DLP-proiectarea ( eng. Digital Light Processing , lit. - „digital light processing”) este o tehnologie microelectromecanică cu supapă de lumină pentru ieșirea de informații vizuale . Utilizat pe scară largă în sistemele de proiecție, cum ar fi videoproiectoarele , proiectoarele cinematografice digitale și televizoarele de proiecție . Dezvoltat în 1987 de inginerul Texas Instruments Larry Hornbeck ( ing. Larry Hornbeck ) [1] . Primul proiector DLP funcțional a fost prezentat publicului abia zece ani mai târziu de către Digital Projection Ltd. În 1998, ambele companii implicate în crearea tehnologiei au primit un Emmy Award for Technical Achievement.
Principalul mijloc de proiecție DLP este un sistem microelectromecanic ( MEMS ), care creează o imagine cu oglinzi microscopice dispuse într-o matrice pe un cip semiconductor, numit „dispozitiv de microoglindă digitală” ( în engleză Digital Micromirror Device , DMD ). Fiecare astfel de oglindă este formată dintr- un aliaj de aluminiu și corespunde unui pixel al imaginii create. Microoglinzile sunt fixate mobil pe substratul matricei și, folosind electrozi conectați la celulele de memorie SRAM , pot devia aproape instantaneu la una dintre cele două poziții care diferă una de cealaltă printr-un unghi de 20° [1] .
Tehnologia DLP permite epiproiecția imaginii folosind lumina reflectată din matrice în obiectiv . În acest caz, reflectivitatea diferitelor zone este ajustată prin rotirea microoglinzilor într-una din cele două poziții, corespunzătoare reflectării luminii lămpii către obiectiv sau pe o capcană de lumină cu un radiator. În primul caz, pixelul arată alb pe ecran, iar în al doilea caz, arată negru [2] . O imagine semiton este creată prin ajustarea raportului dintre perioadele „pornit” și „oprit” ale microoglinzii, adică proporția de alb și negru. Tonurile de gri sunt percepute de privitori datorită inerției vederii , însumând perioadele de lumină și întuneric proporțional cu raportul lor [1] .
Dimensiunile microoglinzilor sunt foarte mici și se ridică la doar câțiva microni. Decalajele dintre ele sunt chiar mai mici și de obicei nu depășesc un micrometru . Din cauza acestei din urmă împrejurări, structura imaginii de pe ecran nu are „efectul de rețea” caracteristic proiectoarelor LCD [3] . Numărul total de microoglinzi determină claritatea imaginii rezultate. Cele mai comune dimensiuni DMD sunt 800x600 , 1024x768 , 1280x720 și 1920x1080 . În proiectoarele de cinema digital , rezoluțiile DMD standard sunt considerate a fi 2K și 4K , care corespund la 2048 și, respectiv, 4096 pixeli de-a lungul părții lungi a cadrului. În funcție de tipul de proiector și de dimensiunea așteptată a ecranului, DMD poate fi iluminat folosind o lampă cu halogen cu incandescență , o lampă cu xenon de mare putere , LED-uri sau lasere ca sursă de lumină.
Există două modalități cele mai comune de a crea o imagine color. Prima dintre ele implică utilizarea unei matrice DMD în proiector, iar a doua - trei. A treia metodă se bazează pe iluminarea unei singure matrice cu LED-uri de culoare variabilă, dar este încă în curs de dezvoltare.
| Dispozitivul este un proiector DLP cu o singură matrice. Săgeata roșie arată calea luminii de la lampă la matrice, prin discul filtrant, oglindă și lentilă. În plus, fasciculul este reflectat fie în lentilă (săgeată galbenă) fie pe radiator (săgeată albastră) | |||
La proiectoarele cu o singură matrice DMD, o imagine color este creată prin proiectarea secvenţială a trei imagini parţiale separate de culori printr-un disc rotativ cu filtre de culori primare . Cel mai adesea, discul este plasat între lampă și matricea DMD. Metoda este similară cu sistemele de cinematograf color aditive timpurii , cum ar fi Kinemacolor , și cu sistemul de televiziune color secvenţială cu câmpuri de culoare CBS . Discul de culoare conține cel mai adesea trei filtre de culori roșu , verde și albastru și o sticlă necolorată de aceeași grosime, concepută pentru a crește contrastul imaginii.
Rotația discului este sincronizată astfel încât fiecare filtru de lumină să intre în fluxul luminos în momentul în care imaginea corespunzătoare, separată de culori, apare pe cip. Adică, o imagine parțială roșie este afișată în spatele unui filtru de lumină roșie, o imagine parțială verde este afișată în spatele unui filtru verde și o imagine parțială albastră este afișată în spatele unuia albastru. Dacă există un sector de disc transparent, în spatele acestuia este afișată o imagine monocromă , obținută prin însumarea tuturor celor trei parțiale. Sectorul transparent îmbunătățește contrastul , dar reduce saturația culorilor , așa că unele proiectoare nu îl au.
Imaginea color se formează din cauza inerției vederii și a frecvenței mari de schimbare a imaginilor parțiale. În cele mai multe cazuri, este mărită suplimentar pentru a reduce vizibilitatea pâlpâirii. Cu rata de proiecție standard a proiectoarelor cinematografice digitale, care este de 24 de cadre pe secundă, fiecare cadru complet color este afișat de două ori pentru a deplasa frecvența de pâlpâire peste limita critică de vizibilitate. Acest lucru se realizează prin dublarea vitezei de rotație a discului de filtru color sau prin dublarea lor pe un singur disc care se rotește la viteza standard. Efectul rezultat este similar cu cel al obturatorului „idle blade” folosit la toate proiectoarele de film.
În proiectoarele DLP moderne, a existat tendința de a înlocui discul în mișcare cu filtre de lumină cu LED-uri care pot schimba instantaneu culoarea luminii emise. Cu toate acestea, din cauza puterii relativ scăzute a LED-urilor, această soluție și-a găsit aplicație în proiectoarele de uz casnic, care au fost construite anterior pe baza unei lămpi cu halogen. Emisia scăzută de căldură a LED-urilor face posibilă facilitarea regimului termic al matricei, mărind durabilitatea acesteia.
Principalul dezavantaj al proiectoarelor DLP cu o singură matrice este așa-numitul „efect curcubeu”, care se manifestă în contururi multicolore în imagine atunci când ochii privitorului se mișcă rapid . Acest lucru se datorează paralaxei temporale din cauza proiecției secvențiale mai degrabă decât simultană a separărilor parțiale de culoare. Fenomenul este cel mai vizibil la viteze mici ale discului de filtru și nu dispare complet chiar și cu schimbări foarte rapide de culoare. Cu toate acestea, creșterea vitezei discului de separare reduce efectul, astfel încât majoritatea producătorilor îmbunătățesc constant această setare. Cel mai mare succes poate fi obținut în proiectoarele LED datorită ratei de reîmprospătare foarte ridicate. Efectul de curcubeu este vizibil și atunci când publicul se mișcă rapid, care este lovit de lumina reflectată de pe ecran. În acest caz, fazele individuale ale mișcării pot fi văzute clar, afișate în culori diferite.
Acest tip de proiector DLP utilizează trei imagini identice, fiecare dintre acestea fiind responsabilă pentru o culoare diferită, în loc de o singură matrice care afișează trei imagini separate de culori în secvență. În acest caz, proiecția tuturor celor trei imagini separate de culori are loc simultan. Fiecare dintre matrice este iluminată continuu printr-un filtru de lumină de culoarea corespunzătoare, iar imaginea finită este rezumată folosind un sistem de prisme și direcționată către lentilă. Acest design este mult mai scump decât un design cu o singură matrice și este mai tipic pentru proiectoarele cinematografice digitale de mare putere.
Proiectoarele cu trei matrice sunt capabile să ofere o gamă de culori mai largă decât proiectoarele cu o singură matrice, deoarece fiecare culoare este disponibilă pentru o perioadă mai lungă de timp și poate fi modulată cu fiecare cadru video. În plus, imaginea nu este în general supusă pâlpâirii și „efectului curcubeu”.
Compania germană Infitec a dezvoltat filtre spectrale pentru un disc rotativ și ochelari 3D care vă permit să proiectați rame pentru diferiți ochi în diferite subseturi ale spectrului. Ca urmare, fiecare ochi își vede propria imagine plină de culoare pe un ecran alb obișnuit, spre deosebire de sistemele cu polarizare a imaginii proiectate (cum ar fi IMAX ), care necesită un ecran special „argintiu” pentru a menține polarizarea atunci când sunt reflectate.
| Tehnologii de afișare | |
|---|---|
| Afișează video |
|
| Non-video |
|
| Afișări 3D |
|
| Static |
|
| Vezi si |
|