dlp

　　DLP是“Digital Light Procession”的縮寫，即為數(shù)字光處理，也就是說這種技術要先把影像信號經(jīng)過數(shù)字處理，然后再把光投影出來。它是基于TI（美國德州儀器）公司開發(fā)的數(shù)字微鏡元件——DMD（Digital Micromirror Device）來完成可視數(shù)字信息顯示的技術。說得具體點，就是DLP投影技術應用了數(shù)字微鏡晶片（DMD）來作為主要關鍵處理元件以實現(xiàn)數(shù)字光學處理過程。其原理是將通過UHP燈泡發(fā)射出的冷光源通過冷凝透鏡，通過Rod將光均勻化，經(jīng)過處理后的光通過一個色輪（Color Wheel），將光分成RGB三色（或者RGBW等更多色），再將色彩由透鏡投射在DMD芯片上，最后反射經(jīng)過投影鏡頭在投影屏幕上成像。

　　光源通過色輪后折射在DMD芯片上，DMD芯片在接受到控制板的控制信號后將光線發(fā)射到投影屏幕上。DMD芯片外觀看起來只是一小片鏡子，被封裝在金屬與玻璃組成的密閉空間內(nèi)，事實上，這面鏡子是由數(shù)十萬乃至上百萬個微鏡所組成的。以XGA解析度的DMD芯片為例，在寬1cm，長1.4cm的面積里有1024×768=786432個微鏡單元，每一個微鏡代表一個像素，圖像就由這些像素所構成。由于像素與芯片本身都相當微小，因此業(yè)界也稱這些采用微型顯示裝置的產(chǎn)品為微顯示器。

　　1991年，30萬像素的液晶投影機已經(jīng)被推出了，1996年液晶投影已經(jīng)迅速發(fā)展到VGA甚至SVGA數(shù)據(jù)投影和家庭影院投影的階段了，但是因為技術瓶頸，亮度與對比度都很難突破。在這樣的背景下，DLP投影技術走上歷史的舞臺順理成章。

　　DLP的技術核心是DMD芯片，是由美國Larry Hornback博士于1977年發(fā)明的。最開始，主要是為了開發(fā)印刷技術的成像機制，先以模擬技術開發(fā)微型機械控制，1981年才改用數(shù)字式的控制技術，正式命名為Digital Micro-mirror Devices，并開始分成印刷技術與數(shù)字成像兩個方向來研發(fā)。到了1991年德州儀器決定將數(shù)字成像的開發(fā)獨立成一個事業(yè)部，并于1996年開發(fā)出第一個數(shù)字圖像產(chǎn)品，1997年正式終止印刷技術的研發(fā)，全力進行數(shù)字圖像的研發(fā)。

　　DMD器件是DLP的基礎，一個DMD可被簡單描述成為一個半導體光開關，50~130萬個微鏡片聚集在CMOS硅基片上。一片微鏡片表示一個象素，變換速率為1000次/秒，或更快。每一鏡片的尺寸為14μm×14μm（或16μm×16μm），為便于調(diào)節(jié)其方向與角度，在其下方均設有類似鉸鏈作用的轉動裝置。微鏡片的轉動受控于來自CMOS RAM的數(shù)字驅動信號。當數(shù)字信號被寫入SRAM時，靜電會激活地址電極、鏡片和軛板（YOKE）以促使鉸鏈裝置轉動。一旦接收到相應信號，鏡片傾斜10°，從而使入射光的反射方向改變。處于投影狀態(tài)的微鏡片被示為“開”，并隨來自SRAM的數(shù)字信號而傾斜+12°；如顯微鏡片處于非投影狀態(tài)，則被示為“關”，并傾斜-12°。與此同時，“開”狀態(tài)下被反射出去的入射光通過投影透鏡將影像投影到屏幕上；而“關”狀態(tài)下反射在微鏡片上的入射光被光吸收器吸收。簡而言之，DMD的工作原理就是借助微鏡裝置反射需要的光，同時通過光吸收器吸收不需要的光來實現(xiàn)影像的投影，而其光照方向則是借助靜電作用，通過控制微鏡片角度來實現(xiàn)的。

　　通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進制平面信號進行尋址，DMD陣列上的每個鏡片以靜電方式傾斜為開或關狀態(tài)。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時間的技術被稱為脈沖寬度調(diào)制（PWM）。鏡片可以在一秒內(nèi)開關1000多次，在這一點上，DLP成為一個簡單的光學系統(tǒng)。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統(tǒng)后，來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當鏡片在開的位置上時，它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數(shù)字的方形像素投影圖像。當 DMD 座板、投影燈、色輪和投影鏡頭協(xié)同工作時，這些翻動的鏡面就能夠一同將圖像反射到演示墻面、電影屏幕或電視機屏幕上。

　　DMD可以提供1670萬種顏色和256段灰度層次，從而確保DLP投影機可投影的活動影像畫面色彩艷麗的細膩、自然逼真。

　　DMD最多可內(nèi)置2048×1152陣列，每個元件約可產(chǎn)生230萬個鏡面，這種DMD已有能力制成真正的高清晰度電視。

　�、拍ㄈ�圖象中的缺陷

　　DMD微鏡器件非凡的快速開關速度與雙脈沖寬度調(diào)制的一種精確的圖像顏色和灰度復制技術相結合，使圖像可以隨著窗口的刷新而更加清晰，通過增強對比度，描繪邊界線以及分離單個顏色而將圖像中的缺陷抹去。

　�、票苊狻凹嗛T”效應

　　在許多LCD投影圖像中，我們會看到當一個圖像尺寸增加時，LCD圖像中的縫隙將變得更大，而在DLP投影機中則不會出現(xiàn)這樣的情況，DMD鏡面的大小和形狀決定了這一切。每個鏡片90%的面積動態(tài)地反射光線以生成一個投影圖像，由于一個鏡頭與另一個鏡頭之間是如此的接近，所以圖像看起來沒有縫隙。DMD鏡片體積微小，每一側邊的長度為16微米，相鄰鏡頭之間的縫隙小于1微米。鏡頭是方形的，所以每一個鏡片顯示的內(nèi)容要比實際圖像更多。再加上當分辨率增加時大小及間距仍保持一致，因此無論分辨率如何變化，圖像始終能夠保持很高的清晰度。

　�、桥c光亮并存

　　許多觀眾經(jīng)常會希望在觀看投影時保持亮度或打開窗簾，與傳統(tǒng)投影機相比，DLP投影機將更多的光線打到屏幕上，這也有賴于DLP本身的技術特點。DMD的強反射表面通過消除光路上的障礙以及將更多的光線反射到屏幕上，而最大化地利用了投影機的光源。DLP技術依據(jù)圖像的內(nèi)容對圖像進行反射，DLP的光源有兩種工作方式，或者通過一個透鏡打到屏幕上，或者直接進入一個吸光器。更為有利的是，基于DLP技術的投影機的亮度是隨著分辨率的增加而增加的。在如XGA和SXGA等更高分辨率的情況下，DMD提供更多的反射面積，如此一來就可以更為有效地利用燈光的亮度。

　�、菆D象更加逼真自然

　　DLP不僅僅是簡單地投影圖像，它還對它們進行了復制。在它的處理過程中，首先將源圖像數(shù)字化為8到10位每色的灰度圖像。然后，這些二進制圖像輸入進DMD，在那里它們與來自光源并經(jīng)過仔細過濾的彩色光相結合。這些圖像離開DMD后就成像到屏幕上，保持了源圖像所有的光亮和微妙之處。DLP獨一無二的色彩過濾過程控制了投影圖像的色彩純度，此技術的數(shù)字化控制支持無限次的色彩復制，并確保了原始圖像栩栩如生地再現(xiàn)。隨著其它顯示技術及攝影技術的出現(xiàn)，DLP使得那些無生命的圖像擁有了逼真的色彩。數(shù)字色彩的再現(xiàn)保證了圖像與真實物質(zhì)的還原性，而且沒有發(fā)亮的斑點或其它投影機典型的沖失現(xiàn)象。

　　⑷可靠性高

　　DMD不僅通過了所有的標準半導體資格測試，系統(tǒng)制造非常嚴格，需要經(jīng)過一連串的測試，所有元件均經(jīng)過挑選證實可靠才能用作制造數(shù)碼電子部分驅動DMD，而且還證明了在模擬操作環(huán)境中，它的生命期超過10萬個小時。測試證明，DMD可以進行超過1700萬億次循環(huán)無故障運行，這相當于投影機的實際使用時間超過1995年。其它測試結果顯示，DMD在超過11萬個電力周期和11000個溫度周期下無故障，以確保在需求較大的應用領域中提供30年以上的可靠運行期。

　�、筛�便利的可移動性

　　根據(jù)一般應用需求來看，一個單片DMD就可以實現(xiàn)大小、重量和亮度的統(tǒng)一，目前，大部分的家用或商用DLP投影機都采用了單片結構，而更高級的三片結構一般只應用在數(shù)字影院或高端領域，因此，用戶可以得到一個更小、更亮、更易于攜帶而且足以提供出色圖像質(zhì)量的系統(tǒng)DLP技術是全數(shù)字底層結構，具有最少的信號噪音。

　�、艈纹珼LP系統(tǒng)

　　在一個單DMD投影系統(tǒng)中，需要用一個色輪來產(chǎn)生全彩色投影圖像。色輪由紅、綠、藍濾波系統(tǒng)組成，它以60Hz的頻率轉動。在這種結構中，DLP工作在順序顏色模式。輸入信號被轉化為RGB數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)按順序寫入DMD的SRAM，白光光源通過聚焦透鏡聚集焦在色輪上，通過色輪的光線然后成像在DMD的表面。當色輪旋轉時，紅、綠、藍光順序地射在DMD上。色輪和視頻圖像是順序進行的，所以當紅光射到DMD上時，鏡片按照紅色信息應該顯示的位置和強度傾斜到“開”，綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺系統(tǒng)集中紅、綠、藍信息并看到一個全彩色圖像。通過投影透鏡，在DMD表面形成的圖像可以被投影到一個大屏幕上。

　�、齐p片DLP系統(tǒng)

　　這種系統(tǒng)利用了金屬鹵化物燈紅光缺乏的特點。色輪不用紅、綠、藍濾光片，取而代之使用兩個輔助顏色，品紅和黃色。色輪的品紅片段允許紅光和藍光通過，同時黃色片段可通過紅色和綠色。結果是紅光在所有時間內(nèi)都通過，藍色和綠色在品紅－黃色色輪交替旋轉中每種光實質(zhì)上占用一半時間。一旦通過色輪，光線直接射到雙色分光棱鏡系統(tǒng)上。連續(xù)的紅光被分離出來而射到專門用來處理紅光和紅色視頻信號的DMD上，順序的藍色與綠色光投射到另一個DMD上，專門處理交替顏色，這一DMD由綠色和藍色視頻信號驅動。

　�、侨�片DLP系統(tǒng)

　　另外一種方法是將白光通過棱鏡系統(tǒng)分成三原色。這種方法使用三個DMD，一個DMD對應于一種原色。應用三片DLP投影系統(tǒng)的主要原因是為了增加亮度。通過三片DMD，來自每一原色的光可直接連續(xù)地投射到它自己的DMD上。結果更多的光線到達屏幕，給出一個更亮的投影圖像。這種高效的三片投影系統(tǒng)被用在超大屏幕和高亮度應用領域。

　�、碊LP的潛在問題

　　人們常常提到的DLP投影機弱點只有一個，即“彩虹效應”，具體表現(xiàn)是色彩被簡單地分離出明顯的紅、綠和藍三種單色，看起來像雨后彩虹一樣。這是由于用一個旋轉色輪來調(diào)制圖像色彩而產(chǎn)生的，同時因為有些人的視覺系統(tǒng)特別靈敏，能察覺出一種彩色轉換到另一種彩色的過程，而不是像大多數(shù)人那樣靠視覺暫留現(xiàn)象把幾種單色混合成新的色彩。除了某些用戶能把色彩分離出來，還有些用戶可能因為色彩的迅速變化，而產(chǎn)生眼睛脹痛和頭痛的情況。而LCD投影機和三片式DLP投影機都不會有這種現(xiàn)象，它們在物理結構上就是把三個固定的紅、綠、藍圖像疊加而成。

　　這一問題對不同的人，作用是不一樣的。某些人能看出彩虹效應，甚至嚴重到畫面幾乎不能看。有些人只是偶爾會看到彩虹痕跡，遠沒到無法欣賞畫面的程度。對于后者來說，DLP的這一缺點就沒有實用上的影響。更幸運的是大多數(shù)人既看不出彩虹痕跡，也不會被眼脹、頭痛所困惑。請想想如果人人都能在DLP投影機上看到彩虹效應，DLP投影機也就失去了存在的機會。

　　但不管怎樣彩虹效應總是一個問題。德州儀器公司和用DLP技術制造投影機的廠商還是在盡力解決這一問題。第一代DLP投影機色輪每秒旋轉60次，相當于幀頻60Hz，或每分鐘3600轉。在色輪中，紅、綠、藍像素各一段，所以，每種顏色每秒刷新也是60次。這種第一代產(chǎn)品稱為“1X”轉速。

　　第一代產(chǎn)品還有少數(shù)人能看到彩虹效應，改進的第二代產(chǎn)品的色輪轉速上升到2X，即120Hz和7200RPM，能看到彩虹效應的人就更少了。

　　今天，很多專為家庭影院市場設計的DLP投影機用六段色輪、色輪轉一圈出現(xiàn)兩次紅、綠、藍，且色輪又以120Hz或7200RPM旋轉，這樣在商業(yè)上就稱之為4X轉速。不斷提高色彩刷新速度，看得出彩虹效應的人數(shù)也就愈來愈少。但到目前，彩虹疚對少部份觀眾來說還是個問題。

　　4.DLP技術的應用

　　DLP技術是一種獨創(chuàng)的、采用光學半導體產(chǎn)生數(shù)字式多光源顯示的解決方案。 它是可靠性極高的全數(shù)字顯示技術，能在各類產(chǎn)品(如大屏幕數(shù)字電視、公司/家庭/專業(yè)會議投影機和數(shù)碼相機(DLP Cinema))中提供最佳圖像效果。同時，這一解決方案也是被全球眾多電子企業(yè)所采用的完全成熟的獨立技術。自1996年以來，已向超過 75 家的制造商供貨500多萬套系統(tǒng)。

　　DLP技術已被廣泛用于滿足各種追求視覺圖像優(yōu)異質(zhì)量的需求。它還是市場上的多功能顯示技術。它是唯一能夠同時支持世界上最小的投影機（低于2-lbs）和最大的電影屏幕（高達75英尺）的顯示技術。這一技術能夠使圖像達到極高的保真度，給出清晰、明亮、色彩逼真的畫面。

　　技術優(yōu)點：

　　DLP顯示板的優(yōu)點是它們有極快的響應時間。你可以在顯示一幀圖像時將獨立的像素開關很多次。它使利用一塊顯示板通過逐場過濾（field-sequential）方式產(chǎn)生真彩圖像。步驟如下：首先，綠光照射到面板上，機械鏡子進行調(diào)整來顯示圖像的綠色像素數(shù)據(jù)。 然后鏡子再次為圖像的紅色和藍色的像素數(shù)據(jù)進行調(diào)整。（一些投影儀通過使用第四種白色區(qū)域來增加圖像的亮度并獲得明亮的色調(diào)。）所有這些發(fā)生得如此之快，以致人的眼睛無法察覺。循序出現(xiàn)的不同顏色的圖像在大腦中重新組合起來形成一個完整的全彩色的圖像。

　　對高質(zhì)量的投影系統(tǒng)，可以使用3塊DLP顯示板。每塊板分別被被打上紅色、綠色和藍色，圖像被重組為一個單一的真彩色的圖像。這種技術已經(jīng)被用在一些數(shù)字電影院中的大型投影設備上。DLP顯示板有高分辨率而且非�？煽俊� 它們的對比度大約是多晶硅LCD投影儀的兩倍，這使它們在明亮的房間中更有效。

　　技術缺點:

　　DLP本身幾乎沒有什么問題，但是它們比多晶硅面板更貴。當你仔細觀察屏幕上移動的點的時候，（尤其是在黑色背景上的白點），你會發(fā)現(xiàn)采用逐場過濾方式的圖像將會分解為不同的顏色。使用投影機時，電機帶動色輪旋轉時會發(fā)出一定的噪音�，F(xiàn)在市面上的一種新的固態(tài)濾色系統(tǒng)可以較好的解決這個問題。

• 通信詞典解釋