Digital Light Processing

Le Digital Light Processing (DLP, qu'on pourrait traduire par « traitement numérique de la lumière ») est une technologie de projection d'images reposant sur l'utilisation d'une puce contenant des miroirs orientables. À l'origine, cette technologie a été mise au point par l'entreprise américaine Texas Instruments (TI) en 1987 et plus particulièrement par le Dr Larry Hornbeck[1]. Texas Instruments est le principal fabricant de cette technologie.

Logo de la technologie DLP.
Puce DLP.

FonctionnementModifier

 
Fonctionnement d'une puce DLP à quatre miroirs.

Puce DLPModifier

La puce DLP est constituée d'un quadrillage de miroirs mobiles (Matrice de micro-miroirs) montés sur charnière. Il est possible de mettre jusqu'à huit millions de miroirs sur une puce[2]. Chaque miroir représente un pixel de l'image, et peut prendre deux orientations différentes : soit il réfléchit la lumière d'une source brute (lampe) vers l'objectif de projection, soit il réfléchit cette lumière vers une surface qui absorbe les rayons. On obtient ainsi la projection d'un point blanc, ou d'un point noir.

Chaque miroir de la puce peut s'activer et se désactiver plusieurs milliers de fois par seconde. Ainsi, si un miroir reste plus longtemps en position activée qu'en position désactivée durant 1/25e de seconde (persistance rétinienne), le pixel sera gris clair. Une puce DLP peut restituer jusqu'à 1 024 niveaux de gris.

Projecteur DLPModifier

Projecteur mono-DLPModifier

La lumière, émise par une lampe, passe à travers une roue chromatique (rouge, vert, bleu), et éclaire la puce DLP. Cette puce traite ainsi alternativement chaque couleur. Le mélange de l'ensemble des images monochromatiques sortant de la puce DLP donne une image naturelle grâce à la persistance rétinienne.

Une puce DLP peut donc restituer les 16,7 millions de couleurs d'un Blu-ray et jusqu'à 1 0243 soit un peu plus d'un milliard de couleur pour le cinéma numérique

 
Trajet de la lumière dans un vidéoprojecteur mono-DLP :
  • sortie de la roue chromatique
  • lumière dirigée vers l'objectif
  • lumière absorbée (pixel noir)

Projecteur tri-DLPModifier

Lorsqu'il est nécessaire d'obtenir une forte luminosité, les fabricants de vidéoprojecteurs ont recours à trois puces DLP, qui traitent chacune une couleur fondamentale. L'ensemble des images traitées est mélangé dans un prisme, puis traverse l'objectif. Cette configuration permet surtout de projeter chaque canal RVB, simultanément, et non séquentiellement, sans l'effet d'arc-en-ciel dû à la succession des images RVB, auquel certains spectateurs sont sensibles, surtout dans les films et vidéos en noir et blanc.

C'est cette puce qui est universellement utilisée dans les projecteurs professionnels de salles de cinéma numérique.

Synchronisation 3D DLP LinkModifier

Adaptée à la projection vidéo stéréoscopique (relief / 3D), la fonctionnalité complémentaire DLP Link[3] exploite un signal lumineux (rouge ou blanc) non perceptible par le spectateur mais détecté par une cellule intégrée aux lunettes actives de type à obturation LC[4].

Source de lumièreModifier

La technologie DLP est indépendante de la source lumineuse et peut donc être utilisée avec une variété de sources lumineuses. Historiquement, la principale source de lumière utilisée sur les systèmes d'affichage DLP était une lampe à arc au xénon haute pression remplaçable (contenant un tube à arc en quartz, un réflecteur, des connexions électriques et parfois un écran en quartz / verre), alors que la plupart des pico-projecteurs DLP utilisent des LED ou des lasers haute puissance comme source d'éclairage.

Utilisation de lampes au xénonModifier

Pour les lampes à arc au xénon, une alimentation à courant constant est utilisée, qui commence avec une tension en circuit ouvert suffisamment élevée (entre 5 et 20 kV, selon la lampe) pour provoquer un arc entre les électrodes, et une fois que l'arc est établi, la tension aux bornes de la lampe chute à une valeur donnée (typiquement 60 volts) tandis que le courant augmente jusqu'à un niveau requis pour maintenir l'arc à une luminosité optimale. À mesure que la lampe vieillit, son efficacité diminue en raison de l'usure des électrodes, ce qui entraîne une réduction de la lumière visible et une augmentation de la quantité de chaleur perdue. La fin de vie de la lampe est généralement indiquée par une LED sur l'unité ou un avertissement textuel à l'écran, nécessitant le remplacement de la lampe.

Le fonctionnement continu de la lampe au-delà de sa durée de vie nominale peut entraîner une diminution supplémentaire de l'efficacité, le faisceau de lumière peut devenir irrégulier et la lampe peut éventuellement devenir suffisamment chaude au point que les fils d'alimentation peuvent faire fondre les bornes de la lampe. Finalement, la tension de démarrage requise augmentera également au point où l'allumage ne pourra plus se produire. Des protections secondaires telles qu'un moniteur de température peuvent arrêter le projecteur, mais un tube à arc en quartz thermiquement sollicité peut également se fissurer ou exploser. Pratiquement tous les boîtiers de lampes contiennent des barrières résistantes à la chaleur (en plus de celles de la lampe elle-même) pour empêcher la dispersion des fragments de quartz chauffés au rouge.

Utilisation de LEDsModifier

Lorsqu'un fabricant désire concevoir un projecteur compact à usage nomade (pico-projecteur), les contraintes en autonomie, en compacité et en dissipation thermique l'obligent à recourir aux diodes électroluminescentes comme sources lumineuses. Des diodes vertes, rouges et bleues sont utilisées à la place de la lampe et de la roue chromatique. Elles s'allument alternativement en fonction de la composante de l'image à restituer.

Utilisation de LasersModifier

Le premier téléviseur HD DLP à base de laser disponible dans le commerce fut le Mitsubishi L65-A90 LaserVue en 2008, qui a également éliminé l'utilisation d'une roue chromatique. Trois lasers couleur distincts éclairant le dispositif à micro-miroirs numérique (DMD) de ces téléviseurs à projection, produisent une palette de couleurs plus riche que les autres méthodes.

DLP CinemaModifier

Il s’agit de la technologie développée par Texas Instruments et utilisée dans le domaine cinématographique professionnel[5]. Les systèmes DLP Cinema ont été déployés et testés commercialement en salles depuis 1999.

En juin 1999, Star Wars, épisode I : La Menace fantôme a été le premier film à être entièrement numérisé et distribué en salles. Quatre cinémas ont installé des projecteurs numériques pour la sortie du film. Il en a été de même pour le film d'animation réalisé par ordinateur Tarzan la même année. Plus tard cette année-là, Toy Story 2 a été le premier film à être entièrement créé, édité et distribué numériquement, avec encore plus de cinémas installant des projecteurs numériques pour sa sortie. DLP Cinema a été la première technologie commerciale de cinéma numérique et la principale technologie de cinéma numérique avec environ 85% de part de marché dans le monde en décembre 2011. Le cinéma numérique présente certains avantages par rapport à la pellicule car elle peut être sujet à la décoloration, aux sauts, aux rayures et à l'accumulation de saleté. Le cinéma numérique permet au contenu du film de conserver une qualité constante dans le temps. Aujourd'hui, la plupart des contenus de films sont également capturés numériquement. Le premier long métrage d'action en images réelles entièrement numérique tourné sans film fut en 2002, Star Wars, épisode II : L'Attaque des clones.

En 2014, Texas Instruments annonce avoir vendu 100 000 écrans[6] dans le monde par le biais de ses distributeurs Barco, Christie et NEC[7].

Notes et référencesModifier

  1. The pioneering work that led to the DMD - Texas Instruments
  2. (en) DLP products – Getting started - Texas Instruments
  3. Projecteur 3D DLP Llink : analyse - Florent Alzieu, Les Numériques, 16 mars 2010.
  4. Tutoriel : faire fonctionner un projecteur 3D DLP Link non-certifié 3D Vision avec le Kit 3D Vision de Nvidia - Nicolas Bécuwe, HDFever.fr, 20 février 2011.
  5. Philippe Binant, « Kodak : Au cœur de la projection numérique », in Actions, no 29, pp. 12-13 [lire en ligne] [PDF]
  6. (en) « Over 100K DLP-Equipped Cinemas », HomeTheaterReview.com, (consulté le )
  7. « Interview exclusive du patron de la division mondiale DLP/Cinéma Numérique ! », Les Numériques, (consulté le )

AnnexesModifier

BibliographieModifier

Articles connexesModifier