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全面分析:投影机DLP技术的性能指标
2005年1月26日 17:33  来源:IT世界

    数字光学处理(DLP)是投影和显示信息的一个革命性的新方法。基于Texas仪器公司开发的数字微反射镜器件(DMD),DLP完成了显示数字可视信息的最终环节。数字光学处理(DLP)技术在消费者、商业和投影显示工业的专业领域方面被作为子系统或“发动机”提供给市场主管。正如CD在音频领域的革命一样,DLP将在视频投影方面带来革命。 

    DLP有三个超过现有投影技术的关键优势。DLP固有的数字性质能使噪声消失,获得具有数字灰度等级的精细的图像质量以及颜色再现。它的数字性质也把DLP置于数字视频底层结构的最后环节。DLP比与此竞争的透射式液晶显示(LCD)技术更有效,因为它以反射式DMD为基础,不需要偏振光。最后,封闭间隔的微反射镜使视频图像投影成具有更高可见分辨率的无缝隙图像。对于影视投影显示、计算机幻灯展示或全球范围内多人通过交互技术进行合作方面,DLP是现在和未来在数字可视通信方面的唯一选择。 

数字光学处理:如何工作 

  正如中央处理单元(CPU)是计算机的核心一样,DMD是DLP的基础。单片、双片以及多片DLP系统被设计出来以满足不同市场的需要(附录A)。一个DLP为基础的投影系统包括内存及信号处理功能来支持全数字方法。DLP投影机的其它元素包括一个光源、一个颜色滤波系统、一个冷却系统、照明及投影光学元件。 

  一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关。成千上万个微小的方形16x16um镜片,被建造在静态随机存取内存(SRAM)上方的铰链结构上而组成DMD(图1)。每一个镜片可以通断一个象素的光。铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜,+10度为“开”。-10度为“关”,当镜片不工作时,它们处于0度“停泊”状态(附录B)。 

  根据应用的需要,一个DLP系统可以接收数字或模拟信号。模拟信号可在DLP的或原设备生产厂家(OEM’s)的前端处理中转换为数字信号,任何隔行视频信号通过内插处理被转换成一个全图形帧视频信号。从此,信号通过DLP视频处理变成先进的红、绿、蓝(RGB)数据,先进的RGB数据然后格式化为全部二进制数据的平面。 

  一旦视频或图形信号在一种数字格式下,就被送入DMD。信息的每一个象素按照1:1的比例被直接映射在它自己的镜片上,提供精确的数字控制,如果信号是640x480象素,器件中央的640x480镜片采取动作。这一区域处的其它镜片将简单的被置于“关”的位置。 

    因为DMD是一种反射器件,它有超过60%的光效率,使得DLP系统比LCD投影显示更有效率。这一效率是反射率、填充因子、衍射效率和实际镜片“开”时间产生的结果。LCD依赖于偏振,所以其中一个偏振光没有用。这意味着50%的灯光甚至从来不进入LCD,因为这些光被偏振片滤掉了。剩下的光被LCD单元中的晶体管、门、以及信号源的线所阻挡。除了这些光损失外,液晶材料本身吸收了一部分光,结果是只有一少部分入射光透过LCD面板照到屏幕上。最近,LCD在光学孔径和光传输上有经验上的进展,但它的性能仍然有局限,因为它们依赖于偏振光。

无缝图像优势

    DMD上的小方镜面积为16um平方,每个间隔1um,给出大于90%的填充因子。换言之,90%的象素/镜片面积可以有效地反射光而形成投影图像。整个阵列保持了象素尺寸及间隔的均匀性,并且不依赖于分辨率。LCD最好也只有70%的填充因子。越高的DMD填充因子给予出越高的可见分辨率,这样,加上逐行扫描,创造出比普通投影机更加真实自然的活生生的投影图像(图5,6a和6b)。

    主导的视频图形适配器(VGA)LCD投影机用来投影图5的鹦鹉照片。在图6a中,可以很容易看到LCD投影机中常见的象素点、屏幕门效应。同样这副鹦鹉的照片用DLP投影机投影成像,如图6b所示。由于DLP的高填充因子,屏幕门效应不见了,我们所看到的是由信息的方形象素形成的数字化投影图像。尽管,如证明过的一样,两个投影机投影的图像分辨率是相同的,通过DLP人眼可以看到更多的可视信息、察觉到更高的分辨率。如照片表明的一样,DLP提供令人喜爱的更加优质的画面。

 
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