1、第一章 方案设计一 设计依据 本显示屏系统依据以下规范设计： LED 显示屏通用规范 SJ/T111412003 LED 显示屏测试方法 计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB17859-1999 电力子操作工作站机房设计规范 GB50174-93 国际串行通讯标准 EIARS-232-C 工业操作工作站系统安装环境条件 ZBN18-001 电磁兼容 GB/T17626 远动设备及系统工作条件环境条件和电源 GB/T 15153-94 国家标准建筑物防雷设计规范 GB50057-94 计算机信息系统防雷保安器 GB173-1998 建筑电气设计技术规程 JDJ16-83 民用建筑电气设计规范
2、 JGJ 16-2008 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB50169-92 电子信息系统机房设计规范 GB50174-2008 低压配电设计规范 GB50054-95 工业企业照明设计规范 GB50034-95二 显示屏排布本方案显示屏采用型号 vvm3 产品，完全以现场需求为依据的合理化设计理念，保证屏表面平整均匀，不出现缝隙。整屏横向分辨率超出常规屏幕，播放画面可以分多窗口，多形式显示高分辨率视频图像，具有近距离观看的高清晰显示性能。显示屏安装示意图三 可行性分析1 屏幕视角分析原理通过对 LED 屏幕的视角分析，可以判定 LED 屏幕设计的适用性和性价比，分析过程实际上是对
3、屏幕能够覆盖的范围的定性衡量，从水平与垂直方向的 LED 发光角度进行计算，得出观众能够收看到屏幕的最佳范围。实际屏幕发光范围是在屏幕垂直的发现方向内，成一定角度的锥形空间，这也是人们总能够从任意角度都能观看到屏幕上图像的一个证明。从方案设计角度出发，我们选择通常的方法，即垂直屏幕方向和水平方向，垂直方向用剖面图分析，水平方向用平面图分析。1.1 显示屏视角的定义假定显示屏法线方向的亮度为 LF，从显示屏中心法线左右两侧检测显示屏的亮度，当左右两侧亮度值下降到 LF/2 时，两条观测线之间构成的夹角 S(SStandr: GB9254:08 Clas A10mEUT: /ModelOpratL
4、DPw Suply: 10mtes ite(Yzhuang)Tem,Hidt/ Tes ite10mSARMgMargineting:2dBCompany: /Ref. NuSEC30. 10.050.10. 50.-11001203405607809FrequncyLevlMHzdB(V/) Lit(QP)LYD038REMSpecrumH,Kstd Iem(H)FinalQPCESIM LAB 28 March,201 3:52LYD38REM.datStandr: GB9254:08 Clas A10mEUT: /ModelOpratLDPw Suply: 10mtes ite(Yzhu
5、ang)Tem,Hidt/ Tes ite10mSARMgMargineting:2dBCompany: /Ref. NuSEC30. 10.050.10. 50.-11001203405607809FrequncyLevlMHzdB(V/) Lit(QP)LYD038REMSpecrumV,Kstd Iem(V)FinalQP增加屏蔽后实验室测试结果CILAB 8March,201 4:35LDY 38M.datStdrGB9254:08 Clas A10mEUMolOprat: Pwe Suply10mtes ite(Yzhuang)Tm,Hidt/ Tsite10mARMagn: Mar
6、ginSeting:dCompy/Ref. Nu30. 10.050.10. 50.-1123456789FrequncyLevlMHzdB(V/) L(QP)LDY328MSpectrumH,Ksd Item(H)CESIM LAB 28 March,201 4:35LDY38M.datStandr: GB9254:08 Clas A10mEUT: /ModelOpratPw Suply: 10mtes ite(Yzhuang)Tem,Hidt/ Tes ite10mSARMgMargineting:2dBCompany: /Ref. Nu30. 10.050.10. 50.-1100120
7、3405607809FrequncyLevlMHzdB(V/) Lit(QP)LDY328 MSpecrumV,KstdIem(V)Final QP结论：从屏蔽前和屏蔽后测试结果看，经过屏蔽处理，在实验室标准环境下测的数据来看,产品在相同频点屏蔽后比未屏蔽辐射强度下降了 10db 左右。可见我们所采用的屏蔽措施是科学有效的。另外，其中辐射较强的频点均为时钟脉冲或其多次谐波，其他图像等有用信号辐射很小。6 超高刷新速率LED 显示屏刷新率即为图像每秒钟显示数据被重复的次数，高速的刷新频率可完全适应高速摄影机和高清电视转播需要，显示屏达到 1920 赫兹以上时，摄取画面稳定无波纹无黑屏，应对动态显
8、示画面，图像边缘清晰，将图像信息准确真实地还原。为了让客户更加直观的了解我司产品的刷新频率，我们现在利用高速相机对全白场的 LED 模组进行拍照。其原理是通过调整相机快门速度对产品成像进行抓拍，当快门速度低于模组刷新率时，观测到模组呈现的是完整的白场，当快门速度高于模组刷新率时照出的照片上模组呈现的是不完整的白场（明显的黑白间隔线），从而可以定性的判断一款产品的刷新频率高低的影响。测试视频动态响应由上图示意所示，刷新速率越高，动态表现越好，这些负面现象越小。完美的动态表现性能 出现拖影现象7 高对比度对比度的高低直接影响显示屏的显示效果，一般目前显示屏对比度基本都在 1000：1 左右，较低的
9、对比度直接影响显示屏的显示效果和灰度，对比度越高，屏幕显示效果越好。为了提高显示屏幕的对比度，利亚德研发部门通过专业的测试和大量的对比，LED 灯表面做雾化处理，降低屏幕反光率。同时，增加黑色面罩。从根本上解决了以往的问题，使显示屏的对比度提升到了3000：1 ，取得了质的飞跃，呈现出绝佳的显示效果。没有面罩的 LED 面板（呈灰色） 利亚德 LED 面板（深黑色）8 零噪音散热由于小间距产品通体不设置散热风扇，所以大屏幕在正常运行过程中，几乎不产生噪音，其散热全部依赖于压铸铝模组，铝材质的导热系数极大，并且 LED 光效高，发热量低，正常工作温度保持在 45-50 摄氏度。显示单元散热均匀，
10、保证 LED 灯均与老化，使用寿命延长。均匀的散热技术，保证屏幕亮度均匀一致。LED 显示屏采用绿色发光技术，光点转换效率高，节能环保。并采用高效率的 PFC 功能开关电源为 LED 供电，把整屏能耗降到最低。投影机的热量主要来源于投影机内部的成像系统、投影机的电源部分以及投影灯泡，这三部分汇聚在一起的热量是相当大的，目前市场上主流的投影机灯泡功率高，而投影机的体积也变得越来越小，在如此小的空间内大功率灯泡所产生的热量是极高的。寿命也会大大缩短的，给用户增加了使用成本。一般情况下，投影机连续工作 3-4 个小时就要休息一下，以让内部充分的散热。LED 屏幕采用高效开关电源，靠自身带的铝片散热，
11、不安装散热风扇，使得整屏零噪音，这样比具有一整套大型散热设备的背投设备，更有实用价值优势。室内 LED 显示屏无需配备风扇空调等散热设备，只要在室内环境下便可自然散热。而且可连续工作 72 个小时。9 后期维护成本更低LED 小间距屏幕通常情况下坏品率极低，即便有故障也只需对模块或电源进行更换。同时，屏幕单灯可维护，对于可能出现的坏点，能够进行维修更换。第三章 利亚德产品技术优势一 真正无缝拼接技术某大厅背投拼接显示墙 奥运会开幕式投影地球背投拼接大屏幕，单元间存在亮度差异，影像视觉效果。投影本身亮度不足，造成只有在环境光比较昏暗的情况下使用。某接待大厅液晶拼接墙 液晶拼接显示器背部液晶拼接墙
12、因为液晶面板尺寸的限制，会在屏幕中间出现均匀的黑缝，影响整体一致性。天安门广场巨型 LED 显示屏 奥运会开幕式 LED 地屏及画轴LED 屏幕可以任意方向、任意尺寸、任意造型拼接，画面均匀一致，受众范围更广，真正无缝拼接屏。特别是用在监控背景墙或演出舞台背景屏幕的情况下，无缝屏幕的优点更加明显，图像画面任意分割，可以接收多路输入信号，同时显示在屏幕上，且画面无分隔，没有黑线，不存在遗漏信息的情况。二 响应时间极小在数字显示技术中，任意连续视频是由许多静止画面帧组成，其中每相邻两帧画面的更换时间，是衡量观众收看到的图像连贯、清晰的重要指标。LED 显示屏的这一时间极短，在纳秒级别内，故与液晶和
13、投影机相比，特别是在监控画面及播放动态视频的时候，具有极大的优势。相对于照相机、摄像机这种记录图像的设备而言，显示屏幕是还原影像的一种设备，我们最常接触的有液晶显示屏（LCD）、等离子（PDP）、投影和 LED 显示屏，LED 屏幕的亮度、颜色、功耗以及响应时间等方面优势明显。屏幕类别液晶显示屏（LCD）等离子（PDP）投影 LED 显示屏原理 背光源投射 自发光 背光源投射 自发光颜色数 低 高 低 较高亮度 高 高 低 较高对比度 低 高 低 高尺寸 小于 108 寸 大于 42 寸 任意大小 任意大小功耗 低 高 较高 低响应时间 中等 毫秒级 很小 微秒级 中等 毫秒级 极小 纳秒级注
14、：1 毫秒=1000 微秒=1000000 纳秒三 广视角假定显示屏法线方向的亮度为 LF，从显示屏中心法线左右两侧检测显示屏的亮度，当左右两侧亮度值下降到 LF/2 时，两条观测线之间构成的夹角 S(S180)称为显示屏水平方向的视角。从显示屏中心法线上下两侧检测显示屏的亮度，当上下两侧的亮度值下降到 LF/2 时，两条观测线之间构成的夹角 C(C180）称为显示屏垂直方向的视角。LED 表贴灯将三色发光体封装在一个环氧树脂结构里，呈线性排列或者三角形排列，其混色效果非常好。 红 色 发 光 体绿 色 发 光 体蓝 色 发 光 体线 性 排 列红 色 发 光 体绿 色 发 光 体蓝 色 发
15、光 体圆 周 排 列线性排列表贴 LED 圆周排列表贴 LED屏幕的视角越大，位于屏幕左右两侧及上下方向收看到的屏幕图像越清晰，越均匀，以下是投影屏幕与 LED 屏幕在各向视角上的对比。投影屏幕的五向视角照片LED 屏幕的五向视角照片四 混色设计科学各种光源发出的光，由于光谱功率分布的差异，进入人眼后显现出各种不同的颜色。颜色可从感觉的观点和物理上的观点来看，前者抓住色的视感觉属性，与此有关的概念称作色的心理概念；后者注意到引起色的光性质，用称作三刺激值的量来表示。为了把心理概念上的色与物理概念上的色区别开来，把前者称作知觉色，后者称作心理物理色。颜色的心理概念术语和数量，用来表示人眼的彩色视
16、觉，主要包括明度、色调、饱和度。颜色的物理概念认为任何一种颜色光，都可以由 3 种相互独立的单色光按一定的比例混合得到，选作 3 种单色光的条件是其中任一种单色光不能由其余两种单色光相加混合得到，即它们是线性无关的。目前所使用绝大多数彩色显示器，不管是 CRT、LCD、PDP、DLP 还是其他，都是基于三原色成像。以下列出常见显示面板的颜色构成，其中的四色面板，将黄色作为蓝色的补色被增强后，对蓝色的表现力会起到很好的提升作用，还提高了黄色的表现力。三基色混色原理液晶显示器面板 液晶电视面板 等离子面板 ipad 面板iphone4 面板 夏普液晶四色 直插型 LED 面板 表贴型 LED 面板
17、LED 显示屏的混色设计包含 LED 排列设计以及控制驱动设计。LED 排列设计属于在面板上对发光二极管进行规则物理排布，也出于对 LED 各色灯分散性的考虑，以及为了能达到的亮度需求，将对一个基本像素内的 LED 进行多种排列，以实现最佳混色和白平衡下的最高亮度。五 单点校正技术LED 显示屏之所以能对视频图像的完美再现，得益于 LED 发光颗粒自身的先天优势，包括体积小、控制灵敏、排布灵活、纯正单色发光等等，相对于这样更重要的是怎样保证大批量应用的LED 发光颗粒能够均匀一致的发光，让其亮度和色度高度统一。这就需要一门称之为单点校正技术的办法，实现几百上千万颗 LED 能达到一模一样的发光
18、特性。这种技术也是将普通厂家 LED 产品区分开来的关键技术。在原有单点校正的基础上，vvm 箱体新增了整屏亮度、色度校正和单模块亮度、色度校正技术。整屏亮度、色度校正会根据项目具体情况，在间隔一到两年时间对整屏进行亮度和色度的校正，这样可以保证屏幕在长时间运行和老化后，依然可以保证整屏亮度和色度的一致性。 单模块亮度、色度校正技术可以实现对单个模块进行亮度和色度的校正，该技术很好的解决了屏体更换模块后，新模块与旧模块之间的色差问题。单点校正系统会对每个显示屏单元板中的每个像素进行单独控制，包括其亮度和颜色的控制，以获得前所未有的均匀度，生成最为清晰的图像。单点校正过程图在目前的 LED 技术
19、中，各家显示屏制造公司都会选则专门生产 LED 发光颗粒的公司进行采购，即使选用同一品牌厂家，同一型号同一批次的 LED，拿到的一批 LED 灯的亮度和色度都各不相同。这一问题导致了大屏幕颜色偏移、不一致的色纯度和质量低劣的伪白色，因为无达到真正的白平衡。为了消除这一问题，我们将采购 LED 芯片批次的工作尽可能做细，来分区或分解成具有近似颜色和亮度的区块。这种处理有一定的帮助，但仍有不足，所以我公司引进最先进的单点亮度及单点颜色校正技术，来应对这一问题将图像品质提升至更高档次。在单点校正技术中，要在暗环境内对每个扫描板上的 LED 的颜色和亮度值进行测量，并将测量结果保存在该扫描板上的 EP
20、ROM(可擦可编程只读存储器芯片) 中。我们的微处理器能够读取这些数据，并正确地搭配每个独立的 LED 芯片的亮度级和颜色，从而给出最佳的各色均匀性和白平衡。EPROM（可擦可编程只读存储器芯片）从显示屏生产制造的角度看，在模块被组装好之后，会精确地测定每个像素的原色和亮度等特性后，这些信息将被永久地存储在一个存储器芯片中。从显示屏正常运行角度看，每个模块中都保存有用于校正该模块上每一个 LED 的校正数据。当系统被通电时，每个屏板中的电子补偿板将装载这些校正数据。输入视频会被自动地按照内存数据予以调节，生成一个脉冲流，驱动 LED 像素达到正确且均匀的颜色和亮度。最终结果就是屏幕上出现完全均
21、匀的图像。1 单点亮度校正每个 LED 显示屏由很多个显示单元以及成千上万颗 LED 灯构成，三种颜色 LED 灯组合成为一个像素。由于 LED 的离散性，同一种颜色每颗 LED 的亮度都不同，导致其每个像素的亮度有很大的差异。在同档同批筛选后的产品中，最亮和最暗 LED 之间的亮度差有时甚至能高达10%15%。即便是使用同一批次同一档次的 LED 灯，恒流驱动电路也存在着较大的差异，并呈离散性分布，驱动电路的差异也导致 LED 像素的亮度差达到 6%，不进行修正也将影响到整屏亮度一致性。为弥补这种差异满足屏幕的观看效果，除使用经过仔细分档筛选的 LED 灯以及相应驱动芯片外，必须采用单点亮度
22、校正技术，即通过调整流入每个 LED 的电流来控制像素亮度。最终实现整屏 LED 一致的亮度。单点校正工作是从显示单元组装完成后开始的，通过光感照相设备测量每颗 LED 的亮度，指定整个系统中亮度值最暗的像素为基本 LED 点，其他所有像素均与其进行对比，改变输入电流实现改变亮度，同时达到整屏亮度一致目的。单点亮度校正前 单点亮度校正后其中 x 轴为 LED，y 轴为以 mcd 表示的 LED 亮度和以 mA 表示的 LED 驱动电流值。在未进行点校正前，所测得的面板中每个 LED 之间的亮度差可高达8%。这样大的亮度差在高端显示器中是无法接受的。单点亮度校正前 单点亮度校正后校正前，通过精确技术采样，各 LED 的色度偏差范围超过20%以上，即偏差值最大差距高达40%以上。因此，直接使用 LED 组装的显示屏，必然出现色度亮度不均匀的马赛克现象。校正前 校正后通过 LED 单点亮度色度校正，使得各 LED 的色度偏差范围小于1.5%，人眼已经无法察觉此偏差范围，因此可以保证 LED 显示屏的色彩鲜艳均匀，消除了色度亮度不均匀的马赛克现象。
