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  • 北京聞亭泰科技術發展有限公司,歡迎您!

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    產品支持

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    LightCrafter4500和Pro4500的觸發輸入和觸發輸出對比?


    Pro4500

    LightCrafter4500

    觸發輸入數量

    2

    2

    觸發輸出數量

    2

    2

    觸發信號電壓

    5V、3.3V、1.8V

    3.3V、1.8V



    DLC9500P24相較于w4100的新特性?

    DLC9500P24開發套件是聞亭在W4100開發套件的基礎上進行研發的,基于Virtex-6芯片提供了功能更強大的硬件平臺和傳輸通道,新平臺包括以下功能:

    1) 采用Xilinx公司Virtex-6系列的FPGA產品,功能更強大;

    2) 支持PCIE 2.0或者Rapid IO兩種高速數據傳輸模式:

    PCIE傳輸模式:PCIE 2.0 x 4 = 5.0 Gbps x 4 = 20 Gbps

    Rapid IO 傳輸模式:Rapid IO x 4 = 3.125 Gbps x 4 = 12.5 Gbps

    3) 支持2800Mhz速率2GByte緩存的DDR3內存條,內存條容量可根據客戶的需求定制

    4) 支持1920 x 1080分辨率0.95" DMD的圖象和視頻功能

    5) USB接口可支持GPIFFIFO兩種工作模式,默認工作模式為GPIF工作模式

    6) 具有4通道16bitAD外部輸入接口

    7) 具有125KhzPWM信號外部接口以及LED的控制信號輸出接口

    8) 修改了控制板與DMD的通信接口,通過一個連接器和一條高速線纜與0.95" DMD連接


    W4100 V5的trigger in和trigger out接口?


    Pin1: 2.5V power

    Pin2 : trigger signal output. High: 2.1V-2.5V; low: 0V-0.4V.

    Pin3: trigger signal input, low to high edge is one trigger. High: 1.7-2.5V; Low: 0-0.7V

    Pin4: 信號發生器

    Pin10: GND


    LightCrafter4500和PRO4500參數對比?

    產品/特性

    LightCrafter 4500

    PRO4500UV92

    PRO4500UV184

    PRO4500UV119

    PRO4500VIS700

    光源

    LED (RGB)

    LED (UV)

    LED (UV)

    LED (UV)

    LED (RGB)

    光源波長

    623nm/525nm/460nm

    405±10nm

    405±10nm

    405±40nm

    623nm/525nm/460nm

    投射比

    1.4

    1.4

    1.4

    2.3

    1.82

    投射距離

    500mm~2000mm

    92mm 

    184mm 

    119mm 

    700mm

    景深

    1.5mm

    1.2mm

    7mm

    1mm

    60mm

    調焦范圍


    10mm

    50mm 

    8mm

    1000mm

    對比度

    1000:1

    1000:1

    1000:1

    1000:1

    1000:1

    投影幅面

    可調節,具體算法見下標注

    65.6mm×41mm

    131.2mm×82mm

    51.6mmx32.2mm

    384mm×240mm


    33.3英寸@1m

    (WD: 92mm)

    (WD: 184mm)

    (WD: 119mm

    (WD: 700mm)

    畸變

    <1.0%

    <0.8%

    <0.8%

    <0.1%

    <0.1%

    應用領域

    3D打印、三維測量

    3D打印

    3D打印

    3D打印

    三維測量

    畫面比率

    16:101280*800

    16:101280*800

    16:101280*800

    16:101280*800

    16:101280*800

    畫面均勻性

    90%

    0.95

    0.95

    0.95

    0.95

    DMD物理分辨率

    912*1140

    912*1140

    912*1140

    912*1140

    912*1140

    圖像顯示

    1280*800

    1280*800

    1280*800

    1280*800

    1280*800

    DMD像素尺寸

    7.6um

    7.6um

    7.6um

    7.6um

    7.6um

    1bit 下最高顯示幀率

    4225

    4225

    4225

    4225

    4225

    8bit 下最高顯示幀率

    120

    120

    120

    120

    120

    光通量Brightness

    150lm





    最亮時RGB的流明


    基本不可見
    無所謂流明

    基本不可見
    無所謂流明

    基本不可見
    無所謂流明

    R80-110LM
    G200-300LM
    B10-20LM

    光功率


    900mW

    900mW

    900mW



    DLP的應用?

    a. 光學測量/結構照明

    利用采用 DLP 技術的高速、非接觸式 3D 掃描


    光學測量系統可用于許多不同的應用,其中包括:三維表面形狀、輪廓、粗糙度和間斷面。DLP 技術幫助您快速、精確設計借助光源(紫外線至近紅外線)工作的非接觸式 3D 掃描系統。

    3D 光學測量設計簡單并且使用 DLP 技術能得到高質量結果:

    結構光投射在目標物體上

    攝像機或傳感器捕獲目標物體表面畸變后的結構光

    得到數據經處理器分析

    得到精確結果,3D定位點可提供目標位置信息 (x, y, z)


    DLP特性

    行業優勢

    快速鏡片交換速度

    可以告訴模式顯示和捕獲

    高位度深

    高準確度和分辨率

    近紅外線

    允許與不可見或可見模式及次表面生物識別數據配合使用

    LED、白織燈和激光器兼容

    可支持管道內檢測、工業自動化和生物辨識安全性應用中的各種封裝和電源要求


    應用示例:

    管道內檢測,牙科掃描,自動指紋識別系統,面部識別,機器視覺,校準設備,美容 皮膚健康,工業自動化,產品制造,鑒識,CAD/CAM建模。 


    b. 醫療與生命科學

    DLP 為下一代醫療和生命科學解決方案提供了指導

    DLP 提供各種創新、非侵入式醫療儀器,可提高患者預后能力并降低成本。無論是照明靜脈還是用于牙科工作的 3D 掃描,DLP 可編程燈光控制或轉向正在進入操作和檢查室應用。臨床醫生與醫療設計公司合作,為醫療社區帶來這項多用途 MEMS 技術。

    在實驗室中,DLP 為生命科學研究提供了強大的光子控制,現在和未來都提供了科學突破。作為一種高速、多用途空間光線調節器,DLP 提供改進的共焦距顯微技術、選擇性樣片照明等等。大學和研究實驗室通過與 DLP 開發套件進行試驗,繼續尋找用于數字微鏡器件 (DMD) 的新用途。


    DLP特性

    設計優勢

    光學MEMS設備

    內部非侵入式醫療診斷的方法

    高速模式速率

    實時光源處理和/或顯示,用于即時信息

    可靠的MEMS控制

    15多年來銷售數百萬個DMD,使DLP成為一種成熟、可靠的技術

    小型

    TI嵌入式處理器結合,組成便攜式、低成本解決方案

    365-2000nm波長

    可用于需要UV、可見光或NIR光源或檢測(與許多其它空間光線調節器不同)的應用


    應用示例:

    牙科掃描,自適應外科手術照明,信息覆蓋,眼科學,DNA 合成,血管成像,光線療法,皮膚測量,手勢控制,光學鑷子,高光譜成像,顯微鏡,整形外科,智能照明。


    c. 光纖網絡


    切換至 DLP,用于電信解決方案


    DLP 是可重新配置的多通道光學片上系統,用于布線、衰減和測量。


    通過因特網下載視頻的快速增加以及 3G 移動電話與光線到戶服務的成功結合,快速推動了新視頻網絡市場的發展。為支持此擴展,光線網絡模塊制造商需要靈活、可靠且具有成本優勢的組件。那就是 DLP 技術所能提供的。DLP 可啟用需要動態波長選擇、光學衰減和性能監控的可重新配置電信系統。


    DLP特性

    設計優勢

    微秒交換

    可進行同步、多通道處理

    軟件可編程陣列

    提供靈活、高密度通道映射

    偏振獨立

    支持高效的光學設計


    應用示例:

    ROADM - 可重新配置的光分插多路復用器

    WSS - 波長選擇性開關

    OCM - 光通道監視器

    VOA - 可變光衰減器

    光學開關



    d. 光譜分析

    DLP 技術可提供設計靈活的光譜儀和分析器



    作為 DLP 技術的核心,數字微鏡器件 (DMD) 是一種反射式 MEMS 器件。想象一下在衍射光柵上發出寬帶光并在微鏡陣列長度間擴展波長光譜。這個簡單的概念可實現強大的功能,它可對多個列和像素密度進行數字控制,在單一系統中啟用多個波長選擇,而無需機械盤或濾波器。

    光譜分析適用于跨多領域的各種氣體和材料分析設備。DLP 通過使用選擇性微鏡控制啟用波長的動態選擇,可提供靈活的光譜系統設計。


    DLP特性

    行業優勢

    數百萬個獨立控制的鏡片

    借助相同的系統,實現動態選擇和/或不同波長的衰減

    小型

    結合TI嵌入式處理器,可提供易于設計和較低成本的解決方案

    365-2000nm波長

    適用于需要UV、可視或用于檢測NIR光源的應用

    可靠的MEMS制造

    15多年來銷售數百萬個DMD,使DLP成為一種成熟、可靠的技術


    應用示例:

    比色法,食品安全/質量控制,環境分析和監控,主成分分析,制藥開發和檢查,有害物質檢測,鑒識,礦物學,分子高光譜影像,農業高光譜影像,地質高光譜影像,醫療高光譜影像。


    e. 數碼曝光

    讓您的應用達到 DLP 的速度


    DLP 是一種可編程的光控技術,作為高效曝光解決方案應用于固化感光材料的設備中。


    DLP特性

    行業優勢

    數字微鏡空間陣列

    實現光域而非掃描點數據的高效光學曝光,從而實現功能精準

    數字數據輸入

    無需屏蔽或印板

    消除屏蔽/印板管理,降低擁有成本

    實現即時更新,縮短開發周期

    高速模式速率

    經常達到或者超過行業吞吐量要求



    DLP特性

    行業優勢

    微鏡大小

    實現性能尺寸微米化

    波長365-2000nm

    實現了使用365nm、405nm、1064nm及其它波長曝光各種樹脂、聚合物和其它感光膠片的解決方案

    LED、白織燈和激光器兼容

    可支持工業、醫療和商務應用中的各種封裝和電源要求



    應用示例:

    直接成像光刻技術,數碼曝光,激光修復,3D打印,快速原型,立體光刻,計算機直接制版,計算機絲網印刷,直寫印刷。 


    f. 其它應用


    在過去幾年內,開發者已利用 DLP? 技術的強大功能創建范圍廣泛的創新應用,滿足各種新興和高價值市場的需要。一些新興市場已建立,包括醫療成像、光纖網絡、生命科學、光譜分析、光學測量和直接成像無掩模光刻技術。

    這些解決方案空間中的每一個都從 DLP? 技術提供的靈活性中受益,動態切換數百萬個獨立控制雙級鏡片借助高性能和高分辨率對光進行利用。

    此外,有多種基于 DLP 的應用迅速推廣,例如:

    擴增實境,共焦距顯微技術,導航顯示屏,全息數據存貯器,全息,舞臺照明,NIR投影系統,神經科學成像,望遠鏡,立體顯示。


    PRO4500 UV/VIS投影儀

    DMD 是電輸入、光輸出內存器件。 每個 DMD 微鏡可以單獨偏轉 +/- 12 度,約一個鉸鏈軸的角度。 每個微鏡的偏轉角(正或負)通過更改基礎 CMOS 存儲元件(后跟鏡片復位脈沖應用)的二元狀態進行控制。 DMD 數字控制器是將用戶電子產品連接到 DMD 的方便途徑。 DMD 微鏡驅動器緊密地集成到模擬控制為 DMD 微鏡計時所需的單個芯片中。 TI 既提供了用于存儲數字控制器的程序數據的控制器配置 PROM,又提供了數字控制器程序數據的可下載固件代碼。

    DLP 芯片組包含這些優化的組件,以為用戶提供快速、獨立的微鏡控制。 為實現可靠操作,建議您將這些 DLP 芯片組組件結合使用。 DLP 芯片組提供了將 DLP 技術集成到光處理應用的簡便方法,并有助于加快產品的開發速度。


    數字投影技術DLP簡介

    一、什么是DLP數字投影

    DLP是“Digtal Light Processing”的縮寫,即數字光處理,這種技術要先把影像訊號經過數字處理,然后再把光投影出來。它是基于德州儀器公司(TEXAS INSTRUMENT)開發的數字微反射鏡器件—DMD來完成顯示數字可視信息的最終環節。而DMD則是Digtal Micro Mirror Device的縮寫,字面意思為數字微鏡元件,它是DLP技術系統中的核心——光學引擎心臟采用的數字微鏡晶片,它是在CMOS的標準半導體制程上,加上一個可以調變反射面的旋轉機構形成的器件。說得更具體些,DLP投影技術是應用了數字微鏡晶片(DMD)來做主要關鍵元件以實現數字光學處理過程。其原理是將光源藉由一個積分器(Integrator)將光均勻化,通過一個有色彩三原色的色環(Color Wheel),將光分成R、G、B三色,再將色彩由透鏡成像在DND上。以同步訊號的方法,把數字旋轉鏡片的電訊號,將連續光轉為灰階,配合R、G、B三種顏色而將色彩表現出來,最后再經過鏡頭投影成像。參見下圖: 


    二、數字光學處理過程

        如上所述,DMD器件是DLP的基礎。單片、雙片以及多片DLP系統被設計出來以滿足不同市場的需要。一個DLP為基礎的投影系統包括內存及信號處理功能來支持全數字方法。DLP投影機的其它元素包括一個光源、一個顏色濾波系統、一個冷卻系統、照明及投影光學元件。

        一個DMD可被簡單描述成為一個半導體光開關。成千上萬個微小的方形16x16um鏡片,被建造在靜態隨機存取內存(SRAM)上方的鉸鏈結構上而組成DMD,如圖1所示。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結構允許鏡片在兩個狀態之間傾斜,+10度為“開”。-10度為“關”,當鏡片不工作時,它們處于0度“停泊”狀態。

        根據應用的需要,一個DLP系統可以接收數字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設備生產廠家(OEM’s)的前端處理中轉換為數字信號,任何隔行視頻信號通過內插處理被轉換成一個全圖形幀視頻信號。從此,信號通過DLP視頻處理變成先進的紅、綠、藍(RGB)數據,先進的RGB數據然后格式化為全部二進制數據的平面。 一旦視頻或圖形信號在一種數字格式下,就被送入DMD。信息的每一個象素按照1:1的比例被直接映射在它自己的鏡片上,提供精確的數字控制,如果信號是640x480象素,器件中央的640x480鏡片采取動作。這一區域處的其它鏡片將簡單的被置于“關”的位置。 

        圖1:一個848x600數字微鏡器件。器件中部反射部分包括508,800個細小的、可傾斜的鏡片。一個玻璃窗口密封和保護鏡片。DMD顯示為實際尺寸。 

        通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進制平面信號進行電子化尋址,DMD陣列上的每個鏡片被以靜電方式傾斜為開或關態。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時間的技術被稱為脈沖寬度調制(PWM)。鏡片可以在一秒內開關1000多次,這一相當快的速度允許數字灰度等級和顏色再現。在這一點上,DLP成為一個簡單的光學系統。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統后,來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當鏡片在開的位置上時,它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數字的方型象素投影圖像,如圖2所示。


        圖2:三個鏡片有效地反射光線來投影一個數字形象。入射光射到三個鏡片象素上,兩個外面的鏡片設置為開,反射光線通過投影鏡頭然后投射在屏幕上。這兩個“開”狀態的鏡片產生方形白色象素圖形。中央鏡片傾斜到“關”的位置。這一鏡片將入射光反射偏離開投影鏡頭而射入光吸收器,以致在那個特別的象素上沒有光反射上去,形成一個方形、黑色象素圖像。同理,剩下的508797個鏡片象素將光線反射到屏幕上或反射離開鏡片,通過使用一個彩色濾光系統以及改變適量的508,800 DMD鏡片的每個鏡片為開態,一個全彩色數字圖像被投影到屏幕上。


    三、DLP技術的優勢

    1. 噪音優勢 

        技術發展至今天,我們已經擁有了數字撲捉、編輯、廣播、接收數字信息的能力,不過必須先把它轉換成模擬信號后才能顯示。信號每次由數字轉換為模擬(D/A)或從模擬轉換為數字(A/D),信號噪音都會進入數據通道,轉換越少噪聲越降,并且當(A/D)、(D/A)轉換器減少時成本隨之降低。由于DLP固有的數字性質能使噪聲消失,因為DLP具有完成數字視頻底層結構的最后環節的能力,并且為開發數字可視通信環境提供了一個平臺,DLP技術提供了一個可以達到的顯示數字信號的投影方法,這樣就完成了全數字底層結構(圖3),具有最少的信號噪音。

    圖3:視頻底層結構。DLP為一個完全數字視頻底層結構提供了最后環節。  

    2.    精確的灰度等級 

        它的數字性質可以獲得具有精確數字灰度等級的精細的圖像質量以及顏色再現。DLP比之要競爭的透射式液晶顯示(的LCD)技術更有效,因為它以反射式DMD為基礎,不需要偏振光;并且因為每個視頻或圖像幀是由數字產生,每種顏色8位到10位的灰度等級,精確的數字圖象可以一次又一次地重新再現。例如:一個每種顏色為8位的灰度等級使每個原色產生256不同的灰度,允許數字化生成256x3,或16.7百萬個不同的顏色組合(圖4)。 

        圖4:DLP可產生數字灰度等級和顏色等級。假設每種顏色用8位,可以數字化地產生16.7x10的6次方個顏色組合。以上是每一種原色不同灰度的幾種組合和產生的數字象素顏色。
     

    3. 反射優勢 

        因為DMD是一種反射器件,它有超過60%的光效率,使得DLP系統比LCD投影顯示更有效率。這一效率是反射率、填充因子、衍射效率和實際鏡片“開”時間產生的結果。而LCD依賴于偏振,所以其中一個偏振光沒有用。這意味著50%的燈光甚至從來不進入LCD,因為這些光被偏振片濾掉了。剩下的光被LCD單元中的晶體管、門、以及信號源的線所阻擋。除了這些光損失外,液晶材料本身吸收了一部分光,結果是只有一少部分入射光透過LCD面板照到屏幕上。最近,LCD在光學孔徑和光傳輸上有經驗上的進展,但它的性能仍然有局限,因為它們依賴于偏振光。

    4. 無縫圖像優勢 

        DMD上的小方鏡面積為16um平方,每個間隔1um,給出大于90%的填充因子。換言之,90%的象素/鏡片面積可以有效地反射光而形成投影圖像。整個陣列保持了象素尺寸及間隔的均勻性,并且不依賴于分辨率。越高的DMD填充因子給予出越高的可見分辨率,這樣,加上逐行掃描,創造出比普通投影機更加真實自然的活生生的投影圖像(圖5)。 

    圖5:用來證明DLP優點的照片。一個鸚鵡的數字化照片被用來證明無縫的象膠片一樣效果的DLP圖像的優點,其細節將在圖6a和6b演示。
     

        在圖5a中,是主導的視頻圖形適配器(VGA)LCD投影機用來投影圖5的鸚鵡照片??梢院苋菀卓吹剑蹋茫耐队皺C中常見的象素點、屏幕門效應,如圖5a;同樣這副鸚鵡的照片用DLP投影機投影成像,如圖5b所示。由于DLP的高填充因子,屏幕門效應不見了,我們所看到的是由信息的方形象素形成的數字化投影圖像。注意,LCD圖像中象素的高水平對照于無縫DLP圖像。DLP提供了優越的圖像質量,因為DMD鏡片象素間隔僅為1um,這樣消除了象素。如證明過的一樣,兩個投影機投影的圖像分辨率是相同的,通過DLP人眼可以看到更多的可視信息、察覺到更高的分辨率。如照片表明的一樣,DLP提供令人喜愛的更加優質的畫面。 

    LCD投影圖像5(a)和DLP投影圖像5(b)中實際的特寫圖像。LCD和DLP照片都在相同條件下攝得,每個投影機都把聚焦、亮度和顏色調到最佳。
     

    5. 可靠性 

        DLP系統成功地完成了一系列規定的、環境的及操作的測試。選擇已證明可靠的標準元件來組成用于驅動DMD的數字電路。對于照明和投影透鏡,無明顯的可靠性降低的現象。絕大部分可靠性測試集中在DMD上,因為它依賴于移動鉸鏈結構。為測試鉸鏈失靈,大約100個不同的DMD被用于模擬一年的操作。一些DMD已經被測試了超過1G次循環,相當于20年的操作。在這些測試以后檢查這些器件 ,發現在任何器件上均無鉸鏈折斷現象。鉸鏈失靈不是DMD可靠性的一個因素。

        DMD已通過所有標準半導體合格測試。它還通過了模擬DMD實際操作環境條件的障礙測試,包括熱沖擊、溫度循環、耐潮濕、機械沖擊,振動及加速實驗?;跀登r的壽命及環境測試,DMD和DLP系統表現出內在的可靠性。


    四、DLP系統簡介 

    通過多種配置,DLP可以滿足一個廣泛的不同種類的市場和需要。每一種DLP系統都可實現優秀的投影質量,單片DLP系統年可提供誘人的性能價格比,三片DLP系統可提供最高亮度的性能,能顯示高達幾千流明的亮度。雙片DLP系統依靠單片的顏色濾波系統和三片的分光秀鏡概念可提供DLP的另一種性能水平。這三種DLP系統為DLP提供了滿足從臺式監視器到未來的數字電影的廣泛的投影機市場的能力。下面解釋單片、雙片和三片DLP系統如何用來投影數字彩色影像。

    1. 單片DLP系統 

        在一個單DMD投影系統中,用一個色輪來產生全彩色投影圖像。色輪是由一個紅、綠、藍濾波系統組成,它以60Hz的頻率轉動,每秒提供180色場。在這種結構中,DLP工作在順序顏色模式。

        輸入信號被轉化RGB數據,數據按順序寫入DMD的SRAM,白光光源通過聚焦透鏡聚集焦在色輪上,通過色輪的光線然后成象在DMD的表面。當色輪旋轉時,紅、綠、藍光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進行的,所以當紅光射到DMD上時,鏡片按照紅色信息應該顯示的位置和強度傾斜到“開”,綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統集中紅、綠、藍信息并看到一個全彩色圖像。通過投影透鏡,在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個大屏幕上(圖6-1)。 

    圖6-1:單片DLP投影系統。白光聚焦在以60Hz旋轉的色輪濾光系統上,這個輪子以紅、綠、藍的順序旋轉,將視頻信號送到DMD。依照每個電視場中每個彩色的位置及亮度,鏡片打開。人體視覺系統將順序的顏色疊加在一起,看到一幅全彩色圖像。
     

        因為電視系統委員會(NTSC)制定的電視場為16.7毫秒(1/60秒),每一原色必須被顯示在5.6毫秒。因為DMD有一個小于20微秒的開關速度,一個8比特/顏色的灰度等級(256灰度)可以用單DMD系統實現。這給出每一原色256灰度,或者說能夠產生256的3次方(16.7x 10的6次方)種顏色組合。

    當使用一個色輪時,在任一給定的時間內有2/3的光線被阻擋。當白光射到紅色濾光片時,紅光透過,而藍光和綠光被吸收。藍光和綠光擁有同樣的道理,藍色濾光片通過藍光而吸收紅、綠光;綠包濾光片通過綠色而吸收紅、藍光。

    2. 三片DLP系統 

        另外一種添加顏色的方法是將白光通過棱鏡系統分成三原色。這種方法使用三個DMD,一個DMD對應于一種原色。應用三片DLP投影系統的主要原因為了增加亮度。通過三片DMD,對整個16.7毫秒的電視場,來自每一原色的光可直接連續地投射到它自己的DMD上。結果是更多的光線到達屏幕,給出一個更亮的投影圖像,除了已增加的亮度,可使用更高字節的顏色。因為光線在整個電視場直接投到每個DMD上,使每種顏色10比特灰度等級成為可能。這種高效的三片投影系統將被用在大屏幕和高亮度應用領域。

    圖6-2:三片DLP投影機系統。白光分解成原色,每一原色在整個幀時間內直接投射到它自己的DMD上,比顏色一順序系統中產生更大的亮度。 

    3. 雙片DLP系統 

        此外還有州一種獨特的雙DMD結構,為某些投影顯示應用提供了理想的工具。這一系統利用了一般金屬鹵化物投影燈光譜平衡輸出的優點。

        單片和三片DLP系統為了光譜平衡輸出依靠來自投影燈的相等數量的紅、綠、藍光。為了在單片DLP系統中得到均勻顏色的光,設計了順序濾色片系統來通過一個來自三原色的均衡數量的光。為了低成本和高效率,在單片系統中使用了金屬鹵化物燈。三原色中任意一種多余的光線可用來提高整體的光輸出,或者多余的光被顏色濾光片的密度濾掉來保持光譜的均勻性。典型地,在投影工業中要在光輸出和精確的顏色水平之間進行權衡。

        應用來自單片DLP系統的順序色輪的方法以及來自三片DLP系統的雙色分光棱鏡的概念,雙片DLP系統利用了金屬鹵化物燈紅光缺乏的優點。這一系統中的色輪不用紅、綠、藍濾光片,取而代之,系統使用兩個輔助顏色,品紅和黃色。色輪的品紅片段允許紅光和藍光通過,同時黃色片段可通過紅色和綠色。結果是紅光一直通過濾色系統,紅光在所有時間內都通過,藍色和綠色在品紅-黃色色輪交替旋轉中每種光實質上占用一半時間。一旦通過色輪,光線直接射到雙色分光棱鏡系統上。在這點,連續的紅光被分離出來而射到專門用來處理紅光和紅色視頻信號的DMD上,順序的藍色與綠色光投射到另一個DMD上,專門處理交替顏色,這一DMD由綠色和藍色視頻信號驅動(圖6-3)。 


    圖6-3:雙片DLP投影系統。紅光通過棱鏡系統直接照射在它自己的DMD上,同時藍光和綠光順序照射到另外的DMD上,這兩種顏色組合成青色。不同的紅色與青色混合形成非常協調的全彩色圖像。 

        單片DLP系統中,紅光只能通過1/3的時間,與此相比,雙片系統紅光輸出是原來的大約三倍。并且因為色輪現在只由兩個而不是三個濾光片組成,在一給定的視頻畫面中藍光和綠光輸出增加了大約50%(16.7ms/2=8.35ms,8.35ms/5.6ms-1=49.1%)。盡管一般金屬鹵化物燈紅光缺乏,三倍的紅光輸出以及藍光和綠光輸出50%的增大,使雙片DLP系統有能力產生優秀逼真的顏色。由于更多的光在更長的時間內被收集,光學效率也很高了。二片DLP系統的結構能夠對每瓦輸入得到大于3流明的光譜平衡光輸出。

    五、DLP技術的發展

        DLP投影技術的關鍵是DMD器件,為了提高集光效率和DMD的良率,德儀公司首先將每一個微小鏡片(Micro mirror)的尺寸從2年前的17μm減小到14μm,DMD的晶片縮小后,良率也隨之增加。同時制程中鏡片的旋轉軸的尺寸也減小,以提高收光效能。目前最大的突破是鏡片的旋轉角度從10度增加到12度,若以系統的集光效率觀之,此增加角度的動作F/#會從3.5提高到3.0,此整體的DLP光機引擎的效率已經可與LCDD投影機相媲美了。

        在DLP技術應用市場方面,與LCD投影技術相比,DLP投影的最大優勢在于有高解析度與高亮度等優點,圖像更加清晰銳利,黑色和白色更純正,灰度層次更加豐富,更具有體積小和重量輕的優勢。其應用正逐漸朝向大型投影機及電影放映機(Digital Cinema)用等高階機種以及2kg(或低于2kg)以下超小型等兩極化方向發展。特別是在大型會場投影放映中,目前仍是以DLP投影機一枝獨秀。

    中所周知,投影技術最大的應用市場其實是在家用電視中,隨著經濟生活水平的提高以及數字技術的發展,未來數字電視的開播將為此市場大門的打開起到決定性的作用,因此無論做為前投影還是做為背投影,DLP技術的投影機都將在這一市場中得到新的應用。


    展望未來,DLP技術具有微機電高速成長的產業相助,同時也有巨大的應用市場正在開發之中,應用前景非??春?。目前廠商應及時掌握DLP技術及DMD器件的開發動態,同時掌握投影顯示器中的其他關鍵技術,在最佳的時間點將產品推出,獲取最大的利潤。 


    DLP背投影機的色輪和色彩處理技術

    一、DLP色輪技術的基本原理
    眾所周知,由于DLP采用DMD微鏡片反射技術,在色彩處理中,單片和兩片DMD方式均采用色輪來完成對色彩的分離和處理。

    一般來說,色輪(COLOR WHEEL)是由紅、綠、藍、白等分色濾光片的組合,可將透過的白光進行分色,并通過高速馬達使其轉動,然后順序分出不同單色光于指定的光路上,最后經由其它光機元件合成并投射出全彩影像。


    從物理結構來看,色輪的表面為很薄的金屬層,金屬層采用真空膜鍍技術,鍍膜厚度根據紅、綠、藍三色的光譜波長相對應,白色光通過金屬鍍膜層時,所對應的光譜波長的色彩將透過色輪,其它色彩則被阻擋和吸收,從而完成對白色光的分離和過濾。

    在單片DMD投影系統中,輸入信號被轉化為RGB數據,數據按順序寫入DMD的SRAM,白光光源通過聚焦透鏡聚集焦在色輪上,通過色輪的光線然后成像在DMD的表面。當色輪旋轉時,紅、綠、藍光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進行的,所以當紅光射到DMD上時,鏡片按照紅色信息應該顯示的位置和強度傾斜到“開”,綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統集中紅、綠、藍信息并看到一個全彩色圖像。通過投影透鏡,在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個大屏幕上。

    在兩片DMD投影系統中,為了提高亮度并彌補金屬鹵化物的紅色不足,色輪采用兩個輔助顏色—品紅和黃色。品紅片段允許紅光和藍光通過,同時黃色片段可通過紅色和綠色。而三片DMD則采用分色棱鏡,無需分色輪。以下我們主要討論目前在DLP背投單元中主要采用的單片DMD的幾種色輪技術。

    二、目前常用的幾種色輪處理技術及特點
    由于單片DMD投影機色輪在同一時間內一次只能處理一種顏色,因此會帶來部分的亮度的損失,同時,由于不同顏色光的光譜波長的固有特性存在著差別,從而會產生色彩還原的不同,畫面色彩往往表現出紅色不夠鮮艷。因此,如何使投影機既具有足夠的顯示亮度,同時又能充分的保證色彩的真實還原,是每個投影機廠家在產品設計中的一個關鍵的問題,而其中一個最重要的因素,就是色輪技術的設計解決方案。

    以下是目前常用的幾種DLP色輪技術:

    三段色輪RGB由紅R、綠G、藍B三段色組成,不同廠家的產品,其紅、綠、藍的開口角度的設計各不相同,一般來說,紅色開口角度較大,這樣可以彌補圖像紅色的不足。采用該色輪技術的前提條件是投影機光機部分具有比較足夠的光亮度,否則可能會帶來圖像的亮度問題,同時,使用三段色輪技術的色彩還原性相對來說比較好。 
    四段色輪RGBW由紅R、綠G、藍B、白W四段色組成,加白段色的目的主要是為了進一步提高投影機亮度,一般可比三段色輪提高20%左右。但同時,這種色輪技術也會帶來投影機的色彩還原不夠的問題,使圖像色彩失真,降低了畫質。另外,在設計中,可以將脈沖信號同步鎖定在W段中,脈沖寬度與W段寬度對應,可以一定程度上減少畫面的閃爍現象。該技術主要應用在會議室、教學用投影機。 
    六段色輪RGBRGB由于DLP技術越來越廣泛的應用在具有巨大市場潛力的家庭影院投影和背投電視,因此,人們對DLP的色彩體現和播放連續動態視頻畫面效果提出了更高的要求。六段色輪是由RGBRGB共6段顏色組成的色輪,隨著色輪轉速相應提高(180HZ)和單位時間內處理畫面更多,因此,這種設計有效地減少了運動圖象和邊緣的彩虹效應,視頻動態效果更好,圖象的色彩更豐富、更艷麗。但由于六色分段分隔較多,集光柱通過各色段之間時光損耗也較多,因此,投影機的光亮度往往比較低,因此,也有少數投影機廠家開始設計采用7段色輪RGBRGBW技術,以提高投影機亮度和減少畫面的閃爍。該技術主要用于針對家用消費和視頻要求較高的應用。 
    增益型色輪SCRSCR(Sequential Color Recapture)也稱連續色彩補償技術,其基本原理與以上色輪技術相似,不同之處在于色輪表面采用阿基米德原理螺旋狀光學鍍膜,集光柱(光通道)采用特殊的增益技術,可以補償部分反射光,使系統亮度有較大提高(約40%)。但該色輪的處理技術相對較復雜,目前只有少數投影機廠家在產品中采用,從技術發展方向來說,該技術非常具有市場潛力 


    為什么使用DLP?DLP的優勢是什么?

    TI DLP? 技術的優勢

    DLP 技術是全球領先的投影技術,應用于全世界大大小小的顯示器中

    采用 DLP 技術,可制造出全世界最小巧的投影儀(重量不到 8 盎司),并在最大達到 100 英尺的電影屏幕上放映畫面。工程師已開始進行醫學研究,以將 DLP 技術植入人眼以代替視網膜;DLP 技術的發展永無止境!

    為何選擇 DLP 技術?

    • DLP 技術是大大小小顯示器的首選

    • 所有數字顯示均來源于 DLP 芯片

    • 不受光源約束

    • 屢獲殊榮的持久色彩精確度

    • 對分辨率沒有限制

    • 無可比擬的開關速度,支持內置智能功能

    • 低功耗

    • 所有 DLP 芯片均采用與屢獲殊榮的 DLP Cinema? 相同的構造

    • 傳統型和非傳統型顯示器中均采用靈活的 DLP 芯片

    了解 TI DLP 技術的優勢
    DLP 技術的靈活性較高,傳統型和非傳統型顯示器均可采用該技術

    所有數字顯示均來源于 DLP 芯片

    DLP 技術是革命性的顯示器解決方案,采用光學半導體以數字方式對光進行處理。DLP 芯片在與數字視頻、圖形信號、光源以及投影鏡頭配合使用時,其鏡片可將全數字圖像反射到任何表面上。

    不受光源約束

    通過加強 DLP 芯片的靈活性,制造商可以選擇任何光源與 DLP 技術進行配對。DLP 芯片是不受燈、激光和 LED 燈等約束的光源。

    屢獲殊榮的持久色彩精確度

    DLP 產品是所有后期制作電影色彩校準工作的行業標準,因為這些產品使用了 DLP 技術生成的色譜。2010 年 2 月,DLP 產品憑借 DLP Cinema 投影儀的色彩精度而榮獲了 2009 年奧斯卡? 科學與工程獎 (Academy Plaque)。

    大多數 DLP 投影儀采用 BrilliantColor? 技術,這讓色彩表現力和畫質得到進一步提高。BrilliantColor 提供多達 6 種顏色處理來促成混合色,即使在長時間使用后仍能提供可靠精準的顏色。* BrilliantColor 技術為 DLP 投影儀制造商提供寬廣的色域,從而可以產生超過 10 億種顏色。

    對分辨率沒有限制

    對通過 DLP 芯片達到所需分辨率沒有任何技術限制。該技術上至可在最大最亮的顯示屏上實現 4K 分辨率,而下至可在內嵌于移動設備中的小型顯示屏上實現高清分辨率。DLP 技術將按照內容需求擴大到任何數字分辨率。

    無可比擬的開關速度,支持內置智能功能

    DLP 芯片具有空前的 16 微秒響應時間,為用戶帶來精準銳利的圖像。想象一下,數百萬微鏡以高于光速的速度進行開關,通過這種高速開關,DLP 技術能夠提供精準、銳利、幀間無滯后的畫面。無論動作速度如何,電影、游戲和快節奏教學內容均能以清晰生動的細節呈現。

    低功耗

    德州儀器 (TI) 是研發領域的領導者。DLP Products 一直在堅持不懈地創新,在增加顯示亮度的同時大幅減小封裝尺寸和需用功率。DLP? Pico? 的每瓦流明值創歷史新高,這與消費者現在能夠使用內嵌于手機的投影設備直接成正比。

    傳統型和非傳統型顯示器中均采用靈活的 DLP 芯片

    DLP 技術以屢獲殊榮的 DLP Cinema 和在教室投影顯示(例如 SmartSource? 3D 和交互投影)領域的創新而聞名,但這項靈活無比的技術也正逐漸滲入到各種非傳統顯示應用中。開發人員正使用 DLP 芯片解決工業、安全、醫療甚至是汽車應用(這些應用需要內置智能功能)在實踐中遇到的問題。

    *單芯片 DLP 投影儀采用可支持以下色塊的色輪:紅色、藍色、綠色、青色、洋紅色和黃色。


    DLP芯片組方框圖?

    TI 提供專用的 DLP 芯片組。 這些優化的 DLP 芯片組為設計人員提供了可對數字微鏡器件 (DMD) 進行快速地像素級控制的輕松、可靠的方法,從而加快了產品開發速度。包括:DMD數字微鏡器件,DMD數字控制器,DMD微鏡驅動器,控制器配置PROM。

    0.95 1080p 芯片組及系統框圖


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