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DLP大屏幕电视墙的原理及调试方法

2010-01-04 16:25
Radow
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  大屏幕电视墙能给观众带来更加震撼、逼真的画面,随着电视观众对电视银屏画面品质的要求越来越高,大屏幕电视墙在文艺、新闻、专题等节目中的应用越来越广泛。目前大屏幕电视墙主要有三类:CRT电视墙 、LCD电视墙和DLP电视墙。CRT为RGB三枪投射方式,与目前电视机成像原理类似,LCD为液晶显示方式,DLP为数字电子微镜投射方式。这三种电视墙的成像原理各不相同,优缺点也各不一样,因而应用场合也各有不同。

  早期电视台使用DMD光路系统,通过投影透镜获得大屏幕图像。DLP投影系统主要包括有信号存储器、DMD 、光源、滤光镜和分光棱镜、投影透镜等。其核心部分为DMD ,控制数字图像的生成.在一片DMD上有508800 个可转动的铝合金微镜,每一个微镜对应一个像素。每个微镜都具有独立控制光线通断的能力、允许光线通过时,微镜“开”、则旋转+l0a ,不允许光线通过时,微镜‘关”、则旋转一10a ,在没有进人正常工作时、微镜处于0° 。

  电视墙一般为CRT ,这种电视墙技术成熟,应用广泛,但它有不可弥补的缺陷,就是亮度较低、在一个单体中,中间亮,四角暗。LCD 依赖于偏振、光源中的50 %的光由于偏振作用不能进人LCD ,所以亮度也不可能提高很多,且图象有明显的黑白竖条,一般不为电视台所用。DLP目前技术最先进、且最适合电视台使用。

  不管是哪种类型的大屏幕电视墙、在演播室应用时,都有其特殊性,下面从DLP原理出发,讨论在这种特殊环境下的调试方法。

  DMD微镜的旋转受数字视频信号的控制,数字视频信号为等幅的脉宽调制信号,用脉冲宽度大小来控制微镜对光线通断时间的长短。微镜保持在“开”状态的时间越长,则该镜所对应的像素的亮度就越高。由于微镜“开”“关”之间转换速度非常快,所以图像看不出闪烁、利用微镜的这种快速转换就可以来控制像素的灰度和色彩的层次。DLP光源的光线通过光路系统被引导投射到DMD ,在DMD上、处于“开”状态的微镜将反射光线通过投影镜头在银幕上形成正方形的像素,这样整个DMD “开”状态微镜经反射、投影就在屏幕上形成了图像。

  以DMD 的数量区分,DLP 有三种不同的模式,即单片DLP 模式、两片DLP 模式、三片DLP 模式,三片DLP 模式提供了最高的亮度,单片DLP 模式,白色的光源通过聚光镜对焦到分色轮上,分色轮由RGB三色滤光片组成,通过分色轮后的光线照射到DMD上,随着分色轮的转动,RGB三色光会顺序照射DMD ,分色轮和RGB三色信号同步,即当红光照射到DMD时、DLP系统处理红光信号;同样蓝光或绿光照射到DMD时,系统处理蓝光或绿光信号。这样,人的肉眼会将RGB三色信号组合并感觉为彩色图像 。采用RGB 三色分色轮、白色光源的光会有2 / 3被滤光片吸收(因每次只能通过一个原色光),故在此模式中、黑白投影亮度是彩色投影的3倍。

  在三片模式中,不再需要分色轮、光源由分光棱镜分成RGB 三基色,同时输出到三片DMD上,三片DMD分别处理RGB 三基色。与单片DLP 相比较、每一基色的图像时间延长到三倍,使光输出也提高到三倍。由于图像时间加长,允许采用更高的灰度等级,这样可进一步提高图像质量。这种模式适合用于较大的屏幕投影和较高亮度的场所。

  两片DLP 模式的投影机采用金属卤素灯作为DLP 的光源,其输出光谱中红色光相对较少。两片DLP 模式采用了单片DLP 模式的分色滤光系统和三片DLP 模式的光束分离系统,巧妙地解决了金属卤素灯输出光谱中红色光过少的问题。两片DLP 采用洋红色和黄色双色滤光镜,洋红色滤光镜允许红光和蓝光通过、黄色滤光镜则允许红光和绿光通过,这样红光会长期通过滤光镜,而蓝光和绿光会交错通过。通过滤光镜之后,光线会射向一个双色分光棱镜组,分离出来的红光投射到一枚DMD 上,而蓝光和绿光交替投射到另一枚DMD 上 。与单片DLP 相比,两片DLP尽可能考虑色温平衡,才能逼真的还原彩色.在演播室中,发光体为灯光.无日光进人,这些灯光的色温都是标准的3200K ,所以,摄像机也一定要设置在3200K 档。

  然而,对DLP大屏幕显示屏来讲,光源是用的卤素灯,色温度6500K ,与日光基本相同,如不把色温调到3200K ,则通过摄像机、在电视机中看到的大屏幕的图像就是发青的图像,显然这不是我们所希望的。众所周知,色温是表示光源光谱成分的概念。对铁、钨等标准黑体从绝对零度开始加温,随着温度的增高,黑体会发出有颜色的可见光,光的颜色随着温度的升高而逐渐发生变化。当对其加热到800K 时,黑体出现暗红色的光;再加温,山暗红色变为黄色:当加温到5600K 时,颜色由黄色变为日光,即白色光,近似太阳光;继续加温到25000K 时,颜色逐渐由白色变为蓝色。

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