投影显示领域的现代工艺规范——数字光学处理（DLP）技术介绍

数字光学处理（DLP™）是投影和显示信息的一个革命性的新方法。基于Texas仪器公司开发的数字微反射镜器件（DMD™），DLP完成了显示数字可视信息的最终环节。数字光学处理（DLP™）技术在消费者、商业和投影显示工业的专业领域方面被作为子系统或“发动机”提供给市场主管。正如CD在音频领域的革命一样，DLP将在视频投影方面带来革命。

DLP有三个超过现有投影技术的关键优势。DLP固有的数字性质能使噪声消失，获得具有数字灰度等级的精细的图像质量以及颜色再现。它的数字性质也把DLP置于数字视频底层结构的最后环节。DLP比与此竞争的透射式液晶显示（LCD）技术更有效，因为它以反射式DMD为基础，不需要偏振光。最后，封闭间隔的微反射镜使视频图像投影成具有更高可见分辨率的无缝隙图像。对于影视投影显示、计算机幻灯展示或全球范围内多人通过交互技术进行合作方面，DLP是现在和未来在数字可视通信方面的唯一选择。

数字光学处理：如何工作

正如中央处理单元（CPU）是计算机的核心一样，DMD是DLP的基础。单片、双片以及多片DLP系统被设计出来以满足不同市场的需要（附录A）。一个DLP为基础的投影系统包括内存及信号处理功能来支持全数字方法。DLP投影机的其它元素包括一个光源、一个颜色滤波系统、一个冷却系统、照明及投影光学元件。

一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关。成千上万个微小的方形16x16um镜片，被建造在静态随机存取内存（SRAM）上方的铰链结构上而组成DMD（图1）。每一个镜片可以通断一个象素的光。铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜，+10度为“开”。-10度为“关”，当镜片不工作时，它们处于0度“停泊”状态（附录B）。

根据应用的需要，一个DLP系统可以接收数字或模拟信号。模拟信号可在DLP的或原设备生产厂家（OEM’s）的前端处理中转换为数字信号，任何隔行视频信号通过内插处理被转换成一个全图形帧视频信号。从此，信号通过DLP视频处理变成先进的红、绿、蓝（RGB）数据，先进的RGB数据然后格式化为全部二进制数据的平面。

一旦视频或图形信号在一种数字格式下，就被送入DMD。信息的每一个象素按照1：1的比例被直接映射在它自己的镜片上，提供精确的数字控制，如果信号是640x480象素，器件中央的640x480镜片采取动作。这一区域处的其它镜片将简单的被置于“关”的位置。

图1：一个848x600数字微镜器件。器件中部反射部分包括508，800个细小的、可倾斜的镜片。一个玻璃窗口密封和保护镜片。DMD显示为实际尺寸。

通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行电子化寻址，DMD阵列上的每个镜片被以静电方式倾斜为开或关态。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的技术被称为脉冲宽度调制（PWM）。镜片可以在一秒内开关1000多次，这一相当快的速度允许数字灰度等级和颜色再现。

在这一点上，DLP成为一个简单的光学系统。通过聚光透镜以及颜色滤波系统后，来自投影灯的光线被直接照射在DMD上。当镜片在开的位置上时，它们通过投影透镜将光反射到屏幕上形成一个数字的方型象素投影图像（图2）。

图2：三个镜片有效地反射光线来投影一个数字形象。