DLP-projektio ( eng. Digital Light Processing , lit. - "digitaalinen valonkäsittely") on valoventtiilin mikroelektromekaaninen tekniikka visuaalisen tiedon tulostamiseen . Käytetään laajasti projektiojärjestelmissä, kuten videoprojektoreissa , digitaalisissa elokuvaprojektoreissa ja projektiotelevisioissa . Kehittänyt vuonna 1987 Texas Instrumentsin insinööri Larry Hornbeck ( eng. Larry Hornbeck ) [1]. Ensimmäisen toimivan DLP-projektorin esitteli yleisölle vasta kymmenen vuotta myöhemmin Digital Projection Ltd. Vuonna 1998 molemmat teknologian luomiseen osallistuneet yritykset saivat Emmy-palkinnon teknisestä saavutuksesta.
DLP-projisoinnin pääväline on mikroelektromekaaninen järjestelmä ( MEMS ), joka luo kuvan mikroskooppisilla peileillä, jotka on järjestetty matriisiin puolijohdesirulle, jota kutsutaan "digitaaliseksi mikropeililaitteeksi" ( englanniksi Digital Micromirror Device , DMD ). Jokainen tällainen peili koostuu alumiiniseoksesta ja vastaa yhtä pikseliä luodusta kuvasta. Mikropeilit on kiinnitetty liikkuvasti matriisisubstraattiin ja SRAM-muistikennoihin liitettyjen elektrodien avulla ne voivat melkein välittömästi poiketa kahdesta asennosta, jotka eroavat toisistaan 20°:n kulmassa [1] .
DLP-tekniikka mahdollistaa kuvan epiprojisoinnin käyttämällä matriisista linssiin heijastuvaa valoa . Tällöin eri alueiden heijastavuutta säädetään kääntämällä mikropeilit toiseen kahdesta asennosta, joka vastaa lampun valon heijastusta kohti objektiivia tai jäähdytyselementillä varustettua valoloukkua. Ensimmäisessä tapauksessa pikseli näyttää valkoiselta näytöllä ja toisessa tapauksessa mustalta [2] . Rasterikuva luodaan säätämällä mikropeilin "on"- ja "off"-jaksojen välistä suhdetta eli valkoisen ja mustan suhdetta. Katsojat näkevät harmaasävyt näön inertian ansiosta , mikä summaa valon ja pimeyden jaksot suhteessa niiden suhteeseen [1] .
Mikropeilien mitat ovat hyvin pieniä ja vain muutaman mikronin kokoisia. Niiden väliset raot ovat vielä pienempiä eivätkä yleensä ylitä yhtä mikrometriä . Jälkimmäisestä seikasta johtuen ruudulla olevan kuvan rakenteessa ei ole LCD-projektoreille ominaista "hilaefektiä" [3] . Mikropeilien kokonaismäärä määrittää tuloksena olevan kuvan kirkkauden. Yleisimmät DMD-koot ovat 800x600 , 1024x768 , 1280x720 ja 1920x1080 . Digitaalisissa elokuvaprojektoreissa tavallisiksi DMD-resoluutioiksi katsotaan 2K ja 4K , jotka vastaavat 2048 ja 4096 pikseliä kehyksen pitkällä sivulla. Projektorin tyypistä ja odotetusta näytön koosta riippuen DMD voidaan valaista käyttämällä valonlähteenä hehkulamppua , suuritehoista ksenonlamppua , LEDejä tai lasereita.
Värikuvan luomiseen on kaksi yleisintä tapaa. Ensimmäinen niistä sisältää yhden DMD-matriisin käytön projektorissa ja toinen - kolme. Kolmas menetelmä perustuu yhden matriisin valaisemiseen vaihtelevan värisillä LEDeillä, mutta sitä kehitetään edelleen.
| Laite on yksimatriisi DLP-projektori. Punainen nuoli näyttää valon reitin lampusta matriisiin suodatinlevyn, peilin ja linssin läpi. Lisäksi säde heijastuu joko linssiin (keltainen nuoli) tai säteilijään (sininen nuoli) | |||
Projektoreissa, joissa on yksi DMD-matriisi, värikuva luodaan projisoimalla peräkkäin kolme osittain värieroteltua kuvaa pyörivän levyn läpi , jossa on päävärisuodattimet . Useimmiten levy sijoitetaan lampun ja DMD-matriisin väliin. Menetelmä on samanlainen kuin varhaiset additiivinen väriteatterijärjestelmät , kuten Kinemacolor , ja CBS :n värikenttäperäinen väritelevisiojärjestelmä . Värilevy sisältää useimmiten kolme punaisen , vihreän ja sinisen väristä suodatinta ja yhden saman paksuisen sävyttämättömän lasin, jotka on suunniteltu lisäämään kuvan kontrastia .
Levyn kierto on synkronoitu siten, että jokainen valosuodatin tulee valovirtaan sillä hetkellä, kun vastaava värieroteltu kuva ilmestyy sirulle. Toisin sanoen punainen osakuva näytetään punaisen valosuodattimen takana, vihreä osakuva näytetään vihreän suodattimen takana ja sininen osakuva näytetään sinisen takana. Jos levyssä on läpinäkyvä sektori, sen takana näkyy yksivärinen kuva , joka saadaan summaamalla kaikki kolme osittaista. Läpinäkyvä sektori parantaa kontrastia , mutta vähentää värikylläisyyttä , joten joissakin projektoreissa sitä ei ole.
Värikuva muodostuu näön hitaudesta ja osakuvien suuresta muutostaajuudesta. Useimmissa tapauksissa sitä lisätään lisäksi välkkymisen näkyvyyden vähentämiseksi. Digitaalisten elokuvaprojektoreiden vakioprojisointinopeudella , joka on 24 kuvaa sekunnissa, jokainen täysivärinen ruutu näytetään kahdesti, jotta välkyntätaajuus siirtyy kriittisen näkyvyysrajan yläpuolelle. Tämä saavutetaan kaksinkertaistamalla värisuodatinlevyn pyörimisnopeus tai asettamalla ne yhdelle vakionopeudella pyörivälle levylle. Tuloksena oleva vaikutus on samanlainen kuin kaikissa filmiprojektoreissa käytetyllä "tyhjäkäynnillä" olevalla sulkimella .
Nykyaikaisissa DLP-projektoreissa on ollut suuntaus korvata liikkuva levy valosuodattimilla, joissa on LEDit , jotka voivat muuttaa säteilevän valon väriä välittömästi. LEDien suhteellisen pienen tehon vuoksi tämä ratkaisu on kuitenkin löytänyt käyttökohteen kotitalousprojektoreissa, jotka on aiemmin rakennettu halogeenilampun pohjalta. LEDien alhainen lämpöpäästö mahdollistaa matriisin lämpötilan helpottamisen ja lisää sen kestävyyttä.
Yksimatriisi-DLP-projektoreiden suurin haittapuoli on niin kutsuttu "sateenkaariefekti", joka ilmenee kuvan monivärisinä ääriviivoina, kun katsojan silmät liikkuvat nopeasti . Tämä johtuu ajallisesta parallaksista , joka johtuu osittaisten värierottelujen peräkkäisestä projisoinnista samanaikaisen sijaan. Ilmiö on havaittavissa alhaisilla suodatinlevyn nopeuksilla, eikä se katoa kokonaan edes erittäin nopeilla värinvaihdoksilla. Erotuslevyn nopeuden lisääminen kuitenkin vähentää vaikutusta, joten useimmat valmistajat parantavat jatkuvasti tätä parametria. Suurin menestys voidaan saavuttaa LED-projektoreissa erittäin korkean virkistystaajuuden ansiosta. Sateenkaariefekti on havaittavissa myös, kun yleisö liikkuu nopeasti, johon ruudulta heijastuva valo osuu. Tässä tapauksessa yksittäiset liikkeen vaiheet ovat selvästi nähtävissä eri väreissä.
Tämän tyyppisessä DLP-projektorissa käytetään kolmea identtistä kuvaa, joista jokainen vastaa eri väristä, sen sijaan, että yksi matriisi näyttäisi kolmea värieroteltua kuvaa peräkkäin. Tässä tapauksessa kaikkien kolmen värierotellun kuvan projisointi tapahtuu samanaikaisesti. Kutakin matriiseista valaistaan jatkuvasti vastaavan värisen valosuodattimen läpi ja valmiista kuvasta tehdään yhteenveto prismajärjestelmän avulla ja ohjataan linssiin. Tämä malli on paljon kalliimpi kuin yksimatriisisuunnittelu ja se on tyypillisempi suuritehoisille digitaalisille elokuvaprojektoreille.
Kolmimatriisiprojektorit pystyvät tarjoamaan laajemman väriskaalan kuin yksimatriisiprojektorit, koska jokainen väri on saatavilla pidemmän aikaa ja sitä voidaan moduloida jokaisella videoruudulla. Lisäksi kuva ei yleensä ole alttiina välkkymiselle ja "sateenkaariefektille".
Saksalainen Infitec on kehittänyt spektrisuodattimia pyörivään levyyn ja 3D -laseihin, joiden avulla voit projisoida kehyksiä eri silmille spektrin eri osajoukkoihin. Tämän seurauksena jokainen silmä näkee oman täysvärikuvansa tavallisella valkoisella näytöllä, toisin kuin järjestelmät, joissa on projisoidun kuvan polarisaatio (kuten IMAX ), jotka vaativat erityisen "hopea" näytön ylläpitääkseen polarisaatiota heijastuessaan.
| Näyttötekniikat _ | |
|---|---|
| Video näyttää |
|
| Ei-video |
|
| 3D-näytöt |
|
| Staattinen | |
| Katso myös |
|