DLP全稱Digital Light Processing,中文意思是數字光學處理技術,DLP核心是DMD芯片。DMD芯片是一種數據微鏡裝置,通過控制微鏡片對光線的偏轉來實現顯示投影圖像的目的。DLP技術與我們日常所說的大屏幕、平板顯示、LCD液晶顯示不同,它是一種前投(也叫正投)系統,主要應用于現今市場上的微投影產品,主要涉及3D立體投影機、移動式高清視頻產品、便攜式LED微型投影應用(如手持型、口袋型)等等。根據產品內部結構劃分,DLP投影機可分為單片式DLP投影機、雙片式DLP投影機和三片式DLP投影機類型。
DLP技術是德州儀器(TI)獨立開發的一種光線投影顯示技術,由美國德州儀器的Larry Hornbeck博士所研發。早年DMD芯片主要運用于機票印票機上,直到1993年這種以DMD為核心的光學系統才被命名為DLP。
DMD芯片工作原理:
DMD芯片內部結構圖
微反射鏡
在DMD芯片,微反射鏡是其最小的工作單位,也是影響其性能的關鍵。微反射鏡的體積非常小,但是依然擁有不同于液晶的復雜機械結構——每塊微反射鏡都有獨立的支撐架,并圍繞鉸接斜軸進行+/-12°進行的偏轉。對于微反射鏡這種微型機械,傳統的機械或是液壓控制已無法使用(即使能夠使用,也會由于機械磨損而迅速損壞),因此在微反射鏡的兩角布置了兩個電極,通過電壓控制控制偏轉,獲得了高精度的控制能力和無限的偏振壽命。
DMD工作時每一面微反射鏡以+/-12°進行偏轉
微反射鏡工作示意圖
微反射鏡是依靠反射光線工作的,其偏轉能力是其關鍵,如上圖所示這是一個偏轉角度達+/-12°微反射鏡的工作示意圖,在微反射鏡開啟狀態時(On State,+12°),入射光線(光源)的入射角達到12°,反射角亦達12°(兩者相加即是24°),此時光能最大,即為(255,255,255);若微反射鏡偏向關閉(Off State,-12°)狀態,此時鏡頭接收到的光線越來越小,到達關閉狀態時,亮度最低,即為(0,0,0)。
DMD微反射鏡工作原理
德州儀器DLP Pico投影技術方案:
作為DLP技術擁有者,德州儀器針對投影市場推出DMD芯片及相應視頻處理芯片,稱之為DLP Pico顯示技術的一系列DLP產品方案。德州儀器自家不生產DLP投影機,只提供DLP Pico芯片組,主要包括兩個器件:數字微鏡器件 (DMD) 和顯示控制器。一些芯片組還包括 PMIC/LED 驅動器。針對不同DLP微投影技術應用,德州儀器推出主要適用于智能手機、平板電腦等移動便攜設備,高清/全高清的Pico 投影儀,頭盔、耳機及眼鏡等可穿戴設備,智能家居顯示器,數字標牌,移動智能電視等多種DLP Pico芯片組綜合解決方案。
德州儀器針對移動便攜產品的DLP產品系列
德州儀器針對微型投影機的DLP產品系列
德州儀器針對可穿戴設備的DLP產品系列
針對DLP投影機色彩飽和度、亮度低的問題,德州儀器還推出了“極致顏色”技術,采用DDR芯片取代SDR芯片組的改變,來達到增強圖像的色彩處理。 簡單來說,極致色彩技術便是采用三原色和三補色結合的色輪,以及適當的色彩調配算法電路,以達到提升單片式DLP投影機色彩顯示能力的目的。針對德州儀器的這一理念,各家DLP投影機廠商根據不同情況設計的極致色彩技術色輪也不盡相同,所以,成像質量也會有比較大的差別。
目前,針對投影市場上主流的顯示技術,有使用傳統LCD液晶顯示投影機、微投影技術的DLP投影機、以及據稱在色彩飽和度、對比度上均有不錯效果的3LCD投影技術。大多數非日系投影機品牌采用了DLP投影技術,而在日系品牌中包括三菱電機、日立、夏普等品牌中DLP投影機也占據了較為重要的位置。
下面來簡單了解下投影機市場上一些常見的DLP品牌及其整合DLP技術優勢推出針對性的DLP系列開發工具(德州DLP LightCrafter評估模塊)、DLP成品集成解決方案。
一、德州儀器(TI)DLP LightCrafter 評估模塊
TI DLP LightCrafter 評估模塊
描述:
DLP? LightCrafter? 是一種將投射光集成到工業、醫療和科學應用中的緊湊型評估模塊。這個基于 DLP 的平臺使需要小型、低成本的智能高速圖形顯示器的終端器件開發周期加快。DLP LightCrafter 采用 0.3 WVGA 芯片組,提供多種嵌入式功能,例如:結構光投影、智能照明、波長選擇和便攜式顯示。
開發人員可以通過 DLP LightCrafter 的基于 USB 的應用程序編程接口 (API) 和易于使用的圖形用戶界面 (GUI) 輕松地創建、存儲和顯示高速圖形序列。該模塊還采用功能強大的 TMS320DM365 數字媒體處理器,該處理器基于德州儀器 (TI) 提供的 DaVinci 技術。通過 ARM9 DSP 內核,DLP LightCrafter 的 DM365 運行 Linux 操作系統,使用戶能夠圍繞 0.3 WVGA 芯片組開發完整的嵌入式系統。使用可配置的輸入/輸出觸發器可以方便地與攝像機、傳感器或其他外設同步。
DLP LightCrafter 包括一個由 Young Optics International 開發并制造的 RGB LED 光引擎。該光引擎專門為 DLP3000 DMD 設計,可以產生明亮的、寬縱橫比的圖案,非常適用于各種環境光環境。對于需要更高亮度的應用,可以添加主動冷卻和熱管理系統以實現超過 50 流明的光輸出。
DLP 0.3 WVGA 芯片組參考設計
DLP LigHTCrafter將經過實踐檢驗的組件與增強的處理速度和功能相結合,并將其緊湊地設計在一起。開發人員可以通過DLP LightCrafter的基于USB的API和易用的圖形用戶界面,輕而易舉地創建、存儲和顯示高速圖形。
DLP LightCrafter 核心參考德州儀器DLP 0.3吋WVGA芯片組設計,該芯片組原來應用于Pico微投影機,可支持可靠、高速的空間光調制器。該芯片組有兩個主要組件,一個是DLP3000,它是由415872個微鏡組成的MEMS設備;另一個是DLPC300,它是一個可提供便捷的用戶界面的數字式控制器,能確保微鏡陣列可靠、高速的運行。
特性:
· 具有 20L 光輸出的 RGB LED 光引擎
· 使用本機 DLP3000 分辨率 (608 x 684) 的高速圖形
- 高達 4000Hz 的二進制圖形速率
- 高達 120Hz 的 8 位灰度圖形速率
· 顯示高達 WVGA 分辨率 (854 x 480) 的圖像或視頻
· 可配置的 I/O 觸發器可與攝像機、傳感器等同步
· 運行嵌入式 Linux 的 DM365 嵌入式處理器
· 用于存儲圖形和序列的 128MB NAND 閃存
· 基于 USB 的 API 和主機 GUI
· 緊湊的尺寸: 117mm x 65mm x 23mm
TI DLP LightCrafter評估模塊主要包括4710-G2、3010、2010等系列產品。
4710-G2 評估模塊可用于評估最小的 TI 全高清 Pico 顯示芯片組:DLP Pico? 0.47 英寸 TRP 全高清 1080p 顯示芯片組。應用領域包括將 Pico 投影整合于數字標牌、移動投影儀(電池供電和交流電源供電)、無屏電視、控制面板、交互式顯示器和諸如頭戴式顯示器 (HMD) 等可穿戴設備。
3010 評估模塊同樣支持全高清 Pico 顯示芯片組。DLP 0.3 英寸 (7.62 mm) TRP HD 720p 視頻和數據顯示芯片組(包含 DLP3010 數字微鏡器件 (DMD)、DLPC3433/DLPC3438 顯示控制器和用于電源管理的 DLPA2005 LED 驅動器)將帶來更明亮、更高效的顯示效果。
另外,2010 評估模塊用于快速評估 TI 0.2 英寸 TRP WVGA 顯示芯片組的開發。 此款 180mW 超低功耗芯片組包含 DLP2010 數字微鏡器件、DLPC3435 顯示控制器和 DLPA2005 電源管理/LED 驅動器。
DLP LightCrafter Display 3010 評估模塊
二、中達電通(臺達)DVS系列DLP背投顯示單元
中達電通依托DLP投影機技術優勢,提供工業級別一體化顯示產品,主要DLP背投顯示單元包括50英寸、60英寸、67英寸、70英寸、80英寸4:3和16:9規格,適合任何一款UHP光源、LED光源及Laser激光光源臺達光機引擎。中達電通DLP一體化顯示單元均可提供標準后維護、電動前維護系列產品,適合多層堆疊及弧形拼接,滿足用戶不同場合環境的顯示墻安裝需求。
中達電通一體化顯示單元主要包括四大類目:DLP顯示拼接、LCD顯示拼接、LED顯示拼接、DLP工程投影。
DLP顯示拼接:
DLP投影顯示單元由DLP投影光機引擎、投影屏幕、反射鏡、調整機構、箱體等部分組成,構成一體化的獨立箱體式顯示單元。中達電通DVS系列投影顯示單元采用通用箱體設計,標準一次反射結構設計。
DLP顯示拼接綜合方案包括:LED光源系列、Laser光源系列、UHP雙燈系列、DLP前維護拼接屏系列。
LED光源系列 - 具體示例:
LED光源系列產品采用TI 最新0.7“ / 0.95” LVDS DLP? DMD 顯示芯片、DarkChip3?技術及極致色彩? (BrilliantColor?)技術,顯著增強對比度,提升亮度。物理分辨率達到1024×768、1400×1050以及1920×1080高清,提供精細的像素表現。其采用的全新一代LED光源,能在更寬的色域范圍內呈現最生動的真實色彩。產品使用壽命達到60000小時,無需色輪等耗材,實現真正免維護,節省顯示墻運行成本。
LED光源系列產品規格說明(一)
LED光源系列產品規格說明(二)
LED光源產品詳細參數
DLP工程投影:
中達電通DLP工程投影系統為母公司臺達集團旗下兩個知名品牌投影機廠商DP,VIVITEK提供,擁有DLP技術從低端到30,000流明高端完整產品線,光源從傳統UHP光源到LED光源進而到激光光源系統等完整系列,并提供多個系列超高表現力的三片式及單片式DLP投影系統。
三、Vtron DLP超高分辨率可視化拼接墻
Vtron DLP超高分辨率數字顯示拼接墻系統是面向控制室、指揮室應用的超高分辨率顯示系統,擁有電信級的高可靠性和完美的顯示效果。系統從光源、驅動、電源到信號輸入采用全鏈路冗余設計,關鍵部件支持在無需斷電的工作模式下進行熱插拔維護,并且具備業務自動恢復功能,使系統擁有99.999%的業內最高可用度。系統根據不同應用場合配置LED激光光源,畫面呈現色彩艷麗、生動逼真,配合獨創的智能亮度、色彩立體免維護技術,使畫面效果能夠自動保持持久一致,無需人為干預調試,大大降低了用戶的擁有成本。同時,用戶可根據使用的空間、環境條件的不同,按需選擇不同類型的DLP顯示單元;根據應用場景的差異,選擇不同技術架構的多屏處理器;根據操控體驗的需求,選擇具有“集中管理、一體化控制、觸控界面”的顯控軟件。
Vtron DLP超高分辨率數字顯示拼接墻系統能夠為各行業的業務數據、流程、位置等綜合信息集中呈現及可視化管理的需要,提供一個超高分辨率、超大畫面的一體化協同顯示控制平臺。
目前,Vtron DLP拼接墻系統提供一體化DLP集成顯示方案,包括Visionpro C系列、Visionpro V系列、Visionpro E系列、Visionpro 3D 顯示單元,Ark系列、AP系列、HC系列分布式多屏處理器及相應開發控制軟件系統。
顯示單元Visionpro C系列 - 具體示例:
Visionpro C系列顯示單元作為VTRON主流LED光源DLP顯示產品,擁有業界領先的“單基色6顆陣列式冗余LED固態光源”,整墻全周期色彩、亮度智能立體免維護以及獨創的“雙電網接入”熱冗余備份等多重智能無憂保護等一系列先進的獨創技術。
Visionpro C系列顯示單元產品指標
特點:
1、超長使用壽命,綠色環保
具有60000小時超長使用壽命,不需要更換光源;
無色輪等易耗部件,免除后期維護成本;
不含汞、鈉等有害物質,綠色、環保,無污染;
2、全周期色彩、亮度智能立體免維護技術(Full-cycle Maintenance Free)
整墻畫面永久均衡、一致,無需人為干預;
智能自診斷,自動業務即時恢復;
3、業內領先的LED顯示技術,高畫質享受
LED光源輸出亮度范圍900-1500 ANSI流明,畫面亮麗通透,更優觀感舒適度;
色度均勻性達到95%,畫面均勻一致,色彩呈現更加絢麗逼真;
4、最為完善的信號輸入及處理方案
強大多信號接入處理能力,支持雙DVI桌面、2通道、4通道、SDI等信號輸入板可選;
融合DVI/VGA、CVBS/YPbPr、HDMI、3G-SDI等豐富信號接口,更經濟,更實用;
5、多重智能保護,安全無憂
1+1熱備份冗余電源,安全可靠;
模塊化設計,信號處理板熱插拔,無需斷電即可實現快速維護,省心省力;
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