新技术出现，为节能“支招”

三.新技术出现，为节能“支招”

1.节能的两个基本点现状

（1）背光源使用情况

说到光源，前面己经提到，液晶拼接行业的主流尺寸产品仍是以CCFL为主，但LED背光源的液晶屏以节能、超薄等优点，也抢占了不少CCFL的市场，但这只在电视机行业凸显得比较明显。

尽管从前端的液晶屏企业到后端的整体制造企业都开始布局LED产品，但碍于整个安防显示行业对液晶屏需求相对于电视机行业对液晶屏的需求，仍属于相对较小的行业，液晶屏生产企业对拼接显示专用屏的生产仍处于跟随电视用屏的需求的阶段。对于液晶拼接而言，虽然也有LED背光屏的出现，但仍属于背光常亮的产品，在节能和对比度低的方面未彰显出优势。

（2）区域亮度控制方法

为改变背光常亮的状态，我们可以通过让背光的亮度随着图像内容的变化而变化：当整幅图像全部为最亮时，背光全亮；当整幅图像全黑时，背光全黑；当图像有亮有暗时，背光通过自动控制进行变换，让亮的区域更亮，暗的区域更暗，在提升图像对比度的同时，不丢失暗场图像细节。

显然，CCFL背光是无法实现这种区域亮度控制的：一方面是因为CCFL的形状是长条形，无法进行区域划分;另一方面是它的亮度不能按照图像内容进行快速调整。同时，在采用LED作为区域亮度控制时，只能采用直下式背光，而不能采用侧射式。

3.新品技术突出亮点

笔者所在的企业研究的“特雅丽”技术就是顺应市场要求与行业的发展，该技术是在液晶模组中，将模组的背光分为几个区域，再根据所显示的图像内容独立控制每个区域的背光亮度变化，以实现其基本功能。

（1）背光源的选择

从结构上看，用来实现产品功能的LED背光类型分为两大类：直下式LED背光和侧入式LED背光。早期，人们多关注的是直下式LED背光。它在水平和垂直方向上将屏幕的背光源划分为若干区块，每个LED的分区一般为正方形等规则开关，分区内所有LED连接在一起，且可以随着液晶面板上对应图像位置的画面明暗程度进行亮度调节，以实现对比度的提高、画质的改善和动态功耗的降低。虽然在此类应用中，同样尺寸的LED的数量会比侧入式LED背光多出数倍，导致LED的成本方面不具优势，但要做到图像背光亮度的精细调整，这是最佳的方案。

侧入式背光模组的原理也并不复杂。沿LED灯条排布的方向将屏幕分为几个区域，通过DSP芯片的处理分别控制每一个区域的亮度变化，以实现其功能。由于使用的LED数量少、成本低，易于实现范薄型化等特点，这种亡命天涯式LED背光技术在近期成为各终端厂商关注的重点，虽不能做到与真正式背光能源完全相同的画质和节能效果但仍然是现阶段不错的选择。

（2）控制方式选择

从背光控制方式来说，可以分为0D、1D、2D和3D等几种方式。

0D：背光系统只进行整体亮度的调节，节能和画质改善的能力有限。优点是实现简单，成体低。

1D：侧入式控制：主要应用在侧入式LED背光系统中，能够针对图像中一列或每一行区域的亮度的变化进行对应背光亮度的调节。节能和画质改善效果优于0D方式，需要在系统或LED驱动部分增加对图像内容的分析和控制功能，成本略有增加。

2D：直下式控制：主要针对直下式LED背光应用，根据LED的分区数量和大小能够分别调节对应区域的背光亮度变化，实现比1D更好的画质和更低的动态功耗。驱动部分的成本与1D相当，但总体成本由于LED灯数量的增多而有所增加。

3D：在2D的基础上改进，用RGB三色LED来限代白光LED。由于使用了R、G、B三色的LED，使得背光系统在进行亮度调节的同时，还能够根据画面各区域的色彩分布动态调整对应背光部分的色度，实现色域更广的画质，比2D方式有更好的色彩表现。缺点是硬件成本高于2D方式，同时由于需要处理RGB背光整体白平衡的同问题，因此开发居本有较大的增加。

企业可以根据以上几种背光控制方式来做好自己的选择，但综合成本等方面的考虑，笔者认为采用2D方式是在充分保证图像质量的前提下的控制最佳方案。

（3）分区选择分析

对于LED背光而言，分区的数量是和画质、功耗及成本等因素紧密相关的。根据相关试验数据显示，无论是侧入式LED背光还是直下式LED背光，当分区数量增加到一定程度时，LED背光系统中LED灯的点亮比例不会继续减小，即意味着此时LED背光的动态功耗难以继续降低；同时，分区数量少的话，功率的降低效果不会太明显。所以分区选择还是控制在一定范围内较好。

（4）产品分配实施

针对分区，以46寸拼接单元为例，根据所选的LED类型，确定了LED的数量为190颗。此时，为了实现产品控制功能，将背光分为38个区域进行控制。其中，每5颗LED作为一个最小的亮度控制区域。对42寸拼接单元来说，每一个区域的面积约为128平方厘米，约为一张A4纸面积的5分之一。针对驱动方案，综合考虑系统复杂度和方案成本，采用特雅丽的相关方法作为真正式背光系统中的LED的驱动方案。

针对信号处理部分，由于产品功能的实现需要高速DSP实时对每一场的视频信号进行处理，这是实现直下式背光系统复杂而重要的内容之一。当前该技术在行业内尚处于起步阶段，没有现成的专用芯片，因此只能彩用DSP的方式得以实现。结合信号处理部分与LED的驱动电路，最终形成的直下式功能的方案，外地对驱动板PCB，为满足不同客户对产品功能的需求，在PCB设计时考虑与不需要该功能的需求的兼容。

（5）实施结果

1.背光随图像内容变化而变化。通过产品功能发现，背光在随着屏幕内容的变化而变化，并且变化非常明显。

2.功率随着图像内容的变化而变化。充分利用特雅丽的技术达到了更加高清，更加节能的目的

此外，要达到好的调光效果，那么调光分区及调光方案就要选择相对较好的方案。目前市场上有略微便宜的产品，比如分区仅为12个区域，虽然有一定的节能效果，但功能降低最大仅为50%并且画面中的黑色仍旧黑的不够彻底，易出现光晕现象，所以，请认准特雅丽技术的DID大屏拼接。

（6）节能计算

以常见的2*3的46寸LED背光液晶拼接为例：普通的46寸LED背光液晶拼接单元功耗为2000W，拼接后的总功率为12000W。那么每日的用电量为28.8度，每年的用电量为10512度，按照三年的使用期限，用电量为31536度。按照电缆为0.6元/度计算，三年的用电费用为20000余元。

如果采用特雅丽技术的液晶拼接，按照节能至少一半计算，那么用电量节约一半，即节约9460余元，完全可以抵消购买拼接时的一次性多投入的6000元；并且拼接系统一旦建立，使用期限完全不止三年，使用年限越长，节约越明显。

三、结语

为响应国家及社会所倡导的建设资源节约型社会，以及作为富有社会责任的大型企业而言，企业有责任和义务推出能够符合社会及历史发展潮流的产品；单纯的价格恶性竞争不但牺牲了整个安防显示产业链上的从业者的利益，必然对整个行业的良性发展带来很大的风险；深圳维冠视界科技有限公司也希望本企业的新产品能够继续以客户实际使用角度出发，引导整个拼接行业的发展方向。

（编辑：daisy）