走进奇妙投影世界——DLP投影新技术
整机外设
投影仪一直只是一些行业用户的专有选择。不过随着投影技术的发展和市场进步，现在投影仪已经开始进入家庭了。许多厂家都推出了万元左右的家用投影仪，可以方便地让用户搭建自己的家庭影院。而投影技术也从早期的CRT显示技术过渡到了现有的LCD、DLP显示技术。
初识DLP投影技术
DLP投影技术是由德州仪器公司研发的一套全数字化显示解决方案。DLP技术的核心是DMD (数字微镜器件)。这是一个手指甲大小的半导体器件。DMD 器件由一百三十万个精微镜面组成，起着光开关的作用。每一个镜面都能前后翻动(开启或关闭)，每秒可达五千来次。输入的影像或图形信号被转换成数字代码，即由 0 和 1 组成的二进制数据。这些代码再被用来推动 DMD 镜面。当 DMD 座板、投影灯、色轮和投影镜头协同工作时，这些翻动的镜面就能够一同将图像反射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。
在DMD上有一百三十万个微镜面，如图：
这些就是微镜面，如图：
DLP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。成千上万个微小的方形16um×16um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。每一个镜片可以通断一个像素的光。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。图像信息的每一个像素按照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，如果图像分辨率是640×480像素，器件中央的640×480矩阵镜片采取动作。这一区域外的其他镜片将简单地置于“关”的位置。
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。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的技术被称为脉冲宽度调制(PWM)。镜片可以在一秒内开关1000多次，在这一点上，DLP成为一个简单的光学系统。通过聚光透镜以及颜色滤波系统后，来自投影灯的光线被直接照射在DMD上。当镜片在开的位置上时，它们通过投影透镜将光反射到屏幕上形成一个数字的方形像素投影图像。
DLP技术的优点
DLP技术是全数字底层结构，具有最少的信号噪音。DLP技术比LCD液晶显示技术更有效率，因为它以反射式DMD为基础，不需要偏振光，它有超过60%的光效率。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。DMD上的小方镜面积为16um2，每个间隔1um，能够给出大于90%的填充。而且整个阵列保持了像素尺寸及间隔的均匀性，并且不依赖于分辨率。越高的DMD填充因子提供越高的可见分辨率，这样加上逐行扫描，创造出比普通投影仪更加真实自然的投影图像。
DLP系统分类
1.单片DLP系统
在一个单DMD投影系统中，需要用一个色轮来产生全彩色投影图像。色轮由红、绿、蓝滤波系统组成，它以60Hz的频率转动。在这种结构中，DLP工作在顺序颜色模式。 输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上，通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。色轮和视频图像是顺序进行的，所以当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。通过投影透镜，在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。
2.双片DLP系统
这种系统利用了金属卤化物灯红光缺乏的特点。色轮不用红、绿、蓝滤光片，取而代之使用两个辅助颜色，品红和黄色。色轮的品红片段允许红光和蓝光通过，同时黄色片段可通过红色和绿色。结果是红光在所有时间内都通过，蓝色和绿色在品红-黄色色轮交替旋转中每种光实质上占用一半时间。一旦通过色轮，光线直接射到双色分光棱镜系统上。连续的红光被分离出来而射到专门用来处理红光和红色视频信号的DMD上，顺序的蓝色与绿色光投射到另一个DMD上，专门处理交替颜色，这一DMD由绿色和蓝色视频信号驱动。
DMD的镜面每秒要开关数千次，如图：
光线正通过DMD上的镜片，如图：
单DMD和单色轮的DLP系统，如图：
3.三片DLP系统
另外一种方法是将白光通过棱镜系统分成三原色。这种方法使用三个DMD，一个DMD对应于一种原色。应用三片DLP投影系统的主要原因是为了增加亮度。通过三片DMD，来自每一原色的光可直接连续地投射到它自己的DMD上。结果更多的光线到达屏幕，给出一个更亮的投影图像。这种高效的三片投影系统被用在超大屏幕和高亮度应用领域。
DLP在市场的影响力
如今，更多的厂商将目光锁在了家庭影院和背投电视上，面对这些应用，3段和4段色轮就显得力不从心，而且3段和4段色轮在播放视频时所常见的“彩虹”现象也使其难以被注重娱乐性的用户所接受。现在，配合DLP的6段色轮方案已经开始被采用，这种方案相对以往的3段和4段方案更注重提高画面质量与色彩，是一种新型的应用。所谓6段色轮，就是RGBRGB共6段颜色组成的色轮，能够较好地体现色彩效果，所以是针对消费者投影设备的理想方案。新型的六色倍速色轮，有效地减少了运动图像边缘的彩虹效应，使图像的色彩更丰富、更艳丽。
DLP投影技术的关键是DMD器件，为了提高集光效率和DMD的良率，德仪公司首先将每一个微小镜片(Micro mirror)的尺寸从2年前的17um减小到15um，DMD的晶片缩小后，良率也随之增加。同时制程中镜片的旋转轴的尺寸也减小，以提高收光效能。目前最大的突破是镜片的旋转角度从10度增加到12度，DLP光机引擎的效率已经可与LCD投影仪媲美了。在DLP应用方面，与LCD投影技术相比，DLP投影的最大优势在于有高解析度与高亮度等优点，图像更加清晰锐利，黑色和白色更纯正，灰度层次更加丰富，更具有体积小和重量轻的优势。其应用正逐渐朝向大型投影仪及电影放映机(Digital Cinema)等高档机种以及2kg(或低于2kg)超小型等两极化方向发展。特别是在大型会场投影放映中，仍是DLP投影仪一枝独秀。