LED光源DLP投影技術探討

通過RGB-LED光源實現相當于48倍速色輪效果

德洲儀器所開發的DLP(Digital Light Processing)方式影像投影系統中，含有作為其影像生成面板的DMD(Digital Micromirror Device)芯片3板式DLP，及僅用1枚DMD芯片，將RGB三原色的影像分時顯示的單板式DLP兩種類型的產品。面向劇場的商務數碼劇場用投影儀使用3板式，面向家庭影院的投影儀則使用單板式。

3板式使用了三枚TI獨家制造的DMD芯片，這種光學引擎需要3倍數量，制造成本會增加。所以3板式DLP才會是高端或商務用的。

單板式DLP中光源的光從將RGB三原色區分開來，通過色輪與其后的單色光同步，在DMD中制造出單色影像，進行分時全彩色（full color）再現。RGB的分時精度不高的話，正確的色彩表現會更難被分離，為了提高分時精度通常采用了加快色輪回轉速度，細分色彩過濾器的RGB區域等方法。

這種色輪的高速化也有一定限度，其中被選上的替代品就是LED（Light Emitting Diode）。RGB光源不是由色輪做出，而是由RGB三色的LED生成。

據TI的負責人說，RGB-LED光源系統，可以做到從納秒到數毫秒單位內的亮滅，因此可以實現相當于回轉色彩過濾器約48倍的速度。由此達成接近3板式DLP的色彩重現效果，彩虹現象也大幅降低。

同時，LED系統還有其他附帶優點。

其一就是高度色彩重現性。RGB的各色LED色彩純度高，比超高壓水銀燈色彩表現更廣域。此外RGB的LED可機動變化各種亮度，不損失動態范圍就可以進行色溫調整，且對不同場景變換RGB的LED平衡，擴大色域。

其二是長壽性。可從超高壓水銀燈的數千小時壽命，轉為數萬小時的長壽命。從投影系統中去除了交換燈的概念。事實上LED也會老化，RGB的LED老化程度也會不同。但是將RGB的各LED亮度伴隨老化進行適當調整，可維持高度的色彩重現性。

其三是高速啟動性。超高壓水銀燈在亮度穩定前需要數十秒時間，打開電源后到實際影像出來要花時間。而LED只需要幾秒鐘啟動時間。

RGB-LED的不足

其一是亮度性能問題。為了得到高亮度需要增加RGB-LED的個數，越增加耗電量也會越大。

實際上與超高壓水銀燈相比，RGB-LED光源系統在白色附近的流明數較低。對比超高壓水銀燈1w左右約10ANSI流明，現在的RGB-LED光源系統1w左右約1ANSI流明，有10倍差距。要獲得同樣亮度就要消耗10倍的電力。這方面成為有賴RGB-LED光源基礎技術革新進步才能得到改善的問題。

Samsung、世界首臺RGB-LED光源DLP背投電視「HL-S5679W」

開發岀這臺世界首次將RGB-LED光源應用于DLP背投電視的是三星公司。試驗機型號定為「HL-S5679W」，價格為3,999～4,199美元，發售日期預定為2006年4月～5月。

根據發表，電源打開到表示影像的等待時間僅7秒，壽命為2萬小時。畫面尺寸為56V型，分辨率為1,920×1,080dot的1080p對應。DMD芯片為960×1,080dot的100萬象素相當，但由分時象素描畫技術「Smooth Picture」可實現1080p的分辨率。

表現色域可覆蓋NTSC色域的130％（也有資料說是120％）。亮度為RGB-LED光源，達到400c/平方米。達到一般PC液晶屏程度的明亮實在出色。此外對比度沒有公開。

看了實際顯示影像，綠色和紅色的純色很鮮艷，漸變表現也很美，確實和超高壓水銀燈不同。且單板式特有的彩虹現象也很難看出，暗部色階的表現也很優秀。雖然感覺希望再多點絕對亮度，對比度也相當高。

而且根據TI相關人員的說法，這種RGB-LED方式的單板DLP，還組合了利用RGB-LED各兩色同時發光產生的青色，洋紅，黃色等補色光，「Brilliant Color方式」的色彩生成。