2. 3. 2 顯示原理
DMD 芯片通過控制微鏡片的偏轉實現對光的調制. 每個光電單元的微鏡片具有“開”和“關”2種穩定狀態,對于大多數DMD 芯片的微鏡片來說,“開”和“關”2 種穩定狀態對應的偏轉角度分別為+12°和-12°. 以投影系統舉例來說,當光電單元處于“ 開” 的狀態時, 微鏡片偏轉角度為+12°,此時來自光源的光線將通過鏡片反射進入后續的成像系統,達到顯示圖像的目的. 當光電單元處于“關”的狀態時,微鏡片偏轉角度為- 12°,此時來自光源的光線將被反射到其他方向,無法進入后續光學系統完成成像。圖4 給出了CMOS 狀態分別為“開”和“關”的狀態下,鏡片偏轉狀態的示意圖。
在進行圖像的投影顯示時,系統會把圖像信息轉換成相應電信號時序傳遞給DMD 芯片,以保證微鏡片偏轉角度對應圖像信息.
為了使DMD 芯片按照圖像信息進行偏轉,對其底部的CMOS 驅動時序分為數據加載階段、鏡片偏轉階段、顯示階段以及重置階段.在數據加載階段,DMD 芯片將圖像信息存入對應的CMOS 中,但此時鏡片并不發生偏轉,默認保持0°偏轉狀態;在鏡片偏轉階段,鏡片將根據CMOS 中存入的信息發生+ 12°或- 12°偏轉;之后進入保持階段,此階段持續長短與設定的顯示模式相關;最后是重置階段,所有CMOS 清零,鏡片回到0°偏轉狀態.
通過上述電信號時序可知,4 個階段中僅在顯示階段中鏡片偏轉狀態與圖像信息一致,其他階段都處于0°狀態,若此時有光源輸入,將會有部分光溢出投影系統,在外部出現顯示異常. 為此光源需要根據DMD 偏轉時序信號進行調制,保證僅在DMD 芯片處于顯示階段的時序時光源才可發光,其他階段不能發光. 為了保證調制頻率與鏡片偏轉頻率一致,目前在DLP 投影系統中多使用LED 作為光源,配合電路時序易于實現要求的調制輸出模式. 另一個重要的問題是投影面灰度級的表示,因為微反射鏡在顯示圖像時僅有2 種偏轉狀態,并沒有其他偏轉角度用于控制光強來表達圖像灰度級,但是微反射鏡在時序控制下可快速多次偏轉,所以圖像灰度級的表示靠在單位時間內微反射鏡偏轉+12°的次數來表達,同時利用人眼的視覺暫留效應完成顯示. 圖5 顯示了鏡面偏轉角為12°的DMD 簡化結構。
未完待續；
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