DLP投影機(jī)在色彩方面的處理技術(shù)介紹

DLP是“Digital Light Processing”的縮寫(xiě)，即為數(shù)字光處理，也就是說(shuō)這種技術(shù)要先把影像信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字處理，然后再把光投影出來(lái)。作為一種獨(dú)創(chuàng)的、采用光學(xué)半導(dǎo)體產(chǎn)生數(shù)字式多光源顯示的解決方案，能夠使圖像達(dá)到極高的保真度，給出清晰、明亮、色彩逼真的畫(huà)面。

一般來(lái)說(shuō)，色輪(COLORWHEEL)是由紅、綠、藍(lán)、白等分色濾光片的組合，可將透過(guò)的白光進(jìn)行分色，并通過(guò)高速馬達(dá)使其轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)元件合成并投射出全彩影像。

從物理結(jié)構(gòu)來(lái)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(lán)三色的光譜波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)，白色光通過(guò)金屬鍍膜層時(shí)，所對(duì)應(yīng)的光譜波長(zhǎng)的色彩將透過(guò)色輪，其它色彩則被阻擋和吸收，從而完成對(duì)白色光的分離和過(guò)濾。

在單片DMD投影系統(tǒng)中，輸入信號(hào)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(guò)聚焦透鏡聚集焦在色輪上，通過(guò)色輪的光線然后成像在DMD的表面。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，紅、綠、藍(lán)光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進(jìn)行的，所以當(dāng)紅光射到DMD上時(shí)，鏡片按照紅色信息應(yīng)該顯示的位置和強(qiáng)度傾斜到“開(kāi)”，綠色和藍(lán)色光及視頻信號(hào)亦是如此工作。人體視覺(jué)系統(tǒng)集中紅、綠、藍(lán)信息并看到一個(gè)全彩色圖像。通過(guò)投影透鏡，在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個(gè)大屏幕上。

在兩片DMD投影系統(tǒng)中，為了提高亮度并彌補(bǔ)金屬鹵化物的紅色不足，色輪采用兩個(gè)輔助顏色—品紅和黃色。品紅片段允許紅光和藍(lán)光通過(guò)，同時(shí)黃色片段可通過(guò)紅色和綠色。而三片DMD則采用分色棱鏡，無(wú)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)。

二、目前常用的幾種色輪處理技術(shù)及特點(diǎn)

由于單片DMD投影機(jī)色輪在同一時(shí)間內(nèi)一次只能處理一種顏色，因此會(huì)帶來(lái)部分的亮度的損失，同時(shí)，由于不同顏色光的光譜波長(zhǎng)的固有特性存在著差別，從而會(huì)產(chǎn)生色彩還原的不同，畫(huà)面色彩往往表現(xiàn)出紅色不夠鮮艷。因此，如何使投影機(jī)既具有足夠的顯示亮度，同時(shí)又能充分的保證色彩的真實(shí)還原，是每個(gè)投影機(jī)廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，而其中一個(gè)最重要的因素，就是色輪技術(shù)的設(shè)計(jì)解決方案。

以下是目前常用的幾種DLP色輪技術(shù):

1、三段色輪RGB

由紅R、綠G、藍(lán)B三段色組成，不同廠家的產(chǎn)品，其紅、綠、藍(lán)的開(kāi)口角度的設(shè)計(jì)各不相同，一般來(lái)說(shuō)，紅色開(kāi)口角度較大，這樣可以彌補(bǔ)圖像紅色的不足。采用該色輪技術(shù)的前提條件是投影機(jī)光機(jī)部分具有比較足夠的光亮度，否則可能會(huì)帶來(lái)圖像的亮度問(wèn)題，同時(shí)，使用三段色輪技術(shù)的色彩還原性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好。

2、四段色輪RGBW

由紅R、綠G、藍(lán)B、白W四段色組成，加白段色的目的主要是為了進(jìn)一步提高投影機(jī)亮度，一般可比三段色輪提高20%左右。但同時(shí)，這種色輪技術(shù)也會(huì)帶來(lái)投影機(jī)的色彩還原不夠的問(wèn)題，使圖像色彩失真，降低了畫(huà)質(zhì)。另外，在設(shè)計(jì)中，可以將脈沖信號(hào)同步鎖定在W段中，脈沖寬度與W段寬度對(duì)應(yīng)，可以一定程度上減少畫(huà)面的閃爍現(xiàn)象。該技術(shù)主要應(yīng)用在會(huì)議室、教學(xué)用投影機(jī)。

3、六段色輪RGBRGB

由于DLP技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在具有巨大市場(chǎng)潛力的家庭影院投影和背投電視，因此，人們對(duì)DLP的色彩體現(xiàn)和播放連續(xù)動(dòng)態(tài)視頻畫(huà)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(shí)間內(nèi)處理畫(huà)面更多，因此，這種設(shè)計(jì)有效地減少了運(yùn)動(dòng)圖象和邊緣的彩虹效應(yīng)，視頻動(dòng)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(guò)各色段之間時(shí)光損耗也較多，因此，投影機(jī)的光亮度往往比較低，因此，也有少數(shù)投影機(jī)廠家開(kāi)始設(shè)計(jì)采用7段色輪RGBRGBW技術(shù)，以提高投影機(jī)亮度和減少畫(huà)面的閃爍。該技術(shù)主要用于針對(duì)家用消費(fèi)和視頻要求較高的應(yīng)用。

4、增益型色輪SCR

SCR(Sequential ColorRecapture)也稱連續(xù)色彩補(bǔ)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(bǔ)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(duì)較復(fù)雜，目前只有少數(shù)投影機(jī)廠家在產(chǎn)品中采用，從技術(shù)發(fā)展方向來(lái)說(shuō)，該技術(shù)非常具有市場(chǎng)潛力。

三、東芝DLP背投單元產(chǎn)品色彩處理技術(shù)特點(diǎn)

追求投影機(jī)的高亮度和最真實(shí)的色彩還原一直以來(lái)是東芝產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

東芝數(shù)據(jù)背投顯示單元在設(shè)計(jì)上獨(dú)創(chuàng)了PCOF(Pure-Colour-Optical-Filter)真彩過(guò)濾技術(shù)。該技術(shù)的核心是采用東芝獨(dú)有的機(jī)芯光路處理，保證了投影機(jī)的高亮度顯示，同時(shí)，采用了東芝特殊的色輪真空鍍膜技術(shù)，該技術(shù)與光線的色彩比例有效的結(jié)合，另外，系統(tǒng)結(jié)合了東芝特有的色彩多節(jié)段分離、分色、濾色系統(tǒng)，對(duì)三原色處理的利用效率更高，從而大幅度提高了色彩的還原性，使圖像更艷麗、逼真。

一般來(lái)說(shuō)，色輪(COLORWHEEL)是由紅、綠、藍(lán)、白等分色濾光片的組合，可將透過(guò)的白光進(jìn)行分色，并通過(guò)高速馬達(dá)使其轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jī)元件合成并投射出全彩影像。

從物理結(jié)構(gòu)來(lái)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(lán)三色的光譜波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)，白色光通過(guò)金屬鍍膜層時(shí)，所對(duì)應(yīng)的光譜波長(zhǎng)的色彩將透過(guò)色輪，其它色彩則被阻擋和吸收，從而完成對(duì)白色光的分離和過(guò)濾。

在單片DMD投影系統(tǒng)中，輸入信號(hào)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(guò)聚焦透鏡聚集焦在色輪上，通過(guò)色輪的光線然后成像在DMD的表面。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，紅、綠、藍(lán)光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進(jìn)行的，所以當(dāng)紅光射到DMD上時(shí)，鏡片按照紅色信息應(yīng)該顯示的位置和強(qiáng)度傾斜到“開(kāi)”，綠色和藍(lán)色光及視頻信號(hào)亦是如此工作。人體視覺(jué)系統(tǒng)集中紅、綠、藍(lán)信息并看到一個(gè)全彩色圖像。通過(guò)投影透鏡，在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個(gè)大屏幕上。

在兩片DMD投影系統(tǒng)中，為了提高亮度并彌補(bǔ)金屬鹵化物的紅色不足，色輪采用兩個(gè)輔助顏色—品紅和黃色。品紅片段允許紅光和藍(lán)光通過(guò)，同時(shí)黃色片段可通過(guò)紅色和綠色。而三片DMD則采用分色棱鏡，無(wú)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)。

二、目前常用的幾種色輪處理技術(shù)及特點(diǎn)

由于單片DMD投影機(jī)色輪在同一時(shí)間內(nèi)一次只能處理一種顏色，因此會(huì)帶來(lái)部分的亮度的損失，同時(shí)，由于不同顏色光的光譜波長(zhǎng)的固有特性存在著差別，從而會(huì)產(chǎn)生色彩還原的不同，畫(huà)面色彩往往表現(xiàn)出紅色不夠鮮艷。因此，如何使投影機(jī)既具有足夠的顯示亮度，同時(shí)又能充分的保證色彩的真實(shí)還原，是每個(gè)投影機(jī)廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，而其中一個(gè)最重要的因素，就是色輪技術(shù)的設(shè)計(jì)解決方案。

以下是目前常用的幾種DLP色輪技術(shù):

1、三段色輪RGB

由紅R、綠G、藍(lán)B三段色組成，不同廠家的產(chǎn)品，其紅、綠、藍(lán)的開(kāi)口角度的設(shè)計(jì)各不相同，一般來(lái)說(shuō)，紅色開(kāi)口角度較大，這樣可以彌補(bǔ)圖像紅色的不足。采用該色輪技術(shù)的前提條件是投影機(jī)光機(jī)部分具有比較足夠的光亮度，否則可能會(huì)帶來(lái)圖像的亮度問(wèn)題，同時(shí)，使用三段色輪技術(shù)的色彩還原性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好。

2、四段色輪RGBW

由紅R、綠G、藍(lán)B、白W四段色組成，加白段色的目的主要是為了進(jìn)一步提高投影機(jī)亮度，一般可比三段色輪提高20%左右。但同時(shí)，這種色輪技術(shù)也會(huì)帶來(lái)投影機(jī)的色彩還原不夠的問(wèn)題，使圖像色彩失真，降低了畫(huà)質(zhì)。另外，在設(shè)計(jì)中，可以將脈沖信號(hào)同步鎖定在W段中，脈沖寬度與W段寬度對(duì)應(yīng)，可以一定程度上減少畫(huà)面的閃爍現(xiàn)象。該技術(shù)主要應(yīng)用在會(huì)議室、教學(xué)用投影機(jī)。

3、六段色輪RGBRGB

由于DLP技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在具有巨大市場(chǎng)潛力的家庭影院投影和背投電視，因此，人們對(duì)DLP的色彩體現(xiàn)和播放連續(xù)動(dòng)態(tài)視頻畫(huà)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(shí)間內(nèi)處理畫(huà)面更多，因此，這種設(shè)計(jì)有效地減少了運(yùn)動(dòng)圖象和邊緣的彩虹效應(yīng)，視頻動(dòng)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(guò)各色段之間時(shí)光損耗也較多，因此，投影機(jī)的光亮度往往比較低，因此，也有少數(shù)投影機(jī)廠家開(kāi)始設(shè)計(jì)采用7段色輪RGBRGBW技術(shù)，以提高投影機(jī)亮度和減少畫(huà)面的閃爍。該技術(shù)主要用于針對(duì)家用消費(fèi)和視頻要求較高的應(yīng)用。

4、增益型色輪SCR

SCR(Sequential ColorRecapture)也稱連續(xù)色彩補(bǔ)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(bǔ)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(duì)較復(fù)雜，目前只有少數(shù)投影機(jī)廠家在產(chǎn)品中采用，從技術(shù)發(fā)展方向來(lái)說(shuō)，該技術(shù)非常具有市場(chǎng)潛力。

三、東芝DLP背投單元產(chǎn)品色彩處理技術(shù)特點(diǎn)

追求投影機(jī)的高亮度和最真實(shí)的色彩還原一直以來(lái)是東芝產(chǎn)品的顯著特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

東芝數(shù)據(jù)背投顯示單元在設(shè)計(jì)上獨(dú)創(chuàng)了PCOF(Pure-Colour-Optical-Filter)真彩過(guò)濾技術(shù)。該技術(shù)的核心是采用東芝獨(dú)有的機(jī)芯光路處理，保證了投影機(jī)的高亮度顯示，同時(shí)，采用了東芝特殊的色輪真空鍍膜技術(shù)，該技術(shù)與光線的色彩比例有效的結(jié)合，另外，系統(tǒng)結(jié)合了東芝特有的色彩多節(jié)段分離、分色、濾色系統(tǒng)，對(duì)三原色處理的利用效率更高，從而大幅度提高了色彩的還原性，使圖像更艷麗、逼真。

在當(dāng)年被LCD壟斷的投影市場(chǎng)環(huán)境下，德州儀器(TI)DLP技術(shù)可謂是一匹橫空出世的黑馬，以迅雷不及掩耳之勢(shì)在短短的三年時(shí)間內(nèi)，便一舉拿下全球市場(chǎng)的半壁江山，與LCD投影分庭抗禮。從初出茅廬到聞名世界，DLP顯示技術(shù)不僅成為了MEMS業(yè)內(nèi)公認(rèn)的黑科技，更是被視為投影儀行業(yè)里程碑式的存在?？v觀國(guó)內(nèi)目前八成以上的投影產(chǎn)品，都應(yīng)用了DLP顯示技術(shù)。

DLP投影儀和LCD投影儀相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?它到底是有什么“特異功能”，讓它能迅速崛起，并獲得一眾廠商的青睞?

首先我們要知道DLP技術(shù)究竟是什么?

DLP是“Digital Light Procession”的縮寫(xiě)，意為數(shù)字光處理，也就是說(shuō)這種技術(shù)要先把影像信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字處理，然后再把光投影出來(lái)。

那又有人說(shuō)了看了概念后，還是一知半解，別著急，待我娓娓道來(lái)。

說(shuō)得更具體些，DLP投影技術(shù)的工作原理，就是光源將光打在透鏡上得到可用的平行光，平行光經(jīng)過(guò)色輪得到均勻矩形的光斑，再由DLP投影技術(shù)的核心部件數(shù)字微鏡晶片DMD(Digital Micromirror Device)加工，最后將光打在投影鏡頭上，并通過(guò)鏡頭得到我們所需要的投影。

都說(shuō)DLP好，它好在哪里?

相較于市面上其他幾種投影技術(shù)，DLP主要具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1、DLP中微鏡的緊密間隙使投射的影像非常細(xì)膩，具有極高的解析能力。

使用DLP技術(shù)的投影，畫(huà)質(zhì)細(xì)膩

2、DLP的數(shù)字化特性可以達(dá)到像素?zé)o雪花、精確度高，灰度比例與彩色重現(xiàn)質(zhì)量更為上乘。