浅析LED光源DLP投影技术如何吃遍天

德洲仪器所开发的DLP(DigitalLightProcessing)方式影像投影系统中，含有作为其影像生成面板的DMD(DigitalMicromirrorDevice)芯片3板式DLP，及仅用1枚DMD芯片，将RGB三原色的影像分时显示的单板式DLP两种类型的产品。面向剧场的商务数码剧场用投影仪使用3板式，面向家庭影院的投影仪则使用单板式。



    DMD芯片与DLP投影系统的概念图

    3板式使用了三枚TI独家制造的DMD芯片，这种光学引擎需要3倍数量，制造成本会增加。所以3板式DLP才会是高端或商务用的。

    单板式DLP中光源的光从将RGB三原色区分开来，通过色轮与其后的单色光同步，在DMD中制造出单色影像，进行分时全彩色（fullcolor）再现。RGB的分时精度不高的话，正确的色彩表现会更难被分离，为了提高分时精度通常采用了加快色轮回转速度，细分色彩过滤器的RGB区域等方法。



    3板式DLP投影系统概念图单板式DLP投影系统概念图

    这种色轮的高速化也有一定限度，其中被选上的替代品就是LED（LightEmittingDiode）。RGB光源不是由色轮做出，而是由RGB三色的LED生成。

    据TI的负责人说，RGB-LED光源系统，可以做到从纳秒到数

毫秒单位内的亮灭，因此可以实现相当于回转色彩过滤器约48倍的速度。由此达成接近3板式DLP的色彩重现效果，彩虹现象也大幅降低。

    同时，LED系统还有其他附带优点。

    其一就是高度色彩重现性。RGB的各色LED色彩纯度高，比超高压水银灯色彩表现更广域。此外RGB的LED可机动变化各种亮度，不损失动态范围就可以进行色温调整，且对不同场景变换RGB的LED平衡，扩大色域。



    图注：利用RGB-LED光源系统的单板式DLP投影系统运作概念图

    其二是长寿性。可从超高压水银灯的数千小时寿命，转为数万小时的长寿命。从投影系统中去除了交换灯的概念。事实上LED也会老化，RGB的LED老化程度也会不同。但是将RGB的各LED亮度伴随老化进行适当调整，可维持高度的色彩重现性。

    其三是高速启动性。超高压水银灯在亮度稳定前需要数十秒时间，打开电源后到实际影像出来要花时间。而LED只需要几秒钟启动时间。


    LEDbacklight的构造模式图


RGB-LED的不足

    其一是亮度性能问题。为了得到高亮度需要增加RGB-LED的个数，越增加耗电量也会越大。

    实际上与超高压水银灯相比，RGB-LED光源系统在白色附近的流明数较低。对比超高压水银灯1w左右约10ANSI流明，现在的RGB-LED光源系统1w左右约1ANSI流明，有10倍差距。要获得同样亮度就要消耗10倍的电力。这方面成为有赖RGB-LED光源基础技术革新进步才能得到改善的问题。

    Samsung、世界首台RGB-LED光源DLP背投电视「HL-S5679W」

    开发这台世界首次将RGB-LED光源应用于DLP背投电视的是三星公司。试验机型号定为「HL-S5679W」，价格为3,999～4,199美元，发售日期预定为2006年4月～5月。

    根据发表，电源打开到表示影像的等待时间仅7秒，寿命为2万小时。画面尺寸为56V型，分辨率为1,920×1,080dot的1080p对应。DMD芯片为960×1,080dot的100万象素相当，但由分时象素描画技术「SmoothPicture」可实现1080p的分辨率。

    表现色域可覆盖NTSC色域的130％（也有资料说是120％）。亮度为RGB-LED光源，达到400c/平方米。达到一般PC液晶屏程度的明亮实在出色。此外对比度没有公开。

    看了实际显示影像，绿色和红色的纯色很鲜艳，渐变表现也很美，确实和超高压水银灯不同。且单板式特有的彩虹现象也很难看出，暗部色阶的表现也很优秀。虽然感觉希望再多点绝对亮度，对比度也相当高。

    而且根据TI相关人员的说法，这种RGB-LED方式的单板DLP，还组合了利用RGB-LED各两色同时发光产生的青色，洋红，黄色等补色光，「BrilliantColor方式」的色彩生成。

DLP(DigitalLightProcessing)