如何優(yōu)化微型投影系統的亮度

通常在客戶(hù)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)測的流明值)?

· 在我的整機系統里，最終能夠實(shí)現多大的亮度?

亮度[1]看起來(lái)是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)指標。但對于一個(gè)特定的微型投影系統來(lái)說(shuō)，需要多大的亮度、以及在實(shí)現更高亮度時(shí)應該如何權衡系統設計的各個(gè)方面，卻是一個(gè)復雜的任務(wù)。

我需要多大的亮度?

對于一個(gè)特定的終端設備來(lái)說(shuō)，一個(gè)微型投影系統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，投影機的亮度也要越大。此外，周?chē)h(huán)境光的強度會(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(hù)在使用DLP Pico芯片設計整機系統時(shí)，可以參考下圖1建議的投影機亮度值和相應的DLP芯片組。

圖1：針對不同圖像尺寸和環(huán)境亮度等級的建議投影儀亮度

能夠實(shí)現多大的亮度?

要回答能夠實(shí)現多大亮度這一問(wèn)題，十分重要的一點(diǎn)是理解表格1中那些可以在系統設計時(shí)進(jìn)行更改的關(guān)鍵變量。要實(shí)現一個(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LED散熱限制

散熱解決方案LED的散熱量大小和相應的成本

表1：投影系統的關(guān)鍵變量和影響

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

圖2：光學(xué)模塊示例(DLP數字微鏡器件 [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，這些第三方公司設計和制造光學(xué)模塊，并將其提供給系統集成廠(chǎng)商。這些光學(xué)模塊通常包括一個(gè)DMD、紅綠藍 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，這主要取決于DMD大小、LED尺寸和光學(xué)設計的組合。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)布了一份標題為T(mén)I DLP Pico系統設計：亮度要求和折衷的應用說(shuō)明書(shū)，深入研究了這個(gè)話(huà)題。此外，TI還創(chuàng )建了一份可下載的亮度和投射比計算器工具。這些互相補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(hù)更好地理解這些要求和權衡設計，以?xún)?yōu)化投影亮度。

[1]在這篇博文中，亮度是指實(shí)測亮度值，或者說(shuō)是一臺投影機的實(shí)際光強輸出。