透过DMD芯片历程细看DLP投影发展之路

中国投影网投影机资讯　2011-5-3 9:34:39　编辑：影子　[ 大中小 ]

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透过DMD芯片历程细看DLP投影发展之路

　　摘要：第一代DMD主要偏重于商务应用，分辨率是848X600，可以兼顾800X600的SVGA电脑标准和848x480的480p(16：9)视频标准。这一代的DMD微镜偏转角度为1()度，对比度400：1至800：1不等，通过适当的光学设计，整机对比度可以提高到1000：1。

　　从第二代DMD开始，DLP才算开始大规模进入家庭影院投影机市场，这一代的DMD芯片，称为HDl，不仅分辨率提高到高清标准的1280X720，微镜偏转角度也增加到12度，这样光线可以被反射到更边远的地方被吸收掉，杂散光线的影响大大降低，因此黑色表现更好，对比度进一步提高。

　　在HDl之后，Ti发现如果将微镜低下的金属统统处理成黑色，可以大大降低来自这些金属反射出的杂散光，对比度因之提升到2000：1，这一技术被称为“Darkchip 1”，采用此一技术的DMD芯片，除了HD2，还有一块1024X576的标清芯片。

　　DMD是德州仪器的数字光处理技术(DLP)的核心器件。DMD最初的构想出现在1977年，由德州仪器公司的科学家Larry J.Horn-beck发明。有意思的是，当初发明这一技术并不是要用于显示设备，而是准备作为印刷技术中的成像器。虽然当初已经使用DMD这个正式名称，但其英文全称与现在不完全一样。因为那时数字技术还未发展起来，芯片上的微镜还是使用模拟技术进行驱动，反射面是采用一种柔性材料，所以这种技术当时被称为“变形镜器件(Deformable Mirror De-vice”。10年之后，Hornbeck博士正式以数字控制技术，开发出了新一代DMD器件，并将名称改为“数码微镜器件(Digital Mirror Device)”。

　　数字控制的DMD诞生的早期就已朝向印刷技术和数字成像两个不同方向发展，到了1992年，德州仪器投资成立数字成像事业部，探索DMD在商业应用的可能性。两年之后，第一台用于演示的DLP投影原型机诞生，再过两年的1996年4月，第一台商用DLP投影机正式诞生。

　　1997年，Ti终止了在印刷技术方面的研发，全力投入数字成像技术的研究。其后，DMD以惊人的速度发展，2001年，Ti宣布其自1996年以来的第100万颗DMD芯片诞生。1987年，Dr. Larry Hornbeck和Dr. William E. “Ed”Nelson将第一枚DMD（Digital Micromirror device，数字微型反射镜）芯片带到了世界上，随后不久DMD成了DLP（Digital Light Processing，数字光处理）投影机的核心部件，经过多年的发展，DLP投影机更是成为了投影机主流产品，获得了丽讯、三菱、Acer众多投影机厂商的支持，TI更是凭借着垄断DMD芯片的生产获得丰厚的利润与引导投影机的发展。

透过DMD芯片历程细看DLP投影发展之路
德州仪器的DLP DMD芯片

　　在外观上，DMD芯片与CPU、GPU等的半导体芯片非常相似，但是无论是DMD芯片表面或是其内部都拥有着与后者截然不同的结构。DMD芯片是MEMS（Micro Electro Mechanical systems，微电子机械系统）技术下的产物的，在其芯片表面集成了数十万乃至百万个微反射镜（Micromirror Pitch），微反射镜是其DMD芯片的物理像素，微反射镜越多，DMD芯片所能的显示的分辨率越高。

　　DMD芯片拥有着与LCD、CRT截然不同的工作方式，它并不依靠改变的入射光线的偏振态或是自身发光实现显示，而是依靠众多的微反射镜控制光线的反射方向实现的。因此，除了微反射镜的数量外，微反射镜性能对着DLP投影机亦有着决定性的影响——微反射镜的偏转角度越大，图像的对比度越高，偏转速度越快，图像的延迟越低。经过多年的发展，微反射镜已经从早期只能实现正负10°的偏转发展为正负12°偏转，刷新频率也能达到200MHz。值得一提的是，微反射镜并不是依靠机械臂或是液压装置调节偏转角度的，而是通过电极电压控制实现，因此在理论上，若无外力破坏以及自身无老化的话，DMD的寿命是无限的。（顺便一提的是，DMD芯片发明者研发时从未有考虑把DMD芯片用于投影机上。）此外，由于DMD芯片间距非常小，每个像素的中间的间距非常小，图像通过镜头放大后依然显得非常细腻，非常适合投影机使用。

　　正如前文所说DMD芯片是利用反射光线显示图像的，自然存在着入射光线与反射光线，而且入射光线与反射光线的数量与微反射镜数量正比，也就说在投影机内部至少存在着数十万对有效的入射光线与反射光线，要正确显示图像必须避免入射光线对反射光线造成干扰，这自然对投影机的投影系统提出高要求。

　　

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文章来源：中国投影网

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