五、DMD成像的優(yōu)勢

　　DMD可以提供1670萬種顏色和256段灰度層次，從而確保DLP投影機可投影的活動影像畫面色彩艷麗的細膩、自然逼真。與傳統(tǒng)投影機相比，DLP投影機將更多的光線打到屏幕上，這也有賴于DLP本身的技術(shù)特點。它的生命期超過10萬個小時;更便利的可移動性，根據(jù)一般應(yīng)用需求來看，一個單片DMD就可以實現(xiàn)大小、重量和亮度的統(tǒng)一。目前，大部分的家用或商用DLP投影機都采用了單片結(jié)構(gòu)，而更高級的三片結(jié)構(gòu)一般只應(yīng)用在數(shù)字影院或高端領(lǐng)域。因此，用戶可以得到一個更小、更亮、更易于攜帶而且足以提供出色圖像質(zhì)量的系統(tǒng)。DLP技術(shù)是全數(shù)字底層結(jié)構(gòu)，具有最少的信號噪音。

　　六、DLP系統(tǒng)的分類與技術(shù)特點

　　單片DLP系統(tǒng)、雙片DLP系統(tǒng)、三片DLP系統(tǒng)另外一種方法是將白光通過棱鏡系統(tǒng)分成三原色。這種方法使用三個DMD，一個DMD對應(yīng)于一種原色。應(yīng)用三片DLP投影系統(tǒng)的主要原因是為了增加亮度。DLP顯示板的優(yōu)點是它們有極快的響應(yīng)時間?？梢栽陲@示一幀圖像時將獨立的像素開關(guān)很多次。它使利用一塊顯示板通過逐場過濾方式產(chǎn)生真彩圖像。DLP技術(shù)是一種獨創(chuàng)的、采用光學(xué)半導(dǎo)體產(chǎn)生數(shù)字式多光源顯示的解決方案。其DLP技術(shù)是全數(shù)字底層結(jié)構(gòu)，具有最少的信號噪音。

　　DLP技術(shù)已被廣泛用于滿足各種追求視覺圖像優(yōu)異質(zhì)量的需求。到目前為止，DLP和LCoS(硅基液晶)技術(shù)是微型投影儀架構(gòu)中較為先進的技術(shù)。作為一種成熟的技術(shù)，DLP能夠以中等的價位提供HVGA(480×320像素)的分辨率。但是這種技術(shù)的耗電量也是最大的，系統(tǒng)級功耗達3.5W。DLP針對每個像素使用獨立的微鏡，因此更高的分辨率需要體積更大、耗電量更多的投影儀(即需要更大的微鏡設(shè)備)。DLP技術(shù)還是市場上的多功能顯示技術(shù)，它是唯一能夠同時支持世界上最小的投影機(低于2-lbs)和最大的電影屏幕(高達75英尺)的顯示技術(shù)。這一技術(shù)能夠使圖像達到極高的保真度，給出清晰、明亮、色彩逼真的畫面。

　　七、DLP技術(shù)在安全領(lǐng)域上的應(yīng)用

　　基于數(shù)字光處理器技術(shù)的成像技術(shù)，由此大大推動了DLP技術(shù)發(fā)展，并且正在不斷擴大其應(yīng)用領(lǐng)域，在各種廣泛的安全應(yīng)用中準確捕捉詳細的3D圖像尤為重要。由此開始向安全監(jiān)控領(lǐng)域進軍。應(yīng)用DLP的芯片做出了很多新穎的應(yīng)用，如數(shù)字曝光，也就是數(shù)字印刷術(shù)、數(shù)字曝光技術(shù);還有就是用DLP對光的控制做一些波長方面的選擇，也就是光譜波長的控制;還有3D掃描，用DLP的技術(shù)做一種光柵顯象印發(fā)生器來做3D掃描。另外，也看到智能照明，就是把顯示和攝像機、照相機同步起來，形成一個反饋的系統(tǒng)，來實現(xiàn)很多智能化的顯示功能。據(jù)此，DLP技術(shù)在安全與工業(yè)及醫(yī)療等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，同時由此從DLP技術(shù)可拓寬與深化出DLP3D生物辨識的與DLP光譜分析等新系統(tǒng)。

　　八、DLP3D用于生物辨識方案的構(gòu)建

　　DLP技術(shù)通過應(yīng)用DMD(數(shù)字微鏡器件)作為空間光線調(diào)節(jié)器，可簡化了3D測量。從而構(gòu)建成DLP3D生物辨識系統(tǒng)，即可成為安全領(lǐng)域的監(jiān)控系統(tǒng)。圖2所示為DLP3D用于生物辨識系統(tǒng)的框圖。
 

　　DLP3D生物辨識系統(tǒng)解析

　　在圖2中可看出，DMD實現(xiàn)了高質(zhì)量、快速和靈活的主題現(xiàn)場順序成像形式的照明。通常LED照明中間示意)可用于對近紅外光譜(NIR)波長可見的范圍內(nèi)提供單色或多色、高亮度照明，則需要同步攝像機充足的分辨率、敏感度和捕捉幀速率才能以完成3D測量循環(huán)。如今DMD控制器提供同步輸出以觸發(fā)攝像機快門，用于按順序捕捉每種圖像樣式。其攝像機鏡頭的分辨率應(yīng)該與DMD分辨率相當(dāng)，以實現(xiàn)x、y和z(深度)各尺寸最好的測量質(zhì)量。投影樣式和攝像機成像區(qū)域都應(yīng)密切匹配。

　　3D測量取決于幾何三角原理。這要求在圖像透鏡和攝像機透鏡之間具有一定數(shù)量的基線偏移，兩個透鏡都針對主題區(qū)域。應(yīng)該提供透鏡和攝像機光學(xué)器件的安全定位，以建立和維護測量校準。選定的測量算法可決定使用圖像的類型和數(shù)量。類型可以是二進制或"灰度"。主要是粗到細的圖像分析。

　　測量算法與使用的樣式類型及數(shù)量會影響測量的速度與分辨率和準確度。測量算法的軟件實施是在PC或嵌入式處理器上執(zhí)行。測量算法的輸出可有多個種類。示例之一是顏色變換深度(景深)下端手掌示意)。另一個由3D測量作可視化程序處理，例如MeshLab，mesh指每英寸分成的等分大小，其含義是3D測量大小為每英寸分成的等分大小，而Lab色彩模型是由照度L和有關(guān)色彩的a,b三個要素組成，L表示亮度，a表示從洋紅色至綠色的范圍，b表示從黃色至藍色的范圍。在測量期間，主題科目必須保持固定(靜態(tài))以避免模糊、帶條紋和測量錯誤。于是在實時信息處理應(yīng)用上，可用DSP軟件和開發(fā)工具套件快速啟動生物辨識的分析，即指紋識別和人臉檢測。如用TI公司產(chǎn)的TMS320C6748DSP開發(fā)(指紋識別和人臉檢測)實時分析應(yīng)用。

　　又如新型的DLP?LightCrafterTM4500是一個具有高亮度和高分辨率及靈活又高度精確的光控制開發(fā)平臺，是一個全新的光控制解決方案。使用DLPLightCrafterTM4500可觸發(fā)CCD攝像頭，這是什么原因?DLP?LightCrafterTM4500采用模塊化設(shè)計，通過更光學(xué)引擎和LED驅(qū)動，可以滿足多樣化的設(shè)計需求。憑借該評估模塊(EVM)，可加快需要小尺寸架構(gòu)和智能高速模式顯示的解決方案的開發(fā)周期。通過基于USB的應(yīng)用程序編程接口(API)和主機圖形用戶界面(GUI)，開發(fā)人員可以輕松創(chuàng)建、存儲和放映高速序列。兩個輸入和兩個輸出的可編程的觸發(fā)器，允許更簡單的外部傳感器和攝像機同步。標準接口用于連接各種系統(tǒng)級設(shè)計外設(shè)?？梢灾С衷诎踩蚬I(yè)、醫(yī)療、電信等應(yīng)用領(lǐng)域。這對DLP來講是一些新的領(lǐng)域。該平臺的還可針對3D測量，就是光譜分析及機器視覺方面的一些應(yīng)用，還有智能照明。

　　九、基于DLP技術(shù)的光譜分析

　　光譜分析是用于識別和定義物理材料特性解決方案的一項強大技術(shù)。圖3為基于DLP技術(shù)的光譜分析構(gòu)建框圖。

　　基于DLP技術(shù)的光譜分析構(gòu)建的解析

　　光譜分析是一項利用物理材料樣本對各種波長光線存在不同吸收(或發(fā)射)的原理來識別和定義物理材料特性的強大技術(shù)。樣本(見圖3右端菱形間隔所示彩條)可能是處于任何物理階段的材料：固體、液體、氣體或等離子，可能是發(fā)光或吸光材料。光譜分析中所用光線可能處于人眼可見波長范圍內(nèi)，也可能處于電磁波譜的紅外線或紫外線區(qū)。光譜分析要求將光線擴散為彩虹波長，以便可以測量(通常也進行記錄)相對于波長的光線強度變化。

　　光譜分析利用色散光學(xué)元件，在空間上將光譜擴散為分離波長。有時使用棱鏡，但通常使用衍射光柵(見圖3中下所示彩條)，因為其具有較高的色散，能夠針對寬范圍光波長進行優(yōu)化。光譜分析中使用幾個光學(xué)和物理排列。圖3中所示的光譜分析應(yīng)用用于識別或描述某些材料的制備樣本(必須為均質(zhì)透光)。樣本可以是固體、半固體(凝膠)、粉末或液體，這取決于夾持樣本的方式。圖3中示例為材料樣本在載玻片上擴散的大致情況。寬帶光源(可能是白熾燈泡)產(chǎn)生光線，然后經(jīng)收集并使之成為平行光，再通過一條狹縫。狹縫形成明顯的幾何狀光源，照射在衍射光柵上。衍射光柵恰好在不同的角度反射光線的每個波長，從而在DLP?數(shù)字微鏡器件(DMD)的鏡片陣列上擴散分散的光譜。

　　嵌入式處理器命令DMD控制器只打開精確的鏡片列，其由每個時刻所需的特定波長的光線照亮。在很短的時間內(nèi)，連續(xù)掃描整個光譜，用來照亮樣本。單點傳感器(非陣列)檢測到光線通過樣品，嵌入式處理器對信號進行處理。完成的測量結(jié)果顯示在光線強度與波長圖形中。此曲線的獨特形狀構(gòu)成了被檢查材料的光譜特征。通過將樣本的光譜特征與存儲的參考特征相對比，有可能查明樣本的物理和化學(xué)成份。傳感器的選擇同樣取決于要測量的波長范圍。有關(guān)傳感器的其他考慮事項包括所需的靈敏度、采集速度、噪聲、溫度范圍、接口要求、成本和其他因素。系統(tǒng)控制和信號處理由嵌入式處理器(如TIOMAP?)來實現(xiàn)，并由電源設(shè)備供電。圖3中未顯示光學(xué)布局和組件的詳情。該圖旨在盡可能簡單地表達基于DLP的光譜分析應(yīng)用的完整功能。為實現(xiàn)完整功能，實際產(chǎn)品將需要額外的光學(xué)組件和光學(xué)設(shè)計。其中包括DMD、DMD控制器芯片以及DMD模擬控制芯片(取決于具體的DLP?芯片組)。可提供具有不同DMD尺寸、分辨率和其他規(guī)格的各種DLP?芯片組。根據(jù)光譜分析系統(tǒng)的規(guī)格來確定最佳DLP?芯片組，如要測量的波長范圍、所需的波長分辨率、頻譜測量的采集速度等。