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透过DMD芯片历程 细看DLP投影发展之路

来源:中国投影网 作者:秩名 责任编辑:admin 发表时间:2011-05-03 11:01 
核心提示: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。

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。

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。(责任编辑:admin)

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