一定有朋友跟我一樣好奇什麼是 Local Dimming,下面是我近些天的一些學習分享,僅供參考。
一、什麼是 Local Dimming
Local dimming(局部背光調節) :以 LED 為背光源,通過調暗背光的區域來提高黑暗場景的對比度的一種技術方法。它通常使得黑色物體比沒有該功能的時候更暗,而亮的物體則更亮,從而提高了整體的畫質。比如:你一定在網上看大過這樣的圖片,右側的就是使用了 Local Dimming 的效果。
二、Local Dimming 的應用領域
Local Dimming 的應用領域和產品形態也是多種多樣的,比如商場和一些公共場所的數字顯示屏,一些大屏的高端 TV,電競遊戲的顯示器,遊戲筆記本電腦的顯示器,汽車的顯示器,VR 遊戲的顯示等等。
三、Local Dimming 的發展
首先,我們要知道 LCD 屏的基本結構,一般從 LED 背光板向外,依次是:
- LED 背光板(作用:放置 LED 燈珠或者燈條,提供背光光源,有直下式和側邊式兩種);
- 擴散器光導片(作用:使射出光更加均勻);
- 偏光片(作用:與後面的偏光片透光區垂直);
- 薄膜電晶體層(作用:給液晶層施加電場);
- 液晶層(作用:控制光通量);
- 彩色濾光片(作用:每一個像素點都是 R,G,B 三色);
- 偏光片;
- 顯示前層(作用:負責最終顯示效果呈現)。
其次,要了解顯示器的顯示邏輯,一般是有一顆 SOC 或者 FPGA 將視頻或者圖像信息經過處理後,分為 LCD 顯示數據和 Local Dimming 背光控制數據,後者來控制背光板上每個分區 LED 燈的亮度。
隨著顯示器由傳統 LCD 技術向 OLED 和 Mini LED 過度,OLED 因為其頻閃、燒屏、壽命等技術問題限制了它的發展。而 LED 隨著其尺寸的縮小,我們將 100um~300um 大小,晶片間距在 0.1~1mm之間的稱為 Mini LED,小於 100um 大小,晶片間距在 0.01~0.1mm 之間的成為 Micro LED,Micro LED 也是現階段 Mini LED 的發展方向,目前產品化進展仍處於研發階段。
從背光的光源變化來看,從我們熟悉的大疙瘩 TV 的 CRT(陰極射線管,Cathode Ray Tube)的一整面的背光光源,到後面的 CCFL(冷陰極熒光燈Cold Cathode Fluorescent Lamp)的線關源,在顯示準確性上都遠不及 LED 背光燈顯示,LED 背光可以有效改善畫質,大幅度提升動態對比度,同時改善漏光,拖影,殘影等現象,在節能方面尤為突出。
四、Local Dimming 基於 MCU的一般結構
一般是由 TV 或者顯示器部分的 SOC/FPGA 接收處理視頻或者圖像信息,將處理後的背光亮度調節信息傳給 MCU,MCU 再將處理後的數據信息推給 LED Diver,最後由 LED Driver 控制不同的背光分區及每個分區裡面 LED 燈的亮滅程度。
那麼一般我們如何選擇一款的合適 MCU 呢!
- 一般要考慮 MCU 的算力;
- SPI 或 PWM 的通道數;
- DMA 的支持;
- Flash/RAM 的大小;
- GPIO 的數量等。
以 NXP 的產品為例:
如果背光分區數約在 2000 分區以下,就推薦使用 LPC55xx 系列;
如果做高端顯示,背光分區數大於約 2000 分區,則推薦使用 RT1041/1061/1171。
如下圖顯示的就是 LPC55xx 系列的 TV Local Dimming 方案,該方案充分發揮 EZH 的優勢控制 LED Driver,提升背光數據處理效率,可以大大提升產品性能。
優勢:
1、LPC55xx 系列擁有 EZH 可以同時完成部分數據工作,大大提高 MCU 處理速度;
2、可以利用 SCT 生成 PWM 時鐘和 EZH 同步,採用 EZH 控制 SPI 傳輸和鎖存信號;
3、EZH 還支持 SmartDMA,無需 CPU 干預;
4、RTxxxx 系列產品具有高達 400+ --500MHz 的主頻,具有 96 個GPIO 口,可以滿足更多的分區需求。
如果您對 NXP 的 Local Dimming 方案感興趣,您可以留言諮詢,謝謝。
參考鏈接:
https://wenku.baidu.com/view/57b052bb91c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad79d?_wkts_=1700454046403
https://wenku.baidu.com/view/58064be7f624ccbff121dd36a32d7375a417c60e.html?_wkts_=1700459332514
https://www.sohu.com/a/259337823_99957767
https://zhuanlan.zhihu.com/p/569285979
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