DLP-projektion ( eng. Digital Light Processing , lit. - "digital light processing") är en mikroelektromekanisk ljusventilsteknik för utmatning av visuell information . Används ofta i projektionssystem som videoprojektorer , digitala bioprojektorer och projektions-tv-apparater . Utvecklad 1987 av Texas Instruments ingenjör Larry Hornbeck ( eng. Larry Hornbeck ) [1]. Den första fungerande DLP-projektorn introducerades för allmänheten bara tio år senare av Digital Projection Ltd. 1998 fick båda företagen som var involverade i skapandet av tekniken en Emmy Award för teknisk prestation.
Det huvudsakliga medlet för DLP-projektion är ett mikroelektromekaniskt system ( MEMS ), som skapar en bild med mikroskopiska speglar arrangerade i en matris på ett halvledarchip, som kallas en "digital micromirror device" ( engelsk Digital Micromirror Device , DMD ). Varje sådan spegel består av en aluminiumlegering och motsvarar en pixel av den skapade bilden. Mikrospeglarna är rörligt fixerade på matrissubstratet och, med hjälp av elektroder anslutna till SRAM-minnesceller , kan de nästan omedelbart avvika till en av två positioner som skiljer sig från varandra med en vinkel på 20° [1] .
DLP-teknik möjliggör epi-projektion av bilden med hjälp av ljus som reflekteras från matrisen in i linsen . I detta fall justeras reflektionsförmågan för olika områden genom att vrida mikrospeglarna till ett av två lägen, motsvarande reflektionen av lampljuset mot objektivet eller på en ljusfälla med kylfläns. I det första fallet ser pixeln vit ut på skärmen och i det andra fallet ser den svart ut [2] . En halvtonsbild skapas genom att justera förhållandet mellan "på" och "av"-perioderna för mikrospegeln, det vill säga andelen vitt och svart. Gråskala uppfattas av tittare på grund av trögheten i synen , och summerar perioderna av ljus och mörker i proportion till deras förhållande [1] .
Dimensionerna på mikrospeglar är mycket små och uppgår till endast några mikrometer. Avstånden mellan dem är ännu mindre och överstiger vanligtvis inte en mikrometer . På grund av den senare omständigheten har inte strukturen av bilden på skärmen den "gittereffekt" som är karakteristisk för LCD-projektorer [3] . Det totala antalet mikrospeglar bestämmer klarheten hos den resulterande bilden. De vanligaste DMD-storlekarna är 800x600 , 1024x768 , 1280x720 och 1920x1080 . I digitala bioprojektorer anses standard DMD-upplösningar vara 2K och 4K , vilket motsvarar 2048 respektive 4096 pixlar längs långsidan av ramen. Beroende på typen av projektor och den förväntade skärmstorleken kan DMD belysas med en halogenlampa , en högeffekts xenonlampa , lysdioder eller lasrar som ljuskälla.
Det finns två vanligaste sätt att skapa en färgbild. Den första av dem involverar användningen av en DMD-matris i projektorn, och den andra - tre. Den tredje metoden bygger på att belysa en enda matris med lysdioder med variabel färg, men är fortfarande under utveckling.
| Enheten är en enkelmatris DLP-projektor. Den röda pilen visar ljusets väg från lampan till matrisen, genom filterskivan, spegeln och linsen. Vidare reflekteras strålen antingen in i linsen (gul pil) eller på radiatorn (blå pil) | |||
I projektorer med en enda DMD-matris skapas en färgbild genom att sekventiellt projicera tre partiella färgseparerade bilder genom en roterande skiva med filter av primärfärger . Oftast placeras skivan mellan lampan och DMD-matrisen. Metoden liknar tidiga additiva färgbiosystem , såsom Kinemacolor , och CBS :s färgfältssekventiella färg -tv- system . Färgskivan innehåller oftast tre filter med röda , gröna och blå färger , och ett otonat glas av samma tjocklek, utformat för att öka kontrasten i bilden.
Skivans rotation synkroniseras så att varje ljusfilter går in i ljusflödet i det ögonblick som motsvarande färgseparerade bild visas på chipet. Det vill säga en röd delbild visas bakom ett rött ljusfilter, en grön delbild visas bakom ett grönt filter och en blå delbild visas bakom ett blått. Om det finns en genomskinlig skivsektor visas en monokrom bild bakom den , erhållen genom att summera alla tre partiella. Den genomskinliga sektorn förbättrar kontrasten , men minskar färgmättnaden , så vissa projektorer har det inte.
Färgbilden bildas på grund av synens tröghet och den höga förändringsfrekvensen av delbilder. I de flesta fall ökas den ytterligare för att minska synligheten av flimmer. Med standardprojiceringshastigheten för digitala bioprojektorer , som är 24 bilder per sekund, visas varje fullfärgsbild två gånger för att flytta flimmerfrekvensen över den kritiska synbarhetsgränsen. Detta uppnås genom att dubbla rotationshastigheten för färgfilterskivan, eller genom att dubbelställa dem på en enda skiva som roterar med standardhastighet. Den resulterande effekten liknar den för "tomgångsblad" -slutaren som används i alla filmfilmsprojektorer.
I moderna DLP-projektorer har det funnits en trend att ersätta den rörliga skivan med ljusfilter med lysdioder som omedelbart kan ändra färgen på det emitterade ljuset. Men på grund av den relativt låga effekten hos lysdioder har denna lösning funnits i hushållsprojektorer, som tidigare byggdes på en halogenlampa. Den låga värmeemissionen av lysdioder gör det möjligt att underlätta matrisens termiska regim, vilket ökar dess hållbarhet.
Den största nackdelen med enkelmatris DLP-projektorer är den så kallade "regnbågseffekten", som visar sig i flerfärgade konturer i bilden när betraktarens ögon rör sig snabbt . Detta beror på temporal parallax på grund av sekventiell snarare än samtidig projicering av partiella färgseparationer. Fenomenet märks mest vid låga filterskivhastigheter och försvinner inte helt även vid mycket snabba färgbyten. Att öka hastigheten på separeringsskivan minskar dock effekten, så de flesta tillverkare förbättrar ständigt denna inställning. Den största framgången kan uppnås i LED-projektorer på grund av den mycket höga uppdateringsfrekvensen. Regnbågseffekten märks även när publiken rör sig snabbt, som träffas av ljus som reflekteras från skärmen. I det här fallet kan individuella rörelsefaser tydligt ses, visas i olika färger.
Den här typen av DLP-projektor använder tre identiska bilder, som var och en är ansvarig för olika färger, istället för en enda matris som visar tre färgseparerade bilder i sekvens. I detta fall sker projiceringen av alla tre färgseparerade bilder samtidigt. Var och en av matriserna belyses kontinuerligt genom ett ljusfilter med motsvarande färg, och den färdiga bilden sammanfattas med hjälp av ett prismasystem och riktas mot linsen. Denna design är mycket dyrare än en enkelmatrisdesign och är mer typisk för digitala bioprojektorer med hög effekt.
Trematrisprojektorer kan ge ett bredare färgomfång än enkelmatrisprojektorer eftersom varje färg är tillgänglig under en längre tid och kan moduleras med varje videobildruta. Dessutom är bilden i allmänhet inte utsatt för flimmer och "regnbågseffekten".
Det tyska företaget Infitec har utvecklat spektralfilter för en snurrande skiva och 3D- glasögon som låter dig projicera ramar för olika ögon i olika delmängder av spektrumet. Som ett resultat ser varje öga sin egen fullfärgsbild på en vanlig vit skärm, till skillnad från system med projicerad bildpolarisation (som IMAX ), som kräver en speciell "silver" skärm för att bibehålla polariseringen när den reflekteras.
| Displayteknik _ | |
|---|---|
| Video visas |
|
| Icke-video |
|
| 3D-skärmar |
|
| Statisk | |
| se även |
|