科普：为什么它的DLP是投影领域的最强王者

之前因为重大卫生事件，不能去电影院的日子，逐渐让人萌生了买投影机的幻想，殊不知无论是电影院还是家用所使用的投影机，内部有着一个至关重要的东西——光处理芯片。而这颗小小的芯片，目前来说仅此一家，别无分号……

投影设备主要包括投影主机、投影主控设备、镜头、投影幕布等几部分，影像信息的数字化处理都要经由这块神奇的小小芯片，这也是投影主机最重要的组成部分之一。

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三分天下到一统江湖

光处理芯片过去是3LDC、LCOS和DLP三分天下的局面，而时间线回归现阶段，近乎是DLP一统天下的行径。或许对TI（德州仪器）有所了解的资深专家对这家公司的模拟器件颇有了解，亦或是久仰闻名天下DSP，但在投影方面，这家公司也拥有着霸权的战绩。

据媒体称，TI的DLP被视为投影仪行业的里程碑式产品，也被誉为是MEMS业内公认的黑科技。超越了PC领域的英特尔、手机领域的高通，TI在投影仪领域是独孤求败，没有对手。从目前的市场份额来看，3LDC与LCOS所占比例也已非常小。

3LCD技术方面，是目前历史最为悠久的一种投影技术，主要为爱普生、索尼两家智能投影厂商专利，从产品方面来说，市场上大部分采用3LCD投影技术的芯片由爱普生制造。3LCD在上具有优势3LCD的优点在于图像更清晰、噪点更少且易于安装，但成本高于DLP技术，而且无法做到密封式光路设计，但总体来说，DLP比3LCD更进步一些，对于遮光良好有合适幕布的用DLP会达到出色的效果。

LCOS技术方面，可以说是成本最高的技术，而且近几年也没有太大的发展，仅有几家高端投影机厂商使用。从产品方面来说，在家用投影仪市场上，索尼、JVC、LG等会采用LCOS技术。LCOS技术的优点在于色彩饱和度、对比度、亮度、分辨率等非常高。但这样的画质和色彩表现，通常需要复杂的工艺和高成本作为支撑。并且正因研究较少，LCOS技术仍然不成熟，目前主要用在微投影领域，无论是分辨率还是亮度体验都很难跟DLP抗衡。

DLP技术方面，则拥有着成本低，亮度高，抗光干扰能力强，在拥有强光的白天，也能有着不错的画质效果表现，同时，智能投影仪内部机身结构简单，让整个投影机身做得非常小巧，便于携带。另外一方面，内部采用全密闭设计，可有效防止灰尘进入，有效延长了使用寿命，整个色彩画质也有了很大的提高。产品方面来说，市场中几乎较为知名的产品都使用的是DLP技术，包括神画、极米、酷乐视、坚果、小帅等。

因此，集合所有优点于一身，能够统一投影市场靠的是自身的硬实力。当然，DLP并不止这么简单……

让人惊叹的未来应用

DLP技术的应用除了上述的传统投影显示方面，还包括工业（3D打印、光刻技术、3D机器视觉），感知（光谱学、NIR传感），自动驾驶（抬头显示、前灯显示），当然也包括家用的一些产品。

汽车方面

想象一下十年后的汽车是如何驾驶的？通过毫米波和ADAS系统，精准地辨认出前方的障碍物、行车情况和行人情况，并通过路旁的信号发射器接收信号灯情况，而这一切的一切，最终将抬头显示在挡风玻璃前。不止如此，车速、油量等信息再也不用低头去看表，也将都被投影到前视区域。这便是目前已经有部分解决方案的增强现实（AR）抬头显示（HUD）。

AR HUD这项技术最为重要的便是投影，而相比来说，使用DLP会拥有更加出色的表现。主要原因之一是其具有明亮鲜艳的色彩。

色彩饱和度是指图像中色彩的强度，举个例子，如下图，可以轻松分辨出哪种颜色的饱和度更高。色彩的饱和度越低，看起来也就越暗。用技术术语来说，饱和度是表示色彩的纯度，用其复合波长来定义色彩。色彩饱和度的另一个有趣方面是它会影响反应时间。一项名为“用颜色捕捉用户注意力”的研究表明，色彩越饱和，观察者对该色彩的反应速度也就越快，特别是对于红色（这是许多警告标志都使用红色的原因之一）。

区分色彩饱和度

而一个画面想要准确一致地再现另一个画面中的某种颜色，就需要定量测量。在汽车应用中，NTSC标准通常用于定义可以再现的色彩范围，而显示的性能通常被称为NTSC色域的百分比。例如，液晶显示（LCD）的NTSC色域为60%或更低，这意味着它们只能再现NTSC色域中最多60%的颜色。

数字微镜器件（DMD）是DLP技术的核心。DMD包含数十万至数百万个高反射率微镜，这些微镜能够以极高的速度进行切换，将三种RGB原色混合成明亮逼真的图像。DLP技术的一大性能优势在于DMD切换特性不随温度而变化，这意味着色彩再现和图像的质量不会随温度变化而下降。您在-40°C时和105°C时会获得相同高的色彩饱和度。

DMD微镜阵列示例

简单解释，使用DLP技术可以提供更高的饱和度。对于汽车来说，无论初始光源使用哪种饱和度水平，使用DLP技术都会再现一模一样的饱和度水平。

工业方面

近两年，3D机器视觉已逐渐成为了主流，尤其在工业工厂自动化方面。举个例子来说，例如机械手臂在抓取物料时，需要检查物料信息，相对来说2D的应用检测效果几乎无法达到3D检测出来。

另外，再举个例子，在汽车漆面检测时，经过研磨后的汽车表面的细微颗粒和气泡则就需要这种3D的投影进行检测了。相对来说，使用DLP技术进行检测识别，准确率高，识别速度快。

家用方面

DLP在家用方面也将全面改变人们的生活。目前来说，家家户户几乎都有着一些语音助手和智能应用，而利用DLP技术，可以将智能投影和三维视觉体验带给现实。

比方来说，门上的投影设备可直接扫描面部，识别主人并自动实现开门；进入室内，只需对语音助手呼叫，便可通过投影信息显示目前的室内的各项设施情况和温度湿度pm2.5；带上3D头盔眼镜，便可查看经过三维扫描的机器建模的全屋情况，并可进行3D手势操作。

DLP究竟是咋回事？

DLP的英文全称是digital light processor，是TI的Larry Hornbeck 博士于1987年发明的技术。最早，该技术用于投影机和商用投影机上；后来在2000年左右类似奇米、微投、坚果等产品都使用了DLP技术；而后部分激光电视也使用了DLP技术。

值得一提的是，凭借多年的DLP技术，TI也为电影事业带来了新的变革，并且还拿到了小金人——奥斯卡奖，这是为数不多的半导体厂商获得娱乐传播方面奖项的厂商。

DLP的核心器件主要是一种以微机电(MEMS)元件为基础，称为数字微型反射镜元件(Digital Micromirror Device，简称DMD)的芯片 。这块芯片的最高配芯片由800万个独立微镜组成，通过光学反射方式成像。

在DMD芯片，微反射镜是其最小的工作单位，也是影响其性能的关键。微反射镜的体积非常小，但是依然拥有不同于液晶的复杂机械结构——每块微反射镜都有独立的支撑架，并围绕铰接斜轴进行+/-12°进行的偏转。对于微反射镜这种微型机械，传统的机械或是液压控制已无法使用（即使能够使用，也会由于机械磨损而迅速损坏），因此在微反射镜的两角布置了两个电极，通过电压控制控制偏转，获得了高精度的控制能力和无限的偏振寿命。

可以说，目前来说，DLP技术几乎是无可替代的，因为首先在此方面，TI花费了几十亿美金建立的制造生产线，成为了最重要的护城河，而另外，类似相关的技术研究上并不成熟，所以说这项技术称霸投影市场便并非一件稀奇的事。

21IC中国电子网/记者：付斌