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什么是DLP?

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 2021-12-16 10:30:06

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技術(shù)原理DLP（Digital Light Processor）數(shù)碼光輸處理器包括數(shù)碼微鏡元件（DMD）、光源、彩色濾波器系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、照明及投射光學(xué)鏡頭。DLP投影機(jī)以DMD（Digital Micormirror Device）數(shù)字微鏡作為成像器件. 單片DMD由很多微鏡組成，每個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn) ,DLP投影機(jī)的物理分辨率就是由微鏡的數(shù)目決定的。其工作過(guò)程如下：光源所發(fā)白光，經(jīng)分色輪著色，被分成不同時(shí)段的紅綠藍(lán)三束色光。三色光經(jīng)DMD反射成像，最后三色像分時(shí)間先后進(jìn)行疊加，還原出原色投放屏幕。 DMD可形容是一個(gè)半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)制。數(shù)萬(wàn)個(gè)微小的四方鏡面（16×16MM）組合在有鉸式記憶系統(tǒng)（SRAM）上面。每塊鏡能開(kāi)關(guān)一個(gè)光的像素。鉸可讓鏡面呈兩種情況傾斜：開(kāi)進(jìn)+10度：關(guān)時(shí)-10度；當(dāng)鏡面不工作時(shí)停在靜止的0度。根據(jù)應(yīng)用，DLP系統(tǒng)可接受數(shù)碼或模擬訊號(hào)。模擬訊號(hào)在DLP中或原廠器材前端處理器中轉(zhuǎn)換成數(shù)碼。任何錯(cuò)雜的影視訊號(hào)均會(huì)經(jīng)過(guò)處理變成一個(gè)完整畫(huà)幅的視頻訊號(hào)，從這里，訊號(hào)通過(guò)DLP影視處理轉(zhuǎn)變成累進(jìn)的紅、綠、藍(lán)（RGB）數(shù)據(jù)，然后這些數(shù)據(jù)形成整個(gè)二位元比特（0和1）數(shù)據(jù)面。一旦影視和圖解訊號(hào)變成數(shù)碼形式即傳送到DMD，每個(gè)訊息的像素以1：1比率直接在它自己的鏡面上制圖，以數(shù)碼控制極為準(zhǔn)確。

DLP技術(shù)最早是由德州儀器開(kāi)發(fā)的。它至今仍然是此項(xiàng)技術(shù)的主要供應(yīng)商?，F(xiàn)在，DLP技術(shù)被很多許可制造商所采用,他們銷售的產(chǎn)品都是基于德州儀器芯片組的。德國(guó)德累斯頓Fraunhofer學(xué)院（The Fraunhofer Institute of Dresden）也生產(chǎn)有著特殊用途的數(shù)字光處理器，并把它稱作空間光調(diào)節(jié)器（Spatial Light Modulators，SLM）。例如, 瑞典Micronic激光系統(tǒng)公司（Micronic Laser Systems of Sweden）就在其開(kāi)發(fā)的Sigma印版硅模板刻印機(jī)中，利用Fraunhofer生產(chǎn)的空間光調(diào)節(jié)器來(lái)生成遠(yuǎn)紫外線圖像。

在DLP投影儀中，圖像是由DMD（Digital Micromirror Device，數(shù)字微鏡器件）產(chǎn)生的。DMD是在半導(dǎo)體芯片上布置一個(gè)由微鏡片（精密、微型的反射鏡）所組成的矩陣，每一個(gè)微鏡片控制投影畫(huà)面中的一個(gè)像素。微鏡片的數(shù)量與投影畫(huà)面的分辨率相符，800×600、1024×768、1280×720和1920 x 1080 (HDTV)是一些常見(jiàn)的DMD的尺寸。

這些微鏡片在數(shù)字驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制下能夠迅速改變角度，一旦接收到相應(yīng)信號(hào)，微鏡片就會(huì)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(kāi)”，并隨數(shù)字信號(hào)而傾斜+10°；如果微鏡片處于非投影狀態(tài)，則被示為“關(guān)”，并傾斜-10°。與此同時(shí)，“開(kāi)”狀態(tài)下被反射出去的入射光通過(guò)投影透鏡將影像投影到屏幕上；而“關(guān)”狀態(tài)下反射在微鏡片上的入射光被光吸收器吸收。

本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，微鏡片的角度只有兩種狀態(tài)：“開(kāi)”和“關(guān)”。微鏡片在兩種狀態(tài)間切換的頻率是可以變化的，這使得DMD反射出的光線呈現(xiàn)出黑（微鏡片處于“關(guān)”狀態(tài)）與白（微鏡片處于“開(kāi)”狀態(tài)）之間的各種灰度。DLP投影儀主要通過(guò)兩種方法來(lái)產(chǎn)生彩色圖像，這兩種方法分別被用在單片DLP投影儀和三片DLP投影儀中。

技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：DLP顯示板的優(yōu)點(diǎn)是它們有極快的響應(yīng)時(shí)間。你可以在顯示一幀圖像時(shí)將獨(dú)立的像素開(kāi)關(guān)很多次。它使利用一塊顯示板通過(guò)逐場(chǎng)過(guò)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(jī)械鏡子進(jìn)行調(diào)整來(lái)顯示圖像的綠色像素?cái)?shù)據(jù)。然后鏡子再次為圖像的紅色和藍(lán)色的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。（一些投影儀通過(guò)使用第四種白色區(qū)域來(lái)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(wú)法察覺(jué)。循序出現(xiàn)的不同顏色的圖像在大腦中重新組合起來(lái)形成一個(gè)完整的全彩色的圖像。對(duì)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(lán)色，圖像被重組為一個(gè)單一的真彩色的圖像。這種技術(shù)已經(jīng)被用在一些數(shù)字電影院中的大型投影設(shè)備上。DLP顯示板有高分辨率而且非?？煽俊?它們的對(duì)比度大約是多晶硅LCD投影儀的兩倍，這使它們?cè)诿髁恋姆块g中更有效。 技術(shù)缺點(diǎn): DLP本身幾乎沒(méi)有什么問(wèn)題，但是它們比多晶硅面板更貴。當(dāng)你仔細(xì)觀察屏幕上移動(dòng)的點(diǎn)的時(shí)候，（尤其是在黑色背景上的白點(diǎn)），你會(huì)發(fā)現(xiàn)采用逐場(chǎng)過(guò)濾方式的圖像將會(huì)分解為不同的顏色。使用投影機(jī)時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)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(gè)問(wèn)題。 應(yīng)用領(lǐng)域DLP應(yīng)用的前景非?？春茫⌒虳LP投影機(jī)正在進(jìn)軍家庭娛樂(lè)市場(chǎng)。DLP技術(shù)在桌面投影顯示器市場(chǎng)也有光明的前景。

DLP投影機(jī)介紹　　數(shù)碼光處理投影機(jī)是美國(guó)德州儀器公司以數(shù)字微鏡裝置 DMD芯片作為成像器件，通過(guò)調(diào)節(jié)反射光實(shí)現(xiàn)投射圖像的一種投影技術(shù)。它與液晶投影機(jī)有很大的不同，它的成像是通過(guò)成千上萬(wàn)個(gè)微小的鏡片反射光線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。DLP芯片的核心技術(shù)一直控制在美國(guó)的德州儀器，DLP技術(shù)似乎在追逐著Intel Inside的道路，因?yàn)樗笏胁捎肈LP技術(shù)的投影機(jī)產(chǎn)品都必須打上DLP的標(biāo)志。不管其是否會(huì)取得Intel在PC領(lǐng)域那樣的成就，至少顯示了其領(lǐng)導(dǎo)投影機(jī)底層技術(shù)的決心。DLP的生產(chǎn)廠家主要為歐美廠商，如ASK、惠普、麗訊等。　　DLP投影機(jī)分為：?jiǎn)纹珼MD機(jī)（主要應(yīng)用在便攜式投影產(chǎn)品）、兩片DMD機(jī)(應(yīng)用于大型拼接顯示墻)、三片DMD機(jī)（應(yīng)用于超高亮度投影機(jī)）。 DLP投影機(jī)原理　　以1024×768分辨率為例，在一塊DMD上共有1024×768個(gè)小反射鏡，每個(gè)鏡子代表一個(gè)像素，每一個(gè)小反射鏡都具有獨(dú)立控制光線的開(kāi)關(guān)能力。小反射鏡反射光線的角度受視頻信號(hào)控制，視頻信號(hào)受數(shù)字光處理器DLP調(diào)制，把視頻信號(hào)調(diào)制成等幅的脈寬調(diào)制信號(hào)，用脈沖寬度大小來(lái)控制小反射鏡開(kāi)、關(guān)光路的時(shí)間，在屏幕上產(chǎn)生不同亮度的灰度等級(jí)圖像。DMD投影機(jī)根據(jù)反射鏡片的多少可以分為單片式，雙片式和三片式。以單片式為例，DLP能夠產(chǎn)生色彩是由于放在光源路徑上的色輪（由紅、綠、藍(lán)群組成），光源發(fā)出的光通過(guò)會(huì)聚透鏡到彩色濾色片產(chǎn)生RGB三基色，包含成千上萬(wàn)微鏡的DMD 芯片，將光源發(fā)出的光通過(guò)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的紅、綠、藍(lán)過(guò)濾器投射到一個(gè)鑲有微鏡面陣列的微芯片DMD的表面，這些微鏡面以每秒5000次的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，反射入射光，經(jīng)由整形透鏡后通過(guò)鏡頭投射出畫(huà)面。

DLP投影機(jī)特點(diǎn) 　　DLP投影機(jī)的技術(shù)是反射式投影技術(shù)。反射式DMD器件的應(yīng)用，DLP投影機(jī)擁有反射優(yōu)勢(shì)，在對(duì)比度和均勻性都非常出色，圖像清晰度高、畫(huà)面均勻、色彩銳利，并且圖像噪聲消失，畫(huà)面質(zhì)量穩(wěn)定，精確的數(shù)字圖像可不斷再現(xiàn)，而且歷久彌新。　　由于普通DLP投影機(jī)用一片DMD芯片，最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是外型小巧，投影機(jī)可以做得很緊湊。現(xiàn)市場(chǎng)上所有的1.5公斤以下的迷你型投影機(jī)都是DLP式，大多數(shù)LCD 投影機(jī)要超過(guò)2.5公斤。　　DLP投影機(jī)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是圖像流暢,反差大。這些視頻優(yōu)點(diǎn)使其成為家庭影院世界中之首選品種。有較高的對(duì)比度，現(xiàn)在，大多數(shù) DLP投影機(jī)的對(duì)比度可做到 600:1 到 800:1的之間，低價(jià)位的也可達(dá)450：1。LCD投影機(jī)對(duì)比度只在400:1附近，而低價(jià)位的才250：1。畫(huà)面的視感沖擊強(qiáng)烈，沒(méi)有像素結(jié)構(gòu)感，形象自然。　　DLP投影機(jī)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是顆粒感弱。在SVGA(800×600)格式分辨率上，DLP投影機(jī)的像素結(jié)構(gòu)比LCD弱，只要相對(duì)可視距離和投影圖像畫(huà)面大小調(diào)得合適，已經(jīng)看不出像素結(jié)構(gòu)。

DLP的“彩虹效應(yīng)”

簡(jiǎn)而言之，此種視覺(jué)現(xiàn)象可以被簡(jiǎn)單地理解為可感知的紅綠藍(lán)三色閃光留下的“影子”，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生的場(chǎng)合大多為明亮(白色)的物體出現(xiàn)在幾乎全暗(黑色)的背景上，例如大多數(shù)影片(《不可逆轉(zhuǎn)》即為特例)的結(jié)尾制作人員名單滾動(dòng)字幕中。彩虹現(xiàn)象對(duì)于有些人來(lái)說(shuō)，他們是一直可以看到的，而有些人就很少能看到，除非他們把自己的頭沿著畫(huà)面進(jìn)行快速轉(zhuǎn)動(dòng)。甚至還有一些人從來(lái)都沒(méi)有感受到彩虹現(xiàn)象。其實(shí)，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，來(lái)自于閃爍融合閾限概念(flicker fusion threshold，一種視覺(jué)心理學(xué)"psychophysics of vision"概念)。

上圖顯示的是,在長(zhǎng)時(shí)間曝光條件下，一個(gè)白色圓圈在沿水平位置上移動(dòng)的攝像機(jī)中的圖像?？雌饋?lái)白色光很明顯地分成了彩色分量。彩虹現(xiàn)象就是在類似情形下被肉眼所觀察到的。右圖的多個(gè)圓圈表示了在視頻中每一個(gè)單楨畫(huà)面的情況，與彩虹現(xiàn)象并無(wú)直接關(guān)系。

“彩虹效應(yīng)”是單片DLP投影儀所特有的現(xiàn)象。如前所述，因?yàn)閱纹珼LP投影儀使用一個(gè)色輪來(lái)控制顏色，那么在任一特定時(shí)刻，屏幕上出現(xiàn)的其實(shí)只有一種顏色。如果人的目光在投影屏幕前快速晃動(dòng)，那么合成畫(huà)面的組合顏色(任一個(gè)特定時(shí)刻的紅綠藍(lán)三種顏色的畫(huà)面)將會(huì)是對(duì)肉眼可見(jiàn)的。單片DLP投影儀的生產(chǎn)商使用更快的色輪轉(zhuǎn)速，以及更多的色輪顏色段數(shù)來(lái)消除這一先天缺陷，這就是我們現(xiàn)在在市場(chǎng)上所看到的2倍速、3倍速或者4倍速色輪了。例如，一個(gè)六段色輪(紅綠藍(lán)紅綠藍(lán))以2倍速的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，那么其帶來(lái)的結(jié)果將是4倍速色輪。另外一種方法是將分段色輪變?yōu)榘⒒椎侣菪?，這樣的色輪是使顏色在屏幕的上下移動(dòng)。普通的分段式色輪在顏色與顏色的轉(zhuǎn)換之間會(huì)有一個(gè)短暫的暫停，這就意味著如果色輪的顏色段數(shù)越多投影圖像就會(huì)越暗一些(反之段數(shù)越少圖像越明亮)。使用了螺旋色輪，微鏡器件就會(huì)在同一時(shí)刻在屏幕上投射出不止一種顏色，每一種顏色都隨著色輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下移動(dòng)。

關(guān)鍵詞： DLP