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DLP des images bien réfléchies

Des miroirs microscopiques qui basculent plusieurs milliers de fois par seconde : c’est le principe, simple mais efficace, de la technologie DLP, principalement utilisée dans les vidéoprojecteurs.

Les vidéoprojecteurs destinés au grand public se divisent en deux familles, selon le procédé d’affichage utilisé : d’un côté, les modèles LCD (Liquid Crystal Display) ; de l’autre, les DLP
(Digital Light Processing). La technologie DLP est basée sur un circuit DMD (Digital Micromirror Device) inventé en 1987 par Larry Hornback, un ingénieur de Texas Instruments. Les premiers prototypes de
vidéoprojecteurs DLP sont apparus en 1994. Deux ans plus tard, les modèles commerciaux arrivaient dans les rayons.La grande originalité du circuit DMD est de combiner électronique, optique et mécanique : sa face supérieure comporte en effet une matrice de miroirs microscopiques qui, selon leur position, renvoient ou pas vers l’écran la
lumière qu’ils reçoivent. Chaque miroir correspond à un pixel. Ainsi, un vidéoprojecteur DLP d’une définition de 1 280 x 720 points contient une puce composée de 921 600 miroirs ! Le principe du DMD est assez simple. Le
circuit est parcouru par un réseau d’électrodes. Chaque électrode est associée à un miroir, et l’ensemble est contrôlé par un processeur chargé de traiter le signal vidéo (voir infographie ci-dessus). En fonction des caractéristiques du signal vidéo
(et donc de l’image à afficher), le processeur active certaines électrodes. Soumis à un microchamp magnétique, les miroirs appariés aux électrodes actives s’orientent alors vers la source lumineuse qui éclaire le circuit (généralement une lampe à
mercure qui produit de la lumière blanche). Quand un miroir est incliné vers la lumière (en position On), il reflète un rayon vers l’écran, et forme ainsi un pixel blanc. Quand les électrodes sont inactives, les miroirs restent en position Off, et
ne reflètent pas de lumière vers l’écran (les pixels correspondants sont noirs).Même si un miroir ne peut adopter que deux positions, un circuit DMD est capable de produire différentes nuances de luminosité (jusqu’à 1 024 gris différents par exemple). En effet, les miroirs peuvent changer de position
plusieurs milliers de fois par seconde : si un miroir ne renvoie pas souvent le rayon lumineux, le pixel correspondant sera gris foncé ; si, au contraire, il le réfléchit fréquemment, le pixel sera gris clair.

16 millions de couleurs restituées

La couleur s’obtient par le biais d’une ‘ roue chromatique ‘ placée sur le chemin des rayons lumineux. Tournant à haute vitesse (des milliers de tours par minute), elle comporte plusieurs
segments de couleur (au minimum les rouge, vert, bleu, c’est-à-dire les trois fondamentales de la vidéo) qui teintent successivement le faisceau de lumière (voir infographie ci-dessus). Avec ce procédé, un vidéoprojecteur DLP restitue plus de 16
millions de couleurs. Mais ce système présente un inconvénient : l’effet ‘ arc-en-ciel ‘. Certaines personnes supportent en effet mal la décomposition de l’image en diverses couches successives de
couleurs, leurs yeux percevant des éclairs rouge, vert et bleu. Pour atténuer cet effet, les constructeurs utilisent désormais des roues qui tournent plus vite et qui contiennent plus de segments de couleurs (jusqu’à sept sur certains
appareils).Contrairement aux projecteurs DLP grand public prévus pour le home cinéma, les modèles professionnels conçus pour le cinéma ou les conférences n’induisent pas d’effet arc-en-ciel. Et pour cause : ils ne recourent pas aux roues
codeuses pour générer des couches successives de couleurs mais à trois puces DMD (une pour le vert, une pour le rouge, une pour le bleu) qui renvoient simultanément des rayons colorés vers l’écran. L’effet arc-en-ciel est en revanche perceptible
dans les téléviseurs DLP, qui reposent sur le même principe que les vidéoprojecteurs. A un détail près : il s’agit de rétroprojection. Le dispositif contient un miroir situé dans le fond de l’appareil qui réfléchit, vers l’écran, le faisceau
lumineux des micromiroirs.

Des contrastes améliorés

Depuis leur création, les circuits DMD n’ont cessé de se perfectionner. Les miroirs, ovales à l’origine, sont devenus carrés et les espaces qui les séparent ont été diminués. Des changements qui ont contribué à améliorer grandement le
taux de contraste, qui est passé de 50:1, sur les premiers appareils, à plus de 5000:1.Ce dernier point constitue d’ailleurs le principal atout du DLP face au LCD, son rival dans le domaine de la vidéoprojection : avec le DLP, le noir s’obtient en ne renvoyant pas de lumière vers l’écran (les miroirs restent en
position Off) ; avec un LCD, le faisceau lumineux est bloqué par des cellules de cristaux liquides. Mais comme la matrice de LCD reste éclairée, la lumière continue de passer (elle est juste atténuée) et le noir est en fait un gris très sombre.
Et c’est justement parce qu’il permet de restituer des noirs profonds (et donc des images plus contrastées et plus dynamiques) que le DLP conserve les faveurs des amateurs de home cinéma. Ces derniers mettent aussi en avant un autre avantage du DLP
sur le LCD : l’absence de rémanence. Comme les micro-miroirs du circuit DMD bougent rapidement, on ne voit pas de traînées à l’écran dans les images en mouvement, contrairement aux LCD, qui doivent composer avec le fameux temps de réponse.
Autant de points forts qui pourraient assurer un succès grandissant à cette technologie.

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Florent Alzieu