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DMD芯片内部工作原理
来源:未知 时间:2025-08-29 16:00
 由美国德州仪器(TI)公司的DLP(数字光处理)技术设计的DMD芯片,主要用于高端投影仪上,芯片上竟然有超过800万个微型镜片,这些镜片比头发丝截面还小,根据每个镜片向光源可以将光反射到镜头(旋转+12度),和背光无法反射到镜头的状态(旋转-12度),分别标记为”开“和“关”,微镜片疾速旋转之间可形成约1024级的灰度等级(灰阶);
 


另外,微镜片的数量就代表画面的分辨率,所以分辨率和芯片大小有直接关系,不同的芯片尺寸所包含的镜片数量(分辨率)如下:

0.23英寸
960 * 540 ≈ 52W(个)
0.33英寸
1280 * 720 ≈ 92W(个)
0.47英寸
1920 * 1080 ≈ 210W (个)1080P
0.66英寸
2716 * 1528 ≈ 415W (个)2K
1.38英寸
3840 * 2160 ≈ 830W(个) 4K

根据DMD芯片数量的不同,可分为单片、双片和三片DLP投影机。单片DMD经色轮过滤可生成1670万种颜色;三片式DLP Cinema投影系统可生成3500万种颜色。目前DLP推出的最新“极致色彩”技术,甚至能超过200兆种颜色;

DLP投影技术的定义是一款微机电系统(mems)技术,其核心为器件为DMD芯片,DMD芯片采用的是MEMS微制造工艺。MEMS是一门综合性很强的学科,涉及领域极其宽泛,光刻、外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀等等都属于MEMS工艺;

目前智能投影和激光电视的主机系统可以分成两部分,如下图。一部分是前端子系统,主要用于实现智能化功能和视频信号的画质处理;一部分是DLP投影子系统,它就相当于传统电视的屏幕。



DMD就是上图中右边的DLP投影子系统中的一个核心元器件,用于调制光线,实现画面显示。每个DMD是由成千上万个高反射性、数字可切换、微米级的铝合金微镜以二维阵列的方式组合而成,每个微镜代表了屏幕上的一个像素。
 
从左到右来看,首先是一个封装好的DMD芯片,其次就是DMD上的微镜,再次则是DMD微镜的结构图,最后是DMD的结构展开图。从DMD微镜结构图可以发现,DMD的微镜并不是固定不动的,而是被固定在了隐藏的轭板上的,通过扭转铰链结构来连接轭和支柱,扭力铰链结构再接受信号来控制镜片进行翻转。



DMD芯片如何显示画面,形成完整的DLP投影系统?前面提到DMD上的微镜并不是固定不动的,通过扭转铰链可以让微镜进行翻转,利用一个微镜的翻转将光线反射入镜头时,就可以点亮画面中的一个像素,将光线反射到另一面,吸收掉时,像素就是关闭的,如下图所示:



当然DMD上不止一个微镜,每一个微镜都代表一个像素,当它们紧密连接并工作起来的时候,就可以形成一整副画面了。而DLP想要实现彩色画面的显示,则还需要通过色轮或者RGB光源混色让DMD上的微镜透过镜头反射出彩色的画面,如下图:



这些只是一个简单的工作原理介绍,真正实现整个光学系统其实是一个复杂的工程,内部的整个架构,所用的反光材料等等因素都会影响到最终显示效果!





 
 
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