17.Элементы (пикселы) светодиодных панелей (led и oled экранов). Варианты конструктивной реализации пикселов, способы управления их состоянием и сравнительные характеристики.

Для формирования различных уровней яркости излучения светодиодов применяют технику широтно-импульсной модуляции - ШИМ (PWM - Pulse-width modulation). Суть этой техники заключается в том, что в зависимости от необходимого уровня яркости ток не постоянно подается на светодиод, а только в течение некоторого времени (зависящего от требуемого уровня яркости), затем прекращает подаваться, затем снова подается и т.д. Например, для формирования яркости в половину от максимальной надо пропускать ток половину времени некоторого цикла, в четверть яркости – четверть времени, и т. д. Иными словами, светодиод работает в режиме “включен-выключен”, причем время включения пропорционально требуемому уровню яркости.

Структура информационного поля экрана. Светодиодные пиксели, которые могут иметь самую различную форму, размещены в поле экрана в узлах прямоугольной сетки. Соответственно, нужно говорить о размере пикселя и шаге пикселей в поле экрана. В зависимости от конструктивных особенностей и решаемых задач, соотношение размера пикселя к шагу может составлять (0,5 – 0,9):1. Нужно отметить две особенности структуры светодиодного экрана:

Размер пикселя не зависит от размера экрана. Увеличение размера экрана достигается увеличением его информационной емкости. 

С учетом того, что каждый светодиод является практически точечным источником света (световой поток рассеивается корпусом светодиода в небольшой степени), пикселизация поля светодиодного экрана существенно больше, чем, например изображения на плазменной панели или проекционном экране. Явление иррадиации (зрительное ощущение размывания точечного источника света при его высокой яркости) в некоторой степени снижает пикселизацию. Другим способом уменьшения пикселизации является использование диффузных фильтров и увеличение соотношения размер / шаг пикселя.

Цветообразование. В светодиодных экранах в основном используется пространственное цветообразование. В простейшем случае пиксель составлен из трех светодиодов с различным цветом свечения (обычно красный, зеленый, синий). Для больших пикселей используются от 4 светодиодов (два красных, зеленый и синий) и больше. В экранах с размерами пикселей более 20 мм используются т.н. кластеры – конструктивно объединенные группы диодов, например, 8 красных, 6 зеленых, 2 синих и т.д. Количество светодиодов каждого цвета обычно выбирают с учетом максимального приближения к балансу белого цвета

С точки зрения качества изображения важны следующие характеристики экрана:

разрешение экрана (т.н. пространственное разрешение), в случае светодиодных экранов обычно выражаемое в виде расстояния между пикселями (pitch size);

максимальная яркость (измеряемая в Нитах);

динамический диапазон яркости, выражаемый в количестве уровней яркости, которые возможно отобразить на светодиодном экране (эта характеристика носит также название радиометрического или энергетическогоразрешения);

 частота смены кадров, выражаемая в количестве кадров, показываемых за секунду (fps) (это временноеразрешение);

частота обновления кадра (частота рефреша), измеряемая в Герцах (это тоже временное разрешение);

спектральное разрешение – насколько много спектральных составляющих формируют изображение;

однородность цвета по всему экрану;

баланс белого цвета и возможность его настройки;

линейность восприятия яркости – субъективная характеристика качества изображения, которая выражается в возможности различать глазом близкие уровни яркости, как на темных участках изображения, так и на ярких;

контрастность изображения экрана;

характеристика изменения качества изображения экрана в зависимости от угла обзора;