每一個(gè) DLP 芯片組的核心都有一個(gè)高反射鋁微鏡陣列，即數(shù)字微鏡器件 (DMD)。DMD 是一種電子輸入、光學(xué)輸出的微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)，開(kāi)發(fā)人員可借助該系統(tǒng)執(zhí)行高速、高效及可靠的空間光調(diào)制。采用 TI 成熟的半導(dǎo)體生產(chǎn)技術(shù)，每一個(gè) DMD 都含有最多 200 萬(wàn)個(gè)獨(dú)立控制的微鏡（構(gòu)建于相應(yīng)的 cmos 存儲(chǔ)單元上）。在運(yùn)行期間，DMD 控制器為每個(gè)基本存儲(chǔ)單元加載一個(gè)“1”或一個(gè)“0”。接下來(lái)會(huì)施加鏡像復(fù)位脈沖，這會(huì)引起每個(gè)微鏡靜電偏離大約一個(gè)鉸鏈，從而達(dá)到相應(yīng)的 +/-12° 狀態(tài)。由于會(huì)受到兩個(gè)彈簧頂針的阻力而物理停止，這兩個(gè)有效狀態(tài)的偏離角度是可重復(fù)的。在投影系統(tǒng)中，+12° 狀態(tài)對(duì)應(yīng)“開(kāi)”像素，-12° 狀態(tài)對(duì)應(yīng)“關(guān)”像素。通過(guò)對(duì)每個(gè)鏡片的開(kāi)/關(guān)占空比進(jìn)行編程來(lái)創(chuàng)建灰度圖形，并且可以多路復(fù)用多個(gè)光源以創(chuàng)建 RGB 全彩圖像。

DMD數(shù)字微鏡器件空間光調(diào)制器（DMD?開(kāi)發(fā)套件）基于DLP? Discovery? 4100芯片組，代表了市場(chǎng)上DMD空間光調(diào)制器產(chǎn)品的最高性能。配備USB3.0超高速數(shù)據(jù)接口，128Gbits板載內(nèi)存，幀頻高達(dá)50KHz，4百萬(wàn)像素分辨率，得益于DLPCx10 控制器芯片組的持續(xù)帶寬，DMD數(shù)字微鏡器件空間光調(diào)制器在鏡像控制方面提供了獨(dú)特的靈活性以及出色的模式頻率。可用光譜范圍涵蓋從 363nm UVA 到 2500nm NIR 的所有波長(zhǎng)。A 型 DMD 封裝提供高效的冷卻選項(xiàng)，每個(gè) DMD 能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) 160W 的持續(xù)光功率傳輸。DMD數(shù)字微鏡器件空間光調(diào)制器可利用 DLP 技術(shù)快速啟動(dòng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。該模塊配備完全配置的高速 FPGA 邏輯和固件，以便客戶節(jié)省專用硬件和固件開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本。全面且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期驗(yàn)證的應(yīng)用程序編程接口 ALP?4 是通用控制器套件，可為所有DMD空間光調(diào)制器提供完全的軟件兼容性。  DMD空間光調(diào)制器適用于壓縮感知，單像素3D成像，波前整形，光譜成像，量子成像，生物成像，數(shù)字成像平板印刷，激光打標(biāo)，LCD和OLED修復(fù)，SLA&SLS 3D打印，自適應(yīng)照明，場(chǎng)景模擬，3D機(jī)器視覺(jué)和質(zhì)量控制，3D掃描。

DLP?(DMD)空間光調(diào)制器優(yōu)勢(shì)：

• 超高速：圖形數(shù)據(jù)從讀取到顯示過(guò)程延時(shí)小于1500μs，非實(shí)時(shí)圖形刷新速率高達(dá)22.272kHz

• 超高分辨率：2560x1600,像元大小7.6微米

• USB3.0超高速數(shù)據(jù)傳輸接口：二值圖形數(shù)據(jù)從電腦到128Gbits片上內(nèi)存的傳輸速率大于4000Hz.

• 128Gbits（16GB）片上內(nèi)存:至多可存儲(chǔ)17萬(wàn)張1bit二值圖形數(shù)據(jù)。

• 單像素級(jí)的精確控制：圖形數(shù)據(jù)中的一個(gè)像素直接mapping映射一個(gè)DMD像素，并貫穿整個(gè)處理過(guò)程

• 高兼容性DLL動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)：Python，C++，C#，.NET，LabVIEW，MATLAB

• 開(kāi)源多個(gè)編程環(huán)境下的Demo軟件源代碼

超高速DMD空間光調(diào)制器

超高速DMD空間光調(diào)制器提供靈活的控制，具有最高像素分辨率和最大數(shù)據(jù)速率，能適用于各種相關(guān)應(yīng)用。利用DLP? Discovery 4100芯片組61Gbit/s（DLPC910) 的帶寬特性，幀頻可高達(dá)22272fps。通用高性能編程開(kāi)發(fā)工具ALP4.3支持只使用部分像元（AOI)，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)50000fps幀頻.

型號(hào)	STVL-V-7001	STVL-V-7001+	STVL-V-9501        STVL-V-9501C	STVL-V-6501	STVL-V-9001        STVL-V-9001C        STVL-V-9001T	STVL-V-650L
簡(jiǎn)圖
芯片組	DLP7000        DLPC410	DLP7000        DLPC410	DLP9500        DLPC410	DLP6500        DLPC910	DLP9000X        DLPC910	DLP650LNIR        DLPC410
A類DMD	0.7”XGA	0.7”XGA	0.95”1080p	0.65''1080p	0.9” WQXGA	0.65''WXGA
優(yōu)化波段	VIS、UV	VIS、UV	VIS、UV	VIS	VIS、UV	NIR
分辨率	1024 x 768	1024 x 768	1920 x 1080	1920 x 1080	2560 x 1600	1280 x 800
像素大小	13.7μm	13.7μm	10.8μm	7.6μm	7.6μm	10.8μm
通光面大小	14.0 x 10.5mm2	14.0 x 10.5mm2	20.7 x 11.7mm2	14.5 x 8.2mm2	19.4 x 12.1mm2	13.8 x 8.6mm2
控制板類型	V4395	VDIF	V4395	V4390	V4390	V4395
控制板尺寸	162 x 99mm2	120 x 97mm2	162 x 99mm2	162 x 99mm2	162 x 99mm2	162 x 99mm2
DMD板尺寸	67 x 50mm2	48 x 66mm2	102 x 83mm2	101 x 78mm2	95 x 88mm2	63 x 47mm2
柔性電纜長(zhǎng)度	105/283/573mm	44 x 139mm	105/283/573mm	105/283/573mm	105/（283）mm	105mm
板上RAM容量	64 Gbit/128 Gbit	64Gbit/128 Gbit	64 Gbit/128 Gbit	64 Gbit/128 Gbit	64 Gbit/128 Gbit	64 Gbit/128 Gbit
板上的二進(jìn)制模式	87381/174762	87381/174762	31 068/62 137	31 068/62 137	16 777/33 554	55 924/111 848
硬件觸發(fā)器	主/從	主/從	主/從	主/從	主/從	主/從
開(kāi)發(fā)工具	ALP-4.3	ALP-4.4	ALP-4.3	ALP-4.3	ALP-4.3	ALP-4.3
刷新率（1bit ）	22727Hz	22727Hz	17857Hz	10309Hz	12987Hz	10752Hz
刷新率（6bit）	1091Hz	1091Hz	987Hz	871Hz	1013Hz	856Hz
刷新率（8bit ）	290Hz	290Hz	266Hz	266Hz	303Hz	258Hz
刷新率（12bit ）	18Hz	18Hz	17Hz	17Hz	20Hz	17Hz
PC接口	USB3.0	USB3.0	USB3.0	USB3.0	USB3.0	USB3.0
PC傳輸速率	>4000fps*	>4000fps*	>1600 fps*	>1600fps*	>1100fps*	>3000fps*
攝像頭端口	-	2倍	-	-	-	-
攝像頭電纜長(zhǎng)度	-	600/250mm	-	-	-	-
圖像傳感器（應(yīng)要求）	-	IMX174（IMX 422 | 426 | 536）	-	-	-	-
開(kāi)發(fā)組件（攝像頭選項(xiàng)）	-	DLS-API標(biāo)準(zhǔn)	-	-	-	-

*典型值，可根據(jù)數(shù)據(jù)壓縮比和PC而變化。

高速DMD空間光調(diào)制器

高速DMD空間光調(diào)制器V-7000 支持0.7" XGA 分辨率可見(jiàn)光波段（400-700nm)或紫外波段（363-420nm)優(yōu)化的DMD芯片，USB 2.0 計(jì)算機(jī)接口通過(guò)無(wú)損壓縮加速，板載內(nèi)存可容納 21845 個(gè)二進(jìn)制圖像。ALP?4 控制器套件具有完整的功能，并且軟件與超高速DMD空間光調(diào)制器兼容。

*典型值，可根據(jù)數(shù)據(jù)壓縮比和PC而變化。

ALP-4控制器套件

ALP-4控制器套件是一個(gè)通用平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)DLP微鏡的高級(jí)控制系統(tǒng)。為工業(yè)、醫(yī)學(xué)、研究和開(kāi)發(fā)而設(shè)計(jì)的一套廣泛的庫(kù)功能為應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供了便利。我們推出了第一個(gè)ALP控制器套件TM，從2001年TI在市場(chǎng)上推出的第一個(gè)DLP Discovery芯片組開(kāi)始。多年來(lái)，基于FPGA的DLP芯片組一直得到支持，保持了應(yīng)用程序編程接口的完全兼容性。使用ALP-4的客戶可以快速啟動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而無(wú)需耗時(shí)開(kāi)發(fā)軟件、固件和高頻FPGA邏輯代碼?？刂坪蛿?shù)據(jù)流的方案如下面的框圖（下圖左）所示。操作原理與標(biāo)準(zhǔn)多媒體投影完全不同。圖案序列在PC中生成，并通過(guò)壓縮的USB傳輸上傳到板載存儲(chǔ)器。高度復(fù)雜的FPGA邏輯用于處理數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)流傳輸?shù)轿㈢R陣列。ALP-4控制器套件包含在所有V模塊中，如圖（下圖右）所示。它也可作為德州儀器DLP Discovery4100評(píng)估模塊（EVM）的附件提供。

ALP-4應(yīng)用程序編程接口（API）提供高級(jí)DLP控制，是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的工具，支持從概念驗(yàn)證到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和系列產(chǎn)品的各種用例。API是在一個(gè)可移植的DLL中實(shí)現(xiàn)的，它可以在C++、C#、Visual Basic（.NET）、Python、MATLAB、LabVIEW和其他開(kāi)發(fā)平臺(tái)中使用，Python運(yùn)行在Microsoft Windows操作系統(tǒng)上。*ALP-4.3控制器套件充分利用USB 3.0 SuperSpeed的功能，并通過(guò)無(wú)損壓縮模式來(lái)提高有效傳輸速率。微鏡陣列的低延遲更新可通過(guò)PC進(jìn)行反饋操作，刷新周期≤1.5ms。

ALP-4.3控制器套件的廣泛可用性得益于模式控制的高度靈活性。圖案序列可以在ALP-4.3中自定義，以滿足各自的要求和四種不同的操作模式可用。

二進(jìn)制模式

二進(jìn)制模式序列在應(yīng)用程序中定義，并上傳到板載RAM中?？梢跃_地控制用于序列顯示的時(shí)序參數(shù)。ALP-4在20μs到幾秒的圖片時(shí)間范圍內(nèi)提供了很高的靈活性。這意味著，鏡子可以保持靜止而不發(fā)生任何移動(dòng)，也可以在高達(dá)50kHz的頻率下進(jìn)行切換。一個(gè)全面的觸發(fā)設(shè)施可以在主模式或從模式下與外部設(shè)備同步。多個(gè)序列被組織在一個(gè)隊(duì)列中，以方便并行上傳和顯示，并被連接以實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙顯示。

灰度圖案

通過(guò)設(shè)計(jì)，DMD只能在給定時(shí)刻顯示二進(jìn)制圖案。為了投影灰度圖像，必須相應(yīng)地對(duì)多個(gè)二進(jìn)制幀進(jìn)行時(shí)間控制。ALP-4以FPGA時(shí)序的數(shù)字精度生成灰度值的模式。最大鉆頭深度為12比特；可以選擇較低的分辨率。使用同步檢測(cè)器產(chǎn)生10ppm的完美灰度線性，這是DLP的計(jì)量應(yīng)用中通常需要的?；叶葓D案序列包含指定數(shù)量的位平面，并且在ALP-4中實(shí)現(xiàn)了脈沖寬度調(diào)制（PWM）的有效算法，該算法對(duì)于各種DLP芯片組產(chǎn)生260-300fps（8位）。整個(gè)灰度圖像受到觸發(fā)設(shè)施的影響，因此可以很容易地同步相機(jī)。Flex PWM是一種高級(jí)操作模式，用戶可以通過(guò)外部觸發(fā)器自由控制位平面時(shí)序。

圖案序列組成

ALP-4支持通過(guò)使用幀查找表（FLUT）來(lái)進(jìn)行間接幀選擇。輸出顯示序列由存儲(chǔ)在RAM中的模式組成，使用指向相應(yīng)幀的FLUT條目。以這種方式，用戶在生成顯示序列方面具有最大的靈活性，并且可以通過(guò)僅僅改變FLUT內(nèi)容來(lái)修改它們。在不將多個(gè)副本存儲(chǔ)在RAM中的情況下，可以重復(fù)顯示相同的模式，因此FLUT操作節(jié)省了上傳時(shí)間和內(nèi)存容量FLUT應(yīng)用之一是通過(guò)德?tīng)査?西格瑪方法進(jìn)行灰度編碼。

圖案滾動(dòng)

移動(dòng)DLP曝光頭在光刻和3D打印等工業(yè)曝光應(yīng)用中是最先進(jìn)的。這種方法要求圖案以相同的速度滑動(dòng)通過(guò)微鏡陣列。這是通過(guò)將圖案數(shù)據(jù)條上傳到RAM并逐行遍歷來(lái)有效地實(shí)現(xiàn)的。以這種方式，通過(guò)添加一條線并丟棄另一條線，在每個(gè)步驟中生成新的DLP圖案。從PC上傳到板載RAM的數(shù)據(jù)顯著減少。更復(fù)雜的用例需要旋轉(zhuǎn)圖案的滑動(dòng)顯示；這已經(jīng)通過(guò)在飛行中應(yīng)用額外的剪切操作來(lái)解決。支持永久像素掩模，從而能夠修改目標(biāo)上的最終圖案曝光水平。

ALP控制器套件的特點(diǎn)

• 垂直滾動(dòng)：ALPAPI支持按任意行數(shù)在多個(gè)連接幀之間線性步進(jìn)。
       使用案例：更快、更高效地使用板內(nèi)存用于光刻和3D打印應(yīng)用。

• 水平剪切：可以通過(guò)可配置的值在水平方向（基于行）剪切幀，而無(wú)需修改幀數(shù)據(jù)。
       使用案例：通過(guò)預(yù)處理在垂直方向上應(yīng)用附加剪切，在DMD上生成旋轉(zhuǎn)圖像。

• DMD掩碼：DMD掩碼是一個(gè)單色位圖，在幀顯示期間覆蓋ALP幀。受影響的位置固定在DMD上。
       使用案例：垂直滾動(dòng)一系列幀時(shí)，水平調(diào)整曝光能量

• 幀查找表：除了線性顯示幀序列外，ALP還通過(guò)查找表支持隨機(jī)訪問(wèn)順序。圖像只被完全加載一次。
       使用案例：靈活選擇低延遲的投影圖像，因?yàn)橹挥杏唵我鸭虞d的圖像信息。

• DMD感興趣的領(lǐng)域：ALP API支持額外的顯示模式，減少圖像數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^(guò)連續(xù)DMD行來(lái)選擇感興趣區(qū)域（AOI）。
       使用案例：支持增加幀速率/提高速度。

• 用于連續(xù)投影的幀連接：多個(gè)幀可以組合為一個(gè)序列。
       使用案例：連續(xù)顯示圖像，兩個(gè)投影之間沒(méi)有任何中斷

• 通過(guò)外部觸發(fā)進(jìn)行投影控制（從模式）：可以通過(guò)外部信號(hào)觸發(fā)并同步到下一個(gè)投影幀的轉(zhuǎn)換。
       使用案例：多個(gè)投影儀或V型模塊的鏈接。

• 多個(gè)可自定義的幀同步輸出：V模塊最多可生成和輸出三個(gè)可自定義同步信號(hào)。
       使用案例：觸發(fā)和同步外部硬件，例如作為多色光源。

• PWM輸出：V模塊通過(guò)脈寬調(diào)制GPIO引腳（模擬信號(hào)）支持此功能
       使用案例：使用模擬信號(hào)控制光源。