La proyección DLP ( eng. Procesamiento de luz digital , lit. - "procesamiento de luz digital") es una tecnología microelectromecánica de válvula de luz para generar información visual . Ampliamente utilizado en sistemas de proyección como proyectores de video, proyectores de cine digital y televisores de proyección . Desarrollado en 1987 por el ingeniero de Texas Instruments Larry Hornbeck ( ing. Larry Hornbeck ) [1] . El primer proyector DLP en funcionamiento fue presentado al público solo diez años después por Digital Projection Ltd. En 1998, ambas empresas involucradas en la creación de la tecnología recibieron un Premio Emmy por Logros Técnicos.
El principal medio de proyección DLP es un sistema microelectromecánico ( MEMS ), que crea una imagen con espejos microscópicos dispuestos en una matriz en un chip semiconductor, llamado "dispositivo microespejo digital" ( English Digital Micromirror Device , DMD ). Cada uno de estos espejos consiste en una aleación de aluminio y corresponde a un píxel de la imagen creada. Los microespejos se fijan de forma móvil en el sustrato de la matriz y, mediante electrodos conectados a celdas de memoria SRAM , pueden desviarse casi instantáneamente a una de dos posiciones que difieren entre sí en un ángulo de 20° [1] .
La tecnología DLP permite la epiproyección de la imagen utilizando la luz reflejada desde la matriz hacia la lente . En este caso, la reflectividad de diferentes áreas se ajusta girando los microespejos a una de dos posiciones, correspondiente al reflejo de la luz de la lámpara hacia el objetivo o hacia una trampa de luz con disipador de calor. En el primer caso, el píxel se ve blanco en la pantalla, y en el segundo caso, se ve negro [2] . Se crea una imagen de medios tonos ajustando la relación entre los períodos de "encendido" y "apagado" del microespejo, es decir, la proporción de blanco y negro. La escala de grises es percibida por los espectadores debido a la inercia de la visión , sumando los períodos de luz y oscuridad en proporción a su relación [1] .
Las dimensiones de los microespejos son muy pequeñas y suman solo unas pocas micras. Los espacios entre ellos son aún más pequeños y por lo general no superan un micrómetro . Debido a esta última circunstancia, la estructura de la imagen en la pantalla no tiene el "efecto de celosía" característico de los proyectores LCD [3] . El número total de microespejos determina la claridad de la imagen resultante. Los tamaños DMD más comunes son 800x600 , 1024x768 , 1280x720 y 1920x1080 . En los proyectores de cine digital , las resoluciones DMD estándar se consideran 2K y 4K , que corresponden a 2048 y 4096 píxeles en el lado largo del marco, respectivamente. Según el tipo de proyector y el tamaño de pantalla previsto, el DMD se puede iluminar con una lámpara halógena incandescente , una lámpara de xenón de alta potencia , LED o láser como fuente de luz.
Hay dos formas más comunes de crear una imagen en color. El primero de ellos implica el uso de una matriz DMD en el proyector, y el segundo, tres. El tercer método se basa en la iluminación de una sola matriz con LED de color variable, pero aún está en desarrollo.
| El dispositivo es un proyector DLP de matriz única. La flecha roja muestra el camino de la luz desde la lámpara hasta la matriz, a través del disco de filtro, el espejo y la lente. Además, el haz se refleja en la lente (flecha amarilla) o en el radiador (flecha azul) | |||
En los proyectores con una sola matriz DMD, se crea una imagen en color mediante la proyección secuencial de tres imágenes separadas por colores parciales a través de un disco giratorio con filtros de colores primarios . Muy a menudo, el disco se coloca entre la lámpara y la matriz DMD. El método es similar a los primeros sistemas de cine en color aditivos , como Kinemacolor , y el sistema de televisión en color secuencial de campo de color de CBS . El disco de color suele contener tres filtros de colores rojo , verde y azul , y un cristal sin teñir del mismo grosor, diseñado para aumentar el contraste de la imagen.
La rotación del disco está sincronizada para que cada filtro de luz entre en el flujo de luz en el momento en que aparece la imagen separada por colores correspondiente en el chip. Es decir, una imagen parcial roja se muestra detrás de un filtro de luz roja, una imagen parcial verde se muestra detrás de un filtro verde y una imagen parcial azul se muestra detrás de uno azul. Si hay un sector de disco transparente, detrás de él se muestra una imagen monocromática , obtenida sumando los tres parciales. El sector transparente mejora el contraste , pero reduce la saturación de color , por lo que algunos proyectores no lo tienen.
La imagen en color se forma debido a la inercia de la visión y la alta frecuencia de cambio de imágenes parciales. En la mayoría de los casos, se aumenta adicionalmente para reducir la visibilidad del parpadeo. Con la velocidad de proyección estándar de los proyectores de cine digital, que es de 24 fotogramas por segundo, cada fotograma a todo color se muestra dos veces para desplazar la frecuencia de parpadeo por encima del límite crítico de visibilidad. Esto se logra duplicando la velocidad de rotación del disco del filtro de color o configurándolos dos veces en un solo disco que gira a la velocidad estándar. El efecto resultante es similar al del obturador de "hoja inactiva" que se usa en todos los proyectores de películas.
En los proyectores DLP modernos, ha habido una tendencia a reemplazar el disco móvil con filtros de luz con LED que pueden cambiar instantáneamente el color de la luz emitida. Sin embargo, debido a la potencia relativamente baja de los LED, esta solución ha encontrado aplicación en los proyectores domésticos, que anteriormente se construían sobre la base de una lámpara halógena. La baja emisión de calor de los LED permite facilitar el régimen térmico de la matriz, aumentando su durabilidad.
La principal desventaja de los proyectores DLP de matriz única es el llamado "efecto arcoíris", que se manifiesta en contornos multicolores en la imagen cuando los ojos del espectador se mueven rápidamente . Esto se debe al paralaje temporal debido a la proyección secuencial en lugar de simultánea de separaciones de color parciales. El fenómeno es más notorio a bajas velocidades del disco de filtro y no desaparece por completo incluso con cambios de color muy rápidos. Sin embargo, aumentar la velocidad del disco de separación reduce el efecto, por lo que la mayoría de los fabricantes mejoran constantemente esta configuración. El mayor éxito se puede lograr en los proyectores LED debido a la tasa de actualización muy alta. El efecto arco iris también se nota cuando la audiencia se mueve rápidamente, que es golpeada por la luz reflejada en la pantalla. En este caso, las fases individuales del movimiento se pueden ver claramente, mostradas en diferentes colores.
Este tipo de proyector DLP utiliza tres imágenes idénticas, cada una de las cuales es responsable de un color diferente, en lugar de una sola matriz que muestra tres imágenes separadas por colores en secuencia. En este caso, la proyección de las tres imágenes separadas por colores ocurre simultáneamente. Cada una de las matrices se ilumina continuamente a través de un filtro de luz del color correspondiente, y la imagen final se resume utilizando un sistema de prismas y se dirige a la lente. Este diseño es mucho más caro que un diseño de matriz única y es más típico de los proyectores de cine digital de alta potencia.
Los proyectores de tres matrices pueden proporcionar una gama de colores más amplia que los proyectores de una sola matriz porque cada color está disponible durante un período de tiempo más largo y se puede modular con cada cuadro de video. Además, la imagen generalmente no está sujeta al parpadeo ni al "efecto arcoíris".
La empresa alemana Infitec ha desarrollado filtros espectrales para un disco giratorio y gafas 3D que permiten proyectar marcos para diferentes ojos en diferentes subconjuntos del espectro. Como resultado, cada ojo ve su propia imagen a todo color en una pantalla blanca ordinaria, a diferencia de los sistemas con polarización de imagen proyectada (como IMAX ), que requieren una pantalla "plateada" especial para mantener la polarización cuando se refleja.
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