DLP投影机原理及优点介绍

高逼真、高清晰的投影效果永远是投影用户的至爱，然而这样的投影效果对于普通投影机来说，无论我们怎样小心调试、认真操作，好象都很难实现，毕竟普通投影机本身的性能以及所利用的技术很有限，我们再怎幺小心“伺候”它都不会使它达到质的飞跃！为此，要想获得超大画面和亮丽色彩的投影效果的话，我们还是将眼光投向那些使用新技术的高档投影机吧。

目前市场上的高档多媒体投影机主要分为LCD投影机和DLP投影机两大类，而LCD投影机更是市场上的主流产品，对于它的各方面知识相信大家肯定能耳熟能详了；但DLP投影机由于最近才被人们推出，因此了解DLP投影机的用户可能就不是很多了。现在为了能帮助大家更进一步了解DLP投影机。

一、DLP投影机的概念

DLP投影机中的DLP是一种新兴的投影技术，这种技术是英文Digital Light Processing的缩写，中文含义为数字光处理技术，该技术是由美国德州仪器公司研制推出的一种全数字的反射式投影技术，它可以被称为是投影和显示信息领域中的一个新思路。由这种技术生成的投影机采用DMD（Digital Micromirror Device）数字微镜作为光学成像器件，来调制投影机中的视频信号，驱动DMD光学系统，通过投影透镜来完成数字投影显示的，这一技术的诞生，不仅打破了传统投影机市场上多媒体液晶投影机的垄断局面，更使我们普通投影用户在拥有捕捉、接收、存储数字信息能力的同时，进一步实现了数字化信息显示；可以豪不夸张地说，DLP技术的核心就是用DMD数字微镜装置来替代投影机中普通的成像器件。

DMD数字微镜装置是由美国德州仪器公司专门生产开发的一种特殊半导体元件，一个DMD芯片中含有许许多多的细微的正方形反射镜片，这些镜片中的每一片微镜都代表一个像素，每一个像素面积为16μm×16，镜片与镜片之间是按照行列的方式来紧密排列的，并可由相应的存储器控制在开或关的两种状态下切换转动，从而控制光的反射。

DLP投影机使用了反射式数字微镜后，它内部的光学成像部分的总光效率高达60%左右，这使得DLP投影机无论工作在光线充足的环境还是光线暗淡的环境时，都能将更多的光线投射到投影屏幕上，这也是为什么DLP投影机比传统的模拟投影机具有更高的亮度、对比度的原因所在。

根据DLP投影机中包含的DMD数字微镜的片数，人们又将投影机分为单片DLP投影机，两片DLP投影机和三片DLP投影机。

目前市场上出现的DLP投影机，有许多都属于单片机，这种单片DLP投影机主要适用在各种便携式投影产品中，这种投影机的整个机身一般小于A4纸张的面积，专为流动行政人员而设计，外壳一般是典雅优美的镁合金外壳，不要看这种单片DLP投影机的体积小巧，但它的功能可强大的很呢，清晰度高、画面均匀，色彩锐利，有了这种投影机，大家要工作时，可以随时把它塞进公文包里，马上出发，直接给客户展示色彩绚丽、画面清晰的效果。

两片DLP投影机与单片DLP投影机相比，多使用了一片DMD芯片，其中一片单独控制红色光，另一片控制蓝、绿色光的反射，与单片DLP投影机相同的，使用了高速旋转的色轮来产生全彩色的投影图像，它主要应用于大型的显示墙，适用于一些大型的娱乐场合和需要大面积显示屏幕的用户。

三片DLP投影机，三片DMD芯片分别反射三原色中的一种颜色，已经不需要再使用色轮来滤光了；使用三片DMD芯片制造的投影机亮度最高可达到12000ANSI流明，它抛弃了传统意义上的会聚，可随意变焦，调整十分便利；只是分辨率不高，不经压缩分辨率只能达到1280×1024这样的标准，它常常用于对亮度要求非常高的特殊场合下。

DLP投影机从1996年问世到现在，经过几年的飞速发展，将基本上与LCD投影机平分秋色；目前世界上已有近30个品牌的投影机选用基于DLP技术的投影产品，机型数量超过60种。DLP投影机以其更清晰、更细致、更明亮、更逼真的图像显示效果，在市场中得到越来越广泛的认可，尤其是近两年便携机市场的快速增长，更为DLP投影机的发展提供了良好的契机。

二、DLP投影机的原理

由于DLP投影机的核心部件就是数字微镜DMD装置，因此DLP投影机的工作原理其实就是数字微镜DMD的工作原理。不同数量的DMD芯片，它们的工作原理又是不同的。

单片DLP投影机只包含有一片DMD芯片，这个芯片其实就是在一块硅芯片的电子节点上紧密排列着许多片微小的正方形反射镜片，这里的每一片反射镜片都对应着生成图像的一个像素，所以如果一个数字微镜DMD芯片中包含的反射镜片的片数越多，那么对应DMD芯片的DLP投影 机所能达到的物理分辨率就越高。

DMD微镜在工作时由相应的存储器控制在两个不同的位置上进行切换转动。当光源投射到反射镜片上时，DMD微镜就通过由红绿蓝三色块组成的滤色轮来产生全色彩的投影图像，这个滤色轮以60转/秒的速度在旋转着，这样就能保证光源发射出来的白色光变成红绿蓝三色光循环出现在DMD微镜的芯片表面上。当其中某一种颜色的光投射到DMD微镜芯片的表面后，DMD芯片上的所有微镜，根据自身对应的像素中该颜色的数量，决定了其对这种色光处于开位置的次数，也即决定了反射后通过投影镜头投射到屏幕上的光的数量。当其他颜色的光依次照射到DMD表面时，DMD表面中的所有微镜将极快地重复上面的动作，最终表现出来的结果就是在投影屏幕上出现彩色的投影图像。

与单片DLP投影机一样，两片DLP投影机同样在投射光源的路径上设置有高速旋转的滤色轮，不过这里的滤色轮并不是由红绿蓝三色块组成的，而是由洋红和黄色两色块组成，这样当洋红色块通过旋转的色轮时，会相应地过滤白色光中的绿色光，而通过的蓝色光和红色光则被分隔开来，其中红色光单独投射到两片DMD芯片中的一片上，蓝色光则投射到由蓝色光和绿色光共享使用的另一片DMD芯片上。

当某一颜色的光投射到DMD微镜芯片上后，对应DMD芯片上的所有微镜，同样会根据自身对应的像素中该颜色的数量，决定了其对这种色光光处于开位置的次数，从而决定反射后通过投影镜头投射到屏幕上的光的数量。当黄色色块通过旋转的色轮时，光线中的红色和绿色光就会被通过，而蓝色光就会被过滤掉，这样红色光和蓝色光就会被分隔投影。

三片DLP投影机的工作原理与单片、两片投影机的原理是完全不同的，最大的区别就是三片DLP投影机中根本就没有采用滤色轮，三片DLP投影机中的每一片DMD分别直接反射红绿蓝中的一种颜色，然后将红、绿、蓝三种颜色分别投射到投影屏幕上。 三、DLP投影机的特点

在高效率、快节奏的今天，投影机已经成为许多单位办公时一种不可或缺的必需品，特别是超便携式投影机更是深受移动用户的喜爱！而目前超便携式投影机主要有LCD液晶显示投影机和DLP数字式投影机两种，但LCD投影机存在明显的缺陷，那就是投影亮度和对比度均感不足。而DLP因采用的是微镜反射投影图像，亮度和对比度明显提高，且体积和重量可以做得更小更轻。在短短几年的时间里，DLP投影机以其更清晰、更细致、更明亮、更逼真的图像显示效果，在市场中得到了越来越多广泛的认可了。相比而言，DLP投影机比LCD液晶显示投影机拥有更多的优点，主要表现在下面几个方面：

1、画面均匀、噪音消除

由于DLP投影机采用的是数字技术，这种技术可以直接捕获相关的数字信号，而投影机的输入信号不需要经过数模转换就能直接调制生成图像，因此信号的中间处理环节减少之后，投影信号的衰减幅度就会很自然地要减少很多，最终的结果将是投影机产生很小的噪音甚至消除了噪音。

此外，由于DLP投影机还采用了数字微镜处理技术，每片DMD微镜是由许许多多的细微镜片以方形阵列紧密排列在一起的，其中每一个细微镜片就对应投影图象中的一个像素，每一片DMD芯片之下就有一个控制器，这种控制器可以对输入进来的数字信号做出每秒开关超过五千次的响应来产生投影像素，这样的切换速度和被称为双脉冲宽度调制的一种精确的图像颜色和灰度复制技术相结合，产生的是透明似水晶的令人叹为观止的图像，生成的这种图像灰度等级达到256-1024级，色彩达到2563-10243种，而且DLP技术使图像随着窗口的刷新而更加清晰，它通过增强黑白对比度、描绘边界线和分离单个颜色而将图像中的缺陷抹去，最终呈现出更清晰、层次丰富、画面均匀的显示效果。

2、画面效果更加逼真

DLP投影机投影出来的图象中的每一个像素都对应DMD数字微镜装置上的一个细微反射镜片，而细微镜片以方形阵列紧密排列在一起的，它们之间的间隔距离大约不到1μm，这种紧密排列的细微反射镜片组使得那些电脑中的图像投影到显示屏幕上拥有了逼真的色彩；而且DLP投影机也不是只简单地把电脑中的图象投影到屏幕上，它还把每一次要投影的图象先进行数字化处理，使得待投影的图象变为8到10位每色的灰度级图像。

接着再将这些数字化后的灰度级图像发送到DMD数字微镜装置中，在这个装置中这些灰度级的图象和来自投射光源并经过滤色轮精确过滤的彩色光融合在一起，直接输出到投影屏幕上。

当然，DLP投影机对上面的图象处理过程并不是一次就完成的，它还将会把上面的图象处理过程中不断地重复复制，每次的处理结果都会重复地投射到屏幕上，这样投影屏幕上的图象就会处于不断刷新之中，那么源图像的所有细节都在这不断的刷新之中得到很完美的展现，从而使画面效果更加逼真。

3、画面清晰、色彩锐利

画面清晰、色彩锐利是DLP投影机的又一个功能特点。DLP投影机中的DMD数字微镜是由将近50万片的细微反射镜片排列而成，构成DLP图像像素的微镜面之间的间距很小，相邻镜片之间的距离间隔不到1微米，这样使DLP投影系统和LCD透射式投影系统成像原理相比，DLP投影机能得到更高的光效率；

而且每个细微反射镜片上的大部分面积都会动态地反射光线以生成一个投影图像，因此在相邻镜片之间的距离如此接近的情况下，投影在屏幕上的图像看起来没有缝隙；并且DLP投影机中的DMD数字微镜在处理分辨率增大的图象时，它的大小和相邻间距仍然保持固定值，这样的话不管输入图象的分辨率怎样增大或者怎样缩小，最终投影到屏幕上的图像始终不会出现间隔缝隙，观众们将始终看到清晰度一直很高的投影效果。

相比而言，LCD投影机就没有这个本领了，这种投影机在输入图象分辨率增大时，就会在投影屏幕上出现很明显的的恼人缝隙，而且缝隙的间隔也是随着输入图象分辨率的增大而不断扩大的。

4、投影画面更加明亮

传统的模拟投影机在光线比较充足的情况下工作时，投影出来的效果就变得非常模糊了，即使在光线暗淡的环境中工作，投影屏幕的亮度也总感觉不够，这就导致了传统的模拟投影机受使用环境的限制很大，这也注定了这种投影机适用的场合不是很多。

现在越来越多的公众场合都有使用投影机的需要了，那么在这种场合下工作的投影机就必须能够在白天或者黑夜都能投影出很明亮的画面出来。基于这样的要求，DLP投影机采用了五十多万个细微镜片来反射图象，而每个镜片中90%的光线都直接反射投影到显示屏幕上，更为重要的是，基于DLP技术的投影机的亮度是随着输入图象分辨率的增加而不断增大的，比方说在SXGA等更高分辨率下工作时，细微镜片将会提供更多的反射面积，这样一来，用户无论在白天中还是黑夜里都能享受到DLP投影机给我们带来的明亮的投影效果。

5、性能更加稳定可靠

前面笔者曾经提到过，数字微镜DMD装置是DLP投影机的核心部件，因此这种装置的性能稳定直接决定了投影机整体性能的可靠稳定，因此在生产研制DMD装置的过程中，人们对组成DMD的材质进行了严格的筛选，并对DMD装置的整体性能进行了各种严格的测试，测试的最终结果告诉我们，DMD在各种恶劣的测试条件下，包括将它放在热、冷、振动、爆炸、潮湿以及许许多多其它苛刻的条件下进行检测，其内部的所有材质都表出先较强的稳定性。

而且还证明了在模拟操作环境中，DMD芯片已经被测试了超过1G次循环，相当于20年的连续使用寿命。基于数千小时的寿命及环境测试，我们完全有理由确信DMD以及其它组成DLP技术的所有元件在相当长的时间内可以保持高可靠性。

6、体积可以更小、重靠梢愿??

由于DLP投影机摒弃了传统投影机中的复杂、笨重的光学成像器件，取而代之的是宽度只有16微米的DMD芯片，而且每只芯片上紧密排列着若干个细微反射镜片来进行光学反射，每一个细微镜片之间的间隔距离也不到1微米，由此可见整个DMD光学成像器件无论是在体积上还是重量上都不会很大；况且DLP投影机是采用的DLP数字技术光学成像原理，这个原理可以直接将图象进行数字化处理，而不需要象传统投影机那样需要有许多中间处理环节，这样DLP投影机很自然地就可以在影机体积和重量上做得更小了。

目前市场上2.3公斤以下甚至更轻的DLP投影机型，基本为DLP技术所垄断，最近美国德州仪器公司又曾推出只有1.3公斤重的投影机样品，相信在DLP技术不断发展之下，未来的投影机还可以做得更轻！