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Wie man die Farbe Helligkeit der Automotive TFT-LCD-Panel Match
Apr 21, 2017

Die Nachfrage nach Gammakorrektur ergibt sich aus der Erfindung von CRT-TV-Monitoren. Die CRT verwendet ein Elektronenstrahlgitter, um die fluoreszierende Beschichtung hinter der Frontplatte des Displays zu beleuchten. Die angelegte Netzsteuerspannung wird proportional zur Lichtstärke gesteuert und entspricht der Regel der Unterwelt: Leuchtstärke = Gamma-Zeitseite der Steuerspannung. Diese Kontrolle hat eine intrinsische nichtlineare Natur. Der nominale Gamma-Wert der CRT beträgt etwa 2. 5. Andererseits hat das menschliche Auge eine umgekehrte Antwort, die relativ empfindlich gegenüber den Veränderungen im dunkleren Teil des Graupegels ist. Deshalb, um das endgültige Bild zu zeigen, die tatsächliche Graustufen in menschlichen Augen, müssen wir die roten, grünen und blauen Signale vor der Übertragung des Bildes zu kalibrieren. Die Schule wird in einem Videoquellensystem wie einer Fernsehsenderkamera durchgeführt.

Dieser Artikel beschreibt, wie die Helligkeitskonsistenz und Farbabstimmung des automobilen TFT-LCD-Panels durch Gamma-Korrektur (auch als Gamma-Kalibrierung bekannt) gewährleistet ist. Wir diskutieren, wie man einen 14-Kanal programmierbaren Gamma-Puffer verwendet, um die Gamma-Antwort des LCD-Panels zu kalibrieren und stellt drei Beispiele für hohe, nominale und niedrige Gamma-Einstellungen vor.

Die Ausgangsspannung des Kamerabildes ist proportional zur Lichtstärke, was 1/2 der Lichtstärke entspricht. 5 Times Square (0.) 4 Times Square. Weil ein etwas größer als 1 des Gamma-Wertes bevorzugt ist, verwendet der Broadcast-Standard üblicherweise 0. Der Gamma-Wert von 5 macht den System-Gamma-Wert von 1. 25. Abbildung 1 zeigt die eingebaute Gamma-Antwort der Kamera ist umgekehrt CRT-Antwort, so dass keine zusätzliche System-Gamma-Korrektur erforderlich ist. Allerdings muss das TFT-LCD-Signal eingestellt werden, um die Gamma-Stimmung der Kamera zu kompensieren, die ursprünglich für den CRT-Monitor eingestellt wurde

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Abbildung 1. Gamma-Wert des traditionellen CRT-Systems

Automotive LCD-Panel Gamma-Kalibrierung

Das TFT-LCD-Panel wird mehr und mehr in der Automobil-Kombi-Messgerät, Information Entertainment und Navigation Ontologie Einheit und der Advanced Driving Auxiliary System (ADAS) intelligente Rückspiegel. Anstatt elektronische Pistolen und fluoreszierende Schichten zu verwenden, um eine Lichtstärke zu erzeugen, steuern sie die Durchlässigkeit der "Hintergrundbeleuchtung" durch das Pixel, indem sie eine Spannung auf dem LCD-Pixel ausüben. Die Verwendung von Kaltkathoden-Leuchtstofflampe (CCFL) oder Leuchtdioden (LED) Arrays zur Bereitstellung von "Hintergrundbeleuchtung". Die an das LCD-Pixel angelegte Spannung kann die Menge der an die Vorderseite übertragenen Hintergrundbeleuchtung steuern, um das übertragene Bild zu reproduzieren, das die Durchlässigkeitskurve für das TFT-LCD definiert.

Die Gamma des TFT-LCD-Wertes unterscheidet sich von der CRT, aber es hat eine leichte Gamma-Antwort. Die Gammakalibrierung des herkömmlichen Rundfunksystems wird im Signalübertragungsprozess durchgeführt, um die CRT-Gamma-Antwort zu kompensieren, die die umgekehrte Reaktion des menschlichen Auges kombiniert. Daher muss es auf die Gamma-Korrektur angewendet werden, bevor das Signal an das TFT-LCD-Panel angelegt wird. Die TFT-LCD-Gamma-Korrektur ist notwendig, um die Gamma-Korrektur von CRT-Monitoren zu verfolgen. Das Eingangsvideosignal ist numerisch und der Gammakorrekturcode wird an einen Digitalmoduswandler (DAC) angelegt, um Spannungen zu erzeugen und auf Pixel anzuwenden. Diese Gamma-Korrekturcodes helfen dem Panel-Display-Hersteller, den entsprechenden Korrekturcode zu bestimmen, um die visuellen Effekte zu erfüllen. Das System kann oft mehrere Gamma-Korrektur-Einstellungen für unterschiedliche Umgebungslicht-Bedingungen speichern. Abbildung 2 zeigt die normalisierte Gamma-Korrektur für das TFT-LCD-Panel zur Implementierung des System-Gammawertes 1.

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Abbildung 2. Gamma-Wert für LCD-System

Digitale Videodaten, meist Niederspannungs-Differenzsignale (LVDS), müssen mit dem DAC konvertiert werden, um analoge Spannungen zu erzeugen, die an Pixel angelegt werden. Der stückweise nichtlineare DAC im Quell- / Spaltenantrieb des Panels wird für die Gammakorrektur (vorsätzliche Nichtlinearität) verwendet. Der Quelllaufwerk-DAC entscheidet, wie viele verschiedene Spannungsschritte auf Pixel ausgeübt werden können (z. B. ein 8-Bit-DAC kann 28 oder 256 Graustufen erzeugen). Fig. 3 zeigt die Intensitätsänderungswahrnehmung von Graustufen, die durch jeden Spannungsschritt verursacht wird, und ist relativ zu der Gamma-Antwort des Paneels (Spannungsübertragungs- oder VT-Kurve) und der Augenreaktion.

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Abbildung 3. Vergleich der relativen Stärkevariationen verschiedener Gamma-Antworten

Die nichtlinearen Eigenschaften der Gamma-Korrektur führen zu komprimierten Bilddaten mit niedrigem Helligkeitsniveau, und die Bilddaten mit hohem Helligkeitsniveau werden mit wenig oder keiner Kompression komprimiert. Low-Level-Kompression macht die Bilddaten in "dunklen" zu "dunkleren" Bereichen sind eher auffällig, und das menschliche Auge ist anfälliger für die Erkennung. Dies verbessert die Bildtiefe. Als zusätzlicher Vorteil führt diese Kompression und Nichtlinearität zu niedrigeren Bits der Luminanzcodierung (z. B. einer nichtlinearen Bedingung von 8 Bits und einem linearen Fall von 12 Bits oder 14 Bits). Darüber hinaus kann Kompression dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit von Videosignalrauschen zu reduzieren.

Programmierbare Gamma-Puffer

Um die Gamma-Antwort des LCD-Panels in die gewünschte VT-Übertragungsfunktion zu bringen, kann der Source- (Spalten-) Laufwerk-DAC des Panels eine Vielzahl von Referenzspannungen verwenden, die auf mehrere Kontaktpunkte angewendet werden. Diese Spannungen zwingen jeden DAC, einen bestimmten idealen nichtlinearen Arbeitszustand zu haben. Die Referenzspannung wird häufig durch den Gamma-Puffer-IC bereitgestellt, der üblicherweise ein Pufferverstärker ist, der analoge Spannungen an den DAC-Punkt liefert. Der Gamma-Puffer IC kann statisch oder programmierbar sein. Die Intersil ISL76534 ist ein Gerät, das für Automobil-LCD-Panels verwendet werden kann, bestehend aus einem 14-Kanal programmierbaren Gamma-Puffer auf Basis von I2C und einem VCOM-Kanal, die beide 10 Bits Auflösung sind. Das Gerät kann dem Automobil-TFT-LCD-Quelllaufwerk eine genaue und stabile DC-Referenzspannung liefern. Abbildung 4 zeigt ein vereinfachtes Diagramm des TFT-LCD-Panelsystems.

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Abbildung 4. Vereinfachtes LCD-Panel-Diagramm

Durch die Steuerung der DAC-Punkte kann der Automobil-LCD-Panel-Hersteller die Spannung fein einstellen, um die nichtlineare Gamma-Antwort des Panels (auch als Gamma-Kalibrierung bekannt) weiter einzustellen oder zu kalibrieren. Dies hilft dem Automobil-LCD-Panel-Hersteller, um sicherzustellen, dass alle LCD-Panels in einem seiner Modelle eine konsistente Gamma-Antwort haben. Dies bedeutet, dass der Unterschied zwischen den potenziellen visuellen Effekten, die durch die LCD-Produktion und andere Faktoren verursacht werden, minimiert wird, so dass die Automobil-LCD-Panel-Hersteller können mehr konsistente und visuell attraktive Produkte. Die Verbraucher können sicher sein, dass die Anzeige des Fahrzeugs, das sie gekauft haben, den gleichen visuellen Effekt auf dem Display hat, das sie auf der Probefahrt sehen.

Letztlich entscheidet der Plattenhersteller, wie man die Gamma-Antwort wie Gamma = 2. 2, γ = 2. 0, γ = 1. 8 oder eine Kombination verschiedener Gamma-Werte auf der Grundlage der erwarteten Helligkeit kalibriert, so dass die Anzeige eine Spezifischer visueller Effekt. Es ist bemerkenswert, dass die Gamma-Charakteristiken mit dem Blickwinkel und den unterschiedlichen Umgebungsbeleuchtungsbedingungen leicht zu ändern sind, so dass beim Kauf eines Autos die Anzeige im Licht und bei niedrigen Lichtverhältnissen unter der Intensität des Displays verglichen werden muss, um festzustellen, ob das Display angezeigt wird Bild ist zufriedenstellend.

Bildvergleich verschiedener Gamma-Werte

Feige. 5 vergleicht die visuellen Effekte des gleichen Bildes mit verschiedenen Gamma-Werten, und es ist leicht, den Unterschied zu sehen. Das Zwischenbild (Fig. 5B) ist ein nominaler (primitiver) Gamma-Wert (wie Γ = 2.) 2, das obere Bild (Fig. 5A) ist größer als der nominale Wert, das untere Bild (Fig. 5C) kleiner Yu-Biao-Wert . Das untere Bild verliert den Kontrast zur dunklen Farbe und wird etwas umgekehrt. Der obere Bildkontrast ist größer, aber der insgesamt dunklere Bereich ist mehr.

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Fig. 5A. Beispiel für ein hohes Gamma-Wertbild

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Fig. 5B Beispiel für nominales Gamma-Wertbild

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Fig. 5C. Beispiel für ein Bild mit niedrigem Gamma-Wert

Gamma-Wert und Automobil-Infotainment-Anzeigeeinstellungen

Das Automobil-LCD-Panel hat einen Schwarz-Bai-Duan-Punkt-Rang, der durch die Leistung des Quelllaufwerks bestimmt wird. Das Signal kann jedoch während der Videodatenverarbeitung digital eingestellt werden. Alternativ können Sie die Helligkeit ändern, indem Sie die Hintergrundbeleuchtung der LCD-Anzeige einstellen, was eine weitere Systemleistungsdimension hinzufügt. Die Displaysteuerung wird oft auf Helligkeits- und Kontrast-, Tages- und Nachteinstellungen eingestellt.

Programmierbare Gamma-Puffer Vereinfachen Sie die Aufgabe, die Display-Transferfunktion auszuwerten und einzustellen, dh die Aufgabe auf den Fertigungszyklus des Automobil-Display-Herstellers zu übertragen. Diese Gamma-Einstellungen werden in das EEPROM programmiert und werden beim Aufladen des Systems an den DAC übertragen. Einige Puffer haben mehrere Speichergruppen, um mehrere Anzeigeeinstellungsdateien (Profil) zu halten, die verschiedenen Umgebungslichtbedingungen entsprechen, und benutzerdefinierte Einstellungen, die vom Benutzer mit den entsprechenden Werkzeugen gespeichert und gespeichert werden können. Die vom Hersteller zur Verfügung gestellte Gamma-Einstellungsdatei reicht in der Regel aus, um die meisten Automotive-Anwendungen zu erfüllen. Die Programmierung erfolgt während der Inbetriebnahme, und dann ändert sich die Einstellungsdatei nicht mehr, es sei denn, Sie brauchen eine Feinabstimmung, um die visuellen Effekte Ihres Displays zu verbessern.

Schlussfolgerung

Automobil-LCD-Panel-Hersteller bemühen sich, das Bild visuelle Effekte ihrer Display-Panels von Autoherstellern und Verbrauchern erkannt zu machen. Dies erfordert einen stabilen Gamma-Puffer-Referenzwert, um sicherzustellen, dass das Video-Farbbild, das durch seine LCD-Anzeige angezeigt wird, einen identischen Kontrast, Helligkeit und Farbe aufweist, nicht in Abhängigkeit von der Anzeige variiert. Dieses Ziel kann mit hochpräzisen programmierbaren Gamma-Puffern wie Intersil ISL76534 erreicht werden. Erfahren Sie mehr über ISL76534.