如何最佳化 LED 微型投影系統的亮度 ?

通常在客戶初次接觸TI DLP® Pico™ 顯示技術時,最常見的兩個問題就是:

·         我需要多大的亮度(實測的流明值)?
·         在我的整機系統裡,最終能夠實現多大的亮度?

亮度[註1]看起來是一個簡單的技術指標。但對於一個特定的 LED 微型投影系統來說,需要多大的亮度、以及在實現更高亮度時應該如何權衡系統設計的各個方面,卻是一個複雜的任務。

我需要多大的亮度?

對於一個特定的終端設備來說,一個微型投影系統所需要的亮度主要取決於三個因素:

·         屏幕尺寸(投影畫面的大小)
·         所要求的圖像亮度(測量單位為cd/m2或尼特)
·         環境光

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,周圍環境光的強度會明顯影響特定屏幕尺寸所需的亮度。綜合考慮投射畫面大小和周邊環境光的因素,用戶在使用DLP Pico晶片設計整機系統時,可以參考下圖1建議的投影機亮度值和相應的DLP晶片組。

針對不同圖像尺寸和環境亮度等級的建議投影儀亮度。(所有圖片來源:德州儀器)

能夠實現多大的亮度?

要回答能夠實現多大亮度這一問題,十分重要的一點是理解表格1中那些可以在系統設計時進行更改的關鍵變量。要實現一個亮度更高的LED投影解決方案,往往需要將其中的一些變量調高。


為了更好的理解這些變量,我們來仔細研究一個光學模組。

光學模組示例(DLP數字微鏡器件 [DMD],RGB LEDs、光學元件、底座和LED散熱片)

TI提供多種DLP Pico晶片組給第三方公司,這些第三方公司設計和製造光學模組,並將其提供給系統集成廠商。這些光學模組通常包括一個DMD、紅綠藍 LED光源和若干光學元件。不同的光學模組也許具有不同的亮度等級,這主要取決於DMD大小、LED尺寸和光學設計的組合。一個指定的光模組也會由於LED 功率的不同而具有不同的亮度。

如果給光學模組的LED通電並且將視頻內容傳送至DLP控制晶片,那麼光學模組會投射出圖像。如圖3所示,當LED上的功率增加時,亮度隨之增加,但增速變慢;同時,LED的發熱量會越來越大。

LED功率的增加如何影響亮度和散熱量



德州儀器(TI)於近期發佈了一份標題為TI DLP Pico系統設計:亮度要求和折衷的應用說明書,深入研究了這個話題。此外,TI還創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發人員以及那些正在整合DLP Pico技術的品牌客戶更好地理解這些要求和權衡設計,以最佳化LED投影機的亮度。

 [註1]在這篇文章中,亮度是指實測亮度值,或者說是一台投影機的實際光強輸出。

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