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1数字光处理（DLP）

数字光处理（DigitalLight Processing）简称DLP。

数字光处理（DLP）是美国德州仪器（TI, Texas Instruments）公司于1987年发明的一项数字信息显示技术，是视频投影显示领域的一项重要发明。德州仪器（TI）公司是DLP技术的专利拥有者。

DLP系统由DMD（Digital Micromirror Device, 数字微镜器件）芯片、光源、颜色滤波系统、冷却系统、信号处理系统、照明及投影光学元件等组成，其中DMD芯片是其核心部分。DLP技术的基本原理如下：光线直接投射至DMD芯片上的数百万个微小的反射镜上（微镜与像素一一对应），利用数字图像信号控制微镜的高速偏转角度，以微镜对光信号的反射动作形成光开关，并按照开关状态所占比例形成灰度图像，光线再经分色、合成过程从而产生色彩鲜艳的图像。DMD芯片的微镜数量决定了DLP数字投影机的物理分辨率。

DLP技术由于其在内部光路处理上采用直接发射光，光线未经过滤，因而损失极少，它具有亮度高、图像清晰、色彩鲜艳、高效率、画面均匀、工作稳定、寿命长和易于维护等优良特性，可提供高品质的显示图像，目前已广泛应用于制造数字投影机、数字电影放映机和大屏幕数字高清显示器件。

DLP投影系统的结构有单片式、双片式和三片式三种，即分别采用1个、2个和3个DMD芯片。其中，单片式和三片式DLP投影系统应用最为普遍，其原理图分别如图1和图2所示。

图1  单片式DLP投影系统原理图

图2  三片式DLP投影系统原理图

目前市场上常见的低端应用产品均采用单片式结构。单片式DLP投影系统需要在光源和DMD芯片之间插入一个由红、绿、蓝三基色彩色滤光片组成的色轮，色轮工作时以60Hz频率转动，每秒提供160个色场，当色轮旋转时，红、绿、蓝光按照时间顺序照射在DMD上，依照每个色场中的色彩位置及亮度，DMD芯片上的微镜做相应调整，最后人眼将顺序呈现的颜色叠加在一起，即可看到一幅全彩色图像。

单片式DLP投影机的色彩效果略逊于三片式LCD投影机，但因具有较高的性价比而广受欢迎，且最新的单片式DLP投影机已将色轮的色彩种类由红、绿、蓝三种增为红、绿、蓝、黄、品红、青六种，色轮转动频率也提高了2倍，一定程度上弥补了其色彩效果的不足。影院系统和高性能产品则普遍采用三片式结构。三片式DLP投影系统将白光通过棱镜系统分成红、绿、蓝三原色，使用三个DMD芯片，每个DMD芯片对应一种原色。采用三片式DLP投影系统的主要原因是提高亮度和丰富色彩。

基于DLP技术的数字电影放映机经历了从三芯片SXGA(1280×1024) DMD到三芯片2K(2048×1080) DMD的发展历程。TI公司目前在全球范围内将基于三片2K DMD黑芯片的DLP技术授权给Christie（科视）、Barco（巴可）和NEC三家公司，用于生产制造数字电影放映机。

迄今，2K DLP数字电影放映机已经在全球的数字影院中得到了广泛应用。我国中档数字电影放映系统和流动数字电影放映系统分别采用DLP三芯片和DLP单芯片数字放映机。

随着技术和工艺进步，4K(4096×2160) DLP技术的研发已经取得重大成效。2009年6月，TI公司正式对外宣布其下一代基于4K技术的DLP Cinema数字电影显示芯片已经研制成功，从而为4KDLP数字电影放映机的诞生奠定了基础，这在数字电影的发展历程中具有重要的里程碑意义。

关于技术应用，TI已授权Christie、Barco和NEC将其4K DLP Cinema数字电影显示芯片应用于制造4KDLP数字电影放映机，4K DLP数字电影放映机计划在2010年正式推出。

2数字微镜器件（DMD）

数字微镜器件（Digital Micromirror Device）简称DMD。

数字微镜器件（DMD）是数字光处理（DLP）技术的基础，是DLP系统的核心成像器件。德州仪器（TI）公司作为DLP技术的专利拥有者，是目前世界上唯一的DMD芯片制造公司。

在DMD芯片上有数百万个可偏转的正方形铝合金微小镜片（俗称微镜），它们按行列紧密排列在一起，贴在一块CMOS硅基板上，每个微镜对应银幕画面的一个像素，可以通过机电方式控制这些微镜小幅度地摆动，由此来控制画面像素的明暗以及色彩的变化。

DMD芯片属于反射式器件，光源灯泡位于DMD芯片斜前方，光线直接照射到DMD芯片上。当微镜呈+10º或+12º时，处于开状态，从光源灯泡传来的光线被微镜直接反射出去，这时银幕上的对应像素达到最亮；当微镜呈－10º或－12º时，处于关状态，光线就会被反射到DLP器件内部的热吸收器上，这时银幕上的对应像素就会变黑；当微镜呈0º时，则处于停止工作状态。微镜在响应接收到的数据信号时每秒钟可实现5000次的开关切换。由于像素的显示依靠DMD芯片上的微镜来控制，因此称为数字微镜技术。

目前在2K DLP数字电影放映机中所使用的DMD芯片，通常具有0.98英寸和1.2英寸两种规格。

转载来源于电科动态公众号