坏取决于芯片的材料和封装技术。



5


、常见的


LED


晶片:日本日亚(


B



,美国


CREE



G< /p>



、惠普(


R



,国产(大连路美)


A


XT

< p>
,台湾芯片(华尚、国联


/


光磊(


R



、广稼、晶元)等。


< /p>


6



LED


的分 类:按发光颜色可分成红色、橙色、白色、紫色、绿色(黄绿、标准绿和纯


绿)


、蓝色等;按出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管等;按结构分有全


环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等;按发光强度分有普通亮


度(发光强度小于


10mcd


、超高亮度(发光强度大于


100mcd


)和高亮度(发光 强度在


10



100


mcd



……



7



LED


显 示屏常用芯片的发光颜色及对应波长范围:红(


RED




R



610nm- 640nm




绿(

< br>GREEN




G


(正波长


520-525



、蓝(


BLUE



< br>B


(正波长


465-470


)< /p>




8



L-E-D


单灯工作电压:红灯(


R




1.8-2.2V


;绿灯(


G




3.2-3.5V


;蓝灯(


B




3.0-3.


3V

二、


LED


显示屏概述:



1



LED


显示屏是 利用发光二极管(


LED


)作为发光体制作的平板矩阵显示器。


LED


具有


光电转换效率高、驱动电压 低,易于与计算机接口、使用寿命长的特性,屏幕的大小可按


需要无缝拼接。视屏



LED


屏幕与其控制计算机的显示器具有点


-


点对应的映射关系,视


屏具有灰度控 制,并且与计算机显示器同步显示,因此可以播放动画、


VCD


,配接专用的


多媒体卡,可以播放视频信号,具有丰富的表现力。视屏不能脱离计算机工 作,一般情况


下,一台计算机控制一块视屏。在一些具特殊要求的场合客户要求显示屏能 够显示电视节


目、


DVD


视频、


DV


机视频信息等。


某些

LED


控制系统厂家已开发出了可脱离


PC


机显示


电视节目、


DVD


视频 、


DV


机视频信息;如


KINGLED


公司开发的



主控制器:


MW1313DC



XGA


,接收盒:


MW1314C-V


;扫描板:


MW1322-V


LED


屏体:



LED


模 块或集束管按照实际需要大小拼装排列成矩阵,


配以专用显示电路,

直流稳压电源,软件,框架及外装饰等,即构成一


LED


显 示屏。



1




屏体分辨率:


LED


显示屏横向像素点 数乘以纵向像素点数,即为屏体分辨率。屏幕的


分辨率是指屏幕具有的像素点的数量,< /p>


目前主要比例是


4:3



16:9



电脑的主要工作模式有

640X480



800X600



1024X768


三种。屏幕的分辨率越高,可以显示的内容 越多,画面


越细腻,但是,分辨率越高,造价也就越昂贵。



2




灰度: 是指像素发光明暗变化的程度。每种基色具有的亮度等级称为灰度级,灰度级


越高,色彩 再现越逼真。灰度的实现是通过控制


LED


管的电流的占空比来 实现的。



3




亮度< /p>


(Luminance)


:在给定方向上,每单位面积上的发光强 度。亮度的单位是


cd/m2



亮度与 单位面积的


LED


数量、


LED


本身的亮度成正比。


LED


的亮度与其驱动电 流成正比,


但寿命与其电流的平方成反比,所以不能为了追求亮度过分提高驱动电流。< /p>



4




对比度的定义:对比度=发光时的亮度



(发光亮度)


/


不发光时的亮度(反射亮度)



为了能够显示出亮度均一的文字和图像,


不受周围光 线的影响,


屏幕应具有足够的对比度。



5




屏幕的 均匀性:由于屏幕画面是由很多个像素组成的,所以控制像素的亮度差就是一


个很重要的 课题,像素的亮度差用屏幕的均匀性来衡量,均匀性定义如下:均匀性=白平


衡时最暗像 素点的亮度


/


白平衡时最亮像素点的亮度。在调节


LED


显示屏白平衡时,红、


绿、蓝三色亮度配比方 面:简单红绿蓝亮度比为:


3



6



1


;精确红绿蓝亮度比为:


3.0



5.9



1.1




6




LED


显示屏系统组成:①


显示屏体





控制系统(包括主控和扫描,或称 为发送和接


收卡;亦有称接收卡为数据采集卡等)





计算机及计算机外设备(如


PCTV


多媒体电视


卡,智能定时开关机设备 )





系统软件(二次开发等软件)



7




一般情 况下显示屏亮度:



1


)室内:


>800CD/m2



2

)半户外:


>2000CD/m2



3



户外(坐南朝北)


< p>
>4000CD/m2



(坐北朝南)

< p>


>8000CD/m2




显示屏


(户外全彩


LED


屏一般都是静态驱动的,


全彩屏亮度每平米达到


5500CD


以上,



外单双色的是< /p>


1/4


扫描,每平米亮度在


3500CD


以上;室内全彩屏一般


1/8


扫描,亮 度在


10


00CD


以上,室内单双色是


1/16


扫描,每平米的亮度在


150 CD


以上)扫描都可做成静态扫


描的,亮度可以增加。成本也相 应的提高。



8




在明确 亮度及点密度的要求条件下,如何计算机单管的亮度?如:


(以两红、

< br>






绿、一蓝为例)








例如:


P20


每平米


2500


点密度,

< p>
2R1G1B


,每平米亮度要求为


5000


CD/M2




则:







红色


LED


灯亮度为:


5000


÷


2500


×


0.3


÷


2=0.3


CD






绿色


LED


灯亮度为:


5000


÷


2500


×


0.6=1.2


CD






蓝色


LED


灯亮度为:


5000


÷


2500


×


0.1=0.2


CD






每像素 点的亮度为:


0.3


×


2+1.2+0 .2=2.0


CD


注:



亮度的单位


1cd


烛光


=1000mcd


毫烛光



所以要了解 客户安装显示屏的场地(也就从中掌握了要求的是室内屏或是室外屏)


,另外

< p>
不同规格的显示屏具有不同距离的最佳视距,最佳视距


S=PXX*100 0m


。如


P20


的最佳视



S=0.02*1000=20M





9




LED


显示屏的分类



按照安装环境分:室内


LED


显示屏、半户外


LED


显示屏、户外


LED

显示屏;



按照颜色分:单色


LE D


显示屏、双色


LED


显示屏、全彩< /p>


LED


显示屏、伪彩


LED


显示屏;



根据功能区可分为条屏、图文屏、视屏、 数码屏、点阵数码混合屏。



注:汉字都是

16*16


(最小单位)点阵;即四个模块可以显示一个汉字。


室内


LED


点阵显示屏的构成: 模块(


8*8



4*4




单元板


→→


LED


显示屏





























































边框










户内表贴三合一显示屏构成






LED3



1




模组


→→


箱体



L ED


显示屏




套件




户内表贴三并一显示屏构成






SMD


LED


单灯



模组


→→


箱体


LED


显示屏




套件





户外


LED


显示屏构成






LED


单灯



模组


→→


箱体



LED


显示屏




套件




10




LE D


显示屏的特点:亮度高,目前户外单灯的亮度已超过


6,00 0mcd


;功耗低,具有


较高的光电转换效率;寿命长,


LED


寿命长达


200,000


小时以上;响应速度快,


ns


级,无


余灰;


低电压低电流驱动,


易于与计算机接口;


屏幕尺寸可大可小,


最大可以作到


300m2



视角大,


室内屏视角大于

< p>
±


60


度,


室外屏视角大 于


±


80


度;


视距可通过选择不同直径与不同


点距的产品来调整,小到几十厘米,大到几百米均可满足 要求;组态灵活,简单到数码显


示,复杂到全彩色视屏都有不同种类的产品可以满足要求 ,室内室外都有相应的产品;易


与计算机接口,支持软件丰富。



11




LE D


显示产品可广泛应用于:交通、广告、新闻、体育、金融、舞台、证券。在商


业领域,各商场都可采用


LED


显示屏作为商业 广告和顾客引导的媒体。



LED


显示 屏安装方式:贴墙、屋顶、吊挂、镶墙、落地式



< p>
像素密度


=



1000/


点间距)的平方,点间距单位


mm


1R



1


个 单红色灯



2R1G



2


个红色灯和


1


个绿色灯< /p>



2R1G1B


2


个红色灯、


1


个绿色灯和


1


个蓝色灯(就是说一个像素点有


4


个灯)












注:< /p>


2R1G1B


可为实像素也可以是虚拟像素












虚拟像素分析实质上是分时复用的概念



实像素点若为


m



n,


则虚拟像素点有


(2


m-1)



(2n-1),



m,n


足够大,约等于


4m



n


,即为实像素的


4


倍对于图像分辨率 增强,表


现更细腻



(相对节约成本)



显示小字号文字有问题



分时扫描,牺牲亮度和刷新率



三、< /p>


LED


显示屏专业术语



1




什么是像素,像素直径,点间距





像素点:


LED

显示屏的最小发光单位,同普通电


脑显示器中所说的像素含义相同;


LED


显示屏中的每一个可被单独控制的发光单元称为像


素。像素直径:像素直径∮


是指每一


LED

< br>发光像素点的直径,单位为毫米。像素间距:


L


ED


显示屏的两像素间的中心距离称为像素间距,又叫点间距。点间距越密,在单位面积


内像素密度就越高,分辨率亦高,成本也高。像素直径越小,点间距就越小。


2




什么是


LED


显示模块



LED


显示模块:由若干个显示像素组成的,结构上独立、能组



LED


显示屏的最小单元,典型的有


8*8


点阵模块等。



3< /p>


、单元板:是显示屏的主体组成单元,由发光材料及驱动电路构成。室内屏通常由单元


板构成。模组:户外显示屏的最小显示单元。由若干个发光二极管按照一定的排列顺序,


通过焊接、灌胶等工艺封装在固定的模壳里,便成为一个模组。单元箱体:是显示屏的主


体组成单元,由单元板按一定次序组成。户外屏通常由单元箱体构成。



4




什 么是


DIP



DIP

< br>是



DOUBLE


IN- LINE


PACKAGE


的缩写,


双列直插式组装,


主要


用于室内全彩屏



5




什么是


SMT


?什么是


SMD



SMT


就是表面组装技术(


SURFACE


MOUNTED


tech

< br>nology


的缩写)



是目前 电子组装行业里最流行的一种技术与工艺;


SMD


是表面组装器 件



surface


mounted


device


的缩写)


,用于户内全彩 色显示屏,可实现单点维护,有效克


服马赛克现象。



6




什么是 插灯模组,优点与缺点各是什么?是指


DIP


封装的灯将灯脚穿 过


PCB


板,通


过焊接将锡灌满在灯孔 内,由这种工艺作成的模组就是插灯摸组,优点是:亮度高,散热


好,缺点是像素密度小 。



7


、什么是表贴模组?优点与缺点 是什么?表贴也叫


SMT


,将


SMT< /p>


封装的灯通过焊接工


艺焊接在


PCB


板的表面,灯脚不用穿过


PCB


板,由这种 工艺作成的模组叫表贴模组,优


点是:显示效果好,像素密度大,适合室内观看:缺点是 亮度不够高,灯管自身散热不够


好。



8


、什么是亚表贴模组?优点和缺点是什么?亚表贴是介于


DI P



SMT


之间的一种产品,



LED


灯的封装表面和


SMT


一样,


但是它的正负级引脚和


DIP


的一样,


生产时也是穿过


PCB


来焊接的,其优点是:亮度高,显示效果好,缺点是:工艺复杂,维修困难



9


、什么是三合一?其优点与缺点是什么?是指将


RGB


三种不同颜色的


LED


晶片封装的


SMT


灯按照一定的间距垂直并列在 一起;三合一的优点:效果好;缺点:工艺复杂,维修


困难;成本高。

< br>


10



什么是三并一?是将


RGB


三种独立封装的


SMT


灯按照一定的间距垂直并列在一起;



11


、室内模块全彩屏与贴片全彩屏有什么区别?





1


) 发光部分:


模块全彩屏的显示模块一般为黄绿的,


纯绿的模块价 格较贵;


贴片全彩屏


一般使用纯绿管芯




2


)显示效果:模块全彩屏像素点视 觉感觉较粗,亮度较低,容易有马赛克现象;贴片全


彩屏一致性较好,亮度较高




3


)维护:模块全 彩不易维护,整块模块更换成本较高;贴片全彩易维护,可进行单灯维


修更换

< p>


12


、户外屏能不能用表贴

LED


,为什么?



不能。户外屏安装结构要求严格,贴片


LED


无法适应户外的恶劣环境;户外屏亮度要求


较高,目前贴片

LED


无法达到户外屏的亮度要求。


< br>13


、户外屏的生产周期为什么比较长?





1


)原料 采购:


LED


灯管采购周期较长,尤其进口管芯,订货周期需


4



6





2


)生产工艺复杂:需经过


PCB


设计、罩壳制作、灌胶、调白平衡等




3


)结构要求严格:一般为箱体设计,需考虑防风、防雨、防 雷等



14


、什么是同步系统,什么是 异步系统?



同步和异步是相对于电脑所言的,所谓的同步系统 ,是指显示屏所显示的内容和电脑显示


器同步显示的


LED


显示屏控制系统;


异步系统是指,


将计算机 编辑好的显示数据事先存储


在显示屏控制系统内,


计算机关机后 不会影响


LED


显示屏的正常显示,


这 样的控制系统就


是异步控制系统



15


、什么是实像素?什么是虚拟像素?虚拟像素分那几种?什么是像素共享?



实像素是指显示屏上的物理像素点数和实际显示的像素点是


1



1


的关系,显示屏实际有 多


少点,只能显示多少点的图像信息。虚拟像素就是指显示屏的物理像素点数和实际显示 的


像素点数的


1


N



N=2


4


)的关系,它能显示的图像像素比显示屏的实际像素多


2


倍或者


4


倍;虚拟像素按照虚拟的方式 可分为:软件虚拟与硬件虚拟:按照倍数关系分为


2


倍虚拟



4


倍虚拟,按照一个模组上的排灯方式分 为:


1R1G1B


虚拟和


2R1G1B


虚拟。实像素屏


与虚拟屏是相对应的,简单来说,实像素屏就是 指构成显示屏的红绿蓝三种发光管中的每


一种发光管最终只参与一个像素的成像使用,以 获得足够的亮度。虚拟屏则是利用软件算


法控制每种颜色的发光管最终参与到多个相邻像 素的成像当中,从而使得用较少的灯管实


现较大的分辨率,能够使显示分辨率约提高四倍 。众所周知,显示屏当中成本支出最大的


在于灯管,如何在在不损失亮度的情况下为用户 节省灯管成本,是显示技术追求的目标之


一。而虚拟技术正是一个发展方向。而虚拟技术 也决非是灯管的简单参与成像,对于亮度、


灰度的影响也是十分大的。这就要求控制系统 与驱动芯片的配合,利用软件算法与驱动芯


片的响应时间相结合,达到基本无损亮度的前 提下,节约灯管成本的目的。



16


、 什么是远程控制?在什么情况下使用?



所谓的远程并不一定是 远距离。远程控制包括主控制端与被控制端在一个局域网内,而空


间距离并不远;及主控 制端和被控制端在比较远的空间距离内两种,客户要求或者根据客

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