使得其能逾越传统投影表现技能而带来很多创新。于是，找寻到的一些新偏向，即通过DLP技能实现与光芒的互动，应用于尖端3D印刷、产业检测、3D扫描、光谱学、生物辨认体系、化学阐发、汽车办理方案等。DLP不但是投影范畴的向导者，也正在重新界说产业、医疗、电信、宁静和很多其他应用范畴。值此本文将对DLP成像理念特性作阐明。与此同时，对基于DLP技能的DLP3D生物辨识和光谱阐发体系的宁静监控的典例其应用特性作重点阐发。

　　一、DLP理念阐明

　　DLP(DigitalLightProcessing)数字光处置处罚器DLP(DigitalLightProcessing)数字光处置处罚器这种技能要先把影像信号颠末数字处置处罚，然后再把光投影出来。说得详细点，便是DLP投影技能应用了数字微镜器件或称数字微镜器件晶片(DMD-DigitalMicromirrorDevice)来作为重要要害元件以实现数字光学处置处罚历程。它是基于数字微镜元件(DMD)来完成可视数字信息表现的技能，其原理是将灯光发射出的光源通过冷凝透镜，将光匀称化，然后通过一个色轮(ColorWheel)，将光分成RGB三色(大概更多色)，再将色彩由透镜投射在DMD上，末了颠末投影镜头投影成像。

　　每一个DLP芯片组的焦点都有一个高反射铝微镜阵列，即数字微镜器件(DMD)。DMD是一种电子输入、光学输出的微机电体系(MEMS)，开辟职员可借助该体系实行高速、高效及可靠的空间光调制。为资助用户计划体系，在此先容专用DLP芯片组。

　　二、DLP芯片构成

　　DLP芯片组包罗什么：DLP芯片组提供了一个方便的接口，让用户可以大概得到相应DMD的最大图形速率，还能使图形表现器与外部传感器、摄像头、电机或其他器件连结同步(见图1左端框图)。别的，开辟职员也将学会在种种操纵条件下可靠地驱动微镜。

　　除了DMD本身，全部的DLP芯片组也含有DMD控制器(在图1中心)，可以大概为可靠、高速地控制微镜提供方便的接口。每一个DMD控制器必要一个相应的设置装备部署PROM，该PROM大概作为已编程IC出售，也大概是提供的可下载固件，详细取决于特定的DLP芯片组。高性能DLP芯片组也含有一个或多个DMD微镜驱动器，可提供模仿时钟及复位信号，从而到达大概实现的最高图形速率。在基于DLPPico?的小型芯片组中，此功效已集成到DMD控制器中。

　　三、成像的形成

　　光源通过色轮后折射在DMD芯片上，DMD芯片在担当到控制板的信号后将光芒发射到投影屏幕上。DMD芯片表面看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃构成的密闭空间内，究竟上，这面镜子是由数十万以致上百万个微镜所构成的。以XGA剖析度的DMD芯片为例，在宽1cm，长1.4cm的面积里有1024768=786432个微镜单位，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称微小，因此业界也称这些接纳微型表现装置的产物为微表现器。

　　四、DLP的事情运行

　　DLP的事情运行DMD器件是DLP的底子，一个DMD可被简朴形貌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，变更速率为1000次/秒，或更快。每一镜片的尺寸为14μm14μm(或16μm16μm)，为便于调治其偏向与角度，在其下方均设有雷同搭钮作用的转动装置。简而言之，DMD的事情原理便是借助微镜装置反射必要的光，同时通过光吸取器吸取不必要的光来实现影像的投影，而其光照偏向则是借助静电作用，通过控制微镜片角度来实现的。

　　在运行时期，DMD控制器为每个根本存储单位加载一个"1"或一个"0"。接下来会施加镜像复位脉冲，这会引起每个微镜静电偏离约莫一个搭钮，从而到达相应的12状态。由于会受到两个弹簧顶针的阻力而物理制止，这两个有用状态的偏离角度是可重复的。在投影体系中，+12状态对应"开"像素，-12状态对应“关”像素。通过对每个镜片的开/关占空比举行编程来创建灰度图形，并且可以多路复用多个光源以创建RGB全彩图像。在其他应用中，12状态为两个通用输出端口提供一个图形及其反向图形。

　　五、DMD成像的上风

　　DMD可以提供1670万种颜色和256段灰度条理，从而确保DLP投影机可投影的活动影像画面色彩美丽的精致、天然传神。与传统投影机相比，DLP投影机将更多的光芒打到屏幕上，这也有赖于DLP本身的技能特点。它的生命期凌驾10万个小时;更方便的可移动性，凭据一样通常应用需求来看，一个单片DMD就可以实现巨细、重量和亮度的同一。现在，大部门的家用或商用DLP投影机都接纳了单片布局，而更高级的三片布局一样通常只应用在数字影院或高端范畴。因此，用户可以得到一个更小、更亮、更易于携带并且足以提供精彩图像质量的体系。DLP技能是全部字底层布局，具有最少的信号噪音。

　　六、DLP体系的分类与技能特点

　　单片DLP体系、双片DLP体系、三片DLP体系别的一种方法是将白光通过棱镜体系分成三原色。这种方法利用三个DMD，一个DMD对应于一种原色。应用三片DLP投影体系的重要缘故原由是为了增长亮度。DLP表现板的长处是它们有极快的响合时间。可以在表现一帧图像时将独立的像素开关很多次。它使利用一块表现板通过逐场过滤方法产生真彩图像。DLP技能是一种独创的、接纳光学半导体产生数字式多光源表现的办理方案。其DLP技能是全部字底层布局，具有最少的信号噪音。

　　DLP技能已被遍及用于满意种种寻求视觉图像优秀质量的需求。到现在为止，DLP和LCoS(硅基液晶)技能是微型投影仪架构中较为先辈的技能。作为一种成熟的技能，DLP可以大概以中等的价位提供HVGA(480320像素)的辨别率。但是这种技能的耗电量也是最大的，体系级功耗达3.5W。DLP针对每个像素利用独立的微镜，因此更高的辨别率必要体积更大、耗电量更多的投影仪(即必要更大的微镜设置装备部署)。DLP技能照旧市场上的多功效表现技能，它是唯一可以大概同时支持天下上最小的投影机(低于2-lbs)和最大的影戏屏幕(高达75英尺)的表现技能。这一技能可以大概使图像到达极高的保真度，给出清楚、豁亮、色彩传神的画面。

　　七、DLP技能在宁静范畴上的应用

　　基于数字光处置处罚器技能的成像技能，由此大大推动了DLP技能生长，并且正在不停扩大其应用范畴，在种种遍及的宁静应用中正确捕获详细的3D图像尤为重要。由此开始向宁静监控范畴进军。应用DLP的芯片做出了很多新鲜的应用，如数字曝光，也便是数字印刷术、数字曝光技能;另有便是用DLP对光的控制做一些波长方面的选择，也便是光谱波长的控制;另有3D扫描，用DLP的技能做一种光栅显象印产生器来做3D扫描。别的，也看到智能照明，便是把表现和摄像机、照相机同步起来，形成一个反馈的体系，来实现很多智能化的表现功效。据此，DLP技能在宁静与产业及医疗等范畴得到遍及应用，同时由此从DLP技能可拓宽与深化出DLP3D生物辨识的与DLP光谱阐发等新体系。

　　八、DLP3D用于生物辨识方案的构建

　　DLP技能通过应用DMD(数字微镜器件)作为空间光芒调治器，可简化了3D丈量。从而构建成DLP3D生物辨识体系，即可成为宁静范畴的监控体系。图2所示为DLP3D用于生物辨识体系的框图。

　　DLP3D生物辨识体系剖析

　　在图2中可看出，DMD实现了高质量、快速和机动的主题现场次序成像情势的照明。通常LED照明中心表示)可用于对近红外光谱(NIR)波长可见的范畴内提供单色或多色、高亮度照明，则必要同步摄像机富足的辨别率、敏感度和捕获帧速率才气以完成3D丈量循环。现在DMD控制器提供同步输出以触发摄像机快门，用于顺序序捕获每种图像样式。其摄像机镜头的辨别率应该与DMD辨别率相称，以实现x、y和z(深度)各尺寸最好的丈量质量。投影样式和摄像机成像地区都应亲昵立室。

　　3D丈量取决于多少三角原理。这要求在图像透镜和摄像机透镜之间具有肯定命目标基线偏移，两个透镜都针对主题地区。应该提供透镜和摄像机光学器件的宁静定位，以创建和维护丈量校准。选定的丈量算法可决定利用图像的范例和数目。范例可以是二进制或"灰度"。重要是粗到细的图像阐发。

　　丈量算法与利用的样式范例及数目会影响丈量的速率与辨别率和正确度。丈量算法的软件实行是在PC或嵌入式处置处罚器上实行。丈量算法的输出可有多个种类。示例之一是颜色变更深度(景深)下端手掌表示)。另一个由3D丈量作可视化步伐处置处罚，比方MeshLab，mesh指每英寸分成的平分巨细，其寄义是3D丈量巨细为每英寸分成的平分巨细，而Lab色彩模子是由照度L和有关色彩的a,b三个要素构成，L表示亮度，a表示从洋赤色至绿色的范畴，b表示从黄色至蓝色的范畴。在丈量时期，主题科目必须连结牢固(静态)以制止含糊、带条纹和丈量错误。于是在及时信息处置处罚应用上，可用DSP软件和开辟东西套件快速启动生物辨识的阐发，即指纹辨认和人脸检测。如用TI公司产的TMS320C6748DSP开辟(指纹辨认和人脸检测)及时阐发应用。

　　又如新型的DLP?LightCrafterTM4500是一个具有高亮度和高辨别率及机动又高度准确的光控制开辟平台，是一个全新的光控制办理方案。利用DLPLightCrafterTM4500可触发CCD摄像头，这是什么缘故原由?DLP?LightCrafterTM4500接纳模块化计划，通过更光学引擎和LED驱动，可以满意多样化的计划需求。依附该评估模块(EVM)，可加速必要小尺寸架谈判智能高速模式表现的办理方案的开辟周期。通过基于USB的应用步伐编程接口(API)和主机图形用户界面(GUI)，开辟职员可以轻松创建、存储和放映高速序列。两个输入和两个输出的可编程的触发器，容许更简朴的外部传感器和摄像机同步。尺度接口用于毗连种种体系级计划外设。可以支持在宁静或产业、医疗、电信等应用范畴。这对DLP来讲是一些新的范畴。该平台的还可针对3D丈量，便是光谱阐发及机器视觉方面的一些应用，另有智能照明。

　　九、基于DLP技能的光谱阐发

　　光谱阐发是用于辨认和界说物理质料特性办理方案的一项壮大技能。图3为基于DLP技能的光谱阐发构建框图。

　　基于DLP技能的光谱阐发构建的剖析

　　光谱阐发是一项利用物理质料样本对种种波长光芒存在差别吸取(或发射)的原理来辨认和界说物理质料特性的壮大技能。样本(见图3右端菱形隔断所示彩条)大概是处于任何物理阶段的质料：固体、液体、气体或等离子，大概是发光或吸光质料。光谱阐发中所用光芒大概处于人眼可见波长范畴内，也大概处于电磁波谱的红外线或紫外线区。光谱阐发要求将光芒扩散为彩虹波长，以便可以丈量(通常也举行记载)相对付波长的光芒强度变革。

　　光谱阐发利用色散光学元件，在空间大将光谱扩散为分散波长。偶然利用棱镜，但通常利用衍射光栅(见图3中下所示彩条)，由于其具有较高的色散，可以大概针对宽范畴光波长举行优化。光谱阐发中利用几个光学和物理分列。图3中所示的光谱阐发应用用于辨认或形貌某些质料的制备样本(必须为均质透光)。样本可以是固体、半固体(凝胶)、粉末或液体，这取决于夹持样本的方法。图3中示例为质料样本在载玻片上扩散的大抵环境。宽带光源(大概是白炽灯胆)产生光芒，然后经网络并使之成为平行光，再通过一条狭缝。狭缝形成显着的多少状光源，照射在衍射光栅上。衍射光栅恰恰在差别的角度反射光芒的每个波长，从而在DLP?数字微镜器件(DMD)的镜片阵列上扩散疏散的光谱。

　　嵌入式处置处罚器下令DMD控制器只打开准确的镜片列，其由每个时候所需的特定波长的光芒照亮。在很短的时间内，一连扫描整个光谱，用来照亮样本。单点传感器(非阵列)检测到光芒通过样品，嵌入式处置处罚器对信号举行处置处罚。完成的丈量效果表现在光芒强度与波长图形中。此曲线的奇特形状构成了被查抄质料的光谱特性。通过将样本的光谱特性与存储的参考特性相比拟，有大概查明样本的物理和化学成份。传感器的选择同样取决于要丈量的波长范畴。有关传感器的其他思量事变包罗所需的敏捷度、收罗速率、噪声、温度范畴、接口要求、本钱和其他因素。体系控制和信号处来由嵌入式处置处罚器(如TIOMAP?)来实现，并由电源设置装备部署供电。图3中未表现光学布局和组件的详情。该图旨在尽大概简朴地表达基于DLP的光谱阐发应用的完备功效。为实现完备功效，现实产物将必要分外的光学组件和光学计划。此中包罗DMD、DMD控制器芯片以及DMD模仿控制芯片(取决于详细的DLP?芯片组)。可提供具有差别DMD尺寸、辨别率和其他规格的种种DLP?芯片组。凭据光谱阐发体系的规格来确定最佳DLP?芯片组，如要丈量的波长范畴、所需的波长辨别率、频谱丈量的收罗速率等。

　　十、3D成像和丈量方案

　　应该说，DLP技能在宁静范畴上的应用除了DLP3D生物辨识与光谱阐发体系外，另有，3D成像和丈量的机器视觉办理方案的典例。那么，3D成像和丈量方案有什么应用特性?

　　这种基于DLP的可靠的高速布局化光成像技能非常得当于快速捕获物体的完备三维特性。这一办理方案的实用性和小型化使之具有遍及切合种种现场应用丈量要求所需的奇特本领。图4为3D成像和丈量办理方案框图。

　　该3D成像和丈量办理方案由下列芯片构成：数字媒体片上体系(DM365)、超低功耗16位MCU(MSP430)、0.3WVGA数字控制器(DLPC300)及DLP?0.3WVGA数字微镜器件。而方案重要特性为：便携式、嵌入式或手持式设置装备部署的小型化;光学丈量具有固有的无创性;可以针对必要可见光源和不行见光源的应用举行修改;易于利用的图形用户界面(GUI)和可编程图形可以快速实现产物化。

　　该DLP技能的3D成像和丈量方案使三维机器视觉功效通过提供单个或多个摄像机三维图像捕获、利用同样的相机用于其他机器视觉功效。三维机器视觉是一种先辈的自主和自治机器人体系的要害组件用于生产、宁静、医疗、环境、和科学范畴。三维机器视觉,联合先辈的电机控制,机器体系,全面的软件,可以准确、顺应性和智能机器人体系是意识到本身的环境和/或目标。辨认目标的本领设置装备部署和择要3-space伊利的练习与分散活动(大概)提供了有代价的功效逾越了传统的机器体系。