DLP-Technologie Digitale Projektion mit Mikrospiegeln liefert brillante Bilder

Als Herzstück von Videoprojektoren und Beamern ermöglichen Digital-Light-Processing-Chips eine erstklassige Farb- und Bildwidergabe. Sie ermöglichen die Konstruktion äußerst kompakter Geräte mit hohen Bildwiederholraten und geringem Wartungsbedarf.

Anbieter zum Thema

Keysight Technologies Deutschland GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Texas Instruments Deutschland GmbH

Bereits 1996 kamen die ersten Projektoren mit Digital-Light-Processing- (DLP-)Technologie von Texas Instruments auf den Markt. Bis heute wurden über 20 Millionen (DLP)-Subsysteme ausgeliefert – eingesetzt in den Bereichen Daten- und Video-Projektion, digitales Kino und Embedded Systems.

Das Herz eines DLP(Digital Light Processing)-Projektionssystems ist ein optischer Halbleiter, der als DLP-Chip bezeichnet wird. Dieser Baustein ist eine Erfindung von Dr. Larry Hornbeck bei Texas Instruments aus dem Jahr 1987.

Der DLP-Chip besteht aus bis zu zwei Millionen matrixförmig angeordneten Einzelelementen, den Mikrospiegelaktoren. Die einzelnen, schwenkbaren Mikrospiegel (Bild 1) haben eine Kantenlänge im unteren zweistelligen µm-Bereich – etwa ein Fünftel der Breite eines menschlichen Haares. Die Bewegung wird durch elektrostatische Felder hervorgerufen.

Jeder Mikrospiegel lässt sich in seinem Winkel einzeln verstellen (Bild 2) und verfügt in der Regel zwei stabile Endzustände, zwischen denen er innerhalb einer Sekunde über 5000 Mal wechseln kann. Die Winkelstellung der Spiegel kann je nach Anforderung in den einzelnen Chips variieren. Beim Discovery-4000-Kit beispielsweise haben die Spiegel eine Seitenlänge von 10,8 bis 13,6 µm und können zwischen 24.690 und 32.550 Patterns pro Sekunde erreichen.

Das Prinzip des Bildaufbaus

In Kombination mit einem digitalen Video- oder Bildsignal, einer Lichtquelle und einem Projektorobjektiv kann ein Chip mit seinen Spiegeln ein digitales Bild auf eine Leinwand oder eine andere Oberfläche reflektieren. Werden die Spiegel an ihren winzigen Scharnieren zur Lichtquelle in einem DLP-Projektionssystem hin (Ein) oder von ihr weg (Aus) geschwenkt, entsteht ein heller oder dunkler Bildpunkt auf der Projektionsfläche.

Das als Bitstrom codierte Bild, das am Halbleiter anliegt, schaltet jeden Spiegel mehrere tausend Mal pro Sekunde ein oder aus. Wird ein Spiegel länger ein- als ausgeschaltet, reflektiert er einen hellgrauen Bildpunkt. Ein Spiegel, der länger ausgeschaltet bleibt, entspricht einem dunkleren grauen Bildpunkt. Auf diese Weise können die Spiegel in einem Projektionssystem Bildpunkte in bis zu 1024 Grautönen reflektieren und so das am DLP-Chip anliegende Video- oder Grafiksignal in ein äußerst detailreiches Graustufenbild verwandeln.

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