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什么是数字光处理技术?何为DLP?

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发表于 2018-9-12 16:29:39 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
DLP是DigitalLightProcession的缩写,即为数字光处理,也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理,然后再把光投影出来。它是基于TI(美国德州仪器)公司开发的数字微镜元件——DMD(DigitalMicromirrorDevice)来完成可视数字信息显示的技术。说得具体点,就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片(DMD)来作为主要关键处理元件以实现数字光学处理过程。
DLP工作原理介绍
其原理是将通过UHP灯泡发射出的冷光源通过冷凝透镜,通过Rod(光棒)将光均匀化,经过处理后的光通过一个色轮(ColorWheel),将光分成RGB三色(或者RGBW等更多色),现在也有一些厂家利用BSV液晶拼接技术镜片过滤光线传导,再将色彩由透镜投射在DMD芯片上,最后反射经过投影镜头在投影屏幕上成像。
光源通过色轮后折射在DMD芯片上,DMD芯片在接受到控制板的控制信号后将光线发射到投影屏幕上。DMD芯片外观看起来只是一小片镜子,被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内,事实上,这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的。以XGA解析度的DMD芯片为例,在宽1cm,长1.4cm的面积里有1024×768=786432个微镜单元,每一个微镜代表一个像素,图像就由这些像素所构成。由于像素与芯片本身都相当微小,因此业界也称这些采用微型显示装置的产品为微显示器。
DLP基本起源概况
1991年,30万像素的液晶投影机已经被推出了,1996年液晶投影已经迅速发展到VGA甚至SVGA数据投影和家庭影院投影的阶段了,但是因为技术瓶颈,亮度与对比度都很难突破。在这样的背景下,DLP投影技术走上历史的舞台顺理成章。
DLP的技术核心是DMD芯片,是由美国LarryHornback博士于1977年发明的。最开始,主要是为了开发印刷技术的成像机制,先以模拟技术开发微型机械控制,1981年才改用数字式的控制技术,正式命名为DigitalMicro-mirrorDevices,并开始分成印刷技术与数字成像两个方向来研发。到了1991年德州仪器决定将数字成像的开发独立成一个事业部,并于1996年开发出第一个数字图像产品,1997年正式终止印刷技术的研发,全力进行数字图像的研发。
DLP成像优势显著
DMD可以提供1670万种颜色和256段灰度层次,从而确保DLP投影机可投影的活动影像画面色彩艳丽的细腻、自然逼真。
DMD最多可内置2048×1152阵列,每个元件约可产生230万个镜面,这种DMD已有能力制成真正的高清晰度电视。
1.抹去图象中的缺陷
DMD微镜器件非凡的快速开关速度与双脉冲宽度调制的一种精确的图像颜色和灰度复制技术相结合,使图像可以随着窗口的刷新而更加清晰,通过增强对比度,描绘边界线以及分离单个颜色而将图像中的缺陷抹去。
2.避免“纱门”效应
在许多LCD投影图像中,我们会看到当一个图像尺寸增加时,LCD图像中的缝隙将变得更大,而在DLP投影机中则不会出现这样的情况,DMD镜面的大小和形状决定了这一切。每个镜片90%的面积动态地反射光线以生成一个投影图像,由于一个镜头与另一个镜头之间是如此的接近,所以图像看起来没有缝隙。DMD镜片体积微小,每一侧边的长度为16微米,相邻镜头之间的缝隙小于1微米。镜头是方形的,所以每一个镜片显示的内容要比实际图像更多。再加上当分辨率增加时大小及间距仍保持一致,因此无论分辨率如何变化,图像始终能够保持很高的清晰度。
3.与光亮并存
许多观众经常会希望在观看投影时保持亮度或打开窗帘,与传统投影机相比,DLP投影机将更多的光线打到屏幕上,这也有赖于DLP本身的技术特点。DMD的强反射表面通过消除光路上的障碍以及将更多的光线反射到屏幕上,而最大化地利用了投影机的光源。DLP技术依据图像的内容对图像进行反射,DLP的光源有两种工作方式,或者通过一个透镜打到屏幕上,或者直接进入一个吸光器。更为有利的是,基于DLP技术的投影机的亮度是随着分辨率的增加而增加的。在如XGA和SXGA等更高分辨率的情况下,DMD提供更多的反射面积,如此一来就可以更为有效地利用灯光的亮度。
4.图象更加逼真自然
DLP不仅仅是简单地投影图像,它还对它们进行了复制。在它的处理过程中,首先将源图像数字化为8到10位每色的灰度图像。然后,这些二进制图像输入进DMD,在那里它们与来自光源并经过仔细过滤的彩色光相结合。这些图像离开DMD后就成像到屏幕上,保持了源图像所有的光亮和微妙之处。DLP独一无二的色彩过滤过程控制了投影图像的色彩纯度,此技术的数字化控制支持无限次的色彩复制,并确保了原始图像栩栩如生地再现。随着其它显示技术及摄影技术的出现,DLP使得那些无生命的图像拥有了逼真的色彩。数字色彩的再现保证了图像与真实物质的还原性,而且没有发亮的斑点或其它投影机典型的冲失现象。
5.可靠性高
DMD不仅通过了所有的标准半导体资格测试,系统制造非常严格,需要经过一连串的测试,所有元件均经过挑选证实可靠才能用作制造数码电子部分驱动DMD,而且还证明了在模拟操作环境中,它的生命期超过10万个小时。测试证明,DMD可以进行超过1700万亿次循环无故障运行,这相当于投影机的实际使用时间超过1995年。其它测试结果显示,DMD在超过11万个电力周期和11000个温度周期下无故障,以确保在需求较大的应用领域中提供30年以上的可靠运行期。
6.更便利的可移动性
根据一般应用需求来看,一个单片DMD就可以实现大小、重量和亮度的统一,目前,大部分的家用或商用DLP投影机都采用了单片结构,而更高级的三片结构一般只应用在数字影院或高端领域,因此,用户可以得到一个更小、更亮、更易于携带而且足以提供出色图像质量的系统DLP技术是全数字底层结构,具有最少的信号噪音。
DLP技术应用
DLP技术是一种独创的、采用光学半导体产生数字式多光源显示的解决方案。它是可靠性极高的全数字显示技术,能在各类产品(如大屏幕数字电视、公司/家庭/专业会议投影机和数码相机(DLPCinema))中提供最佳图像效果。同时,这一解决方案也是被全球众多电子企业所采用的完全成熟的独立技术。自1996年以来,已向超过75家的制造商供货500多万套系统。
DLP技术已被广泛用于满足各种追求视觉图像优异质量的需求。它还是市场上的多功能显示技术。它是唯一能够同时支持世界上最小的投影机(低于2-lbs)和最大的电影屏幕(高达75英尺)的显示技术。这一技术能够使图像达到极高的保真度,给出清晰、明亮、色彩逼真的画面。
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