Технология DLP

Опубликовано 14.10.2010 Ведущий Филипп Болгов

Мы уже рассматривали технологию DLP как альтернативу LCD- технологии в домашних мультимедийных системах, но давайте разберёмся более подробно, как же она работает.
Начнём, пожалуй, с истории:
В 1987 году Dr. Ларри Хорнбек изобрел цифровое мультизеркальное устройство (Digital Micromirror Device или DMD). Это изобретение завершило десятилетние исследования компании Texas Instruments в области микромеханических деформируемых зеркальных устройств (Deformable Mirror Devices , аббревиатура звучит точно также DMD). Суть открытия состояла в отказе от гибких зеркал в пользу матрицы жестких зеркал, имеющих всего два устойчивых положения. В 1989 году Texas Instruments становится одной из четырех компаний, избранных для реализации "проекторной" части программы, финансируемой управлением перспективного планирования научно-исследовательских работ и в мае 1992 года TI демонстрирует первую основанную на DMD систему, поддерживающую современный стандарт разрешения, в феврале 1994 года появляется HDTV версия на основе трех DMD-чипов высокого разрешения, и в 1995 году начинаются их массовые продажи.
Ключевым элементом мультимедиапроекторов, созданных по технологии DLP, является матрица микроскопических зеркал (DMD-элементов) из алюминиевого сплава, обладающего очень высоким коэффициентом отражения. Каждое зеркало крепится к жесткой подложке, которая через подвижные пластины соединяется с основанием матрицы. Под противоположными углами зеркал размещены электроды, соединенные с ячейками памяти CMOS SRAM. Под действием электрического поля подложка с зеркалом принимает одно из двух положений, отличающихся точно на 20° благодаря ограничителям, расположенным на основании матрицы.
Микрозеркала в микросхеме могут занимать два положения, поворачиваясь к источнику света (On) и в противоположную от источника света сторону (Off). Два этих положения соответствуют отражению поступающего светового потока соответственно в объектив или на эффективный светопоглотитель, обеспечивающий надежный отвод тепла и минимальное отражение света, который нам не нужен. Таким образом, выполняется проецирование на экранную поверхность светлых и тёмных пикселей. Поступающий на микросхему кодированный сигнал заставляет каждое зеркало изменять своё положение до нескольких тысяч раз в секунду. Изменяя отношение времени, в течение которого зеркало находится в одном и другом положении, мы легко можем изменять и видимую яркость изображения. А так как частота циклов очень и очень большая, никакого видимого мерцания не будет и в помине. Таким образом, зеркала в проекционной DLP системе могут отображать для каждого пикселя до 1024 оттенков серого, конвертируя поступающий на DLP чип видеосигнал или оцифрованную картинку в высокодетализированное изображение в оттенках серого цвета.
Ну и теперь последний штрих. Если скорость переключения достаточно высока, то на пути светового потока мы можем последовательно помещать светофильтры и тем самым создавать цветное изображение.
Вот, собственно, и вся технология.
Матрица зеркал вместе с CMOS SRAM и составляют DMD-кристалл - основу технологии DLP.
Впечатляют небольшие размеры кристалла. Площадь каждого зеркала матрицы составляет 16 микрон и менее, а расстояние между зеркалами около 1 микрона. Кристалл легко помещается на ладони. Впечатляет и количество отдельных зеркал, размещающихся в одном чипе: от 508 тыс 800 для разрешения 848 на 600 до 1 млн 310 тыс 720 зеркал для разрешения 1280 на 1024
Но как и у любой технологии у DLPесть и свои недостатки. Основной недостаток заключается в несовершенстве материалов и как следствие - проблеме залипания зеркал.
Дело в том, что при таких микроскопических размерах мелкие детали норовят "слипнуться", и зеркало с основанием тому не исключение В ранних образцах DMD-матриц случались залипания микрозеркал, но компания TI сумела справиться с этой проблемой, применив специальные пружинистые наконечники на ограничительных выступах и смазку, которая наносится на поверхность структуры после ее изготовления.
Другая проблема не так очевидна и заключается в оптимальном подборе режимов переключения зеркал. У каждой компании, использующей DMD-матрицы для производства каких-либо устройств, на этот счет свое мнение, а потому результат работы устройства может сильно отличаться от ожидаемого из-за нерационального использования ресурсов данной технологии.
В общем можно сказать, что технология DLP - однозначно заслуживает внимания, как довольно новая и перспективная, а так же в связи с тем, что позволяет полностью отказаться от налоговых сигналов от момента считывания данных с носителя до воспроизведения их на экране.