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DMD芯片的優(yōu)勢及常見的應用場景分析

2018-07-16
關鍵詞: DLP DMD芯片 激光 手機

  隨著投影技術的廣泛運用,DLP相關的技術也被人熟知,,而DLP背投的核心就是DMD芯片,本文將從DMD芯片的優(yōu)勢與應用,,帶大家全面認識投影技術。

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  DMD器件是DLP的基礎,,一個DMD可被簡單描述成為一個半導體光開關,,DMD的工作原理就是借助微鏡裝置反射需要的光,同時通過光吸收器吸收不需要的光來實現(xiàn)影像的投影,,而其光照方向則是借助靜電作用,,通過控制微鏡片角度來實現(xiàn)的,。

  DMD芯片技術的三大優(yōu)勢

  一,、體積小

  DMD芯片上密密麻麻地排列了80萬至100萬面小鏡子,而且每個小鏡子都可以獨立向正負方向翻轉10度,,并可以每秒鐘翻轉65000次,。光源通過這些小鏡子反射到屏幕上直接形成圖像。其光學路徑也相當簡單,,體積更小,。

  二、成像逼真

  DMD可以提供1670萬種顏色和256段灰度層次,,從而確保DLP投影機可投影的活動影像畫面色彩艷麗的細膩,、自然逼真。DMD最多可內(nèi)置2048×1152陣列,,每個元件約可產(chǎn)生230萬個鏡面,,這種DMD已有能力制成真正的高清晰度電視,。

  三、健康環(huán)保

  一般的三管背投影電視無可避免地會產(chǎn)生X射線輻射,,但DLP的DMD芯片本身采用了數(shù)字光學反射原理,,不會發(fā)出X射線,可以保護觀看者的健康,。

  這些優(yōu)勢可廣泛應用于以下行業(yè)

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  無屏電視

  這得益于TI的DLP技術,,這種技術要先把影像訊號經(jīng)過數(shù)字處理,然后再把光投影出來,。DLP技術最核心的器件叫DMD芯片,,即數(shù)字微鏡元件,它是在CMOS的標準半導體制程上,,加上一個可以調(diào)變反射面的旋轉機構形成的器件,。DMD也被稱作光學的調(diào)制器,它能調(diào)制光線的方向,。IC的數(shù)字電流是用0和1信號控制開和關,,DMD鏡片控制光線的開和關對應著不同的反射角度。

  激光電視:4K超高清

  對于電視,,大眾一致崇尚超高清和大屏幕,,這兩項可以讓觀影效果更加震撼。例如海信的4K超高清激光電視,,畫面非常清晰,,采用了TI的DLP芯片DLP660TE。4K顯示要滿足CA標準規(guī)定的兩個核心因素,,第一,,要真正能夠顯示830萬像素,這是4K DLP最基本的要求,;第二,,830萬像素顯示在大尺寸屏幕上,需要保證每個像素點是精準對準,。如果說在對準過程中,,稍微有點偏差,成像效果會很差,,在單芯片DLP沒有這個問題,,像素點是一一對應的,因此單芯片的DLP方案在4K上有非常好的優(yōu)勢,。

  桌面顯示

  投影顯示的電腦桌面,,用戶可以直接觸控操作,方便快捷,。筆者覺得唯一的問題是清晰度不夠,,專業(yè)人士分析,,“桌面顯示的清晰度受幾個因素影響:一是面板分辨率,分辨率越高清晰度越高,;二是光學鏡頭的性能,,因為這個是超短距的投影光學,所以用戶可能會看到邊角有些模糊,,這和鏡頭的制造工藝有關,。”

  汽車抬頭顯示

  抬頭顯示一直是汽車應用的熱點,,如果用DLP技術實現(xiàn)會是怎樣的情景,?目前林肯的Continental是第一款已經(jīng)集成了DLP前裝的HUD,明年林肯有第二款叫做navigator也是會發(fā)布帶DLP車規(guī)的車型,。德州儀器針對車載抬頭顯示(HUD)系統(tǒng)推出了DLP3030-Q1芯片組以及配套的評估模塊(EVM),,可幫助汽車制造商和一級供應商將高亮度的動態(tài)增強現(xiàn)實(AR)內(nèi)容顯示到擋風玻璃上,從而將關鍵信息呈現(xiàn)于駕駛員的視線范圍內(nèi),。

  設計人員可以利用車規(guī)認證的DLP3030-Q1芯片組來開發(fā)可投射7.5米或更遠的虛擬圖像距離(VID)的AR HUD系統(tǒng),。DLP技術的獨特架構使HUD系統(tǒng)能夠承受投射遠VID時伴隨的強烈的太陽光負荷(最高溫度達105攝氏度),從而實現(xiàn)這一目標,。增強的VID和在寬視場(FOV)中顯示圖像的能力相結合,,使設計人員能夠靈活地創(chuàng)建具有增強景深的AR HUD系統(tǒng),以實現(xiàn)交互式而非分散的信息娛樂和儀表組系統(tǒng),。

  光譜檢測

  顯示自然是DLP的重頭戲,,除了顯示,還更多領域可以拓展,,比如光譜檢測,。光譜檢測傳統(tǒng)的方式怎樣做?純光學的方式,。先確定一種物質的光譜特征和吸收程度,,然后把特定光譜的光打上去,通過分析它是不是真正的吸收50%,,來勾勒出來它處理完之后的光譜,,再和標準光譜做比對分析,。

  如果一個物質有三個光譜曲線,,它后面有所謂的線性陣列,我用三個檢測系來檢測不同的波長的吸收效應,。問題是檢測水是用一個陣列,,檢測油又換成另一個陣列,更換陣列的成本非常昂貴,。而DLP技術是用的數(shù)字方式,,可以用數(shù)字編程的方式掃描,,三個不同的光譜掃描一遍或者掃描十遍來提升信噪比,掃描完之后檢驗者只需要一個單一的檢測器就可以了,。數(shù)字技術最大的優(yōu)勢在于它的可重復性,、響應速度,以及數(shù)字編程技術非常有保障,。

  數(shù)字曝光應用于PCB制板,、美容設備等

  在PCB制板工藝中,數(shù)字曝光的應用取代傳統(tǒng)的掩膜方式是一個大趨勢,。有兩種方式:第一是取代既有的PCB電路制版工藝,;第二是它的數(shù)字化優(yōu)勢可以優(yōu)化高密度和多層的PCB電路制板。除了PCB制板外還有很多應用,,比如美容設備,。在激光祛斑、傷疤祛除手術中,,實際是用UV光去照射病變皮膚,,殺死真菌。因為病變的位置一般不是規(guī)則的圖形,,當它照射的時候或多或少會損害正常的皮膚,。

  如果用高精度的基于DLP的數(shù)字曝光技術,可以清晰地勾勒出病變區(qū)域,,不會出現(xiàn)損害正常皮膚的風險,。

  總結:DMD芯片技術作為DLP的核心,在工業(yè)投影領域早已經(jīng)普及,,但在民用消費領域尚未得到很廣泛運用,,原因無外乎價格、場景與量產(chǎn)等因素,,未來隨著用戶對這個技術的認知提升,、企業(yè)的推動,相信像手機一樣,,人手一部投影儀,,也未可知。


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