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Comment faire correspondre la luminosité des couleurs du panneau TFT-LCD automobile

Comment faire correspondre la luminosité des couleurs du panneau TFT-LCD automobile

Apr 21, 2017

La demande de correction gamma découle de l'invention des moniteurs CRT TV. Le CRT utilise un réseau à faisceau d'électrons pour éclairer le revêtement fluorescent derrière le panneau avant de l'écran. La tension de commande de la grille appliquée est contrôlée proportionnellement à l'intensité lumineuse et est conforme à la règle du monde souterrain: intensité lumineuse = Le côté gamma-temps de la tension de commande. Ce contrôle a un caractère non linéaire intrinsèque. La valeur gamma nominale du CRT est d'environ 2. 5. D'autre part, l'œil humain a une réponse inverse, ce qui est relativement sensible aux changements dans la partie plus sombre du niveau de gris. Par conséquent, pour que l'image finale montre la profondeur réelle du niveau de gris dans les yeux humains, nous devons étalonner les signaux rouge, vert et bleu avant de transférer l'image. L'école est menée dans un système de source vidéo, comme une caméra de télévision.

Cet article décrit comment assurer la cohérence de la luminosité et la correspondance des couleurs du panneau TFT-LCD automobile par correction gamma (également appelé étalonnage gamma). Nous allons discuter de l'utilisation d'un tampon gamma programmable à 14 canaux pour calibrer la réponse gamma du panneau LCD et présenter trois exemples de paramètres gamma élevés, nominaux et bas.

La tension de sortie de la conception de la caméra est proportionnelle à l'intensité lumineuse, égale à 1/2 de l'intensité lumineuse. 5 Times Square (0.) 4 Times Square. Étant donné qu'un peu plus de 1 de la valeur gamma est favorisée, la norme de diffusion utilise habituellement 0. La valeur gamma de 5 rend la valeur gamma du système de 1. 25. La figure 1 montre que la réponse gamma intégrée de la caméra est l'inverse de la Réponse CRT, donc aucune correction gamma supplémentaire n'est requise. Cependant, le signal TFT-LCD doit être ajusté pour compenser l'accord gamma de l'appareil photo, initialement réglé pour le moniteur CRT

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Figure 1. Valeur gamma du système CRT traditionnel

Panneau LCD automobile Gamma Calibration

Le panneau TFT-LCD est de plus en plus appliqué dans l'unité de mesure combinée automobile, l'animation de l'information et l'ontologie de navigation et le rétroviseur intelligent ADAS (Advanced Driving Auxiliary System). Au lieu d'utiliser des pistolets électroniques et des couches fluorescentes pour produire une intensité lumineuse, ils contrôlent la transmission du "rétro-éclairage" à travers le pixel en exerçant une tension sur le pixel LCD. L'utilisation de lampes fluorescentes à cathode froide (CCFL) ou de diodes électroluminescentes (LED) pour fournir un "rétro-éclairage". La tension appliquée au pixel LCD peut contrôler la quantité de rétro-éclairage transmise vers l'avant pour reproduire l'image transmise, qui définit la courbe de transmission pour le TFT-LCD.

Le gamma de la valeur TFT-LCD diffère du CRT, mais il a une légère réponse gamma. L'étalonnage gamma du système de radiodiffusion traditionnel s'effectue dans le processus de transmission du signal pour compenser la réponse gamma CRT, qui combine la réponse inverse de l'œil humain. Par conséquent, il doit être appliqué à la correction gamma avant que le signal ne soit appliqué au panneau TFT-LCD. La correction gamma TFT-LCD est nécessaire pour suivre la correction gamma des moniteurs CRT. Le signal vidéo d'entrée est numérique et le code de correction gamma est appliqué à un convertisseur numérique (DAC) pour générer des tensions et appliquer sur des pixels. Ces codes de correction gamma aident le fabricant de l'affichage du panneau à déterminer le code correcteur approprié pour satisfaire les effets visuels. Le système peut souvent stocker plusieurs paramètres de correction gamma pour différentes conditions de lumière ambiante. La figure 2 montre la correction gamma normalisée pour le panneau TFT-LCD pour implémenter la valeur gamma du système 1.

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Figure 2. Valeur gamma pour système LCD

Les données vidéo numériques, généralement les signaux différentiels basse tension (LVDS), doivent être converties en utilisant le DAC pour produire des tensions analogiques appliquées aux pixels. Le DAC non linéaire par morceaux dans le lecteur source / colonne du panneau est utilisé pour la correction gamma (non linéarité intentionnelle). Le lecteur source DAC décide du nombre d'étapes de tension différentes pouvant être exercées sur des pixels (par exemple un DAC 8 bits peut produire 28 ou 256 niveaux de gris). La figure 3 montre la perception du changement d'intensité des niveaux de gris causés par chaque pas de tension et est relative à la réponse gamma du panneau (tension-transmittance ou courbe VT) et à la réponse des yeux.

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Figure 3. Comparaison des variations de force relative de différentes réponses gamma

Les propriétés non linéaires de la correction gamma entraînent des données d'image compressées à faible niveau de luminosité, et les données d'image avec un niveau de luminosité élevé sont compressées avec peu ou pas de compression. La compression de niveau bas rend les données d'image dans les zones «sombres» dans «plus sombres» sont plus accrocheuses et l'œil humain est plus susceptible de détecter. Cela améliore la profondeur de l'image. En tant que bénéfice supplémentaire, cette compression et non-linéarité entraîne des bits inférieurs du codage de la luminance (par exemple, une condition non linéaire de 8 bits et un boîtier linéaire de 12 bits ou 14 bits). En outre, la compression peut aider à réduire la probabilité de bruit de signal vidéo.

Tampons gamma programmables

Pour transformer la réponse gamma du panneau LCD en la fonction de transfert VT souhaitée, le DAC du lecteur source (colonne) du panneau peut utiliser une variété de tensions de référence appliquées à plusieurs points de contact. Ces tensions forcent chaque DAC à avoir une condition de travail non linéaire idéale. La tension de référence est souvent fournie par le circuit tampon gamma, qui est généralement un amplificateur tampon qui fournit des tensions analogiques au point DAC. Le circuit tampon gamma peut être statique ou programmable. L'Intersil ISL76534 est un périphérique qui peut être utilisé pour les panneaux LCD automobiles, composé d'un tampon gamma programmable à 14 canaux basé sur I2C et un canal VCOM, tous deux 10 bits de résolution. L'appareil peut fournir une tension de référence DC précise et stable au lecteur de source TFT-LCD automobile. La figure 4 montre un diagramme simplifié du système de panneau TFT-LCD.

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Figure 4. Schéma de panneau LCD simplifié

En contrôlant les points DAC, le fabricant de panneaux LCD automobile peut affiner la tension pour ajuster ou calibrer la réponse gamma non linéaire du panneau (également appelée étalonnage gamma). Cela aide le fabricant du panneau LCD automobile à s'assurer que tous les panneaux LCD dans l'un de ses modèles ont une réponse gamma constante. Cela signifie que la différence entre les effets visuels potentiels causés par la production de LCD et d'autres facteurs est minimisée, de sorte que les fabricants de panneaux LCD automobiles peuvent fournir des produits plus cohérents et plus visuellement attrayants. Les consommateurs peuvent être assurés que l'affichage de la voiture qu'ils ont achetée aura le même effet visuel sur l'écran qu'ils voient sur le lecteur de test.

En fin de compte, le fabricant du panneau décide comment étalonner la réponse gamma, comme Gamma = 2. 2, γ = 2. 0, γ = 1. 8, ou une combinaison de différentes valeurs gamma en fonction de la luminosité attendue, de sorte que l'affichage a un Effet visuel spécifique. Il est à noter que les caractéristiques gamma sont faciles à modifier avec l'angle de vue et les différentes conditions d'éclairage ambiant, alors, lors de l'achat d'une voiture, il faut comparer l'affichage dans la lumière et les conditions de lumière faible sous l'intensité de l'affichage pour déterminer si l'affichage L'image est satisfaisante.

Comparaison d'images de différentes valeurs gamma

Figue. 5 compare les effets visuels de la même image avec différentes valeurs gamma totales, et il est facile de voir la différence. L'image intermédiaire (Figure 5B) est une valeur gamma nominale (primitive) (telle que Γ = 2.) 2, l'image supérieure (Figure 5A) est supérieure à la valeur nominale, l'image inférieure (Figure 5C) Valeur Small Yu Biao . L'image inférieure perd le contraste avec la couleur foncée et devient quelque peu inversée. Le contraste d'image supérieur est plus grand, mais la zone plus sombre est plus.

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Figure 5A. Exemple d'image haute valeur gamma

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Figure 5B. Exemple d'image nominale de valeur gamma

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Figure 5C. Exemple d'image à faible valeur gamma

Valeur gamma et paramètres d'affichage de l'infotainment automobile

L'affichage à cristaux liquides de l'automobile possède un point de point Ban Duan noir déterminé par la performance du lecteur source. Cependant, le signal peut être réglé numériquement pendant le traitement des données vidéo. Alternativement, vous pouvez modifier la luminosité en ajustant l'intensité du contre-jour de l'écran LCD, ce qui ajoute une autre dimension de performance du système. Le contrôle de l'affichage est souvent réglé pour la luminosité et le contraste, les réglages de jour et de nuit.

Tampons gamma programmables Simplifiez la tâche d'évaluation et de réglage de la fonction de transfert d'affichage, c'est-à-dire le transfert de la tâche au cycle de fabrication du fabricant d'affichage automobile. Ces paramètres gamma sont programmés dans l'EEPROM et sont transmis au DAC lorsque le système est chargé. Certains tampons ont plusieurs groupes de mémoire pour contenir plusieurs fichiers de paramètres d'affichage (profil) correspondant à différentes conditions de lumière ambiante et des paramètres personnalisés qui peuvent être sauvegardés et stockés par l'utilisateur avec les outils appropriés. Le fichier de paramètres gamma fourni par le fabricant est généralement suffisant pour satisfaire la plupart des applications automobiles. La programmation se fait pendant la configuration initiale, puis le fichier de configuration ne change plus, à moins que vous ayez besoin d'un réglage fin afin d'améliorer les effets visuels de votre écran.

Conclusion

Les fabricants de panneaux LCD automobiles s'efforcent de rendre les effets visuels visuels de leurs panneaux d'affichage reconnus par les constructeurs automobiles et les consommateurs. Cela nécessite une valeur de référence de tampon gamma stable pour s'assurer que l'image couleur vidéo affichée par son écran LCD a un contraste, une luminosité et une couleur identiques, ne varie pas en fonction de l'affichage. Cet objectif peut être réalisé en utilisant des tampons gamma programmables de haute précision, tels que Intersil ISL76534. En savoir plus sur ISL76534.