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          透析DLP投影機(jī)核心 DMD芯片圖文介紹

          作者: 時間:2017-10-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            在文中我們以圖文方式介紹DLP投影機(jī)的核心——

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/367107.htm

            

            工作原理

            

            微反射鏡結(jié)構(gòu)

            在,微反射鏡是其最小的工作單位,也是影響其性能的關(guān)鍵。微反射鏡的體積非常小,但是依然擁有不同于液晶的復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)——每塊微反射鏡都有獨立的支撐架,并圍繞鉸接斜軸進(jìn)行+/-12°進(jìn)行的偏轉(zhuǎn)。對于微反射鏡這種微型機(jī)械,傳統(tǒng)的機(jī)械或是液壓控制已無法使用(即使能夠使用,也會由于機(jī)械磨損而迅速損壞),因此在微反射鏡的兩角布置了兩個電極,通過電壓控制控制偏轉(zhuǎn),獲得了高精度的控制能力和無限的偏振壽命。

            

            微反射鏡工作示意圖

            微反射鏡是依靠反射光線工作的,其偏轉(zhuǎn)能力是其關(guān)鍵,如上圖所示這是一個偏轉(zhuǎn)角度達(dá)+/-12°微反射鏡的工作示意圖,在微反射鏡開啟狀態(tài)時(On State,+12°),入射光線(光源)的入射角達(dá)到12°,反射角亦達(dá)12°(兩者相加即是24°),此時光能最大,即為(255,255,255);若微反射鏡偏向關(guān)閉(Off State,-12°)狀態(tài),此時鏡頭接收到的光線越來越小,到達(dá)關(guān)閉狀態(tài)時,亮度最低,即為(0,0,0)。

            

            微反射鏡工作側(cè)視圖

            一塊微反射鏡僅能提供+/-12°的偏轉(zhuǎn),但是實際情況卻提供72°的工作范圍,再考慮到微反射鏡是透過電極控制的、可視為能實現(xiàn)無級翻轉(zhuǎn),進(jìn)而在單個像素內(nèi)提供極高的亮度控制范圍,最終輕松實現(xiàn)高對比度。

            

            DMD芯片驅(qū)動

            與所有半導(dǎo)體一樣,DMD芯片亦需要進(jìn)行封裝,以保護(hù)脆弱的內(nèi)核(反射鏡)和提供散熱條件。BGA(Ball Grid Array,球形柵格陣列封裝)、PGA(Pin Grid Array,針狀柵格陣列封裝、LGA(Land Grid Array,柵格陣列封裝)都是一些常見的封裝形式,TI在DMD芯片上選擇了CPU常用的PGA封裝,因此外觀上與奔騰3、Althon XP這些CPU非常相似,不過實際上仍存在很大不同。

            

            DMD芯片正面

            與CPU不同,位于DMD芯片內(nèi)核的不是刻蝕電路而是海量的微反射鏡,這些微反射鏡脆弱的同時又得面向光線,因此在微反射鏡表面是覆蓋了一整塊高透光率、高硬度的光學(xué)玻璃作為保護(hù)。

            

            DMD芯片背面

            DMD芯片散熱設(shè)計注定是一件麻煩的事情,其工作時自身會把電能轉(zhuǎn)化為熱量,同時一部分入射光線亦會轉(zhuǎn)換為熱量,要保護(hù)微反射鏡不怕熱量和減少光路扭曲破壞必須進(jìn)行制冷,可是受到微反射鏡工作原理決定,不可能在微反射鏡表面貼上散熱片,只能把熱量傳遞到背面再進(jìn)行制冷。從DMD芯片背面圖可以看到,大量針腳布局在基板的外圍,用于供電與傳輸信號;芯片中間空曠是微反射鏡陣列的背面,輔以加速熱量傳遞的金屬片,DMD芯片正是基于這個區(qū)域的將熱量傳遞出去的。

            

            DMD芯片安裝圖

            DMD芯片封裝完畢,最終要安裝到DLP投影機(jī)中,為此TI設(shè)計了一個非常牢固但亦非常復(fù)雜的固定裝置,而散熱片(Heat Sink)則是位于DMD芯片的后方,熱量從DMD芯片背面透過導(dǎo)熱貼(Thermal Pad)傳遞到散熱片上。

            

            Dual CMOS Memory

            在文章即將結(jié)束之前,簡單看一下微反射鏡的驅(qū)動形式,由于微反射鏡是依靠電極控制的,電極則是底層CMOS控制電路和鏡片復(fù)位信號的二進(jìn)制狀態(tài)進(jìn)行單獨控制的,在16個單獨的復(fù)位塊中驅(qū)動,可進(jìn)行全局尋址或一次尋址一個。以下是DLP測試機(jī)和DLP1700(DMD芯片)結(jié)構(gòu)圖:

            

            DMD芯片測試用結(jié)構(gòu)圖

            



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