dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(1)

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:

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(2)

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:

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(3)

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

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(4)

2、色轮组件工作原理

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(5)

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(6)

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(7)

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(8)

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

dlp投影仪光路内部结构(DLP投影仪工作原理)(9)

,

免责声明:本文仅代表文章作者的个人观点,与本站无关。其原创性、真实性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容文字的真实性、完整性和原创性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并自行核实相关内容。文章投诉邮箱:anhduc.ph@yahoo.com

    分享
    投诉
    首页