LED光源DLP投影技術(shù)探討

時間：2011-07-20 22:59:52

關(guān)鍵字： LED光源投影技術(shù) DLP RGB

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[導(dǎo)讀]通過RGB-LED光源實現(xiàn)相當(dāng)于48倍速色輪效果德洲儀器所開發(fā)的DLP(Digital Light Processing)方式影像投影系統(tǒng)中，含有作為其影像生成面板的DMD(Digital Micromirror Device)芯片3板式DLP，及僅用1枚DMD芯片，將RGB三原

通過RGB-LED光源實現(xiàn)相當(dāng)于48倍速色輪效果

德洲儀器所開發(fā)的DLP(Digital Light Processing)方式影像投影系統(tǒng)中，含有作為其影像生成面板的DMD(Digital Micromirror Device)芯片3板式DLP，及僅用1枚DMD芯片，將RGB三原色的影像分時顯示的單板式DLP兩種類型的產(chǎn)品。面向劇場的商務(wù)數(shù)碼劇場用投影儀使用3板式，面向家庭影院的投影儀則使用單板式。

DMD芯片與DLP投影系統(tǒng)的概念圖

3板式使用了三枚TI獨家制造的DMD芯片，這種光學(xué)引擎需要3倍數(shù)量，制造成本會增加。所以3板式DLP才會是高端或商務(wù)用的。

單板式DLP中光源的光從將RGB三原色區(qū)分開來，通過色輪與其后的單色光同步，在DMD中制造出單色影像，進(jìn)行分時全彩色（full color）再現(xiàn)。RGB的分時精度不高的話，正確的色彩表現(xiàn)會更難被分離，為了提高分時精度通常采用了加快色輪回轉(zhuǎn)速度，細(xì)分色彩過濾器的RGB區(qū)域等方法。

3板式DLP投影系統(tǒng)概念圖　　　單板式DLP投影系統(tǒng)概念圖

這種色輪的高速化也有一定限度，其中被選上的替代品就是LED（Light Emitting Diode）。RGB光源不是由色輪做出，而是由RGB三色的LED生成。

據(jù)TI的負(fù)責(zé)人說，RGB-LED光源系統(tǒng)，可以做到從納秒到數(shù)毫秒單位內(nèi)的亮滅，因此可以實現(xiàn)相當(dāng)于回轉(zhuǎn)色彩過濾器約48倍的速度。由此達(dá)成接近3板式DLP的色彩重現(xiàn)效果，彩虹現(xiàn)象也大幅降低。

同時，LED系統(tǒng)還有其他附帶優(yōu)點。

其一就是高度色彩重現(xiàn)性。RGB的各色LED色彩純度高，比超高壓水銀燈色彩表現(xiàn)更廣域。此外RGB的LED可機(jī)動變化各種亮度，不損失動態(tài)范圍就可以進(jìn)行色溫調(diào)整，且對不同場景變換RGB的LED平衡，擴(kuò)大色域。

圖注：利用RGB-LED光源系統(tǒng)的單板式DLP投影系統(tǒng)運作概念圖

其二是長壽性?？蓮某邏核y燈的數(shù)千小時壽命，轉(zhuǎn)為數(shù)萬小時的長壽命。從投影系統(tǒng)中去除了交換燈的概念。事實上LED也會老化，RGB的LED老化程度也會不同。但是將RGB的各LED亮度伴隨老化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可維持高度的色彩重現(xiàn)性。

其三是高速啟動性。超高壓水銀燈在亮度穩(wěn)定前需要數(shù)十秒時間，打開電源后到實際影像出來要花時間。而LED只需要幾秒鐘啟動時間。

LED backlight的構(gòu)造模式圖

RGB-LED的不足

其一是亮度性能問題。為了得到高亮度需要增加RGB-LED的個數(shù)，越增加耗電量也會越大。

實際上與超高壓水銀燈相比，RGB-LED光源系統(tǒng)在白色附近的流明數(shù)較低。對比超高壓水銀燈1w左右約10ANSI流明，現(xiàn)在的RGB-LED光源系統(tǒng)1w左右約1ANSI流明，有10倍差距。要獲得同樣亮度就要消耗10倍的電力。這方面成為有賴RGB-LED光源基礎(chǔ)技術(shù)革新進(jìn)步才能得到改善的問題。

Samsung、世界首臺RGB-LED光源DLP背投電視「HL-S5679W」

開發(fā)岀這臺世界首次將RGB-LED光源應(yīng)用于DLP背投電視的是三星公司。試驗機(jī)型號定為「HL-S5679W」，價格為3,999～4,199美元，發(fā)售日期預(yù)定為2006年4月～5月。

根據(jù)發(fā)表，電源打開到表示影像的等待時間僅7秒，壽命為2萬小時。畫面尺寸為56V型，分辨率為1,920×1,080dot的1080p對應(yīng)。DMD芯片為960×1,080dot的100萬象素相當(dāng)，但由分時象素描畫技術(shù)「Smooth Picture」可實現(xiàn)1080p的分辨率。

表現(xiàn)色域可覆蓋NTSC色域的130％（也有資料說是120％）。亮度為RGB-LED光源，達(dá)到400c/平方米。達(dá)到一般PC液晶屏程度的明亮實在出色。此外對比度沒有公開。

看了實際顯示影像，綠色和紅色的純色很鮮艷，漸變表現(xiàn)也很美，確實和超高壓水銀燈不同。且單板式特有的彩虹現(xiàn)象也很難看出，暗部色階的表現(xiàn)也很優(yōu)秀。雖然感覺希望再多點絕對亮度，對比度也相當(dāng)高。

而且根據(jù)TI相關(guān)人員的說法，這種RGB-LED方式的單板DLP，還組合了利用RGB-LED各兩色同時發(fā)光產(chǎn)生的青色，洋紅，黃色等補(bǔ)色光，「Brilliant Color方式」的色彩生成。