详解DLP的工作过程

详解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，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CMOS RAM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。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。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。

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。

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。

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。

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。

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。