LED光源DLP投影技術(shù)探討

通過(guò)RGB-LED光源實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于48倍速色輪效果

德洲儀器所開(kāi)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(shí)顯示的單板式DLP兩種類型的產(chǎn)品。面向劇場(chǎng)的商務(wù)數(shù)碼劇場(chǎng)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(dú)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(huì)增加。所以3板式DLP才會(huì)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(kāi)來(lái)，通過(guò)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(shí)全彩色（full color）再現(xiàn)。RGB的分時(shí)精度不高的話，正確的色彩表現(xiàn)會(huì)更難被分離，為了提高分時(shí)精度通常采用了加快色輪回轉(zhuǎn)速度，細(xì)分色彩過(guò)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(shuō)，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(shí)現(xiàn)相當(dāng)于回轉(zhuǎn)色彩過(guò)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(shí)，LED系統(tǒng)還有其他附帶優(yōu)點(diǎn)。

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(dòng)變化各種亮度，不損失動(dòng)態(tài)范圍就可以進(jìn)行色溫調(diào)整，且對(duì)不同場(chǎng)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(yùn)作概念圖

其二是長(zhǎng)壽性?？蓮某邏核y燈的數(shù)千小時(shí)壽命，轉(zhuǎn)為數(shù)萬(wàn)小時(shí)的長(zhǎng)壽命。從投影系統(tǒng)中去除了交換燈的概念。事實(shí)上LED也會(huì)老化，RGB的LED老化程度也會(huì)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(dòng)性。超高壓水銀燈在亮度穩(wěn)定前需要數(shù)十秒時(shí)間，打開(kāi)電源后到實(shí)際影像出來(lái)要花時(shí)間。而LED只需要幾秒鐘啟動(dòng)時(shí)間。

RGB-LED的不足

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

實(shí)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(duì)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(wèn)題。

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

開(kāi)發(fā)繒馓ㄊ瀾縭狀謂RGB-LED光源應(yīng)用于DLP背投電視的是三星公司。試驗(yàn)機(jī)型號(hào)定為「HL-S5679W」，價(jià)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(kāi)到表示影像的等待時(shí)間僅7秒，壽命為2萬(wàn)小時(shí)。畫面尺寸為56V型，分辨率為1,920×1,080dot的1080p對(duì)應(yīng)。DMD芯片為960×1,080dot的100萬(wàn)象素相當(dāng)，但由分時(shí)象素描畫技術(shù)「Smooth Picture」可實(shí)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(shuō)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(shí)在出色。此外對(duì)比度沒(méi)有公開(kāi)。

看了實(shí)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(shí)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(jué)希望再多點(diǎn)絕對(duì)亮度，對(duì)比度也相當(dāng)高。

而且根據(jù)TI相關(guān)人員的說(shuō)法，這種RGB-LED方式的單板DLP，還組合了利用RGB-LED各兩色同時(shí)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。