DLC9500P24開(kāi)發(fā)套件是聞亭在W4100開(kāi)發(fā)套件的基礎上進(jìn)行研發(fā)的，基于Virtex-6芯片提供了功能更強大的硬件平臺和傳輸通道，新平臺包括以下功能：

1) 采用Xilinx公司Virtex-6系列的FPGA產(chǎn)品，功能更強大；

2) 支持PCIE 2.0或者Rapid IO兩種高速數據傳輸模式：

PCIE傳輸模式：PCIE 2.0 x 4 = 5.0 Gbps x 4 = 20 Gbps

Rapid IO 傳輸模式：Rapid IO x 4 = 3.125 Gbps x 4 = 12.5 Gbps

3) 支持2條800Mhz速率2GByte緩存的DDR3內存條，內存條容量可根據客戶(hù)的需求定制

4) 支持1920 x 1080分辨率0.95" DMD的圖象和視頻功能

5) USB接口可支持GPIF和FIFO兩種工作模式，默認工作模式為GPIF工作模式

6) 具有4通道16bit的AD外部輸入接口

7) 具有1個(gè)25Khz的PWM信號外部接口以及LED的控制信號輸出接口

8) 修改了控制板與DMD的通信接口，通過(guò)一個(gè)連接器和一條高速線(xiàn)纜與0.95" DMD連接

Pin1: 2.5V power

Pin2 : trigger signal output. High: 2.1V-2.5V; low: 0V-0.4V.

Pin3: trigger signal input, low to high edge is one trigger. High: 1.7-2.5V; Low: 0-0.7V

Pin4: 信號發(fā)生器

Pin10: GND

a. 光學(xué)測量/結構照明

利用采用 DLP 技術(shù)的高速、非接觸式 3D 掃描

光學(xué)測量系統可用于許多不同的應用，其中包括：三維表面形狀、輪廓、粗糙度和間斷面。DLP 技術(shù)幫助您快速、精確設計借助光源（紫外線(xiàn)至近紅外線(xiàn)）工作的非接觸式 3D 掃描系統。

3D 光學(xué)測量設計簡(jiǎn)單并且使用 DLP 技術(shù)能得到高質(zhì)量結果：

結構光投射在目標物體上

攝像機或傳感器捕獲目標物體表面畸變后的結構光

得到數據經(jīng)處理器分析

得到精確結果，3D定位點(diǎn)可提供目標位置信息 (x, y, z)

應用示例：

管道內檢測，牙科掃描，自動(dòng)指紋識別系統，面部識別，機器視覺(jué)，校準設備，美容 / 皮膚健康，工業(yè)自動(dòng)化，產(chǎn)品制造，鑒識，CAD/CAM建模。 

b. 醫療與生命科學(xué)

DLP 為下一代醫療和生命科學(xué)解決方案提供了指導

DLP 提供各種創(chuàng )新、非侵入式醫療儀器，可提高患者預后能力并降低成本。無(wú)論是照明靜脈還是用于牙科工作的 3D 掃描，DLP 可編程燈光控制或轉向正在進(jìn)入操作和檢查室應用。臨床醫生與醫療設計公司合作，為醫療社區帶來(lái)這項多用途 MEMS 技術(shù)。

在實(shí)驗室中，DLP 為生命科學(xué)研究提供了強大的光子控制，現在和未來(lái)都提供了科學(xué)突破。作為一種高速、多用途空間光線(xiàn)調節器，DLP 提供改進(jìn)的共焦距顯微技術(shù)、選擇性樣片照明等等。大學(xué)和研究實(shí)驗室通過(guò)與 DLP 開(kāi)發(fā)套件進(jìn)行試驗，繼續尋找用于數字微鏡器件 (DMD) 的新用途。

應用示例：

牙科掃描，自適應外科手術(shù)照明，信息覆蓋，眼科學(xué)，DNA 合成，血管成像，光線(xiàn)療法，皮膚測量，手勢控制，光學(xué)鑷子，高光譜成像，顯微鏡，整形外科，智能照明。

c. 光纖網(wǎng)絡(luò )

切換至 DLP，用于電信解決方案

DLP 是可重新配置的多通道光學(xué)片上系統，用于布線(xiàn)、衰減和測量。

通過(guò)因特網(wǎng)下載視頻的快速增加以及 3G 移動(dòng)電話(huà)與光線(xiàn)到戶(hù)服務(wù)的成功結合，快速推動(dòng)了新視頻網(wǎng)絡(luò )市場(chǎng)的發(fā)展。為支持此擴展，光線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )模塊制造商需要靈活、可靠且具有成本優(yōu)勢的組件。那就是 DLP 技術(shù)所能提供的。DLP 可啟用需要動(dòng)態(tài)波長(cháng)選擇、光學(xué)衰減和性能監控的可重新配置電信系統。

應用示例：

ROADM - 可重新配置的光分插多路復用器

WSS - 波長(cháng)選擇性開(kāi)關(guān)

OCM - 光通道監視器

VOA - 可變光衰減器

光學(xué)開(kāi)關(guān)

d. 光譜分析

DLP 技術(shù)可提供設計靈活的光譜儀和分析器

作為 DLP 技術(shù)的核心，數字微鏡器件 (DMD) 是一種反射式 MEMS 器件。想象一下在衍射光柵上發(fā)出寬帶光并在微鏡陣列長(cháng)度間擴展波長(cháng)光譜。這個(gè)簡(jiǎn)單的概念可實(shí)現強大的功能，它可對多個(gè)列和像素密度進(jìn)行數字控制，在單一系統中啟用多個(gè)波長(cháng)選擇，而無(wú)需機械盤(pán)或濾波器。

光譜分析適用于跨多領(lǐng)域的各種氣體和材料分析設備。DLP 通過(guò)使用選擇性微鏡控制啟用波長(cháng)的動(dòng)態(tài)選擇，可提供靈活的光譜系統設計。

應用示例：

比色法，食品安全/質(zhì)量控制，環(huán)境分析和監控，主成分分析，制藥開(kāi)發(fā)和檢查，有害物質(zhì)檢測，鑒識，礦物學(xué)，分子高光譜影像，農業(yè)高光譜影像，地質(zhì)高光譜影像，醫療高光譜影像。

e. 數碼曝光

讓您的應用達到 DLP 的速度

DLP 是一種可編程的光控技術(shù)，作為高效曝光解決方案應用于固化感光材料的設備中。

應用示例：

直接成像光刻技術(shù)，數碼曝光，激光修復，3D打印，快速原型，立體光刻，計算機直接制版，計算機絲網(wǎng)印刷，直寫(xiě)印刷。 

f. 其它應用

在過(guò)去幾年內，開(kāi)發(fā)者已利用 DLP? 技術(shù)的強大功能創(chuàng )建范圍廣泛的創(chuàng )新應用，滿(mǎn)足各種新興和高價(jià)值市場(chǎng)的需要。一些新興市場(chǎng)已建立，包括醫療成像、光纖網(wǎng)絡(luò )、生命科學(xué)、光譜分析、光學(xué)測量和直接成像無(wú)掩模光刻技術(shù)。

這些解決方案空間中的每一個(gè)都從 DLP? 技術(shù)提供的靈活性中受益，動(dòng)態(tài)切換數百萬(wàn)個(gè)獨立控制雙級鏡片借助高性能和高分辨率對光進(jìn)行利用。

此外，有多種基于 DLP 的應用迅速推廣，例如：

擴增實(shí)境，共焦距顯微技術(shù)，導航顯示屏，全息數據存貯器，全息，舞臺照明，NIR投影系統，神經(jīng)科學(xué)成像，望遠鏡，立體顯示。

DMD 是電輸入、光輸出內存器件。 每個(gè) DMD 微鏡可以單獨偏轉 +/- 12 度，約一個(gè)鉸鏈軸的角度。 每個(gè)微鏡的偏轉角（正或負）通過(guò)更改基礎 CMOS 存儲元件（后跟鏡片復位脈沖應用）的二元狀態(tài)進(jìn)行控制。 DMD 數字控制器是將用戶(hù)電子產(chǎn)品連接到 DMD 的方便途徑。 DMD 微鏡驅動(dòng)器緊密地集成到模擬控制為 DMD 微鏡計時(shí)所需的單個(gè)芯片中。 TI 既提供了用于存儲數字控制器的程序數據的控制器配置 PROM，又提供了數字控制器程序數據的可下載固件代碼。

DLP 芯片組包含這些優(yōu)化的組件，以為用戶(hù)提供快速、獨立的微鏡控制。 為實(shí)現可靠操作，建議您將這些 DLP 芯片組組件結合使用。 DLP 芯片組提供了將 DLP 技術(shù)集成到光處理應用的簡(jiǎn)便方法，并有助于加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度。

一、什么是ＤＬＰ數字投影

DLP是“Digtal Light Processing”的縮寫(xiě),即數字光處理，這種技術(shù)要先把影像訊號經(jīng)過(guò)數字處理，然后再把光投影出來(lái)。它是基于德州儀器公司（TEXAS INSTRUMENT）開(kāi)發(fā)的數字微反射鏡器件—DMD來(lái)完成顯示數字可視信息的最終環(huán)節。而DMD則是Digtal Micro Mirror Device的縮寫(xiě)，字面意思為數字微鏡元件，它是DLP技術(shù)系統中的核心——光學(xué)引擎心臟采用的數字微鏡晶片，它是在CMOS的標準半導體制程上，加上一個(gè)可以調變反射面的旋轉機構形成的器件。說(shuō)得更具體些，DLP投影技術(shù)是應用了數字微鏡晶片（DMD）來(lái)做主要關(guān)鍵元件以實(shí)現數字光學(xué)處理過(guò)程。其原理是將光源藉由一個(gè)積分器（Integrator）將光均勻化，通過(guò)一個(gè)有色彩三原色的色環(huán)（Color Wheel），將光分成R、G、B三色，再將色彩由透鏡成像在DND上。以同步訊號的方法，把數字旋轉鏡片的電訊號，將連續光轉為灰階，配合R、G、B三種顏色而將色彩表現出來(lái)，最后再經(jīng)過(guò)鏡頭投影成像。參見(jiàn)下圖： 

二、數字光學(xué)處理過(guò)程

    如上所述，DMD器件是DLP的基礎。單片、雙片以及多片DLP系統被設計出來(lái)以滿(mǎn)足不同市場(chǎng)的需要。一個(gè)DLP為基礎的投影系統包括內存及信號處理功能來(lái)支持全數字方法。DLP投影機的其它元素包括一個(gè)光源、一個(gè)顏色濾波系統、一個(gè)冷卻系統、照明及投影光學(xué)元件。

    一個(gè)DMD可被簡(jiǎn)單描述成為一個(gè)半導體光開(kāi)關(guān)。成千上萬(wàn)個(gè)微小的方形16x16um鏡片，被建造在靜態(tài)隨機存取內存（SRAM）上方的鉸鏈結構上而組成DMD,如圖１所示。每一個(gè)鏡片可以通斷一個(gè)象素的光。鉸鏈結構允許鏡片在兩個(gè)狀態(tài)之間傾斜，+１０度為“開(kāi)”。-１０度為“關(guān)”，當鏡片不工作時(shí)，它們處于０度“停泊”狀態(tài)。

    根據應用的需要，一個(gè)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(chǎn)廠(chǎng)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(guò)內插處理被轉換成一個(gè)全圖形幀視頻信號。從此，信號通過(guò)ＤＬＰ視頻處理變成先進(jìn)的紅、綠、藍（RGB）數據，先進(jìn)的RGB數據然后格式化為全部二進(jìn)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(gè)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640x480象素，器件中央的640x480鏡片采取動(dòng)作。這一區域處的其它鏡片將簡(jiǎn)單的被置于“關(guān)”的位置。 

    圖1：一個(gè)848x600數字微鏡器件。器件中部反射部分包括508，800個(gè)細小的、可傾斜的鏡片。一個(gè)玻璃窗口密封和保護鏡片。DMD顯示為實(shí)際尺寸。 

    通過(guò)對每一個(gè)鏡片下的存儲單元以二進(jìn)制平面信號進(jìn)行電子化尋址，ＤＭＤ陣列上的每個(gè)鏡片被以靜電方式傾斜為開(kāi)或關(guān)態(tài)。決定每個(gè)鏡片傾斜在哪個(gè)方向上為多長(cháng)時(shí)間的技術(shù)被稱(chēng)為脈沖寬度調制（PWM）。鏡片可以在一秒內開(kāi)關(guān)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(diǎn)上，DLP成為一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)系統。通過(guò)聚光透鏡以及顏色濾波系統后，來(lái)自投影燈的光線(xiàn)被直接照射在DMD上。當鏡片在開(kāi)的位置上時(shí)，它們通過(guò)投影透鏡將光反射到屏幕上形成一個(gè)數字的方型象素投影圖像，如圖２所示。

    圖2：三個(gè)鏡片有效地反射光線(xiàn)來(lái)投影一個(gè)數字形象。入射光射到三個(gè)鏡片象素上，兩個(gè)外面的鏡片設置為開(kāi)，反射光線(xiàn)通過(guò)投影鏡頭然后投射在屏幕上。這兩個(gè)“開(kāi)”狀態(tài)的鏡片產(chǎn)生方形白色象素圖形。中央鏡片傾斜到“關(guān)”的位置。這一鏡片將入射光反射偏離開(kāi)投影鏡頭而射入光吸收器，以致在那個(gè)特別的象素上沒(méi)有光反射上去，形成一個(gè)方形、黑色象素圖像。同理，剩下的508797個(gè)鏡片象素將光線(xiàn)反射到屏幕上或反射離開(kāi)鏡片，通過(guò)使用一個(gè)彩色濾光系統以及改變適量的508，800 DMD鏡片的每個(gè)鏡片為開(kāi)態(tài)，一個(gè)全彩色數字圖像被投影到屏幕上。

三、ＤＬＰ技術(shù)的優(yōu)勢

1.　噪音優(yōu)勢 

    技術(shù)發(fā)展至今天，我們已經(jīng)擁有了數字撲捉、編輯、廣播、接收數字信息的能力，不過(guò)必須先把它轉換成模擬信號后才能顯示。信號每次由數字轉換為模擬（D/A）或從模擬轉換為數字（A/D），信號噪音都會(huì )進(jìn)入數據通道，轉換越少噪聲越降，并且當（A/D）、（D/A）轉換器減少時(shí)成本隨之降低。由于DLP固有的數字性質(zhì)能使噪聲消失，因為DLP具有完成數字視頻底層結構的最后環(huán)節的能力，并且為開(kāi)發(fā)數字可視通信環(huán)境提供了一個(gè)平臺，DLP技術(shù)提供了一個(gè)可以達到的顯示數字信號的投影方法，這樣就完成了全數字底層結構（圖3），具有最少的信號噪音。

圖3：視頻底層結構。DLP為一個(gè)完全數字視頻底層結構提供了最后環(huán)節。  

2.    精確的灰度等級 

    它的數字性質(zhì)可以獲得具有精確數字灰度等級的精細的圖像質(zhì)量以及顏色再現。ＤＬＰ比之要競爭的透射式液晶顯示（的LCD）技術(shù)更有效，因為它以反射式DMD為基礎，不需要偏振光；并且因為每個(gè)視頻或圖像幀是由數字產(chǎn)生，每種顏色8位到10位的灰度等級，精確的數字圖象可以一次又一次地重新再現。例如：一個(gè)每種顏色為8位的灰度等級使每個(gè)原色產(chǎn)生256不同的灰度，允許數字化生成256x3，或16.7百萬(wàn)個(gè)不同的顏色組合（圖4）。 

    圖4：ＤＬＰ可產(chǎn)生數字灰度等級和顏色等級。假設每種顏色用8位，可以數字化地產(chǎn)生16.7x10的6次方個(gè)顏色組合。以上是每一種原色不同灰度的幾種組合和產(chǎn)生的數字象素顏色。
 

3.　反射優(yōu)勢 

    因為DMD是一種反射器件，它有超過(guò)60%的光效率，使得DLP系統比LCD投影顯示更有效率。這一效率是反射率、填充因子、衍射效率和實(shí)際鏡片“開(kāi)”時(shí)間產(chǎn)生的結果。而LCD依賴(lài)于偏振，所以其中一個(gè)偏振光沒(méi)有用。這意味著(zhù)50%的燈光甚至從來(lái)不進(jìn)入LCD，因為這些光被偏振片濾掉了。剩下的光被LCD單元中的晶體管、門(mén)、以及信號源的線(xiàn)所阻擋。除了這些光損失外，液晶材料本身吸收了一部分光，結果是只有一少部分入射光透過(guò)LCD面板照到屏幕上。最近，LCD在光學(xué)孔徑和光傳輸上有經(jīng)驗上的進(jìn)展，但它的性能仍然有局限，因為它們依賴(lài)于偏振光。

4.　無(wú)縫圖像優(yōu)勢 

    DMD上的小方鏡面積為16um平方，每個(gè)間隔1um，給出大于90%的填充因子。換言之，90%的象素/鏡片面積可以有效地反射光而形成投影圖像。整個(gè)陣列保持了象素尺寸及間隔的均勻性，并且不依賴(lài)于分辨率。越高的DMD填充因子給予出越高的可見(jiàn)分辨率，這樣，加上逐行掃描，創(chuàng )造出比普通投影機更加真實(shí)自然的活生生的投影圖像（圖5）。 

圖5：用來(lái)證明DLP優(yōu)點(diǎn)的照片。一個(gè)鸚鵡的數字化照片被用來(lái)證明無(wú)縫的象膠片一樣效果的DLP圖像的優(yōu)點(diǎn)，其細節將在圖6a和6b演示。
 

    在圖５a中，是主導的視頻圖形適配器（VGA）ＬＣＤ投影機用來(lái)投影圖5的鸚鵡照片?？梢院苋菀卓吹剑蹋茫耐队皺C中常見(jiàn)的象素點(diǎn)、屏幕門(mén)效應，如圖５a；同樣這副鸚鵡的照片用ＤＬＰ投影機投影成像，如圖５b所示。由于ＤＬＰ的高填充因子，屏幕門(mén)效應不見(jiàn)了，我們所看到的是由信息的方形象素形成的數字化投影圖像。注意，ＬＣＤ圖像中象素的高水平對照于無(wú)縫ＤＬＰ圖像。ＤＬＰ提供了優(yōu)越的圖像質(zhì)量，因為ＤＭＤ鏡片象素間隔僅為1um，這樣消除了象素。如證明過(guò)的一樣，兩個(gè)投影機投影的圖像分辨率是相同的，通過(guò)ＤＬＰ人眼可以看到更多的可視信息、察覺(jué)到更高的分辨率。如照片表明的一樣，ＤＬＰ提供令人喜愛(ài)的更加優(yōu)質(zhì)的畫(huà)面。 

ＬＣＤ投影圖像５(a)和ＤＬＰ投影圖像５(b)中實(shí)際的特寫(xiě)圖像。ＬＣＤ和ＤＬＰ照片都在相同條件下攝得，每個(gè)投影機都把聚焦、亮度和顏色調到最佳。
 

5.　可靠性 

    ＤＬＰ系統成功地完成了一系列規定的、環(huán)境的及操作的測試。選擇已證明可靠的標準元件來(lái)組成用于驅動(dòng)ＤＭＤ的數字電路。對于照明和投影透鏡，無(wú)明顯的可靠性降低的現象。絕大部分可靠性測試集中在ＤＭＤ上，因為它依賴(lài)于移動(dòng)鉸鏈結構。為測試鉸鏈失靈，大約100個(gè)不同的ＤＭＤ被用于模擬一年的操作。一些ＤＭＤ已經(jīng)被測試了超過(guò)1G次循環(huán)，相當于20年的操作。在這些測試以后檢查這些器件 ，發(fā)現在任何器件上均無(wú)鉸鏈折斷現象。鉸鏈失靈不是ＤＭＤ可靠性的一個(gè)因素。

    ＤＭＤ已通過(guò)所有標準半導體合格測試。它還通過(guò)了模擬ＤＭＤ實(shí)際操作環(huán)境條件的障礙測試，包括熱沖擊、溫度循環(huán)、耐潮濕、機械沖擊，振動(dòng)及加速實(shí)驗?；跀登r(shí)的壽命及環(huán)境測試，ＤＭＤ和ＤＬＰ系統表現出內在的可靠性。

四、ＤＬＰ系統簡(jiǎn)介 

通過(guò)多種配置，ＤＬＰ可以滿(mǎn)足一個(gè)廣泛的不同種類(lèi)的市場(chǎng)和需要。每一種ＤＬＰ系統都可實(shí)現優(yōu)秀的投影質(zhì)量，單片ＤＬＰ系統年可提供誘人的性能價(jià)格比，三片ＤＬＰ系統可提供最高亮度的性能，能顯示高達幾千流明的亮度。雙片ＤＬＰ系統依靠單片的顏色濾波系統和三片的分光秀鏡概念可提供ＤＬＰ的另一種性能水平。這三種ＤＬＰ系統為ＤＬＰ提供了滿(mǎn)足從臺式監視器到未來(lái)的數字電影的廣泛的投影機市場(chǎng)的能力。下面解釋單片、雙片和三片ＤＬＰ系統如何用來(lái)投影數字彩色影像。

1.　單片ＤＬＰ系統 

    在一個(gè)單ＤＭＤ投影系統中，用一個(gè)色輪來(lái)產(chǎn)生全彩色投影圖像。色輪是由一個(gè)紅、綠、藍濾波系統組成，它以60Hz的頻率轉動(dòng)，每秒提供180色場(chǎng)。在這種結構中，ＤＬＰ工作在順序顏色模式。

    輸入信號被轉化RGB數據，數據按順序寫(xiě)入ＤＭＤ的SRAM，白光光源通過(guò)聚焦透鏡聚集焦在色輪上，通過(guò)色輪的光線(xiàn)然后成象在ＤＭＤ的表面。當色輪旋轉時(shí)，紅、綠、藍光順序地射在ＤＭＤ上。色輪和視頻圖像是順序進(jìn)行的，所以當紅光射到ＤＭＤ上時(shí)，鏡片按照紅色信息應該顯示的位置和強度傾斜到“開(kāi)”，綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺(jué)系統集中紅、綠、藍信息并看到一個(gè)全彩色圖像。通過(guò)投影透鏡，在ＤＭＤ表面形成的圖像可以被投影到一個(gè)大屏幕上（圖６-1）。 

圖６-1：?jiǎn)纹模蹋型队跋到y。白光聚焦在以60Hz旋轉的色輪濾光系統上，這個(gè)輪子以紅、綠、藍的順序旋轉，將視頻信號送到ＤＭＤ。依照每個(gè)電視場(chǎng)中每個(gè)彩色的位置及亮度，鏡片打開(kāi)。人體視覺(jué)系統將順序的顏色疊加在一起，看到一幅全彩色圖像。
 

    因為電視系統委員會(huì )（NTSC）制定的電視場(chǎng)為16.7毫秒（1/60秒），每一原色必須被顯示在5.6毫秒。因為ＤＭＤ有一個(gè)小于20微秒的開(kāi)關(guān)速度，一個(gè)8比特/顏色的灰度等級（256灰度）可以用單ＤＭＤ系統實(shí)現。這給出每一原色256灰度，或者說(shuō)能夠產(chǎn)生256的3次方（16.7x 10的6次方）種顏色組合。

當使用一個(gè)色輪時(shí)，在任一給定的時(shí)間內有2/3的光線(xiàn)被阻擋。當白光射到紅色濾光片時(shí)，紅光透過(guò)，而藍光和綠光被吸收。藍光和綠光擁有同樣的道理，藍色濾光片通過(guò)藍光而吸收紅、綠光；綠包濾光片通過(guò)綠色而吸收紅、藍光。

2.　三片ＤＬＰ系統 

    另外一種添加顏色的方法是將白光通過(guò)棱鏡系統分成三原色。這種方法使用三個(gè)ＤＭＤ，一個(gè)ＤＭＤ對應于一種原色。應用三片ＤＬＰ投影系統的主要原因為了增加亮度。通過(guò)三片ＤＭＤ，對整個(gè)16.7毫秒的電視場(chǎng)，來(lái)自每一原色的光可直接連續地投射到它自己的ＤＭＤ上。結果是更多的光線(xiàn)到達屏幕，給出一個(gè)更亮的投影圖像，除了已增加的亮度，可使用更高字節的顏色。因為光線(xiàn)在整個(gè)電視場(chǎng)直接投到每個(gè)ＤＭＤ上，使每種顏色10比特灰度等級成為可能。這種高效的三片投影系統將被用在大屏幕和高亮度應用領(lǐng)域。

圖６-2：三片ＤＬＰ投影機系統。白光分解成原色，每一原色在整個(gè)幀時(shí)間內直接投射到它自己的ＤＭＤ上，比顏色一順序系統中產(chǎn)生更大的亮度。 

３.　雙片ＤＬＰ系統 

    此外還有州一種獨特的雙ＤＭＤ結構，為某些投影顯示應用提供了理想的工具。這一系統利用了一般金屬鹵化物投影燈光譜平衡輸出的優(yōu)點(diǎn)。

    單片和三片ＤＬＰ系統為了光譜平衡輸出依靠來(lái)自投影燈的相等數量的紅、綠、藍光。為了在單片ＤＬＰ系統中得到均勻顏色的光，設計了順序濾色片系統來(lái)通過(guò)一個(gè)來(lái)自三原色的均衡數量的光。為了低成本和高效率，在單片系統中使用了金屬鹵化物燈。三原色中任意一種多余的光線(xiàn)可用來(lái)提高整體的光輸出，或者多余的光被顏色濾光片的密度濾掉來(lái)保持光譜的均勻性。典型地，在投影工業(yè)中要在光輸出和精確的顏色水平之間進(jìn)行權衡。

    應用來(lái)自單片ＤＬＰ系統的順序色輪的方法以及來(lái)自三片ＤＬＰ系統的雙色分光棱鏡的概念，雙片ＤＬＰ系統利用了金屬鹵化物燈紅光缺乏的優(yōu)點(diǎn)。這一系統中的色輪不用紅、綠、藍濾光片，取而代之，系統使用兩個(gè)輔助顏色，品紅和黃色。色輪的品紅片段允許紅光和藍光通過(guò)，同時(shí)黃色片段可通過(guò)紅色和綠色。結果是紅光一直通過(guò)濾色系統，紅光在所有時(shí)間內都通過(guò)，藍色和綠色在品紅-黃色色輪交替旋轉中每種光實(shí)質(zhì)上占用一半時(shí)間。一旦通過(guò)色輪，光線(xiàn)直接射到雙色分光棱鏡系統上。在這點(diǎn)，連續的紅光被分離出來(lái)而射到專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理紅光和紅色視頻信號的ＤＭＤ上，順序的藍色與綠色光投射到另一個(gè)ＤＭＤ上，專(zhuān)門(mén)處理交替顏色，這一ＤＭＤ由綠色和藍色視頻信號驅動(dòng)（圖６-3）。 

圖６-3：雙片ＤＬＰ投影系統。紅光通過(guò)棱鏡系統直接照射在它自己的ＤＭＤ上，同時(shí)藍光和綠光順序照射到另外的ＤＭＤ上，這兩種顏色組合成青色。不同的紅色與青色混合形成非常協(xié)調的全彩色圖像。 

    單片ＤＬＰ系統中，紅光只能通過(guò)1/3的時(shí)間，與此相比，雙片系統紅光輸出是原來(lái)的大約三倍。并且因為色輪現在只由兩個(gè)而不是三個(gè)濾光片組成，在一給定的視頻畫(huà)面中藍光和綠光輸出增加了大約50%（16.7ms/2=8.35ms,8.35ms/5.6ms-1=49.1%)。盡管一般金屬鹵化物燈紅光缺乏，三倍的紅光輸出以及藍光和綠光輸出50%的增大，使雙片ＤＬＰ系統有能力產(chǎn)生優(yōu)秀逼真的顏色。由于更多的光在更長(cháng)的時(shí)間內被收集，光學(xué)效率也很高了。二片ＤＬＰ系統的結構能夠對每瓦輸入得到大于3流明的光譜平衡光輸出。

五、ＤＬＰ技術(shù)的發(fā)展

    ＤＬＰ投影技術(shù)的關(guān)鍵是ＤＭＤ器件，為了提高集光效率和ＤＭＤ的良率，德儀公司首先將每一個(gè)微小鏡片（Micro mirror）的尺寸從２年前的１７μm減小到１４μm，ＤＭＤ的晶片縮小后，良率也隨之增加。同時(shí)制程中鏡片的旋轉軸的尺寸也減小，以提高收光效能。目前最大的突破是鏡片的旋轉角度從10度增加到12度，若以系統的集光效率觀(guān)之，此增加角度的動(dòng)作F/#會(huì )從３.５提高到３.０，此整體的ＤＬＰ光機引擎的效率已經(jīng)可與ＬＣＤD投影機相媲美了。

    在ＤＬＰ技術(shù)應用市場(chǎng)方面，與ＬＣＤ投影技術(shù)相比，ＤＬＰ投影的最大優(yōu)勢在于有高解析度與高亮度等優(yōu)點(diǎn)，圖像更加清晰銳利，黑色和白色更純正，灰度層次更加豐富，更具有體積小和重量輕的優(yōu)勢。其應用正逐漸朝向大型投影機及電影放映機（Digital Cinema）用等高階機種以及２kg（或低于２kg）以下超小型等兩極化方向發(fā)展。特別是在大型會(huì )場(chǎng)投影放映中，目前仍是以ＤＬＰ投影機一枝獨秀。

中所周知，投影技術(shù)最大的應用市場(chǎng)其實(shí)是在家用電視中，隨著(zhù)經(jīng)濟生活水平的提高以及數字技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)數字電視的開(kāi)播將為此市場(chǎng)大門(mén)的打開(kāi)起到?jīng)Q定性的作用，因此無(wú)論做為前投影還是做為背投影，ＤＬＰ技術(shù)的投影機都將在這一市場(chǎng)中得到新的應用。

展望未來(lái)，ＤＬＰ技術(shù)具有微機電高速成長(cháng)的產(chǎn)業(yè)相助，同時(shí)也有巨大的應用市場(chǎng)正在開(kāi)發(fā)之中，應用前景非?？春?。目前廠(chǎng)商應及時(shí)掌握ＤＬＰ技術(shù)及ＤＭＤ器件的開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)，同時(shí)掌握投影顯示器中的其他關(guān)鍵技術(shù)，在最佳的時(shí)間點(diǎn)將產(chǎn)品推出，獲取最大的利潤。 

一、DLP色輪技術(shù)的基本原理
眾所周知，由于DLP采用DMD微鏡片反射技術(shù)，在色彩處理中，單片和兩片DMD方式均采用色輪來(lái)完成對色彩的分離和處理。

一般來(lái)說(shuō)，色輪（COLOR WHEEL）是由紅、綠、藍、白等分色濾光片的組合，可將透過(guò)的白光進(jìn)行分色，并通過(guò)高速馬達使其轉動(dòng)，然后順序分出不同單色光于指定的光路上，最后經(jīng)由其它光機元件合成并投射出全彩影像。


從物理結構來(lái)看，色輪的表面為很薄的金屬層，金屬層采用真空膜鍍技術(shù)，鍍膜厚度根據紅、綠、藍三色的光譜波長(cháng)相對應，白色光通過(guò)金屬鍍膜層時(shí)，所對應的光譜波長(cháng)的色彩將透過(guò)色輪，其它色彩則被阻擋和吸收，從而完成對白色光的分離和過(guò)濾。

在單片ＤＭＤ投影系統中，輸入信號被轉化為ＲＧＢ數據，數據按順序寫(xiě)入ＤＭＤ的ＳＲＡＭ，白光光源通過(guò)聚焦透鏡聚集焦在色輪上，通過(guò)色輪的光線(xiàn)然后成像在ＤＭＤ的表面。當色輪旋轉時(shí)，紅、綠、藍光順序地射在ＤＭＤ上。色輪和視頻圖像是順序進(jìn)行的，所以當紅光射到ＤＭＤ上時(shí)，鏡片按照紅色信息應該顯示的位置和強度傾斜到“開(kāi)”，綠色和藍色光及視頻信號亦是如此工作。人體視覺(jué)系統集中紅、綠、藍信息并看到一個(gè)全彩色圖像。通過(guò)投影透鏡，在ＤＭＤ表面形成的圖像可以被投影到一個(gè)大屏幕上。

在兩片DMD投影系統中，為了提高亮度并彌補金屬鹵化物的紅色不足，色輪采用兩個(gè)輔助顏色—品紅和黃色。品紅片段允許紅光和藍光通過(guò)，同時(shí)黃色片段可通過(guò)紅色和綠色。而三片DMD則采用分色棱鏡，無(wú)需分色輪。以下我們主要討論目前在DLP背投單元中主要采用的單片DMD的幾種色輪技術(shù)。

二、目前常用的幾種色輪處理技術(shù)及特點(diǎn)
由于單片DMD投影機色輪在同一時(shí)間內一次只能處理一種顏色，因此會(huì )帶來(lái)部分的亮度的損失，同時(shí)，由于不同顏色光的光譜波長(cháng)的固有特性存在著(zhù)差別，從而會(huì )產(chǎn)生色彩還原的不同，畫(huà)面色彩往往表現出紅色不夠鮮艷。因此，如何使投影機既具有足夠的顯示亮度，同時(shí)又能充分的保證色彩的真實(shí)還原，是每個(gè)投影機廠(chǎng)家在產(chǎn)品設計中的一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，而其中一個(gè)最重要的因素，就是色輪技術(shù)的設計解決方案。

以下是目前常用的幾種DLP色輪技術(shù)：

三段色輪RGB由紅R、綠G、藍B三段色組成，不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品，其紅、綠、藍的開(kāi)口角度的設計各不相同，一般來(lái)說(shuō)，紅色開(kāi)口角度較大，這樣可以彌補圖像紅色的不足。采用該色輪技術(shù)的前提條件是投影機光機部分具有比較足夠的光亮度，否則可能會(huì )帶來(lái)圖像的亮度問(wèn)題，同時(shí)，使用三段色輪技術(shù)的色彩還原性相對來(lái)說(shuō)比較好。 
四段色輪RGBW由紅R、綠G、藍B、白W四段色組成，加白段色的目的主要是為了進(jìn)一步提高投影機亮度，一般可比三段色輪提高20％左右。但同時(shí)，這種色輪技術(shù)也會(huì )帶來(lái)投影機的色彩還原不夠的問(wèn)題，使圖像色彩失真，降低了畫(huà)質(zhì)。另外，在設計中，可以將脈沖信號同步鎖定在W段中，脈沖寬度與W段寬度對應，可以一定程度上減少畫(huà)面的閃爍現象。該技術(shù)主要應用在會(huì )議室、教學(xué)用投影機。 
六段色輪RGBRGB由于DLP技術(shù)越來(lái)越廣泛的應用在具有巨大市場(chǎng)潛力的家庭影院投影和背投電視，因此，人們對DLP的色彩體現和播放連續動(dòng)態(tài)視頻畫(huà)面效果提出了更高的要求。六段色輪是由RGBRGB共6段顏色組成的色輪，隨著(zhù)色輪轉速相應提高（180HZ）和單位時(shí)間內處理畫(huà)面更多，因此，這種設計有效地減少了運動(dòng)圖象和邊緣的彩虹效應，視頻動(dòng)態(tài)效果更好，圖象的色彩更豐富、更艷麗。但由于六色分段分隔較多，集光柱通過(guò)各色段之間時(shí)光損耗也較多，因此，投影機的光亮度往往比較低，因此，也有少數投影機廠(chǎng)家開(kāi)始設計采用7段色輪RGBRGBW技術(shù)，以提高投影機亮度和減少畫(huà)面的閃爍。該技術(shù)主要用于針對家用消費和視頻要求較高的應用。 
增益型色輪SCRSCR（Sequential Color Recapture）也稱(chēng)連續色彩補償技術(shù)，其基本原理與以上色輪技術(shù)相似，不同之處在于色輪表面采用阿基米德原理螺旋狀光學(xué)鍍膜，集光柱（光通道）采用特殊的增益技術(shù)，可以補償部分反射光，使系統亮度有較大提高（約40％）。但該色輪的處理技術(shù)相對較復雜，目前只有少數投影機廠(chǎng)家在產(chǎn)品中采用，從技術(shù)發(fā)展方向來(lái)說(shuō)，該技術(shù)非常具有市場(chǎng)潛力 

TI 提供專(zhuān)用的 DLP 芯片組。 這些優(yōu)化的 DLP 芯片組為設計人員提供了可對數字微鏡器件 (DMD) 進(jìn)行快速地像素級控制的輕松、可靠的方法，從而加快了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。包括：DMD數字微鏡器件，DMD數字控制器，DMD微鏡驅動(dòng)器，控制器配置PROM。

0.95 1080p 芯片組及系統框圖