独影投影仪科普：详解投影仪DLP成像技术原理

DLP是“Digital Light Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。作为一种独创的、采用光学半导体产生数字式多光源显示的解决方案，能够使图像达到极高的保真度，给出清晰、明亮、色彩逼真的画面。

DLP投影系统的核心是光学半导体，即数字显微镜装置也就是人们常说的 DMD芯片，这是德州仪器公司 Larry Hornbeck 博士于 1987 年发明的，含有 200 万个规则排列相互铰接的微型显微镜。每个显微镜的大小仅相当于头发丝的五分之一。根据每个镜片向光源可以将光反射到镜头（旋转+12度），和背光无法反射到镜头的状态（旋转-12度），分别标记为”开“和“关”，微镜片疾速旋转之间可形成约1024级的灰度等级（灰阶），当 DMD芯片与数字视频或图像信号、光源和投影透镜彼此协调之后，显微镜可将全数字图像投射到屏幕或其他表面上。

此外，微镜片的数量代表着画面的分辨率，所以分辨率和芯片大小有直接关系，不同的芯片尺寸所包含的镜片数量（分辨率）如下：

单片DMD技术原理：在一个单DMD投影系统中，需要用一个色轮来产生全彩色投影图像。色轮由红、绿、蓝滤波系统组成，它以60Hz的频率转动。在这种结构中，DLP工作在顺序颜色模式。输入信号被转化为RGB数据，数据按顺序写入DMD的SRAM，白光光源通过聚焦透镜聚集焦在色轮上，通过色轮的光线然后成像在DMD的表面。当色轮旋转时，红、绿、蓝光顺序地射在DMD上。色轮和视频图像是顺序进行的，所以当红光射到DMD上时，镜片按照红色信息应该显示的位置和强度倾斜到“开”，绿色和蓝色光及视频信号亦是如此工作。人体视觉系统集中红、绿、蓝信息并看到一个全彩色图像。通过投影透镜，在DMD表面形成的图像可以被投影到一个大屏幕上。

双片DMD技术原理：这种系统利用了金属卤化物灯红光缺乏的特点。色轮不用红、绿、蓝滤光片，取而代之使用两个辅助颜色，品红和黄色。色轮的品红片段允许红光和蓝光通过，同时黄色片段可通过红色和绿色。结果是红光在所有时间内都通过，蓝色和绿色在品红－黄色色轮交替旋转中每种光实质上占用一半时间。一旦通过色轮，光线直接射到双色分光棱镜系统上。连续的红光被分离出来而射到专门用来处理红光和红色视频信号的DMD上，顺序的蓝色与绿色光投射到另一个DMD上，专门处理交替颜色，这一DMD由绿色和蓝色视频信号驱动。

三片DMD技术原理：将白光通过棱镜系统分成三原色。分别照射到各自DMD芯片，然后借助棱镜重新组合成一路光线，最后照射在屏幕成像。应用三片DLP投影系统的主要原因是为了增加亮度。通过三片DMD，来自每一原色的光可直接连续地投射到它自己的DMD上。结果更多的光线到达屏幕，给出一个更亮的投影图像，这种高效的三片投影系统被用在超大屏幕和高亮度应用领域。

DLP投影技术的优点：

1、清晰，由于镜片之间（像素之间）的距离非常小，所以不会出现晶格（马赛克）现象，采用该技术的图像异常清晰。

2、可靠，DLP属于数字技术，不会受到温度、湿气等因素的影响；且DLP芯片的使用寿命超10万个小时，保证画面不褪色；

3、反应速度，DLP技术切换速度以微秒计数，比液晶面板的毫秒级反应速度要快了千倍，高反应速度，使得观看赛车、球类等高速动态画面，不易出现拖尾现象；

DLP投影技术的缺点：彩虹效应，可以简单理解为投影机的白色光源，被分解为红、绿、蓝三色，看起来就像彩虹一样；是因为图像色彩是由旋转的色轮调节产生，部分人群的视觉系统比较灵敏，可以察觉到色彩转换的过程，不像多数人那样靠视觉暂留现象把几种单色混成新色彩，不过，采用三色LED光源的投影没有采用色轮技术，因此不会出现彩虹效应。