隨著投影技術(shù)的廣泛運(yùn)用,DLP相關(guān)的技術(shù)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(shì)與應(yīng)用,帶大家全面認(rèn)識(shí)投影技術(shù)。
DMD器件是DLP的基礎(chǔ),一個(gè)DMD可被簡(jiǎn)單描述成為一個(gè)半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān),DMD的工作原理就是借助微鏡裝置反射需要的光,同時(shí)通過(guò)光吸收器吸收不需要的光來(lái)實(shí)現(xiàn)影像的投影,而其光照方向則是借助靜電作用,通過(guò)控制微鏡片角度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
DMD芯片技術(shù)的三大優(yōu)勢(shì)
一、體積小
DMD芯片上密密麻麻地排列了80萬(wàn)至100萬(wàn)面小鏡子,而且每個(gè)小鏡子都可以獨(dú)立向正負(fù)方向翻轉(zhuǎn)10度,并可以每秒鐘翻轉(zhuǎn)65000次。光源通過(guò)這些小鏡子反射到屏幕上直接形成圖像。其光學(xué)路徑也相當(dāng)簡(jiǎn)單,體積更小。
二、成像逼真
DMD可以提供1670萬(wàn)種顏色和256段灰度層次,從而確保DLP投影機(jī)可投影的活動(dòng)影像畫(huà)面色彩艷麗的細(xì)膩、自然逼真。DMD最多可內(nèi)置2048×1152陣列,每個(gè)元件約可產(chǎn)生230萬(wàn)個(gè)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(wú)可避免地會(huì)產(chǎn)生X射線輻射,但DLP的DMD芯片本身采用了數(shù)字光學(xué)反射原理,不會(huì)發(fā)出X射線,可以保護(hù)觀看者的健康。
這些優(yōu)勢(shì)可廣泛應(yīng)用于以下行業(yè)
無(wú)屏電視
這得益于TI的DLP技術(shù),這種技術(shù)要先把影像訊號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字處理,然后再把光投影出來(lái)。DLP技術(shù)最核心的器件叫DMD芯片,即數(shù)字微鏡元件,它是在CMOS的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體制程上,加上一個(gè)可以調(diào)變反射面的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)形成的器件。DMD也被稱(chēng)作光學(xué)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(hào)控制開(kāi)和關(guān),DMD鏡片控制光線的開(kāi)和關(guān)對(duì)應(yīng)著不同的反射角度。
激光電視:4K超高清
對(duì)于電視,大眾一致崇尚超高清和大屏幕,這兩項(xiàng)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(huà)面非常清晰,采用了TI的DLP芯片DLP660TE。4K顯示要滿(mǎn)足CA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的兩個(gè)核心因素,第一,要真正能夠顯示830萬(wàn)像素,這是4K DLP最基本的要求;第二,830萬(wàn)像素顯示在大尺寸屏幕上,需要保證每個(gè)像素點(diǎn)是精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)。如果說(shuō)在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中,稍微有點(diǎn)偏差,成像效果會(huì)很差,在單芯片DLP沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,像素點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的,因此單芯片的DLP方案在4K上有非常好的優(yōu)勢(shì)。
桌面顯示
投影顯示的電腦桌面,用戶(hù)可以直接觸控操作,方便快捷。筆者覺(jué)得唯一的問(wèn)題是清晰度不夠,專(zhuān)業(yè)人士分析,“桌面顯示的清晰度受幾個(gè)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(xué)鏡頭的性能,因?yàn)檫@個(gè)是超短距的投影光學(xué),所以用戶(hù)可能會(huì)看到邊角有些模糊,這和鏡頭的制造工藝有關(guān)?!?/p>
汽車(chē)抬頭顯示
抬頭顯示一直是汽車(chē)應(yīng)用的熱點(diǎn),如果用DLP技術(shù)實(shí)現(xiàn)會(huì)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(huì)發(fā)布帶DLP車(chē)規(guī)的車(chē)型。德州儀器針對(duì)車(chē)載抬頭顯示(HUD)系統(tǒng)推出了DLP3030-Q1芯片組以及配套的評(píng)估模塊(EVM),可幫助汽車(chē)制造商和一級(jí)供應(yīng)商將高亮度的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)內(nèi)容顯示到擋風(fēng)玻璃上,從而將關(guān)鍵信息呈現(xiàn)于駕駛員的視線范圍內(nèi)。
設(shè)計(jì)人員可以利用車(chē)規(guī)認(rèn)證的DLP3030-Q1芯片組來(lái)開(kāi)發(fā)可投射7.5米或更遠(yuǎn)的虛擬圖像距離(VID)的AR HUD系統(tǒng)。DLP技術(shù)的獨(dú)特架構(gòu)使HUD系統(tǒng)能夠承受投射遠(yuǎn)VID時(shí)伴隨的強(qiáng)烈的太陽(yáng)光負(fù)荷(最高溫度達(dá)105攝氏度),從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。增強(qiáng)的VID和在寬視場(chǎng)(FOV)中顯示圖像的能力相結(jié)合,使設(shè)計(jì)人員能夠靈活地創(chuàng)建具有增強(qiáng)景深的AR HUD系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)交互式而非分散的信息娛樂(lè)和儀表組系統(tǒng)。
光譜檢測(cè)
顯示自然是DLP的重頭戲,除了顯示,還更多領(lǐng)域可以拓展,比如光譜檢測(cè)。光譜檢測(cè)傳統(tǒng)的方式怎樣做?純光學(xué)的方式。先確定一種物質(zhì)的光譜特征和吸收程度,然后把特定光譜的光打上去,通過(guò)分析它是不是真正的吸收50%,來(lái)勾勒出來(lái)它處理完之后的光譜,再和標(biāo)準(zhǔn)光譜做比對(duì)分析。
如果一個(gè)物質(zhì)有三個(gè)光譜曲線,它后面有所謂的線性陣列,我用三個(gè)檢測(cè)系來(lái)檢測(cè)不同的波長(zhǎng)的吸收效應(yīng)。問(wèn)題是檢測(cè)水是用一個(gè)陣列,檢測(cè)油又換成另一個(gè)陣列,更換陣列的成本非常昂貴。而DLP技術(shù)是用的數(shù)字方式,可以用數(shù)字編程的方式掃描,三個(gè)不同的光譜掃描一遍或者掃描十遍來(lái)提升信噪比,掃描完之后檢驗(yàn)者只需要一個(gè)單一的檢測(cè)器就可以了。數(shù)字技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于它的可重復(fù)性、響應(yīng)速度,以及數(shù)字編程技術(shù)非常有保障。
數(shù)字曝光應(yīng)用于PCB制板、美容設(shè)備等
在PCB制板工藝中,數(shù)字曝光的應(yīng)用取代傳統(tǒng)的掩膜方式是一個(gè)大趨勢(shì)。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(shì)可以?xún)?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(yīng)用,比如美容設(shè)備。在激光祛斑、傷疤祛除手術(shù)中,實(shí)際是用UV光去照射病變皮膚,殺死真菌。因?yàn)椴∽兊奈恢靡话悴皇且?guī)則的圖形,當(dāng)它照射的時(shí)候或多或少會(huì)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(shù),可以清晰地勾勒出病變區(qū)域,不會(huì)出現(xiàn)損害正常皮膚的風(fēng)險(xiǎn)。
總結(jié):DMD芯片技術(shù)作為DLP的核心,在工業(yè)投影領(lǐng)域早已經(jīng)普及,但在民用消費(fèi)領(lǐng)域尚未得到很廣泛運(yùn)用,原因無(wú)外乎價(jià)格、場(chǎng)景與量產(chǎn)等因素,未來(lái)隨著用戶(hù)對(duì)這個(gè)技術(shù)的認(rèn)知提升、企業(yè)的推動(dòng),相信像手機(jī)一樣,人手一部投影儀,也未可知。