在德州儀器(ti)(納斯達(dá)克代碼：TXN)位于達(dá)拉斯的DLP®產(chǎn)品品質(zhì)和開(kāi)發(fā)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，邁克ž道格拉斯負(fù)責(zé)一個(gè)有點(diǎn)兒“瘋狂”的任務(wù)——“虐待”數(shù)字微鏡器件 (DMD)。一顆顆DMD們身處電器噪聲之中，經(jīng)受著測(cè)試板和工作站的一連串操作和單擊——這可比任何的真實(shí)使用環(huán)境惡劣多了。

在實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)區(qū)域里，DMD被通電而震動(dòng)，以測(cè)試其耐受性——畢竟DMD是微型機(jī)械電子系統(tǒng) (MEMS)的一種。而在走廊對(duì)面，在一個(gè)有點(diǎn)兒類似于肉類冷庫(kù)的地方，芯片則被冷卻到零下55攝氏度。一個(gè)專業(yè)的烤架則會(huì)將芯片一次性加熱到125攝氏度并持續(xù)長(zhǎng)達(dá)數(shù)星期。與此同時(shí)，一個(gè)被稱為“微鏡控制器”的器件掃描每一個(gè)DMD的顯微表面，尋找顯微瑕疵。

在他數(shù)年間所進(jìn)行的全部破壞性測(cè)試中，有一個(gè)測(cè)試超出了預(yù)期值，可謂十分驚人。在一個(gè)堆滿示波器、計(jì)算機(jī)架和測(cè)試設(shè)備的不起眼的角落中，有一小批我們公司最早投入批量生產(chǎn)的DMD，它們從1995年12月7日到現(xiàn)在一直都處于不間斷的測(cè)試中。

“我想看看到底這些器件什么時(shí)候才愿意‘退休下崗’，”邁克指的是已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行近20年的9個(gè)DMD。“我還在等。”

經(jīng)久耐用的DMD是我們第一代DLP® 芯片的杰出代表。每個(gè)DMD有大約50萬(wàn)個(gè)微鏡，當(dāng)施加電壓時(shí)，它們每秒翻轉(zhuǎn)數(shù)千次，將射入的光反射出去。通過(guò)比較，現(xiàn)在的高級(jí)DLP解決方案中，有著每個(gè)均包含幾千萬(wàn)個(gè)微鏡的DMD，并且能夠顯示高很多的分辨率。

邁克與他的團(tuán)隊(duì)日復(fù)一日的“蓄意折磨”著這些DMD，以確保它們針對(duì)不同應(yīng)用的可靠性，包括影院放映機(jī)、汽車平視顯示 (HUD)，3D打印機(jī)和分光計(jì)。

“我們團(tuán)隊(duì)的工作任務(wù)就是搞破壞。在這里，我們防患于未然，將故障扼殺在搖籃里，”邁克說(shuō)，“如果我們?cè)趺炊寂粔乃鼈儯蔷驼f(shuō)明這些器件沒(méi)問(wèn)題。”

在與色輪、LED或激光等光源組合在一起時(shí)，微鏡就會(huì)表演一段“精心安排的舞蹈”，為眾多應(yīng)用顯示豐富色彩及細(xì)節(jié)的高精度全運(yùn)動(dòng)圖像——在幾乎任何物體的表面上。

“這最初的9個(gè)芯片讓我們意識(shí)到是時(shí)候拓展這方面的業(yè)務(wù)了，”邁克說(shuō)，“在這項(xiàng)設(shè)計(jì)成功之前，我們?cè)?jīng)被困在開(kāi)發(fā)階段。我們?cè)?jīng)看不到前進(jìn)的方向和道路。是這些芯片使我們‘撥云見(jiàn)日、茅塞頓開(kāi)’。”

DMD芯片的尺寸越大，其成像質(zhì)量越好，并且擁有更高的光利用率

我們經(jīng)常看到的0.47DMD、0.65DMD，DMD芯片前面的數(shù)字又代表什么意思呢?其實(shí)數(shù)字代表著芯片的尺寸。為了讓投影廠商制造出不同分辨率的DLP投影機(jī)，德州儀器DLP推出了不同尺寸的DMD芯片。

在分辨率相同的情況下，DMD芯片的尺寸越大，其成像質(zhì)量越好，并且擁有更高的光利用率。但是遺憾的是，市場(chǎng)上的投影機(jī)芯片都需要向日本和美國(guó)采購(gòu)，目前中國(guó)還沒(méi)有能力生產(chǎn)。

DMD芯片上密密麻麻地排列了80萬(wàn)至100萬(wàn)面小鏡子，而且每個(gè)小鏡子都可以獨(dú)立向正負(fù)方向翻轉(zhuǎn)10度，并可以每秒鐘翻轉(zhuǎn)65000次。光源通過(guò)這些小鏡子反射到屏幕上直接形成圖像。其光學(xué)路徑也相當(dāng)簡(jiǎn)單，體積更小。

拓展資料

1、成像優(yōu)勢(shì)

DMD可以提供1670萬(wàn)種顏色和256段灰度層次，從而確保DLP投影機(jī)可投影的活動(dòng)影像畫(huà)面色彩艷麗的細(xì)膩、自然逼真。

DMD最多可內(nèi)置2048×1152陣列，每個(gè)元件約可產(chǎn)生230萬(wàn)個(gè)鏡面，這種DMD已有能力制成真正的高清晰度電視。

2、工作原理

DMD器件是DLP的基礎(chǔ)，一個(gè)DMD可被簡(jiǎn)單描述成為一個(gè)半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)，DMD的工作原理就是借助微鏡裝置反射需要的光，同時(shí)通過(guò)光吸收器吸收不需要的光來(lái)實(shí)現(xiàn)影像的投影，而其光照方向則是借助靜電作用，通過(guò)控制微鏡片角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

投影機(jī)主要由光源和光機(jī)兩大部分組成，光源部分大家都比較熟悉，但是對(duì)于光機(jī)卻鮮為人知。投影機(jī)的光機(jī)部分最核心的器件就是投影芯片。市面上有很多采用DLP投影技術(shù)的投影機(jī)產(chǎn)品，其核心成像器件是DMD芯片。

DMD芯片的構(gòu)造主要包括電子電路、機(jī)械和光學(xué)三個(gè)方面。其中電子電路部分為主要的作用就是控制電路，機(jī)械部分主要控制鏡片轉(zhuǎn)動(dòng)，光學(xué)器件部分便是指鏡片部分。當(dāng)DMD芯片正常工作的時(shí)，光線經(jīng)過(guò)DMD芯片，DMD表面布滿的體積微小的可轉(zhuǎn)動(dòng)鏡片便會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)反射光線，每個(gè)鏡片的旋轉(zhuǎn)都是由電路來(lái)控制的。其實(shí)本質(zhì)上DMD芯片是擁有眾多小鏡子的控制器，用來(lái)反射光線形成圖像，是一個(gè)非常精密的產(chǎn)品。