在我們的世界里，視覺和聲音都是模擬形式，但當我們利用電子訊號來獲取、儲存和傳送這些模擬現象時，采用數字技術卻能帶來許多重大優點；音訊處理就是個例子，當它從磁帶和黑膠唱片的模擬技術轉變為數字音樂光盤后，數字技術的優點也第一次鮮明的呈現在人們面前 - DLP™ 技術把相同理念帶到靜態和動態影像世界。
在IT業界，DLP™的投影技術，已經成為最熱門的話題之一。在德州儀器(TI)積極的作風下，將有更多的生產廠商加入生產DLP™ 投影機的行列。BenQ作為TI在世界范圍內最主要的3家合作伙伴之一，非常希望將DLP™的技術最清晰的展示給大家。
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（下篇）
DLP™優勢
對于目前大多數投影和顯示應用，LCD技術是DLP™ 最主要的競爭對手，但DLP™ 技術擁有多項優勢勝過LCD技術。
1） 數字勝于模擬
DLP™ 是數字技術，每個微反射鏡只會處于「ON」或「OFF」狀態，LCD卻是一種模擬技術。數字投影技術的優點是它能忠實而不斷重復的產生影像，不會受到溫度、濕氣或震動等環境因素的影響。
2） 速度帶來優勢
DLP™技術核心的微反射鏡能以每秒5,000次速度開關，其微秒級的速度遠超過LCD像素毫秒級的開關速度。再加上DDR Ram的配合，數據處理速度再次提升。所以就本質而言，它更有能力將畫面的快速動作準確再生；LCD技術由于開關速度較慢，快速移動的影像畫面看起來會有些模糊不清。在重現快速移動的圖像時，LCD技術中常見的拖尾和重影現象不會在DLP™技術中看到。
3） 架構簡單合理
微反射鏡擁有很高的開關速度，使DLP™ 技術只需使用一個投影面板，就能同時調變紅綠藍三種光束；相形之下，LCD技術由于速度較慢，因此必須采用三片式投影面板架構，第一片面板用來調變紅光，第二片調變綠光，第三片給藍光使用。單片面板架構有多項優點：首先，單面板架構只需一套簡單輕巧的光學系統，使它能發展出體積重量都小于三片式面板系統的投影機和顯示器。
4） 更銳利的對比度
簡單輕巧的光學系統為DLP™技術帶來另一項優勢：投影機或大屏幕電視內的光線管理要比三片面板架構更簡單，這能為它帶來更高的對比度。高對比度可以提供更豐富的畫面細節，使畫面更逼真，黑顏色會顯得更黑，并讓畫面看起來更清晰銳利(人體視覺器官依賴對比度來分辨物體的邊緣，因此高對比度影像看起來更銳利，采用DLP™技術的投影機很容易就能達到2000:1以上的對比度。
5） 反射技術提高亮度利用
與傳統的模擬投影機相比，DLP投影機將更多的光線打到屏幕上，這樣，圖像的演示效果在光亮中將同在黑暗中一樣好。DLP技術有效的解決了這個問題。DMD的強反射表面通過消除光路上的障礙以及將更多的光線反射到屏幕上，而最大化地利用了投影機的光源。相比較的是，采用透射原理的LCD技術則是偏振光在圖像到達屏幕之前必須通過大量的附加光學元件。更為有利的是，基于DLP技術的投影機的亮度是隨著分辨率的增加而增加的。在如XGA和SXGA等更高分辨率的情況下，DMD提供更多的反射面積，如此一來就可以更為有效地利用燈光的亮度。
6） 聚焦更加出色
此外，根據定義，單片面板系統絕不會失焦，但采用三片面板的LCD系統卻可能受到環境因素的影響而失焦，使得屏幕畫面看起來有些模糊。單片面板系統所提供的畫面卻能永遠保持清晰銳利。
7） 無縫圖像消除顆粒感
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觀眾對于影像畫質的好壞還會受到另外一項因素影響，就是它看起來「與電影相似」的程度，在觀看動態視訊時更是如此。在DLP™ 技術中，微反射鏡的反射面積遠大于它們之間的距離，因此它能提供很高的「填滿率」(fill factor)，投影畫面看起來也更加完美自然。另一方面，若和像素之間的距離相比，LCD技術的像素面積卻沒有那么大，使得畫面看起來有點顆粒的感覺，這種情形就像是透過「格狀玻璃」看圖片一樣(圖6)
圖6：從鸚鵡眼睛的特寫鏡頭可清楚看出LCD畫面固有的顆粒現象
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8） 防塵提高耐力
DLP投影機采用了全封閉式光學引擎結構設計，進而避免了粉塵污染。傳統LCD投影機為迅速散去面板高熱，往往采用開放式光學引擎結構設計，通過風扇吸取空氣達到降溫目的，因此不可避免會吸入粉塵，久而久之LCD面板就會變色，由于穿透率變差而導致亮度自然衰減，即使更換燈泡也無濟于事。DLP投影機的全封閉設計使光機結構與外界徹底隔絕，所以DMD芯片上絕對不會沾染空氣中的粉塵，進而延長了投影機的使用壽命，并提高了機器的耐用性。
DLP™可靠性
DLP™非常可靠，對于一種在本質上屬于機械性的技術來說，這確實令人驚訝。實驗室測試結果顯示，DMD的預期壽命時間超過100,000小時，客戶反應結果也多半證實了這項預測。此外，DLP™技術全部采用無機材料，不會像有機技術一樣，因為長時間曝露在熱源或光源下而逐漸劣化。2002年五月，美國羅徹斯特大學的孟賽爾色彩科學實驗室(Munsell Color Science Laboratory at the University of Rochester) 進行一項研究計劃，對五部可攜式商業資料液晶投影機和兩部DLP™ 投影機的「畫面可靠性」進行比較，他們把「畫面可靠性」定義為：投影機畫面質量下降到無法接受地步的所需工作時間。接受測試的投影機必須日夜不停連續工作4,000小時；測試期間結束后研究人員發現，所有液晶投影機都出現清楚可見而令人不悅的畫面瑕疵，采用DLP™ 技術的投影機卻沒有這些問題。研究人員認為LCD技術的影像質量會下降，主要是因為偏光板和面板內的有機材料長期曝露在光源和熱源之下。
DLP™發展
第一部采用單片式DMD芯片的DLP™ 投影機提供350流明亮度、VGA (640x480) 分辨率和大約23磅的重量；相形之下，今日采用單片式DMD芯片的DLP™ 投影機重量最輕只有2磅，分辨率達到SXGA(1,280x1,024)，最高并能提供3,000流明的亮度。另一方面，第一部采用三片式DMD芯片的DLP™投影機可提供1,300流明亮度，目前采用三片式DMD芯片的DLP™ 投影機卻能達到17,500流明。今天，消費者只需1,000美元，就能買到以DLP™技術為基礎的投影機。
第一部DLP投影機進入市場至今已經7年多，這段期間出現了許多進步，使得DLP投影機的效能、重量、體積和成本都獲得大幅改進。1996年時只有一種DMD組件，這段期間卻有13種不同的DMD組件問世。分辨率也大幅提高，專為DLPCinema™應用而設計的最新DMD組件就能提供220萬像素(圖7)，長寬比16:9的DMD組件也已推出。透過將微反射鏡的面積從~17微米減少到~14微米，并把微反射鏡的間距從1微米縮小成0.8微米，組件體積大幅減少，制造成本也變得更低。此外，組件制程也從六吋晶圓升級至八吋晶圓，不但進一步降低成本，還能增加制造良率。
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圖7：最新DLPCinema™技術的核心DMD提供超過200萬個像素 |
提高對比度是許多研發工作的重點，主要改變包括采用了更小旋轉導孔(Smaller Rotated Via，簡稱SRV)，它將微反射鏡中心的方形「孔」旋轉45度，體積也變得更小，這能減少雜散光(straylight)的影響，進而提高對比度。最近，一種稱為Dark Metal 3的新制程技術也被采用，它會在DMD次結構表面鍍上一層吸旋光性材料，讓通過微反射鏡間隙的光線不會再反射出來，而是被這些材料所吸收，這也能減少雜散光強度，提供更高的對比度。
除了DMD組件之外，DLP™ 技術的許多其它領域也是研發重點，例如把更多的投影系統功能整合至相關芯片組。這項努力還在進行中，但它已經讓DLP™ 解決方案的效能更高、體積更小、重量更輕和成本更低，未來這些影響還會更明顯。DDR和LVDS子系統的應用也可大幅改善效能，特別是在視訊應用方面。
自從第一部投影機推出后，色輪的效能也有長足進步。第一部投影機采用三種顏色的色輪，并以'1x'的正常速度工作，今日的投影機最多可能采用6種顏色，并以'3x'的高速工作，等于是將顏色更新速率(color refresh rates)提高6倍，大幅減少色序系統(color sequential systems)常出現的假影噪聲(artifacts)。由于更多的色輪可供選擇，制造商將享有更大彈性，例如他們可以針對亮度最佳化，以滿足商業投影機的高亮度要求，或是針對色彩飽和度最佳化，以提供家庭娛樂應用所需要的更高色彩飽和度。最新發展重點是采用SCR(Sequential Color Recapture)技術，它有很大潛力來提高效率、增加輸出亮度和改善色彩飽和度。
結論
僅僅七年多的時間，DLP™ 技術就成為投影和顯示系統市場的重要力量。DLP投影機目前在市場上已經與LCD投影機平分天下，而且這個數字還會增加，甚至會成為市場的最主要技術。降低成本、改善性能將是TI也是明基未來持續發展的目標。
因為消費者都喜歡更完美畫質、更良好設計和更低價格，所以無論是現有市場的成長，或者是新市場商機的來臨，人們都將發現業界的轉變腳步仍將由DLP™技術繼續主導。
（全文完）
備注：
Digital Light Processing™ ，DLP™，DLPCinema™都是注冊商標，Texas Instruments Incorporated版權所有
資料來源：
1，Larry J. Hornbeck Texas Instruments，“Digital Light Processing™: A New MEMS-Based Display Technology”；
2，姜澄宇教授，“微機電系統”；
3，http://www.DLP.com
4，http://www.TI.com
5，http://www.eetchina.com
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