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LED光源 1400X1050 高亮机芯 2020-05-05

系统的先进性

本设计方案提供的中达DLP大屏幕显示系统采用了多项业内最先进技术:

DVS 投影显示单元采用全新的LED光源,采用TI 最新的0.95 " 12°偏转角LVDS DMD芯片DarkChip3™技术、极致色彩™DLP技术,具有超长寿命、高清晰度、高亮度、高对比度、色彩逼真的特点,达到世界领先水平。DVS投影单元内置图像处理器集成于电子模块主板,可靠性更高,在不需要外部图形控制器的情况下支持硬件处理的RGB信号和视频信号直通显示、画中画显示及M×N方式放大显示,达到业内先进水平。采用专为拼接系统设计的投影屏幕,提高对比度及屏幕增益,特殊防眩光、防反射保护层使亮度一致性和色彩一致性极佳;采用相关领域最新型的制造材料,大型数控机床μm级机械加工误差控制保证箱体的无缝拼接。

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一.1 
DVS投影显示单元

一.1.1 DVS投影显示单元技术特点

全新LED光源技术

DVS 投影显示单元是中达推出的新一代DLP显示单元产品,采用最新的LED光源灯泡,投影机芯工作原理如下图:

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LED光源投影机芯工作原理

采用LED光源的DVS 显示单元具有以下技术优势:

Ø 超长灯泡寿命: LED为固态光源,其发光原理不同于传统的UHP汞灯,且在发光过程中不会产生大量热量,LED灯泡额定使用寿命可达60,000 小时(超过五年)。

Ø 灯泡即时点亮: UHP汞灯点亮后需要经十几秒钟才能达到最高亮度,而DVS 单元的LED灯泡可点亮瞬时达到最高亮度,实现即点即亮。

Ø 无需电动色轮: LED具有高速开/关性能,因此DVS 单元投影机芯中无需配置电动色轮,红、绿、蓝三色LED能够通过DLP芯片的控制快速排序,且其切换速度远远高于色轮,可明显减少可见色彩的切换痕迹。

Ø 色域更宽、色彩更生动: LED的色谱特性和色彩范围均大大超过基于色轮的传统UHP汞灯系统,远超EBU(欧洲广播联盟)标准。同时LED的色彩性能更容易控制,可更好地与显示应用达到最佳匹配,并保障整屏的色彩均匀性。这一特性使DVS 单元具有更好的色彩表现范围及色彩饱和度,能够呈现出最真实生动的自然色彩

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LEDUHP色谱特性对比

 

Ø 超宽色温范围:LED光源色温动态可调,可在280010000K范围内进行色温调整,光学调光达到白光点3200K色温,这一特性使得DVS 单元能够满足一些对色温有特殊要求的显示应用,如广电演播室、虚拟仿真等。

Ø 更理想的亮度控制、整屏均匀性更好:UHP汞灯的亮度仅可在10-25%的范围内进行调节,而基于LED的高速特性,LED灯泡可以实现逐帧亮度调节,具有更广的亮度控制范围,且无需使用机械光圈来调节亮度。DVS 单元投影机芯采用数字化亮度控制,色温恒定,可更好的保障整屏的亮度色彩均匀性。

Ø 绿色环保: LED光源发热量低,低噪音,且不含传统汞灯中所采用的危险物质,是一种环保的"绿色"光源。

Ø 节省成本、真正免维护: DVS 单元的LED光源机芯无需更换色轮和灯泡等耗材元件,且具有超长寿命,可在显示墙寿命期内节省大量运行成本。此外,投影机芯采用全密封防尘光学设计,无需维护,使显示墙实现真正的免维护。

最新0.95"SXGA+ LVDS DMD显示芯片

中达DVS 投影显示单元采用TI公司最新的0.95" SXGA+1400×1050)分辨率12º 偏转角LVDS DMD显示芯片运行速度更快的DDP3021图像处理芯片及极致色彩™ (BrilliantColor™)技术能够提供更加生动清晰的动态画质。相比0.7" XGA1024×768)分辨率的DMD芯片,更大的芯片面积使光反射能力增强,亮度与对比度都有较大的提升,根据实测,SXGA+芯片比0.7"XGA亮度及对比度都提高20%以上。而且SXGA+芯片的DMD微镜数量大大增加,有效显示像素为1400×1050=147万,是XGA芯片的1.87倍,即在同样显示面积下能够显示更多信息量,具有字体、图型显示更加精细清晰的效果。另外这款芯片由于采用了DarkChip3™技术,并运用高灰度等级三维高频脉冲电路,可以显著增强对比度,突出画面的景深感和锐度,提高黑白色的纯度,色彩层次过渡更加平滑细腻,呈现完美的图像品质。

 

单位显示面积内XGASXGA+像素对比

 

相同显示尺寸XGASXGA+像素对比

CPU处理技术

DVS 投影显示单元光机引擎采用两个CPU芯片设计,新增的CPU专门负责通讯、色彩调整及光机侦测等控制功能,使主CPU可以专心从事影像处理工作,从而保证光学引擎运行更加稳定,影像处理更加游刃有余。

 

 

LED光源冗余备份

中达DVS投影单元采用了最新的LED光源冗余热备份技术,通过对LED光源3×6阵列式设计实现光源的高亮度和可靠冗余备份。

每个投影光机的RGB LED光源采用36点阵的LED光源模块每种颜色分别各由16个独立电源点阵式LED灯组装置构成,不仅大幅提升了光机亮度,而且由于18独立的RGB三色LED灯泡,当其中某一个或某一组灯泡发生故障时,其余LED灯泡仍然能够继续提供输出,不会影响单元的正常显示,并可保持图像的关键色彩信息。每个LED灯组采用独立电源模块驱动,因此显示单元不会出现黑屏故障。同时,3×6阵列式LED光源的颜色色差也较原来的单片LED光源更小。

 

 

独特的高效散热设计

中达DVS投影单元LED光源采用最先进的真空热导管散热技术,主要由真空热导管和风扇及散热片组成,其散热原理是热传导+强制对流散热热源将热量以热传导方式传至导热介质,再由介质传至散热片基部,由基部将热量传至散热片并通过风扇与空气分子进行受迫对流,将热量散发到空气中。风扇不断向散热片吹入冷空气,流出热空气,完成热的散热过程。

在这里真空热导管就是导热介质,真空热导管采用封闭的真空铜管、纯净水以及特殊毛细结构,藉由真空管内液体快速持续循环的液态汽态二相变化,使蒸汽和液体在吸热端及放热端之间快速传递,从而达到快速传热的目的,将热量快速带离LED光源,并通过金属散热鳍片及风扇散发出去。真空热导管的导热是在一个完全封闭真空环境中冷却液的二相变化自然循环的过程,不需要通过任何外部动力驱动。真空热导管是一种具有优异的热传导性能的特殊装置,被广泛应用于航天、电子产品领域,是目前最高效的导热元件。

 

 


真空热导管散热系统与
液冷系统技术比较:  


真空热导管散热系统

液冷系统

系统

封闭真空系统,所有过程均在内部反应,更稳定

半开放式系统,非内部反应以水泵为动力让水冷液在软管或硬管里流动

MTTF

(平均无故障时间)

风扇 70,000 小时

水泵 20,000 小时

水管

不需要水管

需要水管,存在水管氧化、硬化问题,会漏液,失去冷却水

冷却水保持

不需要,真空全封闭系统

使用一定时期后,需要更新内部循环水

 

7色域调整电路设计

中达DVS 投影单元采用先进的7色域(RGBCMYW)调整电路,使图像画面拥有更丰富的色彩表现,整屏的色彩均匀度达到完美境界。同时,采用12bit Gamma调整电路,可进行亮暗区及中间区域的灰度梯度渲染,使画面色调变化连续平滑,实现更加细腻与极富真实感的图像效果,图像噪声消失,画面质量稳定。

12位,4096灰度


8位, 256灰度


 

       

调整前                          调整后

内置数字色域控制(DSC)及混合电路

中达DVS投影单元采用台达专业的数字色域控制(DSC)及混合电路,有效的抑制了不同光机间的色彩及亮度差异的问题。数字色域控制电路不仅能够真正的调节不同光机间红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的差异,而且能够对RGBCMYW及混合色的增益差进行调节,最大限度保证了拼接后显示墙色彩及亮度的一致性。


平衡调整前                            平衡调整后

智能亮度数字调整技术

中达DVS投影单元采用数字渐平修正电路,使得从单屏到全屏均实现了亮度的均匀分布,造就了和谐而又清晰的大画面显示。传统投影机中,不具备数字渐平修正电路,无可避免地存在着Hot-Spot(亮斑)效应,就是屏幕中心的亮度远比屏幕四边和四个角的亮度高,对于拼墙而言,亮斑效应最明显的表现就在于整个屏幕被分成一块块亮度不均的区域。通过数字渐平修正电路的校正,不但可以使单屏内的亮度实现均匀分布,而且使相邻屏幕间的亮度差控制在极小范围内,使得从单屏到全屏实现亮度的均匀分布。如图所示。

 

色彩亮度自动调整功能(可选)

DVS显示单元投影机芯具有色彩亮度传感器及平衡调整系统,可一键式对大屏幕系统进行色彩亮度调节。传感器位于镜头处而不影响光路,从而可探测机芯的真实输出(有的厂家传感器位于光源处),可随时自动或手动读取每个投影机芯的实时数据,可以自动调整所有投影机芯的多组输出参数包括色彩(RGBCMYW基色)、灰度、亮度等参数至一致,从而最大限度保证整个显示墙可以在长时间运行中保持图像一致性。

     

3D梳状滤波技术

中达DVS投影单元机芯内置图像处理器采用3D梳状滤波技术,消除动态视频图像的边缘锯齿,图像更加清晰、细腻,大幅提高动态视频的画质,提供更真实流畅的图像画面。

视频图像增强处理技术

中达DVS投影单元机芯内置图像处理器采用高精度运动自适应去隔行图像处理技术,将视频信号倍线转换成标准高清晰度分辨率显示,自适应图像降噪,亮度对比度自动校正,使视频图像画质清晰稳定。

内置图像参数存储技术

中达DVS投影单元机芯内置图像处理器可对每个单元的模拟计算机信号进行补偿定位,针对所有模拟VGA/RGB信号采用参数存储功能,记录每路信号在每个单元的行/列起点位置,位置参数可调整,从而补偿拼接错位。可存储200组模拟信号参数,确保所有VGA/RGB信号显示不错位,使图像拼接更精确。

1+1热插拔冗余电源

中达DVS投影单元可采用台达高可靠性1+1冗余电源系统,两套电源系统可接两个独立电网供应电源,其中一个电网或电源发生故障时,另一电源可实时自动切换不中断供电,无切换时间,同时电源系统可自动报警通知控制系统电源故障。采用模块化可抽换式设计允许热插拔,用户可以在不关机的情况下热插拔更换新电源。

 

可选内置图像信号处理板

包括主控板及可选多种信号处理扩展板卡,支持热插拔更换。可提供DVIVGARGBHVYPbPrCVBSS-VideoHDMI3G SDIDisplay Port全面丰富信号接口。

 

内置图像硬件处理画中画功能

DVS投影单元的内置图像处理板是多通道的图像处理模块,以分散运算、硬件固化的专用图像芯片来进行视频/RGB/DVI信号独立通道处理,使图像处理速度和图像质量均大为改观,具有强大的图像处理功能,能够直接接入全制式视频、640×4801920×1200分辨率DVI/RGB1080p/1080i/720p高清视频信号。每个显示单元内可同时开启3个动态信号窗口(包括VGARGBHVVideoDVIYPbPrHDMI等信号),可以在不需要外置图像控制器的情况下支持RGB信号和视频信号的直通显示及混合叠加、画中画显示,信号窗口可实现任意缩放、移动、跨屏、漫游、拼接以及全屏显示。

DVS投影单元内置图像处理模块大大丰富了大屏幕显示系统的显示模式,在外置图像拼接控制器出现故障的情况下,内置图像处理模块可以发挥重要的冗余备份功能。

        

内置图像控制器的多路画中画显示          内置图像控制器的拼接放大显示

 

LED状态指示屏

中达DVS投影单元具有LED工作及故障状态指示屏,该指示屏通过数字、符号等方式指示投影单元的工作状态或故障状态,使维护人员快速判断故障点,使维护工作更为简单快捷。LED工作及故障状态指示屏的显示功能包括电源AC电压、电流、功耗、风扇转速、温度、湿度、灯泡、运行状态等信息,均可以实现网络远程报警设置。

 

 

待机休眠模式及唤醒功能

DVS投影单元机芯具有独特的不断电待机功能,待机功耗低于20W,待机时光机内的所有功能都正常运作,仅将光源熄灭不点亮。用户可以在不需要使用大屏幕全屏显示的时候,将某一个或某几个显示分区的部分显示单元切换到待机休眠的黑屏状态,实现大屏幕系统最低能耗运行,但却不影响大屏幕上显示画面的布局和信号操控。同时具有快速唤醒功能,可在需要启用大屏幕显示时快速启动点亮,恢复大屏幕墙上图像的正常显示。

工作状态实时监测及LED光源自动温度控制

DVS投影单元机芯具有实时工作状态监测功能,以及LED光源自动功率管理、自动温度控制功能,具备机芯温度、电压、电流、风扇实时监测及状态信息显示,以及风扇、温度等异常告警,从而通过自动管理得到所需亮度,防止LED寿命减短或被损坏。可实时监测以下部件信息:

监测项目

目的

功能

电源温度

温度控制

过温度保护

DMD温度

DMD状态

过温度警示

LED温度

LED状态

侦查错误,转速控制

LAMP温度

LAMP状态

侦查错误,转速控制

并可通过软件进行远程监控,以便及时掌控所有单元工作状态。

 

 

一旦检测到温度异常信号指示屏会自动显示告警,并可通过网络自动在大屏控制软件中显示告警信息:

 

当检测到LED光源温度出现异常状态时,机芯会自动调节风扇转速到全速或自动降低光源功率,此时光机光源将会自动执行下列动作:自动将亮度模式从Bright(明亮)切换到ECO(节能)模式,自动将亮度设定值调节为原先的70%~50%,可保持显示单元画面依然正常显示,达到自动功率管理的功能。

独特的密封防尘设计

中达DVS投影单元采用专业的全封闭式防尘设计,具备优良的防尘特性,已通过IP5X防尘等级测试。电源模块、投影模块、光路通道、散热通道均分离设计,互不影响。

Ø 投影灯泡采用专用的散热通道:

投影灯泡是投影单元内部耗电和发热最大的器件,因此需要对灯泡进行专门的散热,中达电通DVS投影单元LED光源采用最先进的真空热导管散热技术,对光源进行高效散热,并采用专用散热风道进行散热,大大提高了散热效率并延长了光源使用寿命。

Ø 投影机芯采用全密封机构,完全杜绝与外界空气的接触:

中达DVS投影单元内部的光学机芯采用了专业的全封闭光路设计,从聚光管、DLP芯片到投影镜头,投射光路都是在封闭的环境中工作,杜绝灰尘对机芯的影响,有效的保障了光路的无尘畅通。

Ø 采用投影室与机芯室完全隔离的结构:

中达DVS投影单元内部分为两个完全隔离的小室,所有的发热器件置于机


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