LCOS 、DLP微型投影技术比较及原理、关键器件介绍
结束低潮迎来春天看LCOS投影技术的发展
什么是LCOS？
LCOS技术是现行三种投影技术中的后起之秀，它是“硅基液晶”（Liquid Crystal on Silicon）技术的缩写名称，属于新型的反射式micro LCD投影技术，其结构是在矽晶圆上长电晶体，利用半导体制程制作驱动面板(又称为CMOS -LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装测试。
简单来说，LCOS是直接与映像管(CRT)投影技术、高温多晶矽液晶(Ploy-Si LCD)穿透式投影技术、DMD(Digital Micromirror Device)数位光学处理(DLP; Digital Light Projector)反射式技术相关。这三项技术已发展成熟，LCOS则成为投影显示技术的新主流。
LCOS工作原理
LCOS投影技术分为单片式和三片式两种。单片式采用了与DLP投影技术类似的时序成像方式；三片式是指使用红绿蓝三原色通过棱镜分离再汇聚的成像方式，这种方式的成像质量更高。目前的主流产品普遍采用了这种成像方式。
LCOS光学引擎架构
三片式的LCOS成像系统，首先将投影机灯泡发出的白色光线，通过分光系统系统分成红绿蓝三原色的光线，然后，每一个原色光线照射到一块反射式的LCOS芯片上，系统通过控制LCOS面板上液晶分子的状态来改变该块芯片每个像素点反射光线的强弱，最后经过LCOS反射的光线通过必要的光学折射汇聚成一束光线，经过投影机镜头照射到屏幕上，形成彩色的图像。
LCOS光学引擎架构
这种成像系统在光源光线参与成像的利用率上能够达到单片式成像系统的一倍左右。同时因此，同样的光源和电力消耗可以产生更加明亮的最终画面。同时，由于避免了单片式DLP时序成像的缺陷，三片式LCOS投影系统也能产生出更加饱和、丰满的色彩，并且不会出现困扰单片式DLP成像系统的彩虹画面问题。
LCOS投影技术发展历史
LCOS技术最早出现在二十世纪九十年代末期。其首批成型产品是由Aurora Systems公司于2000年开发出的。该产品具有高分辨率、低价格、反射式成像的特点。在此之后无数家企业蜂拥而至。早期LCOS技术最有力的支持者是英特尔和飞利浦两位“巨人”，还有今天依然活跃在LCOS舞台上的索尼、JVC等许多知名企业。但是，让人遗憾的是那两位“巨人”却未能坚持到最后。
JVC的110寸LCOS背投
2004年，随着液晶和等离子平板电视产品市场的高速增长，飞利浦宣布退出单片式时序成像的LCOS产品的开发计划。同样在这一年，英特尔停止了百万像素级LCOS芯片的研发和供货计划。据英特尔宣称，未来主要经历将放在开发两百万像素全高清级LCOS产品上。英特尔这样的表态被认为是希望以LCOS在像素密度上的优势和德州仪器的DLP投影技术相抗衡的策略。但是，2005年后，英特尔开发LCOS的计划却“不了了之”了。
2004和2005年，失去两位“巨人”的LCOS阵营进入了低潮时期。在这个时期先后有多家企业研发和生产出了各自的LCOS产品。LCOS阵营似乎一时间面临崩溃的危险。但是，出于对已有技术的不满和对未来产业趋势的预期，索尼、JVC和台湾的视窗科技却依然坚持了下来。2004年，佳能发布了第一款采用LCOS技术的1400x1050高分辨率投影机，为LCOS阵营增添了一个强有力的产品。
LCOS投影技术优势
LCOS技术在色彩、对比度、亮度、开口率、光效率、和高分辨率等方面的优势远远超过了DLP和LCD技术。LCOS可视为LCD的一种，但传统的LCD是做在玻璃基板上，但LCOS则是长在矽晶圆上。和LCOS的相对比的产品，最常用在投影机上的高温多晶矽LCD为代表。后者通常用穿透式投射的方式，光利用效率只有3%左右，解析度不易提高；LCOS则采用反射式投射，光利用效率可达40%以上，且其最大的优势是可利用最广泛使用、最便宜的CMOS制程，毋需额外的投资，并可随半导体制程快速的微细化，易于提高解析度。
相比LCD技术，LCOS具有色彩鲜艳、灰度优秀、黑色深沉、画面明亮、网格化情况较少和更加节能的特点。相比单片式DLP技术，三片式LCOS投影技术具有更高的光学利用效率、更加丰满的色彩表现，没有色彩断裂现和观赏者眩晕现象等特点。在和三芯片DLP投影机的比较中，三片式LCOS投影机在分辨率上的优势更是DLP投影机无可比拟的。目前，LOCS芯片的分辨率已经可以覆盖2K、3K、4K、8K等水平产品。而DLP技术由于其微电子机械学结构的原因导致其分辨率难以达到2K以上，这可以说是所有DLP投影产品和三片式LCOS投影产品对抗时候的致命弱点。
LCOS投影技术缺点
虽然LCOS看起来简单，但要产品化还要有一个过程，并不是像想象的那样容易形成一个产业。LCOS技术一经推出便在全世界范围内造成极大影响，但由于制造工艺等方面原因，目前基于LCOS技术的产品还没有形成大规模量产，只有少数厂家开发出了应用于投影机的LCOS芯片和应用LCOS技术的投影机及背投电视机。LCOS技术在以后大屏幕显示应用领域具有很大优势，它没有晶元模式，且具有开放的架构和低成本的潜力。
目前LCOS的发展业者集中在美英中三地的Fabless公司，包括Three-Five、Aurora（原S-Vision）、MicroPix、Microdisplay、Kopin、Displaytech、SpatiaLight，中国香港的Varitronix以及中国南阳的河南南方辉煌图像信息技术有限公司（中美合资）等。由于LCOS在开发中涉及整个元件的设计、制造到光学系统的整合，有较高的技术门槛。且每个业者所开发的LCOS，各有专用的ASIC、光学引擎等，零组件和生产各自为阵，无法标准化，因此很难达到量产的经济规模，部份业者因无法提出全套的解决方案，致使产品无法顺利推出而面临财务危机。
另外最大的障碍是合格率问题，LCOS前段之矽制程以0.35u制程即可（也不需要作得更小了），目前良率已可达90%；后段加玻璃基板，抽入液晶，并加以切割、封装的部份，目前良率却仍很低，仅约30%左右。LCOS的后段制程良率若无法顺利提升，将可能面临如DMD技术一般的窘境。
LCOS技术的春天
经过几年的发展，LCOS现在已经进入了一个相对成熟时期，随着技术的不断进步，现在已经开发出了主要应用于大型数字高清影院的1.7英寸4K(3840×2048)超高分辨率显示芯片，并成为高端影院投影机产品采用的主要技术。得到了包括佳能、索尼、JVC、先锋、LG等数家企业的支持。
佳能从04年开始，一直贯彻LCOS投影技术，推出多款高分辨率投影机产品，完善了LCOS投影产品线，07年，佳能又发布了一款高分辨率投影机SX7，这款拥有3700流明高亮度，1000:1对比度的旗舰机型。08年8月20日佳能又发布了——SX80，这是一款采用了LCOS投影技术和佳能AISYS专利光学技术，具有3000流明亮度的SXGA+级高分辨率投影机。
采用LCOS技术的投影机还有索尼VPL-VW200、VPL-VW60、示创HD 900家用投影机、JVC旗舰DLA-HD100 LCOS投影机等等。
2008年年底，台湾欧达推出首款LCoS口袋型多媒体投影机——欧达P1，目前这款新品已经在国内上市销售，LCOS技术之前只能停留在需要高解析度的特定用途中，但自08年3月后，LCOS技术开始应用到手机产品中，而且在08第4季正式供货。LCoS技术还有很大的潜在市场，例如HMD、高价位的数位相机、数位摄影机等领域均可应用。
目前，LCOS技术已经渡过了低潮时期，呈现出良好的发展态势。在投影显示技术上，DLP技术追赶LCD技术用了十年的时间，而目前LCOS技术也已经经过了八九年的发展期。随着技术进一步发展成熟，生产成本日益下降，LCOS投影显示技术发展的春天正在向我们走来。
极致影像的答案全解DLP投影机的秘密
DLP数字投影机技术的出现彻底改变了人们对投影机的传统认识：从这一刻起，体积小巧、形成超越电影画质的产品不再是不可求的梦想。经过十余年的发展，DLP投影机已经成为仅次于3LCD投影技术的数字投影技术，占据全球投影市场份额接近45%。其中，三片式DLP数字影院投影机产品更是成为了唯一实用化的数字影院投影显示技术。
DLP投影技术的发展历史
了解DLP投影机的知识，就必须关心DMD芯片的成长路径。对于DLP技术，DMD芯片就如同人类的心脏、计算机的CPU 一样重要。DMD芯片技术的革新往往代表着一个崭新的数字投影时代的到来。不过，就是这样重要的一个器件，它的历史却具有很大的偶然性。
德州仪器的数字光处理技术的核心器件DMD芯片最初的构想出现在1977年。由德州仪器公司的科学家Larry
J.Horn-beck发明。那时，这一发明并不是要用于显示设备，而是准备作为印刷技术中的成像器。最早的DMD芯片使用的是模拟技术驱动，反射面是采用一种柔性材料，在当时被称为“变形镜器件Deformable Mirror De-vice”。10年之后，Hornbeck 博士正式以数字控制技术取代模拟技术，开发出了新一代DMD器件，并将名称改为“数码微镜器件(Digital Mirror Device)”。
DarkChip 4 DLP DMD芯片
数字控制的DMD诞生的早期就已朝向印刷技术和数字成像两个不同方向发展。到了1992年，德州仪器成立了数字成像事业部，探索DMD商业应用的可能性。两年之后，第一台DLP投影原型机诞生。1996年4月，第一台商用DLP投影机正式诞生。伴随数字微镜技术在显示领域的成功应用，1997年，Ti终止了其在印刷方面的应用研发。
第一代DMD芯片主要偏重于商务应用，分辨率是848X600，可以兼顾800X600的SVGA电脑标准和848x480的480p(16：9)视频标准。这一代的DMD微镜偏转角度为10度，对比度400：1至800：1不等。从第二代DMD开始，DLP才算开始大规模进入家庭影院投影机市场，这一代的DMD芯片，称为HD1，不仅分辨率提高到高清标准的1280X720，微镜偏转角度也增加到12度，成像过程中的杂散光线的影响被大大降低，对比度指标进一步提高。这一时期，DMD芯片的出货量已经突破百万片。
此后，DLP投影技术正式确立了商务数据投影和视频投影两种应用同步发展的路线。这期间德州仪器对DMD芯片最大的技术变革在于将微镜非光学面的金属统统处理成黑色，借此大大降低来自这些金属反射出的杂散光，使得的产品的对比度表现获得空前提升。这一技术被称为“Darkchip 1”，目前最新一代“超黑”技术被称为“Darkchip 4”。
此外，德州仪器另一个重要研究方向是不断缩减为反射镜面间的距离。这项举措不仅有利于减少杂散光线对成像质量的干扰，同时也能够显著提高芯片面板的开口率，使得DMD整体的光利用率大幅提升。在这一技术的技术上，DMD芯片本身的体积也在逐渐缩小。只有不足一英寸的光学面，使得DLP投影机能够制造的更加小巧，甚至装配到普通的手机上应用；同时更大的芯片能够容纳更多的像素点，全高清产品已经成为目前德州仪器DMD芯片家用投影机市场上的主角产品。
DMD投影技术芯片的结构
在DLP投影机中DMD芯片就如同人的大脑一样重要。DMD可以看做是一个半导体光开关制。它的上面充满了微笑的镜面。这些镜面可以旋转。如果有光线照射在旋转的镜面上，它可以选择把光线反射到投影屏幕上，或者另一个完全不相干的角度上。由此可以看出，DMD芯片是一个结合了电子电路、机械和光学技术的产品：这一技术又被称为微电子机械学“MEMS”
在实际的制造中，DMD芯片的下层电路采用CMOS电路，最新的产品的底层电路与电脑内存的DDR结构方式非常相似。这一层电路用于控制其上的机械部件的运动或者静止。其性能水平直接决定着DMD芯片完成一个基本镜片翻转的工作速度。DMD底层电路技术的改进可以参考大部分半导体存储（内存）产品的改进策略，具有很高的技术通用性。
数字微镜技术DMD
在DMD芯片的最上面是一层四方的铝层镜面阵列。这些镜面经由下面被称为“轭”的装置链接，并被“扭力铰链”控制，可以左右翻转。在最初的饿产品上其翻转角度只有10度，但是随着其下部链接部分技术的简化，最大翻转角度提升到了12度。DMD芯片上的镜面间的空隙非常狭小，最新产品的有效光学面能达到整个芯片面积90%以上，拥有极高的光学利用率。 DMD芯片控制镜面旋转的部件采用被称为“面微加工(surface micromachining)多晶矽”方法制作，具有机构稳固性、灵活性强，成本低廉的特点。同时又很好的解决了半导体制程、为机械制程和光学制程间肯能的相互破坏的问题。这种方法与其他MEMS制造方法全然不同， TI是目前仍采用这种方法的唯一一家公司。具体实现步骤是为机械单元选用铝合金材料，并以传统光阻作为牺牲空间。所有工作都在200℃以下完成，因此在晶片上增加MEMS时不会影响金属化制程或电晶体，也不会影响已经完成的CMOS电路。这种方法是MEMS微型反射镜的标准基础。
DMD芯片主要的工作方式是依据后端电路传递给CMOS芯片的不同信号，调控片上每个微镜的旋转位置，进而使得照射在微镜上的光线有选择的反射道不同方向。作为微型数字光学处理器件，DMD不仅是DLP投影机的核心组建，而且也被广泛应用到了印刷、可研等诸多需要数字光开关的领域，成为了微电子机械学MEMS最成功的产品之一。
DMD投影技术芯片的工作方式
DMD是DLP投影技术的基础。目前市场上拥有单片、双片以及多片DLP系统被设计出来，以满足不同市场的需要。一个DLP投影系统包括信号处理和光机两部分。信号处理部分为DMD芯片提供基本的驱动信号。光机则包括一个光源、一个颜色滤波系统、一个冷却系统、照明及投影光学元件等等。
DMD的本质是一个半导体光开关。上面集成了众多微小的方形反射镜片，并被制造在静态随机存取内存（SRAM或者DDR）上方的铰链结构驱动。每一个镜片可以在铰链结构的控制下通断一个象素的光。铰链结构允许镜片在两个状态之间倾斜，+12度为开。-12度为关。当镜片不工作时，它们处于0度停泊状态。
DMD芯片放大
根据应用的需要，一个DLP系统可以接收数字或模拟信号。模拟信号可在DLP的或原设备生产厂家（OEM's）的前端处理中转换为数字信号，任何隔行视频信号通过内插处理被转换成一个全图形帧视频信号。从此，信号通过DLP视频处理变成先进的红、绿、蓝（RGB）数据，先进的RGB数据然后格式化为全部二进制数据表。
一旦视频或图形信号在数字格式下，按照二进制数据表被送入DMD，信息的每一个象素按照1：1的比例被直接映射在它自己的镜片上，提供精确的数字控制，如果信号是640x480象素，器件中央的640x480镜片采取动作。这一区域处的其它镜片将简单的被置于关的位置。
通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行电子化寻址，DMD阵列上的每个镜片被以静电方式倾斜为开或关态。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的技术被称为脉冲宽度调制（PWM）。镜片可以在一秒内开关1000多次，这一相当快的速度允许数字灰度等级和颜色再现。来自投影灯的光线被照射在DMD上。当镜片在开的位置上时，它们通过投影透镜将光反射到屏幕上形成一个数字的方型象素投影图像。
DMD投影技术芯片实现全高清显示
在DMD芯片的发展历史中，德州仪器致力于改进的不仅仅提高产品寿命和降低成本，更有诸多产品性能上的改进。其中最核心的包括小型化、提升开口率、减少非光学面散射、提高像素数量等等。这些方面的改进与DMD芯片所采用的各种生产工艺密切相关。其中，如何实现全高清的画面显示是DLP投影技术在崭新市场形势下最大的难题之一菱形DMD阵列是为了获得更高的饿像素密度采取的改进措施。在HD1、HD2和HD2+的DMD芯片中，TI使用了直角的像素阵列以获得1280×720图像。直角阵列使用了1:1的图像像素来映射显示比例，每一个精微镜面负责显示一个像素。而更新一代DMD芯片为了实现提高分辨率并降低系统成本的目标，使用了一种偏置的菱形像素排列方式，精微镜面相对于直角DMD旋转了45度。
新的DMD菱形阵列支持1080p设备的1920×1080分辨率，具有960对列和540对行（一对行包括一行黑和一行白）。这样在损失一些对角分辨率的情况下，只要用直角阵列一半的像素就可以显示1920×1080的图像。使用菱形阵列后，1080p DMD芯片的尺寸与HD2 720p 芯片相当，这样就能节省成本基础上提升图像垂直和水平的分辨率。
虽然菱形DMD阵列有效地降低了全高清芯片的系统成本，但是单靠它不足以在屏幕上再现原始图像的超高清画质。原始图像必须过滤掉一半像素才能在DMD上显示。SmoothPicture技术的目的就是用于将菱形DMD阵列和光学驱动器连接起来，在屏幕上显示包含原始图像所有像素信息的完整分辨率的图像。SmoothPicture技术利用光学驱动器在水平方向上位移DMD 芯片，并在DMD上同时显示独立的两个亚帧数据。每一帧视频信号都被分为两个独立的亚帧，一个包含所有奇数位像素信息，另一个包含所有偶数位像素信息。在显示两个不同亚帧的时候，驱动器将DMD水平移动1/2个像素。通过快速的DMD控制实现在有限的时间内显示完全部画面帧的任务。该技术使得消费者能够在屏幕上看到与1080p信号完全一致的高清画面。
菱形网格和SmoothPicture技术的出现，使得DMD面临的全高清问题得以解决，同时也产生了额外的好处：1/2像素位移使得像素的边缘显著柔化，这一现象使得图像看起来更是连为一体的，图像更加精细自然。从消费者的角度来看，得以
此项技术展示出的分辨率更接近于人眼的感知范围，能够更好的为消费者将920 x 1080的图像分辨率转换成有效的视觉分辨率。
DMD投影技术芯片的优势
任何一项技术都是给予特殊的数学原理，材料和工艺技术的产物。在数学模型、材料和工艺技术的特点又将决定着这一技术的产品所拥有独特市场优势和价值。和其它类型的投影显示技术先比，DMD技术的优势非常明显。
稳定性和寿命是消费者对关心的产品质量问题之一。但是如果您选择了DMD为核心的DLP投影技术，那么您将不用在这方面担心。因为迄今为止还没有什么显示技术的稳定性到达DMD芯片的水平。德州仪器DLP系统对DMD芯片进行了丰富的可靠性测试，因为它依赖于。DMD在各种恶劣的测试条件下，包括将它放在热、冷、振动、爆炸、潮湿以及许许多多其它苛刻的条件下进行检测，其内部的所有材质都表出先较强的稳定性。在模拟操作环境中，DMD芯片已经被测试了超过1G次循环，相当于20年的连续使用寿命。基于数千小时的寿命及环境测试认为DMD芯片具有10万小时的稳定工作寿命。
DMD芯片的稳固性来自于其纯半导体和金属材料的构成、特殊的电子机械设计。这使得DMD与其竞争者LCD投影技术的液晶芯片形成鲜明对比。采用大量各种化学物质，尤其是有机物质的LCD芯片必须面对其最大的寿命敌人灰尘和高温的考验。而DMD在这方面具有先天的良好免疫力。
此外，作为数字投影机的核心组件，DMD是一款真正数字化的产品。全数字化处理的好处已经不言而喻：我们的生活早已被数字设备所包围。DLP投影技术具有完全的数字视频底层结构。显示过程中完全不需要信号每次由数字转换为模拟（D/A）或从模拟转换为数字（A/D），避免了信号噪音进入数据通道，带给消费者纯净的画面享受。
DLP的另一个数字优势是它的精确灰度等级与颜色水平的再生。因为每个视频或图像帧是由数字信号直接产生，每种颜色8位到10位的灰度等级，精确由微镜的无数次反射形成，能够最准确的展示数字图象的魅力。DLP投影技术的纯数字化是目前其它投影显示技术不可比拟的。
DMD芯片的特殊设计还可以为消费提供更加准确的黑色显示，和更高的光学利用率。德州仪器将DMD芯片上的微镜空隙尽量缩小，并采用几乎不反射光线的黑色物质填充，使得面板芯片开口率从最初的60%提成到目前的90%，芯片杂光散射几乎降到极限。这与LCD液晶投影技术，芯片面板被大量LCD单元中的晶体管、门、以及信号源的线所阻挡形成鲜明对比。
支持DMD比LCD拥有更高光学效率的另一因素是LCD必须采用偏振光工作，而DMD没有这一要求。此一项区别的光效率差距就已经达到50%以上。
此外，DMD成像还具有画面连续无缝的特点。DMD上的小方镜面积为16um平方，每个间隔1um，给出大于90%的填充因子。90%的象素镜片面积可以有效地反射光而形成投影图像。整个阵列保持了象素尺寸及间隔的均匀性，并且不依赖于分辨率。在最新的1080p芯片上，更是通过应用面板半像素移动的技术实现了，像素锐利边缘的平滑过渡，使得整体显示效果更接近自然场景的效果。表现出非常出色的画面连续性。
DLP投影技术的分类
DLP投影机技术是以DMD芯片为核心光学显示器件，配以德州仪器成套的解决方案的显示技术的总称。其按照采用DMD 芯片数目的不同，目前可以分为单片式系统、二片式系统和三片式系统三类。其中单片系统是最常见的应用产品。
单DLP投影系统，顾名思义就是指只含有一片DMD芯片的投影系统。该系统采用场序（时序）的方式实现彩色图像的显示。其核心组建除了DMD芯片外，还包括起到时序分光作用的色轮。该系统消费者实际看到的是间断的以脉冲方式出现的各个基色的光波信号。由于这些信号间断的时间很短，以至于人眼不能分辨，因此看起来呈现出完美的连续的彩色画面。
双片式DLP投影系统是对单片式系统的折中改进。但单片系统中成像的基色（例如，红绿蓝三原色）全部由一片DMD
芯片处理。而在双片系统中，则会由每个芯片处理一部分基色，最后再有镜头等光学组件将两片DMD成像组合形成投影画面。
单片式DLP显示技术
双片式系统，主要用于解决早期DMD面板价格过高、单片系统又亮度不足的问题而出现。它本质上还是时分成像系统。只不过两片DMD芯片配合分光系统和色轮系统能够实现更高的光利用率。这一系统的整体复杂程度，在三类DLP投影系统中是最高的。所以随着DMD芯片价格下降，这一应用模式也就走下来历史舞台，成为只有极个别特殊应用才会采用的另类技术了。
三片DLP系统是最高级的DLP投影方式。其不仅具有DLP投影机传统的优势，甚至融合了所有LCD液晶投影机的显示优势。是目前数字投影技术中“性能”最完美的解决方案。但是，由于采用三片DMD微镜芯片，所以其成本也不低。因此，这类型的机型主要出现在高端工程投影机和数字影院放映机中。
三片DLP系统将白光通过棱镜系统分成三原色。使用三个DMD芯片，一个DMD对应于一种原色。应用三片DLP投影系统的主要优势是增加亮度和色彩表现。通过三片DMD来自每一原色的光可直接连续地投射到它自己的DMD上。结果是更多的光线到达屏幕，给出一个更亮的投影图像。同时也可使用更高位数的颜色调教技术，使每种颜色以10比特灰度或者更高的等级显示，展示出更加完美的色彩。
三片式系统采用的是场同步的成像方式，与单片式系统的时分场异步成像方式形成鲜明对比。
3DLP投影技术的特点和市场竞争
三片式的DLP投影系统是现代数字投影机技术的巅峰之作。其最大的优势在于性能。不论是亮度、对比度、色彩、画面反应速度、画面连续性等均达到惊人的水平。加上各家投影机厂商添加的独特调教技术，三片式DLP投影机可以产生媲美胶片电影的投影效果。而此时的画面亮度亦能达到万流明以上的极高值。独特的性能优势使得三片式DLP系统成为了高端投影市场的首选技术。
不过三片式DLP投影机也有其致命的缺陷，那就是高昂的成本。不仅仅是DMD芯片是单片式系统的三倍之多，同时光路复杂程度也超过了单品系统一倍以上。巨大的成本投入是阻挠三片式DLP投影机走进普通应用市场的唯一绊脚石。
目前，三片式DLP投影系统主要应用于数字影院放映机市场和高端工程投影机市场。其中，数字影院市场，三片式DLP 系统是唯一得到大规模实用的解决方案。采用最新一代DMD芯片的三片DLP投影机已经成为全球数字影院客户最追捧的产品。在高端工程投影机市场上，DMD芯片独有的高开口率、高效反射式光路，带来了3LCD产品不能媲美的光效率，成为高亮投影工程最“经济”的技术选择。
三片式DLP投影机到目前为止尚未遇到真正的对手。索尼公司也在高端数字影院放映机市场退推出了3LCOS技术的产品。但是3LCOS投影机技术在数字影院放映机市场尚没有得到可行性的实用验证。同时，业界更是对同样具有液晶技术传统的
3LCOS技术投影机的稳定性持有保留意见。一般认为DMD投影器件是寿命最长最稳定的数字投影技术。
不过，LCOS投影机技术并非没有实力挑三片式DLP投影机在数字影院市场的主导地位。LCOS技术在这一领域的核心优势超高分辨率，这将对未来的3D数字影院显示产业构成强有力的竞争。目前LCOS芯片厂商JVC已经开发出8k分辨率的产品，这是DMD新品2K的水平不能媲美的。在高端工程市场，三片式DLP的竞争优势是不容质疑的，暂时尚没有任何成型的技术有望威胁DLP技术在这一领域的统治地位。
除此之外，高端家用市场也是三片式DLP投影机一显身手的地方。这类产品的性能仅次于数字影院放映机，但是不强调高亮度，仅追求完美的影像还原能力。在这一市场，LCOS技术随时都有实力向DLP产品发起冲击——只不过到目前为止，似乎没有厂商愿意在这一狭小市场发起一场技术之战。
单片DLP投影的色轮和极致色彩技术
单片式DLP投影机是目前市场上销售应用最广阔的产品，占据DLP投影机销量的大部分份额。单片式的DLP投影系统最大的技术特点是结构简单、成本低廉。因此市场上价格最低的投影机基本采用了单片式DLP投影系统。由于产品价格便宜，单片式DLP投影系统也成为了众多初级消费者，包括家用和商用用户最青睐的产品。
单片DLP投影机使用一个数字微镜光学处理引擎（即DMD）成像，由灯泡产生的白光经由透镜聚焦后投射在色轮上，色轮的截面将白光分光为某一时段需要的颜色，也即意味着在同一时间只有红、绿、蓝单种颜色的光输出（根据色轮的类型不同，也可以是同一时间有红、绿、蓝、白单种颜色输出；各个厂商的色轮设计可能采用完全不同的方案）。
投影机工作时，色轮以每秒120转，或者更高的速度旋转。每转到一个颜色区，DMD镜片投射出该颜色调制好的画面的部分亮度。经过一个工作周期，则可以显示出一帧画面中所有像素点包含的所有颜色的所有亮度能量，进而在屏幕上显示出完美的彩色影像。
TDP-SP1/XP1/XP2三款产品都应用了TI极致色彩技术
由此可以看出，在单片式DLP系统中，色轮的设计具有重要意义。从物理结构来看，色轮的表面为很薄的金属层，金属层采用真空膜镀技术，镀膜厚度根据红、绿、蓝等颜色的光谱波长相对应，白色光通过金属镀膜层时，所对应的光谱波长的色彩将透过色轮，其它色彩则被阻挡和吸收，从而完成对白色光的分离和过滤。色轮的色段安排不同，投影机投射出的彩色画面包含的基本颜色包就是有区别的。不同的色轮设置可以导致画面颜色的不同“倾向”。在单片DLP投影机中，厂商往往会通过改进色轮技术，来实现自己独特的色彩表现风格。
单片式DLP投影机的色轮技术虽然使投影机的成本大幅降低，但是却使得DLP产品的色彩水准长期位于3LCD液晶投影机之下。因此，德州仪器推出了极致色彩技术用于提升单片式DLP投影机的色彩表现。
2005年中TI（美国德州仪器）宣布问世一种更出色的色彩处理增强技术——极致色彩技术（BrilliantColor），它在单片式DLP投影机上的应用非常成功。极致色彩技术的本质是采用三原色和三补色结合的色轮，以及适当的色彩调配算法电路，实现单片式投影机显示性能的提升。
在红绿蓝三原色基础上增加了青黄品红三补色的极致色彩色轮是极致色彩技术重要的组成部分之一。对于这一技术，德州仪器并没有采取封闭的态度，而是允许厂商提出自己的设计，或有厂商自身、或有德州仪器定制整套解决方案。因此，也导致了虽然众多单片式DLP投影机都采用了德州仪器的极致色彩技术，但是实际效果却并不一样。
极致色彩技术主要的性能表现在于提高光利用率、提供投影机亮度和增强投影机的色彩表现。本着也德州仪器为主导，弹性设计的方针为单片DLP投影机显示品质的提升打开了一道闸门。
单片DLP投影机和3LCD投影机的优缺比较
在目前的市场上，大多数消费者实际接触的产品为单片式DLP投影机和3片式LCD液晶投影机。二者在价格、性能、市场定位上都有很大的重合。消费者实际选购的时候也需要在二者之间做出一定的选择。因此，系统的比较一下二者的显示特点就显得格外拥有意义了。
单片DLP投影机和3LCD投影机的差别主要体现在：芯片不同，一个是DMD，另一个是LCD；系统不同，一个是单片系统需要色轮配合，一个是三片系统采用分光楞镜、三原色独立成像。
DMD芯片和LCD芯片比较具有寿命长、抗高温和灰尘能力更强，开口率高、像素间隙小、光学层结构简单的特点。其中开口率高和光学层结构简单的特点使得DMD芯片投影机拥有更高的光利用效率，更容易实现较高的亮度；像素间隙小的特点使得DLP投影机没有网纹效应，投影画面更加平滑自然；抗灰尘能力强责令DLP投影机的设计上不用过多考虑防尘，也省去了使用中更换防尘网的烦恼。
在系统结构上，三片设计配合色轮成像的DLP系统主要问题在于色彩还原的准确度，以及投影画面的“彩虹”问题。而采用三片设计的LCD投影机则可以形成非常好的色彩效果，并且没有彩虹问题的困扰。近年来，随着多倍速色轮的普及，DLP 彩虹效应已经成为历史，但是即便是采用了最新的极致色彩技术的DLP投影机的色彩表现还是难以追赶3LCD投影机的表现。
从以上的分析可以看出，单片DLP投影机和3LCD投影机比较的优点主要在于DMD芯片本身的特性上，而其缺点则主要是由于单片式系统的结构造成的。使得DLP投影机采用单片式系统结构的主要原因则是产品成本问题。这就决定了，单片DLP投影机在市场上主要依靠价格策略和LCD产品竞争的格局的出现。
从选购角度来讲，消费者需要在色彩性能和价格之间做出平衡：选价格优先则购买单片DLP投影机，选色彩性能优先则购买3LCD投影机。
DLP投影技术的市场发展
在DLP投影机的市场策略上，从在这一个非常明显的哑铃型结构。那就是普及市场和高端市场的持续领先，以及中端市场的应用不足。此外，DLP投影技术还渴望成为未来的各种内置的微型投影显示技术的良好选择之一。
在高端市场上，DLP投影机以三片式DMD结构的产品为主导，几乎垄断了数字影院放映机和高端家庭影院投影机市场，同时在超高亮度工程投影机市场也处于领先地位。目前在数字影院放映机和高端家庭影院投影机市场仅有3lcos技术具有挑战DLP技术统治优势的能力。而高端工程市场，3LCD投影也保有一定的市场份额，LCOS产品也有进入的潜力。
低价格普及型市场是三片式DLP投影系统最主要的市场。凭借系统本身架构的简单性，单片DLP和3LCD系统比较成本优势非常明显。这一领域虽然有索尼在尽力压低3LCD液晶投影机产品的价格，但是依然在行业层面对DLP产品在低端市场的主导地位构成威胁。不过，在中端产品市场，DLP技术就没有那样的幸运了：单片式系统色彩性能不敌3LCD，三片式系统虽然性能出众但是成本太高，因此中端投影机市场3LCD的主流地位依然难以撼动。
德州仪器一直在推进微显示技术进步
在新兴的微型投影机市场，DLP和LCOS是目前唯一成功产业化的竞争者。其中DLP产品主要的竞争优势是较高的光学效率，但是LCOS在持续提升产品分辨率方面拥有最大的潜力。这一市场尚属新兴市场，未来市场格局具有很大的变动性。但是料想不擅长小型化的LCD液晶投影技术很难在这一领域分羹。
此外，在背投影拼接墙市场，单片式DLP背投单元目前也拥有着绝对主流的地位。这一市场的主要前辈是CRT投影单元，而竞争者则是液晶等离子等平板显示单元。DLP背投单元获得这一市场的核心竞争力是高稳定性、长寿命和低维护成本的优势。但是DLP拼接单元在显示性能上却远远不低液晶等离子等平板显示单元，因此其市场地位已处于不断萎缩的状态。
从未来投影机的发展趋势来看，高性能产品和轻型化产品的市场需求渴望持续扩大。这两个领域恰恰是DLP投影技术的优势领域。适合于随身便携的投影机和数字影院投影机市场，DLP技术均拥有很大的发挥空间。即便是在家用影院市场，DLP 产品也可以凭借3DLP技术盘踞高端市场，以单片技术强攻普及型应用领域。
未来的投影机市场，DLP技术依然会是“价格”大战的领导者。DLP技术在大众性应用市场的核心竞争力体现在同等性能的价格优势上。DLP阵营将依靠这一优势压制LCOS技术的崛起，并不断蚕食LCD投影机的已有市场份额。整体上，在目前的投影机市场DLP技术是一个正在上升阶段的主流应用技术。
DLP的全称是Digital Light Processing，中文意思为“数字光学处理技术”。DLP投影机的核心元器件DMD，全称为Digital Micromirror Device，中文意思为“数据微镜装置”，通过控制从而镜片的开启和偏转达到显示图像的目的。
DLP在投影机中应用主要是前投（也称正投）系统，和大屏幕和平板显示的背投领域属于不同的应用方式。根据DMD数量的不同，可以将DLP投影机分为单片式DLP投影机，双片式DLP投影机和三片式DLP投影机三种类型。目前市场中几乎没有双片DLP投影机的存在，三片式DLP主要应用在高端工程、影院级投影机中，我们本文主要探讨的则是单片式DLP技术。
德州仪器DLP技术解析
在探讨DLP技术之前，我们先对DLP和DMD的历史进行简单的了解。DLP技术是由美国德州仪器的Larry Hornbeck博士所研发成功的。Larry Hornbeck博士从1977年开始从事运用反射用以控制光线投射的原理研究，并于1987年将DMD研究成功。DMD芯片最早应用在机票印票机中，到了1993年这种以DMD为核心的光学系统才被命名为DLP。最早的DMD芯片使用的是模拟技术驱动，反射面是采用一种柔性材料，在当时被称为“变形镜器件Deformable Mirror De-vice”。10年之后，Hornbeck博士正式以数字控制技术取代模拟技术，开发出了新一代DMD器件，并将名称改为“数码微镜器件(Digital Micromirror Device)”。1993年DLP投影机开始研发，1996年DLP产品才上市，而国内的DLP投影机正式进入市场销售则是1999年之后的事情了。
从DLP的历史中我们不难看出，相对于LCD液晶显示技术而言，DLP技术非常年轻。但是DLP技术的出现成功的打破了LCD液晶投影机的垄断局面，并在接下来的长时间内和3LCD技术平分秋色，各自占据半壁江山。
部分采用DLP技术的投影机品牌
在和3LCD投影机多年的抗衡之中，DLP投影机最大的优势便是性价比。其次，DLP投影机可以将体积做到更小，对比度也提升不少。当然，在投影机最为重要的色彩显示上，DLP投影机色彩饱和度差、易出现彩虹现象、色彩亮度低等缺点也非常明显。虽然目前TI和各大厂商推出了“极致色彩”技术，用DDR芯片组取代SDR芯片组等变化，但是从笔者的实测情况来看，同价位的DLP投影机画面纯净度等依然和3LCD投影机存在差距，这种差距在行业机中尤为明显。
作为DLP技术的拥有者，德州仪器并不生产投影机等终端产品，而仅仅为厂商提供DMD芯片和视频处理芯片，这在一定程度上保证了DLP投影机市场的竞争的公平性。目前世界上非日系投影机品牌大多采用DLP技术，在日系品牌中包括三菱电机、日立、夏普等品牌中DLP投影机也占据了较为重要的位置，据不完全统计目前采用DLP技术的投影机品牌已经多达80个左右。
为了方便用户了解DLP技术，德州仪器也制作了一段DEMO视频展示DLP投影机的成像原理（视频点此）。通过视频我们可以看到，当灯泡发出的光线经过聚透镜和色轮后，被分解为R、G、B三原色投射到DMD芯片上，光线再经过DMD镜片的反射后由投影镜头投影成像。当然，读者也可以通过我们的拆解对DLP投影机做大致了解（点此进入明基MP724拆解）。
DLP投影机结构示意图
如果想探索DLP投影机的原理，必须要搞清色轮和DMD芯片两部分，下面我们便对这两部分进行详细的介绍。
色轮（COLOR WHEEL）在DLP投影机中的作用是色彩的分离和处理，只有单片式DLP和双片式DLP投影机需要安装色轮，三片式DLP投影机则不需要色轮。那么色轮又是如何实现色彩的分离和处理的呢?
这需要从光的原理谈起，太阳光、白炽灯光、荧光灯光都是复合光，投影机灯泡发出的光线当然也在复合光的范畴之内。复合光总包含了不同演示、不同频率的光线（单频率光线为激光）。色轮通过高速旋转将复合光过滤成红、绿、蓝三原色光。
色轮的表面是非常薄的金属层，这层金属层采用的是真空镀膜技术，镀膜的厚度根据红绿蓝三色的光谱波长相对应。白色光通过金属镀膜层时，所对应的光谱波长的色彩将透过色轮，其它色彩则被阻挡和吸收，从而完成对白色光的分离和过滤。
目前单片DLP投影机，色彩与亮度是成倒数关系的，亮度提高，则色彩一定会损失，而色彩提高，亮度一定会降低，这是因为DLP投影机的颜色是通过色轮的RGB三色组合而成的，其光效率只能达到60%。当然，要提高光效率，可以用在色轮上增加一片无色的滤光片来实现。增加无色滤光片后，光效率可以提高20%左右，但由于无色滤光片透过的是白光，叠加在三原色光上，使画面比其原始的表现要明亮些，以至降低了色彩饱和度，使DLP的画面表现的色彩单薄，并且产生抖动或者说是闪烁感。
明基MP724投影机的色轮
当然，色轮实现色彩的分离和过滤需要通过色轮的高速工作运转来实现的。据了解，最早的色轮每秒60转，也叫做叫1倍速转速。1倍速色轮RGB每个颜色每秒钟旋转60次，意味着颜色出现的频率是60Hz。有关试验表明，色轮转速为150-250Hz 时，很少有人能看到“彩虹效应”，而超过300Hz时，基本上就没有人能够看到了。
由于转速有限，同时DMD中的微镜的工作原理（DMD工作原理我们会在下一页中进行详细秒速），早期的DLP投影机极易出现彩虹现象。彩虹现象是指观众会看到DLP投影机的画面中物体的边缘有红绿蓝色的拖影。当然，能否看到彩虹现象不仅取决于投影机的性能，还和不同的人眼有关，据调查大部分观众看不到到DLP投影机的彩虹现象，不过对于能看到彩虹现象的观众来说，如此之差的画面表现效果显然是难以接受的。
为了解决彩虹现象，各大投影机厂商便在色轮上做足了功夫，最简洁有效的方法便是提升色轮的转速。从早期的1倍速提升至目前的6倍速，目前的色轮最高转速已经能达到360转每秒，即360Hz。6倍速的色轮基本上消灭了彩虹现象，但是由于成本和技术的限制，目前大多数投影机采用的还是4倍速色轮。
除了提升色轮的转速，DLP投影机制造商们还在增加色轮的段数。早期的色轮由红绿蓝三段式组成，不仅容易产生彩虹现象，光的利用率也只有60%左右，这也是为什么早期的DLP投影机亮度始终在几百流明以下徘徊的原因。后来德州仪器和DLP投影机制造商又先后推出了四段式、五段式、六段式、七段式、八段式色轮……那么，增加的段数都是哪些颜色呢？增加色轮的段数又有什么好处呢？
其中四段式色轮是在传统的三段式色轮增加了一段无色的滤光片，光效率可以提升了20%左右。但是由于无色滤光片透过的是白光，叠加在三原色光上，使画面比其原始的表现要明亮些。这种通过增加无色滤片（通常说法为白色段）的方法虽然增加了投影机的亮度，但是投影机的色彩饱和度却有了明显下降。因为透明滤片经过时，会冲淡前面的色彩，并且会造成有白点闪过的错觉，因此会让人感觉到画面抖动。这也是DLP投影机所被诟病的另外一个问题了——“色彩亮度”偏低。关于色彩亮度的问题也可以点此查阅。
五段式色轮是在四段式色轮上增加了黄色滤片，有效的利用了灯泡在580nm波长中的能量，明基将这种色轮称为“黄金色轮”，东芝将这种色轮称为“旋彩轮”……不同的厂商有不同的称呼。五段式色轮提升了DLP投影机的色彩表现，但是画质提升有限，画面抖动的现象也依然存在。
六段式色轮分为好几种，不同的DLP投影机制造商生产的六段式色轮可能都不相同。在各种六段式色轮中，其中应用最多的便是双重三段式色轮，这种色轮采用的是红绿蓝红绿蓝（RGBRGB）双重色段的排列方式，在RGB三段色轮的基础上，又增加了RGB滤片各一段。这样设计最大的好处便是提升了RGB颜色出现的频率，比如在1倍速色轮中RGB颜色出现的频率由三段式的60Hz提升到了120Hz。当然，由于取消了白色滤光片，采用6段式色轮的投影机亮度也大大下降。
而七段式色轮和八段式色轮由于应用较少，我们便不作讨论。下面我们来了解另外两种色轮，SCR增益色轮和极致色彩所采用的色轮。
SCR（Sequential Color Recapture）也称连续色彩补偿技术，其基本原理与以上色轮技术相似，不同之处在于色轮表面采用阿基米德原理螺旋状光学镀膜，集光柱（光通道）采用特殊的增益技术，可以补偿部分反射光，使系统亮度有较大提高（约40%）。但该色轮的处理技术相对较复杂，目前只有少数投影机厂家在产品中采用。
极致色彩技术(BrilliantColor)是德州仪器在2005年宣布问世的新型色彩处理增强技术。简单来说，极致色彩技术便是采用三原色和三补色结合的色轮，以及适当的色彩调配算法电路，以达到提升单片式DLP投影机色彩显示能力的目的。不过需要注意的是，德州仪器仅仅提出了这一技术理念，各家DLP投影机制造商根据实际情况的不同设计的极致色彩技术色轮也各不相同，所以成像质量也有很大的差别。但是极致色彩技术引领DLP投影机从传统的三色处理全面进入到多色处理的新时代，注定将会在DLP投影机的发展史中留下浓厚的一笔。
花费了大量精力了解色轮之后，下面我们来了解DLP投影机的另外一大核心——DMD芯片。
如果说在色轮的研发上，投影机制造商们还能根据自己的实际需要生产不同的产品，那么DMD芯片就完全掌握在了德州仪器的手中了。经过十多年的发展，DMD芯片不仅尺寸上从0.55吋到0.95吋，技术上也从SDR DMD芯片组发展到了DDR 芯片组，同时分辨率最高已经可以达到了4K（第一块DMD的分辨率仅为16×16），德州仪器甚至将DMD芯片称为世界上最精密的光学元器件。
德州仪器推出0.98-DLP影院DMD芯片
DMD的作用就是将色轮透过来的三原色光混合在一起，并且通过数据控制转换为彩色图像。虽然看似简单，但是技术含量极高，那么DMD又是如何实现这一功能的呢？
DMD是一种整合的微机电上层结构电路单元，利用COMS SRAM记忆晶胞所制成。DMD上层结构的制造是从完整CMOS内存电路开始，再透过光罩层的使用，制造出铝金属层和硬化光阻层交替的上层结构，铝金属层包括地址电极、绞链(hinge)、轭(yoke)和反射镜，硬化光阻层做为牺牲层(sacrificiallayer)，用来形成两个空气间隙。铝金属经过溅镀沉积及等离子蚀刻处理，牺牲层则经过等离子去灰(plasma—ashed)处理，制造出层间的空气间隙。
如果从技术角度来看，DMD芯片的构造包括了电子电路、机械和光学三个方面。其中电子电路部分为控制电路，机械部分为控制镜片转动的结构部分，光学器件部分便是指镜片部分。当DMD正常工作的时候，光线经过DMD芯片，DMD表面布满了体积微小的可转动镜片便会通过转动来反射光线，每个镜片的旋转都是由电路来控制的。每个镜子一次旋转只反射一种颜色（例如，投射紫颜色像素的微镜只负责在投影面上反射红蓝光，而投射桔红色像素的微镜只负责在投影面上按比例反射红和绿光（红色的比例高、绿色比例低），镜子的旋转速度可达到上千转，如此之多的镜子以如此之快的速度进行变化，光线通过镜头投射到屏幕上以后，给人的视觉器官造成错觉，人的肉眼错将快速闪动的三原色光混在一起，于是在投影的图像上看到混合后的颜色。
如果你只想简单的了解DMD的工作原理，上一段文字已经够用了。如果你想穷根究底，下面我们就来一起来全面而详细的了解DMD芯片的构造和工作方式。
DMD芯片的构造
在DMD芯片的最上面由数十万片面积为14×14微米、比头发断面还小的微镜片组成，增加DMD内微镜片的数量，即可提高产品的分辨率，而不须改变微镜片的大小 (例如分辨率为1024×768的投影机DMD芯片上有786432个小镜片)，这些镜面经由下面被称为“轭”的装置链接，并被“扭力铰链”控制，可以左右翻转。前期的镜片的翻转角度仅为10°，后来德州仪器对镜片下方的链接部分进行了改善和简化，镜片的翻转角度提升到了12°。虽然仅仅提升了2度，但是成像过程中的杂散光线的影响被大大降低，对比度指标进一步提高。当记忆晶胞处于“ON”状态时，反射镜会旋转至+12度，若记忆晶胞处于“OFF”状态，反射镜会旋转至-12度。只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔，使得“0N”状态的反射镜看起来非常明亮，“0FF”状态的反射镜看起来很黑暗。利用二位脉
冲宽度调变可以得到灰阶效果，如果使用固定式或旋转式彩色滤镜，再搭配一颗或三颗DMD芯片，即可得到彩色显示效果。配有一颗DMD芯片的DLP投影系统称为“单片DLP投影系统”，经色轮过滤后的光，至少可生成1670万种颜色。DMD的输入是由电流代表的电子字符，输出则是光学字符，这种光调变或开关技术又称为二位脉冲宽度调变，它会把8位字符送至DMD的每个数字光开关输入端，产生28或256个灰阶。
目前DMD本身的光学有效面积也大大增强，已经能占到整个芯片表面积的90%以上，有效提升了光学利用率。另外还有一点需要进行了解：通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行电子化寻址，DMD阵列上的每个镜片被以静电方式倾斜为开或关态。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的技术被称为脉冲宽度调制（PWM）。
镜片下方的“轭”和“扭力铰链”采用被称为“面微加工(surface micromachining)多晶矽”方法制作，具有机构稳固性、灵活性强，成本低廉的特点。具体实现步骤是为机械单元选用铝合金材料，并以传统光阻作为牺牲空间。所有工作都在200℃以下完成，因此在晶片上增加MEMS时不会影响金属化制程或电晶体，也不会影响已经完成的CMOS电路。这种方法是MEMS微型反射镜的标准基础。同时又很好的解决了半导体制程、为机械制程和光学制程间肯能的相互破坏的问题。这种方法与其他MEMS制造方法全然不同， TI是目前仍采用这种方法的唯一一家公司。
DMD芯片主要的工作方式是依据后端电路传递给CMOS芯片的不同信号，调控片上每个微镜的旋转位置，进而使得照射在微镜上的光线有选择的反射道不同方向。作为微型数字光学处理器件，DMD不仅是DLP投影机的核心组建，而且也被广泛应用到了印刷、可研等诸多需要数字光开关的领域，成为了微电子机械学MEMS最成功的产品之一。
DarkChip——很多投影业内人士对这个词也比较熟悉，我们经常可以看到某些高端的1080p DLP投影机采用的是DarkChip4芯片组，那么其又是怎么回事呢？还有某些投影机特意标称产品是“数据投影机”或者“视频投影机”，他们之间采用的都是DLP技术，为什么会称呼不同呢？
采用第一代DMD的DLP投影机仅仅是针对商务应用，分辨率是848X600，可以兼顾800X600的SVGA电脑标准和848x480的480p(16：9)视频标准。这一代的DMD微镜偏转角度为10度，对比度400：1至800：1不等。之后DLP投影机推出的第二代DMD芯片便开始进入家庭影院市场（之前的家庭影院投影机大多采用CRT技术），第二代芯片镜片的偏转角度提升到了12度，分辨率也提升到了720p。
也就是从第二代DMD芯片开始，DLP投影机开始分为数据投影（商用）和视频投影（家用）两种按照应用方向发展的路线。德州仪器也对DMD芯片进行了最大的技术变革——将微镜非光学面的金属统统处理成黑色，此举大大降低来自金属反射出的杂散光，空前提升了DLP投影机的对比度，这一技术被称为“Darkchip 1”。当然，Darkchip也在不断的发展中，2007年9月德州仪器发布了最新一代“超黑”技术DarkChip 4，可将原始对比度提升高达30%。
从目前的市场表现来看，单片式DLP投影机凭借性价比的优势在低端市场占据了大部分的市场份额，在高端市场中3DLP 技术则掌握着绝对的话语权。目前正在日益流行的LED微型投影机中，也大多采用DLP技术。但是，在传统的中端行业市场中，DLP表现还不够突出，有很大的提升空间。
DLP投影机的优点
从技术角度来看，DLP投影机主要具有原生对比度高、机器小型化、光路采用封闭式三大特点。在前文中我们提到DMD 芯片采用的是机械式工作方式，镜片的移动可控性更高，原生对比度较高就在意料之中了。DLP投影机采用的是反射式原理，实现高开口率更为简单，相同配置的产品DLP光路系统更小，机器当然可以做到更小。另外，DMD芯片采用的是半导体结构，在高温下运作镜片也不易发生太大的变化，所以DLP投影机采用封闭式光路，降低了灰尘进入了概率。
DLP投影机缺点
DLP投影机的色彩效果依靠色轮和DMD芯片运动息息相关，单芯片DLP投影系统采用的反射式结构，特别是在中低端产品中，单芯片DLP投影系统在图像颜色的还原上比采用三原色混合LCD投影机稍逊一筹，色彩不够鲜艳生动。
DLP投影技术的未来发展
据前不久第三方公布的数据显示，DLP在最近10余个季度还未能超越3LCD。虽然在低端和高端市场中占据优势，但是在中端市场DLP还需要进步。不过对于DLP本身来说，其未来还是值得期待的。下面笔者便和大家分享DLP未来几大发展方向。
一、3D立体投影
据德州仪器透露，2009年以后生产的大部分DLP投影机均能支持3D和2D画面的切换，并且不会增加用户的投入成本。德州仪器DLP亚洲区业务总监黄志光介绍，DLP将会在未来的一段时间内加强和厂商的合作，共同来推动3D市场的发展。不过从笔者的角度来看，目前国内市场的3D片源也很少，使用投影机的教师也很少会制作3D课件，所以说3D立体应用注定是长期战略。
二、LED微型投影应用
由于DLP光机可以将光机做的很小，所以LED微型（手持型、口袋型）投影机有不少采用DLP技术。据市场调查机构公布的数据显示，未来LED微型投影机有很大的发展空间，甚至有可能像摄像头一样成为手机的标配，市场数量上升到百万量级，这对DLP可谓是不小的良机。加之目前LED微型投影机还在市场成熟期中，所以DLP会在第一时间抢占市场份额。三、加强中端市场产品
3D和LED微型应用尚属于长期应用，对于近期的DLP投影机来说还是要加强中端市场产品，毕竟这才是市场的主流产品。当然，这不仅需要德州仪器加强芯片的研发，中游的厂商们在市场的推广宣传方面的力度也需要加强，特别是在行业、政府采购等领域DLP还需要突破。
(三)DMD芯片显示原理的介绍
DMD精微反射镜面是一种整合的微机电上层结构电路单元 (MEMS superstructure cell)，它是利用CMOS SRAM记忆晶胞所制成。DMD上层结构的制造是从完整CMOS内存电路开始，再透过光罩层的使用，制造出铝金属层和硬化光阻层(hardened photoresist) 交替的上层结构，铝金属层包括地址电极 (address electrode)、绞链(hinge)、轭 (yoke) 和反射镜，硬化光阻层则作为牺牲层(sacrificial layer)，用来形成两个空气间(air gaps)。铝金属会经过溅镀沉积(sputter-deposited) 以及电浆蚀刻 (plasma-etched)处理，牺牲层则会经过电浆去灰 (plasma-ashed) 处理，以便制造出层间的空气间隙每个微反射镜都能将光线从两个方向反射出去，实际反射方向则视底层记忆晶胞的状态而定；当记忆晶胞处于「ON」状态时，反射镜会旋转至+12度，记忆晶胞处于「OFF」状态，反射镜会旋转至-12度。只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或是离开投影镜头的透光孔，使得「ON」状态的反射镜看起来非常明亮，「OFF」状态的反射镜看起来就很黑暗。利用二位脉冲宽度调变可以得到灰阶效果，如果使用固定式或旋转式彩色滤镜，再搭配一颗或三颗DMD芯片，即可得到彩色显示效果。DMD的输入是由电流代表的电子字符，输出则是光学字符，这种光调变或开关技术又称为二位脉冲宽度调变 (binary pulse width modulation)，它会把8位字符送至DMD的每个数字光开关输入端，产生28或256个灰阶。最简单的地址序列 (address sequence) 是将可供使用的字符时间 (field time) 分成八个部份，再从最高有效位 (MSB) 到最低有效位(LSB)，依序在每个位时间使用一个地址序列。当整个光开关数组都被最高位寻址后，再将各个像素致能 (重设)，使他们同时对最高有效位的状态 (1或0) 做出反应。在每个位时间，下个位会被加载内存数组，等到这个位时间结束时，这些像素会被重设，使它们同时对下个地址位做出反应。此过程会不断重复，直到所有的地址位都加载内存。入射光进入光开关后，会被光开关切换或调变成为一群光包(light bundles)，然后再反射出来，光包时间则是由电子字符的个别位所决定。对于观察者来说，由于光包时间远小于眼睛的整合响应（integration）时间，因此他们将会看到固定亮度的光线。
(四)DMD的工作过程描述
DLP技术基础是光学半导体、数字微镜芯片（DMD）由德州仪器公司的LarryHornbeck在1987年发明，DMD芯片可以对光进行数字化调制、数字微镜器件包含了一个由微镜镜面组成的长方形阵列组成、这个阵列对应与投影图象中的光线、这些镜面和数字信号、光源和投影镜头协同工作时，能够把象、最忠实地再现出来、数字信号会激活各镜片下放的微型电极、这个电极就推动镜片迎向或避开光源、当镜片迎向光源（开启）时，会将一个白色像素通过镜头反射、到荧幕上、当镜面避开光源（关闭）时，镜面像素在荧幕上的所在位置便呈现深色。精薇镜面的旋转速度是每秒钟是5000 次（这些DMD镜面可以、每秒开关数千次）、交换各镜面的开关时间，就能够产生不同的等级灰度、开启的时间长与关闭时间，产生的灰度象素就浅、关闭的时间长与开启时间，产生的灰度象素就深、DMD镜面可以反射1024个灰度等级，来产生灰度图象、把灰度图象加上彩色大多数DLP系统中，光源与镜面座板之间加个色轮的光过滤器、随着色轮的旋转，红、绿、蓝三种光线依次便落在、DMD 镜面上、各个镜面的开、关状态会随着彩色光线的闪烁而调整、通过此方法、一个典型的 DLP投影系统，能够产生1600万种色彩例如，当红色或兰色光线落在镜面上时才将镜面打开，通过我们的眼睛就可以产生紫色像素，紫色图象。采用了DLP 技术的投影机、电视机、家庭影院系统使用单一DMD结构、单DMD芯片系统，包含了一个DMD芯片、一个投灯一个色轮和一组投影镜头，产生的图象比任何其他显示技术都要更加清晰。更加色彩丰富、电影和大屏幕投影机都使用3片 DMD芯片系统，白光穿过一个棱镜，被分解成红、绿、蓝三种颜色，每个DMD芯片专用于一种颜色，经过反射的红、绿、蓝光线被混合起来，穿过镜片投影到屏幕上，DLP Cinema投影系统能够产生35万亿种颜色, 。
DLP投影技术
DLP投影技术
DLP是“DigtalLightProcession”的缩写。它的意思为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像讯号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于德仪公司开发的数字微反射镜器件—DMD来完成显示数字可视信息的最终环节，而DMD则是DigtalMicromurrorDevice的缩写，字面意思为数字微镜元件，这是指在DLP技术系统中的核心——光学引擎心脏采用的数字微镜晶片，它是在CMOS的标准半导体制程上，加上一个可以调变反射面的旋转机构形成的器件。
目录
简介
DLP投影机分为单片DMD机
DLP原理：
DLP工作原理图
DLP特点
DLP投影机缺点
简介
说得更具体些，就是DLP投影技术是应用了数字微镜晶片（DMD）来做主要关键元件以实现数字光学处理过程。其原理是将光源藉由一个积分器（Integrator），将光均匀化，通过一个有色彩三原色的色环（ColorWheel），将光分成R、G、B 三色，再将色彩由透镜成像在DND上。以同步讯号的方法，把数字旋转镜片的电讯号，将连续光转为灰阶，配合R、G、B
三种颜色而将色彩表现出来，最后在经过镜头投影成像。
DLP是美国德州仪器公司以数字微镜装置DMD芯片作为成像器件，通过调节反射光实现投射图像的一种投影技术。它与液晶投影机有很大的不同，它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。DLP芯片的核心技术一直控制在美国的德州仪器，DLP技术似乎在追逐着IntelInside的道路，因为它要求所有采用DLP技术的投影机产品都必须打上DLP的标志。不管其是否会取得Intel在PC领域那样的成就，至少显示了其领导投影机底层技术的决心。DLP的生产厂家主要为欧美厂商，如ASK、惠普、丽讯等。
DLP投影机分为
●单片DMD机（主要应用在便携式投影产品）
●两片DMD机(应用于大型拼接显示墙)
●三片DMD机（应用于超高亮度投影机）。
单片DLP投影机示意图
DLP原理：
以1024×768分辨率为例，在一块DMD上共有1024×768个小反射镜，每个镜子代表一个像素，每一个小反射镜都具有独立控制光线的开关能力。小反射镜反射光线的角度受视频信号控制，视频信号受数字光处理器DLP调制，把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间，在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。DMD 投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式，双片式和三片式。以单片式为例，DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮（由红、绿、蓝群组成），光源发出的光通过会聚透镜到彩色滤色片产生RGB三基色，包含成千上万微镜的DMD芯片，将光源发出的光通过快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片DMD的表面，这些微镜面以每秒5000次的速度转动，反射入射光，经由整形透镜后通过镜头投射出画面。
DLP工作原理图
DLP特点：
DLP投影机的技术是反射式投影技术。反射式DMD器件的应用，DLP投影机拥有反射优势，在对比度和均匀性都非常出色，图像清晰度高、画面均匀、色彩锐利，并且图像噪声消失，画面质量稳定，精确的数字图像可不断再现，而且历久弥新。
由于普通DLP投影机用一片DMD芯片，最明显的优点就是外型小巧，投影机可以做得很紧凑。现市场上所有的1.5公斤以下的迷你型投影机都是DLP式，大多数LCD投影机要超过2.5公斤。
DLP投影机的另一个优点是图像流畅,反差大。这些视频优点使其成为家庭影院世界中之首选品种。有较高的对比度，现在，大多数DLP投影机的对比度可做到600:1到800:1的之间，低价位的也可达450：1。LCD投影机对比度只在400:1
附近，而低价位的才250：1。画面的视感冲击强烈，没有像素结构感，形象自然。
DLP投影机还有一个优点是颗粒感弱。在SVGA(800×600)格式分辨率上，DLP投影机的像素结构比LCD弱，只要相对可视距离和投影图像画面大小调得合适，已经看不出像素结构
DLP投影机缺点
DLP投影机的色彩效果依靠色轮和DMD芯片运动息息相关，单芯片DLP投影系统采用的反射式结构，特别是在中低端产品中，单芯片DLP投影系统在图像颜色的还原上比采用三原色混合LCD投影机稍逊一筹，色彩不够鲜艳生动。
DLP Digital Light Procession
DLP
DLP是“Digital Light Procession”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI（美国德州仪器）公司开发的数字微镜元件——DMD（Digital Micromirror Device）来完成可视数字信息显示的技术。说得具体点，就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片（DMD）来作为主要关键处理元件以实现数字光学处理过程。
目录
数字光处理
成像原理
起源
DLP的工作过程
DMD成像的优势
DLP系统的分类
DLP的潜在问题
DLP的技术特点
数字光处理
成像原理
起源
DLP的工作过程
DMD成像的优势
DLP系统的分类
DLP的潜在问题
DLP的技术特点
数字光处理
其原理是将通过UHP灯泡发射出的冷光源通过冷凝透镜，通过Rod将光均匀化，经过处理后的光通过一个色轮（Color Wheel），将光分成RGB三色（或者RGBW等更多色），再将色彩由透镜投射在DMD芯片上，最后反射经过投影镜头在投影屏幕上成像。
成像原理
光源通过色轮后折射在DMD芯片上，DMD芯片在接受到控制板的控制信号后将光线发射到投影屏幕上。DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的。以XGA解析度的DMD芯片为例，在宽1cm，长1.4cm的面积里有1024×768=786432个微镜单元，每一个微镜代表一个像素，图像就由这些像素所构成。由于像素与芯片本身都相当微小，因此业界也称这些采用微型显示装置的产品为微显示器。
起源
1991年，30万像素的液晶投影机已经被推出了，1996年液晶投影已经迅速发展到VGA甚至SVGA数据投影和家庭影院投影的阶段了，但是因为技术瓶颈，亮度与对比度都很难突破。在这样的背景下，DLP投影技术走上历史的舞台顺理成章。
DLP的技术核心是DMD芯片，是由美国Larry Hornback博士于1977年发明的。最开始，主要是为了开发印刷技术的成像机制，先以模拟技术开发微型机械控制，1981年才改用数字式的控制技术，正式命名为Digital Micro-mirror Devices，并开始分成印刷技术与数字成像两个方向来研发。到了1991年德州仪器决定将数字成像的开发独立成一个事业部，并于1996年开发出第一个数字图像产品，1997年正式终止印刷技术的研发，全力进行数字图像的研发。
DLP的工作过程
DMD器件是DLP的基础，一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关，50~130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上。一片微镜片表示一个象素，变换速率为1000次/秒，或更快。每一镜片的尺寸为14μm×14μm（或
16μm×16μm），为便于调节其方向与角度，在其下方均设有类似铰链作用的转动装置。微镜片的转动受控于来自CMOS RAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时，静电会激活地址电极、镜片和轭板（YOKE）以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号，镜片倾斜10°，从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”，并随来自SRAM的数字信号而倾斜+12°；如显微镜片处于非投影状态，则被示为“关”，并倾斜-12°。与此同时，“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上；而“关”状态下反射在微镜片
第二章投影作图的基本定理与方法
第二章 投影作图的基本定理与方法 知识点：四个定理和面上取点取线、线面平行、面面平行、线面相交求交点、面面相交求交线、线面 垂直、面面垂直、直角三角形求直线实长等作图方法。点线面综合问题解题方法。 难点：线面相交求交点、面面相交求交线、线面垂直、面面垂直作图方法。点线面综合问题解题方法。 时间：8学时 讲课内容： §2-1导言 在第一章中，我们仅仅解决了点、直线、平面这些几何元素的投影表达问题。或者说仅解决了图示问题。而对它们之间的几何关系及其定位和度量，例如从属问题、平行问题、相交问题、垂直问题以及长短、大小、角度、距离等的度量等等，尚需进一步研究。 此外，为区分投影重合时所产生的遮挡现象（如居前的将挡住在后的，居左的将挡住在右的，居上的将挡住在下的），也有必要对投影图进行可见性判定，分清可见的与不可见的。如直线的可见的投影部分以粗实线画出，而不可见的投影部分则以虚线表达。凡此，可称为重影问题。 以上这些问题，无疑是进行投影作图——图解的主要问题。本章所要讨论的，正是投影作图的几个基本投影定理以及几个主要的投影作图方法。应用初等几何的知识，配合这些投影作图的定理和方法，也就在纸平面上取得了自由权，可以准确无误地解决一些定位 严谨逻辑的空间逻辑思维方法。 §2-2从属问题 一．属于直线的点 设体系空间有一线段AB 。若K 点属于AB 直线，那么由图2-1可以容易看到： 1．K 点的投影（k ，k ′，k ″）也必定属于 AB 的投影（ab ，a ′b ′，a ″b ″）； 图2-1 直线上的点 2．同时，由于平行投影法的各投射线互相 平行的结果，根据初等几何学的“平行线之间所截得的各对应线段成比例”的 定理（平行截切定理），有：AK ∶KB=ak ∶kb=a ′k ′∶k ′b ′=a ″k ″∶k ″b ″ 若K 点不属于直线AB ， 我们由图2-1可以得到如下结论，即理：（见图2-2） [定理1]——若点在(属于) 若 K ∈AB ， 则 k ∈ab ，k ′∈a ′b ′，k ″∈a ″b ″ 且 KB AK =kb ak =''''b k k a =" "" "b k k a