DLP是DigitalLightProcession的縮寫,即為數(shù)字光處理,也就是說(shuō)這種技術(shù)要先把影像信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字處理,然后再把光投影出來(lái)。它是基于TI(美國(guó)德州儀器)公司開(kāi)發(fā)的數(shù)字微鏡元件——DMD(DigitalMicromirrorDevice)來(lái)完成可視數(shù)字信息顯示的技術(shù)。說(shuō)得具體點(diǎn),就是DLP投影技術(shù)應(yīng)用了數(shù)字微鏡晶片(DMD)來(lái)作為主要關(guān)鍵處理元件以實(shí)現(xiàn)數(shù)字光學(xué)處理過(guò)程。
DLP工作原理介紹
其原理是將通過(guò)UHP燈泡發(fā)射出的冷光源通過(guò)冷凝透鏡,通過(guò)Rod(光棒)將光均勻化,經(jīng)過(guò)處理后的光通過(guò)一個(gè)色輪(ColorWheel),將光分成RGB三色(或者RGBW等更多色),現(xiàn)在也有一些廠家利用BSV液晶拼接技術(shù)鏡片過(guò)濾光線傳導(dǎo),再將色彩由透鏡投射在DMD芯片上,最后反射經(jīng)過(guò)投影鏡頭在投影屏幕上成像。
光源通過(guò)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(hào)后將光線發(fā)射到投影屏幕上。DMD芯片外觀看起來(lái)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(shí)上,這面鏡子是由數(shù)十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)個(gè)微鏡所組成的。以XGA解析度的DMD芯片為例,在寬1cm,長(zhǎng)1.4cm的面積里有1024×768=786432個(gè)微鏡單元,每一個(gè)微鏡代表一個(gè)像素,圖像就由這些像素所構(gòu)成。由于像素與芯片本身都相當(dāng)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。
DLP基本起源概況
1991年,30萬(wàn)像素的液晶投影機(jī)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?yàn)榧夹g(shù)瓶頸,亮度與對(duì)比度都很難突破。在這樣的背景下,DLP投影技術(shù)走上歷史的舞臺(tái)順理成章。
DLP的技術(shù)核心是DMD芯片,是由美國(guó)LarryHornback博士于1977年發(fā)明的。最開(kāi)始,主要是為了開(kāi)發(fā)印刷技術(shù)的成像機(jī)制,先以模擬技術(shù)開(kāi)發(fā)微型機(jī)械控制,1981年才改用數(shù)字式的控制技術(shù),正式命名為DigitalMicro-mirrorDevices,并開(kāi)始分成印刷技術(shù)與數(shù)字成像兩個(gè)方向來(lái)研發(fā)。到了1991年德州儀器決定將數(shù)字成像的開(kāi)發(fā)獨(dú)立成一個(gè)事業(yè)部,并于1996年開(kāi)發(fā)出第一個(gè)數(shù)字圖像產(chǎn)品,1997年正式終止印刷技術(shù)的研發(fā),全力進(jìn)行數(shù)字圖像的研發(fā)。
DLP成像優(yōu)勢(shì)顯著
DMD可以提供1670萬(wàn)種顏色和256段灰度層次,從而確保DLP投影機(jī)可投影的活動(dòng)影像畫面色彩艷麗的細(xì)膩、自然逼真。
DMD最多可內(nèi)置2048×1152陣列,每個(gè)元件約可產(chǎn)生230萬(wàn)個(gè)鏡面,這種DMD已有能力制成真正的高清晰度電視。
1、抹去圖象中的缺陷
DMD微鏡器件非凡的快速開(kāi)關(guān)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(fù)制技術(shù)相結(jié)合,使圖像可以隨著窗口的刷新而更加清晰,通過(guò)增強(qiáng)對(duì)比度,描繪邊界線以及分離單個(gè)顏色而將圖像中的缺陷抹去。
2、避免“紗門”效應(yīng)
在許多LCD投影圖像中,我們會(huì)看到當(dāng)一個(gè)圖像尺寸增加時(shí),LCD圖像中的縫隙將變得更大,而在DLP投影機(jī)中則不會(huì)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(gè)鏡片90%的面積動(dòng)態(tài)地反射光線以生成一個(gè)投影圖像,由于一個(gè)鏡頭與另一個(gè)鏡頭之間是如此的接近,所以圖像看起來(lái)沒(méi)有縫隙。DMD鏡片體積微小,每一側(cè)邊的長(zhǎng)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(gè)鏡片顯示的內(nèi)容要比實(shí)際圖像更多。再加上當(dāng)分辨率增加時(shí)大小及間距仍保持一致,因此無(wú)論分辨率如何變化,圖像始終能夠保持很高的清晰度。
3、與光亮并存
許多觀眾經(jīng)常會(huì)希望在觀看投影時(shí)保持亮度或打開(kāi)窗簾,與傳統(tǒng)投影機(jī)相比,DLP投影機(jī)將更多的光線打到屏幕上,這也有賴于DLP本身的技術(shù)特點(diǎn)。DMD的強(qiáng)反射表面通過(guò)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(jī)的光源。DLP技術(shù)依據(jù)圖像的內(nèi)容對(duì)圖像進(jìn)行反射,DLP的光源有兩種工作方式,或者通過(guò)一個(gè)透鏡打到屏幕上,或者直接進(jìn)入一個(gè)吸光器。更為有利的是,基于DLP技術(shù)的投影機(jī)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(lái)就可以更為有效地利用燈光的亮度。
4、圖象更加逼真自然
DLP不僅僅是簡(jiǎn)單地投影圖像,它還對(duì)它們進(jìn)行了復(fù)制。在它的處理過(guò)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(jìn)制圖像輸入進(jìn)DMD,在那里它們與來(lái)自光源并經(jīng)過(guò)仔細(xì)過(guò)濾的彩色光相結(jié)合。這些圖像離開(kāi)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(dú)一無(wú)二的色彩過(guò)濾過(guò)程控制了投影圖像的色彩純度,此技術(shù)的數(shù)字化控制支持無(wú)限次的色彩復(fù)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(shù)及攝影技術(shù)的出現(xiàn),DLP使得那些無(wú)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(shí)物質(zhì)的還原性,而且沒(méi)有發(fā)亮的斑點(diǎn)或其它投影機(jī)典型的沖失現(xiàn)象。
5、可靠性高
DMD不僅通過(guò)了所有的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體資格測(cè)試,系統(tǒng)制造非常嚴(yán)格,需要經(jīng)過(guò)一連串的測(cè)試,所有元件均經(jīng)過(guò)挑選證實(shí)可靠才能用作制造數(shù)碼電子部分驅(qū)動(dòng)DMD,而且還證明了在模擬操作環(huán)境中,它的生命期超過(guò)10萬(wàn)個(gè)小時(shí)。測(cè)試證明,DMD可以進(jìn)行超過(guò)1700萬(wàn)億次循環(huán)無(wú)故障運(yùn)行,這相當(dāng)于投影機(jī)的實(shí)際使用時(shí)間超過(guò)1995年。其它測(cè)試結(jié)果顯示,DMD在超過(guò)11萬(wàn)個(gè)電力周期和11000個(gè)溫度周期下無(wú)故障,以確保在需求較大的應(yīng)用領(lǐng)域中提供30年以上的可靠運(yùn)行期。
6、更便利的可移動(dòng)性
根據(jù)一般應(yīng)用需求來(lái)看,一個(gè)單片DMD就可以實(shí)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(jī)都采用了單片結(jié)構(gòu),而更高級(jí)的三片結(jié)構(gòu)一般只應(yīng)用在數(shù)字影院或高端領(lǐng)域,因此,用戶可以得到一個(gè)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(shù)是全數(shù)字底層結(jié)構(gòu),具有最少的信號(hào)噪音。
DLP技術(shù)應(yīng)用
DLP技術(shù)是一種獨(dú)創(chuàng)的、采用光學(xué)半導(dǎo)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(shù),能在各類產(chǎn)品(如大屏幕數(shù)字電視、公司/家庭/專業(yè)會(huì)議投影機(jī)和數(shù)碼相機(jī)(DLPCinema))中提供最佳圖像效果。同時(shí),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(dú)立技術(shù)。自1996年以來(lái),已向超過(guò)75家的制造商供貨500多萬(wàn)套系統(tǒng)。
DLP技術(shù)已被廣泛用于滿足各種追求視覺(jué)圖像優(yōu)異質(zhì)量的需求。它還是市場(chǎng)上的多功能顯示技術(shù)。它是唯一能夠同時(shí)支持世界上最小的投影機(jī)(低于2-lbs)和最大的電影屏幕(高達(dá)75英尺)的顯示技術(shù)。這一技術(shù)能夠使圖像達(dá)到極高的保真度,給出清晰、明亮、色彩逼真的畫面。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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