Российский интегратор аудиовизуальных решений
<span>+7 (499)</span> 703-35-52

Светодиодные экраны

Светодиодный экран (LED экран) – это устройство отображения информации, в котором изображение формируется множеством полупроводниковых светодиодов, расположенных на поверхности экрана. Каждая отдельная точка экрана – это пиксель, который может содержать один или несколько светодиодов. На сегодняшний день светодиодные экраны являются одним из наиболее перспективных средств визуализации. Именно поэтому их все чаще можно встретить в качестве информационных табло, рекламных щитов или даже просто как креативный элемент декора.

  • Принцип работы светодиодного экрана
  • Устройство и классификация светодиодных экранов
  • Выбор светодиодных экранов
  • Достоинства светодиодных экранов
  • Недостатки светодиодных экранов
  • Применение светодиодных экранов

Первый рабочий прототип LED экрана был показан на научной-технической выставке EISEF в США 18 марта 1978 года. Автор разработки Джеймс Митчелл называл ключевыми ее достоинствами простоту формирования изображения, в сравнении с популярными тогда ЭЛТ дисплеями, и низкое рабочее напряжение, что в перспективе позволило бы использовать светодиодный экран на переносных устройствах с питанием от батареи. Миниатюризация светодиодов до размеров, необходимых для изготовления обычного телевизора, произошла лишь в 21-ом веке благодаря технологии OLED – органических светодиодов.

Светодиодные экраны – не первая технология, позволяющая воспроизводить динамические изображения, но первая, обладающая столь широкими возможностями. Контрастные полноцветные изображения и днем, и ночью, цифровой контент, гибкая настройка показа, а также произвольная геометрия самого экрана превратили светодиодные экраны в мощный инструмент донесения важной информации до потребителей и клиентов.


Принцип работы светодиодного экрана

На светодиодном экране размещаются светодиоды трех базовых цветов – красного, зеленого и синего (RGB). Комбинация из светодиодов этих трех цветов, работающих с различной яркостью, позволяет создавать любое полноцветное изображение. Этот принцип схож с принципом действия обычного телевизора или компьютерного дисплея.

Светодиоды на экране соответствуют пикселям, однако в отличие от жидкокристалических LCD экранов, пиксели светодиодных экранов виртуальные, т.е. один и тот же цветной светодиод может быть частью нескольких виртуальных пикселей. Такая особенность позволяет получать в два раза более высокое разрешение изображения.


Устройство и классификация светодиодных экранов

Светодиодные экраны имеют модульную конструкцию. Светодиоды объединяются в кластеры или в матрицы и с тыльной стороны подключаются к управляющей электронике. Такие отдельные модули, их также называют кабинетами, работают независимо, но при этом их можно объединить в цельную конструкцию произвольной конфигурации. За счет этого возможно построение как обычных прямоугольных экранов, так и экранов более сложной формы – изогнутых, выпуклых, повторяющих форму поверхности, на которой они установлены. Ключевыми характеристиками кабинета являются разрешение, шаг пикселя - pitch и размер.

По конструкции светодиодные экраны делятся на два типа: кластерные и матричные.


Кластерные экраны

В кластерных экранах каждый пиксель представляет собой отдельный элемент, содержащий несколько светодиодов, от трех до нескольких десятков. Кластер полностью герметичен и оснащается разъемом для подключения. Кластер может быть заключен в корпус, а также оснащаться дополнительными устройствами: линзой, отражателем, козырьком от солнца и так далее.

Исторически кластерная технология появилась первой как логическое развитие самых первых светодиодных экранов, состоящую из ламп и имела линейную архитектуру, в которой один пиксель был одной лампой, и был одной платой управления.

В них один пиксель изображения формировался четырьмя светоизлучающими элементами – красным, синим и двумя зелеными и стягивался жгутом с платой управления в целостную конструкцию. Потом данная конструкция подключалась к контроллеру модуля. С развитием светодиодной техники стало возможным разместить все светодиоды одного пикселя на одной полупроводниковой подложке с единой управляющей электроникой, что позволило вместо возни с каждым светодиодом, объеденять теперь только кластеры с управляющими платами. В настоящее время кластерные светодиодные экраны считаются устаревшими, однако сферы применения для них по-прежнему есть, т.к. с эксплуатационной точки зрения они ничуть не хуже матричных.


Матричные экраны

Матричные экраны более технологичны. В них сами кластеры и управляющая плата представляют собой единое целое, а включение/выключение отдельных пикселей осуществляется по информационной шине, к которой подключается каждый модуль.

По способу размещения светодиодов экраны делятся на DIP и SMD экраны – соответственно, кластеры прямого монтажа (Direct Insert Package) и устройства поверхностного монтажа (Surface Mounted Devices).


DIP экраны

В DIP экранах обычные колбовые светодиоды трех цветов непосредственно установлены на основу. В силу габаритов колбовых светодиодов шаг пикселей DIP экранов редко бывает меньше 7 мм. Следовательно, такой тип светодиодного экрана чаще используется на открытом воздухе при соответствующем климатическом исполнении корпуса устройства. Кроме того, DIP экраны ярче, что также определяет их использование при ярком естественном освещении.


SMD экраны

В SMD экранах R, G и B - светодиоды сгруппированы на подложке в одной точке. При этом физические размеры светодиодов не превышают пары миллиметров, а значит их уже не видно невооруженным взглядом даже с достаточно близкого расстояния. Шаг пикселей в SMD экранах может достигать значений 1,6 мм и менее, то есть разрешение такого экрана существенно выше, чем DIP. Как следствие, SMD технология намного чаще используется для экранов в помещении.

По исполнению светодиодные экраны делятся на внутренние, предназначенные для использования в помещении, и внешние, предназначенные для использования на улице. Уличные экраны изготавливаются в закрытом климатическом исполнении, имеют влагозащищенный корпус и устойчивы к воздействию температур и солнечного света.

По наличию корпуса можно разделить светодиодные экраны на корпусные и бескорпусные. В первом случае экран имеет большие габариты и требует установки с помощью специальных конструкций. Бескорпусные экраны наклеиваются, например, на внутреннюю поверхность стекла витрины или на стену с помощью особого клея, затвердевающего под действием УФ излучения. Такая технология позволяет получать прозрачные витрины, на которых при этом воспроизводятся рекламные ролики или интерактивные материалы.


Выбор светодиодных экранов

При выборе светодиодного экрана следует обращать внимание на несколько параметров:


Яркость

Яркость светодиодов напрямую влияет на восприятие информации на LED экране, особенно в случае экранов, устанавливаемых вне помещения. Оптимальной яркостью уличного экрана считается значение силы света в 8000 кандел на метр квадратный, для экранов, устанавливаемых в помещении, будет достаточно значений 2500 кандел на метр квадратный.

Следует иметь в виду, что паспортное значение мощности светового потока может отличаться от реального. Поэтому не стоит гнаться за дешевизной китайских LED экранов, не убедившись предварительно, что они действительно обладают заявленными свойствами, что, увы, далеко не всегда так.


Оптимальное расстояние просмотра

Как уже отмечалось выше, большой шаг пикселя – это не обязательно недостаток. Все зависит от расстояния просмотра. Простая приближенная формула расчета минимального расстояния наблюдения также была приведена выше:

Минимальное расстояние наблюдения = Шаг пикселя * 1500

Таким образом, для экрана с размером пикселя 3 мм, минимальное расстояние, на котором изображение будет выглядеть гладким, составит около 4,5 метра. И, наоборот, если известно расстояние, с которого будет осуществляться просмотр, по формуле можно определить необходимый размер пикселя светодиодного экрана.


Шаг пикселя

Исходя из максимального расстояния просмотра, можно определить и необходимый размер экрана. Максимальное расстояние просмотра определяется как двадцатикратная высота экрана, т.е.:

Максимальное расстояние наблюдения = Высота экрана * 20

Таким образом, если изображение на светодиодном экране должно хорошо читаться с расстояния 150 метров, то вертикальный размер экрана должен быть не менее 5-8 метров. Тогда горизонтальный размер легко рассчитать из желаемого соотношения сторон, 4:3 или 16:9.


Отказоустойчивость

Важный параметр, который не только определяет срок службы медиафасада, но и его устойчивость к разного рода внешним воздействиям. Производители качественных экранов используют только качественные элементы: премиальные светодиоды Nichia для великолепной цветопередачи, все премиальные экраны обладают резервными конфигурациями для отказоустойчивость оборудования, используются исключительно стальной корпус EGI, который помогает увеличить срок службы оборудования и много другое. Поэтому, столкнувшись с выбором светодиодного экрана - проверяйте, уточняйте, а лучше просто довериться профессионалам.


Достоинства светодиодных экранов

Долговечность

Срок службы современных светодиодных экранов может достигать 100,000 часов. Однако необходимо отметить, что в течение срока службы яркость светодиодов может постепенно снижаться, достигая просадки в 50% от исходной яркости после 10 и более лет эксплуатации.


Модульность

Модульная конструкция светодиодных экранов позволяет компоновать кластеры светодиодов как душе угодно без швов и видимых стыков. Размер экрана при этом может составлять десятки метров, а произвольная конфигурация модулей позволяет использовать необычные дизайнерские решения и нестандартные формы информационных табло, видеостен или рекламных щитов.


Простота установки и обслуживания

Светодиодные экраны отличаются простым монтажом и коммутацией. При необходимости экран можно развернуть очень быстро. В то же время обслуживание светодиодному экрану практически не требуется. Цельная конструкция светодиодных модулей устойчива к внешним воздействиям. При необходимости световое табло можно расширить путем установки дополнительных кабинетов. Так же просто осуществляется замена неисправных модулей.


Яркая картинка и идеальная цветопередача

В отличие от LCD экранов, построенных на просветной технологии жидкокристалической подложки и светодиодного освещения LCD матрицы, светодиоды LED - экранов сами излучают свет. За счет современных сверхъярких диодов и компоновки до шести диодов на пиксель светодиодные экраны сегодня демонстрируют великолепную яркость картинки и информация с них отлично читается даже светлым днем. Отдельно стоит отметить возможность регулировки яркости светодиодов, ведь ночью максимальная яркость не требуется. Углы обзора светодиодных экранов достигают 140 градусов, причем картинка при предельных углах просмотра не тускнеет, а цвета не искажаются. Очень высокая контрастность демонстрирует великолепное качество изображения.


Высокая динамичность

Особенностью LED технологии является полное отсутствие инерционности. Светодиоды обрабатывают управляющий сигнал с минимальной задержкой, моментально изменяя свою яркость. Как следствие даже самые динамичные видеоролики на таких экранах воспроизводятся идеально, без запаздываний, «шлейфов» и артефактов.


Гибкость

Светодиодные модули можно установить не только на плоскую, но и на изогнутую поверхность. Но помимо конструктивной гибкости LED экраны также гибко настраиваются и позволяют воспроизводить контент с самых разных носителей. Конфигурация экрана при этом осуществляется программно и как правило дистанционно.


Эффектность и эффективность

Как ни крути, светодиодные экраны выглядят потрясающе. Яркое и динамичное изображение на экране может доносить до потребителей абсолютно произвольную информацию по выбору заказчика. При этом такой контент гораздо заметнее на фоне традиционных рекламных щитов и вывесок, быстрее и прочнее захватывает внимание клиента, по сути сочетая достоинства телевизионной или медийной рекламы с простотой и надежностью обычных билбордов. А при правильном подборе формата и содержания контента для отображения на светодиодном экране, последний будет не только эффектным, но и невероятно эффективным инструментом доставки информации.


Недостатки светодиодных экранов

Вместе с тем светодиодные экраны имеют ряд недостатков, которые следует принимать во внимание:


Относительно низкое разрешение

Т.к. шаг между светодиодами достаточно велик (в среднем – 10 мм), то светодиодные экраны не могут похвастаться высоким разрешением. Следовательно, информация на них должна читаться с определенного минимального расстояния, такого, чтобы отдельные пиксели экрана не были различимы. Приблизительно это расстояние можно определить, умножив паспортный шаг пикселей на 1000. Т.е. для экрана с шагом пикселей 10 мм минимальное расстояние просмотра составляет 10 м; для экрана с шагом 25 мм это расстояние составит уже 25 м и т.д. Таким образом, зная расстояние, с которого предполагается просмотр контента на светодиодном экране, можно определить необходимый шаг пикселей. Например, если светодиодный экран будет установлен на крыше здания, а минимальное расстояние просмотра будет составлять 30 метров, то выбирать экраны с шагом меньше 30 мм просто нет смысла – разницы в четкости изображения не будет.


Высокое энергопотребление

Поскольку светодиоды сами излучают свет, энергопотребление крупного светодиодного экрана может быть довольно значительным. Например, среднее энергопотребление одного кабинета на базе технологии SMD разрешением 32 на 32 пикселя и шагом 10 мм составляет примерно 40 Вт. Таким образом, экран размером, например, 8 на 6 метров, составленный из таких модулей, будет потреблять в среднем от 5,7 кВт и выше.


Относительно высокая цена

Хотя технология LED экранов динамично развивается, они все еще остаются дорогим удовольствием. Другие виды наружной рекламы стоят существенно дешевле. С другой стороны, прямых аналогов у светодиодных экранов нет, а их уникальные достоинства вполне оправдывают высокую стоимость.


Применение светодиодных экранов

Области применения светодиодных экранов выходят далеко за пределы замены рекламных щитов. Судите сами.


Светодиодные экраны для внешней установки

Используются в качестве динамически изменяющихся вывесок, билбордов. Их часто можно встретить в качестве медиа-фасадов, витрин и оригинальных рекламных конструкций. Причем информация, отображаемая на светодиодном экране, может быть даже таргетированной на конкретного человека! Нетрудно догадаться, что с помощью таких приемов можно быстрее привлечь внимание целевой аудитории и добиться более высокого уровня вовлеченности.


Светодиодные конструкции для установки в помещении

Светодиодные конструкции для установки в помещении могут использоваться в качестве элементов оформления в торговых и развлекательных центрах, в кинотеатрах, в заведениях общепита, в концертных залах и т.д. Помимо маркетинговой функции, светодиодные панели могут играть роль креативного динамического освещения, отображать актуальную информацию (расписание поездов, меню, погоду) и даже реагировать на внешние факторы, соответственно адаптируя контент.


Видеоэкраны и видеостены

Видеоэкраны и видеостены применяются при оформлении спортивных объектов и концертных площадок. Часто протяженные светодиодные видеостены работают как один огромный рекламный щит. Причем только LED экраны могут быть изогнутыми и иметь произвольное соотношение сторон.

Характерной особенностью видеостен является широкий охват аудитории и возможность обзора демонстрируемого контента с любой удобной для зрителя точки.


Заключение

Итак, светодиодные экраны являются мощным инструментом с весьма широкой сферой применения и массой уникальных достоинств. Вместе с тем грамотный выбор LED экрана и его установка требует учета множества нюансов, а потому доверить эту работу лучше профессионалам.