DLP（数字光学处理）电视工作原理

DLP（数字光学处理）电视工作原理

就在不久以前，“大屏幕电视”几乎只代表一个东西：传统显像管电视(CRT)。但是，如果您现在走进电子产品商店，将看到好几种大屏幕电视，其中包括等离子电视、液晶电视(LCD)、硅基液晶背投电视(LCoS)、前投式投影机和数字光学处理(DLP)电视。

HowStuffWorks Shopper供图 DLP电视

由于DLP电视与相同尺寸的平板等离子和LCD电视相比要便宜许多，因此DLP电视是一个诱人的选择。此外，与传统显像管电视相比，它们能够提供更出色的画面，并且更加轻盈。如果想拿手里的钞票买到最大屏幕尺寸的电视，DLP 电视值得考虑。

在本文中，我们将了解DLP电视不同于其他电视技术的内部结构。

鸣谢 感谢Daniel Guzman对本文提供的帮助。

像素和微镜
DLP系统的核心是数字微镜器件(DMD)。DMD非常小巧，您可以将其握入手掌。但是，如果在它工作时近距离仔细观察它，您看到的画面将与照片拼贴画非常相似。

openphoto.net的Michael Jastremski供图 科罗拉多蓝色山花马赛克

在近处观看照片拼贴画时，您看到的是一张张微小的方形照片。但当您远离拼贴画时，会看到这些照片混在一起，形成一幅大图像。DMD也是这样，只不过DMD利用光线而不是小照片。如果在很近的距离观察它，您只能看到用来反射光线的微小方形镜面。但是在远处或者光线投射到屏幕上时，您将看到一幅画面。

德州仪器供图 放在DMD微镜矩阵上的蚂蚁腿

DMD包含多达二百万个微镜，每个微镜对应最终画面中的一个像素。铝质微镜的受光面积大小为十六平方微米，重量仅为几个几百万分之一克。每个微镜都与一个轭板和一个铰链连接，使得微镜可以移动到打开和关闭位置。

DMD最大可支持1280x720像素，而某些高清晰度图像需要1920x1080像素。惠普已经开发出一种称为wobulation的技术，可以使每个微镜形成两个图像像素，从而提高了分辨率。这项技术会在2006年晚些时候面世。

MEMSDMD芯片是一种微机电系统(MEMS)。同样由硅制成的MEMS器件将微型机械与计算机中使用的同样的硅结合起来。有关更多信息，请参见半导体工作原理。

除了微镜外，DMD器件还包括：

CMOS DDR SRAM芯片，这是一个内存单元，它根据逻辑值（0或1）通过静电使微镜倾斜到打开或关闭位置。 散热片 光学窗，它在允许光线通过的同时，为微镜提供了防尘和防碎屑保护

德州仪器供图 DMD结构

形成画面
在任何微镜切换到打开和关闭位置前，芯片都会快速执行下列操作：

对传入的信号进行解码 将隔行数据转换为逐行数据 根据屏幕调整画面大小 对画面进行任何必要的调整，包括亮度、清晰度和色彩品质 将色彩信息转换为红色、绿色和蓝色(RGB)格式 去除多数电视信号中的伽玛校正并根据阴极射线管(CRT)的信噪比进行调整

然后，芯片以数字信号的形式将所有信息传递到微镜。如果图像尺寸包含的像素数少于DMD支持的像素数，芯片就直接忽略掉不需要的微镜。

当电视关闭时，所有微镜都处于水平位置。当电视开启并且芯片开始传输信号时，微镜会每秒钟反复地翻转数千次。在旧式DMD中，微镜的移动范围是±10°，在新式DMD中，该范围为±12°。角度从10°增加至12°后DMD使更多光线投射到屏幕上，从而产生更明亮的画面。新式DMD还在铝质微镜上采用了“暗金属”，用来吸收偏光以及产生更清晰的画面。

德州仪器供图 镜头将来自DMD的光线投射到屏幕上。显示的结构中有单独的红光、绿光和蓝光DMD。

位于打开位置的微镜将光线通过投影镜头反射到屏幕上。微镜位于打开位置的时间越长，它产生的像素就越亮。位于关闭位置越长的微镜所产生的像素就越暗，始终位于关闭位置的微镜则产生黑色像素。通过改变微镜朝向投影镜头的时间长度，DMD最多可以产生1024种灰阶。

灰色像素在屏幕上合成一个逐行全数字黑白图像。在下一节，我们将了解DLP电视如何向黑白图像中增添颜色。