DLP-технология

Первый цифровой проекционный блок, запатентованный под торговой маркой DLP (Digital Light Processing), фирма Texas Instruments представила весной 1996 года. Его основу составля­ет микрозеркальный чип DMD (Digital Micromirror Device), вы­полняющий функцию модулятора света. Микрозеркала разме­ром не более 16x16 мкм, количество которых зависит от раз­решения проектора, крепятся на подложке DMD с помощью механических подпружиненных подвесов, позволяющих им поворачиваться и занимать крайние положения, соответству­ющие попаданию отражаемого ими света в проекционный объектив, или нет. Каждый пиксель содержит управляющий и пару адресных входов (рис.18).

 

Рис. 18.

Рис. 16

Комбинация управляющего и адресного

напряжений отклоняет зеркало к од ному

из крайних положений, соответствующих состояниям «включено» и «вы­ключено». Время оптического переключения состояний микро­зеркал не превышает 2 мкс, а управление их положением осу­ществляется широтно- импульсной модуляцией (ШИМ).

Главное преимущество по сравнению с формирователями иного типа заключается в высокой световой эффективности, обусловленной двумя факторами: более эффективным использованием рабочей поверхности формирователя (коэффициент использования - до 90%) и меньшим поглощением световой энергии работающими «на отражение» микрозеркалами, которые к тому же не требуют применения поляризаторов. В силу этих причин, а также относительно простого решения проблемы отвода, тепла, DLP-технология позволяет создавать как мощные проекционные аппараты с большим световым потоком (в настоящее время достигнут уровень 18000 ANSI-лм), так и сверхминиатюрные проекторы (ультрапортативные) для мобильных пользователей. Именно в этих классах продуктов DLP-технология сегодня доминирует.

Современные DLP-проекторы строятся по схеме с одним, двумя и тремя DMD-кристаллами. Как и LCD-аппараты, они характеризуются собственным оптическим разрешением, определяемым числом микрозеркал в DMD-матрице, и наилучшим образом приспособлены для воспроизведения графической и видеоинформации, хранящейся в цифровом формате (компьютерные файлы, записи на DVD-дисках). Используемый в них принцип формирования полутонов (а также полноцветного изображения в устройствах с одной DMD-матрицей) основывается на свойстве человеческого глаза усреднять визуальную информацию за короткий промежуток времени и требует применения сложных алгоритмов пересчета входных данных в управляющие микрозеркалами ШИМ-последовательности (сигналы с широтно-импульсной модуляцией). Качество алгоритмов во многом определяет достигаемую точность цветопередачи.

Таким образом, принципиальной особенностью любого DMD-кристалла является наличие в его структуре подвижных механических элементов. В DLP-проекторах DMD-кристалл выполняет функции формирователя изображения. В зависимости от положения микрозеркала отраженный им световой поток направляется либо в объектив (на экране формируется светлое пятно), либо в светопоглотитель (соответствующий участок экрана остается затемненным).

Для воспроизведения полутонов применяется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигналов, управляющих переключением зеркал. Чем больше времени в течение усредняемого глазом интервала в 1/60 секунды микрозеркало проводит в состоянии «включено», тем ярче пиксел на экране.