dlp色輪技術

眾所周知,由於DLP採用DMD微鏡片反射技術,在色彩處理中,單片和兩片DMD方式均採用色輪來完成對色彩分離和處理。一般來說,色輪是由紅、綠、藍、白等分色濾光片組合,可將透過白光進行分色,並通過高速馬達使其轉動,然後順序分出不同單色光於指定的光路上,最後經由其它光機元件合成並投射出全彩影像。從物理結構來看,色輪的表面為很薄的金屬層,金屬層採用真空膜鍍技術,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,所對應光譜波長色彩將透過色輪,其它色彩則被阻擋和吸收,從而完成對白色光分離和過濾。

簡介

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,通過色輪的光線然後成像在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、藍信息並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螢幕上。  在兩片DMD投影系統中,為了提高亮度並彌補金屬鹵化物的紅色不足,色輪採用兩個輔助顏色—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則採用分色稜鏡,無需分色輪。

特點

由於單片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,由於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,色彩還原不佳。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。DLP色輪技術會產生“彩虹效應”,雖然目前個品牌的投影機多採用了多段式多倍數的色輪,目前中高級DLP家用投影機採用的6段式5倍速色輪可以有效抑制彩虹效應、但不能根除。其實TI花了很大精力研製套用於家庭影院的DLP技術,目前,其推出的“HD”系列晶片就是專為家用投影機而設計的,可以有效解決DLP投影機對比度提高時亮度過高影響畫面的問題,此外,其加快晶片處理速度,完善畫面引擎系統,可以提高畫面質量,並且,由於DLP技術採用數位訊號,因此可以實現高清畫面的無縫傳輸,這樣在播放1080p等信號時可以獲得更好的效果。

種類

1、三段色輪

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。採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。

2、四段色輪

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,可以將脈衝信號同步鎖定在W段中,脈衝寬度與W段寬度對應,可以一定程度上減少畫面的閃爍現象。該技術主要套用在會議室、教學用投影機。

3、六段色輪

由於DLP技術越來越廣泛的套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。但由於六色分段分隔較多,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採用7段色輪RGBRGBW技術,以提高投影機亮度和減少畫面的閃爍。該技術主要用於針對家用消費和視頻要求較高的套用。

4、增益型色輪 

SCR(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,不同之處在於色輪表面採用阿基米德原理螺旋狀光學鍍膜,集光柱(光通道)採用特殊的增益技術,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複雜,目前只有少數投影機廠家在產品中採用,從技術發展方向來說,該技術非常具有市場潛力。

5、雙色輪

“雙色輪”投影機即採用兩個獨立色輪:三色段色輪和六色段色輪。選用三色段色輪,適合亮度需求較高的商業演示環境;選用六色段色輪,可以提供色彩豐富鮮艷的視頻演示效果;或者選用無需色輪的灰度模式,可以在亮度高達4000流明情況下演示銳麗的黑白圖文。如此一來,用戶就可以做到一機多得,一機多用,這比同時買進兩台分別提供高亮度和高色彩對度比的投影機要合算得多。

6、黃金色輪

“黃金色輪”是一項旨在不降低投影亮度,但同時又能讓投影顯示色彩更真實、更飽和的突破性技術。在傳統四節點色輪中,加入了比例正確且極其精準的黃色(可形象地稱之為“黃金色輪”),可投射出精確的色彩。譬如一般投影機最難表現的人體膚色及金屬色等,在搭載“黃金色輪”的投影機上,都能夠得到忠實的呈現。“黃金色輪”的誕生,改善了以往DLP投影機在部分顏色上表現不佳的缺點,對於諸如設計、醫學、廣告、藝術、動畫等類似特別注重色彩準確度的行業來說無疑是一個很好的訊息。

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