Jak funguje technologie DLP, článek. Portál

Digital Light Processing (DLP) je pokročilá technologie vynalezená společností Texas Instruments. Díky němu bylo možné vytvořit velmi malé, velmi lehké (3 kg – je to opravdu hmotnost?) a přesto poměrně výkonné (více než 1000 ANSI Lm) multimediální projektory.

Stručná historie stvoření

Kdysi dávno, v galaxii daleko, daleko…

V roce 1987 Dr. Larry J. Hornbeck vynalezl digitální multizrcadlové zařízení (Digital Micromirror Device nebo DMD). Vynález vyvrcholil desetiletý výzkum společnosti Texas Instruments v oblasti mikromechaniky deformovatelná zrcadlová zařízení (Deformable Mirror Devices nebo opět DMD). Podstatou objevu bylo opuštění pružných zrcadel ve prospěch matice tuhých zrcadel, která mají pouze dvě stabilní polohy.

V roce 1989 se Texas Instruments stala jednou ze čtyř společností vybraných k implementaci „projektorové“ části amerického programu High-Definition Display, financovaného agenturou ARPA (Advanced Research Projects Agency).

V květnu 1992 TI demonstruje první systém založený na DMD podporující moderní standard rozlišení pro ARPA.

Verze HDTV (High-Definition TV) DMD založená na třech DMD s vysokým rozlišením byla představena v únoru 1994.

Masový prodej DMD čipů začal v roce 1995.

Technologie DLP

Klíčovým prvkem multimediálních projektorů vytvořených technologií DLP je matice mikroskopických zrcadel (DMD prvky) vyrobená z hliníkové slitiny, která má velmi vysoký koeficient odrazu. Každé zrcadlo je připevněno k pevnému substrátu, který je připojen k základně matrice pomocí pohyblivých desek. V protilehlých rozích zrcadel jsou umístěny elektrody připojené k paměťovým buňkám CMOS SRAM. Podložka se zrcadlem zaujímá vlivem elektrického pole jednu ze dvou poloh, lišících se přesně o 20° díky omezovačům umístěným na základně matrice.

Tyto dvě polohy odpovídají odrazu příchozího světelného toku do čočky a účinnému pohlcovači světla, který zajišťuje spolehlivý odvod tepla a minimální odraz světla.

Datová sběrnice a samotná matice jsou navrženy tak, aby poskytovaly až 60 nebo více snímků za sekundu s rozlišením 16 milionů barev.

Zrcadlová matice spolu s CMOS SRAM tvoří krystal DMD, základ technologie DLP.

Malá velikost krystalu je působivá. Plocha každého zrcadla v matrici je 16 mikronů nebo méně a vzdálenost mezi zrcadly je asi 1 mikron. Krystal, nebo dokonce více než jeden, se snadno vejde do dlaně.

• SVGA: 848 × 600; 508,800 XNUMX zrcadel
• XGA: 1024×768 s černou clonou (mezeraslit); 786,432 XNUMX zrcadel
• SXGA: 1280×1024; 1,310,720 XNUMX XNUMX zrcadel

Takže máme matrici, co s ní můžeme dělat? No, samozřejmě, nasvěťte ho silnějším světelným tokem a do dráhy jednoho ze směrů zrcadlových odrazů umístěte optický systém, zaostřující obraz na stínítko. Bylo by rozumné umístit absorbér světla na cestu jiného směru, aby zbytečné světlo nezpůsobovalo nepříjemnosti. Nyní můžeme promítat jednobarevné obrázky. Ale kde je ta barva? Kde je jas?

A to, jak se zdá, byl vynález soudruha Larryho, o kterém bylo pojednáno v prvním odstavci sekce o historii vzniku DLP. Pokud stále nechápete, o co jde, připravte se, protože nyní můžete být v šoku :), protože toto samozřejmé, elegantní a zcela samozřejmé řešení je dnes nejpokročilejší a technologicky nejvyspělejší v oblasti projekce obrazu. Vzpomeňte si na dětský trik s rotující baterkou, jejíž světlo v určité chvíli splývá a mění se v zářící kruh. Tento vtip naší vize nám umožňuje konečně opustit analogové zobrazovací systémy ve prospěch zcela digitálních. Koneckonců i digitální monitory v konečné fázi mají analogovou povahu. Ale co se stane, když zrcadlo přepneme z jedné polohy do druhé vysokou frekvencí? Pokud zanedbáme dobu sepnutí zrcátka (a vzhledem k jeho mikroskopické velikosti lze tuto dobu zcela zanedbat), pak viditelný jas klesne minimálně o polovinu. Změnou poměru doby, po kterou je zrcadlo v jedné a druhé poloze, můžeme snadno změnit zdánlivý jas obrazu. A protože frekvence cyklů je velmi, velmi vysoká, nedojde k žádnému viditelnému blikání. Eureka. I když nic zvláštního, tohle všechno se ví už dlouho No a teď finální tečka. Pokud je rychlost přepínání dostatečně vysoká, pak můžeme po dráze světelného paprsku sekvenčně rozmístit světelné filtry a vytvořit tak barevný obraz. To je v podstatě celá technologie. Jeho další evoluční vývoj budeme sledovat na příkladu konstrukce multimediálních projektorů.

Návrh DLP projektoru

Texas Instruments DLP projektory nevyrábí, vyrábí je mnoho dalších firem, jako jsou 3M, ACER, PROXIMA, PLUS, ASK PROXIMA, OPTOMA CORP., DAVIS, LIESEGANG, INFOCUS, VIEWSONIC, SHARP, COMPAQ, NEC, KODAK, TOSHIBA, LIESEGANG a další jsou vyráběny od 1,3 kg až po porty o výkonu 8 a další 2000 ANSI lumenů. Projektory jsou rozděleny do tří typů.

Jednomaticový projektor

Nejjednodušší typ, který jsme již popsali, je – jednomaticový projektor, kde je mezi světelný zdroj a matrici umístěn rotující disk s barevnými světelnými filtry – modrým, zeleným a červeným. Rychlost otáčení disku určuje snímkovou frekvenci, na kterou jsme zvyklí.

Obraz je postupně tvořen každou z primárních barev, což vede k normálnímu plnobarevnému obrazu. Všechny nebo téměř všechny přenosné projektory jsou postaveny na typu s jednou maticí. Dalším vývojem tohoto typu projektoru bylo zavedení čtvrtého, transparentního světelného filtru, který umožňuje znatelné zvýšení jasu obrazu.

Tří maticový projektor

Nejsložitějším typem projektoru je tří maticový projektor, kde je světlo rozděleno do tří barevných proudů a odraženo od tří matric najednou. Tento projektor má nejčistší barvy a snímkovou frekvenci, která není omezena rychlostí otáčení disku, jako u projektorů s jednou maticí.

Přesná shoda odraženého toku od každé matice (konvergence) je zajištěna pomocí hranolu, jak můžete vidět na obrázku.

Dvoumaticový projektor

Mezityp projektorů je duální maticový projektor. V tomto případě je světlo rozděleno do dvou proudů: červená se odráží od jedné matice DMD a modrá a zelená od druhé. Světelný filtr podle toho odstraňuje modré nebo zelené složky ze spektra jednu po druhé.

Dvoumaticový projektor poskytuje střední kvalitu obrazu ve srovnání s jednomaticovými a třímaticovými typy.

Porovnání LCD a DLP projektorů

• DLP projektory na rozdíl od LCD pracují na základě odrazu, nikoli přenosu. To vám umožní získat silnější světelný tok. Kromě toho jsou prvky matice DMD umístěny mnohem blíže k sobě než prvky LCD, což dále zvyšuje jas obrazu a činí diskrétní strukturu méně nápadnou.

Má technologie DLP nějaké nevýhody?

Ale teorie je teorie a v praxi je stále na čem pracovat. Hlavní nevýhodou je nedokonalost technologie a v důsledku toho problém s lepením zrcadla. Jde o to, že s tak mikroskopickými rozměry mají malé části tendenci „slepovat se“ a zrcadlo se základnou není výjimkou. Navzdory snahám Texas Instruments vynalézt nové materiály ke snížení lepení mikrozrcadla, problém stále existuje, jak jsme viděli při testování multimediálního projektoru. Infocus LP340. Ale musím říct, že to opravdu nezasahuje do života. Další problém není tak zřejmý a spočívá v optimální volbě režimů přepínání zrcadel. Každá společnost, která vyrábí DLP projektory, má na tuto věc svůj názor. No a poslední věc. Navzdory minimálnímu času, který trvá přepnutí zrcátek z jedné polohy do druhé, zanechává tento proces na obrazovce sotva znatelné stopy. Jakýsi bezplatný antialiasing.

Vývoj technologií

• Kromě zavedení transparentního světelného filtru se neustále pracuje na zmenšení mezizrcadlového prostoru a plochy sloupku, který připevňuje zrcadlo k substrátu (černá tečka uprostřed obrazového prvku).
• Rozdělením matice do samostatných bloků a rozšířením datové sběrnice se zvýší frekvence spínání zrcadla.
• Probíhají práce na zvýšení počtu zrcadel a zmenšení velikosti matice.
• Síla a kontrast světelného toku se neustále zvyšují. V současné době již existují třímaticové projektory s výkonem přes 10000 1000 ANSI Lm a kontrastním poměrem přes 1:XNUMX, které našly své uplatnění v ultramoderních kinech využívajících digitální média.
• Technologie DLP je plně připravena nahradit technologii CRT pro zobrazování obrazu v domácích kinech.

Závěr

To není zdaleka vše, co by se dalo říci o technologii DLP, například jsme se nedotkli tématu použití DMD matric v tisku. Počkáme ale, až Texas Instruments potvrdí dostupné informace z jiných zdrojů, abychom vám nedali padělek. Doufám, že tato povídka postačí k tomu, když ne úplně nejúplnější, tak k dostatečnému pochopení technologie a netrápí prodejce otázkami o výhodách DLP projektorů oproti ostatním.

Projektory a televizory využívající technologii digitální projekce – DLP (Digital Light Processing) – jsou na spotřebitelském trhu s videozařízením s vysokým rozlišením stále oblíbenější. Jaké jsou hlavní výhody a výhody takového zařízení, jak tato technologie funguje, lze zjistit z tohoto článku.

Projektory a televizory využívající technologii digitální projekce – DLP (Digital Light Processing) – jsou na spotřebitelském trhu s videozařízením s vysokým rozlišením stále oblíbenější. Jaké jsou hlavní výhody a výhody takového zařízení, jak tato technologie funguje, lze zjistit z tohoto článku.

Nový typ videoprojekce

Základem každého projekčního systému DLP je optický polovodičový mikroobvod, známý také jako DLP čip, vynalezený v roce 1987 Larrym Hornbeckem, zaměstnancem slavné americké společnosti Texas Instruments.

Pokusíme-li se stručně popsat fungování DLP čipu, lze jej označit za nejsložitější přepínač na světě. Čip se skládá ze dvou milionů mikroskopických zrcadel uspořádaných do obdélníku a měnící se polohu vůči světelnému zdroji. Každé z těchto mikrozrcadel není větší než jedna pětina tloušťky lidského vlasu.

Pokud použijete externí zdroj světla a projekční čočku a přivedete digitalizovaný video signál do vstupu čipu DLP, můžete promítat videofilmy a grafické obrázky na plátno nebo jiný povrch. Použití technologie DLP v moderních video zařízeních nám umožňuje dosáhnout zcela nové úrovně kvality reprodukce filmů a videí.

Obrázek ve stupních šedi

Mikrozrcadla v čipu mohou zaujímat dvě polohy, otáčející se směrem ke světelnému zdroji (On) a pryč od světelného zdroje (Off). Tímto způsobem se na povrch obrazovky promítají světlé a tmavé pixely.

Kódovaný signál odeslaný do mikroobvodu způsobí, že každé zrcátko změní svou polohu až několik tisíckrát za sekundu. Když zrcadlo přejde do stavu „Zapnuto“ častěji než „Vypnuto“, na obrazovce se zobrazí světlejší pixel, ale pokud je opak pravdou, zobrazí se pixel tmavší.

Zrcadla v projekčním systému DLP tak mohou zobrazit až 1024 odstínů šedé pro každý pixel, čímž převádějí video signál nebo digitalizovaný obraz přicházející na čip DLP na vysoce detailní obraz ve stupních šedi.

Přidání barvy

U projekčních systémů využívajících technologii DLP prochází bílé světlo z lampy před dopadem na povrch čipu rotujícím barevným filtrem. Světelné filtry extrahují z bílého světla primární barvy (červenou, zelenou a modrou), což umožňuje vytvořit minimálně 16,7 milionů barev pomocí jediného DLP čipu.

Technologie BrilliantColor také promítá další barvy, včetně azurové, purpurové a žluté, čímž rozšiřuje paletu barev a činí reprodukci barev ještě živější. V pokročilejších moderních DLP projektorech se místo tradičních lamp používají LED světelné zdroje, samostatně vyzařující primární barvy, což umožňuje zbavit se světelného filtru a mechanismu jeho otáčení. Existují projekční systémy využívající tři DLP čipy. Takové projektory se vyznačují zvýšeným jasem a jsou schopny zobrazit na obrazovce nejméně 35 bilionů barev, používají se v kinech a divadelních a koncertních systémech s velkou velikostí promítaného obrazu.

Stav každého mikrozrcadla je upraven v závislosti na aktuálně promítaném základním barevném prvku. Například zrcadlo, které promítá fialový pixel na obrazovku, odráží pouze červené a modré paprsky, které po smíchání vytvoří na obrazovce požadovaný odstín.

Případy užití

Jednočipový projekční systém

Mnoho standardních DLP projektorů a HD projekčních televizorů používá pouze jeden DLP čip.

Bílé světlo z projekční lampy prochází přes zaostřovací čočku a otočný barevný filtr. Povrch DLP čipu je tedy postupně osvětlen světlem jedné ze základních (červená, zelená nebo modrá) nebo doplňkových (žlutá, světle modrá, fialová) barev. Změna stavu zrcátek a čas strávený v každé poloze jsou regulovány v závislosti na barvě, která je osvětluje. Postupně promítané barvy se mísí a vytvářejí plně barevný obraz, který vidíme na obrazovce.

Tříčipový projekční systém

Technologie DLP umožňuje vytvářet projektory s velmi vysokým jasem, včetně širokoformátových kinoprojektorů. Tyto projektory používají konfiguraci tří čipů DLP.

V tříčipové konfiguraci hranol rozděluje proud bílého světla na tři monochromatické proudy: červený, zelený a modrý. Každý proud je nasměrován na povrch vlastního čipu; Barevné paprsky odražené od mikrozrcadel jsou zaostřovány na plátno projekční čočkou.

DLP projekční systémy, bez ohledu na jejich design a oblast použití, se neustále zdokonalují, čímž se zvyšuje laťka kvality a vlastností obrazu promítaného na plátno. Vše začíná miniaturním obrázkem odráženým miliony mikrozrcadel, který se následně promění v úžasnou velkoformátovou malbu!

Jednočipový projekční systém

Tříčipový projekční systém

Výhody technologie DLP

Ultra jasný obraz
Video a grafika získané pomocí technologie DLP se vyznačují zvýšenou ostrostí díky minimalizaci mezery mezi sousedními obrazovými pixely. Vzdálenost mezi nimi je menší než jeden mikron, takže kvalita takové digitální projekce je velmi blízká kvalitě analogové projekce z filmu.

Vynikající kvalita obrazu „Hollywood“.
Neuvěřitelně vysoká kvalita plně digitálního obrazu získaného pomocí technologie DLP Cinema mění tradiční představu návštěvy kina. Projektory a projekční televizory založené na technologii DLP mají stejné výhody, předvádějí úžasně čisté statické snímky, ohromující video s neuvěřitelným jasem a podáním barev. Autentičnost obrazu je taková, že zapomenete, že veškerá akce se odehrává pouze na obrazovce.

Formát s vysokým rozlišením 1080p
Technologie DLP umožňuje zobrazit na obrazovce více než dva miliony pixelů v maximálním rozlišení 1920×1080, což odpovídá formátu Full HD 1080p. DLP projektor nebo televizor s rozlišením 1080p vám umožní plně si vychutnat televizní programy, filmy nebo hry ve vysokém rozlišení z disků Blu-ray.

Díky vynikající kvalitě obrazu a bezkonkurenční době odezvy je technologie DLP 1080p ideální pro hraní her, sport a filmy. DLP projekční televizory a projektory jsou přitom vysoce spolehlivé a odolné.

Skutečný obraz
Technologie DLP poskytuje bezkonkurenční kvalitu obrazu s křišťálovou čistotou, ostrostí a skutečnou dynamikou. Tato technologie umožňuje extrémně vysoké kontrastní poměry (až 20000 1:XNUMX), což zajišťuje nejjasnější bílou a nejsytější tmavé, takže obraz jakoby vypadává z obrazovky!

Digitální projekce zajišťuje absolutní přesnost
Reflexní DLP čip je plně digitálně řízen. Miliony digitálně řízených mikrozrcadel poskytují naprosto přesný a živý obraz s bohatou paletou barev.

Perfektní vykreslení dynamických scén
Ultra rychlý DLP čip má bezkonkurenční dobu odezvy 16 milisekund. Projektory a televizory založené na technologii DLP poskytují přesný a ostrý obraz potřebný pro sledování sportovních přenosů a dynamických dějů i pro videohry.

Úžasná kvalita obrazu a výdrž
Při použití technologie DLP můžete zapomenout na efekt vyhoření pixelů obrazovky, který je typický pro plazmové panely a CRT televizory. Vzhledem k tomu, že tato technologie nepoužívá katodové trubice ani fosfor, není co vypalovat. To znamená, že se nemusíte obávat, že by logo televizního kanálu nebo statický prvek na úvodní obrazovce hry „visel“ na obrazovce po dlouhou dobu jako přepálený obrys na obrazovce.

Připraveno na základě materiálů z DLP.com (přeloženo z angličtiny – hifiNews.RU)

Připraveno na základě materiálů z portálu „www.hifinews.ru“, duben 2011. www.hifinews.ru

Tento článek byl přečten 6 442 krát.
Článek je zařazen do sekcí: Jak si vybrat. Průvodce kupujícího

Sdílet materiál: