DLP投影技術(shù)簡介及工作原理DLP投影技術(shù)簡介

DigitalLightProcessing?技術(shù)是一項(xiàng)全數(shù)字化的顯示解決方案。它能夠讓企業(yè)、家庭娛樂和電影院的投影系統(tǒng)將影像和圖形展現(xiàn)得淋漓盡致。DLP?投影技術(shù)對光進(jìn)行精密控制，以重復(fù)顯示全數(shù)字化的圖像。這些圖像在任何光線中都明亮奪目，在任何分辨率下都清晰分明。DLP投影技術(shù)的工作原理DLP投影技術(shù)的工作原理數(shù)字光學(xué)處理DLP是投影和顯示信息的一個革命性的新方法。基于Texas儀器公司開發(fā)的數(shù)字微反射鏡器件DMD，DLP完成了顯示數(shù)字可視信息的最終環(huán)節(jié)。數(shù)字光學(xué)處理DLPTM技術(shù)在消費(fèi)者、商業(yè)和投影顯示工業(yè)的專業(yè)領(lǐng)域方面被作為子系統(tǒng)或“發(fā)動機(jī)”提供給市場主管。正如CD在音頻領(lǐng)域的革命一樣，DLP將在視頻投影方面帶來革命.數(shù)字光學(xué)處理：如何工作正如中央處理單元(CPU)是計(jì)算機(jī)的核心一樣，DMD是DLP的基礎(chǔ)。單片、雙片以及多片DLP系統(tǒng)被設(shè)計(jì)出來以滿足不同市場的需要。一個DLP為基礎(chǔ)的投影系統(tǒng)包括內(nèi)存及信號處理功能來支持全數(shù)字方法。DLP投影系統(tǒng)組成：一個光源、一個顏色濾波系統(tǒng)、一個冷卻系統(tǒng)、及投影光學(xué)元件（DMD）。一個DMD可被簡單描述成為一個半導(dǎo)體光開關(guān)。成千上萬個微小的方形16×16鏡片，被建造在靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存（SRAM）上方的鉸鏈結(jié)構(gòu)上而組成DMD(圖1)。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片在兩個狀態(tài)之間傾斜，+10度為“開”。-10度為“關(guān)”，當(dāng)鏡片不工作時(shí)，它們處于0度的“停泊”狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的需要，一個DLP系統(tǒng)可以接收數(shù)字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設(shè)備生產(chǎn)廠家(OEM’s)的前端處理中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，任何隔行視頻信號通過內(nèi)插處理被轉(zhuǎn)換成一個全圖形幀視頻信號。從此，信號通過DLP視頻處理變成先進(jìn)的紅、綠、蘭(RGB)數(shù)據(jù)，先進(jìn)的RGB數(shù)據(jù)然后格式化為全部二進(jìn)制數(shù)據(jù)的平面。一旦視頻或圖形信號是在一種數(shù)字格式下，就被送入DMD。信息的每一個象素按照1:1的比例被直接映射在它自己的鏡片上，提供精確的數(shù)字控制，如果信號是640×480象素，器件中央的640×480鏡片采取動作。這一區(qū)域外的其它鏡片將簡單地的被置于“關(guān)”的位置。圖中一個848×600數(shù)字微鏡器件。器件中部反射部分包括508,800個細(xì)小的、可傾斜的鏡片。一個玻璃窗口密封和保護(hù)鏡片。DMD顯示為實(shí)際尺寸。通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進(jìn)置平面信號進(jìn)行電子化尋址，DMD陣列上的每個鏡片被以靜電方式傾斜為開或關(guān)態(tài)。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時(shí)間的技術(shù)被稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM)。鏡片可以在一秒內(nèi)開關(guān)1000多次，這一相當(dāng)快的速度允許數(shù)字恢度等級和顏色再現(xiàn)。在這一點(diǎn)上，DLP成為一個簡單的光學(xué)系統(tǒng)。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統(tǒng)后，來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當(dāng)鏡片在開的位置上時(shí)，它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數(shù)字的方型象素投影圖象(圖2)。圖中三個鏡片有效地反射光線來投影一個數(shù)字形象。入射光射到三個鏡片象素上，兩個外面的鏡片設(shè)置為開，反射光線通過投影鏡頭然后投射在屏幕上。這兩個“開”狀態(tài)的鏡片產(chǎn)生方形白色象素圖形。中央鏡片傾斜至“關(guān)”的位置。這一鏡片將入射光反射偏離開投影鏡頭而射入光吸收器，以致在那個特別的象素上沒有光反射上去，形成一個方形、黑色象素圖象。同理，剩下的508797個鏡片象素將光線反射到屏幕上或反射離開鏡片，通過使用一個彩色濾光系統(tǒng)以及改變適量的508,800DMD鏡片的每個鏡片為開態(tài)，一個全彩色數(shù)字圖像被投影到屏幕上。DLP技術(shù)優(yōu)勢DLP是由數(shù)字電路驅(qū)動的光學(xué)系統(tǒng)。數(shù)字電路及光學(xué)元件會聚于DMD，用一個視頻或圖形輸入信號，DLP創(chuàng)造出數(shù)字投影圖象。DLP有三個關(guān)鍵的優(yōu)勢超過現(xiàn)在的投影技：DLP的數(shù)字本質(zhì)能實(shí)現(xiàn)數(shù)字灰度等級和顏色再現(xiàn)，并且把DLP置于數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)的最后一環(huán)；它以反射DMD為基礎(chǔ)，所以DLP比與其競爭的透過式

LCD技術(shù)更有效；DLP有產(chǎn)生無縫、膠片式圖象的能力，DLP使圖象更為好看。

DLP的數(shù)字優(yōu)勢

DLP固有的數(shù)字性質(zhì)能使噪聲消失，獲得具有數(shù)字灰度等級的精細(xì)的圖象質(zhì)量以及顏色再生。它的數(shù)字性質(zhì)也把DLP置于數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)的最后環(huán)節(jié)。DLP比與此競爭的透射式液晶顯示（

LCD

）技術(shù)更有效，信號每次由數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬(D/A)或從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字(A/D)，信號噪音都會進(jìn)入數(shù)據(jù)通道。轉(zhuǎn)換越少噪聲越降，并且當(dāng)(A/D)、(D/A)

轉(zhuǎn)換器減少時(shí)成本隨之降低。DLP提供了一個可以達(dá)到的顯示數(shù)字信號的投影方法，這樣就完成了全數(shù)字底層結(jié)構(gòu)。

視頻底層結(jié)構(gòu)。DLP為一個完全數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)提供了最后環(huán)節(jié)。

DLP的另一個數(shù)字優(yōu)勢是它的精確的灰度等級與顏色水平的再生，并且因?yàn)槊總€視頻或圖象幀是由數(shù)字產(chǎn)生，每種顏色8位到10位的灰度等級，精確的數(shù)字圖象可以一次又一次地重新再現(xiàn)。例如：一個每種顏色為8位的灰度等級使每個原色產(chǎn)生256不同的灰度，允許數(shù)字化生成2563，或16.7百萬個不同的顏色組合。DLP可產(chǎn)生數(shù)字灰度等級和顏色等級。假設(shè)每種顏色用8位，可以數(shù)字化地產(chǎn)生16.7×106個顏色組合。以上是每一種原色不同灰度的幾種組合和產(chǎn)生的數(shù)字象素顏色。DLP反射優(yōu)勢

DLP以反射式DMD為基礎(chǔ)，不需要偏振光。因?yàn)镈MD是一種反射器件，它有超過60%的光效率，使得DLP系統(tǒng)比

LCD

投影顯示更有效率。這一效率是反射率、填充因子、衍射效率和實(shí)際鏡片“開”時(shí)間產(chǎn)生的結(jié)果。

LCD

依賴于偏振，所以其中一個偏振光沒有用。這意味著50%的燈光甚至從來不進(jìn)入

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，因?yàn)檫@些光被偏振片濾掉了。剩下的光被

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單元中的晶體管、門、以及信號源的線所阻擋。除了這些光損失外，液晶材料本身吸收了一部分光，結(jié)果是只有一少部分入射光透過

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面板照到屏幕上。最近，

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在光學(xué)孔徑和光傳輸上有經(jīng)驗(yàn)上的進(jìn)展，但它的性能仍然有局限，因?yàn)樗鼈円蕾囉谄窆狻LP無縫圖象優(yōu)勢DLP封閉間隔的微反射鏡使視頻圖象投影成具有更高可見分辨率的無縫隙圖象。對于影視投影顯示、計(jì)算機(jī)幻燈展示或全球范圍內(nèi)多人通過交互技術(shù)進(jìn)行合作方面，DLP是現(xiàn)在和未來在數(shù)字可視通信方面的唯一選擇。DMD上的小方鏡面積為16ｕｍ2，每個間隔1ｕｍ，給出大于90%的填充因子。換言之，90%的象素/鏡片面積可以有效地反射光而形成投影圖象。整個陣列保持了象素尺寸及間隔的均勻性，并且不依賴于分辨率。

LCD

最好也只有70%的填充因子。越高的DMD填充因子給出越高的可見分辨率，這樣，加上逐行掃描，創(chuàng)造出比普通投影機(jī)更加真實(shí)自然的活生生的投影圖象。

主導(dǎo)的視頻圖形適配器(VGA)LCD

投影機(jī)用來投影圖3的鸚鵡照片。在圖4ａ中，可以很容易看到

LCD

投影機(jī)中常見的象素點(diǎn)、屏幕門效應(yīng)。同樣這副鸚鵡的照片用LCD

投影機(jī)投影成像，如圖4ｂ所示。由于DLP的高填充因子，屏幕門效應(yīng)不見了，我們所看到的是由信息的方形象素形成的數(shù)字化投影圖象。盡管，如證明過的一樣，兩個投影機(jī)投影的圖象分辨率是相同的，通過DLP人眼可以看到更多的可視信息、察覺到更高的分辨率。如照片表明的一樣，DLP提供令人喜愛的更加優(yōu)質(zhì)的畫面。圖用來證明DLP優(yōu)點(diǎn)的照片。一個鸚鵡的數(shù)字化照片被用來證明無縫的象膠片一樣效果的DLP圖象的優(yōu)點(diǎn)，其細(xì)節(jié)將在圖a和b中演示。

LCD

投影圖象(a)和DLP投影圖象(b)中實(shí)際的特寫圖象。一個三板多晶硅VGA分辨率的

LCD

投影機(jī)

(a)和一個單片VGA分辨率的DLP

投影機(jī)

(b)都投影顯示在圖5中的鸚鵡的照片。

LCD

和DLP照片都在相同條件下攝得，每個投影機(jī)都把聚焦、亮度和顏色調(diào)到最佳。注意，

LCD

圖象中象素的高水平對照于無縫DLP圖象。DLP提供了優(yōu)越的圖象質(zhì)量，因?yàn)镈MD鏡片象素間隔僅為lμm，這樣消除了象素。

DLP的可靠性

DLP系統(tǒng)成功地完成了一系列規(guī)定的、環(huán)境的及操作的測試。選擇已證明可靠的標(biāo)準(zhǔn)元件來組成用于驅(qū)動DMD的數(shù)字電路。對于照明和投影透鏡，無明顯的可靠性降低的現(xiàn)象。絕大部分可靠性測試集中在DMD上，因?yàn)樗蕾囉谝苿咏g鏈結(jié)構(gòu)。為測試絞鏈?zhǔn)ъ`，大約100個不同的DMD被用于模擬一年的操作。一些DMD已經(jīng)被測試了超過1G次循環(huán)，相當(dāng)于20年的操作。在這些測試以后檢查這些器件，發(fā)現(xiàn)在任何器件上均無絞鏈折斷現(xiàn)象。絞鏈?zhǔn)ъ`不是DMD可靠性的一個因素。DMD已通過所有標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體合格測試。它還通過了模擬DMD實(shí)際操作環(huán)境條件的障礙測試，包括熱沖擊、溫度循環(huán)、耐潮濕、機(jī)械沖擊，振動及加速實(shí)驗(yàn)?；跀?shù)千小時(shí)的壽命及環(huán)境測試，DMD和DLP系統(tǒng)表現(xiàn)出內(nèi)在的可靠性。簡而言之，DLP是由數(shù)字電路驅(qū)動的光學(xué)系統(tǒng)。數(shù)字電路及光學(xué)元件會聚于DMD。用一個視頻或圖形輸入信號，DLP創(chuàng)造出具有史無前例圖象質(zhì)量的數(shù)字投影圖象。DLP有三個關(guān)鍵的優(yōu)勢超過現(xiàn)在的投影技術(shù)。DLP的數(shù)字本質(zhì)能實(shí)現(xiàn)數(shù)字灰度等級和顏色再現(xiàn)，并且把DLP置于數(shù)字視頻底層結(jié)構(gòu)的最后一環(huán)。因?yàn)樗苑瓷銬MD為基礎(chǔ)，所以DLP比與其競爭的透過式LCD技術(shù)更有效。最后，DLP有產(chǎn)生無縫、膠片式圖象的能力，DLP使圖象更為好看。DLP系統(tǒng)DLP為了滿足不同種類的市場和需要，提供三種dlp系統(tǒng)，每一種DLP系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的投影質(zhì)量。單片DLP系統(tǒng)年可提供誘人的性能價(jià)格比，三片DLP系統(tǒng)可提供最高亮度的性能，能顯示高達(dá)幾千流明的亮度。雙片DLP系統(tǒng)依靠單片的顏色濾波系統(tǒng)和三片的分光透鏡概念可提供DLP的另外一種性能水平。這三種DLP系統(tǒng)為DLP提供了滿足從臺式監(jiān)視器到未來的數(shù)字電影的廣泛的投影機(jī)市場的能力。下面解釋單片、雙片和三片DLP系統(tǒng)如何用來投影數(shù)字彩色圖象。

單片DLP系統(tǒng)

在一個單DMD投影系統(tǒng)中，用一個色輪來產(chǎn)生全彩色投影圖象。色輪是由一個紅、綠、藍(lán)濾波系統(tǒng)組成，它以60Hz的頻率轉(zhuǎn)動，每秒提供180色場。在這種結(jié)構(gòu)中，DLP工作在順序顏色模式。輸入信號被轉(zhuǎn)化為RGB數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按順序?qū)懭隓MD的SRAM。白光光源通過聚焦透鏡聚焦在色輪上，通過色輪的光線然后成象在DMD的表面。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，紅、綠、藍(lán)光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖象是順序進(jìn)行的，所以當(dāng)紅光射到DMD上時(shí)，鏡片按照紅色信息應(yīng)該顯示的位置和強(qiáng)度傾斜到“開”，綠色和藍(lán)色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統(tǒng)集中紅、綠、藍(lán)信息并看到一個全彩色圖象。通過投影透鏡，在DMD表面形成的圖象可以被投影到一個大屏幕上。

圖中單片DLP投影系統(tǒng)。白光聚焦在以60Hz旋轉(zhuǎn)的色輪濾光系統(tǒng)上，這個輪子以紅、綠、藍(lán)的順序旋轉(zhuǎn)，將視頻信號送到DMD。依照每個電視場中每個彩色的位置及亮度，鏡片打開。人體視覺系統(tǒng)將順序的顏色疊加在一起，看到一幅全彩色圖象。

如美國國家電視系統(tǒng)委員會(NTSC)制定的電視場為16.7毫秒(1/60秒)，每一原色必須被顯示在5.6毫秒。因?yàn)镈MD有一個小于20微秒的開關(guān)速度，一個8比特/顏色的灰度等級（256灰度）可以用單DMD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。這給出每一原色256灰度，或者說能夠產(chǎn)生2563(16.7×106)種顏色組合。

當(dāng)使用一個色輪時(shí)，在任一給定的時(shí)間內(nèi)有2/3的光線被阻擋。當(dāng)白光射到紅色濾光片時(shí)，紅光透過而藍(lán)光和綠光被吸收。藍(lán)光和綠光擁有同樣的道理，藍(lán)色濾光片通過藍(lán)光而吸收紅、綠光；綠色濾光片通過綠色而吸收紅、藍(lán)光。

三片DLP系統(tǒng)

另外一種添加顏色的方法是將白光通過棱鏡系統(tǒng)分成三原色。這種方法使用三個DMD，一個DMD對應(yīng)于一種原色。應(yīng)用三片DLP投影系統(tǒng)的主要原因是為了增加亮度。通過三片DMD，對整個16.7毫秒的電視場，來自每一原色的光可直接連續(xù)地投射到它自己的DMD上。結(jié)果是更多的光線到達(dá)屏幕，給出一個更亮的投影圖象。除了已增加的亮度，可使用更高字節(jié)的顏色。因?yàn)楣饩€在整個電視場直接投到每個DMD上，使每種顏色10比特灰度等級成為可能。這種高效的三片投影系統(tǒng)將被用在大屏幕和高亮度應(yīng)用領(lǐng)域。三片DLP

投影機(jī)系統(tǒng)。白光分解成原色，每一原色在整個幀時(shí)間內(nèi)直接投射到它自己的DMD上，比顏色一順序系統(tǒng)中產(chǎn)生更大的亮度。雙片DLP系統(tǒng)德州儀器還開發(fā)了一種獨(dú)特的雙DMD結(jié)構(gòu)，為某些投影顯示應(yīng)用提供了理想的工具。這一系統(tǒng)利用了一般金屬鹵化物投影燈光譜平衡輸出的優(yōu)點(diǎn)。

前面討論的單片和三片DLP系統(tǒng)為了光譜平衡輸出依靠來自投影燈的相等數(shù)量的紅、綠、藍(lán)光。為了在單片DLP系統(tǒng)中得到均勻顏色的光，設(shè)計(jì)了順序?yàn)V色片系統(tǒng)來通過一個來自三原色的均衡數(shù)量的光。為了低成本和高效率，在單片系統(tǒng)中使用了金屬鹵化物燈。三原色中任意一種多余的光線可用來提高整體的光輸出，或者多余的光被顏色濾光片的密度濾掉來保持光譜的均勻性。典型地，在投影工業(yè)中要在光輸出和精確的顏色水平之間進(jìn)行權(quán)衡。

應(yīng)用來自單片DLP系統(tǒng)的順序色輪的方法以及來自三片DLP系統(tǒng)的雙色分光棱鏡的概念，雙片DLP系統(tǒng)利用了金屬鹵化物燈紅光缺乏的優(yōu)點(diǎn)。這一系統(tǒng)中的色輪不用紅、綠、藍(lán)濾光片，取而代之，系統(tǒng)使用兩個輔助顏色，品紅和黃色。色輪的品紅片段允許紅光和藍(lán)光通過，同時(shí)黃色片段可通過紅色和綠色。結(jié)果是紅光一直通過濾色系統(tǒng)，紅光在所有時(shí)間內(nèi)都通過，藍(lán)色和綠色在品紅-黃色色輪交替旋轉(zhuǎn)中每種光實(shí)質(zhì)上占用一半時(shí)間。

當(dāng)使用一個色輪時(shí)，在任一給定的時(shí)間內(nèi)有2/3的光線被阻擋。當(dāng)白光射到紅色濾光片時(shí)，紅光透過而藍(lán)光和綠光被吸收。藍(lán)光和綠光擁有同樣的道理，藍(lán)色濾光片通過藍(lán)光而吸收紅、綠光；綠色濾光片通過綠色而吸收紅、藍(lán)光。

一旦通過色輪，光線直接射到雙色分光棱鏡系統(tǒng)上。在這點(diǎn)，連續(xù)的紅光被分離出來而射到專門用來處理紅光和紅色視頻信號的DMD上，順序的藍(lán)色與綠色光投射到另一個DMD上，專門處理交替顏色，這一DMD由綠色和藍(lán)色視頻信號驅(qū)動。

單片DLP系統(tǒng)中，紅光只能通過1/3的時(shí)間，與此相比，雙片系統(tǒng)紅光輸出是原來的大約三倍。并且因?yàn)樯啲F(xiàn)在只由兩個而不是三個濾光片組成，在一給定的視頻畫面中藍(lán)光和綠光輸出增加了大約50%(16.7ms/2=8.35ms，8.35ms/5.6ms-1=49.1%)。盡管一般金屬鹵化物燈紅光缺乏，三倍的紅光輸出以及藍(lán)光和綠光輸出50%的增大，使雙片DLP系統(tǒng)有能力產(chǎn)生優(yōu)秀逼真的顏色。由于更多的光在更長的時(shí)間內(nèi)被收集，光學(xué)效率也提高了。二片DLP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能夠?qū)γ客咻斎氲玫酱笥?流明的光譜平衡光輸出。DLP核心DMD結(jié)構(gòu)每個DMD是由成千上萬個傾斜的、顯微的、鋁合金鏡片組成，這些鏡片被固定在隱藏的軛上，扭轉(zhuǎn)鉸鏈結(jié)構(gòu)連接軛和支柱，扭力鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片旋轉(zhuǎn)±10度。支柱連接下面的偏置/復(fù)位總線，偏置/復(fù)位總線連接起來使得偏置和復(fù)位電壓能夠提供給每個鏡片。鏡片、鉸鏈結(jié)構(gòu)及支柱都在互補(bǔ)金屬氧化半導(dǎo)體上(CMOS)地址電路及一對地址電極上形成。在一個地址電極上加上電壓，連帶著把偏置/復(fù)位電壓加到鏡片結(jié)構(gòu)上，將在鏡片與地址電極一側(cè)產(chǎn)生一個靜電吸引，鏡片傾斜直到與具有同樣電壓的著陸點(diǎn)電極接觸為止。在這點(diǎn)，鏡片以機(jī)電方式鎖定在位置上。在存儲單元中存入一個二進(jìn)制數(shù)字使鏡片傾斜+10度，同時(shí)在存儲單元中存入一個零使鏡片傾斜-10度。

DMD以2048×1152的陣列構(gòu)成，每一個器件共有約2.3×106鏡面，這些器件具有顯示真的高分辨率電視的能力。首次大量生產(chǎn)的DMD為848×600。這種DMD將能投影NTSC、相位交換線(PAL)、VGA以及高級視頻圖形適配器(SVGA)圖形，并且它將可以顯示16:9縱橫比的信號源。

圖中一個DMD上單獨(dú)鏡片的分解示意圖。DMD上每一個16μm2鏡片包括這樣三個物理層和兩個“空氣隙”層，“空氣隙”層分離三個物理層并且允許鏡片傾斜+10度或-10度。圖中一個DMD的表面上的鏡片的特寫鏡頭以及它的底層結(jié)構(gòu)。左圖演示九個鏡片中的三個鏡片傾斜到“開”位置，+10度。中圖中央的鏡片被移開以演示底部隱藏的鉸鏈結(jié)構(gòu)。右圖給出鏡片微觀的結(jié)構(gòu)的特寫。與鏡片相連的支柱，直接位于底部表面的中央。DLP色輪技術(shù)的基本原理由于DLP采用DMD微鏡片反射技術(shù)，在色彩處理中，單片和兩片DMD方式均采用色輪來完成對色彩的分離和處理。一般來說，色輪（COLORWHEEL）是由紅、綠、藍(lán)、白等分色濾光片的組合，可將透過的白光進(jìn)行分色，并通過高速馬達(dá)使其轉(zhuǎn)動，然后順序分出不同單色光于指定的光路上，最后經(jīng)由其它光機(jī)元件合成并投射出全彩影像。

從物理結(jié)構(gòu)來看，色輪的表面為很薄的金屬層，金屬層采用真空膜鍍技術(shù)，鍍膜厚度根據(jù)紅、綠、藍(lán)三色的光譜波長相對應(yīng)，白色光通過金屬鍍膜層時(shí)，所對應(yīng)的光譜波長的色彩將透過色輪，其它色彩則被阻擋和吸收，從而完成對白色光的分離和過濾。

在單片ＤＭＤ投影系統(tǒng)中，輸入信號被轉(zhuǎn)化為ＲＧＢ數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按順序?qū)懭耄模停牡模樱遥粒?，白光光源通過聚焦透鏡聚集焦在色輪上，通過色輪的光線然后成像在ＤＭＤ的表面。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，紅、綠、藍(lán)光順序地射在ＤＭＤ上。色輪和視頻圖像是順序進(jìn)行的，所以當(dāng)紅光射到ＤＭＤ上時(shí)，鏡片按照紅色信息應(yīng)該顯示的位置和強(qiáng)度傾斜到“開”，綠色和藍(lán)色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統(tǒng)集中紅、綠、藍(lán)信息并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屏幕上。

在兩片DMD投影系統(tǒng)中，為了提高亮度并彌補(bǔ)金屬鹵化物的紅色不足，色輪采用兩個輔助顏色—品紅和黃色。品紅片段允許紅光和藍(lán)光通過，同時(shí)黃色片段可通過紅色和綠色。而三片DMD則采用分色棱鏡，無需分色輪。

以下我們主要討論目前在DLP背投單元中主要采用的單片DMD的幾種色輪技術(shù)。

由于單片DMD

投影機(jī)色輪在同一時(shí)間內(nèi)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(shí)，由于不同顏色光的光譜波長的固有特性存在著差別，從而會產(chǎn)生色彩還原的不同，畫面色彩往往表現(xiàn)出紅色不夠鮮艷。因此，如何使投影機(jī)既具有足夠的顯示亮度，同時(shí)又能充分的保證色彩的真實(shí)還原，是每個投影機(jī)廠家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個關(guān)鍵的問題，而其中一個最重要的因素，就是色輪技術(shù)的設(shè)計(jì)解決方案。DLP三段色輪RGB由紅R、