沈廷鈞

【摘 要】LED的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)色域比較寬、使用時(shí)間長(zhǎng)、綠色環(huán)保并且可實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān)， LED已成為當(dāng)前大力發(fā)展的新型發(fā)光系統(tǒng)。其中微顯示技術(shù)是它的基礎(chǔ)，DLP技術(shù)市場(chǎng)有很大的發(fā)展前景。DLP光機(jī)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題是如何更加有效、精準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)地控制LED時(shí)序發(fā)光，并且保證實(shí)現(xiàn)其他既定的條件。

【關(guān)鍵詞】LED，DLP；SPI接口控制，控制電路

【中圖分類(lèi)號(hào)】O213.1【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0383-01

前言

對(duì)于LED結(jié)構(gòu)，優(yōu)化散熱方式，能大大提高 LED的單管功率和單位瓦數(shù)輸出光通量，結(jié)合本身具有的那些顯著優(yōu)點(diǎn)，LED逐漸為市場(chǎng)所接納。但國(guó)內(nèi)和國(guó)際對(duì)LED光源的開(kāi)發(fā)處于基本的研究階段，目前還沒(méi)有出現(xiàn)以LED光源背投電視驅(qū)動(dòng)電路的產(chǎn)品。可見(jiàn)，良好的開(kāi)發(fā)DLP背投電視的LED光源照明系統(tǒng)在現(xiàn)在的市場(chǎng)上有很大的發(fā)展空間，同時(shí)在一定程度上可促進(jìn)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究。

1.LED光源的DLP控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)外的很多廠家使用德州儀器的DSP部件在實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)信息時(shí)運(yùn)用LED技術(shù)的DLP產(chǎn)品，在溫度確定的情況下一定程度的提高DLP控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、亮度和可靠性。LED技術(shù)可與DLP技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速的有機(jī)結(jié)合，DMD和LED的高速性能，可實(shí)現(xiàn)色彩的隨意排列，并能加深圖像的顏色，增加亮度，使整體效果得到提高。LEP的快速交換技術(shù)，利用單個(gè)的DMD設(shè)備可達(dá)到多重色彩配置的要求，提高系統(tǒng)的靈活性。LED需要將光從DMD鏡面準(zhǔn)確而反射出去不需要極化過(guò)程。光線(xiàn)利用率極高，能大大減少發(fā)熱，并且使亮度最大化效率也能達(dá)最大程度。

2.LED光源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和SPI接口控制

FPGA控制處理、色度監(jiān)控、溫度監(jiān)控、LED驅(qū)動(dòng)模塊及電壓電流監(jiān)控構(gòu)成了LED驅(qū)動(dòng)的五個(gè)系統(tǒng)。將使R、G、B三個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)控制成為現(xiàn)實(shí)，避免了LED出現(xiàn)溫度過(guò)高、色域變化大、電流電壓不穩(wěn)定所造成的系統(tǒng)關(guān)閉和系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)不必要的調(diào)整。（見(jiàn)圖1）

通信或者交換信息是在串行方式下完成的。其中同步串行外設(shè)的接口spl（serialperipheralBus）總線(xiàn)，能使master（主控器）與多個(gè)slave（受控器）連接。前端FORMATER與后端驅(qū)動(dòng)電路的連接是在SPI串行的總線(xiàn)接口的作用下實(shí)現(xiàn)連接的，master（DDP302l）以SPI信號(hào)線(xiàn)為基點(diǎn)，進(jìn)行LED電流信息的接受和傳送，處理后的電流信息以數(shù)據(jù)形式發(fā)到DA控制模塊。通過(guò)對(duì)其電流電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以避免LED異常工作，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳經(jīng)過(guò)A/D系統(tǒng)的處理最終傳輸給FPGA。FPGA是電壓電流的處理模塊，它可以檢測(cè)出超出負(fù)荷的電壓和電流，并進(jìn)行合理的處置。顏色的色點(diǎn)會(huì)受到色移的影響，而且對(duì)其他系統(tǒng)也在一定程度上收到色移的影響。色度傳感器對(duì)LED的輸出波長(zhǎng)變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能及時(shí)反饋，之后通過(guò)刀D將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)及時(shí)傳送給FPGA。

3.LED光源監(jiān)控電路的設(shè)計(jì)

為了確保LED在其額定的電流和電壓下工作正常，對(duì)電壓和電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控是十分必要的。照明系統(tǒng)的溫度會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而增高，同時(shí)，LED的性能會(huì)受到其影響，出現(xiàn)主波長(zhǎng)變化和光通量減小的現(xiàn)象。因此，實(shí)施相應(yīng)的處理措施避免該現(xiàn)象是很有必要性的。一些方法可一定程度額避免這種現(xiàn)象，例如盡快關(guān)閉系統(tǒng)或換相對(duì)更高亮度水平的現(xiàn)色點(diǎn)，在主波增長(zhǎng)的同時(shí)對(duì)每個(gè)LED的亮度值進(jìn)行重新精確的計(jì)算，以確保溫度升高對(duì)其產(chǎn)生的不良影響，使其實(shí)現(xiàn)目標(biāo)色點(diǎn)化。

近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步逐漸出現(xiàn)了關(guān)于顯色域標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，本文所研制以LED光源為基礎(chǔ)的DLP投影顯示器是一種擴(kuò)色域的顯示器。若想使圖像信息準(zhǔn)確顯示出來(lái)，就必須對(duì)此進(jìn)行動(dòng)態(tài)LED發(fā)光色域調(diào)整并在此基礎(chǔ)上滿(mǎn)足隊(duì)L制式的顯示標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 LED光源熱度監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

控制LED發(fā)光性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵是控制LED晶粒的熱穩(wěn)定性。針對(duì)于將光能集中到小型顯示設(shè)備及其他各種應(yīng)用，超出系統(tǒng)光學(xué)徑角的各種光都是無(wú)法使用的，嚴(yán)重的可造成溫度的增加和系統(tǒng)能源的浪費(fèi)。為了避免此現(xiàn)象，將系統(tǒng)的光學(xué)徑角和光的發(fā)散形狀結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，將熱從晶粒中擴(kuò)散出去，提高熱效率。這已成為了LED的產(chǎn)生和可用性的必然選擇。

色移是高溫帶來(lái)的另一個(gè)影響。PN鏈接伴隨著溫度變化，這對(duì)其輸出的波長(zhǎng)會(huì)造成10nnl以上的偏移。該影響會(huì)作用到整個(gè)系統(tǒng)的白點(diǎn)（白點(diǎn)是其他顏色混合而成的），而且會(huì)影響該顏色的色點(diǎn)。為了從根本上解決色移的問(wèn)題，LED需要保持一個(gè)較低的運(yùn)行功率，另一方面系統(tǒng)需要具有極高的熱穩(wěn)定性。

3.2 LED色度監(jiān)控電路的設(shè)計(jì)

電腦顯示器、電視、投影機(jī)構(gòu)成了彩色顯示器的主要應(yīng)用成分，一般情況下，一個(gè)重要的考察指標(biāo)是顯示強(qiáng)度，通常采用顯示器三基色的色品坐標(biāo)在色品圖上構(gòu)成的三角形面積來(lái)進(jìn)行描述的。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，近幾年來(lái)，有些產(chǎn)品在顯色域上逐漸超出了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。在本文當(dāng)中，DLP依靠LED光源的投影顯示器實(shí)則是具有較廣色域的顯示器。大多數(shù)顯示器采用LED光源進(jìn)行大出隊(duì)L制式的色域。其中，顯示器主要有倆種工作方式即有時(shí)序顯示和三基色同時(shí)顯示。顯示是將三種基色在給定的要求下的有效投影并顯示，經(jīng)過(guò)合理的彩色圖像合成在最后出現(xiàn)在屏幕上。另一種則是時(shí)序顯示，這種情況是將二基色圖像按照時(shí)間的前后分別顯示在屏幕上，利用了人眼生理上的視覺(jué)暫留特性，合成彩色完美的圖像。

結(jié)論

DLP是一種新型技術(shù)，利用光學(xué)半導(dǎo)體現(xiàn)象產(chǎn)生數(shù)字式多光源顯示，具有獨(dú)立首創(chuàng)的特點(diǎn)。另外，它吸收了LED照明技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其顯示的優(yōu)良性能在一定程度上已經(jīng)能和燈泡的系統(tǒng)相比較。通過(guò)對(duì)新一代亮度LED技術(shù)的研究，結(jié)合有效的檢查反饋系統(tǒng)，利用LED照明已成為DLP高清電視在現(xiàn)階段的優(yōu)先選擇，這是目前該技術(shù)的核心成分。

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