数字光处理(Digital Light 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26和图27所示。

blob.png

blob.png

      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4K DLP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4K DLP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。