Szczegóły bloga

Wśród podstawowych parametrów wyświetlaczy LED jasność jest krytycznym wskaźnikiem określającym wydajność wyświetlacza, możliwość dostosowania scen i żywotność urządzenia, bezpośrednio wpływając na klarowność obrazu i wrażenia wizualne użytkownika. W przeciwieństwie do intuicyjnych parametrów, takich jak rozdzielczość i częstotliwość odświeżania, wybór i interpretacja jasności wymagają uwzględnienia zasad fizycznych, scenariuszy użytkowania i parametrów technicznych. Wielu użytkowników przy zakupie lub użytkowaniu wyświetlaczy LED błędnie uważa, że ​​„wyższa jasność jest lepsza”. Zaczynając od podstawowej definicji jasności, w tym artykule szczegółowo omówiono logikę obliczeń jasności, różnice w jasności między produktami do użytku wewnętrznego i zewnętrznego oraz wielowymiarowy wpływ jasności na wyświetlacze LED. Ma na celu pomóc praktykom z branży i zwykłym użytkownikom w opracowaniu naukowego i racjonalnego zrozumienia jasności.

I. Podstawowa definicja jasności wyświetlacza LED

Jasność wyświetlacza LED odnosi się do gęstości strumienia świetlnego emitowanego na jednostkę powierzchni ekranu przy normalnym kącie widzenia. Standardową jednostką branżową jest kandela na metr kwadratowy (cd/m², znana również jako nit), która fizycznie reprezentuje natężenie światła powierzchni wyświetlacza w standardowym kierunku patrzenia. Podstawowa wartość jasności polega na zrównoważeniu światła otoczenia i wyświetlanej treści — jasność ekranu musi odpowiadać intensywności światła otoczenia, aby zapewnić wyraźne i wygodne wrażenia wizualne, a nie po prostu dążyć do wyższej wartości liczbowej. Kluczowe powiązane definicje są następujące:

1. Jasność (L): Jasność wyświetlacza LED odnosi się do maksymalnego natężenia światła na jednostkę powierzchni ekranu w normalnym kierunku. W przypadku wyświetlaczy pełnokolorowych oznacza w szczególności jasność pełnego białego ekranu, gdy kanały R, G i B mają maksymalną skalę szarości.
2. Jednostka: 1 nit = 1 cd/m² (kandela na metr kwadratowy).
3. Nominalna jasność (maksymalna jasność): Szczytowa jasność mierzona w standardowych warunkach (25°C, pełny biały ekran, standardowe napięcie), jak zaznaczono w karcie specyfikacji produktu.
4. Średnia jasność: Średnia jasność równomiernie oświetlonego pełnego ekranu, która jest bardziej skupiona w zastosowaniach inżynieryjnych.
5. Jednolitość jasności: Spójność jasności w różnych obszarach ekranu, wyrażona jako procent „maksymalnego odchylenia/średniej jasności” — mniejsza wartość oznacza lepszą wydajność (norma branżowa: ≤5%).

II. Obliczanie jasności wyświetlacza LED (szczegółowy przykład wyświetlacza zewnętrznego)

Jasność wyświetlacza LED jest zgodna z logiką wyprowadzenia:jasność pojedynczej diody LED → jasność pojedynczego piksela → teoretyczna jasność pełnego ekranu → rzeczywista korekta jasności. Wyświetlacze zewnętrzne wymagają wysokiej jasności i wykorzystują specjalistyczne specyfikacje koralików świetlnych, dzięki czemu ich logika obliczeniowa jest bardziej zgodna z rzeczywistymi scenariuszami inżynieryjnymi. Poniżej znajduje się szczegółowy opis całego procesu obliczeń na przykładzie pełnokolorowego wyświetlacza P5 do zastosowań zewnętrznych.

(I) Podstawowe parametry (pełnokolorowy wyświetlacz zewnętrzny P5)

Przed obliczeniami należy wyjaśnić cztery kategorie podstawowych parametrów specyficznych dla wyświetlaczy zewnętrznych (wszystkie standardowe specyfikacje dostarczone przez producentów):

1.  Jasność pojedynczego koralika świetlnego LED: Kolorowe wyświetlacze zewnętrzne mają znacznie jaśniejsze koraliki lampowe niż te wewnętrzne, przy typowych specyfikacjach: czerwony 1100 mcd, zielony 1400 mcd, niebieski 180 mcd (jednostka: millikandela, mcd; 1 cd = 1000 mcd).
2. Konfiguracja pikseli: Popularne wyświetlacze zewnętrzne korzystają z konfiguracji 1R1G1B (1 czerwony, 1 zielony, 1 niebieski), a współczynnik jasności czerwonego, zielonego i niebieskiego spełnia wymagania balansu bieli.
3. Gęstość pikseli: Wyświetlacz zewnętrzny P5 ma rozstaw pikseli 5 mm i gęstość pikseli 40 000 DOT/m² na metr kwadratowy.
4. Tryb skanowania: Wyświetlacze zewnętrzne zwykle wykorzystują skanowanie statyczne (1/1S) lub niskie współczynniki skanowania (np. 1/4S). W tym przykładzie zastosowano skanowanie 1/8 (niskie współczynniki skanowania dla wyświetlaczy zewnętrznych zwiększają jasność i stabilność).
5. Współczynnik tłumienia światła: W zależności od technologii pakowania, masek pyłoszczelnych, kurzu w środowisku i starzenia się światła słonecznego, współczynnik tłumienia światła wyświetlaczy zewnętrznych wynosi około 18%-22% (w tym przykładzie do obliczeń użyto 20%).

(II) Wzór obliczeniowy krok po kroku i obliczenia praktyczne

1. Wzór obliczania jasności balansu bieli

Współczynnik balansu bieli: Jasność czerwieni : Jasność zieleni : Jasność błękitu = 3:6:1

Formuła jasności balansu bieli(obliczane proporcjonalnie przy zastosowaniu minimalnej wartości jasności):

Jasność pojedynczego piksela (cd) = (Jasność niebieskiej diody LED × 10) ÷ 1000

Praktyczne obliczenia:

Jasność pojedynczego piksela = (180 × 10) mcd ÷ 1000 = 1800 mcd ÷ 1000 = 1,8 cd

2. Teoretyczne obliczanie jasności pełnego ekranu

Jasność teoretyczna odnosi się do maksymalnej jasności w idealnych warunkach (brak tłumienia światła, koraliki lampowe pracują przy pełnym obciążeniu).

Formuła:

Teoretyczna jasność pełnego ekranu (cd/m²) = Jasność pojedynczego piksela (cd) × Gęstość pikseli (PUNKT/m²) ÷ Współczynnik skanowania

Praktyczne obliczenia:

Teoretyczna jasność = 1,8 cd × 40 000 DOT/m² ÷ 8 = 9 000 cd/m²

3. Rzeczywista korekta jasności (odjęcie osłabienia światła)

Rzeczywista jasność odnosi się do efektywnej jasności ekranu w rzeczywistym środowisku, z uwzględnieniem utraty światła spowodowanej przez opakowanie, maski, kurz itp.

Formuła:

Rzeczywista jasność (cd/m²) = Jasność teoretyczna × (1 – Stopień tłumienia światła)

Praktyczne obliczenia:

Rzeczywista jasność = 9 000 cd/m² × (1 - 20%) = 7 200 cd/m²

4. Wyprowadzenie odwrotne (weryfikacja wyboru jasności koralika lampy)

Biorąc pod uwagę docelową jasność wyświetlacza zewnętrznego, wymaganą jasność pojedynczego koralika świetlnego można wyprowadzić w sposób odwrotny w celu weryfikacji modelu:

Formuła:

Jasność pojedynczego koralika lampowego (mcd) = Jasność docelowa (cd/m²) ÷ (1 – współczynnik tłumienia światła) × Współczynnik skanowania ÷ Gęstość pikseli (PUNKT/m²) × 1000 (1 cd = 1000 mcd) ÷ 10 (współczynnik balansu bieli 3:6:1, przy użyciu koloru niebieskiego jako jednostki)

Przykład: Jeżeli wymagana jest rzeczywista jasność wyświetlacza zewnętrznego P5 wynosząca ≥7200 cd/m², jasność pojedynczego koralika świetlnego oblicza się w odwrotny sposób:

Jasność pojedynczego koralika = 7200 ÷ 0,8 × 8 ÷ 40000 × 1000 ÷ 10 = 180 mcd

Ogólna jasność wyświetlacza LED nie jest prostą superpozycją jasności pojedynczego koralika LED. Zamiast tego wymaga kompleksowych obliczeń w oparciu o specyfikacje koralików lampowych, konfigurację pikseli, tryb skanowania, obszar ekranu i inne parametry, które są podzielone na dwa podstawowe etapy: teoretyczne obliczenie jasności i rzeczywistą korektę jasności. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie logiki obliczeń przy użyciu standardowych wzorów branżowych i praktycznych przykładów.