透过DMD芯片历程 细看DLP投影发展之路(2)

正如前文所说DMD芯片是利用反射光线显示图像的，自然存在着入射光线与反射光线，而且入射光线与反射光线的数量与微反射镜数量正比，也就说在投影机内部至少存在着数十万对有效的入射光线与反射光线，要正确显示图像必须避免入射光线对反射光线造成干扰，这自然对投影机的投影系统提出高要求。

光学系统中国投影网投影机资讯 　2011-5-3 9:34:39　编辑：影子　[ 大 中 小 ] 
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光学系统

其实，DLP投影机显示系统可以为单片式和三片式（three chip system），三片式结构较为复杂，在此从结构简单的单片式说起。

由于DMD芯片很小，人眼无法直接观看到DMD反射出来的图像，因此引入一个镜头把DMD的图像进行放大（跟相机的镜头起着相反的作用），为了保证光学效果，镜头必须尽可能的靠近DMD芯片，因此在DMD芯片放置镜头后方成了DLP投影机常见布局方式，厂商往往只能改变光源位置构成不同的光学的系统。DLP投影机光学系统主要分为远心与非远心两种结构，从命名上可以大致了解到，“心”是指DMD芯片，“远”与“飞远”是指光源到DMD芯片的距离，它们的具体结构如下。(这里仅考虑单光源的结构)

单片式DLP投影机工作原理

在远心结构中，光源往往是UHP、金属卤化物等的点光源，DMD芯片并不能直接使用其光线，因此会利用一个半椭圆形的反射罩汇聚光线并投射到聚光柱（Integrator Rod）中，聚光柱会把原来方向杂乱的光线变为平行光线，但是平行光线距离DMD较远而且角度不合适，仍需借助折叠镜（Fold Mirror）等一系列光学镜片的帮助才能到达DMD芯片表面。在漫长的马拉松过去后，光线依然是不会直接投射到DMD芯片，必须经过TIR棱镜（备注）将入射光线与反射光线（图像）分离才能完成任务。

远心结构结构简单，光路不需要经过多少折返即可达到DMD芯片表面，光学结构相对简单，但是系统没法做小，不适合小型化的DLP投影机，于是非远心结构出现了。在非远心结构中，由于光源靠近DMD芯片，因此不得不增加镜头与DMD芯片的距离，但是光线同样经历的反射罩、聚光柱、折叠镜才能到达DMD芯片表面，光路更曲折。非远心结构的复杂的光路缩小光学系统的体积，但是造成了入射光线的入射角过大的问题，而且缺少TIR棱镜，无法把入射角降低到远心结构的水平，最终造成了微反射镜上的光线互相汇聚，破坏了亮度均匀度。

TIR（Total Internal Reflection，全内反射）棱镜是一种利用光全内反射现象制成的镜片，当光线经过两个不同折射率的介质时，部份的光线会于介质的界面被折射，其余的则被反射。但是，当入射角比临界角大时（光线远离法线），光线会停止进入另一接口，反之会全部向内面反射。投影机光学系统正是借助TIR棱镜镜分离入射光线与反射光线，避免干扰。

DLP投影机缺陷中国投影网投影机资讯 　2011-5-3 9:34:39　编辑：影子　[ 大 中 小 ] 
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DLP投影机缺陷

光源、光学系统、DMD芯片和镜头构成了DLP核心，但是DMD芯片不存在液晶面板的RGB子像素，没法显示彩色，为了解决这一问题，色轮（Color Wheel）引进到DLP投影机中。

色轮往往是一个环状滤光片（包含红绿蓝三色），位于集光柱与光源之间，当白光通过色轮时便轮流产生红光、绿光和蓝光，并依次在DMD芯片上形成应对颜色的图像，不同色图像的最终依靠人脑合成，形成彩色图像。

彩虹效应(责任编辑：admin)