浅谈 Local Dimming

一定有朋友跟我一样好奇什么是 Local Dimming,下面是我近些天的一些学习分享，仅供参考。

一、什么是 Local Dimming

Local dimming（局部背光调节） ：以 LED 为背光源，通过调暗背光的区域来提高黑暗场景的对比度的一种技术方法。它通常使得黑色物体比没有该功能的时候更暗，而亮的物体则更亮，从而提高了整体的画质。比如：你一定在网上看大过这样的图片，右侧的就是使用了 Local Dimming 的效果。

   

 

二、Local Dimming 的应用领域

Local Dimming 的应用领域和产品形态也是多种多样的，比如商场和一些公共场所的数字显示屏，一些大屏的高端 TV，电竞游戏的显示器，游戏笔记本电脑的显示器，汽车的显示器，VR 游戏的显示等等。

 

三、Local Dimming 的发展

首先，我们要知道 LCD 屏的基本结构，一般从 LED 背光板向外，依次是：

1. LED 背光板（作用：放置 LED 灯珠或者灯条，提供背光光源，有直下式和侧边式两种）；
2. 扩散器光导片（作用：使射出光更加均匀）；
3. 偏光片（作用：与后面的偏光片透光区垂直）；
4. 薄膜晶体管层（作用：给液晶层施加电场）；
5. 液晶层（作用：控制光通量）；
6. 彩色滤光片（作用：每一个像素点都是 R,G,B 三色）；
7. 偏光片；
8. 显示前层（作用：负责最终显示效果呈现）。

其次，要了解显示器的显示逻辑，一般是有一颗 SOC 或者 FPGA 将视频或者图像信息经过处理后，分为 LCD 显示数据和 Local Dimming 背光控制数据，后者来控制背光板上每个分区 LED 灯的亮度。

 

随着显示器由传统 LCD 技术向 OLED 和 Mini LED 过度，OLED 因为其频闪、烧屏、寿命等技术问题限制了它的发展。而 LED 随着其尺寸的缩小，我们将 100um~300um 大小，芯片间距在 0.1~1mm之间的称为 Mini LED,小于 100um 大小，芯片间距在 0.01~0.1mm 之间的成为 Micro LED，Micro LED 也是现阶段 Mini LED 的发展方向，目前产品化进展仍处于研发阶段。

 

从背光的光源变化来看，从我们熟悉的大疙瘩 TV 的 CRT（阴极射线管，Cathode Ray Tube）的一整面的背光光源，到后面的 CCFL（冷阴极荧光灯Cold Cathode Fluorescent Lamp）的线关源，在显示准确性上都远不及 LED 背光灯显示，LED 背光可以有效改善画质，大幅度提升动态对比度，同时改善漏光，拖影，残影等现象，在节能方面尤为突出。

 

四、Local Dimming 基于 MCU的一般结构

一般是由 TV 或者显示器部分的 SOC/FPGA 接收处理视频或者图像信息，将处理后的背光亮度调节信息传给 MCU，MCU 再将处理后的数据信息推给 LED Diver，最后由 LED Driver 控制不同的背光分区及每个分区里面 LED 灯的亮灭程度。

 

那么一般我们如何选择一款的合适 MCU 呢！

• 一般要考虑 MCU 的算力；
• SPI 或 PWM 的通道数；
• DMA 的支持；
• Flash/RAM 的大小；
• GPIO 的数量等。

 

以 NXP 的产品为例：

如果背光分区数约在 2000 分区以下，就推荐使用 LPC55xx 系列；

如果做高端显示，背光分区数大于约 2000 分区，则推荐使用 RT1041/1061/1171。

如下图显示的就是 LPC55xx 系列的 TV Local Dimming 方案，该方案充分发挥 EZH 的优势控制 LED Driver，提升背光数据处理效率，可以大大提升产品性能。

优势：
1、LPC55xx 系列拥有 EZH 可以同时完成部分数据工作，大大提高 MCU 处理速度；
2、可以利用 SCT 生成 PWM 时钟和 EZH 同步，采用 EZH 控制 SPI 传输和锁存信号;
3、EZH 还支持 SmartDMA，无需 CPU 干预;
4、RTxxxx 系列产品具有高达 400+ --500MHz 的主频，具有 96 个GPIO 口，可以满足更多的分区需求。


如果您对 NXP 的 Local Dimming 方案感兴趣，您可以留言咨询，谢谢。

参考链接：

https://wenku.baidu.com/view/57b052bb91c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad79d?_wkts_=1700454046403

https://wenku.baidu.com/view/58064be7f624ccbff121dd36a32d7375a417c60e.html?_wkts_=1700459332514

https://www.sohu.com/a/259337823_99957767

https://zhuanlan.zhihu.com/p/569285979