2. 3. 2 显示原理

   DMD 芯片通过控制微镜片的偏转实现对光的调制. 每个光电单元的微镜片具有“开”和“关”2种稳定状态,对于大多数DMD 芯片的微镜片来说,“开”和“关”2 种稳定状态对应的偏转角度分别为+12°和-12°. 以投影系统举例来说,当光电单元处于“ 开” 的状态时, 微镜片偏转角度为+12°,此时来自光源的光线将通过镜片反射进入后续的成像系统,达到显示图像的目的. 当光电单元处于“关”的状态时,微镜片偏转角度为- 12°,此时来自光源的光线将被反射到其他方向,无法进入后续光学系统完成成像。图4 给出了CMOS 状态分别为“开”和“关”的状态下,镜片偏转状态的示意图。

   在进行图像的投影显示时,系统会把图像信息转换成相应电信号时序传递给DMD 芯片,以保证微镜片偏转角度对应图像信息.

   为了使DMD 芯片按照图像信息进行偏转,对其底部的CMOS 驱动时序分为数据加载阶段、镜片偏转阶段、显示阶段以及重置阶段.在数据加载阶段,DMD 芯片将图像信息存入对应的CMOS 中,但此时镜片并不发生偏转,默认保持0°偏转状态;在镜片偏转阶段,镜片将根据CMOS 中存入的信息发生+ 12°或- 12°偏转;之后进入保持阶段,此阶段持续长短与设定的显示模式相关;最后是重置阶段,所有CMOS 清零,镜片回到0°偏转状态.

   通过上述电信号时序可知,4 个阶段中仅在显示阶段中镜片偏转状态与图像信息一致,其他阶段都处于0°状态,若此时有光源输入,将会有部分光溢出投影系统,在外部出现显示异常. 为此光源需要根据DMD 偏转时序信号进行调制,保证仅在DMD 芯片处于显示阶段的时序时光源才可发光,其他阶段不能发光. 为了保证调制频率与镜片偏转频率一致,目前在DLP 投影系统中多使用LED 作为光源,配合电路时序易于实现要求的调制输出模式. 另一个重要的问题是投影面灰度级的表示,因为微反射镜在显示图像时仅有2 种偏转状态,并没有其他偏转角度用于控制光强来表达图像灰度级,但是微反射镜在时序控制下可快速多次偏转,所以图像灰度级的表示靠在单位时间内微反射镜偏转+12°的次数来表达,同时利用人眼的视觉暂留效应完成显示. 图5 显示了镜面偏转角为12°的DMD 简化结构。

未完待续；