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DLP技术特点及发展历程

导读: DLP是由德州仪器公司(Texas Instruments)基于其研发的数字微镜装置(Digital Micromirror Device,DMD),所创造的一种真正全数字反射式的投影技术。

        DLP是由德州仪器公司(Texas Instruments)基于其研发的数字微镜装置(Digital Micromirror Device,DMD),所创造的一种真正全数字反射式的投影技术。DMD是由上百万片面积10.8x10.8微米,比头发的断面还小的微镜片所组成,每个微镜片都能将光线从两个方向反射出去;当数字信号处于「ON」状态时,微镜片会旋转至+12度,若数字信号处于「OFF」状态,微镜片会旋转至-12 度。微镜片在前后急速旋转之际形成灰阶,再搭配一颗或三颗DMD芯片,即可得到栩栩如生的彩色显示效果(见附图)。配有一颗DMD芯片的DLP投影系统称为“单片DLP投影系统”,经色轮过滤后的光,至少可以生成1,670万种颜色;而采用3片式的DLP Cinema?投影系统则可生成3,500万种颜色。目前DLP推出最新的“极致色彩”技术,甚至能创造超过200兆种颜色。

 

  技术特点:
  高清晰度:DLP技术的核心是由数以万计的镜片组成的数字微显镜系统,每块镜片之间的距离不到1微米,极度缩小投影图像像素之间的距离,生成无缝的数字化图片,在任何尺寸下都可以保持良好的锐度,不会出现其它技术造成的晶格(马赛克现象)。
 
  高可靠性:DLP是数字技术,数字投影技术的优点在于能完整、忠实地重复产生影像,不会受到温度、湿气或震动等环境因素的影响;而DLP芯片超过10万个小时的使用寿命,更确保画面不会有褪色的情形发生。

 
  高防尘性:对于占国内市场份额45%以上的教育用投影机来说,最关键的一项附加功能就是防尘。采用DLP技术制造的投影机,其核心光路可以设计成封闭的,DLP芯片和其他部件全都在密封的光机系统中,灰尘难以接触到光路的核心,从而可以确保图像质量的一贯如一。

  高对比:在观看影片时,影像呈现的立体感至关重要。因为人体的视觉器官是依赖对比值来辨识物体的边缘,因此具高对比值的影像看起来更加锐利。当对比度低,暗色部位即呈模糊一片,影像显得平坦且欠缺真实感。DLP技术的高原始对比值能够清晰、锐利的呈现文字,这是其他强调动态对比度的技术无法比拟的,因为在呈现文本内容时,投影机需要的是高“原始”对比度。

  高反应速度: DLP技术的切换非常快速,仅数微秒。也就是因为具备如此快的响应速度,即使是赛车或球类等高速动态影像,都不会有残影现象的发生,呈现出最清晰而逼真的影像。

  高便携性:应用于教育、商务、消费市场的单芯片DLP投影机只需要一块面板。因此DLP的投影系统可以做得很小,重量也相应轻了许多,为创新设计留下充分的空间。目前全球已经有三星、三菱、和东芝等多家厂商推出不到一磅重的DLP 口袋型投影机,开启投影机应用的新纪元。

 
DMD芯片的发展历程


  DMD最初的构想出现在1977年,由德州仪器的科学家Larry J.Hornbeck发明。有意思的是,当初发明这一技术并不是要用于显示设备,而是准备作为印刷技术中的成像器。虽然当初已经使用DMD这个正式名称,但其英文全称与现在不完全一样。因为那时数字技术还未发展起来,芯片上的微镜还是使用模拟技术进行驱动,反射面是采用一种柔性材料,所以这种技术当时被称为“变形镜器件(Deformable Mirror Device)”。10年之后,Hornbeck博士正式以数字控制技术,开发出了新一代DMD器件,并将名称改为“数字微镜器件(Digital Mirror Device)”。数字控制的DMD诞生的早期就已朝向印刷技术和数字成像两个不同方向发展,到了1992年,德州仪器投资成立数字成像事业部,探索 DMD在商业应用的可能性。两年之后,第一台用于演示的DLP投影原型机诞生,再过两年的1996年4月,第一台商用DLP投影机正式诞生。1997年,德州仪器终止了在印刷技术方面的研发,全力投入数字成像技术的研究。其后,DMD以惊人的速度发展,2001年,德州仪器宣布其自1996年以来的第 100万颗DMD芯片诞生。

 

 第一代DMD主要偏重于商务应用,分辨率是848*600,可以兼顾800*600的SVGA电脑标准和848*480的480p(16:9)视频标准。这一代的DMD微镜偏转角度为10度,对比度400:1至800:1不等,通过适当的光学设计,整机对比度可以提高到1000:1。

  从第二代DMD开始,DLP才算开始大规模进入家庭影院投影机市场,这一代的DMD芯片,称为HDl,不仅分辨率提高到高清标准的 1280X720,微镜偏转角度也增加到12度,这样光线可以被反射到更边远的地方被吸收掉,杂散光线的影响大大降低,因此黑色表现更好,对比度进一步提高。这一代DLP的代表作,有大名鼎鼎的夏普IV-Z9000和马兰士VPl2S1。

  在HDl之后,德州仪器发现如果将微镜低下的金属统统处理成黑色,可以大大降低来自这些金属反射出的杂散光,对比度因之提升到2000:1,这一技术被称为DarkChip 1,采用此一技术的DMD芯片,除了HD2,还有一块1024*576的标清芯片。这一代DLP投影机的代表作为夏普XV-Z10000。

  在DarkChip 1基础上,德州仪器继续开发出DarkChip 2技术。这项技术的重点在于缩小微镜间距离,减少杂散光反射的可能性,并将微镜表面处理得更光滑,增强反射率,这样黑、白两个方面同时改进,对比度再次提高。这一代的HD级DMD就是HD2+。DVE色轮也是随这一代DMD一同推出的。这一代DLP投影机的代表作更多,夏普XV-Z12000,马兰士 VPl2S3,雅马哈DPXll00,奥图码H77,煞是热闹,对比度大致从3500:1到5500:1不等。HD2+后来又开发出面积更小的0.65英寸DMD,分辨率改进到1280x768,以进一步降低成本,但性能仍保持原来水准。著名的三菱HC3000和最近的奥图码HD72就是使用这一芯片。 DarkChip 2在标清领域的应用,是1024*576和800*480分辨率的两块芯片,分别对应W-PAL和W-480p视频。

  DarkChip 2之后顺理成章的就是DarkChip 3,在DarkChip 2基础上,黑色更黑,对比度更高。DarkChip 3芯片推出导致的直接后果之一,就是HD2+芯片的降价,夏普XV-Z2000和明基PE7700就是低价HD2+投影机的代表。而高端DarkChip 3芯片投影机的代表作,有马兰士VPl2S4,雅马哈DPXl200,奥图码H79,富可视SP7210等。这一代投影机,配合光学系统,有的厂家标称对比度已经提升到10000:1。

  DarkChip 3之后,德州仪器终于在今年9月宣布推出全新芯片组DarkChip 4,进一步巩固DLP在图像质量与对比度的领导地位。此全新芯片组基于不同的应用,可将原始对比度提升高达30%,采用DarkChip 4和LED背光的DLP高清电视,原始对比度将超过100,000:1。预计到2008年,众多上市的DLP投影产品将应用新的DarkChip 4芯片组。

DLP 10年发展大事记
1977
* 德州仪器科学家Larry Hornbeck博士,开始研究如何运用反射以控制光线投射的原理。

1987
* Hornbeck博士发展出数字微镜装置 (Digital Micromirror Device,简称DMD),这是一种可精确反射光线的光学半导体。

1993
* 正式命名为数字光学处理技术 (Digital Light Processing,简称DLP)
* DLP? 产品事业部成立,负责DLP技术的商业化运用。

1994
* DLP前投影机商机逐渐成形,DLP投影机原型机以新型态显示技术之姿第一次公开展示。
* 6月:德州仪器发表第一台具备高解析度画质的DLP原型机,技术发展大幅领先后来兴起的HD高画质风潮。

1995
* DLP 产品首次宣布其合作伙伴,包括InFocus、nView、Proxima、Runco以及Vidikron。
* 6月:nView 公开展示其第一台作为商业用途的DLP原型机产品。

1996
* InFocus、nView与Proxima正式发售DLP投影机,Digital Projection签署开始生产DLP投影机。
* BenQ (当时为宏基旗下子公司)第一台DLP投影机问世
* Liesegang签署成为第一家生产DLP投影机的欧洲厂商。
* 9月:DLP商用投影机由PLUS公司于日本市场首次展示。

1997
* 2月:美国电影艺术与科学学院 (The Motion Picture Academy of Arts and Sciences) 选择DLP技术投影播放奥斯卡颁奖典礼,自此之后每年的奥斯卡奖颁奖典礼皆使用DLP技术。

 


* 5月:InFocus推出重量仅6 磅的LP420,为当时重量多为24磅重的投影机产品大幅瘦身。
* 运用DLP数字电影?技术所研发之数字电影投影机原型机,首次于好莱坞展示。

1998
* 6月:DLP产品荣获美国电影艺术与科学学院所颁发之「工程发展杰出成就艾美 奖」,同时Larry Hornbeck博士也因发明DLP技术而荣获艾美奖。
* 4月:Digital Projection 与德州仪器合作,推出亮度提升40%、达到5,000流明的DLP投影机。

1999
* 1月:DreamVision展示第一台专门针对家庭电影院应用的DLP投影机。
* 6月:由乔治鲁卡斯所导演之「星际大战首部曲:威胁潜伏」,采用DLP数字电影技术于洛杉矶与纽约进行首映。这也是DLP数字电影?技术首度公开展示,并从此于全球市场进行测试。

2000
* 3月:德州仪器宣布与Christie及Barco达成协议,生产运用DLP数字电影?技术的数字电影投影机。
* 5月:第一部运用DLP数字电影技术的电影—迪士尼电脑动画「玩具总动员2」,于日本东京上映。
* 5月:Plus 公司推出世界第一台重量低于3磅的DLP投影机,代表着DLP技术开始引领携带型投影机市场。
* 9月:德州仪器DLP系统出货量达50万台。
* 神州数码推出第一台中国自有品牌的DLP投影机。

2001
* 1月:Sharp推出第一款备受家庭电影院喜好者期待的16:9宽萤幕投影机。
* 3月:Mitsubishi推出采用HD1晶片的DLP HDTV旗舰产品。
* 6月:InFocus推出第一台重量低于2磅的DLP投影机—LP120,引发业界震撼。
* Viewsonic开始生产DLP投影机。
* DLP系统出货量超过100万台。

2002
* 1月:德州仪器与Samsung宣布推出新一代DLP HDTV,带领DLP画面品质更上一层楼。
* 4月:中国第一台DLP数字电影投影机,并首映中国自制电影─寻枪。
* 4月:HP采用DLP技术产品进军投影机市场。
* 5月:Dell采用DLP技术产品进军投影机市场。
* 5月:全球将近100家采用DLP数字电影投影机之戏院,同步放映乔治鲁卡斯所导演之「星际大战二部曲:复制人全面进攻」。
* 6月:NEC被授权为第三家DLP数字电影投影机之制造厂商。

2003
* 3月:DLP数字电影?2K解析度之晶片于ShoWest展示。
* 4月:LG第一台DLP HDTV于欧洲正式上市。
* 8月:德州仪器DLP系统出货量突破两百万。
* 10月:DLP产品因其于消费性背投影电视技术与工程之卓越成就再获艾美奖肯定。

2004
* 德州仪器与创维、长虹以及TCL等中国主要电视制造商签署协议,成立联合实验室,共同发展DLP HDTV。
* InFocus成为德州仪器第一个累积出货达100万台的DLP投影机合作伙伴。
* 12月:德州仪器DLP系统出货量突破五百万。

2005
* 1月:HP、Optoma以及Radio Shack分别推出全球第一台〝“即时剧院〞投影机产品,将音响系统、DVD播放器与DLP投影合而为一,成为最方便消费者使用的投影产品。
* 1月:Mitsubishi与Samsung分别首次推出重量低于1磅的投影机,从此开创了〝口袋型投影机〞之微型投影产品新概念与和应用领域。
* 6月:projectiondesign展示第一台具1080p高解析度之DLP家庭剧院投影机。
* 8月:Mitsubishi发表第一台1080p DLP高解析度电视,引发市场极大回响。
* 10月:Dell推出第一款平价($3499)之高解析度(SX+)投影机。
* 12月:HP、Samsung、Mitsubishi以及Toshiba陆续推出1080p DLP HDTV,将DLP推向1080p HDTV销售冠军的宝座。
* 德州仪器开始推行其于中国之零售与通路计画,以协助Samsung、Panasonic、海信、上广电等国际与中国本地品牌。
* 台达电于台湾制造生产第一款适用于大型专业场所之DLP投影机。

2006
* 1月:DLP技术于在全球前投影市场之占有率首度突破50%。
* 1月:德州仪器推出具LED技术的DLP高解析度电视。
* 1月:德州仪器DLP?宣布赞助美国Nascar房车大赛
* 3月:DLP数字电影?投影机全球建置量突破1,000台之重要里程碑,全球超过1,200台DLP?数字电影投影机投入使用。
* 6月:DLP技术庆祝商业应用十周年纪念。德州仪器荣耀宣布,于过去十年中,其DLP系统出货量已突破1,000万。
* 12月:DLP电视为2006年北美50寸以上市场及1080p电视市场双料销售冠军。

2007
* 1月:德州仪器在美国消费电子展会(CES)上展出对比度高达100,000:1的DLP LED电视
* 3月:德州仪器在CTIA 展会上首度展出DLP手机投影机。
* 5月:全球DLP影院?屏幕突破4,000块,较过去一年成长350%

 

 

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