Микрозеркальные (DMD) проекторы

Технология Digital Light Processing (DLP) (1996 года ), первоначально упоминавшаяся как Digital Micromirror Device (DMD) в 1987 году, представляет собой микроэлектронную механическую систему (micro-electronic mechanical system - MEMS), состоящую из сотен тысяч подвижных микрозеркал, которые управляются лежащими в основе чипа полупроводниковыми схемами.

Микрозеркала панели DMD установлены на крошечных стержнях, которые позволяют им или наклониться к световому источнику («включен») или от него («выключен»), создавая светлый или темный пиксель соответственно на поверхности экрана. Битовый поток закодированного изображения может переключать зеркало до нескольких тысяч раз в секунду (время переключения около 20 нc). Если оно «включено» более часто, чем «выключено», это создает впечатление светло-серого пикселя, если наоборот, - темно-серого, что приводит к возможностям проекторов DLP-систем отображать до 1024 оттенков цветов.

Существует две основные конструкции DLP-проекторов:

• с одной матрицей микрозеркал;
• с тремя цветовыми матрицами.

В первом случае белый свет, испускаемый лампой DLP-проек-тора, на пути к поверхности панели DMD проходит через прозрачные светофильтры цветового колеса и состояния включено/выключено каждого микрозеркала скоординированы с этими тремя основными стандартными цветами.

Высококачественные DLP-проекторы (типа применяемых для проектирования кино) используют конфигурацию с тремя чипами (таким образом, устраняется потребность в цветовом колесе) и создают изображения не менее чем с 35 триллионами цветов.

Основное преимущество DLP проекторов - их небольшой размер. Поскольку DLP-технология не требует никаких комбинирующих цвета призм или сложной оптики цветоразделения, ее оптическая система более компактна, чем просветные системы LCD. Кроме того, DLP-чипы не требуют такого большого охлаждения, как проекторы LCD, так как их не затрагивает высокая температура настолько, насколько фильтры и панели LCD.

Другое преимущество DLP состоит в том, что они страдают меньше от пикселизации, чем конкурирующая технология LCD, однако некоторые модели подвержены так называемому «эффекту ра-дуги» - артефакту, присущему только проекторам с одним чипом. Эффект был особенно распространен в первом поколении DLP-проекторов, которые использовали цветовое колесо с 4 секторами - RGB и светлый сектор, - вращающееся со скоростью 3600 об/мин. Некоторые люди воспринимают эффект, который ощущается как мгновенная многокрасочная вспышка в периферийном зрении, если переводить взгляд от одной части экрана к другой (особенно от высоко контрастной или яркой области изображения).

DMD-проекторы

• а - с одной матрицей;
• б - с тремя матрицами.

Эффект связан с тем, что не все цвета в изображении проектируются одновременно. Цветовые колеса с 6 сегментами (2 RGB-набора), которые вращаются быстрее и увеличивают частоту обновления цветов, менее подвержены данному эффекту. Существует также проект с 7 секторами (включающий дополнительный цвет, темно-зеленый), что улучшает частоту обновления и позволяет получить контрастность боле чем 3000 : 1.

DLP-технология подверглась множеству других усовершенствований, начиная с ее введения в 1996 году:

• в конце 1990-х годов размер зеркала был уменьшен от 17 х 17 мкм до 13.7 х 13.7 мкм, позволяя увеличить разрешение и уменьшить стоимость;
• в 2000 году скорость чтения данных была увеличена от единичной (single data rate - SDR) до двойной (double data rate - DDR), что позволило более точно воспроизводить полутона;
• в 2002 году, углы наклона зеркал были увеличены с ±10° (HD1) до ±12° (HD2), что позволило увеличить оптическую эффективность;
• самое недавнее нововведение - светопоглощающие покрытия, окружающие каждое зеркало, что позволяет снизить отражение при выключенном состоянии зеркала и повысить контрастность от 800 : 1 до более чем 1500.