深度解析DLP投影机原理 DLP投影仪工作原理是什么


深度解析DLP投影机原理 DLP投影仪工作原理是什么

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一、DLP技术投影仪的核心部件DMD芯片
DLP技术投影仪不是透射成像 , 而是反射成像原理 , 它也需要光源 , 光源灯有多种选择 , 金属卤素灯、UHP灯泡、UHE灯泡、led灯泡、激光灯等 。
DLP投影仪成像的核心部件是DMD芯片 , 现在只有美国德州仪器能够生产 , 全球的供应商也只有德州仪器一家 。
1.DMD芯片实物图如下:
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2.DMD芯片工作原理:
DMD芯片是数字微镜器件 , 是由许多微型铝制反射镜面构成的,镜片的多少由分辨率决定 , 一个小镜片对应一个像素 。
镜片很小 , 能小到14×14微米 , 比头发断面还小 。
镜片很多 , 如分辨率为1024×768的投影机DMD芯片上就多达786432个小镜片 , 4K高清的会更多 , 880万个 。
镜片会动 , 每块镜片都有独立的支撑架 , 并围绕铰接斜轴进行+/-12°的偏转 。
动得很快 , 每秒高达5000次的偏转震动 , 根据图像亮度大小 , 改变偏转的占空比 , 如+12°最亮 , -12°最暗 , 当亮景时就在+12°处占用时间长些 , 不同的灰度值对应不同的占空比 。
3.DMD芯片结构:
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其主要结构分为四层:
第一层是正方形的微反射镜 , 轻质的铝合金制成 , 近似悬浮状态 。
第二层是连接微反射镜的铰链 , 以及微镜的寻址电极 。
第三层为金属层 , 连接第二层的寻址电极、连接第二层的铰链架(偏置休息总线)、以及微镜单元的着陆平台(限制镜面偏转±12°或±10°) 。
第四层为CMOS电路层 , 大规模芯片电路 。
微镜单元与铰链轴相连接 , 而铰链轴通过铰链架悬置于两个铰链支撑柱上 , 镜面可以围绕铰链轴进行旋转 。铰链支撑柱向下连接到偏置/复位电极(偏置休息总线) , 为每一个微镜单元提供偏置电压 。也就是说每块微镜连接着一个电极 , 两个寻址电极上也会交替有电 。假使镜片带负电 , 寻址电极带正电 , 静电的吸引力会使镜片偏转 , 因为是两个寻址电极交替有电 , 镜片就会震动起来 。
也就是说镜片的运动是靠两个寻址电极分别吸引拉动的 。DMD芯片的核心技术不是CMOS电路 , 而是那个微机械镜片结构 , 每秒高达5000次的震动 , 铰链轴也不会磨损而折断 , 投影仪长时间工作 , 你想想那个微机械怎么那么耐用啊!那么小的微机械是如何制造出来的?
二、DLP投影仪的光路组成
上面了解了DLP投影仪的核心部件DMD芯片 , 本节讲解DLP投影仪的工作原理及其光路图 。
常用DLP投影仪分单DLP与3DLP两类 , 单DLP是低端机 , 它采用一个DMD芯片组件 , 由于DMD是反光成像 , 是单色的 , 要想呈现出彩色图像 , 单DLP投影仪采用色轮时序制的方法来实现 , 也就是把红绿蓝三色图像轮换输出 , 让同步色轮去完成上色 , 在极短的时间内完成轮换 , 靠人的视觉暂留完成空间的混色效果 。
为了便于了解 , 看下面的图解:
1、光路
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2、色轮组件工作原理
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色轮组件完成按时序的分光 , 由同步光耦完成同步 , 以达到DMD按时序输出红、绿、蓝图像时 , 色轮给出对应的正确的色光 。该色轮是四分区色轮 , 除了红绿蓝三色区还有一个白光透明区域 , 转动到该区域时 , DMD输出的是全色图像 , 相当于彩电的亮度信号 , 用于增加图像的亮度及对比度 , 达到好的投影效果 。但毕竟这是单DMD芯片的DLP投影仪 , 效果无法与3DLP的投影仪比 。下节将详细讲解3DLP投影仪 。
3、简化的光路图
【深度解析DLP投影机原理 DLP投影仪工作原理是什么】
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