可変メッセージサインとフルカラーディスプレイ

歴史的に、可変メッセージ サインとフルカラー ビデオ ディスプレイでは、単色のスルーホールLEDが使用され、手動でのプログラミングやメッセージや画像の更新には有線接続が必要でした。手動でプログラミングする必要があるため、標識を簡単に更新して最新情報を反映することができませんでした。フルカラー ディスプレイを作成するために、赤、緑、青の個別のLEDがクラスター化されてピクセルが作成されました。LED間に必要な間隔によってディスプレイの解像度が制限され、LEDのビニング範囲が広くパフォーマンスが異なるため、色と出力の均一性の調整が困難でした。ディスプレイ パネルは、スルー ホール コンポーネントと表面実装コンポーネントを組み合わせて組み立てられていたため、個別の組み立てプロセスが必要になり、故障の可能性も高まり、コストが増加していました。

最近のLEDおよびワイヤレス技術の進歩により、機能性が向上しました。企業は、コントラストの向上、解像度の向上、明るさの向上、消費電力の削減、信頼性の向上を実現した設計を実現できるようになりました。ワイヤレス機能により、大幅に低コストでリアルタイム更新を効率的に提供できるようになりました。こうした機能の向上と、代替的な広告方法を模索する企業が相まって、この分野の成長を促進しています。現在、大型ディスプレイ市場は世界全体で155億ドル規模で、今後5年間のCAGRは6.5% と予測されています。

特徴

• 解像度、コントラスト、明るさの向上
• 消費電力の削減
• アップデートと監視のためのワイヤレス接続
• 信頼性の向上
• 初期コストと長期コストの低減

システムブロック図

配列されたフルカラー ディスプレイまたは可変メッセージ サインの一般的なシステム アーキテクチャは、コントローラー、レシーバー、およびLEDタイルの3つの個別のブロックで構成されます。コントローラーは、HDMI、USB、RJ45などの標準入力インターフェイスを介して、コンピューターまたは代替ソースから表示する画像またはビデオ ファイルを受信します。コントローラーを使用すると、ユーザーは設置時にLEDパネルの位置配置を割り当てることができます。入力信号はコントローラ内のFPGAによって処理され、各受信機が担当する画像の部分を決定します。コントローラーの複数の出力により、RJ45ケーブルを介して受信機に信号を伝送できます。受信機はコントローラーからデータを取得すると、信号を再度処理して、特定のLEDタイルに送信する情報を決定します。受信機とLEDタイル間の通信は、通常、HUB75インターフェイスを使用して確立されます。各タイルの16ピン入力および出力コネクタをIDC16ケーブルでデイジー チェーン接続することにより、複数のLEDタイルを1つの受信機に接続できます。

パネル間の同期を確実にするためにクロッキングが利用されます。データがLEDタイルに到達すると、デコードされ、シフト レジスタを介してLEDディスプレイ ドライバーに送信されます。LEDディスプレイ ドライバーは、スキャン ライン方式でLEDのマトリックス アレイに電力を供給し、制御し、更新します。つまり、高周波数でLEDの連続行を更新し、均一で完全な画像出力を実現します。また、LEDタイルの障害検出と熱保護も提供します。ディスプレイ製造業者がディスプレイのより大きな構成要素として使用されるパネル サブアセンブリを作成するのは、非常に一般的です。各パネルは、受信機とAC/DC電源に接続された複数のLEDタイルで構成されています。1つのコントローラでサポートできるパネルの数は、プロセッサの機能、使用可能なメモリの量、およびパネルの解像度とリフレッシュ/スキャン レートによって決まります。複数のコントローラーを使用して、ディスプレイを希望のサイズに拡大縮小できます。

システムの利点

可変メッセージ サインと大型ディスプレイは、相互接続されたパネルを組み立てて配列を形成し、特定の設置に必要なサイズに調整できます。これらのパネルは通常、ピクセルごとに標準的な寸法とピッチで設計されています。アプリケーションでは、使用事例に応じて異なる解像度が必要になります。ピッチの選択には、LEDのサイズ、視聴者からディスプレイまでの距離、ディスプレイのサイズ、明るさの目標、必要な解像度など、いくつかの要因が影響します。屋内ディスプレイは視聴者が近いため、屋外ディスプレイに比べてピクセル間のピッチが小さくなります。屋内用途の一般的なピッチは1 ～ 10 mmですが、屋外用途では5 ～ 25 mmです。屋外ディスプレイでは、日光の下でも読みやすいように、より高い光出力レベルが必要です。ディスプレイの明るさはNITS（カンデラ/m^{2）で測定されます}。屋内ディスプレイは通常500-1,000 NITSから、屋外ディスプレイは7,000-15,000 NITSの範囲になります。

看板やディスプレイを組み立てる際には、ピクセルとパネルの一貫性が重要です。LEDレベルでの光の強度と色のビニングにより、組み立てられた各パネルが適切に一致することが保証されます。次に、個々のパネルはホワイト ポイント キャリブレーション プロセスを経て、ベースラインの赤、緑、青の出力レベルを設定し、一貫性をさらに向上させます。マトリックス ディスプレイ コントローラICには、このキャリブレーション プロセスのための機能が備わっています。ピクセル密度とリフレッシュ レートの増加により、パネル上のLEDに電力を供給し管理する制御ICとドライバICのパフォーマンス要件が高まっています。最新のドライバーは、ボードスペース要件とEMIを最小限に抑えるために高度に統合されており、スタンバイ電力要件が低く、効率を最大限に高めるために出力電圧を調整でき、さらに、より高いリフレッシュ レートを可能にするためにメモリが増え、クロック速度が高速化されています。現在、ドライバは最大48個の電流源チャネル (赤、緑、青それぞれ16個) を備え、優れたチャネル間電流精度と超微細な調光制御を備えています。機能には、周囲の光レベルに基づく自動輝度調整、ピクセルのゴースト除去、LEDの連続性、熱保護などがあります。パネルにはLEDの数をサポートするために複数のドライバーが含まれており、デイジー チェーン接続できるパネルの数はコントローラーによって決定されます。複数のコントローラーを使用して表示サイズを調整できます。

最新のサイネージおよびディスプレイLEDは、モノクロ、RGB、RGBWのカラー オプションを備えた堅牢で熱的に安定した表面実装パッケージで提供されます。これらのLEDは、厳密な色と電圧のビニング、高い出力強度、改善されたコントラストを組み合わせ、コンポーネントを近づけて配置できるため、パネル間で一貫したパフォーマンスを実現できます。これらの機能により出力と解像度が向上します。これは、1080Pディスプレイに200万を超えるピクセルが含まれていることを考えると重要です。さまざまなパッケージ サイズ、出力レベル、ビーム角度、およびその他のアプリケーション固有の属性により、最終製品のニーズに最適なターゲット ソリューションを実現できます。これらのデバイスは、屋内用とIPx8密閉屋外用の両方のバージョンで利用できます。これらのLEDの寿命は、光出力の20% 未満の低下で50,000時間を超える動作が可能であり、これはほとんどのディスプレイ アプリケーションの交換サイクルを超えています。

これらのディスプレイにコンテンツをプッシュする方法は進化しました。有線接続による手動入力や接続は不要になりました。現在、看板やディスプレイのメーカーは、コンテンツをワイヤレスで集約し、個々のディスプレイまたは複数のディスプレイに同時にプッシュする機能を効率化するソフトウェアを提供しています。このような機能の一例として、複数のガソリンスタンドの燃料価格を1か所から更新することが挙げられます。これにより、各施設の作業員が操作を実行する必要がなくなり、エラーの可能性が減ります。さらに重要なことに、交通標識のワイヤレス統合により、交通監視、緊急サービス、その他のスマート シティ プラットフォームに基づいて、重要な情報をリアルタイムで更新できるようになります。

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