DLP投影顯示原理

2022 05 30 BOAC


數字光學處理(DLP,Digital Light Processing)的核心技術稱為數字微鏡器件(DMD,Digital Micromirror Device),它在一個拇指指甲大小的芯片上集成了大約數百萬個微鏡 。在電子開關作用下,每個微鏡都能在士12°的位置翻動。圖像信號被轉換成0、1數字代碼,這些代碼用來使微鏡在士12°兩個位置翻動。當 DMD芯片和投影燈、色輪(或分色棱鏡)、投影鏡頭同步工作時,這些翻動的鏡片就能在屏幕上形成一幅彩色圖像。

DLP投影顯示方式采用前述的子幀驅動方式就可能形成圖像的亮暗變化,三色發光體形成三基色,利用人眼的視覺惰性和分辨力有限的特點,就能感受到一幅清晰、穩定的圖像。

DLP投影顯示器有單片式和三片式兩種,單片式用于廉價的便攜式投影顯示器,三片式用于高檔投影顯示器。單片式DLP 投影顯示器的工作原理與前述 相似,在簡單的 DMD 投影系統中,用色輪產生彩色圖像。色輪是一個具有扇形紅、綠、藍濾光片的系統,它以高速旋轉,每秒產生上百個彩色場,DLP工作在場順序彩色模式,利用人眼的視覺惰性和空間混色效應,就可以形成一幅完整的彩色圖像。

三片式DLP投影顯示器的結構與工作原理 。DMD 是最簡單的反射式光開關陣列,不需要偏光器。金屬鹵化物或氙燈發出的光由會聚透鏡聚光,對于正常的 DMD 光開關,這束光應與 DMD 片的法線成 20°角。在投射透鏡和 DMD 色分離/合成棱鏡之間加進總內部反射(TIR)棱鏡,用以清除照明與投射光學系統之間的機械干擾色分離/合成棱鏡利用沉淀在其表面的兩色干擾濾光器,通過反射分離光,并把R G、B基色光傳輸過去。為了保證光以準確的角度射入紅色和藍色DMD 片,紅色和藍色棱鏡需要從總內部反射(TIR)棱鏡境表面附加一個反射器。從三片DMD的"開"狀態微鏡反射出來的光被導回棱鏡,顏色分量重新合成。因為在棱鏡的空氣間隙里,對所有內部反射光的角度都減小到臨界角以下 所以合成光穿過總內部反射棱鏡并射入投射透鏡。