LED刷新頻率及灰度等級

現在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經融入到生活中的每一個角落。隨著室內LED顯示屏的發(fā)展及應用越來越多，無論在指揮中心、監(jiān)控中心乃至演播廳中，都可以看到LED顯示屏被廣泛的運用。

然而從LED顯示屏系統(tǒng)的整體表現來看，這些顯示屏是否能夠滿足使用者的需求?這些LED顯示屏顯示的影像是否能符合人眼視覺的觀賞?這些LED顯示屏能否經受住照相機不同快門不同角度攝像的考驗?這都是LED顯示屏需要面對需要考量的問題，下面我就影響LED顯示效果的幾大因素(包括刷新頻率、灰度等級等)做個淺析。

一、LED顯示屏的刷新頻率(視覺刷新頻率)：“視覺刷新頻率”指的是屏幕更新的速率，通常用赫茲(Hz)為單位表示，一般而言視覺刷新頻率在3,000Hz以上，為高效能LED顯示屏。視覺刷新頻率越高，畫面顯示越穩(wěn)定，視覺閃爍感就越小。LED顯示屏的低“視覺刷新頻率”，其影響除了攝像、攝影時，出現水平橫條紋之外，同時也會發(fā)生類似數萬顆燈泡同時閃爍的影像，人眼在觀看時因此可能產生不適感，甚至對眼睛造成傷害。

二、LED顯示屏的灰度等級：“灰度等級”指的是各種顏色在*暗與*亮色之間，擁有不同變化之顏色階層，一般而言灰階在14比特(bit)以上，即至少擁有16,384種顏色階層以上，為高效能LED顯示屏。若灰度級數不足，會發(fā)生顏色層次不足或是漸層顏色色階不夠平滑之情況，而無法充分展現影片的色彩。使得LED顯示效果大幅降低。某些低效能的LED顯示屏在1/500s快門下，已經可以被查覺出明顯的色塊分布，若我們將快門速度提高，例如1/1,000s或是1/2,000s，情況將會更加明顯。

三、是什么影響了LED顯示屏的刷新頻率及灰度等級?

我們知道LED顯示屏幾個核心的部件，如LED開關電源、LED驅動芯片、LED燈珠等，針對LED顯示屏的刷新頻率和灰度等級，LED驅動芯片直接決定了LED顯示屏在視覺刷新頻率、灰度等級的表現。在目前LED驅動芯片之中，*的技術為“ScrambledPWM(S-PWM)技術”，S-PWM技術是改進傳統(tǒng)脈波寬度調變(PWM)的技術，其將一個影像導通的時間分散成數個較短的導通時間，以增加整體的視覺更新率。更進一步說明，新一代的LED驅動芯片所內建的S-PWM技術，能將原本每幀(frame)計數一次(LED晶粒ON→LED晶粒OFF)的方式，平均打散成多次計數，且每個打散的等份，皆可維持原先未打散前的On/Off比例。

S-PWM技術提供了不同的計數模式，因此能把影像刷新頻率提升至*高64倍。若換成以S-PWM來進行提高影像刷新頻率的作業(yè)，只需用低階時鐘(如5MHz)即可將視覺刷新頻率輕松提高64倍，且能達到4,800Hz以上。相比一般視頻視覺刷新頻率的能力至少高10倍以上，亦能避免產生高頻電磁干擾(EMIissue)、過電壓突波(Overshoot)及欠電壓突波(Undershoot)的問題。

S-PWM驅動芯片的LED顯示屏，用數碼相機高速快門進行照像，仍然不會出現水平黑色掃描線與色塊分布。其視覺刷新頻率、灰度等級的表現，遠超越使用傳統(tǒng)開關型驅動芯片的LED顯示屏。

高質量LED驅動芯片，內建S-PWM技術，使得刷新頻率高達3840Hz，灰度等級可達16bit，在高速快門情況下攝像，會出現水平黑色掃描線與色塊分布。雖然LED在生活中處處可見，但是LED也還有一些不足需要我們的設計人員擁有更加專業(yè)的知識儲備，這樣才能設計出更加符合生活所需的產品。