数字微镜装置

数字微镜装置，是 microoptoelectromechanical系统（MOEMS），其是从该商标DLP投影技术的核心德州仪器（TI）。德州仪器（TI）的数字微镜装置由固态物理学家和TI资深研究员拉里·霍恩贝克（Larry Hornbeck）于1987年创建。但是，该技术可以追溯到1973年，哈维·内森森（MEMS的发明者是1965年）使用了数百万个微小的显微镜移动后视镜以创建数字投影仪中现有类型的视频显示。

数字微镜装置项目始于1977年，当时是使用微机械模拟光调制器的可变形反射镜设备。xxx个模拟数字微镜装置产品是TI 数字微镜装置2000机票打印机，它使用数字微镜装置代替了激光扫描仪。

数字微镜装置芯片在其表面上具有以矩形阵列布置的数十万个微镜，这些微镜与要显示的图像中的像素相对应。反射镜可以单独旋转±10-12°到打开或关闭状态。在开启状态下，来自投影机灯泡的光会反射到镜头中，从而使像素在屏幕上显得明亮。在关闭状态下，光线被导引到其他地方（通常到散热片上），使像素看起来很暗。

为了产生灰度，必须快速打开和关闭反射镜，并且开启时间与关闭时间之比决定了产生的阴影（二进制脉冲宽度调制）。当代的数字微镜装置芯片最多可以产生1024个灰度阴影（10位）。有关在基于数字微镜装置的系统中如何生成彩色图像的讨论。

镜子本身由铝制成，宽约16微米。每个支架都安装在一个轭架上，该支架又通过顺应扭力铰链连接到两个支柱。在这种类型的铰链中，轴固定在两端，中间弯曲。由于规模小，铰链疲劳不是问题，测试表明，即使进行1万亿（10 ¹²）的操作也不会造成明显的损坏。测试还表明，铰链不会被正常的冲击和振动损坏，因为它会被数字微镜装置上部结构吸收。

两对电极通过静电吸引来控制反射镜的位置。每对电极在铰链的每一侧都有一个电极，其中一对电极定位为作用在轭架上，另一对直接作用在后视镜上。在大多数情况下，相等的偏置电荷会同时施加到两侧。与其将镜子翻转到中心位置，不如将镜子实际保持在当前位置。这是因为在已经向镜子倾斜的一侧上的吸引力更大，因为那一侧更靠近电极。

为了移动反射镜，首先将所需状态加载到位于每个像素下方的SRAM单元中，该SRAM单元也连接至电极。一旦所有SRAM单元均已加载，便去除偏置电压，从而使SRAM单元中的电荷占优势，从而移动反射镜。恢复偏压后，后视镜将再次保持在原位，下一个所需的移动可被加载到存储单元中。

使用偏置系统是因为它降低了寻址像素所需的电压电平，以便可以直接从SRAM单元对其进行驱动，并且因为可以同时去除整个芯片的偏置电压，所以每个反射镜都会移动在同一瞬间。后者的优点是更精确的定时和更电影般的运动图像。

这些故障模式是由内部污染引起的，通常是由于密封件故障腐蚀了后视镜支架造成的。一个相关的故障是在2007年至2013年之间使用的胶水，该胶水在热和光的作用下会降解并放气：这通常会导致玻璃内部起雾，最终导致白/黑像素。如果现有的不良像素可以作为投影图像的一部分或以其他方式进行映射（包括3D扫描），则通常无法修复这种缺陷，但是有缺陷的数字微镜装置芯片有时可以用于不太重要的项目，而这些项目不需要快速更改图案。