投影顯示領(lǐng)域的現代工藝規范——數字光學(xué)處理（DLP）技術(shù)介紹

數字光學(xué)處理（DLP™）是投影和顯示信息的一個(gè)革命性的新方法?；赥exas儀器公司開(kāi)發(fā)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(huán)節。數字光學(xué)處理（DLP™）技術(shù)在消費者、商業(yè)和投影顯示工業(yè)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域方面被作為子系統或“發(fā)動(dòng)機”提供給市場(chǎng)主管。正如CD在音頻領(lǐng)域的革命一樣，DLP將在視頻投影方面帶來(lái)革命。

DLP有三個(gè)超過(guò)現有投影技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢。DLP固有的數字性質(zhì)能使噪聲消失，獲得具有數字灰度等級的精細的圖像質(zhì)量以及顏色再現。它的數字性質(zhì)也把DLP置于數字視頻底層結構的最后環(huán)節。DLP比與此競爭的透射式液晶顯示（LCD）技術(shù)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(jiàn)分辨率的無(wú)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(guò)交互技術(shù)進(jìn)行合作方面，DLP是現在和未來(lái)在數字可視通信方面的唯一選擇。

數字光學(xué)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(lái)以滿(mǎn)足不同市場(chǎng)的需要（附錄A）。一個(gè)DLP為基礎的投影系統包括內存及信號處理功能來(lái)支持全數字方法。DLP投影機的其它元素包括一個(gè)光源、一個(gè)顏色濾波系統、一個(gè)冷卻系統、照明及投影光學(xué)元件。

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

根據應用的需要，一個(gè)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(chǎn)廠(chǎng)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(guò)內插處理被轉換成一個(gè)全圖形幀視頻信號。從此，信號通過(guò)DLP視頻處理變成先進(jìn)的紅、綠、藍（RGB）數據，先進(jìn)的RGB數據然后格式化為全部二進(jìn)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(gè)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(dòng)作。這一區域處的其它鏡片將簡(jiǎn)單的被置于“關(guān)”的位置。

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

通過(guò)對每一個(gè)鏡片下的存儲單元以二進(jìn)制平面信號進(jìn)行電子化尋址，DMD陣列上的每個(gè)鏡片被以靜電方式傾斜為開(kāi)或關(guān)態(tài)。決定每個(gè)鏡片傾斜在哪個(gè)方向上為多長(cháng)時(shí)間的技術(shù)被稱(chēng)為脈沖寬度調制（PWM）。鏡片可以在一秒內開(kāi)關(guān)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(diǎn)上，DLP成為一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)系統。通過(guò)聚光透鏡以及顏色濾波系統后，來(lái)自投影燈的光線(xiàn)被直接照射在DMD上。當鏡片在開(kāi)的位置上時(shí)，它們通過(guò)投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個(gè)數字的方型象素投影圖像（圖2）。

圖2：三個(gè)鏡片有效地反射光線(xiàn)來(lái)投影一個(gè)數字形象。