DMD芯片顯示原理詳解

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1、(三)DMD芯片顯示原理的介紹DMD精微反射鏡面是一種整合的微機電上層結(jié)構(gòu)電路單元(MEMSsuperstructurecell)，它是利用CMOSSRAM記憶晶胞所制成。DMD上層結(jié)構(gòu)的制造是從完整CMOS內(nèi)存電路開始，再透過光罩層的使用，制造出鋁金屬層和硬化光阻層(hardenedphotoresist)交替的上層結(jié)構(gòu)，鋁金屬層包括地址電極(addresselectrode)、絞鏈(hinge)、軛(yoke)和反射鏡，硬化光阻層則作為犧牲層(sacrificiallayer)，用來形成兩個空氣間(airgaps)。

2、鋁金屬會經(jīng)過濺鍍沉積(sputter-deposited)以及電漿蝕刻(plasma-etched)處理，犧牲層則會經(jīng)過電漿去灰(plasma-ashed)處理，以便制造出層間的空氣間隙每個微反射鏡都能將光線從兩個方向反射出去，實際反射方向則視底層記憶晶胞的狀態(tài)而定；當(dāng)記憶晶胞處于「ON」?fàn)顟B(tài)時，反射鏡會旋轉(zhuǎn)至+12度，記憶晶胞處于「OFF」?fàn)顟B(tài)，反射鏡會旋轉(zhuǎn)至-12度。只要結(jié)合DMD以及適當(dāng)光源和投影光學(xué)系統(tǒng)，反射鏡就會把入射光反射進入或是離開投影鏡頭的透光孔，使得「ON」?fàn)顟B(tài)的反射鏡看起來非常明亮，「OFF」?fàn)顟B(tài)的反

3、射鏡看起來就很黑暗。利用二位脈沖寬度調(diào)變可以得到灰階效果，如果使用固定式或旋轉(zhuǎn)式彩色濾鏡，再搭配一顆或三顆DMD芯片，即可得到彩色顯示效果。DMD的輸入是由電流代表的電子字符，輸出則是光學(xué)字符，這種光調(diào)變或開關(guān)技術(shù)又稱為二位脈沖寬度調(diào)變(binarypulsewidthmodulation)，它會把8位字符送至DMD的每個數(shù)字光開關(guān)輸入端，產(chǎn)生28或256個灰階。最簡單的地址序列(addresssequence)是將可供使用的字符時間(fieldtime)分成八個部份，再從最高有效位(MSB)到最低有效位(LSB)，依序

4、在每個位時間使用一個地址序列。當(dāng)整個光開關(guān)數(shù)組都被最高位尋址后，再將各個像素致能(重設(shè))，使他們同時對最高有效位的狀態(tài)(1或0)做出反應(yīng)。在每個位時間，下個位會被加載內(nèi)存數(shù)組，等到這個位時間結(jié)束時，這些像素會被重設(shè)，使它們同時對下個地址位做出反應(yīng)。此過程會不斷重復(fù)，直到所有的地址位都加載內(nèi)存。入射光進入光開關(guān)后，會被光開關(guān)切換或調(diào)變成為一群光包(lightbundles)，然后再反射出來，光包時間則是由電子字符的個別位所決定。對于觀察者來說，由于光包時間遠(yuǎn)小于眼睛的整合響應(yīng)（integration）時間，因此他們將會看到

5、固定亮度的光線。(四)DMD的工作過程描述DLP技術(shù)基礎(chǔ)是光學(xué)半導(dǎo)體、數(shù)字微鏡芯片（DMD）由德州儀器公司的LarryHornbeck在1987年發(fā)明，DMD芯片可以對光進行數(shù)字化調(diào)制、數(shù)字微鏡器件包含了一個由微鏡鏡面組成的長方形陣列組成、這個陣列對應(yīng)與投影圖象中的光線、這些鏡面和數(shù)字信號、光源和投影鏡頭協(xié)同工作時，能夠把象、最忠實地再現(xiàn)出來、數(shù)字信號會激活各鏡片下放的微型電極、這個電極就推動鏡片迎向或避開光源、當(dāng)鏡片迎向光源（開啟）時，會將一個白色像素通過鏡頭反射、到熒幕上、當(dāng)鏡面避開光源（關(guān)閉）時，鏡面像素在熒幕上的

6、所在位置便呈現(xiàn)深色。精薇鏡面的旋轉(zhuǎn)速度是每秒鐘是5000次（這些DMD鏡面可以、每秒開關(guān)數(shù)千次）、交換各鏡面的開關(guān)時間，就能夠產(chǎn)生不同的等級灰度、開啟的時間長與關(guān)閉時間，產(chǎn)生的灰度象素就淺、關(guān)閉的時間長與開啟時間，產(chǎn)生的灰度象素就深、DMD鏡面可以反射1024個灰度等級，來產(chǎn)生灰度圖象、把灰度圖象加上彩色大多數(shù)DLP系統(tǒng)中，光源與鏡面座板之間加個色輪的光過濾器、隨著色輪的旋轉(zhuǎn)，紅、綠、藍(lán)三種光線依次便落在、DMD鏡面上、各個鏡面的開、關(guān)狀態(tài)會隨著彩色光線的閃爍而調(diào)整、通過此方法、一個典型的DLP投影系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生1600

7、萬種色彩例如，當(dāng)紅色或蘭色光線落在鏡面上時才將鏡面打開，通過我們的眼睛就可以產(chǎn)生紫色像素，紫色圖象。采用了DLP技術(shù)的投影機、電視機、家庭影院系統(tǒng)使用單一DMD結(jié)構(gòu)、單DMD芯片系統(tǒng)，包含了一個DMD芯片、一個投燈一個色輪和一組投影鏡頭，產(chǎn)生的圖象比任何其他顯示技術(shù)都要更加清晰。更加色彩豐富、電影和大屏幕投影機都使用3片DMD芯片系統(tǒng)，白光穿過一個棱鏡，被分解成紅、綠、藍(lán)三種顏色，每個DMD芯片專用于一種顏色，經(jīng)過反射的紅、綠、藍(lán)光線被混合起來，穿過鏡片投影到屏幕上，DLPCinema投影系統(tǒng)能夠產(chǎn)生35萬億種顏色,?；?/p>

8、費了大量精力了解色輪之后，下面我們來了解DLP投影機的另外一大核心——DMD芯片。　　如果說在色輪的研發(fā)上，投影機制造商們還能根據(jù)自己的實際需要生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，那么DMD芯片就完全掌握在了德州儀器的手中了。經(jīng)過十多年的發(fā)展，DMD芯片不僅尺寸上從0.55吋到0.95吋，技術(shù)上也從SDRDMD芯片組發(fā)展到了DDR芯片組