DMD是一種微光學(xué)電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)隙笆，它包含一組有±12度傾斜狀態(tài)的高反射率的鋁正交微鏡陣列斧吐。擁有極高的刷新頻率和可編
程的顯示控制，可以實(shí)現(xiàn)對投影區(qū)域光能量的調(diào)制仲器。這些DLP芯片通常用于高速工業(yè)煤率、醫(yī)療和高級顯示應(yīng)用。
光學(xué)
作為一種微光學(xué)機(jī)械電子元件乏冀，它有兩個(gè)穩(wěn)定的微鏡狀態(tài)(對大多數(shù)當(dāng)前的DMD來說是+12°和-12°)蝶糯，這是由像素在工作中的幾何結(jié)構(gòu)
和靜電控制決定的。不上電時(shí)辆沦，DMD微鏡處于平坦?fàn)顟B(tài)昼捍，上電以后，可以實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)運(yùn)行肢扯，兩種偏轉(zhuǎn)位置決定了光的偏折方向妒茬。按照
慣例，DMD作為空間光調(diào)制器蔚晨，正(+)狀態(tài)是向照明方向傾斜的乍钻，稱為“打開”狀態(tài)。類似地铭腕，負(fù)(-)狀態(tài)偏離了光照银择，稱為“off”狀
態(tài)。通過編程可以控制每一塊微鏡的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)和偏轉(zhuǎn)時(shí)間累舷，從而實(shí)現(xiàn)DMD“光開關(guān)”的功能浩考。圖1顯示了兩個(gè)像素，一個(gè)處于on狀
態(tài)被盈，另一個(gè)處于off狀態(tài)析孽。這是微鏡唯二的工作狀態(tài)搭伤。
圖1像素處于開/關(guān)狀態(tài)
機(jī)械
在機(jī)械上，每一個(gè)像素由一個(gè)微鏡構(gòu)成袜瞬，微鏡通過一個(gè)通孔連接到一個(gè)隱藏的扭轉(zhuǎn)鉸鏈上怜俐，微鏡偏轉(zhuǎn)軸沿正方形微鏡的一條對腳線方
向，微鏡的底面與如圖2所示的彈簧片接觸吞滞，這樣的設(shè)計(jì)佑菩，有助于提高DMD微鏡偏轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度盾沫。該圖顯示了未上電時(shí)處于
平坦?fàn)顟B(tài)下的微鏡裁赠。上電后，圖中所示的兩個(gè)電極可以通過靜電作用赴精，將微鏡吸附并固定在兩種工作位置佩捞，實(shí)現(xiàn)+12°和-12°度的偏
轉(zhuǎn)。
圖2 帶有零件標(biāo)注的微鏡像素
電雙重cmos存儲器
每個(gè)微鏡下面是一個(gè)由雙CMOS存儲器元件組成的記憶單元蕾哟，如圖3所示一忱。這兩個(gè)記憶單元的狀態(tài)不是獨(dú)立的，但總是互補(bǔ)的谭确。如果一
個(gè)元素是邏輯1帘营，那么另一個(gè)元素是邏輯0，反之亦然逐哈。像素存儲單元的狀態(tài)對微鏡的機(jī)械位置有一定影響芬迄，但加載記憶單元并不會直
接改變微鏡的機(jī)械狀態(tài)。
圖3 雙CMOS像素存儲器
存儲狀態(tài)和微鏡狀態(tài)
雖然雙CMOS單元的狀態(tài)決定了微鏡的狀態(tài)昂秃，但它不是唯一的因素禀梳。一旦微鏡方位確定，改變存儲單元的狀態(tài)不會導(dǎo)致微鏡翻轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)肠骆。因此算途，存儲狀態(tài)和微鏡狀態(tài)并不是直接聯(lián)系在一起的。
微鏡時(shí)鐘脈沖-將內(nèi)存狀態(tài)轉(zhuǎn)換為微鏡狀
為了將CMOS存儲器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到微鏡的機(jī)械位置蚀腿，像素必須接收一個(gè)“微鏡時(shí)鐘脈沖”(以前版本中稱為“復(fù)位”脈沖)嘴瓤。這個(gè)微鏡時(shí)
鐘脈沖暫時(shí)釋放微鏡，然后根據(jù)下面CMOS存儲器的狀態(tài)重新放置它莉钙。因此纱注，重要的是在微鏡時(shí)鐘脈沖操作期間不要覆蓋內(nèi)存單元。
各種DMD數(shù)據(jù)表指定了微鏡時(shí)鐘脈沖發(fā)生前后的時(shí)間胆胰，即數(shù)據(jù)不能加載到像素CMOS內(nèi)存中狞贱。
這允許預(yù)加載像素陣列的內(nèi)存，并通過一個(gè)微鏡時(shí)鐘脈沖同時(shí)改變它們的機(jī)械位置蜀涨。
微鏡的上電瞎嬉，斷電
當(dāng)DMD“上電”或“斷電”時(shí)蝎毡，有一些過程是必要的，以確保微鏡的正常操作氧枣，我們稱之為“復(fù)位”沐兵。微鏡在上電時(shí)觸底，經(jīng)過一段
時(shí)間穩(wěn)定后便监，微鏡將保持在這個(gè)狀態(tài)扎谎。在斷電時(shí)，微鏡被釋放烧董，實(shí)現(xiàn)“復(fù)位”毁靶，這時(shí)微鏡需要一段時(shí)間來達(dá)到穩(wěn)定的平坦?fàn)顟B(tài)。只有當(dāng)
DMD微鏡穩(wěn)定后逊移，下一次上電预吆，DMD才能正常偏轉(zhuǎn)。
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