投影显示DLP 技术

(资料图片仅供参考)

投影机工作的主要光路流程是：光源灯发出白光，经过光路系统达到光学引擎，白光被分色镜分成 R，G，B 三种单基色光，通过成像器件形成单基色的图像， 再由合光系统合光进而形成彩色图像，最后则是通过投影物镜，已形成的彩色图 像被放大投射到显示屏幕上。

1 DLP

为 Digital Light Processing 的缩写，又名数字光处理技术。单片式 DMD 投影显示系统示 意图如图 1 所示：

电视系统委员会（NTSC）制定的电视场为16.7ms（1/60 s），每一原色必须被显示在5.6ms。因为DMD有一个小于20us的开关速度，一个8比特/颜色的灰度等级（256灰度）可以用单DMD系统实现。这给每一原色256灰度，或者说能狗产生256的3次方（16.7X10的6次方）种颜色组合。

1.1 单片DMD芯片

光源发出的光经过反光碗的会聚后，通过色轮分光，此时视频信号的输入与彩色轮的旋同时进行的，当红光射入时，控制系统根据需要显示红光的信息（位置和强度），将处于合适位置的芯片变为开态，同样的，当绿光和蓝光射入时也如此。光棒匀光，透镜聚光，全反射镜折叠光路后形成的均匀光斑投射到 DMD 显示芯片上，通过控制 DMD 的开关就可以达到亮态与暗态，从而实现显示，最终通过投影物镜将 DMD 芯片上 的图像投射到大屏幕上。

当使用一个色轮时在任一给定的时间内有2 / 3的光线被阻挡。当白色光照射到红色滤光片时，红光透过，而蓝光和绿光被吸收。蓝光和绿光拥有同样的道理，蓝色滤光片通过蓝光而吸收红、绿光；绿光滤光片通过绿色而吸收红、蓝光。所以光源利用率较低，光效最高只有1/3。

LED光源种可以同时使用红，绿、蓝三原色，因此对投影机得光学结构也做了响应得调整。在单片DLP投影机中，是将LED红，绿、蓝三基色共3个LED驱动系统集成镶嵌在一块陶瓷底板上，形成一个点光源，作为投影机得光源。由于可以实现三原色LED的单独快速通断，三原色就可以轮流发光，快速分时，到达投影系统，这样通过变换投影灯得色彩实现彩色投影，就不再需要采用复杂而精密得色轮系统。

1.2 双片DMD芯片

为了降低成本和提高效率，在单片系统中使用了金属卤化物灯。但在某些应用领域光亮度又显不够，需要在光输出和精确的颜色之间进行权衡，因此提出了独特的双DMD结构，入图所示。双片系统中的色轮不用红、绿、蓝滤光片，取而代之，系统使用两个辅助颜色，品红和黄色。色轮的品红片段允许红光和蓝光通过，同时黄色片段通过红色和绿色。结果是红光一直通过滤色系统，红光在所有时间内都通过，蓝色和绿色在品红和黄色色轮交替旋转中每种光实质上占用一半时间。

一旦通过色轮，光线直接照射到双色分光棱镜系统上。在这点，连续的红光被分离出来而射到专门用来处理红光和红色视频信号的DMD上，顺序的蓝色和绿色光投射到另外的DMD上，专门处理交替颜色，这一DMD由绿色和蓝色视频信号驱动。

与单片DLP系统相比，双片系统红光输出是原来的大约三倍。并且因为现在只由两个而不是三个滤光片组成，在一给定的视频画面中蓝光和绿光输出增加了大约50%（16.7ms/2=8.35ms,8.35ms/5.6ms-1=49.1%）。

1.3 三片DMD芯片

光源发 出的光线会被棱镜分成红绿蓝三种原色每种颜色则分别被导向适当的DMD ，这表示红光、绿光和蓝光都各有一颗DMD组件负责执行光调变组件负责执行光调变。三片DMD提供的屏幕像素是三个微反射镜输出的组合/聚光结果。一个微反射镜调变红光，第二个调变绿光，第三个调变蓝光。三片DMD的反射光路如图1.10 c 所示。此系统用棱镜代替了色轮，工作特性更稳定，但价格更贵。对于大型投影系统比如电影院或者大剧院，通常会使用一种复杂的三片设计。每一个颜色分配一个和一个三棱镜。三棱镜将白光光源分成许多种颜色‚然后在图像通过投影视镜之前重新将三个影像组合。这套系统被称为影院系统，可以生成35万亿种颜色。