投影入門知識 三大投影技術完全解析

　　曾晶鈺

　　隨著科技的進步，社會的發展，人們已經不能滿足於液晶顯示器的可視面積，轉而研發可以顯示更大面積的投影技術。投影技術發展至今，一共衍生出了三種常用技術，它們分別是：DLP投影技術、LCD投影技術和CRT投影技術。下面筆者就來帶各位認識下這些投影技術的成像原理。　數字光學處理(DLP™)是投影和顯示信息的一個革命性的新方法。基於Texas儀器公司開發的數字微反射鏡器件(DMD™)，DLP完成了顯示數字可視信息的最終環節。數字光學處理(DLP™)技術在消費者、商業和投影顯示工業的專業領域方面被作為子系統或『發動機』提供給市場主管。正如CD在音頻領域的革命一樣，DLP將在視頻投影方面帶來革命。

　　正如中央處理單元(CPU)是計算機的核心一樣，DMD是DLP的基礎。單片、雙片以及多片DLP系統被設計出來以滿足不同市場的需要。一個DLP為基礎的投影系統包括內存及信號處理功能來支持全數字方法。DLP投影機的其它元素包括一個光源、一個顏色濾波系統、一個冷卻系統、照明及投影光學元件。

　　一個DMD可被簡單描述成為一個半導體光開關。成千上萬個微小的方形16x16um鏡片，被建造在靜態隨機存取內存(SRAM)上方的鉸鏈結構上而組成DMD(圖1)。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結構允許鏡片在兩個狀態之間傾斜，+10度為『開』。-10度為『關』，當鏡片不工作時，它們處於0度『停泊』狀態。

　　根據應用的需要，一個DLP系統可以接收數字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設備生產廠家(OEM's)的前端處理中轉換為數字信號，任何隔行視頻信號通過內插處理被轉換成一個全圖形幀視頻信號。從此，信號通過DLP視頻處理變成先進的紅、綠、藍(RGB)數據，先進的RGB數據然後格式化為全部二進制數據的平面。

　　一旦視頻或圖形信號在一種數字格式下，就被送入DMD。信息的每一個象素按照1：1的比例被直接映射在它自己的鏡片上，提供精確的數字控制，如果信號是640×480象素，器件中央的640×480鏡片采取動作。這一區域處的其它鏡片將簡單的被置於『關』的位置。

一個848×600數字微鏡器件(圖1)

　　上圖所示：器件中部反射部分包括508，800個細小的、可傾斜的鏡片。一個玻璃窗口密封和保護鏡片。DMD顯示為實際尺寸。

　　 通過對每一個鏡片下的存儲單元以二進制平面信號進行電子化尋址，DMD陣列上的每個鏡片被以靜電方式傾斜為開或關態。決定每個鏡片傾斜在哪個方向上為多長時間的技術被稱為脈衝寬度調制(PWM)。鏡片可以在一秒內開關1000多次，這一相當快的速度允許數字灰度等級和顏色再現。

　　在這一點上，DLP成為一個簡單的光學系統。通過聚光透鏡以及顏色濾波系統後，來自投影燈的光線被直接照射在DMD上。當鏡片在開的位置上時，它們通過投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個數字的方型象素投影圖像(圖2)。

三個鏡片有效地反射光線來投影一個數字影像(圖2)

　　 上圖所示的是：入射光射到三個鏡片象素上，兩個外面的鏡片設置為開，反射光線通過投影鏡頭然後投射在屏幕上。這兩個『開』狀態的鏡片產生方形白色象素圖形。中央鏡片傾斜到『關』的位置。這一鏡片將入射光反射偏離開投影鏡頭而射入光吸收器，以致在那個特別的象素上沒有光反射上去，形成一個方形、黑色象素圖像。同理，剩下的508797個鏡片象素將光線反射到屏幕上或反射離開鏡片，通過使用一個彩色濾光系統以及改變適量的508，800DMD鏡片的每個鏡片為開態，一個全彩色數字圖像被投影到屏幕上。