DLP（數(shù)字光學處理）電視工作原理

DLP（數(shù)字光學處理）電視工作原理

就在不久以前，“大屏幕電視”幾乎只代表一個東西：傳統(tǒng)顯像管電視(CRT)。但是，如果您現(xiàn)在走進電子產(chǎn)品商店，將看到好幾種大屏幕電視，其中包括等離子電視、液晶電視(LCD)、硅基液晶背投電視(LCoS)、前投式投影機和數(shù)字光學處理(DLP)電視。

HowStuffWorks Shopper供圖 DLP電視

由于DLP電視與相同尺寸的平板等離子和LCD電視相比要便宜許多，因此DLP電視是一個誘人的選擇。此外，與傳統(tǒng)顯像管電視相比，它們能夠提供更出色的畫面，并且更加輕盈。如果想拿手里的鈔票買到最大屏幕尺寸的電視，DLP 電視值得考慮。

在本文中，我們將了解DLP電視不同于其他電視技術(shù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

像素和微鏡
DLP系統(tǒng)的核心是數(shù)字微鏡器件(DMD)。DMD非常小巧，您可以將其握入手掌。但是，如果在它工作時近距離仔細觀察它，您看到的畫面將與照片拼貼畫非常相似。

openphoto.net的Michael Jastremski供圖 科羅拉多藍色山花馬賽克

在近處觀看照片拼貼畫時，您看到的是一張張微小的方形照片。但當您遠離拼貼畫時，會看到這些照片混在一起，形成一幅大圖像。DMD也是這樣，只不過DMD利用光線而不是小照片。如果在很近的距離觀察它，您只能看到用來反射光線的微小方形鏡面。但是在遠處或者光線投射到屏幕上時，您將看到一幅畫面。

德州儀器供圖 放在DMD微鏡矩陣上的螞蟻腿

DMD包含多達二百萬個微鏡，每個微鏡對應(yīng)最終畫面中的一個像素。鋁質(zhì)微鏡的受光面積大小為十六平方微米，重量僅為幾個幾百萬分之一克。每個微鏡都與一個軛板和一個鉸鏈連接，使得微鏡可以移動到打開和關(guān)閉位置。

DMD最大可支持1280x720像素，而某些高清晰度圖像需要1920x1080像素?；萜找呀?jīng)開發(fā)出一種稱為wobulation的技術(shù)，可以使每個微鏡形成兩個圖像像素，從而提高了分辨率。這項技術(shù)會在2006年晚些時候面世。

除了微鏡外，DMD器件還包括：

• CMOS DDR SRAM芯片，這是一個內(nèi)存單元，它根據(jù)邏輯值（0或1）通過靜電使微鏡傾斜到打開或關(guān)閉位置。
• 散熱片
• 光學窗，它在允許光線通過的同時，為微鏡提供了防塵和防碎屑保護

德州儀器供圖 DMD結(jié)構(gòu)

形成畫面
在任何微鏡切換到打開和關(guān)閉位置前，芯片都會快速執(zhí)行下列操作：

• 對傳入的信號進行解碼
• 將隔行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為逐行數(shù)據(jù)
• 根據(jù)屏幕調(diào)整畫面大小
• 對畫面進行任何必要的調(diào)整，包括亮度、清晰度和色彩品質(zhì)
• 將色彩信息轉(zhuǎn)換為紅色、綠色和藍色(RGB)格式
• 去除多數(shù)電視信號中的伽瑪校正并根據(jù)陰極射線管(CRT)的信噪比進行調(diào)整

然后，芯片以數(shù)字信號的形式將所有信息傳遞到微鏡。如果圖像尺寸包含的像素數(shù)少于DMD支持的像素數(shù)，芯片就直接忽略掉不需要的微鏡。

當電視關(guān)閉時，所有微鏡都處于水平位置。當電視開啟并且芯片開始傳輸信號時，微鏡會每秒鐘反復地翻轉(zhuǎn)數(shù)千次。在舊式DMD中，微鏡的移動范圍是±10°，在新式DMD中，該范圍為±12°。角度從10°增加至12°后DMD使更多光線投射到屏幕上，從而產(chǎn)生更明亮的畫面。新式DMD還在鋁質(zhì)微鏡上采用了“暗金屬”，用來吸收偏光以及產(chǎn)生更清晰的畫面。

位于打開位置的微鏡將光線通過投影鏡頭反射到屏幕上。微鏡位于打開位置的時間越長，它產(chǎn)生的像素就越亮。位于關(guān)閉位置越長的微鏡所產(chǎn)生的像素就越暗，始終位于關(guān)閉位置的微鏡則產(chǎn)生黑色像素。通過改變微鏡朝向投影鏡頭的時間長度，DMD最多可以產(chǎn)生1024種灰階。

灰色像素在屏幕上合成一個逐行全數(shù)字黑白圖像。在下一節(jié)，我們將了解DLP電視如何向黑白圖像中增添顏色。