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探索DLP技術奧秘
DLP的過去、現在與未來

【作者: Eric Braddom】   2005年04月01日 星期五

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「史上最奇怪的發明技術──最具巧思與最特別的微機電技術」,這是美國微電腦傳真雜誌(PC Magazine)在德州儀器(Texas Instruments;TI)首度推出DLP技術時對其所下的註腳。然而在短短幾年之間,DLP已成為全球前投影與背投影市場的領導品牌之一。根據日本Techno Systems Research的報告指出,德儀DLP子系統出貨量於2004年一年之內即超過265萬套,成為全球最大面板子系統供應商;而太平洋媒體協會(Pacific Media Associates)的資料也顯示DLP前投影技術已於2004年一舉突破47%,DLP儼然成為全球前投影與背投影市場的當紅炸子雞。但是也許你會問,究竟什麼是DLP技術呢?


何謂DLP技術

數位光源處理技術(Digital Light Processing;DLP)是真正的數位投影和顯示技術。利用接受數位視訊,進而產生一系列的數位光脈衝;而我們的眼睛會把這些接收到的數位光脈衝解譯成為彩色類比影像。DLP技術是德儀在1987年所發明的一種速度極快的反射性數位光開關。該技術是以一種微機電(Micro Electro-Mechanical System;MEMS)元件做基礎,稱之為數位微型反射鏡元件(Digital Micromirror Device;DMD)。DMD微晶片上面有著數量龐大的超小型數位光開關,是一種由鋁金屬製成的絞接式反射鏡,面積小巧(14微米)、外觀四方。在接受電子訊號代表的資料字元後產生光學字元輸出。DMD周圍環繞著許多必要功能,例如影像處理、記憶體、格式轉換、時序控制、光源和投影光學系統,它們可以接受數位影像,然後在不降低畫質的情形下,把這些影像投影到投影幕。而DLP投影系統究竟該採用一顆或三顆DMD晶片則取決於成本、光源效率、功耗、重量和體積等多項因素。而採用一顆或三顆DMD晶片則需視其應用領域而定。


單晶片與三晶片DLP技術

首先先來談談單晶片DLP子系統。單晶片的DLP技術最主要運用在商用資料投影機、家庭娛樂投影機以及大螢幕背投電視上。它的原理是將燈泡發出的光線透過聚光鏡,聚焦在穿透性色輪(transmissive color wheel),然後再將通過色輪的光線透過第二組鏡片均勻聚焦在DMD元件表面。而隨著反射鏡旋轉狀態的不同(+12度或-12度),光線可能會反射進入或是離開投影鏡頭的透光孔。單片面版的優點在於可縮小光學系統的體積,減輕重量,使廠商得以發展出攜帶方便又有彈性的投影機。


而在需要高亮度的會議室、禮堂、研討會及舞台,就必須以三顆DMD架構式的投影機,提供更高亮度的輸出。在具備三顆DMD元件的投影機中,稜鏡將燈泡發出的光線分成紅、綠、藍三種原色,將每種顏色分別導向適當的DMD元件,也就是說紅光、綠光和藍光各有一顆DMD元件負責執行光調變。3-DMD提供的螢幕像素是三個微反射鏡輸出的組合/聚光結果,三個各自獨立的微反射鏡分別調變出紅光、綠光與藍光,進而提供範圍更寬廣的色彩再生能力。


DLP技術的特點

自德儀研發出DLP技術以來,已在業界引起數位影像的新革命。DLP究竟有何迷人之處?以下的各項特點或許能說明一二:


全面數位化

DLP影像技術是一個純數位化的技術,不受到溫度或震動等外界因素影響,提供準確且穩定的表現。


無磷光劑燃燒

DLP技術與其他電視技術不同,不會產生「烙印」(burn-in)及殘影現象。


無匯聚問題

DLP技術採用單片面板來創造影像,畫面始終保持清晰校準。三片式面板系統往往會造成校準偏差。


畫面更出色

DLP技術以像素的高度「活躍性」為特色(像素間距離極小),提供更細膩無縫的影像。


堅固耐用

DLP技術不僅反射光線,更反射熱能,不易因溫度過高而造成故障。


@中標色彩逼真


DLP反射技術創造比偏光技術更真實的色彩。


高對比度

DLP技術以簡單的光學子系統呈現高對比度。


快速回應

DLP技術的切換十分快速(只有數毫秒),即便是快速移動的影像也不會造成拖曳現象,因此,足球場或賽車道上的每個動作都能清晰而逼真的呈現。


高度可靠性

DLP晶片不受環境的影響,堅固耐用,即使長期使用,亦能保有始終如一的性能。


小型「光源引擎」

與其他技術相比,DLP技術可使投影機和電視機體積更小、更輕巧,更具視覺魅力。


DLP應用領域廣泛

DLP是可靠性極佳的全數位化顯示技術,目前已廣泛應用在各個產業領域,包括大螢幕數位電視、商用、家用和專業用途的投影機以及DLP電影院(DLP Cinema)等。目前有超過85家投影與顯示系統製造商,提供採用DLP技術的產品。


DLP電視

採用DLP技術的大螢幕電視不僅提供最佳畫面,更結合了卓越畫質、輕巧纖薄、高雅設計及合理價格等多項優異特性。目前有超過20家電視廠商提供採用DLP技術的電視,其中包括六家全球前九大電視製造商:LG電子、三菱、松下、三星、湯姆遜與東芝。消費者在選購各類創新的DLP電視時,也有了更多樣的選擇。目前DLP電視在全球有多達1萬1000個零售點。


DLP商用與家用投影機

DLP技術為投影機市場開創了全新標準,提供小巧體積、輕盈重量、高亮度投影以及合理的價格。DLP前投影機具備出色的畫質和畫面可靠性,且唯有DLP技術才能製造出3磅以下的投影機。目前DLP家用娛樂投影機的製造商包括:Barco、明基、DPI、DreamVision、DWIN電子、InFocus Corp.、Marantz、NEC、NexGen、奧圖碼、Plus Vision Corp. of America、RUNCO、夏普、SIM2 Multimedia、東芝和山葉。


專業用投影機

三晶片式DLP投影機能充分滿足專業用投影機市場的嚴格要求,現已成為奧斯卡頒獎晚會和艾美獎等全球知名活動的「技術首選」。


DLP電影院(DLP Cinema)

全球有超過250家戲院運用DLP Cinema的技術,為世界各地的電影觀眾帶來最佳畫面。同時DLP Cinema也是目前好萊塢導演、製片商和電影公司唯一採用和支援的投影技術。


也正因為DLP的特質,促使榮獲本屆奧斯卡最佳導演提名的馬丁?史科西斯(Martin Scorsese)在其年度鉅片《神鬼玩家》(The Aviator)採用了德州儀器DLP Cinema數位電影投影技術。其實德儀早在多年前便開始致力於將能創造出清晰、鮮豔與明亮影像的DLP技術應用於大螢幕電影的視覺效果。德儀與好萊塢電影團隊在1997年一起測試了第一部DLP Cinema放映原型機。時至今日,目前全球已有276個DLP Cinema電影螢幕,並已運用DLP Cinema技術放映了包括星際大戰首部曲、史瑞克及明日過後等140部電影,超過1700萬名在全球各地的電影觀眾已經親身感受到DLP Cinema技術的魅力。


DLP技術的創新應用

然而,創新是德儀的核心價值之一,在消費性電子市場競爭日趨激烈的今天,德儀DLP不斷的研發最新技術,並協助客戶在各個新領域進行開發。在2005年初的美國CES消費性電子大展中大放異彩的即時劇院投影產品、口袋型投影機及1080P高解析度背投影電視,就是DLP技術的全新應用領域。


DLP即時劇院

即時劇院產品集DLP投影機、DVD播放器和音響系統於一身,讓消費者只需購買一款產品,即可享有完整的家庭劇院體驗,避免連接各種零件的困擾。包括惠普、奧圖碼(Optoma)及Cinego皆已推出其多合一的即時劇院系統。


口袋型投影機

而口袋型投影機則是目前市面上最令人感到欣喜的新品項,擁有前所未見的小型結構,其利用LED光源(發光二極體)支援攜帶式投影功能,可以隨時隨地觀賞電影、數位相片及打電動。這種投影機的小巧體積可以輕易放進口袋中,毫不佔空間。


1080p高解析度DLP電視

業內人士一直引頸期盼的1080p高解析度DLP電視,也已經在2005年初的美國CES展中亮相,是DLP高畫質電視發展進程中的另一里程碑。德儀所開發的1080p原型機曾被洛杉磯時報(Los Angeles Times)評為2003年CES中十大最酷的產品之一。事實上,具備1080p高解析度的電視,也是德儀DLP今年的重點業務項目。


結語

DLP技術在美國大螢幕電視市場的市佔率較過去一年足足成長了一倍之多,而DLP技術在全球前投影市場的市佔率更已取得連續10季的成長。可以預見的是,DLP的風潮將在世界各地持續延燒,其觸角也將延伸至更多更新的領域,讓全球各地的消費者都能親身體會DLP技術與產品所帶來的優質視覺享受。


(作者為TI德州儀器DLP產品亞洲區業務總監)


延 伸 閱 讀

外觀大體相同的投影機因所使用的顯示元件的不同,內部的光學系統各異,有著不同的種類。現在市場上推出的投影機大致可以分為以下3種方式。相關介紹請見「投影機三大投影技術結構原理分析」一文。

慧聰網教育行業. 縱觀投影機技術的當今局勢,早已是時過境遷,江山易主了。CRT由紅極一時走向末落,逐漸被人遺忘。 你可在「點評投影技術LCD與DLP誰人稱霸2005年」一文中得到進一步的介紹。

說到投影機,就不能不提到投影技術,正式由於各種投影技術的不斷成熟,才使得如今的投影機功能越來越強,價格越來越低廉。在「投影技術簡單素描-投影機三種常見的實現技術」一文為你做了相關的評析。

最新消息

SONY公司利用MEMS(microelectromechanical systems微機電系統),開發出來了一種新型基於光柵閥技術(grating-light-valve)的投影原型機。相關介紹請見「投影技術再邁新台階,達到3000:1」一文。

2003 年的回顧,我們將發現2004年投影機行業的技術發展起源於2003年提出的一系列想法,比如“梯形校正”“無線功能”“sRGB”等技術概念,甚至“經濟型投影機”的市場前景分析。你可在「暢想2005投影技術什?技術令人關注」一文中得到進一步的介紹。

未來幾年內,3LCD技術將不斷進步,3LCD產品供給量也將持續增加,3LCD集團將通過各種宣傳活動推廣3LCD。在「眾廠商力推3LCD投影技術」一文為你做了相關的評析。

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