九乡新闻网香港太和洞肾亏丸价格:DLP
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/05/05 20:28:20
有人说在我们的这个时代几年间的技术进步要比历史上几十、几百年间的发展步伐还要明显。是啊，只要您留心一下身边的事物，再试着回想几年前的情景，您就会不得不感叹技术迅猛发展给我们生活工作带来的巨大变化。许多我们曾经可望不可及的事物都在技术革命中成为唾手可得的寻常物品，近些年来投影机技术的发展也是这样一条走向更好、更亮、性价比更高的路，液晶投影机渐渐代替了传统crt投影机三色镜头红绿蓝闪烁的庞大身影，而崭露头角的dlp（digital lightprocessing，数字光线处理）投影机又以独特的技术优势迅速确立了自己的地位。
dmd芯片外观
速生巨人
crt发展至今已有近一个世纪的历史，液晶技术也可以追溯到本世纪初期，与前两种技术漫长的发展经历不同，dlp投影机雏形出现还不到6年，而真正的商品化则只有3年多。它的发展速度惊人，确实是信息时代的一个“速生巨人”。
传统的crt投影机用阴极射线管发光成像，主流的液晶投影技术依靠液晶板透射光线成像，而dlp投影机则独辟蹊径地应用了反射原理。1977年3位默默无闻的科学家在ti（德州仪器）中央实验室的角落里研制出一块芯片，当时谁也不知道它会成为20世纪末显示领域技术革命的主力军，这就是dlp投影机的核心———dmd（digitalmicro－mirrordevice，数字微镜设备）的萌芽。在1993年国际信息显示学会（sid，societyfor informationdisplay）研讨会上，几位科学家展示了一台基于dmd技术的投影机，这也是它第一次把自己的神秘面庞展现在世人面前。按现在的眼光看，这台投影机可是够“土”的，它使用一块768×576像素的dmd器件，只能显示pal或ntsc的视频信号，而且对比度只有50∶1，环境光线稍亮就没法使用，真是个“丑小鸭”。
但这只幸福的“丑小鸭”演化成“白天鹅”的过程却是快乐的，在ti全力以赴的促进下，dmd器件的分辨率、亮度、可靠性、制造工艺迅速成熟，而且很快得到了大量投影机生产厂家的认可。统计资料显示，1999年dlp投影机的市场份额可望达到20％，超过传统crt投影机，稳坐市场的第二把交椅。
dmd器件成像原理
“镜子阵”
要了解dlp投影机的原理，我们不妨先从dmd器件谈起。还记得第一次听acer的吴思正先生给我们介绍dmd器件时，其中精妙的实现原理让我目瞪口呆———原来人类真的具有把任何梦想转变为现实的能力。
从外观上看，dmd器件就像是一块镶嵌着镜子的拇指盖大小（0．9英寸）芯片；从原理上讲，它则是一个光调制器，一个像素一个像素地重现投影画面。首先，我们想像一个由约500000（848×600）面正方形镜子一个挨一个拼成的“镜子阵”，这些镜子可以倾斜，于是照射在上面的光线也就会出现直射和“斜射”两种状态。我们再把一幅图像也分为848×600个像素，根据明暗转化为数字脉冲，控制那个“镜子阵”中每个镜子倾斜与否，于是一幅再现出原图明暗状况的图像就产生了。
虽然原理看来非常简单，但dmd器件的实现却是极为精密的微细机电技术、光学设计和集成电路制造工艺的完美结合。这50万个“小镜子”每面的边长只有16微米（1×10－12米），两个镜子的间距更是近到了约1微米。光是制造和排列这些镜子已经让人叹为观止了，现在它们还要自如地动起来，虽然角度不大———约在±10°左右，但频率却高达5000hz。普通集成电路芯片上集成几百万个三极管早已不在话下，但dmd芯片上不仅有电路，还要在硅片上蚀刻出可以灵活运动的机械结构，真让人觉得有些神秘。
现在就让我们仔细看看每个“小镜子”及其驱动单元的结构。由金属铝沉积而成的反射镜下面连接着一块轭板，轭板通过两侧的扭转铰链安装在基板上，铰链和轭板都是导电的。在轭板下方集成着对应这个像素的sram存储器单元，并在表面上引出一块突出的电极。当存储器根据控制器分配给它的信号呈现正负极性的时候，就会对轭板产生吸引或排斥的静电作用力。静电引力虽然非常微弱，但质量极小的轭板和镜片则会迅速随之运动，这50万个“小镜子”同时在电信号的驱动下“翩翩起舞”，一组流畅的投影画面就产生了。
您可能已经察觉了，根据我们讨论的原理，dmd器件中每个镜片的反射状态只有“开”和“关”两种，也就是只能产生木刻般黑白分明的图像，无法再现灰度层次，色彩就更不用说了。实际上，这些“小镜子”不是只在更换画面时才变化一下自己的角度，它们一直处在不停地抖动之中。通常投影画面的刷新速率为60－80hz，而dmd镜片的抖动速率最高可达5000hz。控制电路通过脉冲调宽算法将像素的灰度值转换为相应的电脉冲信号，驱动镜片以不同频率抖动，在投影屏幕上形成一个高频闪烁的光点，最终到了人的眼中就会由于“视觉暂留”现象而被感受为深浅不同的灰色。
dmd器件单个镜片结构
化灰度为彩色
dmd器件可以通过“镜子阵”的抖动产生灰度图像，那dlp投影机的下一步任务就是要给图像加上色彩了。根据着色方式和dmd器件数量的不同，目前的dlp投影机可以分为单片式、两片式和三片式三种。
单片式dlp投影机结构
单片式和两片式dlp投影机的基本原理很简单———既然dmd只能产生灰度信号，就让它交替反射彩色光，让各种色彩的图像以很高的速率呈现在屏幕上，在观众的眼睛中组合成为一幅完整的彩色画面。在这两种投影机中都有一个被称为色轮的机构，它由几种颜色的滤色镜拼接而成，在高速旋转时就可以迅速切换出不同色彩的光线。
两片式dlp投影机结构
在单片式dlp投影机中，色轮由红绿蓝三原色滤色镜组成，控制电路根据当前的色轮旋转位置，把相应色彩的图像信号传递给dmd器件，交替显示在投影屏幕上的红绿蓝单色图像就组合成一幅色彩丰富的画面。由于单片式dlp投影机的体积非常小，所以最适合制作便携式和超便携式投影机，伴随用户四处旅行。
两片式投影机是专门针对某些红色较弱的光源设计的，它的色轮只有两种颜色———黄和品红，而且在光路中增加了一块红色的分色棱镜。色轮上的黄滤色镜可以透过红光和绿光，品红滤色镜可以透过红光和蓝光，也就是说，除了交替出现的蓝光和绿光外，红光是一直存在的。光线到了分色棱镜后，蓝光和绿光交替反射到一块dmd器件上，而红光被分出来持续照射到另一块上，它们反射的三种色彩图像便组合成了一幅全彩色画面。两片式投影机的色彩比较温暖、丰富，适合暗光线下的影院或控制室使用。
三片式dlp投影机结构
三片式dlp投影机就不需要色轮来切换色彩了，它与目前流行的三片式液晶投影机类似，使用分色镜将红绿蓝色光投射在三片dmd器件上，再通过棱镜把三色图案组合起来，形成色彩丰富、鲜明的投影画面。
优势与展望
由于采用了别具一格的反射原理，dlp投影机便有了许多“与生俱来”的优势，首先就是光效率较高、图像清晰度很好。与透射方式的投影机相比，反射镜的光效率要比依靠液晶开关透光的效率高得多。而且dmd器件中“小镜子”排列非常紧密（间距1微米），效率高达90％，使投影画面中像素过渡自然，让观众感觉非常清晰锐利；而液晶器件每个像素间的网格相对较宽，影响了图像的亮度和质量。dlp投影机还有一个特点，它的亮度不会随着图像分辨率的提高而降低。您试着设想一下，更高的分辨率就代表着dmd表面有更多的“小镜子”来反射光线，反射镜的总面积增加了，光线的利用率自然也提高了。
dlp投影机的外形变化
dmd上的“小镜子”开关状态光线变化非常明显，而且由于上述光效率较高的原因，dlp投影机可以使用口径相对较小的投影镜头，进一步提高了画面对比度。目前市场上单片式dlp投影机也可以达到1000ansi流明的亮度和400：1的对比度。
谈到dmd器件的成像原理时，您在感叹其精巧结构的同时可能也为它的寿命捏了一把汗，按照通常的推断，如此微小的机械连接、如此高的运动频率，dmd能支撑多久呢？ti的测试数据让我们大吃一惊，dmd器件不仅通过了所有的常规半导体器件测试，在模拟操作环境下，其有效寿命超过10万小时，dmd上的“小镜子”则创造了往返运动10万亿次不损坏的纪录，依照这些测试估计，dlp投影机的整体寿命长达95年。而且由于dmd器件是一块焊接在电路板上的芯片，在提高了系统可靠性的同时，使dlp投影机的体积可以做得相当小巧，成为目前欧美流行的超便携投影机中采用的主流技术。在今年6月份举办的infocomm大展上，已经出现了重量只有2千克、体积像a4书本大小的超轻量级投影机。
当然，作为一项出现仅仅数年的技术，dlp投影机肯定具有广阔的发展空间。首先，虽然dmd器件的光效率很高，但单片和两片式投影机中的色轮则会造成大量的光线衰减，而且导致投影画面的色彩饱和度下降。三片式dlp投影机虽然亮度、色彩都非常出色，但目前体积庞大、价格昂贵，很少得到应用。其实究其根本原因，ti对dmd技术的垄断式生产和经营也对dlp投影机的迅速普及发展造成了很大障碍，每台dlp投影机中dmd器件所占成本惊人，让投影机的价格居高不下。不过，作为投影技术的新生力量，dlp投影机一定会在未来带给我们更多的惊喜。
dmd芯片外观
速生巨人
crt发展至今已有近一个世纪的历史，液晶技术也可以追溯到本世纪初期，与前两种技术漫长的发展经历不同，dlp投影机雏形出现还不到6年，而真正的商品化则只有3年多。它的发展速度惊人，确实是信息时代的一个“速生巨人”。
传统的crt投影机用阴极射线管发光成像，主流的液晶投影技术依靠液晶板透射光线成像，而dlp投影机则独辟蹊径地应用了反射原理。1977年3位默默无闻的科学家在ti（德州仪器）中央实验室的角落里研制出一块芯片，当时谁也不知道它会成为20世纪末显示领域技术革命的主力军，这就是dlp投影机的核心———dmd（digitalmicro－mirrordevice，数字微镜设备）的萌芽。在1993年国际信息显示学会（sid，societyfor informationdisplay）研讨会上，几位科学家展示了一台基于dmd技术的投影机，这也是它第一次把自己的神秘面庞展现在世人面前。按现在的眼光看，这台投影机可是够“土”的，它使用一块768×576像素的dmd器件，只能显示pal或ntsc的视频信号，而且对比度只有50∶1，环境光线稍亮就没法使用，真是个“丑小鸭”。
但这只幸福的“丑小鸭”演化成“白天鹅”的过程却是快乐的，在ti全力以赴的促进下，dmd器件的分辨率、亮度、可靠性、制造工艺迅速成熟，而且很快得到了大量投影机生产厂家的认可。统计资料显示，1999年dlp投影机的市场份额可望达到20％，超过传统crt投影机，稳坐市场的第二把交椅。
dmd器件成像原理
“镜子阵”
要了解dlp投影机的原理，我们不妨先从dmd器件谈起。还记得第一次听acer的吴思正先生给我们介绍dmd器件时，其中精妙的实现原理让我目瞪口呆———原来人类真的具有把任何梦想转变为现实的能力。
从外观上看，dmd器件就像是一块镶嵌着镜子的拇指盖大小（0．9英寸）芯片；从原理上讲，它则是一个光调制器，一个像素一个像素地重现投影画面。首先，我们想像一个由约500000（848×600）面正方形镜子一个挨一个拼成的“镜子阵”，这些镜子可以倾斜，于是照射在上面的光线也就会出现直射和“斜射”两种状态。我们再把一幅图像也分为848×600个像素，根据明暗转化为数字脉冲，控制那个“镜子阵”中每个镜子倾斜与否，于是一幅再现出原图明暗状况的图像就产生了。
虽然原理看来非常简单，但dmd器件的实现却是极为精密的微细机电技术、光学设计和集成电路制造工艺的完美结合。这50万个“小镜子”每面的边长只有16微米（1×10－12米），两个镜子的间距更是近到了约1微米。光是制造和排列这些镜子已经让人叹为观止了，现在它们还要自如地动起来，虽然角度不大———约在±10°左右，但频率却高达5000hz。普通集成电路芯片上集成几百万个三极管早已不在话下，但dmd芯片上不仅有电路，还要在硅片上蚀刻出可以灵活运动的机械结构，真让人觉得有些神秘。
现在就让我们仔细看看每个“小镜子”及其驱动单元的结构。由金属铝沉积而成的反射镜下面连接着一块轭板，轭板通过两侧的扭转铰链安装在基板上，铰链和轭板都是导电的。在轭板下方集成着对应这个像素的sram存储器单元，并在表面上引出一块突出的电极。当存储器根据控制器分配给它的信号呈现正负极性的时候，就会对轭板产生吸引或排斥的静电作用力。静电引力虽然非常微弱，但质量极小的轭板和镜片则会迅速随之运动，这50万个“小镜子”同时在电信号的驱动下“翩翩起舞”，一组流畅的投影画面就产生了。
您可能已经察觉了，根据我们讨论的原理，dmd器件中每个镜片的反射状态只有“开”和“关”两种，也就是只能产生木刻般黑白分明的图像，无法再现灰度层次，色彩就更不用说了。实际上，这些“小镜子”不是只在更换画面时才变化一下自己的角度，它们一直处在不停地抖动之中。通常投影画面的刷新速率为60－80hz，而dmd镜片的抖动速率最高可达5000hz。控制电路通过脉冲调宽算法将像素的灰度值转换为相应的电脉冲信号，驱动镜片以不同频率抖动，在投影屏幕上形成一个高频闪烁的光点，最终到了人的眼中就会由于“视觉暂留”现象而被感受为深浅不同的灰色。
dmd器件单个镜片结构
化灰度为彩色
dmd器件可以通过“镜子阵”的抖动产生灰度图像，那dlp投影机的下一步任务就是要给图像加上色彩了。根据着色方式和dmd器件数量的不同，目前的dlp投影机可以分为单片式、两片式和三片式三种。
单片式dlp投影机结构
单片式和两片式dlp投影机的基本原理很简单———既然dmd只能产生灰度信号，就让它交替反射彩色光，让各种色彩的图像以很高的速率呈现在屏幕上，在观众的眼睛中组合成为一幅完整的彩色画面。在这两种投影机中都有一个被称为色轮的机构，它由几种颜色的滤色镜拼接而成，在高速旋转时就可以迅速切换出不同色彩的光线。
两片式dlp投影机结构
在单片式dlp投影机中，色轮由红绿蓝三原色滤色镜组成，控制电路根据当前的色轮旋转位置，把相应色彩的图像信号传递给dmd器件，交替显示在投影屏幕上的红绿蓝单色图像就组合成一幅色彩丰富的画面。由于单片式dlp投影机的体积非常小，所以最适合制作便携式和超便携式投影机，伴随用户四处旅行。
两片式投影机是专门针对某些红色较弱的光源设计的，它的色轮只有两种颜色———黄和品红，而且在光路中增加了一块红色的分色棱镜。色轮上的黄滤色镜可以透过红光和绿光，品红滤色镜可以透过红光和蓝光，也就是说，除了交替出现的蓝光和绿光外，红光是一直存在的。光线到了分色棱镜后，蓝光和绿光交替反射到一块dmd器件上，而红光被分出来持续照射到另一块上，它们反射的三种色彩图像便组合成了一幅全彩色画面。两片式投影机的色彩比较温暖、丰富，适合暗光线下的影院或控制室使用。
三片式dlp投影机结构
三片式dlp投影机就不需要色轮来切换色彩了，它与目前流行的三片式液晶投影机类似，使用分色镜将红绿蓝色光投射在三片dmd器件上，再通过棱镜把三色图案组合起来，形成色彩丰富、鲜明的投影画面。
优势与展望
由于采用了别具一格的反射原理，dlp投影机便有了许多“与生俱来”的优势，首先就是光效率较高、图像清晰度很好。与透射方式的投影机相比，反射镜的光效率要比依靠液晶开关透光的效率高得多。而且dmd器件中“小镜子”排列非常紧密（间距1微米），效率高达90％，使投影画面中像素过渡自然，让观众感觉非常清晰锐利；而液晶器件每个像素间的网格相对较宽，影响了图像的亮度和质量。dlp投影机还有一个特点，它的亮度不会随着图像分辨率的提高而降低。您试着设想一下，更高的分辨率就代表着dmd表面有更多的“小镜子”来反射光线，反射镜的总面积增加了，光线的利用率自然也提高了。
dlp投影机的外形变化
dmd上的“小镜子”开关状态光线变化非常明显，而且由于上述光效率较高的原因，dlp投影机可以使用口径相对较小的投影镜头，进一步提高了画面对比度。目前市场上单片式dlp投影机也可以达到1000ansi流明的亮度和400：1的对比度。
谈到dmd器件的成像原理时，您在感叹其精巧结构的同时可能也为它的寿命捏了一把汗，按照通常的推断，如此微小的机械连接、如此高的运动频率，dmd能支撑多久呢？ti的测试数据让我们大吃一惊，dmd器件不仅通过了所有的常规半导体器件测试，在模拟操作环境下，其有效寿命超过10万小时，dmd上的“小镜子”则创造了往返运动10万亿次不损坏的纪录，依照这些测试估计，dlp投影机的整体寿命长达95年。而且由于dmd器件是一块焊接在电路板上的芯片，在提高了系统可靠性的同时，使dlp投影机的体积可以做得相当小巧，成为目前欧美流行的超便携投影机中采用的主流技术。在今年6月份举办的infocomm大展上，已经出现了重量只有2千克、体积像a4书本大小的超轻量级投影机。
当然，作为一项出现仅仅数年的技术，dlp投影机肯定具有广阔的发展空间。首先，虽然dmd器件的光效率很高，但单片和两片式投影机中的色轮则会造成大量的光线衰减，而且导致投影画面的色彩饱和度下降。三片式dlp投影机虽然亮度、色彩都非常出色，但目前体积庞大、价格昂贵，很少得到应用。其实究其根本原因，ti对dmd技术的垄断式生产和经营也对dlp投影机的迅速普及发展造成了很大障碍，每台dlp投影机中dmd器件所占成本惊人，让投影机的价格居高不下。不过，作为投影技术的新生力量，dlp投影机一定会在未来带给我们更多的惊喜。