Die Abtastmethoden und Treibertechnologien von LED-Bildschirmen bestimmen deren Darstellungsleistung. Der Abtastmodus spielt eine entscheidende Rolle für die Verbesserung der Bildqualität. Statisches Abtasten bietet eine bessere Bildqualität, ist aber teurer. Dynamisches Abtasten hingegen ist kostengünstiger. Heute wollen wir uns näher mit den Abtastmethoden von LED-Bildschirmen befassen.

Das Funktionsprinzip der LED-Bildschirm-Abtasttechnologie

Vereinfacht ausgedrückt beschreibt die Abtastmethode eines LED-Bildschirms das Verhältnis der gleichzeitig beleuchteten Zeilen zur Gesamtzahl der Zeilen in einem bestimmten Anzeigebereich. Verschiedene LED-Bildschirmtypen verwenden unterschiedliche Abtastmethoden.

Beispielsweise wird bei monochromen und zweifarbigen LED-Displays für den Innenbereich üblicherweise eine 1/16-Abtastung verwendet. Vollfarbbildschirme für den Innenbereich Im Allgemeinen wird das 1/8-Scanverfahren angewendet. Bei monochromen, zweifarbigen und vollfarbigen Außendisplays kommen das 1/4-Scanverfahren bzw. das statische Scanverfahren zum Einsatz. Aufgrund unterschiedlicher Anwendungsfälle variieren die Scanverfahren je nach Innen- und Außenbereich. Outdoor-Displays verwenden oft unterschiedliche Scantechnologien.

Nehmen wir den 1/4-Scanmodus als Beispiel. Dessen Prinzip besteht darin, dass innerhalb eines Bildausschnitts jede Reihe der Stromversorgungen V1–V4 nacheinander für jeweils ein Viertel der vom Steuerungssystem vorgegebenen Zeit eingeschaltet wird. Dieses Verfahren nutzt die Anzeigeeigenschaften der LEDs effizienter und reduziert die Hardwarekosten. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass jede LED-Reihe innerhalb eines Bildausschnitts nur für ein Viertel der Zeit leuchtet.

Die Treibermodi für LED-Bildschirme lassen sich in zwei Hauptkategorien unterteilen:

• Statisches Scannen
• Dynamisches Scannen.

Statisches Scannen umfasst statische Realpixel- und statische virtuelle Pixelmodi. Dynamisches Scannen hingegen besteht aus dynamischen Realpixel- und dynamischen virtuellen Pixelmodi. Bei der Auswahl von Treiberchips für LED-Bildschirmmodule ermöglichen unterschiedliche Chipvarianten verschiedene Scanmethoden und beeinflussen somit die Anzeigeleistung. Gängige Scanmodi sind:

• 1 / 2 Scan
• 1 / 4 Scan
• 1 / 8 Scan
• 1 / 16 Scan
• 1/32-Scan.

Im Vergleich zwischen dynamischem und statischem Scannen verwendet das dynamische Scannen eine Punkt-zu-Spalte-Steuerung, bei der die Pixelpunkte über den Ausgang des Treiber-ICs angesteuert werden. Da hierfür eine Steuerschaltung erforderlich ist, sind die Kosten vergleichsweise gering. Allerdings ist die Darstellungsqualität dieses Scannverfahrens nicht optimal, da ein deutlicher Helligkeitsverlust auftritt. Das statische Scannen hingegen nutzt eine Punkt-zu-Punkt-Steuerung, bei der die Pixelpunkte ebenfalls über den Ausgang des Treiber-ICs angesteuert werden, benötigt aber keine Steuerschaltung. Obwohl die Kosten höher sind, bieten die Darstellungsqualität und die Stabilität eine deutlich bessere Darstellung bei minimalem Helligkeitsverlust.

Um Scanmethoden besser zu verstehen, betrachten wir ein konkretes Beispiel.

Angenommen, ein gängiges Vollfarbmodul hat 16 × 8 Pixel (2R1G1B). Bei Verwendung von MBI5026-Treibern beträgt die Gesamtzahl der im Modul verwendeten Pixel 512. Da der MBI5026 ein 16-Bit-Chip ist, ergibt 512 geteilt durch 16 gleich 32. Diese Zahl gibt das Abtastverfahren an:

• – Bei Verwendung von 32 MBI5026-Chips handelt es sich um statisches virtuelles Scannen.
• – Bei Verwendung von 16 MBI5026-Chips handelt es sich um einen dynamischen 1/2-Scan-Virtualmodus.
• – Bei Verwendung von 8 MBI5026-Chips handelt es sich um einen dynamischen 1/4-Scan-Virtualmodus.

Gängige Abtastmodi für LED-Bildschirme sind 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 und statisch. Wie lassen sie sich unterscheiden und berechnen? Am einfachsten ist es, die Anzahl der LEDs auf der Platine und die Anzahl der 74HC595-Chips zu zählen.

Teilt man die Anzahl der LEDs durch die Anzahl der 74HC595-Chips und anschließend durch 8, erhält man das 1/n-Abtastverhältnis und kann so die spezifische Abtastmethode bestimmen.

Berechnungsformel:

Anzahl der LEDs ÷ Anzahl der 74HC595-Chips ÷ 8 = 1/n Abtastverhältnis

Analyse der Unterschiede und Anwendungen von 32-Scan- und 64-Scan-Verfahren

Was sind 32-Scan und 64-Scan jeweils?

32-Scan bedeutet, dass der Bildschirm innerhalb eines Frames in 32 Bereiche unterteilt wird. Diese Bereiche werden nacheinander beleuchtet, um ein vollständiges Bild zu erzeugen. Dieses Scanverfahren ähnelt Bühnenbeleuchtungseffekten. Die Scheinwerfer beleuchten nacheinander verschiedene Teile der Bühne und ermöglichen so eine beeindruckende Darbietung.

Und was ist mit 64-Scan? Während 32-Scan den Bildschirm in 32 Bereiche für den Scanvorgang unterteilt, verdoppelt 64-Scan diese Anzahl. Der Bildschirm wird in 64 kleinere Bereiche unterteilt und nacheinander beleuchtet. Das bedeutet, dass bei einem 64-Scan-LED-Display innerhalb derselben Zeit mehr Bereiche nacheinander beleuchtet werden, was zu einem feineren Bildeffekt führt. Diese Technologie verbessert zudem die Präzision und Stabilität von LED-Displays.

Was sind die Funktionsprinzipien von 32-Scan und 64-Scan?

Das Prinzip der 32-Scan-Technologie ist eigentlich ganz einfach. Wie bei einem Film, der aus Einzelbildern besteht, die wiederum aus unzähligen Pixeln zusammengesetzt sind, wird auch bei einem 32-Scan-LED-Bildschirm jedes Einzelbild in 32 Bereiche unterteilt. Jeder Bereich wird unabhängig angesteuert.

Innerhalb eines bestimmten Zeitraums wird der erste Bereich kurz beleuchtet, um einen Teil des Bildes anzuzeigen, und dann schnell wieder ausgeschaltet. Anschließend wird der zweite Bereich kurz beleuchtet, um einen weiteren Teil des Bildes anzuzeigen, und ebenfalls schnell wieder ausgeschaltet. Auf diese Weise werden 32 Bereiche nacheinander beleuchtet, wodurch schließlich ein vollständiges Bild entsteht.

Das Prinzip der 64-Scan-Technologie ähnelt dem der 32-Scan-Technologie, die Unterteilung ist jedoch detaillierter. Man kann es sich vorstellen, als würde man einen Kuchen in viele kleine Stücke schneiden. Ein 64-Scan-LED-Bildschirm unterteilt jedes Bild in 64 kleinere Bereiche.

Jeder kleine Bereich wird in kürzester Zeit kurz ausgeleuchtet und dann rasch zum nächsten Bereich umgeschaltet. Diese hohe Schaltfrequenz sorgt für ein feineres Bild und natürlichere Farbübergänge.

Was sind die Merkmale von 32-Scan und 64-Scan?

Merkmale des 32-Scans:

 Durch die regionale Steuerung wird die Stromlast reduziert, was Energie spart. Da jeder Bereich nacheinander beleuchtet wird, werden Wärmestau und Schäden durch die dauerhafte Beleuchtung eines einzelnen Bereichs vermieden. Das Bild ist sehr stabil. Das System bietet ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis und eignet sich für die meisten Innen- und halboffenen Bereiche. Die relativ niedrigen Kosten tragen zu seiner weiten Verbreitung bei.

Merkmale des 64-Scans:

Es verfügt über mehr Unterteilungen als 32-Scan-Systeme. Mehr Unterteilungen bedeuten kleinere Steuereinheiten, was zu extrem feinen und detailreichen Bildern führt. Die regionale Steuerung reduziert zudem die Strombelastung einzelner Bereiche und verlängert so die Lebensdauer des LED-Displays. Es zeichnet sich durch hohe Helligkeit und geringe Dämpfung aus und eignet sich daher ideal für Außenanwendungen, die hohe Helligkeit und Dauerbetrieb erfordern.

Worin bestehen die Unterschiede zwischen 32-Scan- und 64-Scan-LED-Bildschirmen?

Aktualisierungsrate:

 Im Allgemeinen können 64-Scan-LED-Bildschirme Folgendes bieten: höhere Bildwiederholfrequenz als 32-Scan-Systeme. Denn es werden mehr Scans pro Zeiteinheit durchgeführt. Dies trägt dazu bei, Bildschirmflimmern zu reduzieren. Es ist besser für dynamische Bilder und Fotoaufnahmen geeignet.

Scanmethode:

32-Scan bedeutet, dass der LED-Bildschirm in 32 Bereiche unterteilt wird, die nacheinander innerhalb eines Frames beleuchtet werden. 64-Scan hingegen unterteilt den Bildschirm in 64 Bereiche. Durch die höhere Anzahl an Unterteilungen (wie z. B. 64-Scan) wird die Anzahl der LEDs, die von einem einzelnen Bereich angesteuert werden, pro Scan reduziert. Dies senkt die Stromaufnahme jedes Bereichs, verbessert die Stabilität des Bildschirms und verlängert seine Lebensdauer.

Visueller Effekt:

 Da mehr LEDs gleichzeitig leuchten, kann die 32-Scan-Technologie hinsichtlich Bildwiederholfrequenz und Darstellungsqualität der 64-Scan-Technologie geringfügig unterlegen sein. Bei gleicher Bildwiederholfrequenz kann es bei der 64-Scan-Technologie zu einer gewissen Unschärfe oder Bewegungsunschärfe kommen, insbesondere bei der Darstellung von schnell bewegten Bildern.

Wenn wir aufgrund reduzierter Chipanzahl eine Erhöhung der Bildwiederholfrequenz erzwingen, kann dies die Lichtdämpfung der LEDs beschleunigen, die Lebensdauer erheblich beeinträchtigen, die Ausfallrate erhöhen und sogar zu einem langen, streifenartigen „Raupen“-Phänomen führen.

Helligkeit und Stromverbrauch:

Theoretisch könnte die Gesamthelligkeit bei 64-Scan-Verfahren etwas geringer sein als bei 32-Scan-Verfahren unter gleichen Bedingungen, da weniger LEDs pro Scan angesteuert werden. LED-Display-Hersteller Üblicherweise wird der Ansteuerstrom angepasst, um die Helligkeit auszugleichen, sodass die endgültige Helligkeitsleistung möglicherweise nicht wesentlich abweicht. Gleichzeitig kann der Stromverbrauch aufgrund unterschiedlicher Abtastmethoden variieren, dieser Unterschied ist jedoch im Vergleich zum Gesamtstromverbrauch des Bildschirms nicht immer signifikant.

Kosten und Komplexität:

Auf den ersten Blick ist die Anzahl der Chips in 64-Scan-Modulen halb so groß wie in 32-Scan-Modulen. Theoretisch kann dies zu Problemen wie reduzierter Helligkeit, Leistungseinbußen, Graustufenverlust und der Unfähigkeit, helle Farbbereiche zu entfernen, führen, was wiederum Farbflecken und Farbunterschiede verursachen kann. Um die Kosten zu senken, ohne die Funktionalität einzuschränken, wird mithilfe von 64-Scan-Treiber-ICs die serielle Zeilenröhrentechnologie eingesetzt. Dadurch wird die herkömmliche 138-Decodierungsmethode aufgegeben und LEDs können direkt im 64-Scan-Bereich verwendet werden.

Wie wählt man zwischen 32-Scan- und 64-Scan-LED-Bildschirmen?

Kostenbudget:

32-Scan-LED-Displays sind vergleichsweise kostengünstiger und bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. 64-Scan-LED-Displays hingegen sind teurer. Daher sollten Budgetfaktoren bei der Auswahl berücksichtigt werden.

Nutzungsszenarien:

Sie können je nach Anwendungsfall auswählen. Bei Verwendung in Innenräumen und wenn die Anforderungen an die Bildschärfe nicht hoch sind, kann ein 32-Scan-LED-Bildschirm gewählt werden.

Für den Außeneinsatz, wenn hohe Helligkeit und Bildstabilität erforderlich sind, ist ein 64-Scan-LED-Bildschirm besser geeignet. Manche Nutzer legen Wert auf detailreiche Bilder und natürliche Farbübergänge und entscheiden sich daher für einen 64-Scan-LED-Bildschirm. Andere wiederum konzentrieren sich eher auf ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und Praktikabilität; für sie ist ein 32-Scan-LED-Bildschirm die bessere Wahl.

Fazit:

Wer die Scantechnologie von LED-Bildschirmen versteht, kann das richtige Produkt auswählen. Ob für Anwendungen im Innenbereich mit Fokus auf ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis oder für Außendisplays mit maximalem Effekt – wir hoffen, dass jeder Nutzer den am besten geeigneten LED-Bildschirm findet.