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デジタルライトプロセッシング（DLP ）は、デジタルマイクロミラーデバイスを使用する光マイクロ電気機械技術に基づいたチップセット群です。これはもともと1987年にテキサス・インスツルメンツのラリー・ホーンベックによって開発されました。DLPイメージングデバイスはテキサス・インスツルメンツによって発明されましたが、最初のDLPベースのプロジェクターは1997年にデジタル・プロジェクション社によって発表されました。デジタル・プロジェクション社とテキサス・インスツルメンツ社は、DLPプロジェクター技術で1998年にエミー賞を受賞しました。
DLP技術は、DLPフロントプロジェクター（主に教室やビジネス向けのスタンドアロンプロジェクター）、DLPリアプロジェクションテレビ、デジタルサイネージに使用されています。また、2011年頃の時点でデジタルシネマの投影の約85%に使用されており、一部のプリンターでは樹脂を硬化させて固体3Dオブジェクトを作るための光源として積層造形にも使用されています。 [ 1 ]
DLPは、従来の静止画ディスプレイからインタラクティブディスプレイまで、さまざまなディスプレイ用途で使用され、医療、セキュリティ、産業用途といった従来とは異なる組み込みアプリケーションにも利用されました。より小型の「ピコ」チップセットは、携帯電話のアクセサリや、電話機に直接組み込まれた投影ディスプレイ機能など、モバイルデバイスで使用されました。
DLPプロジェクターでは、デジタルマイクロミラーデバイス（DMD）と呼ばれる半導体チップ上にマトリックス状に配置された微細なミラーによって画像が生成されます。これらのミラーは非常に小さいため、DMDピクセルピッチは 5.4μm以下になることがあります。 [ 2 ]各ミラーは、投影画像の1つ以上のピクセルを表します。ミラーの数は、投影画像の解像度に対応します（多くの場合、揺動のため、宣伝されている解像度の半分の数のミラーになります）。800 ×600、1024 × 768、1280 × 720、および1920×1080（HDTV ）マトリックスは、一般的なDMDサイズです。これらのミラーは、レンズを通して、またはヒートシンク（Barcoの用語ではライトダンプと呼ばれる）に光を反射するように、素早く再配置できます。
鏡をこの2つの向き（基本的にオンとオフ）の間で素早く切り替えることで、オン時間とオフ時間の比率によって制御されるグレースケール画像が得られます。
DLPプロジェクションシステムがカラー画像を生成する主な方法は2つあります。シングルチップDLPプロジェクターで使用される方法と、3チッププロジェクターで使用される方法です。3つ目の方法として、3つのカラー発光ダイオードによるシーケンシャル照明が開発中で、現在サムスン製のテレビに採用されています。
シングルDLPチップ搭載プロジェクターでは、白色ランプとDLPチップの間にカラーホイールを配置するか、 LEDやレーザーなどの個別の光源を使用して原色を生成することで色が生成されます。カラーホイールは複数のセクターに分割されており、赤、緑、青の3つの加法混色と、多くの場合白（透明）が含まれます。最新のシステムでは、白の代わりにシアン、マゼンタ、イエローの3つの減法混色が使用されています。減法混色の使用は、BrilliantColorと呼ばれる最新のカラーパフォーマンスシステムの一部であり、加法混色と減法混色を処理することで、画面上でより幅広い色の組み合わせが可能になります。
DLPチップはカラーホイールの回転運動と同期しており、カラーホイールの緑色の部分がランプの正面にあるときに、DMD上に緑色の成分が表示されます。赤色、青色、その他の部分についても同様です。このようにして、色は十分な速度で順次表示されるため、観察者は合成された「フルカラー」画像を見ることができます。初期のモデルでは、これは1フレームあたり1回転でしたが、現在ではほとんどのシステムがフレームレートの最大10倍の速度で動作しています。
シングルチップDLPの黒レベルは、未使用光の処理方法によって決まります。未使用光がDMDとレンズチャンバーの粗い内壁で散乱・反射・拡散されると、画像が完全に暗い状態でも、この散乱光が投影スクリーン上に薄暗い灰色として現れます。未使用のHID光をDMDとレンズチャンバーから離れた別の領域に導き、光路を不要な内部二次反射から遮蔽することで、より深い黒と高いコントラスト比を実現できます。
機械式回転カラーホイールを使用するシングルチップDLPプロジェクターでは、「レインボー効果」と呼ばれる異常現象が発生する場合があります。これは、投影コンテンツに暗い背景または黒い背景に明るいまたは白い動く物体の高コントラスト領域が含まれている場合に最もよく見られる、赤、青、緑の「影」が短時間点滅する現象です。一般的な例としては、多くの映画のエンドクレジットのスクロール表示や、太い黒い輪郭で囲まれた動く物体のアニメーションなどが挙げられます。また、投影画像上で視聴者の視線を素早く動かすと、色の分離が短時間だけ視覚的に確認できる場合もあります。このレインボー効果を頻繁に感じる人もいれば、全く感じない人もいます。
この現象は、投影された動く物体を目が追う方法によって引き起こされます。スクリーン上の物体が動くと、目は一定の動きで物体を追いますが、プロジェクターはフレームの各色をフレーム全体にわたって同じ位置に交互に表示します。そのため、目が動いている間、特定の色（例えば赤）のフレームを見ます。次に、次の色（例えば緑）が表示されると、前の色と重なる同じ位置に表示されますが、目は物体の次のフレームのターゲットに向かって移動しています。したがって、目はその特定のフレームの色がわずかにずれて見えるのです。次に、3番目の色（例えば青）が表示され、目はそのフレームの色が再びわずかにずれて見えるのです。この現象は、動く物体だけでなく、画像全体で知覚されます。マルチカラーLEDベースおよびレーザーベースのシングルチッププロジェクターは、LEDとレーザーのパルスレートが物理的な動きによって制限されないため、回転ホイールを排除し、レインボー効果を最小限に抑えることができます。 3チップDLPプロジェクターはカラーホイールなしで動作するため、この虹色のアーティファクトは発生しません。[ 3 ]
3チップDLPプロジェクターは、プリズムを用いてランプからの光を分割し、それぞれの原色を個別のDMDチップに送り、そこで再結合してレンズを通して出力します。3チップシステムは、ハイエンドのホームシアタープロジェクター、大型会場用プロジェクター、デジタル映画館で使用されているDLPシネマプロジェクションシステムなどに採用されています。
DLP.comによると、映画館で使用されている3チッププロジェクターは35兆色を表現できる。人間の目は約1600万色を識別できるとされており、これは理論的にはシングルチップ方式でも可能である。しかし、この高い色精度は、3チップDLPプロジェクターが人間が識別できる色域全体を表示できることを意味するものではない（これは、3つの一定の基本色を足し合わせて色を構成するシステムでは根本的に不可能である）。これに対し、シングルチップDLPプロジェクターは、十分な速度のカラーフィルターホイールで任意の数の原色を表現できるという利点があり、より広い色域を実現できる可能性がある。
DLP技術は光源に依存しないため、さまざまな光源で効果的に使用できます。従来、DLPディスプレイシステムで使用されてきた主な光源は、交換可能な高圧キセノンアークランプユニット（石英アーク管、反射板、電気接続部、場合によっては石英/ガラスシールドを含む）でしたが、ほとんどのピコカテゴリ（超小型）DLPプロジェクターは、光源として高出力LEDまたはレーザーを使用しています。2021年以降、レーザー光源は、たとえばパナソニックPT-RZ990など、多くの業務用プロジェクターで非常に一般的になっています。[ 4 ]
キセノンアークランプでは、定電流電源が使用され、まず十分に高い開回路電圧（ ランプによって5～20kV）を印加して電極間にアークを発生させます。アークが発生すると、ランプの両端の電圧は所定の値（通常20～50ボルト[ 5 ]）まで低下し、電流はアークを最適な明るさに維持するために必要なレベルまで増加します。ランプが古くなると、電極の摩耗により効率が低下し、可視光の減少と廃熱量の増加につながります。ランプの寿命が尽きると、通常はユニット上のLEDまたは画面上のテキスト警告で示され、ランプユニットの交換が必要になります。
定格寿命を超えてランプを使い続けると、効率がさらに低下し、照射範囲が不均一になり、最終的にはランプが過熱して電源線がランプ端子から溶け落ちる可能性があります。また、最終的には必要な起動電圧が上昇し、点火できなくなります。温度モニターなどの二次保護機能がプロジェクターを停止させる場合もありますが、過熱した石英アーク管はひび割れたり爆発したりする恐れがあります。実際、ほとんどすべてのランプハウジングには、（ランプ本体のものと併せて）高温になった石英の破片が周囲に飛散するのを防ぐための耐熱バリアが設けられています。
市販された最初のLEDベースのDLP HDTVは、 2006年に発売されたSamsung HL-S5679Wで、カラーホイールの使用も廃止されました。長寿命でランプ交換が不要になり、カラーホイールが不要になったことに加えて、LED照明のその他の利点には、瞬時起動と色の向上、色の彩度の向上、NTSC色域の140%を超える色域の向上などがあります。Samsungは2007年にLEDモデルのラインナップを拡張し、50インチ、56インチ、61インチの画面サイズの製品が利用可能になりました。2008年には、Samsungの第3世代LED DLP製品が61インチ（HL61A750）と67インチ（HL67A750）の画面サイズで利用可能になりました。
通常の LED 技術では、アークランプを置き換えるために必要な強度と高ルーメン出力特性を実現できません。すべての Samsung DLP TV で使用されている特殊な LED は、米国に拠点を置くLuminus Devicesが設計および製造したPhlatLight LED です。単一の RGB PhlatLight LED チップセットがこれらのプロジェクション TV を照らします。PhlatLight LED は、一般的に「ポケット プロジェクター」と呼ばれる新しいクラスの超小型 DLP フロント プロジェクターにも使用されており、LG Electronics (HS101)、Samsung (SP-P400)、Casio (XJ-A シリーズ) の新モデルに導入されています。ホーム シアター プロジェクターは、PhlatLight LED 技術を使用する次の DLP プロジェクターのカテゴリになります。2008 年 6 月に InfoComm で、Luminus と TI は、ホーム シアターおよびビジネス プロジェクターにその技術を使用するための協力を発表し、PhlatLight LED ベースの DLP ホーム シアター フロント プロジェクターのプロトタイプをデモンストレーションしました。また、オプトマ社およびその他企業（年内に発表予定）から、2008年後半に製品が市場に投入される予定であることも発表された。
ルミナス・デバイセズのPhlatLight LEDは、クリスティ・デジタルがDLPベースのMicroTilesディスプレイシステムにも使用しました。 [ 6 ]これは、小型（対角20インチ）の背面投影キューブから構成されるモジュール式システムで 、積み重ねたりタイル状に並べたりすることで、継ぎ目の非常に小さい大きなディスプレイキャンバスを形成できます。ディスプレイのスケールと形状は、実用的な制約以外に制限はなく、任意のサイズにすることができます。
市販された初のレーザー式DLP HDTVは、 2008年に発売された三菱電機のL65-A90 LaserVueで、カラーホイールの使用も不要でした。これらのプロジェクションTVでは、3つの独立したカラーレーザーがデジタルマイクロミラーデバイス（DMD）を照射し、他の方式よりも豊かで鮮やかな色彩を実現しています。詳細については、レーザービデオディスプレイに関する記事をご覧ください。
DLP Cinema システムは 1999 年以来、劇場で商業的に展開され、テストされてきました。1999 年 6 月、スター ウォーズ エピソード I - ファントム メナスは、完全にスキャンされ劇場に配信された最初の映画となりました。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 4 つの劇場が、この映画の公開のためにデジタル プロジェクターを設置しました。[ 12 ]同じことが、同年のアニメーション映画ターザンでも行われました。[ 13 ]同年後半、トイ ストーリー 2は、完全にデジタルで作成、編集、配信された最初の映画となり、より多くの劇場が、その公開のためにデジタル プロジェクターを設置しました。DLP Cinema は最初の商業用デジタル シネマ技術であり、2011 年 12 月時点で世界市場シェアの約 85% を占める主要なデジタル シネマ技術です。デジタル シネマは、フィルムが色あせ、ジャンプ、傷、汚れの蓄積の影響を受ける可能性があるため、フィルムよりもいくつかの利点があります。デジタル シネマでは、映画コンテンツが時間の経過とともに一貫した品質を維持できます。今日では、ほとんどの映画コンテンツもデジタルで撮影されている。フィルムを使わずに撮影された初の完全デジタル実写長編映画は、2002年公開の『スター・ウォーズ エピソード2/クローンの攻撃』である。
DLP Cinemaはエンドプロジェクター自体は製造していませんが、投影技術を提供しており、エンドプロジェクターを製造するBarco、Christie Digital、NECと緊密に連携しています。DLP Cinemaは、映画館のニーズに応じて複数の解像度で提供されています。これには、ほとんどの映画館スクリーン向けの2K、大型映画館スクリーン向けの4K、そして特に世界中の新興市場の小規模映画館向けに設計されたS2Kが含まれます。
2000年2月2日、フランスのゴーモン社でデジタルシネマプロジェクトの技術マネージャーを務めるフィリップ・ビナントは、テキサス・インスツルメンツ社が開発したDLPシネマ技術を用いて、ヨーロッパで最初のデジタルシネマ投影を実現した[ 14 ] 。DLPは現在、プロフェッショナル向けデジタル映画投影の市場シェアでトップを走っており[ 15 ]、これは主に他のデジタルフロントプロジェクション技術と比較して、高いコントラスト比と解像度を実現しているためである。2008年12月現在、世界中で6,000台以上のDLPベースのデジタルシネマシステムが設置されている[ 16 ] 。
DLPプロジェクターは、RealD 3Dや最新のIMAXシアターでも3D映画上映に使用されています。
1996年に商用化されて以来、DLP技術はフロントプロジェクション市場でシェアを拡大し、現在では世界のフロントプロジェクション市場で50%以上のシェアを占めるほか、デジタルシネマ市場でも85%のシェアを獲得しています。さらに、ピコディスプレイ（小型モバイルディスプレイ）分野でも、DLP技術はかつて約70%のシェアを占めていました。30 社以上のメーカーが、自社のプロジェクションディスプレイシステムにDLPチップセットを採用しています。
DLPに最も近い競合システムはLCoS（シリコン上の液晶）として知られており、チップの表面に取り付けられた固定ミラーを使用して画像を作成し、液晶マトリックス（液晶ディスプレイに類似）を使用して反射される光の量を制御します。[ 23 ] DLPベースのテレビシステムは、従来のプロジェクションテレビよりも奥行きが小さいと考えられています。