如何將液晶顯示器改為電視機(jī)
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| 有源矩陣液晶顯示器 (amlcd) 漸漸受到廣大的消費(fèi)者歡迎。以一般家庭來(lái)說(shuō)，家中客廳的大屏幕電視機(jī)很多都已改用液晶顯示的一種。電視機(jī)的畫(huà)面素質(zhì)要求極為嚴(yán)格，而且售價(jià)也要大眾化，因此要滿(mǎn)足消費(fèi)者的要求并不容易。利用有源矩陣液晶顯示器生產(chǎn)平面顯示電視機(jī)的廠商必須設(shè)法提高畫(huà)面清晰度及色彩的亮麗程度，并降低其售價(jià)，才可望進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率。 廠商若想改造液晶顯示器的生產(chǎn)線(xiàn)，改為生產(chǎn)電視機(jī)，便要克服顯示技術(shù)上的幾個(gè)問(wèn)題。首先，較大的屏幕及格式上的不同是必須解決的問(wèn)題。大部分筆記本電腦都采用 14 英吋的 xga 格式 (1024x768 像素)，而大部分臺(tái)式機(jī)液晶顯示監(jiān)視器都采用 17 英吋的 sxga 格式 (1280x1024)。大屏幕液晶顯示電視機(jī)的入門(mén)級(jí)產(chǎn)品都不小于 30 英吋，而且都采用寬屏幕的 xga plus 格式 (1366x768)。40 英吋或以上的大屏幕液晶顯示電視機(jī)都采用真正的高畫(huà)質(zhì)電視 (hdtv) 格式 (1920x1080)，而且是市場(chǎng)上的高端產(chǎn)品。若以每一幀所需的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)作比較，高畫(huà)質(zhì)電視格式所需的數(shù)據(jù)比寬屏幕的 xga plus 格式多 2.5 倍以上。 由于越來(lái)越多液晶顯示器采用 xga 及 sxga 的格式，因此廠商必須進(jìn)一步降低產(chǎn)品的功耗及減少電磁干擾，差分信號(hào)傳輸技術(shù)及數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路設(shè)計(jì)便成為這方面的主流解決方案。按照傳輸線(xiàn)路的理論，信號(hào)路徑應(yīng)視為電波導(dǎo)向，而非僅僅線(xiàn)路連系。這樣可確保信號(hào)在傳送時(shí)仍能保存其波形。新技術(shù)面世之后，數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)便可直接傳送至每一列驅(qū)動(dòng)器，而傳送速度極快，使所有像素?cái)?shù)據(jù)可以在 1/60 秒的典型幀時(shí)間內(nèi)寫(xiě)入列驅(qū)動(dòng)器內(nèi)。 輸入電視機(jī)的信號(hào)必須具備高度的完整性，這個(gè)要求與筆記本系統(tǒng)顯示器及一般的監(jiān)視器無(wú)異。但大屏幕電視機(jī)對(duì)信號(hào)有更多新的要求，這是筆記本系統(tǒng)顯示器及普通監(jiān)視器的信號(hào)傳輸技術(shù)所無(wú)法一一滿(mǎn)足的。除了必須能夠支持大屏幕之外，新的信號(hào)傳輸技術(shù)還要滿(mǎn)足其他的要求。由于電視機(jī)的屏幕較大，視頻信號(hào)的傳輸距離也必然較長(zhǎng)，因此由阻抗不匹配而產(chǎn)生的假像及差拍也會(huì)較多。此外，電視機(jī)列電路板的長(zhǎng)度一般都與屏幕的寬度相同，但當(dāng)電視機(jī)的屏幕達(dá)到 30 英吋左右，列電路板便必須一分為二，因?yàn)橛∷㈦娐钒迨苌a(chǎn)工藝所限，大小有一定的極限，電路板一分為二會(huì)令信號(hào)路徑出現(xiàn)較多連接點(diǎn)，大大增加信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，也令信號(hào)路徑設(shè)計(jì)變得更為復(fù)雜，原本希望盡量縮短電路以節(jié)省空間的愿望也就落空。但問(wèn)題原來(lái)還不止此，照目前的發(fā)展趨勢(shì)估計(jì)，畫(huà)面的刷新頻率會(huì)逐漸提高至 90-120 赫茲 (hertz)，以免有源矩陣液晶顯示器因?yàn)楸仨殘?zhí)行掃描及保持功能而令動(dòng)作畫(huà)面出現(xiàn)模糊化的現(xiàn)象。 高清晰度電視機(jī)除了對(duì)信號(hào)完整性有上述的嚴(yán)格要求外，每一像素的灰度級(jí)也比電腦監(jiān)視器多。液晶顯示電視機(jī)必須采用 30 位的像素 (紅綠藍(lán)三色各有 10 位的灰度)，而并非電腦監(jiān)視器普遍采用的 24 位像素。液晶顯示電視機(jī)必須采用 30 位的像素，才可確保在亮度梯度較淺的情況下，例如顯示黃昏的天空或茫茫的大海時(shí)，圖像不會(huì)出現(xiàn)輪廓邊線(xiàn)。我們?nèi)舭凑湛臻g梯度將亮度量化，便會(huì)產(chǎn)生一條明顯而突兀的線(xiàn)條。由于電視機(jī)一般都采用光暗對(duì)比較為強(qiáng)烈的設(shè)計(jì)，因此這種瑕疵在電視上便更為明顯。 增強(qiáng)灰度、色彩及光暗對(duì)比等效果固然有其必要，這是不言而喻的，但除此之外，圖像增強(qiáng)處理技術(shù)也可通過(guò)亮度調(diào)節(jié)功能，確保圖像的準(zhǔn)確度高達(dá) 30 位。液晶顯示器無(wú)法充分顯示黑暗環(huán)境的光暗對(duì)比度，因?yàn)轱@示器無(wú)法將每一像素內(nèi)的光閥全部關(guān)閉。換言之，光閥出現(xiàn)泄漏。目前這一代的高端液晶顯示電視機(jī)都采用先進(jìn)的光暗對(duì)比技術(shù)，因此光暗對(duì)比度接近 1000:1，但傳統(tǒng)液晶顯示電視機(jī)的光暗對(duì)比度只有高端產(chǎn)品的一半左右。圖像處理技術(shù)出現(xiàn)之后，這個(gè)情況獲得大幅的改善。這種圖像處理技術(shù)可以逐格審視圖像幀，以及擴(kuò)大主要的亮度范圍，使亮度范圍較小 (即光暗對(duì)比較小) 的圖像可以通過(guò)調(diào)節(jié)增加其灰度級(jí)，以增強(qiáng)灰度效果。 對(duì)于電視機(jī)來(lái)說(shuō)，我們這一代消費(fèi)者最重視的是電視機(jī)的色彩效果。若將不同品牌的電視機(jī)放在一起加以比較，大部分消費(fèi)者都以色彩是否斑爛作為他們的選購(gòu)指標(biāo)?；谶@個(gè)原因，業(yè)界一直在努力研究如何將圖像的不同顏色準(zhǔn)確套入個(gè)別液晶顯示屏幕的彩色空間。色彩的套入通過(guò)圖像的映射完成，整個(gè)映射過(guò)程將圖像轉(zhuǎn)為適當(dāng)?shù)牧髅骷吧瓤臻g，而在處理過(guò)程中圖像的某些顏色會(huì)被突出，其他顏色則會(huì)淡化。經(jīng)過(guò)這樣的處理之后，紅綠藍(lán)三色的精確度比原本圖像的色度更為精確，因此電視機(jī)必須采用 10 位灰度 (30 位像素)，才可恰當(dāng)處理及改善圖像，以免出現(xiàn)一段段截?cái)嗟募傧瘛?br /> 一般的消費(fèi)者也許會(huì)感到有點(diǎn)意外，液晶顯示器的速度竟然無(wú)法跟得上視頻系統(tǒng)。他們不知道電腦監(jiān)視器等應(yīng)用可以容忍較慢的像素響應(yīng)時(shí)間。但電視廣播的要求則完全不同。每一幀 -- 若以隔行掃描為例來(lái)說(shuō)，則每半個(gè)幀 -- 的數(shù)據(jù)必須在 1/60 秒或 1/50 秒之內(nèi)全部捕捉過(guò)來(lái)。以動(dòng)作圖像來(lái)說(shuō)，電視畫(huà)面比每一格影片更為細(xì)致。此外，播放電視圖像的幀速率比電影院播放每格膠片的速度快。電視的播放速度如此高，充分顯示電視機(jī)需要具備較快的響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于高畫(huà)質(zhì)電視機(jī)來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間尤其具有舉足輕重的作用。但對(duì)于其他視頻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間的快慢并不那么重要。 基于以上的原因，液晶顯示電視機(jī)必須加設(shè)響應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償 (rtc) 過(guò)驅(qū)動(dòng)電路模塊，以便為液晶顯示器的較慢光學(xué)響應(yīng)提供補(bǔ)償。這個(gè)響應(yīng)時(shí)間補(bǔ)償電路模塊設(shè)于定時(shí)控制器 (tcon) 之內(nèi)，負(fù)責(zé)截取數(shù)字視頻流，然后將每一像素的前一個(gè)灰度指令與最新的灰度指令加以比較，再?gòu)牟殚啽?(lut) 挑選另一個(gè)已預(yù)設(shè)的灰度級(jí)。這個(gè)預(yù)先寫(xiě)入查閱表的替用灰度值是通過(guò)實(shí)驗(yàn)挑選出來(lái)的，以便在幀尾段將亮度提升至目標(biāo)值。若新的灰度級(jí)比前一級(jí)更淺色，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出指令，要求先提供一個(gè)更淺色的灰度級(jí)。若新的灰度級(jí)較深色，系統(tǒng)便會(huì)先發(fā)出一個(gè)遠(yuǎn)比這個(gè)灰度級(jí)深色的指令。 液晶顯示器及筆記本系統(tǒng)監(jiān)視器所采用的結(jié)構(gòu)及技術(shù)根本無(wú)法滿(mǎn)足液晶顯示電視機(jī)的嚴(yán)格要求 (參看圖1)。多站式差分總線(xiàn)結(jié)構(gòu)利用不同的傳輸線(xiàn)將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)傳送至列驅(qū)動(dòng)器，但這樣的結(jié)構(gòu)難以應(yīng)付液晶顯示電視機(jī)的繁重工作量。例如，傳送信號(hào)時(shí)，信號(hào)波形必須保持完美，以便電視機(jī)能夠以更高速度傳送數(shù)據(jù)。但由于信號(hào)的傳送線(xiàn)路較長(zhǎng)，加上電視機(jī)的屏幕更大，采用的列驅(qū)動(dòng)器站也就更多，因此數(shù)據(jù)傳輸速率便很難滿(mǎn)足要求。為了解決這些問(wèn)題，有些公司正在研發(fā)級(jí)聯(lián)式結(jié)構(gòu)的技術(shù)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是利用傳統(tǒng)的總線(xiàn)連接列驅(qū)動(dòng)器的一端，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)緩沖之后，再轉(zhuǎn)送到下一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。傳統(tǒng)的總線(xiàn)只要采用這個(gè)結(jié)構(gòu)，便可支持點(diǎn)至點(diǎn)的傳送方式，其優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)素質(zhì)有更高的保證，但缺點(diǎn)是要添加更多列驅(qū)動(dòng)器輸入/輸出端及相關(guān)電路。利用級(jí)聯(lián)方式將總線(xiàn)結(jié)構(gòu)重新改造雖然可以改善信號(hào)完整性，但仍然無(wú)法滿(mǎn)足其他的要求，例如提供更精確的灰度，增強(qiáng)光暗對(duì)比度，改善色彩管理，以及添加其他更先進(jìn)的功能。  圖1：典型液晶顯示器模塊的主要功能塊設(shè)有多站式差分總線(xiàn)，可以通過(guò)不同的傳輸線(xiàn)將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)傳送至列驅(qū)動(dòng)器。這樣的結(jié)構(gòu)只適用于一般的監(jiān)視器及筆記本系統(tǒng)顯示器，但難以應(yīng)付液晶顯示電視機(jī)的繁重工作量。 |
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