Digital Light Processing? 技術(shù)是一項全數(shù)字化的顯示解決方案。它能夠讓企業(yè)、家庭娛樂和電影院的投影系統(tǒng)將影像和圖形展現(xiàn)得淋漓盡致。DLP? 投影技術(shù)對光進行精密控制,以重復(fù)顯示全數(shù)字化的圖像。這些圖像在任何光線中都明亮奪目,在任何分辨率下都清晰分明。
DLP投影技術(shù)的工作原理
DLP投影技術(shù)的工作原理數(shù)字光學(xué)處理DLP是投影和顯示信息的一個革命性的新方法。基于Texas儀器公司開發(fā)的數(shù)字微反射鏡器件DMD,DLP完成了顯示數(shù)字可視信息的最終環(huán)節(jié)。數(shù)字光學(xué)處理DLPTM技術(shù)在消費者、商業(yè)和投影顯示工業(yè)的專業(yè)領(lǐng)域方面被作為子系統(tǒng)或“發(fā)動機”提供給市場主管。正如CD在音頻領(lǐng)域的革命一樣,DLP將在視頻投影方面帶來革命. 數(shù)字光學(xué)處理:如何工作 正如中央處理單元(CPU)是計算機的核心一樣,DMD是DLP的基礎(chǔ)。單片、雙片以及多片DLP系統(tǒng)被設(shè)計出來以滿足不同市場的需要。一個DLP為基礎(chǔ)的投影系統(tǒng)包括內(nèi)存及信號處理功能來支持全數(shù)字方法。 DLP投影系統(tǒng)組成:一個光源、一個顏色濾波系統(tǒng)、一個冷卻系統(tǒng)、及投影光學(xué)元件(DMD)。 一個DMD可被簡單描述成為一個半導(dǎo)體光開關(guān)。成千上萬個微小的方形16×16鏡片,被建造在靜態(tài)隨機存取內(nèi)存(SRAM)上方的鉸鏈結(jié)構(gòu)上而組成DMD(圖1)。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片在兩個狀態(tài)之間傾斜,+10度為“開”。-10度為“關(guān)”,當(dāng)鏡片不工作時,它們處于0度的“停泊”狀態(tài)。 根據(jù)應(yīng)用的需要,一個DLP系統(tǒng)可以接收數(shù)字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設(shè)備生產(chǎn)廠家(OEM’s)的前端處理中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,任何隔行視頻信號通過內(nèi)插處理被轉(zhuǎn)換成一個全圖形幀視頻信號。從此,信號通過DLP視頻處理變成先進的紅、綠、蘭(RGB)數(shù)據(jù),先進的RGB數(shù)據(jù)然后格式化為全部二進制數(shù)據(jù)的平面。 一旦視頻或圖形信號是在一種數(shù)字格式下,就被送入DMD。信息的每一個象素按照1:1的比例被直接映射在它自己的鏡片上,提供精確的數(shù)字控制,如果信號是640×480象素,器件中央的640×480鏡片采取動作。這一區(qū)域外的其它鏡片將簡單地的被置于“關(guān)”的位置。
圖中一個 848×600 數(shù)字微鏡器件。器件中部反射部分包括 508,800 個細(xì)小的、可傾斜的鏡片。一個玻璃窗口密封和保護鏡片。 DMD 顯示為實際尺寸。
通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進置平面信號進行電子化尋址,DMD 陣列上的每個鏡片被以靜電方式傾斜為開或關(guān)態(tài)。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時間的技術(shù)被稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。鏡片可以在一秒內(nèi)開關(guān)1000多次,這一相當(dāng)快的速度允許數(shù)字恢度等級和顏色再現(xiàn)。在這一點上,DLP成為一個簡單的光學(xué)系統(tǒng)。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統(tǒng)后,來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當(dāng)鏡片在開的位置上時,它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數(shù)字的方型象素投影圖象(圖2)。
圖中三個鏡片有效地反射光線來投影一個數(shù)字形象。入射光射到三個鏡片象素上,兩個外面的鏡片設(shè)置為開,反射光線通過投影鏡頭然后投射在屏幕上。這兩個“開”狀態(tài)的鏡片產(chǎn)生方形白色象素圖形。中央鏡片傾斜至“關(guān)”的位置。這一鏡片將入射光反射偏離開投影鏡頭而射入光吸收器,以致在那個特別的象素上沒有光反射上去,形成一個方形、黑色象素圖象。同理,剩下的 508797 個鏡片象素將光線反射到屏幕上或反射離開鏡片,通過使用一個彩色濾光系統(tǒng)以及改變適量的 508,800DMD 鏡片的每個鏡片為開態(tài),一個全彩色數(shù)字圖像被投影到屏幕上。
DLP 技術(shù)優(yōu)勢
DLP 是由數(shù)字電路驅(qū)動的光學(xué)系統(tǒng)。數(shù)字電路及光學(xué)元件會聚于 DMD ,用一個視頻或圖形輸入信號, DLP 創(chuàng)造出數(shù)字投影圖象。 DLP 有三個關(guān)鍵的優(yōu)勢超過現(xiàn)在的投影技: DLP 的數(shù)字本質(zhì)能實現(xiàn)數(shù)字灰度等級和顏色再現(xiàn),并且把 DLP 置于數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)的最后一環(huán);它以反射 DMD 為基礎(chǔ),所以 DLP 比與其競爭的透過式LCD技術(shù)更有效; DLP 有產(chǎn)生無縫、膠片式圖象的能力, DLP 使圖象更為好看。
DLP 的數(shù)字優(yōu)勢
DLP 固有的數(shù)字性質(zhì)能使噪聲消失 ,獲得具有數(shù)字灰度等級的精細(xì)的圖象質(zhì)量以及顏色再生。它的數(shù)字性質(zhì)也把 DLP 置于數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)的最后環(huán)節(jié)。 DLP 比與此競爭的透射式液晶顯示(LCD)技術(shù)更有效,信號每次由數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬 (D/A) 或從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字 (A/D) ,信號噪音都會進入數(shù)據(jù)通道。轉(zhuǎn)換越少噪聲越降,并且當(dāng) (A/D) 、 (D/A)轉(zhuǎn)換器減少時成本隨之降低。 DLP 提供了一個可以達到的顯示數(shù)字信號的投影方法,這樣就完成了全數(shù)字底層結(jié)構(gòu)。
視頻底層結(jié)構(gòu)。 DLP 為一個完全數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)提供了最后環(huán)節(jié)。
DLP 的另一個數(shù)字優(yōu)勢是它的精確的灰度等級與顏色水平的再生 ,并且因為每個視頻或圖象幀是由數(shù)字產(chǎn)生,每種顏色 8 位到 10 位的灰度等級,精確的數(shù)字圖象可以一次又一次地重新再現(xiàn)。例如:一個每種顏色為 8 位的灰度等級使每個原色產(chǎn)生 256 不同的灰度,允許數(shù)字化生成 2563 ,或 16.7 百萬個不同的顏色組合。
DLP 可產(chǎn)生數(shù)字灰度等級和顏色等級。假設(shè)每種顏色用 8 位,可以數(shù)字化地產(chǎn)生 16.7×106 個顏色組合。以上是每一種原色不同灰度的幾種組合和產(chǎn)生的數(shù)字象素顏色。

DLP 反射優(yōu)勢
DLP 以反射式 DMD 為基礎(chǔ),不需要偏振光。因為 DMD 是一種反射器件,它有超過 60% 的光效率,使得 DLP 系統(tǒng)比LCD投影顯示更有效率。這一效率是反射率、填充因子、衍射效率和實際鏡片“開”時間產(chǎn)生的結(jié)果。
LCD依賴于偏振,所以其中一個偏振光沒有用。這意味著 50% 的燈光甚至從來不進入LCD,因為這些光被偏振片濾掉了。剩下的光被LCD單元中的晶體管、門、以及信號源的線所阻擋。除了這些光損失外,液晶材料本身吸收了一部分光,結(jié)果是只有一少部分入射光透過LCD面板照到屏幕上。最近,LCD在光學(xué)孔徑和光傳輸上有經(jīng)驗上的進展,但它的性能仍然有局限,因為它們依賴于偏振光。
DLP 無縫圖象優(yōu)勢
DLP 封閉間隔的微反射鏡使視頻圖象投影成具有更高可見分辨率的無縫隙圖象。對于影視投影顯示、計算機幻燈展示或全球范圍內(nèi)多人通過交互技術(shù)進行合作方面, DLP 是現(xiàn)在和未來在數(shù)字可視通信方面的唯一選擇。
DMD 上的小方鏡面積為 16 um 2 ,每個間隔 1 um,給出大于 90% 的填充因子。換言之, 90% 的象素 / 鏡片面積可以有效地反射光而形成投影圖象。整個陣列保持了象素尺寸及間隔的均勻性,并且不依賴于分辨率。LCD最好也只有 70% 的填充因子。越高的 DMD 填充因子給出越高的可見分辨率,這樣,加上逐行掃描,創(chuàng)造出比普通投影機更加真實自然的活生生的投影圖象。
主導(dǎo)的視頻圖形適配器 (VGA)LCD投影機用來投影圖 3 的鸚鵡照片。在圖 4a中,可以很容易看到LCD投影機中常見的象素點、屏幕門效應(yīng)。同樣這副鸚鵡的照片用LCD投影機投影成像,如圖 4b所示。由于 DLP 的高填充因子,屏幕門效應(yīng)不見了,我們所看到的是由信息的方形象素形成的數(shù)字化投影圖象。盡管,如證明過的一樣,兩個投影機投影的圖象分辨率是相同的,通過 DLP 人眼可以看到更多的可視信息、察覺到更高的分辨率。如照片表明的一樣, DLP 提供令人喜愛的更加優(yōu)質(zhì)的畫面。
圖用來證明 DLP 優(yōu)點的照片。一個鸚鵡的數(shù)字化照片被用來證明無縫的象膠片一樣效果的 DLP 圖象的優(yōu)點,其細(xì)節(jié)將在圖 a 和 b 中演示。
LCD投影圖象 (a) 和 DLP 投影圖象 (b) 中實際的特寫圖象。一個三板多晶硅 VGA 分辨率的LCD投影機(a) 和一個單片 VGA 分辨率的 DLP投影機(b) 都投影顯示在圖 5 中的鸚鵡的照片。LCD和 DLP 照片都在相同條件下攝得,每個投影機都把聚焦、亮度和顏色調(diào)到最佳。注意,LCD圖象中象素的高水平對照于無縫 DLP 圖象。 DLP 提供了優(yōu)越的圖象質(zhì)量,因為 DMD 鏡片象素間隔僅為 l μ m ,這樣消除了象素。
DLP 的可靠性
DLP系統(tǒng)成功地完成了一系列規(guī)定的、環(huán)境的及操作的測試。選擇已證明可靠的標(biāo)準(zhǔn)元件來組成用于驅(qū)動DMD的數(shù)字電路。對于照明和投影透鏡,無明顯的可靠性降低的現(xiàn)象。絕大部分可靠性測試集中在DMD上,因為它依賴于移動絞鏈結(jié)構(gòu)。為測試絞鏈?zhǔn)ъ`,大約100個不同的DMD被用于模擬一年的操作。一些DMD已經(jīng)被測試了超過1G次循環(huán),相當(dāng)于20年的操作。在這些測試以后檢查這些器件,發(fā)現(xiàn)在任何器件上均無絞鏈折斷現(xiàn)象。絞鏈?zhǔn)ъ`不是DMD可靠性的一個因素。 DMD已通過所有標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體合格測試。它還通過了模擬DMD實際操作環(huán)境條件的障礙測試,包括熱沖擊、溫度循環(huán)、耐潮濕、機械沖擊,振動及加速實驗?;跀?shù)千小時的壽命及環(huán)境測試,DMD和DLP系統(tǒng)表現(xiàn)出內(nèi)在的可靠性。 簡而言之,DLP是由數(shù)字電路驅(qū)動的光學(xué)系統(tǒng)。數(shù)字電路及光學(xué)元件會聚于DMD。用一個視頻或圖形輸入信號,DLP創(chuàng)造出具有史無前例圖象質(zhì)量的數(shù)字投影圖象。 DLP有三個關(guān)鍵的優(yōu)勢超過現(xiàn)在的投影技術(shù)。DLP的數(shù)字本質(zhì)能實現(xiàn)數(shù)字灰度等級和顏色再現(xiàn),并且把DLP置于數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)的最后一環(huán)。因為它以反射DMD為基礎(chǔ),所以DLP比與其競爭的透過式LCD技術(shù)更有效。最后,DLP有產(chǎn)生無縫、膠片式圖象的能力,DLP使圖象更為好看。
DLP系統(tǒng)
DLP 為了滿足不同種類的市場和需要,提供三種 dlp 系統(tǒng),每一種 DLP 系統(tǒng)都可實現(xiàn)優(yōu)秀的投影質(zhì)量。單片 DLP 系統(tǒng)年可提供誘人的性能價格比,三片 DLP 系統(tǒng)可提供最高亮度的性能,能顯示高達幾千流明的亮度。雙片 DLP 系統(tǒng)依靠單片的顏色濾波系統(tǒng)和三片的分光透鏡概念可提供 DLP 的另外一種性能水平。這三種 DLP 系統(tǒng)為 DLP 提供了滿足從臺式監(jiān)視器到未來的數(shù)字電影的廣泛的投影機市場的能力。下面解釋單片、雙片和三片 DLP 系統(tǒng)如何用來投影數(shù)字彩色圖象。
單片DLP系統(tǒng)
在一個單DMD投影系統(tǒng)中,用一個色輪來產(chǎn)生全彩色投影圖象。色輪是由一個紅、綠、藍濾波系統(tǒng)組成,它以60Hz的頻率轉(zhuǎn)動,每秒提供180色場。在這種結(jié)構(gòu)中,DLP工作在順序顏色模式。輸入信號被轉(zhuǎn)化為RGB數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)按順序?qū)懭隓MD的SRAM。白光光源通過聚焦透鏡聚焦在色輪上,通過色輪的光線然后成象在DMD的表面。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時,紅、綠、藍光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖象是順序進行的,所以當(dāng)紅光射到DMD上時,鏡片按照紅色信息應(yīng)該顯示的位置和強度傾斜到“開”,綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統(tǒng)集中紅、綠、藍信息并看到一個全彩色圖象。通過投影透鏡,在DMD表面形成的圖象可以被投影到一個大屏幕上。
圖中單片 DLP 投影系統(tǒng)。白光聚焦在以 60Hz 旋轉(zhuǎn)的色輪濾光系統(tǒng)上,這個輪子以紅、綠、藍的順序旋轉(zhuǎn),將視頻信號送到 DMD 。依照每個電視場中每個彩色的位置及亮度,鏡片打開。人體視覺系統(tǒng)將順序的顏色疊加在一起,看到一幅全彩色圖象。
如美國國家電視系統(tǒng)委員會 (NTSC) 制定的電視場為 16.7 毫秒 (1/60 秒 ) ,每一原色必須被顯示在 5.6 毫秒。因為 DMD 有一個小于 20 微秒的開關(guān)速度,一個 8 比特 / 顏色的灰度等級( 256 灰度)可以用單 DMD 系統(tǒng)實現(xiàn)。這給出每一原色 256 灰度,或者說能夠產(chǎn)生 2563(16.7 ×106) 種顏色組合。
當(dāng)使用一個色輪時,在任一給定的時間內(nèi)有 2/3 的光線被阻擋。當(dāng)白光射到紅色濾光片時,紅光透過而藍光和綠光被吸收。藍光和綠光擁有同樣的道理,藍色濾光片通過藍光而吸收紅、綠光;綠色濾光片通過綠色而吸收紅、藍光。
三片DLP系統(tǒng)
另外一種添加顏色的方法是將白光通過棱鏡系統(tǒng)分成三原色。這種方法使用三個 DMD ,一個 DMD 對應(yīng)于一種原色。應(yīng)用三片 DLP 投影系統(tǒng)的主要原因是為了增加亮度。通過三片 DMD ,對整個 16.7 毫秒的電視場,來自每一原色的光可直接連續(xù)地投射到它自己的 DMD 上。結(jié)果是更多的光線到達屏幕,給出一個更亮的投影圖象。除了已增加的亮度,可使用更高字節(jié)的顏色。因為光線在整個電視場直接投到每個 DMD 上,使每種顏色 10 比特灰度等級成為可能。這種高效的三片投影系統(tǒng)將被用在大屏幕和高亮度應(yīng)用領(lǐng)域。
三片 DLP投影機系統(tǒng)。白光分解成原色,每一原色在整個幀時間內(nèi)直接投射到它自己的 DMD 上,比顏色一順序系統(tǒng)中產(chǎn)生更大的亮度。
雙片DLP系統(tǒng)
德州儀器還開發(fā)了一種獨特的雙 DMD 結(jié)構(gòu),為某些投影顯示應(yīng)用提供了理想的工具。這一系統(tǒng)利用了一般金屬鹵化物投影燈光譜平衡輸出的優(yōu)點。
前面討論的單片和三片 DLP 系統(tǒng)為了光譜平衡輸出依靠來自投影燈的相等數(shù)量的紅、綠、藍光。為了在單片 DLP 系統(tǒng)中得到均勻顏色的光,設(shè)計了順序濾色片系統(tǒng)來通過一個來自三原色的均衡數(shù)量的光。為了低成本和高效率,在單片系統(tǒng)中使用了金屬鹵化物燈。三原色中任意一種多余的光線可用來提高整體的光輸出,或者多余的光被顏色濾光片的密度濾掉來保持光譜的均勻性。典型地,在投影工業(yè)中要在光輸出和精確的顏色水平之間進行權(quán)衡。
應(yīng)用來自單片 DLP 系統(tǒng)的順序色輪的方法以及來自三片 DLP 系統(tǒng)的雙色分光棱鏡的概念,雙片 DLP 系統(tǒng)利用了金屬鹵化物燈紅光缺乏的優(yōu)點。這一系統(tǒng)中的色輪不用紅、綠、藍濾光片,取而代之,系統(tǒng)使用兩個輔助顏色,品紅和黃色。色輪的品紅片段允許紅光和藍光通過,同時黃色片段可通過紅色和綠色。結(jié)果是紅光一直通過濾色系統(tǒng),紅光在所有時間內(nèi)都通過,藍色和綠色在品紅 - 黃色色輪交替旋轉(zhuǎn)中每種光實質(zhì)上占用一半時間。
當(dāng)使用一個色輪時,在任一給定的時間內(nèi)有 2/3 的光線被阻擋。當(dāng)白光射到紅色濾光片時,紅光透過而藍光和綠光被吸收。藍光和綠光擁有同樣的道理,藍色濾光片通過藍光而吸收紅、綠光;綠色濾光片通過綠色而吸收紅、藍光。
一旦通過色輪,光線直接射到雙色分光棱鏡系統(tǒng)上。在這點,連續(xù)的紅光被分離出來而射到專門用來處理紅光和紅色視頻信號的 DMD 上,順序的藍色與綠色光投射到另一個 DMD 上,專門處理交替顏色,這一 DMD 由綠色和藍色視頻信號驅(qū)動。
單片DLP系統(tǒng)中,紅光只能通過1/3的時間,與此相比,雙片系統(tǒng)紅光輸出是原來的大約三倍。并且因為色輪現(xiàn)在只由兩個而不是三個濾光片組成,在一給定的視頻畫面中藍光和綠光輸出增加了大約50%(16.7ms/2=8.35ms,8.35ms/5.6ms-1=49.1%)。 盡管一般金屬鹵化物燈紅光缺乏,三倍的紅光輸出以及藍光和綠光輸出50%的增大,使雙片DLP系統(tǒng)有能力產(chǎn)生優(yōu)秀逼真的顏色。由于更多的光在更長的時間內(nèi)被收集,光學(xué)效率也提高了。二片DLP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能夠?qū)γ客咻斎氲玫酱笥?流明的光譜平衡光輸出。
DLP 核心DMD結(jié)構(gòu)
每個 DMD 是由成千上萬個傾斜的、顯微的、鋁合金鏡片組成,這些鏡片被固定在隱藏的軛上,扭轉(zhuǎn)鉸鏈結(jié)構(gòu)連接軛和支柱,扭力鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片旋轉(zhuǎn)± 10 度。支柱連接下面的偏置 / 復(fù)位總線,偏置 / 復(fù)位總線連接起來使得偏置和復(fù)位電壓能夠提供給每個鏡片。鏡片、鉸鏈結(jié)構(gòu)及支柱都在互補金屬氧化半導(dǎo)體上 (CMOS) 地址電路及一對地址電極上形成。
在一個地址電極上加上電壓,連帶著把偏置 / 復(fù)位電壓加到鏡片結(jié)構(gòu)上,將在鏡片與地址電極一側(cè)產(chǎn)生一個靜電吸引,鏡片傾斜直到與具有同樣電壓的著陸點電極接觸為止。在這點,鏡片以機電方式鎖定在位置上。在存儲單元中存入一個二進制數(shù)字使鏡片傾斜 +10 度,同時在存儲單元中存入一個零使鏡片傾斜 -10 度。
DMD 以 2048×1152 的陣列構(gòu)成,每一個器件共有約 2.3×106 鏡面,這些器件具有顯示真的高分辨率電視的能力。首次大量生產(chǎn)的 DMD 為 848×600 。這種 DMD 將能投影 NTSC 、相位交換線 (PAL) 、 VGA 以及高級視頻圖形適配器 (SVGA) 圖形,并且它將可以顯示 16:9 縱橫比的信號源。
圖中一個 DMD 上單獨鏡片的分解示意圖。 DMD 上每一個 16 μ m2 鏡片包括這樣三個物理層和兩個“空氣隙”層,“空氣隙”層分離三個物理層并且允許鏡片傾斜 +10 度或 -10 度。
圖中一個 DMD 的表面上的鏡片的特寫鏡頭以及它的底層結(jié)構(gòu)。左圖演示九個鏡片中的三個鏡片傾斜到“開”位置, +10 度。中圖中央的鏡片被移開以演示底部隱藏的鉸鏈結(jié)構(gòu)。右圖給出鏡片微觀的結(jié)構(gòu)的特寫。與鏡片相連的支柱,直接位于底部表面的中央。
DLP色輪技術(shù)的基本原理
由于 DLP 采用 DMD 微鏡片反射技術(shù),在色彩處理中,單片和兩片 DMD 方式均采用色輪來完成對色彩的分離和處理。
一般來說,色輪( COLOR WHEEL )是由紅、綠、藍、白等分色濾光片的組合,可將透過的白光進行分色,并通過高速馬達使其轉(zhuǎn)動,然后順序分出不同單色光于指定的光路上,最后經(jīng)由其它光機元件合成并投射出全彩影像。
從物理結(jié)構(gòu)來看,色輪的表面為很薄的金屬層,金屬層采用真空膜鍍技術(shù),鍍膜厚度根據(jù)紅、綠、藍三色的光譜波長相對應(yīng),白色光通過金屬鍍膜層時,所對應(yīng)的光譜波長的色彩將透過色輪,其它色彩則被阻擋和吸收,從而完成對白色光的分離和過濾。
在單片DMD投影系統(tǒng)中, 輸入信號被轉(zhuǎn)化為RGB數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)按順序?qū)懭耄模停牡模樱遥粒?,白光光源通過聚焦透鏡聚集焦在色輪上,通過色輪的光線然后成像在DMD的表面。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時,紅、綠、藍光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進行的,所以當(dāng)紅光射到DMD上時,鏡片按照紅色信息應(yīng)該顯示的位置和強度傾斜到“開”,綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統(tǒng)集中紅、綠、藍信息并看到一個全彩色圖像。通過投影透鏡,在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個大屏幕上。
在兩片 DMD 投影系統(tǒng)中,為了提高亮度并彌補金屬鹵化物的紅色不足,色輪采用兩個輔助顏色—品紅和黃色。品紅片段允許紅光和藍光通過,同時黃色片段可通過紅色和綠色。而三片 DMD 則采用分色棱鏡,無需分色輪。
以下我們主要討論目前在 DLP 背投單元中主要采用的單片 DMD 的幾種色輪技術(shù)。
由于單片 DMD投影機色輪在同一時間內(nèi)一次只能處理一種顏色,因此會帶來部分的亮度的損失,同時,由于不同顏色光的光譜波長的固有特性存在著差別,從而會產(chǎn)生色彩還原的不同,畫面色彩往往表現(xiàn)出紅色不夠鮮艷。因此,如何使投影機既具有足夠的顯示亮度,同時又能充分的保證色彩的真實還原,是每個投影機廠家在產(chǎn)品設(shè)計中的一個關(guān)鍵的問題,而其中一個最重要的因素,就是色輪技術(shù)的設(shè)計解決方案。 DLP三段色輪RGB
由紅 R 、綠 G 、藍 B 三段色組成,不同廠家的產(chǎn)品,其紅、綠、藍的開口角度的設(shè)計各不相同,一般來說,紅色開口角度較大,這樣可以彌補圖像紅色的不足。采用該色輪技術(shù)的前提條件是投影機光機部分具有比較足夠的光亮度,否則可能會帶來圖像的亮度問題,同時,使用三段色輪技術(shù)的色彩還原性相對來說比較好。
DLP四段色輪RGBW
由紅 R 、綠 G 、藍 B 、白 W 四段色組成,加白段色的目的主要是為了進一步提高投影機亮度,一般可比三段色輪提高 20% 左右。但同時,這種色輪技術(shù)也會帶來投影機的色彩還原不夠的問題,使圖像色彩失真,降低了畫質(zhì)。另外,在設(shè)計中,可以將脈沖信號同步鎖定在 W 段中,脈沖寬度與 W 段寬度對應(yīng),可以一定程度上減少畫面的閃爍現(xiàn)象。該技術(shù)主要應(yīng)用在會議室、教學(xué)用投影機。
DLP六段色輪RGBRGB
由于 DLP 技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用在具有巨大市場潛力的家庭影院投影和背投電視,因此,人們對 DLP 的色彩體現(xiàn)和播放連續(xù)動態(tài)視頻畫面效果提出了更高的要求。
六段色輪是由 RGBRGB 共 6 段顏色組成的色輪,隨著色輪轉(zhuǎn)速相應(yīng)提高( 180HZ )和單位時間內(nèi)處理畫面更多,因此,這種設(shè)計有效地減少了運動圖象和邊緣的彩虹效應(yīng),視頻動態(tài)效果更好,圖象的色彩更豐富、更艷麗。但由于六色分段分隔較多,集光柱通過各色段之間時光損耗也較多,因此,投影機的光亮度往往比較低,因此,也有少數(shù)投影機廠家開始設(shè)計采用 7 段色輪 RGBRGBW 技術(shù),以提高投影機亮度和減少畫面的閃爍。該技術(shù)主要用于針對家用消費和視頻要求較高的應(yīng)用。
DLP增益型色輪SCR
SCR ( Sequential Color Recapture )也稱連續(xù)色彩補償技術(shù),其基本原理與以上色輪技術(shù)相似,不同之處在于色輪表面采用阿基米德原理螺旋狀光學(xué)鍍膜,集光柱(光通道)采用特殊的增益技術(shù),可以補償部分反射光,使系統(tǒng)亮度有較大提高(約 40% )。但該色輪的處理技術(shù)相對較復(fù)雜,目前只有少數(shù)投影機廠家在產(chǎn)品中采用,從技術(shù)發(fā)展方向來說,該技術(shù)非常具有市場潛力。
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