【正文】 圖所示： 圖 愛普生 EMP821燈泡及支座 芯片的選用 DMD 芯片的 結(jié)構(gòu) MEMS 系統(tǒng) 要了解 DMD 的相關(guān)結(jié)構(gòu)和技術(shù)，首先要了解微電子機械系統(tǒng) (MEMS)。簡單地說， MEMS 就是對系統(tǒng)級芯片的進一步集成 。 MEMS 的優(yōu)勢在于可將傳感器與處理電路利用 CMOS 工藝集成在一塊 IC 上，同時具有較機械式傳感器更高的響應速度和更小的封裝尺寸。利用 MEMS 技術(shù)制作的新型光器件，插入損耗小，光路間相互串擾極低，對光的波長和 偏振不敏感，并且通常采用硅為主要材料，從而器件的光學、機械、電氣性能優(yōu)良。 DMD 微觀結(jié)構(gòu) DMD(數(shù)字微鏡器件 )是 DLP 投影系統(tǒng)的核心，它由德州儀表公司 (TI)獨家生產(chǎn)。每個 DMD在半導體芯寸上以 17μ m的間隔形成幾十萬個 16xl6μ m2的鋁膜鏡 (目前最高已達到 200萬個水平 )，鏡片間隙為 lμ m。 圖 DMD鏡片陣列 這些鏡片被固定在隱藏的軛上，扭轉(zhuǎn) 鉸鏈結(jié)構(gòu)連接軛和支柱，扭力鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片以對角軸為中心旋轉(zhuǎn)，傾斜成177。支柱連 接下面的偏置 /復位總線，偏置 /復位總線連接起來使得偏置和復位電壓能夠提供給每個鏡片。微鏡的旋轉(zhuǎn)方向受到從標準 5V MOS 晶體管發(fā)出的地址電壓控制。微反射鏡上層結(jié)構(gòu)是由多個層所組成，包括鏡片、框架、沉淀積片、化學機械拋光氧化膜 (CMP， chemical mechanical polishing)、 CMOS 底板。在這點，鏡片以機電方式鎖定在位置上。圖 5是放大了的 DMD鏡片的不同位置的對比。光學開關(guān)時間定義為從光入射在投影透鏡開始，到屏幕上的像素 從黑變到 100％白所用的時間 (2μ S)。另一方面，機械開關(guān)時間則定義為從微鏡開始旋轉(zhuǎn)動作、落地，經(jīng)過鎖存，機械穩(wěn)定化后到指定下一次像素狀態(tài)的存儲器能 開始改寫數(shù)據(jù)所用的時間 (15μ S)。每個微反射鏡都能將光線從兩個方向反射出去，實際反射方向則視底層記憶晶胞的狀態(tài)而定；當記憶晶胞處于 ON(導通 )狀態(tài)時，反射鏡會 旋轉(zhuǎn)至 +10度，若記憶晶胞處于 OFF(關(guān)閉 )狀態(tài)，反射鏡會旋轉(zhuǎn)至 lO度。 DMD利用二位脈沖寬度調(diào)變可以得到灰階效果，如果使用固定式、旋轉(zhuǎn)式彩色濾鏡或彩色分離合成系統(tǒng)，即可得到彩色顯示效果。 入射光進入光開關(guān)后，會被光開關(guān)切換或調(diào)變成為一群光包 (1ight bundles)，然后 再反射出來，光包時間則是由電子字符的個別位所決定。 DMD 芯片產(chǎn)品介紹 及選擇 DMD 芯片大約是一個拇指甲大小的半導體器件， SVGA 級的 DMD 芯片由 130 萬個精微鏡面組成，每一個鏡面都能前后翻動 (開啟或關(guān)閉 )，每秒可達五千來次。 1996 年第一部采用單片式 DMD 芯片的 DLP投影機提供 350 流明亮度、 VGA(640~480)分辨率和大約 23 磅的重量； 相形之下，目前采用單片式 DMD 芯片的 DIP 投影機重量最輕只有 2磅，分辨率達到 SXGA(1280x1024)，最高并能提供 3OOO 流明的亮度。 目前 DMD 芯片已有多種型號，從工藝結(jié)構(gòu)上分為兩類， 1．微鏡邊長 16 微米，間距 1 微米 (17 微米 )。 此類型號的 DMD 芯片包括： 0． 55SVGA、 0． 7XGA、 0． 9SXGA、 HD HD HD2+等 在此選擇使用 0． 7XGA DDR DMD 芯片 ， 分辨率為 1024X768，微鏡旋轉(zhuǎn)角度為 10176。 可滿足較高 對比度和更好的色彩視覺效果 的要求。 電 源的選擇原則： 1． 供電要穩(wěn)定 向投影機供電的市電電壓一定要維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值，其跳動幅度一定不能大于10%，否則投影機內(nèi)部的電氣元件會頻繁受到尖峰電壓或尖峰電流的沖擊，時間一長投影機中的許多部件就容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象或者電氣性能嚴重下降，從而影響投影機的使用壽命。 2．線纜要 “ 專一 ” 這里所說的線纜 “ 專一 ” ，就是指投影機使用的電源線纜一定要是專門配備的電源線，這樣的專一線纜從表面上看與普通電源線纜沒有什么差別，其實它們在電源 制式、信號屏蔽以及其他細節(jié)方面都存在著很大的不同，要是隨意使用普通的電源線纜連接到投影機中的話，即使勉強能夠正常工作，但隨時都有可能出現(xiàn)莫名其妙的投影故障，嚴重的話能對投影機內(nèi)部的電源線路造成致命的損傷。一般來說，插座上的電源線所能承受功率都要比投影機的額定功率大，不過一旦投影機和電源插座的距離比較遠時，許多人可能會用一些低功率的電源線來加長插座，這樣一來就容易出現(xiàn)加長電源線所能承受功率和投影機額定功率不相匹配的現(xiàn)象。 在此選擇西部數(shù)據(jù) 2505AAC 電源 ， 此 電源集超功率電子整流器、功率因數(shù)校正、12V 電源、風扇延時電源、開關(guān)機控制、超溫過熱保護、開路短路保 護、斷電保護于一體 ,具有體積小、亮度高 (超亮 80%,150W 可超過 250W 的亮度 )、干擾小、電壓全球通用 (85V 265V/50Hz60Hz,無論電壓高低變化不穩(wěn) ,其光亮一樣穩(wěn)定 )、點燈可靠 (點燃電壓高達 6KV,可即刻點燃那些難亮之燈 )、圖像更清晰幼嫩細膩 (比電感式整流器畫面的網(wǎng)格線條細幼柔和 )、重量輕、全接插座設計、安裝使用方便、功能齊全、保護全面完善、效率高、性能可靠等優(yōu)點 ,是投影機簡化結(jié)構(gòu)、縮小體積、減輕重量 ,提高性能、提高亮 度、提高清晰度之首選 ,是目前體積較小 ,功能、性能較好 ,裝配連接最簡單 ,較 易與各種控制板搭配 ,較適合投影機選用的一體化電源 。 沒有瑕疵的顯示畫面總是帶給人們完美的視覺享受，靚麗的畫面更是帶來美妙的視覺沖擊，更高的分辨率在提高清晰度的同時，使人們感受到細微顯示的魅力，超高的對比度帶給我們的高層次的畫面享受。 以下將從幾個主要方面介紹投影屏幕的技術(shù)、種類、以及不同屏幕的不同應用環(huán)境 ： 屏幕的重要 性 直觀性：完美再現(xiàn) 完 整畫面的優(yōu)點不需要過多的陳述，因為完美畫面的顯示對于欣賞者而言 是一目了然。 完美性：畫面質(zhì)量精益求精 白墻是否可以代替屏幕？當然 可以 ，但是，不能夠使 投影 性能發(fā)揮得淋漓盡致。屏幕和投影之間：屏幕缺少了投影機的投影畫面，屏幕將失去了靈魂，顯得毫無意義！同樣，投影機缺少了屏幕來對畫面進行成像，投影機將失去肢體，顯得支離破碎，不再完美！所以，屏幕和投影機，相互補充，相輔相成，合適的屏幕和投影機，將使畫面更加亮麗奪目，獲得事半功倍的畫面效果 。在了解屏幕技術(shù)之前，請我們首先了解和屏幕技術(shù)相關(guān)的幾項衡量屏幕技術(shù)的重要參數(shù)， 屏幕的重要參數(shù)是衡量屏 幕表面材料質(zhì)量優(yōu)劣的重要依據(jù)。 增益： 增益是行業(yè)術(shù)語，主要是用來衡量屏幕表面反射光線的數(shù)量。 增益是用來測量屏前亮度的相對值和不同屏幕材料的光學特性。 屏幕表面的反射光亮和它作比較將得出屏幕的增益值。 圖 增益 屏幕的增益和屏幕的觀察角度有著不同的反比關(guān)系，即增益越高，觀察視角就會越小，所以，根據(jù)不同的應用適當選擇投影屏幕，屏幕并非增益越高越好，后面將論述屏幕和投影機的關(guān)系及匹配。為了確保亮麗完美的畫面 可以給更多的人從不同的角度進行欣賞，我們就對屏幕的半增益視角提出了嚴格的要求。指屏幕中心位置垂直屏幕方向觀看時為屏幕的最亮點，當觀看者偏離屏幕中軸方向觀看，屏幕亮度降低為最高亮度一半時的增益。半增益角度越大，我們所能清晰觀看到屏幕上面的內(nèi)容就越多，屏幕內(nèi)容也就被更多的人從不同的角度清晰而且完美的欣賞到。 屏幕的寬高比率 投影屏幕的寬高比率直接影響著畫面的質(zhì)量，只有投影屏幕的寬高比率和投影機的自然分辨率、信號源的分辨率（解析度）完全適合的時候，才會使顯示畫面更加精彩。 像素：像素指分辨率的高寬像素數(shù)相乘的結(jié)果，主要衡 量 LCD/DLP/ DILA/ LCOS 技術(shù)的投影機。 帶寬：衡量 CRT 投影機每秒鐘掃描的水平頻率。而對于漫反射背投硬幕、軟木和正投屏幕來說，沒有了槽距的紋路的影響，分辨率將是非常高，滿足高分辨率畫面的需求。好的均勻性能夠保證屏幕水平方向、垂直方向從 0180 度觀看時，畫面亮度和色彩的一致性。 屏幕的種類 投影屏幕的重要參數(shù)和屏幕的技術(shù)以及種類之間相互滲透、相互促進、相互又獨具風格，所以，我們下面將沿著技術(shù)的脈絡對屏幕的種類方面做以介紹。 屏幕的選擇 面對大屏幕顯示系統(tǒng)，正確選擇投影屏幕 是個大問題 ，投影機和屏幕搭配不當，將使顯示畫面大打折扣，所以，在了解了屏幕的特點和應用之后，這個問題，應該迎刃而解了。 其主要參數(shù)如下表： 表 屏幕參數(shù) 類型 畫框幕 材質(zhì) 柔性珍珠白幕 對角線 84 英寸 比例 16:9 視頻尺寸 4173 英寸； 10401860 外框尺寸 19701160 mm 鏡頭的選擇 對于鏡頭，最關(guān)鍵的參數(shù)就是光圈 F值的大小，對于投影機，投影鏡頭是投影機光路中的最后一個環(huán)節(jié)，（當然，影 像 從鏡頭出來，光路還要在空氣介質(zhì)中傳播，然后經(jīng)過幕反射（正投安裝方式）或 幕透射（背投安裝方式）進入觀看者的眼中。）光圈大（光圈的大小和 F 值成反比， F值越小，光圈越大，理想狀態(tài)下， F 值為 1，但只要有光學元件存在，就不可能達到 1。）投影影 像 的亮度就高，對于定焦鏡頭來說，光圈值是一個恒定值，對于變焦鏡頭來說，通過 F值的定義我們可以看出，由于焦距的改變，它的數(shù)值是是在一個范圍內(nèi)。投影機的光圈值是個非常重要的參數(shù)，舉個例子，同樣的機器，使用 F 值不同的鏡頭，其亮度的區(qū)別是非常大的！比如 的投影機，就是 F4 的投影機亮度的二倍，是 投影機亮度的四倍，是 F8 投影機亮度的八倍 。例如，兩只不同的鏡頭均為 f/，那么就會有相同的光量通過鏡頭到達銀幕。 焦距也是用數(shù)值來表示的，通常從 50210，分為短焦、標準和長焦，還有超短和超長焦的。如果要在短距離投射大畫面就需要選擇短焦鏡頭的投影機，反之則需要選擇長焦鏡頭。 在此選擇三洋 LNST31A 鏡頭，其主要參數(shù)如下： 表 三洋 LNST31A鏡頭參數(shù) 型號 LNST31A 類型 變焦長距鏡 放大倍率 :1 鏡頭移位 U/D 比 10:01:1 F值 焦距 64112mm 最大直徑 鏡頭長度 : 216mm 凈重 : 圖 18 三洋 LNST31A鏡頭 5 相關(guān)技術(shù)參數(shù) 表 本設計相關(guān)技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品類型 家用 投影機 顯示技術(shù) DLP 支持色彩數(shù)目 1677 萬 最高顯示分辨率（ dpi） 1280X1024 標準顯示分辨率 1024X768 標稱對比度 2500： 1 標稱光亮度 3000 流明 鏡頭可否變焦 投影畫面尺寸 24300英寸 投影燈泡功率 (W) 200 投影燈泡壽命 (小 時 ) 3000/4000 輸入信號 NTSC, PAL, SECAM 影音性能 喇叭： 2W x 1 輸入接口 模擬 RGB: Dsub 15 pin x 1 數(shù)字接口 : HDMI x 1 色差 : Dsub 15 pin (模擬 RGB 共享 ) SVideo: Mini Din 4 pin x 1 Video: RCA x 1 立體聲 迷你 jack x 1 輸出接口 Dsub (15 pin) X 1 其他接口 串口 : RS232 Dsub 9 pin x 1 產(chǎn)品尺寸 (mm) 381X240X108 產(chǎn)品重量 (kg) 結(jié) 論 本文主要設計了 臺式投影機 的 造型和結(jié)構(gòu) 部分， 該部分為 臺式投影機 進行機械加工的重要部分。 通過本次設計，我對 投影機的工作原理以及造型和結(jié)構(gòu) 增加了很多認識，對 相關(guān)的設計能夠做出正確的分析和理解，另外，對材料的選擇也有了更進一步的了解。 致 謝 在整個 畢業(yè) 設計過程中，指導老師 曲偉石 付出了很大的心血，從開始制定設計日程表到 設計結(jié)束，從圖紙的繪制到說明書的整理，都 是 在 曲偉石 老師的指導下進行 。 感謝 同班 同學對我的幫助和指點。 尤其感謝學校對畢業(yè)生的關(guān)懷，在設計過程中，為我們提供大量參考書籍，為我們提供一切能提供的便