投影顯示領域的現代工藝規范——數字光學處理（DLP）技術介紹

數字光學處理（DLP™）是投影和顯示信息的一個革命性的新方法?；赥exas儀器公司開發的數字微反射鏡器件（DMD™），DLP完成了顯示數字可視信息的最終環節。數字光學處理（DLP™）技術在消費者、商業和投影顯示工業的專業領域方面被作為子系統或“發動機”提供給市場主管。正如CD在音頻領域的革命一樣，DLP將在視頻投影方面帶來革命。

DLP有三個超過現有投影技術的關鍵優勢。DLP固有的數字性質能使噪聲消失，獲得具有數字灰度等級的精細的圖像質量以及顏色再現。它的數字性質也把DLP置于數字視頻底層結構的最后環節。DLP比與此競爭的透射式液晶顯示（LCD）技術更有效，因為它以反射式DMD為基礎，不需要偏振光。最后，封閉間隔的微反射鏡使視頻圖像投影成具有更高可見分辨率的無縫隙圖像。對于影視投影顯示、計算機幻燈展示或全球范圍內多人通過交互技術進行合作方面，DLP是現在和未來在數字可視通信方面的唯一選擇。

數字光學處理：如何工作

正如中央處理單元（CPU）是計算機的核心一樣，DMD是DLP的基礎。單片、雙片以及多片DLP系統被設計出來以滿足不同市場的需要（附錄A）。一個DLP為基礎的投影系統包括內存及信號處理功能來支持全數字方法。DLP投影機的其它元素包括一個光源、一個顏色濾波系統、一個冷卻系統、照明及投影光學元件。

一個DMD可被簡單描述成為一個半導體光開關。成千上萬個微小的方形16x16um鏡片，被建造在靜態隨機存取內存（SRAM）上方的鉸鏈結構上而組成DMD（圖1）。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結構允許鏡片在兩個狀態之間傾斜，+10度為“開”。-10度為“關”，當鏡片不工作時，它們處于0度“停泊”狀態（附錄B）。

根據應用的需要，一個DLP系統可以接收數字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設備生產廠家（OEM’s）的前端處理中轉換為數字信號，任何隔行視頻信號通過內插處理被轉換成一個全圖形幀視頻信號。從此，信號通過DLP視頻處理變成先進的紅、綠、藍（RGB）數據，先進的RGB數據然后格式化為全部二進制數據的平面。

一旦視頻或圖形信號在一種數字格式下，就被送入DMD。信息的每一個象素按照1：1的比例被直接映射在它自己的鏡片上，提供精確的數字控制，如果信號是640x480象素，器件中央的640x480鏡片采取動作。這一區域處的其它鏡片將簡單的被置于“關”的位置。

圖1：一個848x600數字微鏡器件。器件中部反射部分包括508，800個細小的、可傾斜的鏡片。一個玻璃窗口密封和保護鏡片。DMD顯示為實際尺寸。

通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進制平面信號進行電子化尋址，DMD陣列上的每個鏡片被以靜電方式傾斜為開或關態。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時間的技術被稱為脈沖寬度調制（PWM）。鏡片可以在一秒內開關1000多次，這一相當快的速度允許數字灰度等級和顏色再現。

在這一點上，DLP成為一個簡單的光學系統。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統后，來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當鏡片在開的位置上時，它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數字的方型象素投影圖像（圖2）。

圖2：三個鏡片有效地反射光線來投影一個數字形象。