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數位光源投影顯示器(DLP)

❒ 數位光源投影顯示器的原理
「數位光源投影顯示器(DLP:Digital Light Processing)」是目前市場上最常見的一種投影顯示器,體積最小,解析度最高,技術成熟,成本最低,其內部的詳細構造如<圖一(a)>所示,主要的構造只有「數位光源電路板(DLP board)」與少數光學元件,所以體積很小,數位光源電路板如<圖一(b)>所示,上面有許多積體電路(IC),但是最重要的還是由美商德州儀器所製作的「數位微鏡元件(DMD:Digital Micromirror Device)」晶片,一片六吋晶圓可以製作11個解析度高達HDTV(2048行 x 1152列)的數位微鏡(DMD)晶片,所以能夠有效降低成本。
圖一 數位光源投影顯示器的原理。
資料來源:www.dlp.com。
❒ 數位微鏡元件(DMD:Digital Micromirror Device)
「數位微鏡元件(DMD:Digital Micromirror Device)」主要是利用微機電系統(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)的製程技術,在矽晶片表面製作上百萬個微小的反射鏡,每個反射鏡的尺寸只有數十微米(μm),如<圖二(a)>所示,數位微鏡的下方是可以利用電壓控制而左右翻轉的轉軸,如<圖二(b)>所示,每個數位微鏡都可以單獨控制往左(-10度)或往右(+10度)翻轉,因此可以將光線反射到不同的位置。每一個反射鏡對應到顯示器的一個畫素(Pixel),換句話說,顯示器的解析度有多少畫素,就有多少個數位微鏡。知識力www.ansforce.com。
數位光源投影顯示器可以製作成「外投式」或「內投式」投影顯示器,而且體積最小、解析度最高,目前已經成為市場上的主流產品。
圖二 數位微鏡(DMD)的構造。
資料來源:www.dlp.com。
❒ 數位光源投影顯示器的原理
白光光源經過圓形的彩色濾光片高速旋轉,分別產生紅色、綠色、藍色三種不同顏色的光,由於彩色濾光片高速旋轉,所以紅色、綠色、藍色三種不同顏色的影像重疊在一起形成真實的顏色,數位光源投影顯示器內部的詳細構造如<圖一(a)>所示,工作原理如下:
➤第一個瞬間(第0.03秒)
1.由白光燈泡發出白光,經由高速旋轉的圓形彩色濾光片(假設現在轉到紅色的部分),變成紅光。
2.紅光照射到數位微鏡(DMD),凡是必須顯示出紅色的畫素,則數位微鏡向右(+10度)翻轉,讓紅光經由「投影鏡頭」投射出來,並且打在螢幕上。
➤下一個瞬間(第0.06秒)
1.由白光燈泡發出白光,經由高速旋轉的圓形彩色濾光片(假設現在轉到綠色的部分),變成綠光。
2.綠光照射到數位微鏡(DMD),凡是必須顯示出綠色的畫素,則數位微鏡向右(+10度)翻轉,讓綠光經由「投影鏡頭」投射出來,並且打在螢幕上。
➤再下一個瞬間(第0.09秒)
1.由白光燈泡發出白光,經由高速旋轉的圓形彩色濾光片(假設現在轉到藍色的部分),變成藍光。
2.綠光照射到數位微鏡(DMD),凡是必須顯示出藍色的畫素,則數位微鏡向右(+10度)翻轉,讓藍色的光經由「投影鏡頭」投射出來,並且打在螢幕上。
由於0.03秒、0.06秒、0.09秒對眼睛來說是很短的時間,所以眼睛分辨不出到底是紅色、綠色還是藍色的影像,而會看到三種顏色混合以後的影像,而且因為每一個畫素的數位微鏡都可以單獨控制,所以螢幕上每一個畫素的顏色也可以單獨顯示,依照上面的步驟不停地反覆,則可以顯示出各種不同顏色的影像畫面投影在螢幕上。知識力www.ansforce.com。
❒ 數位光源投影顯示器的彩色顯示
大家可以試著猜猜看,要如何控制數位光源投影顯示器的紅階、綠階與藍階呢?
觀察<圖一(a)>的圓形彩色濾光片,當它由紅色轉到綠色或綠色轉到藍色,其實需要一段時間,這段時間假設為0.03秒,則要顯示紅階、綠階與藍階的方法如下:
➤紅階:由白光燈泡發出白光,經由高速旋轉的圓形彩色濾光片(假設現在彩色濾光片轉到紅色的部分),變成紅光。在0.03秒的時間內,數位微鏡保持向右(+10度)翻轉的次數愈多,則由投影鏡頭投射出來的紅色亮度愈高,以此類推,數位微鏡保持向右(+10度)翻轉的次數愈少,則紅色亮度愈低。
➤綠階:由白光燈泡發出白光,經由高速旋轉的圓形彩色濾光片(假設現在彩色濾光片轉到綠色的部分),變成綠光,在0.03秒的時間內,數位微鏡保持向右(+10度)翻轉的次數愈多,則由投影鏡頭投射出來的綠色亮度愈高。知識力www.ansforce.com。
➤藍階:由白光燈泡發出白光,經由高速旋轉的圓形彩色濾光片(假設現在彩色濾光片轉到藍色的部分),變成藍光,在0.03秒的時間內,數位微鏡保持向右(+10度)翻轉的次數愈多,則由投影鏡頭投射出來的藍色亮度愈高。知識力www.ansforce.com。
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