極致影像的答案 全解DLP投影機(jī)的秘密

    在DLP投影機(jī)中DMD芯片就如同人的大腦一樣重要。DMD可以看做是一個半導(dǎo)體光開關(guān)制。它的上面充滿了微笑的鏡面。這些鏡面可以旋轉(zhuǎn)。如果有光線照射在旋轉(zhuǎn)的鏡面上，它可以選擇把光線反射到投影屏幕上，或者另一個完全不相干的角度上。由此可以看出，DMD芯片是一個結(jié)合了電子電路、機(jī)械和光學(xué)技術(shù)的產(chǎn)品：這一技術(shù)又被稱為微電子機(jī)械學(xué)“MEMS”

    在實(shí)際的制造中，DMD芯片的下層電路采用CMOS電路，最新的產(chǎn)品的底層電路與電腦內(nèi)存的DDR結(jié)構(gòu)方式非常相似。這一層電路用于控制其上的機(jī)械部件的運(yùn)動或者靜止。其性能水平直接決定著DMD芯片完成一個基本鏡片翻轉(zhuǎn)的工作速度。DMD底層電路技術(shù)的改進(jìn)可以參考大部分半導(dǎo)體存儲（內(nèi)存）產(chǎn)品的改進(jìn)策略，具有很高的技術(shù)通用性。

數(shù)字微鏡技術(shù)DMD

    在DMD芯片的最上面是一層四方的鋁層鏡面陣列。這些鏡面經(jīng)由下面被稱為“軛”的裝置鏈接，并被“扭力鉸鏈”控制，可以左右翻轉(zhuǎn)。在最初的餓產(chǎn)品上其翻轉(zhuǎn)角度只有10度，但是隨著其下部鏈接部分技術(shù)的簡化，最大翻轉(zhuǎn)角度提升到了12度。DMD芯片上的鏡面間的空隙非常狹小，最新產(chǎn)品的有效光學(xué)面能達(dá)到整個芯片面積90%以上，擁有極高的光學(xué)利用率。

    DMD芯片控制鏡面旋轉(zhuǎn)的部件采用被稱為“面微加工(surface micromachining)多晶矽”方法制作，具有機(jī)構(gòu)穩(wěn)固性、靈活性強(qiáng)，成本低廉的特點(diǎn)。同時又很好的解決了半導(dǎo)體制程、為機(jī)械制程和光學(xué)制程間肯能的相互破壞的問題。這種方法與其他MEMS制造方法全然不同， TI是目前仍采用這種方法的唯一一家公司。具體實(shí)現(xiàn)步驟是為機(jī)械單元選用鋁合金材料，并以傳統(tǒng)光阻作為犧牲空間。所有工作都在200℃以下完成，因此在晶片上增加MEMS時不會影響金屬化制程或電晶體，也不會影響已經(jīng)完成的CMOS電路。這種方法是MEMS微型反射鏡的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。

    DMD芯片主要的工作方式是依據(jù)后端電路傳遞給CMOS芯片的不同信號，調(diào)控片上每個微鏡的旋轉(zhuǎn)位置，進(jìn)而使得照射在微鏡上的光線有選擇的反射道不同方向。作為微型數(shù)字光學(xué)處理器件，DMD不僅是DLP投影機(jī)的核心組建，而且也被廣泛應(yīng)用到了印刷、可研等諸多需要數(shù)字光開關(guān)的領(lǐng)域，成為了微電子機(jī)械學(xué)MEMS最成功的產(chǎn)品之一。