如何優(yōu)化微型投影系統(tǒng)的亮度

通常在客戶初次接觸TI DLP® Pico™ 顯示技術(shù)時(shí)，最常見(jiàn)的兩個(gè)問(wèn)題就是：

· 我需要多大的亮度(實(shí)測(cè)的流明值)?

· 在我的整機(jī)系統(tǒng)里，最終能夠?qū)崿F(xiàn)多大的亮度?

亮度[1]看起來(lái)是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)指標(biāo)。但對(duì)于一個(gè)特定的微型投影系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要多大的亮度、以及在實(shí)現(xiàn)更高亮度時(shí)應(yīng)該如何權(quán)衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，卻是一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)。

我需要多大的亮度?

對(duì)于一個(gè)特定的終端設(shè)備來(lái)說(shuō)，一個(gè)微型投影系統(tǒng)所需要的亮度主要取決于三個(gè)因素：

· 屏幕尺寸(投影畫(huà)面的大小)

· 所要求的圖像亮度(測(cè)量單位為cd/m2或尼特)

· 環(huán)境光

通常情況下，屏幕尺寸越大，圖像所需亮度越高，投影機(jī)的亮度也要越大。此外，周圍環(huán)境光的強(qiáng)度會(huì)明顯影響特定屏幕尺寸所需的亮度。綜合考慮投射畫(huà)面大小和周邊環(huán)境光的因素，用戶在使用DLP Pico芯片設(shè)計(jì)整機(jī)系統(tǒng)時(shí)，可以參考下圖1建議的投影機(jī)亮度值和相應(yīng)的DLP芯片組。

圖1：針對(duì)不同圖像尺寸和環(huán)境亮度等級(jí)的建議投影儀亮度

能夠?qū)崿F(xiàn)多大的亮度?

要回答能夠?qū)崿F(xiàn)多大亮度這一問(wèn)題，十分重要的一點(diǎn)是理解表格1中那些可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行更改的關(guān)鍵變量。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)亮度更高的LED投影解決方案，往往需要將其中的一些變量調(diào)高。

變量作用限制

LED尺寸可以產(chǎn)生的光通量LED散熱限制

光學(xué)元件尺寸可以收集到的光通量大小和成本

DLP芯片尺寸可以反射的光通量成本

LED電流LED亮度等級(jí)LED散熱限制

散熱解決方案LED的散熱量大小和相應(yīng)的成本

表1：投影系統(tǒng)的關(guān)鍵變量和影響

為了更好的理解這些變量，我們來(lái)仔細(xì)研究一個(gè)光學(xué)模塊。

圖2：光學(xué)模塊示例(DLP數(shù)字微鏡器件 [DMD]，RGB LEDs、光學(xué)元件、底座和LED散熱片)

TI提供多種DLP Pico芯片組給第三方公司，這些第三方公司設(shè)計(jì)和制造光學(xué)模塊，并將其提供給系統(tǒng)集成廠商。這些光學(xué)模塊通常包括一個(gè)DMD、紅綠藍(lán) LED光源和若干光學(xué)元件。不同的光學(xué)模塊也許具有不同的亮度等級(jí)，這主要取決于DMD大小、LED尺寸和光學(xué)設(shè)計(jì)的組合。一個(gè)指定的光模塊也會(huì)由于LED 功率的不同而具有不同的亮度。

如果給光學(xué)模塊的LED通電并且將視頻內(nèi)容傳送至DLP控制芯片，那么光學(xué)模塊會(huì)投射出圖像。如圖3所示，當(dāng)LED上的功率增加時(shí)，亮度隨之增加，但增速變慢;同時(shí)，LED的發(fā)熱量會(huì)越來(lái)越大。

圖3：LED功率的增加如何影響亮度和散熱量

TI于近期發(fā)布了一份標(biāo)題為T(mén)I DLP Pico系統(tǒng)設(shè)計(jì)：亮度要求和折衷的應(yīng)用說(shuō)明書(shū)，深入研究了這個(gè)話題。此外，TI還創(chuàng)建了一份可下載的亮度和投射比計(jì)算器工具。這些互相補(bǔ)充的資源能夠幫助開(kāi)發(fā)人員以及那些正在集成DLP Pico技術(shù)的品牌客戶更好地理解這些要求和權(quán)衡設(shè)計(jì)，以優(yōu)化投影亮度。

[1]在這篇博文中，亮度是指實(shí)測(cè)亮度值，或者說(shuō)是一臺(tái)投影機(jī)的實(shí)際光強(qiáng)輸出。