DLP是“DigitalLight Procession”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(德州仪器)公司开发的数字微镜元件——DMD(Digital Micromurror Device)来完成显示数字可视信息的技术。说得具体点,就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片(DMD)来作为主要关键元件以实现数字光学处理过程。其原理是将灯光发射出的光源通过冷凝透镜,将光均匀化,然后通过一个色轮(ColorWheel),将光分成RGB三色(或者更多色),再将色彩由透镜投射在DND上,最后经过投影镜头投影成像。
成像原理
DMD芯片外观看起来只是一小片镜子,被封装在金属与玻璃内部,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。
起源
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。
⒈DLP的工作过程
DMD器件是DLP的基础,一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关,50~130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上。一片微镜片表示一个象素,变换速率为1000次/秒,或更快。每一镜片的尺寸为14μm×14μm(或16μm×16μm),为便于调节其方向与角度,在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于来自CMOSRAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时,静电会激活地址电极、镜片和轭板(YOKE)以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号,镜片倾斜10°,从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”,并随来自SRAM的数字信号而倾斜+10°;如显微镜片处于非投影状态,则被示为“关”,并倾斜-10°。与此同时,“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上;而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器吸收。简而言之,DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光,同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影,而其光照方向则是借助静电作用,通过控制微镜片角度来实现的。
通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行寻址,DMD阵列上的每个镜片以静电方式倾斜为开或关状态。