DLP投影机在色彩方面的处理技术介绍

DLP是“Digital Light Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。作为一种独创的、采用光学半导体产生数字式多光源显示的解决方案，能够使图像达到极高的保真度，给出清晰、明亮、色彩逼真的画面。

一般来说，色轮(COLORWHEEL)是由红、绿、蓝、白等分色滤光片的组合，可将透过的白光进行分色，并通过高速马达使其转动，然后顺序分出不同单色光于指定的光路上，最后经由其它光机元件合成并投射出全彩影像。

从物理结构来看，色轮的表面为很薄的金属层，金属层采用真空膜镀技术，镀膜厚度根据红、绿、蓝三色的光谱波长相对应，白色光通过金属镀膜层时，所对应的光谱波长的色彩将透过色轮，其它色彩则被阻挡和吸收，从而完成对白色光的分离和过滤。

在单片DMD投影系统中，输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上，通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。色轮和视频图像是顺序进行的，所以当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。通过投影透镜，在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。

在两片DMD投影系统中，为了提高亮度并弥补金属卤化物的红色不足，色轮采用两个辅助颜色—品红和黄色。品红片段允许红光和蓝光通过，同时黄色片段可通过红色和绿色。而三片DMD则采用分色棱镜，无需分色轮。

以下我们主要讨论目前在DLP背投单元中主要采用的单片DMD的几种色轮技术。

二、目前常用的几种色轮处理技术及特点

由于单片DMD投影机色轮在同一时间内一次只能处理一种颜色，因此会带来部分的亮度的损失，同时，由于不同颜色光的光谱波长的固有特性存在着差别，从而会产生色彩还原的不同，画面色彩往往表现出红色不够鲜艳。因此，如何使投影机既具有足够的显示亮度，同时又能充分的保证色彩的真实还原，是每个投影机厂家在产品设计中的一个关键的问题，而其中一个最重要的因素，就是色轮技术的设计解决方案。

以下是目前常用的几种DLP色轮技术:

1、三段色轮RGB

由红R、绿G、蓝B三段色组成，不同厂家的产品，其红、绿、蓝的开口角度的设计各不相同，一般来说，红色开口角度较大，这样可以弥补图像红色的不足。采用该色轮技术的前提条件是投影机光机部分具有比较足够的光亮度，否则可能会带来图像的亮度问题，同时，使用三段色轮技术的色彩还原性相对来说比较好。

2、四段色轮RGBW

由红R、绿G、蓝B、白W四段色组成，加白段色的目的主要是为了进一步提高投影机亮度，一般可比三段色轮提高20%左右。但同时，这种色轮技术也会带来投影机的色彩还原不够的问题，使图像色彩失真，降低了画质。另外，在设计中，可以将脉冲信号同步锁定在W段中，脉冲宽度与W段宽度对应，可以一定程度上减少画面的闪烁现象。该技术主要应用在会议室、教学用投影机。

3、六段色轮RGBRGB

由于DLP技术越来越广泛的应用在具有巨大市场潜力的家庭影院投影和背投电视，因此，人们对DLP的色彩体现和播放连续动态视频画面效果提出了更高的要求。

六段色轮是由RGBRGB共6段颜色组成的色轮，随着色轮转速相应提高(180HZ)和单位时间内处理画面更多，因此，这种设计有效地减少了运动图象和边缘的彩虹效应，视频动态效果更好，图象的色彩更丰富、更艳丽。但由于六色分段分隔较多，集光柱通过各色段之间时光损耗也较多，因此，投影机的光亮度往往比较低，因此，也有少数投影机厂家开始设计采用7段色轮RGBRGBW技术，以提高投影机亮度和减少画面的闪烁。该技术主要用于针对家用消费和视频要求较高的应用。

4、增益型色轮SCR

SCR(Sequential ColorRecapture)也称连续色彩补偿技术，其基本原理与以上色轮技术相似，不同之处在于色轮表面采用阿基米德原理螺旋状光学镀膜，集光柱(光通道)采用特殊的增益技术，可以补偿部分反射光，使系统亮度有较大提高(约40%)。但该色轮的处理技术相对较复杂，目前只有少数投影机厂家在产品中采用，从技术发展方向来说，该技术非常具有市场潜力。

三、东芝DLP背投单元产品色彩处理技术特点

追求投影机的高亮度和最真实的色彩还原一直以来是东芝产品的显著特点和技术优势。

东芝数据背投显示单元在设计上独创了PCOF(Pure-Colour-Optical-Filter)真彩过滤技术。该技术的核心是采用东芝独有的机芯光路处理，保证了投影机的高亮度显示，同时，采用了东芝特殊的色轮真空镀膜技术，该技术与光线的色彩比例有效的结合，另外，系统结合了东芝特有的色彩多节段分离、分色、滤色系统，对三原色处理的利用效率更高，从而大幅度提高了色彩的还原性，使图像更艳丽、逼真。

一般来说，色轮(COLORWHEEL)是由红、绿、蓝、白等分色滤光片的组合，可将透过的白光进行分色，并通过高速马达使其转动，然后顺序分出不同单色光于指定的光路上，最后经由其它光机元件合成并投射出全彩影像。

从物理结构来看，色轮的表面为很薄的金属层，金属层采用真空膜镀技术，镀膜厚度根据红、绿、蓝三色的光谱波长相对应，白色光通过金属镀膜层时，所对应的光谱波长的色彩将透过色轮，其它色彩则被阻挡和吸收，从而完成对白色光的分离和过滤。

在单片DMD投影系统中，输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上，通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。色轮和视频图像是顺序进行的，所以当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。通过投影透镜，在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。

在两片DMD投影系统中，为了提高亮度并弥补金属卤化物的红色不足，色轮采用两个辅助颜色—品红和黄色。品红片段允许红光和蓝光通过，同时黄色片段可通过红色和绿色。而三片DMD则采用分色棱镜，无需分色轮。

以下我们主要讨论目前在DLP背投单元中主要采用的单片DMD的几种色轮技术。

二、目前常用的几种色轮处理技术及特点

由于单片DMD投影机色轮在同一时间内一次只能处理一种颜色，因此会带来部分的亮度的损失，同时，由于不同颜色光的光谱波长的固有特性存在着差别，从而会产生色彩还原的不同，画面色彩往往表现出红色不够鲜艳。因此，如何使投影机既具有足够的显示亮度，同时又能充分的保证色彩的真实还原，是每个投影机厂家在产品设计中的一个关键的问题，而其中一个最重要的因素，就是色轮技术的设计解决方案。

以下是目前常用的几种DLP色轮技术:

1、三段色轮RGB

由红R、绿G、蓝B三段色组成，不同厂家的产品，其红、绿、蓝的开口角度的设计各不相同，一般来说，红色开口角度较大，这样可以弥补图像红色的不足。采用该色轮技术的前提条件是投影机光机部分具有比较足够的光亮度，否则可能会带来图像的亮度问题，同时，使用三段色轮技术的色彩还原性相对来说比较好。

2、四段色轮RGBW

由红R、绿G、蓝B、白W四段色组成，加白段色的目的主要是为了进一步提高投影机亮度，一般可比三段色轮提高20%左右。但同时，这种色轮技术也会带来投影机的色彩还原不够的问题，使图像色彩失真，降低了画质。另外，在设计中，可以将脉冲信号同步锁定在W段中，脉冲宽度与W段宽度对应，可以一定程度上减少画面的闪烁现象。该技术主要应用在会议室、教学用投影机。

3、六段色轮RGBRGB

由于DLP技术越来越广泛的应用在具有巨大市场潜力的家庭影院投影和背投电视，因此，人们对DLP的色彩体现和播放连续动态视频画面效果提出了更高的要求。

六段色轮是由RGBRGB共6段颜色组成的色轮，随着色轮转速相应提高(180HZ)和单位时间内处理画面更多，因此，这种设计有效地减少了运动图象和边缘的彩虹效应，视频动态效果更好，图象的色彩更丰富、更艳丽。但由于六色分段分隔较多，集光柱通过各色段之间时光损耗也较多，因此，投影机的光亮度往往比较低，因此，也有少数投影机厂家开始设计采用7段色轮RGBRGBW技术，以提高投影机亮度和减少画面的闪烁。该技术主要用于针对家用消费和视频要求较高的应用。

4、增益型色轮SCR

SCR(Sequential ColorRecapture)也称连续色彩补偿技术，其基本原理与以上色轮技术相似，不同之处在于色轮表面采用阿基米德原理螺旋状光学镀膜，集光柱(光通道)采用特殊的增益技术，可以补偿部分反射光，使系统亮度有较大提高(约40%)。但该色轮的处理技术相对较复杂，目前只有少数投影机厂家在产品中采用，从技术发展方向来说，该技术非常具有市场潜力。

三、东芝DLP背投单元产品色彩处理技术特点

追求投影机的高亮度和最真实的色彩还原一直以来是东芝产品的显著特点和技术优势。

东芝数据背投显示单元在设计上独创了PCOF(Pure-Colour-Optical-Filter)真彩过滤技术。该技术的核心是采用东芝独有的机芯光路处理，保证了投影机的高亮度显示，同时，采用了东芝特殊的色轮真空镀膜技术，该技术与光线的色彩比例有效的结合，另外，系统结合了东芝特有的色彩多节段分离、分色、滤色系统，对三原色处理的利用效率更高，从而大幅度提高了色彩的还原性，使图像更艳丽、逼真。

在当年被LCD垄断的投影市场环境下，德州仪器(TI)DLP技术可谓是一匹横空出世的黑马，以迅雷不及掩耳之势在短短的三年时间内，便一举拿下全球市场的半壁江山，与LCD投影分庭抗礼。从初出茅庐到闻名世界，DLP显示技术不仅成为了MEMS业内公认的黑科技，更是被视为投影仪行业里程碑式的存在。纵观国内目前八成以上的投影产品，都应用了DLP显示技术。

DLP投影仪和LCD投影仪相比有哪些优点?它到底是有什么“特异功能”，让它能迅速崛起，并获得一众厂商的青睐?

首先我们要知道DLP技术究竟是什么?

DLP是“Digital Light Procession”的缩写，意为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。

那又有人说了看了概念后，还是一知半解，别着急，待我娓娓道来。

说得更具体些，DLP投影技术的工作原理，就是光源将光打在透镜上得到可用的平行光，平行光经过色轮得到均匀矩形的光斑，再由DLP投影技术的核心部件数字微镜晶片DMD(Digital Micromirror Device)加工，最后将光打在投影镜头上，并通过镜头得到我们所需要的投影。

都说DLP好，它好在哪里?

相较于市面上其他几种投影技术，DLP主要具备以下优点：

1、DLP中微镜的紧密间隙使投射的影像非常细腻，具有极高的解析能力。

使用DLP技术的投影，画质细腻

2、DLP的数字化特性可以达到像素无雪花、精确度高，灰度比例与彩色重现质量更为上乘。