用于投影機顯示的LED 照明光源白皮書

    LED照明技術(shù)可提供許多性能優(yōu)勢。舉例來說，LED不但具有更長的使用壽命，精密的投影機設(shè)計使得它們的亮度幾乎不會隨著使用時間的增加而減弱。根據(jù)典型設(shè)備的長期老化數(shù)據(jù)，我們可預(yù)測，即使在最大建議接點溫度下，經(jīng)過20,000小時的運行，預(yù)期紅光和藍光亮度僅會發(fā)生20%的衰減，而綠光的衰減將小于5%。[2]相比之下，HID燈的亮度則會在使用后數(shù)百小時內(nèi)從其峰值輸出迅速減弱，并在使用壽命結(jié)束時衰減50%（根據(jù)典型定義）。[3]

    光輸出的下降速度越慢，規(guī)定時間內(nèi)與峰值亮度密切相關(guān)的平均亮度值就越高。）對于投影陣列來說更重要的是，由于單個拼接圖像在其未修正態(tài)中的亮度差別不大，使得在陣列上進行整體圖像的亮度均勻性維護變得更加容易了。

    要在一組陣列式圖像上保持亮度的均勻性，就需要對各個單獨投射圖像的相對強度進行很好的控制。在這方面LED也顯示出優(yōu)勢。人們可大范圍地電子控制LED的亮度，在設(shè)備特性僅發(fā)生微變或不變的情況下，其控制潛力可達100%（從全白到全黑）。而另一方面，HID燈的亮度控制范圍則通常會受到很大的局限：對于某些汞蒸氣燈來說，其控制范圍僅有20%，而對于氙氣燈，其數(shù)值也不過才50%

    對LED光輸出精確控制的能力不僅能實現(xiàn)位于陣列中的投影機的峰值亮度的平衡，也可實現(xiàn)黑電平及色彩的精確平衡。因為各個紅色，綠色和藍色LED均被獨立控制，任何顏色失衡都可輕易得到實時修正，從而可實現(xiàn)穩(wěn)定的色彩以及兩臺投影機間精確的色彩拼接。當然，在投影陣列上平衡圖像屬性的能力并不會憑空產(chǎn)生，而必須由人們將其設(shè)計為一套解決方案才能實現(xiàn)。ChristieArrayLOC™就是這樣一套解決方案，它可在高達128臺投影機的投影陣列上，提供亮度、黑電平和色彩方面的實時和連續(xù)自動平衡。

    涉及黑電平時，如果投影陣列合成的總黑電平值高出應(yīng)用要求的話，控制和平衡就幾乎不起什么作用了。特別是夜間應(yīng)用的S&T，更要求黑電平盡可能的低。而LED在這方面的優(yōu)點則是當需要時其可將光輸出“撥回”至零。

    人們通常認為色彩是繼對比度、分辨率和亮度之后在圖像質(zhì)量方面最重要決定因素。而這也是LED的最大優(yōu)點之一。投影機中所使用的每個紅色、綠色和藍色LED均會發(fā)射出波長范圍極窄的光，典型的藍光主波長為460nm，綠光為525nm，而紅光為625nm。因此，LED投影機本身色域相對較大。CIE色度圖(1931)上三角形面積所定義的典型LED投影機的色域幾乎比通常用于成像的標準sRGB的色域大了將近70%。

    只要對數(shù)據(jù)源進行正確編碼，LED照明所具有的更大色域?qū)⑹蛊湟猿�出常�?guī)燈泡技術(shù)的光譜性能精確再現(xiàn)真實物體色彩。顯然，通過降低原色的飽和度，諸如sRGB的標準色域可被精確渲染。由于LED的各原色都可被完全獨立控制，上述目標可在極少甚至完全不犧牲其他性能參數(shù)的情況下實現(xiàn)。

    對于投影陣列，更為重要的一點是，擁有大色域值的投影機也將使整個投影陣列達到更廣的色域，這是因為任何公共色域不可避免地會受其中每一臺投影機所能達到的色域范圍的限制。例如，對于那些僅能在標稱數(shù)值上達到sRGB色域的投影顯示，由于誤差的影響，陣列的合成色域可能會比sRGB色域要小.

    另外非常重要的一點是，LED最終使得單片DLP™投影機的設(shè)計能適應(yīng)關(guān)鍵應(yīng)用的要求。以一個傳統(tǒng)HID燈作為光源，單片DLP™系統(tǒng)依賴于使用機械色輪以在每一視頻幀期間內(nèi)（通常為一秒鐘的1/60）進行原色間的循環(huán)。作為機械裝置，色輪是投影機整體可靠性的一大弱點。因為輪的轉(zhuǎn)速會受到實際限制，因此每幀顏色可循環(huán)的次數(shù)也會受到限制，色輪也會造成色分離假象（所謂的“彩虹”效應(yīng)）并使圖像不能用于特定應(yīng)用中。例如，由于人眼部的快速掃視或頭部的快速運動，從色輪式投影機中投射出的黑底白色的圖像會分裂為多條色帶。

    LED的使用完全淘汰了色輪。人們可以利用LED間的轉(zhuǎn)換來進行原色的電循環(huán)。

    將LED的高轉(zhuǎn)換速度與DLP裝置的高速相結(jié)合便可帶來極高的變化率，通常為每幀間RGB循環(huán)24次，相較而言，使用色輪最多只能循環(huán)六次。投影陣列可獲益于單片DLP投影機相較于三片投影系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢，比如更小的封裝體積，更簡單的光學(xué)和電子學(xué)器件，以及可用于圖像精確融合的對應(yīng)RGB像素點等。自然地，所有DLP系統(tǒng)都具有數(shù)字微鏡裝置（DMD）的優(yōu)點，其設(shè)計提供了固有的卓越灰度跟蹤和圖像均勻性，以及其它許多特性。DMD因其穩(wěn)定的可重復(fù)色彩、長壽命及其靈敏清晰的圖像而著稱。