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DMD芯片的优势及常见的应用场景分析

   日期:2018-07-14     浏览:31    评论:0    
核心提示:随着投影技术的广泛运用,DLP相关的技术也被人熟知,而DLP背投的核心就是DMD芯片,本文将从DMD芯片的优势与应用,带大家全面认识
 随着投影技术的广泛运用,DLP相关的技术也被人熟知,而DLP背投的核心就是DMD芯片,本文将从DMD芯片的优势与应用,带大家全面认识投影技术。

DMD器件是DLP的基础,一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关,DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光,同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影,而其光照方向则是借助静电作用,通过控制微镜片角度来实现的。

DMD芯片技术的三大优势

一、体积小

DMD芯片上密密麻麻地排列了80万至100万面小镜子,而且每个小镜子都可以独立向正负方向翻转10度,并可以每秒钟翻转65000次。光源通过这些小镜子反射到屏幕上直接形成图像。其光学路径也相当简单,体积更小。

二、成像逼真

DMD可以提供1670万种颜色和256段灰度层次,从而确保DLP投影机可投影的活动影像画面色彩艳丽的细腻、自然逼真。DMD最多可内置2048×1152阵列,每个元件约可产生230万个镜面,这种DMD已有能力制成真正的高清晰度电视。

三、健康环保

一般的三管背投影电视无可避免地会产生X射线辐射,但DLP的DMD芯片本身采用了数字光学反射原理,不会发出X射线,可以保护观看者的健康。

这些优势可广泛应用于以下行业

无屏电视

这得益于TI的DLP技术,这种技术要先把影像讯号经过数字处理,然后再把光投影出来。DLP技术最核心的器件叫DMD芯片,即数字微镜元件,它是在CMOS的标准半导体制程上,加上一个可以调变反射面的旋转机构形成的器件。DMD也被称作光学的调制器,它能调制光线的方向。IC的数字电流是用0和1信号控制开和关,DMD镜片控制光线的开和关对应着不同的反射角度。

激光电视:4K超高清

对于电视,大众一致崇尚超高清和大屏幕,这两项可以让观影效果更加震撼。例如海信的4K超高清激光电视,画面非常清晰,采用了TI的DLP芯片DLP660TE。4K显示要满足CA标准规定的两个核心因素,第一,要真正能够显示830万像素,这是4K DLP最基本的要求;第二,830万像素显示在大尺寸屏幕上,需要保证每个像素点是精准对准。如果说在对准过程中,稍微有点偏差,成像效果会很差,在单芯片DLP没有这个问题,像素点是一一对应的,因此单芯片的DLP方案在4K上有非常好的优势。

桌面显示

投影显示的电脑桌面,用户可以直接触控操作,方便快捷。笔者觉得唯一的问题是清晰度不够,专业人士分析,“桌面显示的清晰度受几个因素影响:一是面板分辨率,分辨率越高清晰度越高;二是光学镜头的性能,因为这个是超短距的投影光学,所以用户可能会看到边角有些模糊,这和镜头的制造工艺有关。”

汽车抬头显示

抬头显示一直是汽车应用的热点,如果用DLP技术实现会是怎样的情景?目前林肯的Continental是第一款已经集成了DLP前装的HUD,明年林肯有第二款叫做navigator也是会发布带DLP车规的车型。德州仪器针对车载抬头显示(HUD)系统推出了DLP3030-Q1芯片组以及配套的评估模块(EVM),可帮助汽车制造商和一级供应商将高亮度的动态增强现实(AR)内容显示到挡风玻璃上,从而将关键信息呈现于驾驶员的视线范围内。

设计人员可以利用车规认证的DLP3030-Q1芯片组来开发可投射7.5米或更远的虚拟图像距离(VID)的AR HUD系统。DLP技术的独特架构使HUD系统能够承受投射远VID时伴随的强烈的太阳光负荷(最高温度达105摄氏度),从而实现这一目标。增强的VID和在宽视场(FOV)中显示图像的能力相结合,使设计人员能够灵活地创建具有增强景深的AR HUD系统,以实现交互式而非分散的信息娱乐和仪表组系统。

光谱检测

显示自然是DLP的重头戏,除了显示,还更多领域可以拓展,比如光谱检测。光谱检测传统的方式怎样做?纯光学的方式。先确定一种物质的光谱特征和吸收程度,然后把特定光谱的光打上去,通过分析它是不是真正的吸收50%,来勾勒出来它处理完之后的光谱,再和标准光谱做比对分析。

如果一个物质有三个光谱曲线,它后面有所谓的线性阵列,我用三个检测系来检测不同的波长的吸收效应。问题是检测水是用一个阵列,检测油又换成另一个阵列,更换阵列的成本非常昂贵。而DLP技术是用的数字方式,可以用数字编程的方式扫描,三个不同的光谱扫描一遍或者扫描十遍来提升信噪比,扫描完之后检验者只需要一个单一的检测器就可以了。数字技术最大的优势在于它的可重复性、响应速度,以及数字编程技术非常有保障。

数字曝光应用于PCB制板、美容设备等

在PCB制板工艺中,数字曝光的应用取代传统的掩膜方式是一个大趋势。有两种方式:第一是取代既有的PCB电路制版工艺;第二是它的数字化优势可以优化高密度和多层的PCB电路制板。除了PCB制板外还有很多应用,比如美容设备。在激光祛斑、伤疤祛除手术中,实际是用UV光去照射病变皮肤,杀死真菌。因为病变的位置一般不是规则的图形,当它照射的时候或多或少会损害正常的皮肤。

如果用高精度的基于DLP的数字曝光技术,可以清晰地勾勒出病变区域,不会出现损害正常皮肤的风险。

总结:DMD芯片技术作为DLP的核心,在工业投影领域早已经普及,但在民用消费领域尚未得到很广泛运用,原因无外乎价格、场景与量产等因素,未来随着用户对这个技术的认知提升、企业的推动,相信像手机一样,人手一部投影仪,也未可知。

 
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