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DLP是一种利用微镜对光的反射原理的光学技术。从在美国大受欢迎的大屏幕背投电视、小到可放在手掌上的前投式投影机、以及美国好莱坞的电影公司开始全力以赴的数字电影……近年来轰动显示器业界的这些产品、及其应用所不可或缺的关键技术。这就是”DLP（Digital Light Processing”数字光处理。
开发出该技术的是美国德州仪器（Texas Instruments，TI），迄今为止配备DLP的背投电视的机型数达到50多种，占前投式投影机总体40％的机型采用了DLP。而且采用DLP的机型还呈增长趋势，目前，供货量仍在不断提高……
美国德克萨斯州州府达拉斯。在从其市区北上大约30km之处，有一个叫”布兰诺（Plano）”的城市。TI的DLP用元器件开发基地就位于此处。
完成DMD开发的核心人物是TI的Larry J. Hornbeck。从着手开发到首批产品问世，共花了20年。在此期间，他从未放弃，为了DMD实现产品化呕心沥血。Hornbeck的这项业绩受到高度评价，他获得了目前在TI的研究人员中相当于最高评价的”Fellow”称号。
DMD开发的核心人物 Larry J. Hornbeck博士
在TI，他已是无人不晓的人物。之所以这样说，是因为想必今天他也还是穿着心爱的牛仔靴，咚咚作响地走在研究部门之间，不停地对开发工作下达指示。
“Larry”。TI的同事以及下属带着亲密和尊敬之意这样称呼他。说起来，Larry开始着手这种新型光学元件开发的契机，要追溯到距今大约30年前。
发端是光信号处理
“如果让微镜动起来会怎样？”
“哎呀，那样一来特性会变得不稳定”
“而且，使微镜变成可动时，怎样才能提高动作的稳定性呢？”
1977年11月，美国德克萨斯州达拉斯近郊。TI的中央研究所”CRL（Central Research Laboratory）”就坐落在这个城市的一角。3个男人正聚在一起，无休无止地热烈讨论着什么。
这3人都是TI的技术人员。而且还是美国政府资助的用于光信息处理的空间光调制器开发项目的成员。
当时，作为信息处理系统中的图形识别等实现高速化的一种方法，利用光的处理方法受到了关注。要想实现这种光信息处理，可使光的通路任意变化的元器件就不可或缺。TI派了3名精通光学技术的人员开发空间光调制器用元件。其中1名就是Larry。
Larry于1974年大学毕业后，在CRL从事照相机用CCD型固体摄像元件的研究开发。他作为”图像传感器等光学技术的专家”，参与到了该项目中。
DLP的核心技术——DMD的工作原理
美国德州仪器（Texas Instruments，TI）开发的光学技术DLP，利用了通过MEMS技术制造的显示器元件”DMD（Digital Micromirror Device）”。DMD采用在硅底板上排列大量极小的微镜的构造。通过用电控制这种微镜的朝向，来决定是否将来自光源的光反射到屏幕方向。
DMD的构造
一边分别控制无数微镜的倾斜度，一边改变从光源射入的光的反射方向，借此在屏幕上显示想要的影像（a）。1981年当时试制的DMD的像素数为 128×128（b）。中心为微镜器件（Mirror Device），其周围连接有许多布线。
微镜以设在微镜下部的铰链作为轴，倾斜±12度（第1代产品为±10度）。微镜的倾斜开关控制借助静电引力来实现。这种开关动作控制可达到1秒钟最多数千次。虽然微镜的尺寸没有公布，但在SVGA尺寸下有48万个微镜密布在CMOS芯片上，在SXGA尺寸下则有131万个微镜密布在CMOS芯片上。每个微镜相当于1个像素。开发之初的像素数约为16×16或者128×128。
能耐受数亿次的开关动作
DMD通过PWM（Pulse Width Modulation）的双值脉冲宽度调制，将数字信号的输入数据转换成光的数字输出后再予以使用。受到PWM控制的”1”“0”数字数据（Digital Data）通过微镜的”开”“关”来表示。通过调整微镜的开/关次数来表示浓淡。在微镜处于关状态时入射的光，被光吸收板所吸收。相反，处于开状态时的入射光则被透镜收集并投影。
在微镜的下部，有使微镜一端接地的接地（Landing）部件以及电极。电极下部的硅底板上形成有SRAM。工作原理是，通过在这种SRAM中写入”0”或者”1”，来切换与微镜之间的静电引力。
开关动作方面，微镜可承受数亿次的重复动作。TI透露，之所以能实现这样的动作，”是因为微镜的开关所采用的铰链材料单晶硅不会产生金属疲劳”。
之所以能实现彩色显示，是因为来自光源的光是通过R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）的色轮（Color Wheel，滤光器）入射到DMD中的。在单板式DMD系统中，反射到微镜上的光透过透镜投影到屏幕上。如果是大型投影机以及数字电影等，则对每个RGB 分配1个DMD。即采用3板式。
Larry最初的工作，是制作有机械构造的微镜阵列。这种微镜阵列是将金属覆膜的薄塑料板载于硅制芯片上而成。这是Larry自己的创意。他们首先试制出了用锑对硝酸纤维素（Nitrocellulose）进行覆膜的微镜。
可变形的微镜器件
这种微镜阵列的构造非常复杂。首先，为了使微镜可动，用等离子蚀刻在微镜下部设置了空间。接着，在空间的底部设置晶体管以及电容器，通过调整静电引力使微镜发生凹陷。通过微镜的这种变形，使入射的光发生散射。
由于微镜会变形（Deform），因此，Larry等人将这种构造命名为”Deformable Mirror Device（DMD）”。当时做梦也没想到，DMD居然会成为将来显示设备的核心技术。
德州仪器2006年推出的DLP芯片
“能用于打印机吗？”
研究进展顺利。在开发起步2年后的1979年，Larry等试制出了纵16×横16的微镜阵列，2年之后的1981年，又试制出了128×128像素的微镜阵列。虽然当时的定位是用于光信息处理的器件，但为了演示微镜的可控性，他们使像素凹陷或者不凹陷，从而在阵列上显示出了简单的图形。
也就是在那个时候，Larry的同事W. Ed Nelson问了这样一个问题。
“这种DMD，不知是否可用在激光打印机内部扫描的光学系统上？”
的确，仔细想来，DMD能够使光的行进方向任意变化。将其应用于扫描的想法也许可行。如果能取代现有的激光式扫描头，那么应该能开拓出一个巨大的市场。虽然Larry此前并没有强烈意识到可将DMD应用于新的用途，但同事的一句话却一下子引起了他的兴趣。
“有意思……做做试试看吧。”
从那以后，研究方向不再只是面向光信息处理，而是大幅转向了打印机的扫描头。对DMD的要求条件也变得截然不同。在反复进行各种特性评估的过程中 Larry和他的同事发现，使塑料薄膜发生弯曲的这种构造非常不稳定，并得出了工作寿命等存在问题，不适合在打印机上使用的结论。他们发现，尤其在制作应用于激光打印机时的那种纵横比较高的微镜元件时，会变得更加困难。
“这种构造不可行。必须采用新的构造……”
Larry尝试了多种构造，还改良了制造工艺。终于，他找到了在单晶硅上构成单支撑悬臂的方法。通过在这种悬臂的制造工艺上下工夫，1984年成功试制出了2400×1像素的直线型微镜阵列。这是向打印机目标又走近了一步的瞬间。
“再给我些资金”。
“哎，Larry。用这种微镜显示点什么的话应该有点意思。”
“当然了，你看看这个。”
Larry这样说着，将微镜阵列拿给同事看。
微镜阵列上赫然显示着：”Send More Money George”
这是Larry等向公司领导层要求更多开发资金的呼声。他们的项目虽然从起步已过了7年，但仍未找到具体的用途。研发资金存在因此而被中断的危险。
这可是好不容易才开发出来的DMD。曾有一时，让人感到了DMD能够用于打印机的希望。然而，却不够完善。随着时间的流逝，悬臂的角度会出现微妙的变化。由此带来的稳定性问题怎么都没能解决。研发预算也被削减，研究方向也是乌云笼罩。总之，Larry的研发到了生死的关头。(未完，待续)
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