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贡献者：gsfei2009 浏览：4160次 创建时间：2009-06-22
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第一：什么是led显示屏？
LED显示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的小灯组成，靠灯的亮灭来显示字符。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。
LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。
LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。
LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。
第二：LED显示屏的分类：
1、按颜色基色可以分为
单基色显示屏:单一颜色（红色或绿色）。
双基色显示屏：红和绿双基色，256级灰度、可以显示65536种颜色。
全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜
色。
2、按显示器件分类
LED数码显示屏：显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。
LED点阵图文显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块，适于播放文字、图像信息。
LED视频显示屏：显示器件是由许多发光二极管组成，可以显示视频、动画等各种视频文件。
3、按使用场合分类
室内显示屏：发光点较小，一般Φ3mm--Φ8mm，显示面积一般几至十几平方米。
室外显示屏：面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有防风、防雨、防水功能。
4、按发光点直径分类
室内屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、
室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm
室外屏发光的基本单元为发光筒，发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内共同发
5.显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等。单块模块控制驱动12块（最多可控制24块）8X8点阵，共16X48点阵（或32X48点阵），是单块MAX7219（或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等类似LED显示驱动模块）的12倍（或24倍）！可采用“级联”的方式组成任意点阵大显示屏。显示效果好，功耗小，且比采用MAX7219电路的成本更低。
第三led显示屏的技术优势评述：
现有常见的室内全彩方案的比较：
1． 点阵模块方案： 最早的设计方案，由室内伪彩点阵屏发展而来
优势： 原材料成本最有优势，且生产加工工艺简单，质量稳定。
缺点： 色彩一致性差，马赛克现象较严重，显示效果较差。
2．单灯方案： 为解决点阵屏色彩问题，借鉴户外显示屏技术的一种方案，同时将户外的像素复用技术（又叫像素共享技术，虚拟像素技术）移植到了室内显示屏。
优势： 色彩一致性比点阵模块方式的好。
缺点： 混色效果不佳，视角不大，水平方向左右观看有色差。加工较复杂，抗静电要求高。实际像素分辨率做到10000点以上较难。
3．贴片方案： 采用贴片发光管为显示元件的方案。
优势：色彩一致性，视角等重要显示指标是现有方案里最好的一种，特别是三合一表贴的混色效果非常好。
缺点：加工工艺麻烦，成本太高。
4。亚表贴方案：实际上是单灯方案的一种改进，现在还在完善之中。
优势：在显示色彩一致性，视角等首要指标和标贴方案差别不大了，但成本较低，显示效果很好，分辨率理论上可以做到17200以上。
缺点：加工还是较复杂，抗静电要求高。
第四：LED显示屏关键技术指标：
像素失控率
像素失控率是指显示屏的最小成像单元（像素）工作不正常（失控）所占的比例。而像素失控有两种模式：一是盲点，也就是瞎点，在需要亮的时候它不亮，称之为瞎点；二是常亮点，在需要不亮的时候它反而一直在亮着，称之为常亮点。一般地，像素的组成有2R1G1B（2颗红灯、1颗绿灯和1颗蓝灯，下述同理）、1R1G1B、2R1G、3R6G等等，而失控一般不会是同一个像素里的红、绿、蓝灯同时全部失控，但只要其中一颗灯失控，我们即认为此像素失控。为简单起见，我们按LED显示屏的各基色（即红、绿、蓝）分别进行失控像素的统计和计算，取其中的最大值作为显示屏的像素失控率。
失控的像素数占全屏像素总数之比，我们称之为“整屏像素失控率”。另外，为避免失控像素集中于某一个区域，我们提出“区域像素失控率”，也就是在100×100像素区域内，失控的像素数与区域像素总数（即10000）之比。此指标对《LED显示屏通用规范》SJ/T11141-2003中“失控的像素是呈离散分布”要求进行了量化，方便直观。
目前国内的LED显示屏在出厂前均会进行老化（烤机），对失控像素的LED灯都会维修更换，“整屏像素失控率”控制在1/104之内、“区域像素失控率”控制在3/104之内是没问题的，甚至有的个别厂家的企业标准要求出厂前不允许出现失控像素，但这势必会增加生产厂家的制造维修成本和延长出货时间。在不同的应用场合下，像素失控率的实际要求可以有较大的差别，一般来说，LED显示屏用于视频播放，指标要求控制在1/104之内是可以接受，也是可以达到的；若用于简单的字符信息发布，指标要求控制在12/104之内是合理的
灰度等级
灰度也就是所谓的色阶或灰阶，是指亮度的明暗程度。对于数字化的显示技术而言，灰度是显示色彩数的决定因素。一般而言灰度越高，显示的色彩越丰富，画面也越细腻，更易表现丰富的细节。
灰度等级主要取决于系统的A/D转换位数。当然系统的视频处理芯片、存储器以及传输系统都要提供相应位数的支持才行。 目前国内LED显示屏主要采用8位处理系统，也即256（28）级灰度。简单理解就是从黑到白共有256种亮度变化。采用RGB三原色即可构成256×256×256=16777216种颜色。即通常所说的16兆色。 国际品牌显示屏主要采用10位处理系统，即1024级灰度，RGB三原色可构成10.7亿色。
灰度虽然是决定色彩数的决定因素，但并不是说无限制越大越好。因为首先人眼的分辨率是有限的，再者系统处理位数的提高会牵涉到系统视频处理、存储、传输、扫描等各个环节的变化，成本剧增，性价比反而下降。一般来说民用或商用级产品可以采用8位系统，广播级产品可以采用10位系统。
亮度鉴别等级
亮度鉴别等级是指人眼能够分辨的图像从最黑到最白之间的亮度等级。前面提到显示屏的灰度等级有的很高，可以达到256级甚至1024级。但是由于人眼对亮度的敏感性有限，并不能完全识别这些灰度等级。也就是说可能很多相邻等级的灰度人眼看上去是一样的。而且眼睛分辨能力每人各不相同。对于显示屏，人眼识别的等级自然是越多越好，因为显示的图像毕竟是给人看的。人眼能分辨的亮度等级越多，意味着显示屏的色空间越大，显示丰富色彩的潜力也就越大。亮度鉴别等级可以用专用的软件来测试，一般显示屏能够达20级以上就算是比较好的等级了。
灰度非线性变换
灰度非线性变换是指将灰度数据按照经验数据或某种算术非线性关系进行变换再提供给显示屏显示。由于LED是线性器件，与传统显示器的非线性显示特性不同。为了能够让LED显示效果能够符合传统数据源同时又不损失灰度等级，一般在LED显示系统后级会做灰度数据的非线性变换，变换后的数据位数会增加（保证不丢失灰度数据）。现在国内一些控制系统供应商所谓的4096级灰度或16384级灰度或更高都是指经过非线性变换后灰度空间大小。4096级是采用了8位源到12位空间的非线性变换技术，16384级则是采用8位到16位的非线性变换技术。由8位源做非线性变换，转换后空间肯定比8位源大。一般至少是10位。如同灰度一样，这个参数也不是越大越好，一般12位就可以做足够的变换了。
第五：LED显示屏常用术语解释
1、LED亮度
发光二极管的亮度一般用发光强度(Luminous Intensity)表示,单位是坎德拉cd；1000ucd（微坎德拉）=1 mcd（毫坎德拉）, 1000mcd=1 cd。室内用单只LED的光强一般为500ucd-50 mcd，而户外用单只LED的光强一般应为100 mcd-1000 mcd，甚至1000 mcd以上。
2、 LED象素模块
LED排列成矩阵或笔段，预制成标准大小的模块。室内显示屏常用的有8*8象素模块、8字7段数码模块。户外显示屏象素模块有4*4、8*8、8*16象素等规格。户外显示屏用的象素模块因为其每一象素由两只以上LED管束组成，固又称其为集管束模块。
3、 象素(Pixel)与象素直径
LED显示屏中每一个可被单独控制的LED发光单元(点)称为象素(或象元)。象素直径∮是指每一象素的直径，单位是毫米。
对于室内显示屏，一般一个为单个LED，外形为圆形。室内显示屏象素直径校常见的有∮3.0、∮3.75、∮5.0、∮8.0等，其中以∮3.75和∮5.0最多。
在户外环境，为提高亮度，增加视距，一个象素含有两只以上集束LED；由于两只以上集束LED一般不为圆形，固户外显示屏象素直径一般用两两象素平均间距表示：□10、□11.5、□16、□22、□25。
4、 点间距、象素密度与信息容量
LED 显示屏的两两象素的中心距或点间距(Dot Pitch)；单位面积内象素的数量称为象素密度；单位面积内所含显示内容的数量称为信息容量。这三者本质是描述同一概念：点间距是从两两象素间的距离来反映象素密度，点间距和象素密度是显示屏的物理属性；信息容量则是象素密度的信息承载能力的数量单位。
点间距越小，象素密度越高，信息容量越多，适合观看的距离越近。
点间距越大，象素密度越低，信息容量越少，适合观看的距离越远。
5、 分辨率
LED显示屏象素的行列数称为LED显示屏的分辨率。分辨率是显示屏的象素总量，它决定了一台显示屏的信息容量。
6、 LED显示屏(LED Panel)
将LED象素模块按照实际需要大小拼装排列成矩阵，配以专用显示驱动电路，直流稳压电源，软件，框架以及外装饰等，即构成一台LED显示屏。
7、 灰度
灰度是指象素发光明暗变化的程度，一种基色的灰度一般有8级至1024级。例如，若每种基色的灰度为256级，对于双基色彩色屏，其显示颜色为256×256=64K色，亦称该屏为256色显示屏。
8、 双基色
现今大多数彩色LED显示屏是双基色彩色屏，即每一个象素有两个LED管芯：一为红光管芯，一为绿光管芯。红光管芯亮时该象素为红色，绿光管芯亮时该象素为绿色，红绿两管芯同时亮时则该象素为黄色。其中红，绿称为基色。
9、 全彩色
红绿双基色再加上蓝基色，三种基色就构成全彩色。由于构成全彩色的蓝色管和纯绿色管芯较贵，故目前全彩色屏相对较少。
第六：led显示屏市场前景
现状：目前由于led显示屏造价昂贵，主要应用于比较高档的场所，主要集中在城市的繁华场所，作为多媒体广告的一部分。单双色led显示屏主要应用于交通,高速公路,银行、证券交易等金融场所。
以后：随着人们生活水平的提高，户外led显示屏将逐渐应用于各个行业。
第七 LED显示屏技术优势
(1)采用进口LED优质管芯制作全彩显示屏:具有视角大、功耗小、色彩均匀一致、屏厚超薄、屏体重量轻、故障率低、易维护等优势.
(2)采用PCTV卡:该卡是一块性能卓越的集显示、采集、视频捕获等功能的多媒体显示卡,该卡附有一个Studio编辑软件.Studio是Pinnacle Systems公司的一个备受赞誉的软件,其与现有通用普通多媒体卡相比较
它有如下优势:
①使用户能够在自己的PC机上制作数字电影、捕获视频、编辑和添加风格化的标题、转换,甚至自己的乐曲以及数字视频制作的叙述.
②Studio可以让用户选择以MPEG或者AVI文件的格式输出视频并且存储到CD盘上,或者在Web站点上展示,或者创建视频电子邮件.由于Studio可以和Pinnacle Systems公司的一系列的捕获装置进行工作,视频捕获变得前所没有的轻而易举.
③Studio的应用软件象一个VCR有从容易到用着好、更好、最好的质量形式,并且计算计算机能存储多少视频.Studio自动发现和记录场景变化,使编辑变的轻而易举
④使用Studio来创作是一个快速的和交互的过程.使用即时预览视窗可以在编辑的任何时候预览电影,即所看即所得.
⑤如果不喜欢标题或者效果,可以做一个改变并且可以立即看到这种改变,视频编辑从来没有象这样快速和有趣.够自由、够个性化,还具有背景音乐、画外音等效果.
(3)采用最新DVI 接口技术: DVI接口(Digital Visual Interface)是PC机与数字式平板显示器(包括)接口的工业标准,众所周知,计算机是数字式的,即它所处理的信息全是数字量,但是迄今用得最广泛的CRT显示器(如电视机)是模拟式的.因此在将计算机处理好的数据送往显示器显示之前,必须做一个数/模转换(D/A),这种处理造成了信息的损失和显示效果的缺陷.LCD、PDP、HDTV等新一代显示器本身就是数字式的,用传统的方式,计算机图形卡的输出(模拟量)还要再经过模数转换(A/D)才能送往显示器,这又造成新的损失和麻烦.采用DVI接口,开发的LED显示系统可直接从PC机的DVI接口取数,不需要银河卡之类的专用显卡,也不需要特殊的采集卡,可不受PC机的限制,由于没有D/A和MD转换过程,避免了图像细节的丢失,从而保证了计算机图像在显示屏中的完美再现.同时由于DVI是工业标准所以虽然带宽高达83MHZ,也能很好地工作.现在DVI可支持VGA(640×480)到HDTV(1920×1080)和QXGA(2048×1536)的所有显示模式.除此以外采用DVI接口,开发的LED显示系统,在获得稳定可靠的显示数据的基础上,还能将许多重要的功能集成在一起
例如:①无数据损失,②不受到PC机限制, ③方便升级,一般显示卡内存为8M,而该卡内存为128-256M,④窗口位置和大小的调整;⑤帧频高达60HZ;⑥非线性调整输出,更适合人眼观看;⑦100级屏体亮度控制;⑧恒流驱动;⑨单元板红、绿、蓝三色亮度分别可调,消除马赛克.
(4)采用室内全彩系统:该芯片除了完成显示数据的分配任务之外,其特性是将接收的8位(8 bit)显示数据转换成12位的PWM输出脉冲,使显示屏实现4096(12bit)级灰度控制,保证非线性256级视觉灰度的实现,达到全真彩色的视觉效果,能在根本上解决了数字显示系统由于数据传输量过大造成的系统复杂.
具有如下特点:
①简单性 由于系统最为复杂的数据转换部分都以芯片内部逻辑的形式实现,使系统变得非常简单.
②易维护性 与简单性直接相关的是系统的易维护性,由于免去了复杂的控制部分,系统维护变成了一项由初级技术人员就可以完成的工作,这既降低了总体维护成本、又提高了用户满意度.
③高可靠性 系统控制部分的简单进一步带来了系统的高可靠性,这也主要是因为集成芯片技术相比于分离器件技术具有数倍的稳定性.
④高性价比 系统以最可靠的性能实现屏幕基色4096级灰度的控制,图象显示逼真、自然,实现同等显示控制效果.
⑤单元化、结构化设计 与目前行业的发展方向相一致,大型显示屏系统在屏体结构上采用单元化设计,系统连线直观简便,不但保证了显示屏体的大小可以根据需要拼接调整,而且使系统的安装、调试与维护变得极为简便,从而最大程度地降低显示屏系统的不可见故障率.
⑥工业化可靠性设计 系统采用单元化设计,取代了传统设计中大量的分离器件,使系统的可靠性与稳定性大幅度提高.
⑦全套方案组成 系统包含数据源、传输设备、数据处理、数据分配及软件管理工具等,使LED显示屏的建设变为简单标准化.该技术在实际应用过程不断得到发展与完善,已经成为一套最为成熟、稳定、便于实施的系统方案.
⑧等同CRT的显示效果 LED显示屏最为核心的性能指标是对每一基色(红、绿、兰)所实现的灰度即亮度等级,目前国际的显示标准是要求每一基色达到视觉的256级灰度.专用灰度控制芯片内置的处理逻辑可以输出达到4096级的灰度,并从中选取与CRT显示器相拟合的256级灰度输出,使整体图像效果更加清晰、逼真,富有感染力.
⑨高解析度和高刷新频率 除了灰度等级之外,显示屏的另外两个性能指标是其解析度和刷新频率.由于LED显示屏本身的特点和要求,传统的解决方案往往要以丧失其中的一项或两项标准作为另一项指标提高的代价.由于芯片每个管脚的每秒数据输出量达到1兆,远远超过了传统方案的数据输出能力,从而使该问题在根本上得到解决.本全彩系统可以在同时支持1024×768的屏幕解析度和高达300Hz的屏幕刷新频率,远远超过了传统解决方案的性能指标,使显示画面稳定、无闪烁、无拖尾.
(5)采用恒流驱动:该电路技术成熟运行可靠,已经在全彩显示屏上广泛的运用,性能价格比高,为目前众多公司常用的恒流驱动芯片,较好解决LED管压降离散性之缺陷且性能良好,消除马赛克.
(6)光纤传输,不衰减的光纤传输技术:
①光纤传输频带宽,通信容量大. 光纤可利用的带宽约为1.25G,频带宽,提高了扫描频率和刷新频率,本公司设计的LED全彩屏幕刷新频率≥200Hz/s.
② 光纤传输损耗低,中继距离长.其最大中继距离则可达15000米,提高了可靠性和稳定性.
③ 光纤传输抗电磁干扰. 光纤是绝缘体材料,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰.
④光纤线径细、重量轻、柔软.光纤的芯径很细,约为0.1mm,它只有单管同轴电缆的百分之一;光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm.利用光纤这一特点,使传输系统所占空间小.使施工布线方便快捷.
⑤光纤传输除具有以上突出的优点外,还具有耐腐蚀力强、抗核辐射、能源消耗小等优点.
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