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透過DMD芯片歷程 細看DLP投影發展之路

中國投影網投影機資訊 　2011-5-3 9:34:39　編輯：影子　[ 大 中 小 ]
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透過DMD芯片歷程 細看DLP投影發展之路

　　摘要：第一代DMD主要偏重于商務應用，分辨率是848X600，可以兼顧800X600的SVGA電腦標準和848x480的480p(16：9)視頻標準。這一代的DMD微鏡偏轉角度為1()度，對比度400：1至800：1不等，通過適當的光學設計，整機對比度可以提高到1000：1。

　　從第二代DMD開始，DLP才算開始大規模進入家庭影院投影機市場，這一代的DMD芯片，稱為HDl，不僅分辨率提高到高清標準的1280X720，微鏡偏轉角度也增加到12度，這樣光線可以被反射到更邊遠的地方被吸收掉，雜散光線的影響大大降低，因此黑色表現更好，對比度進一步提高。

　　在HDl之后，Ti發現如果將微鏡低下的金屬統統處理成黑色，可以大大降低來自這些金屬反射出的雜散光，對比度因之提升到2000：1，這一技術被稱為“Darkchip 1”，采用此一技術的DMD芯片，除了HD2，還有一塊1024X576的標清芯片。

　　DMD是德州儀器的數字光處理技術(DLP)的核心器件。DMD最初的構想出現在1977年，由德州儀器公司的科學家Larry J.Horn-beck發明。有意思的是，當初發明這一技術并不是要用于顯示設備，而是準備作為印刷技術中的成像器。雖然當初已經使用DMD這個正式名稱，但其英文全稱與現在不完全一樣。因為那時數字技術還未發展起來，芯片上的微鏡還是使用模擬技術進行驅動，反射面是采用一種柔性材料，所以這種技術當時被稱為“變形鏡器件(Deformable Mirror De-vice”。10年之后，Hornbeck博士正式以數字控制技術，開發出了新一代DMD器件，并將名稱改為“數碼微鏡器件(Digital Mirror Device)”。

　　數字控制的DMD誕生的早期就已朝向印刷技術和數字成像兩個不同方向發展，到了1992年，德州儀器投資成立數字成像事業部，探索DMD在商業應用的可能性。兩年之后，第一臺用于演示的DLP投影原型機誕生，再過兩年的1996年4月，第一臺商用DLP投影機正式誕生。

　　1997年，Ti終止了在印刷技術方面的研發，全力投入數字成像技術的研究。其后，DMD以驚人的速度發展，2001年，Ti宣布其自1996年以來的第100萬顆DMD芯片誕生。1987年，Dr. Larry Hornbeck和Dr. William E. “Ed”Nelson將第一枚DMD（Digital Micromirror device，數字微型反射鏡）芯片帶到了世界上，隨后不久DMD成了DLP（Digital Light Processing，數字光處理）投影機的核心部件，經過多年的發展，DLP投影機更是成為了投影機主流產品，獲得了麗訊、三菱、Acer眾多投影機廠商的支持，TI更是憑借著壟斷DMD芯片的生產獲得豐厚的利潤與引導投影機的發展。

透過DMD芯片歷程 細看DLP投影發展之路
德州儀器的DLP DMD芯片


　　在外觀上，DMD芯片與CPU、GPU等的半導體芯片非常相似，但是無論是DMD芯片表面或是其內部都擁有著與后者截然不同的結構。DMD芯片是MEMS（Micro Electro Mechanical systems，微電子機械系統）技術下的產物的，在其芯片表面集成了數十萬乃至百萬個微反射鏡（Micromirror Pitch），微反射鏡是其DMD芯片的物理像素，微反射鏡越多，DMD芯片所能的顯示的分辨率越高。

　　DMD芯片擁有著與LCD、CRT截然不同的工作方式，它并不依靠改變的入射光線的偏振態或是自身發光實現顯示，而是依靠眾多的微反射鏡控制光線的反射方向實現的。因此，除了微反射鏡的數量外，微反射鏡性能對著DLP投影機亦有著決定性的影響——微反射鏡的偏轉角度越大，圖像的對比度越高，偏轉速度越快，圖像的延遲越低。經過多年的發展，微反射鏡已經從早期只能實現正負10°的偏轉發展為正負12°偏轉，刷新頻率也能達到200MHz。值得一提的是，微反射鏡并不是依靠機械臂或是液壓裝置調節偏轉角度的，而是通過電極電壓控制實現，因此在理論上，若無外力破壞以及自身無老化的話，DMD的壽命是無限的。（順便一提的是，DMD芯片發明者研發時從未有考慮把DMD芯片用于投影機上。）此外，由于DMD芯片間距非常小，每個像素的中間的間距非常小，圖像通過鏡頭放大后依然顯得非常細膩，非常適合投影機使用。

　　正如前文所說DMD芯片是利用反射光線顯示圖像的，自然存在著入射光線與反射光線，而且入射光線與反射光線的數量與微反射鏡數量正比，也就說在投影機內部至少存在著數十萬對有效的入射光線與反射光線，要正確顯示圖像必須避免入射光線對反射光線造成干擾，這自然對投影機的投影系統提出高要求。

　　

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