从DLP技术之源谈起,聊DLP投影技术的发展之道.doc
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1、从DLP技术之源谈起,聊DLP投影技术的发展之道DLP的全称是Digital Light Processing,中文意思为数字光学处理技术。DLP投影机的核心元器件DMD,全称为Digital Micromirror Device,中文意思为数据微镜装置,通过控制从而镜片的开启和偏转达到显示图像的目的。DLP在投影机中应用主要是前投(也称正投)系统,和大屏幕和平板显示的背投领域属于不同的应用方式。根据DMD数量的不同,可以将DLP投影机分为单片式DLP投影机,双片式DLP投影机和三片式DLP投影机三种类型。目前市场中几乎没有双片DLP投影机的存在,三片式DLP主要应用在高端工程、影院级投影机中
2、,我们本文主要探讨的则是单片式DLP技术。德州仪器DLP技术解析在探讨DLP技术之前,我们先对DLP和DMD的历史进行简单的了解。DLP技术是由美国德州仪器的Larry Hornbeck博士所研发成功的。Larry Hornbeck博士从1977年开始从事运用反射用以控制光线投射的原理研究,并于1987年将DMD研究成功。DMD芯片最早应用在机票印票机中,到了1993年这种以DMD为核心的光学系统才被命名为DLP。最早的DMD芯片使用的是模拟技术驱动,反射面是采用一种柔性材料,在当时被称为变形镜器件Deformable Mirror De-vice。10年之后,Hornbeck博士正式以数字控
3、制技术取代模拟技术,开发出了新一代DMD器件,并将名称改为数码微镜器件 (Digital Micromirror Device)。1993年DLP投影机开始研发,1996年DLP产品才上市,而国内的DLP投影机正式进入市场销售则是1999年之后的事情了。从DLP的历史中我们不难看出,相对于LCD液晶显示技术而言,DLP技术非常年轻。但是DLP技术的出现成功的打破了LCD液晶投影机的垄断局面,并在接下来的长时间内和3LCD技术平分秋色,各自占据半壁江山。部分采用DLP技术的投影机品牌在和3LCD投影机多年的抗衡之中,DLP投影机最大的优势便是性价比。其次,DLP投影机可以将体积做到更小,对比度也
4、提升不少。当然,在投影机最为重要的色彩显示上,DLP投影机色彩饱和度差、易出现彩虹现象、色彩亮度低等缺点也非常明显。虽然目前TI和各大厂商推出了极致色彩技术,用DDR芯片组取代SDR芯片组等变化,但是从笔者的实测情况来看,同价位的DLP投影机画面纯净度等依然和3LCD投影机存在差距,这种差距在行业机中尤为明显。作为DLP技术的拥有者,德州仪器并不生产投影机等终端产品,而仅仅为厂商提供DMD芯片和视频处理芯片,这在一定程度上保证了DLP投影机市场的竞争的公平性。目前世界上非日系投影机品牌大多采用DLP技术,在日系品牌中包括三菱电机、日立、夏普等品牌中DLP投影机也占据了较为重要的位置,据不完全统
5、计目前采用DLP技术的投影机品牌已经多达80个左右。为了方便用户了解DLP技术,德州仪器也制作了一段DEMO视频展示DLP 投影机的成像原理(视频点此)。通过视频我们可以看到,当灯泡发出的光线经过聚透镜和色轮后,被分解为R、G、B三原色投射到DMD芯片上,光线再经过 DMD镜片的反射后由投影镜头投影成像。当然,读者也可以通过我们的拆解对DLP投影机做大致了解(点此进入明基MP724拆解)。DLP投影机结构示意图如果想探索DLP投影机的原理,必须要搞清色轮和DMD芯片两部分,下面我们便对这两部分进行详细的介绍。色轮(COLOR WHEEL)在DLP投影机中的作用是色彩的分离和处理,只有单片式DL
6、P和双片式DLP投影机需要安装色轮,三片式DLP投影机则不需要色轮。那么色轮又是如何实现色彩的分离和处理的呢?这需要从光的原理谈起,太阳光、白炽灯光、荧光灯光都是复合光,投影机灯泡发出的光线当然也在复合光的范畴之内。复合光总包含了不同演示、不同频率的光线(单频率光线为激光)。色轮通过高速旋转将复合光过滤成红、绿、蓝三原色光。色轮的表面是非常薄的金属层,这层金属层采用的是真空镀膜技术,镀膜的厚度根据红绿蓝三色的光谱波长相对应。白色光通过金属镀膜层时,所对应的光谱波长的色彩将透过色轮,其它色彩则被阻挡和吸收,从而完成对白色光的分离和过滤。目前单片DLP投影机,色彩与亮度是成倒数关系的,亮度提高,则
7、色彩一定会损失,而色彩提高,亮度一定会降低,这是因为DLP投影机的颜色是通过色轮的 RGB三色组合而成的,其光效率只能达到60%。当然,要提高光效率,可以用在色轮上增加一片无色的滤光片来实现。增加无色滤光片后,光效率可以提高 20%左右,但由于无色滤光片透过的是白光,叠加在三原色光上,使画面比其原始的表现要明亮些,以至降低了色彩饱和度,使DLP的画面表现的色彩单薄,并且产生抖动或者说是闪烁感。明基MP724投影机的色轮当然,色轮实现色彩的分离和过滤需要通过色轮的高速工作运转来实现的。据了解,最早的色轮每秒60转,也叫做叫1倍速转速。1倍速色轮RGB每个颜色每秒钟旋转60次,意味着颜色出现的频率
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