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Come abbinare la luminosità colore del pannello TFT-LCD automobilistico
Apr 21, 2017

La richiesta di correzione gamma deriva dall'invenzione dei monitor TV CRT. Il CRT utilizza una grata di fascio di elettroni per illuminare il rivestimento fluorescente dietro il pannello anteriore del display. La tensione di controllo della griglia applicata viene controllata proporzionalmente all'intensità luminosa e rispetta la regola del mondo sotterraneo: intensità luminosa = il tempo gamma-tempo della tensione di controllo. Questo controllo ha una natura non lineare intrinseca. Il valore nominale gamma del CRT è di circa 2. 5. D'altra parte, l'occhio umano ha una risposta inversa, relativamente sensibile ai cambiamenti nella parte più scura del livello grigio. Pertanto, per rendere l'immagine finale mostrare la profondità reale di livello grigio negli occhi umani, dobbiamo calibrare i segnali rossi, verdi e blu prima di trasferire l'immagine. La scuola viene condotta in un sistema di sorgenti video, come una telecamera di trasmissione televisiva.

In questo articolo viene descritto come garantire la coerenza della luminosità e la corrispondenza dei colori del pannello TFT-LCD automobilistico tramite la correzione gamma (nota anche come taratura gamma). Discuteremo come utilizzare un buffer gamma programmabile a 14 canali per calibrare la risposta gamma del pannello LCD e introdurre tre esempi di impostazioni elevate, nominali e basse.

La tensione di uscita del design della fotocamera è proporzionale all'intensità luminosa, che equivale a 1/2 dell'intensità luminosa. 5 Times Square (0.) 4 Times Square. Poiché un valore leggermente superiore a 1 del valore gamma è preferito, lo standard di diffusione di solito utilizza 0. Il valore gamma di 5 rende il valore gamma gamma di 1. 25. La figura 1 mostra la risposta gamma gamma incorporata della telecamera è l'inverso della Risposta CRT, quindi non è necessaria alcuna correzione gamma aggiuntiva del sistema. Tuttavia, il segnale TFT-LCD deve essere regolato per compensare la tuning gamma della fotocamera, inizialmente impostata per il monitor CRT

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Figura 1. Valore Gamma del sistema CRT tradizionale

Gamma Calibration del pannello LCD automobilistico

Il pannello TFT-LCD è sempre più applicato nel misuratore di segnalazione combinazione automobilistico, nell'intrattenimento informatico e ontologico di navigazione e nello specchio retrovisore intelligente ADAS (Advanced Driving Ausiliary System). Invece di utilizzare fucili elettronici e strati fluorescenti per produrre l'intensità luminosa, controllano la trasmittanza di "retroilluminazione" attraverso il pixel esercitando una tensione sul pixel LCD. L'uso di lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL) o diodi a LED (LED) per fornire "retroilluminazione". La tensione applicata al pixel LCD può controllare la quantità di retroilluminazione trasmessa alla parte anteriore per riprodurre l'immagine trasmessa, che definisce la curva di trasmissione per il TFT-LCD.

La gamma del valore TFT-LCD differisce dal CRT, ma ha una leggera risposta alla gamma. La calibrazione gamma del sistema di trasmissione tradizionale viene effettuata nel processo di trasmissione del segnale per compensare la risposta gamma gamma CRT, che combina la risposta inversa dell'occhio umano. Pertanto, deve essere applicato alla correzione gamma prima che il segnale venga applicato al pannello TFT-LCD. La correzione gamma TFT-LCD è necessaria per seguire la correzione gamma dei monitor CRT. Il segnale video in ingresso è numerico e il codice di correzione gamma viene applicato a un convertitore di modalità digitale (DAC) per generare tensioni e applicarsi a pixel. Questi codici di correzione gamma aiutano il produttore del pannello a determinare il codice di correzione appropriato per soddisfare gli effetti visivi. Il sistema può spesso memorizzare più impostazioni di correzione gamma per diverse condizioni di luce ambientale. La Figura 2 mostra la correzione gamma normalizzata per il pannello TFT-LCD per implementare il valore di gamma del sistema 1.

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Figura 2. Valore Gamma per il sistema LCD

I dati video digitali, normalmente segnali differenziali a bassa tensione (LVDS), devono essere convertiti utilizzando il DAC per produrre tensioni analoghe applicate a pixel. Il DAC non lineare parzialmente nell'azionamento sorgente / colonna del pannello viene utilizzato per la correzione gamma (nonlinearità intenzionale). L'unità DAC di origine decide quante diverse fasi di tensione possono essere esercitate sui pixel (ad esempio un DAC a 8 bit può produrre 28 o 256 scala di grigi). La Figura 3 mostra la percezione del cambiamento di intensità dei livelli di grigio causati da ogni fase di tensione ed è relativa alla risposta gamma del pannello (tensione-trasmittanza o curva VT) e la risposta agli occhi.

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Figura 3. Confronto delle variazioni relative della resistenza delle diverse risposte gamma

Le proprietà non lineari della correzione gamma provocano dati di immagine compressi a basso livello di luminosità e i dati di immagine con alto livello di luminosità vengono compressi con una compressione poco o nessuna. La compressione a livello basso rende i dati dell'immagine in aree "scuri" a "più scure" più accattivanti e l'occhio umano è più sensibile alla rilevazione. Questo migliora la profondità dell'immagine. Come ulteriore vantaggio, questa compressione e la nonlinearità producono bit più bassi della codifica della luminanza (ad esempio una condizione non lineare di 8 bit e un caso lineare di 12 bit o 14 bit). Inoltre, la compressione può contribuire a ridurre la probabilità di rumore del segnale video.

Buffers programmabili di gamma

Per attivare la risposta gamma del pannello LCD nella funzione di trasferimento VT desiderata, l'unità DAC del pannello di origine (colonna) può utilizzare una varietà di tensioni di riferimento applicate a più punti di contatto. Queste tensioni forzano ogni DAC per avere una condizione di lavoro ideale non lineare. La tensione di riferimento è spesso fornita dal buffer tampone IC, che di solito è un amplificatore di tampone che fornisce tensioni analoghe al punto DAC. Il buffer di gamma gamma può essere statico o programmabile. L'Intersil ISL76534 è un dispositivo che può essere utilizzato per i pannelli LCD per automobili, composto da un tampone programmabile a 14 canali basato su I2C e un canale VCOM, entrambi 10 bit di risoluzione. Il dispositivo può fornire tensione di riferimento DC accurata e stabile all'azionamento TFT-LCD automobilistico. La Figura 4 mostra uno schema semplificato del sistema a pannello TFT-LCD.

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Figura 4. Diagramma del pannello LCD semplificato

Controllando i punti DAC, il produttore del pannello LCD per automobili può ottimizzare la tensione per aggiustare ulteriormente o calibrare la risposta Gamma non lineare del pannello (nota anche come gamma calibrazione). Ciò aiuta il produttore del pannello LCD per l'automobile a garantire che tutti i pannelli LCD in uno dei suoi modelli abbiano una risposta gamma costante. Ciò significa che la differenza tra gli effetti visivi potenziali causati dalla produzione LCD e altri fattori è ridotta al minimo, in modo che i produttori di pannelli LCD per automobili possono fornire prodotti più coerenti e visivamente attraenti. I consumatori possono essere certi che il display dell'auto acquistato avrà lo stesso effetto visivo sul display che vedono sull'unità di prova.

In definitiva, il produttore del pannello decide come calibrare la risposta gamma, come Gamma = 2. 2, γ = 2. 0, γ = 1. 8 oppure una combinazione di valori gamma diversi in base alla luminosità prevista, in modo che il display abbia un Effetto visivo specifico. È interessante notare che le caratteristiche della gamma sono facili da modificare con l'angolo di visione e le diverse condizioni di illuminazione ambientale, per cui all'acquisto di un'auto dovrebbe confrontare il display in condizioni di luce e di scarsa luminosità sotto l'intensità del display, per determinare se il display L'immagine è soddisfacente.

Confronto di immagini dei diversi valori gamma

La Figura 5 confronta gli effetti visivi della stessa immagine con diversi valori gamma totali e è facile vedere la differenza. L'immagine intermedia (Figura 5B) è un valore gamma nominale (primitivo) (come Γ = 2.) 2, l'immagine superiore (Figura 5A) è maggiore del valore nominale, l'immagine inferiore (Figura 5C) Small Yu Biao . L'immagine di fondo perde il contrasto con il colore scuro e diventa in qualche modo invertito. Il contrasto dell'immagine superiore è più grande, ma l'area più scura è più.

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Figura 5A. Esempio di immagine ad alta gamma

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Figura 5B. Esempio di immagine nominale del valore di gamma

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Figura 5C. Esempio di immagine a basso valore di gamma

Valore Gamma e impostazioni di visualizzazione dell'infrastruttura automobilistica

Il pannello LCD dell'automobile ha un punteggio nero-Bai Duan determinato dalle prestazioni dell'unità di origine. Tuttavia, il segnale può essere regolato digitalmente durante l'elaborazione dei dati video. In alternativa, è possibile modificare la luminosità regolando l'intensità della retroilluminazione del pannello LCD, che aggiunge un'altra dimensione di prestazioni del sistema. Il controllo del display viene spesso regolato per le impostazioni di luminosità e contrasto, giorno e notte.

Tamponi gamma programmabili Semplificare il compito di valutare e impostare la funzione di trasferimento del display, ovvero trasferire l'attività al ciclo di produzione del produttore di display automobilistico. Queste impostazioni gamma sono programmate nella EEPROM e vengono trasmesse al DAC quando il sistema viene caricato. Alcuni buffer hanno più gruppi di memoria per contenere più file di impostazioni di visualizzazione (profilo) corrispondenti a diverse condizioni di luce ambientale e impostazioni personalizzate che possono essere salvate e memorizzate dall'utente con gli strumenti appropriati. Il file di impostazioni gamma fornito dal produttore è di solito sufficiente per soddisfare la maggior parte delle applicazioni automobilistiche. La programmazione avviene durante la configurazione iniziale e quindi il file delle impostazioni non cambia più a meno che non sia necessario effettuare una regolazione fine per migliorare gli effetti visivi del display.

Conclusione

I fabbricanti del pannello LCD automobilistici si sforzano di rendere riconoscibili gli effetti visivi delle loro vetrine da parte dei produttori di automobili e dei consumatori. Ciò richiede un valore di riferimento stabile del buffer di gamma per assicurare che l'immagine a colori video visualizzata dal suo pannello LCD abbia identico contrasto, luminosità e colore, non varia a seconda del display. Questo obiettivo può essere realizzato utilizzando buffer di gamma programmabili ad alta precisione, come Intersil ISL76534. Ulteriori informazioni su ISL76534.