特征

•0.55英寸微鏡陣列對(duì)角線

–1024×768鋁陣列，微米大小的鏡子（XGA分辨率）

–10.8-μm微鏡間距

–±12°微鏡傾斜角（相對(duì)于平面狀態(tài)）

–設(shè)計(jì)用于角落照明

•設(shè)計(jì)用于寬帶可見光（420 nm–700 nm）：

–車窗傳輸97%（單通，通過兩個(gè)車窗表面）

–微鏡反射率88%

–陣列衍射效率86%

–陣列填充系數(shù)92%

•16位，低壓差分信號(hào)（LVDS）雙數(shù)據(jù)速率（DDR）輸入數(shù)據(jù)總線

•200 MHz輸入數(shù)據(jù)時(shí)鐘頻率

•450系列包裝特點(diǎn)：

–熱面積18.0 mm x 12.0 mm，可實(shí)現(xiàn)高屏幕流明（>2000 lm）

–149微針網(wǎng)格陣列堅(jiān)固的電氣連接

應(yīng)用

•3D機(jī)器視覺

•三維光學(xué)測(cè)量

•工業(yè)和醫(yī)療成像

•醫(yī)療器械

•數(shù)字曝光系統(tǒng)

說明

DLP5500數(shù)字微鏡器件（DMD）是一種數(shù)字控制的MOEMS（微光機(jī)電系統(tǒng)）空間光調(diào)制器（SLM）。當(dāng)耦合到適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)時(shí)，DLP5500可用于調(diào)制入射（照明）光的振幅、方向和/或相位。

從架構(gòu)上講，DLP5500是一種可鎖定的、電輸入/光輸出的半導(dǎo)體器件。這種結(jié)構(gòu)使DLP5500非常適合用于結(jié)構(gòu)照明、3D光學(xué)計(jì)量、工業(yè)和醫(yī)療成像、顯微鏡和光譜學(xué)等應(yīng)用。DLP5500緊湊的物理尺寸使其能夠集成到便攜式設(shè)備中。

DLP5500是DLP 0.55 XGA芯片組中的三個(gè)組件之一（見圖1）。DLP5500的正確功能和操作要求它與芯片組的其他組件一起使用。DLPC200（TI文獻(xiàn)號(hào)DLPS014）和DLPA200（TI文獻(xiàn)號(hào)DLPS015）控制和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)加載和微鏡切換，以確保可靠運(yùn)行。更多詳情請(qǐng)參考DLP 0.55 XGA芯片組數(shù)據(jù)表（TI文獻(xiàn)編號(hào)DLPZ004）。DLPR200F是DLPC200固件代碼，用于支持視頻和結(jié)構(gòu)化照明應(yīng)用。要找到DLPR200F的最新版本，請(qǐng)轉(zhuǎn)到www.ti.com網(wǎng)站并搜索關(guān)鍵字“DLPR200”。

在電氣方面，DLP5500由一個(gè)由1位CMOS存儲(chǔ)單元組成的二維陣列，由768個(gè)存儲(chǔ)單元行組成1024個(gè)存儲(chǔ)單元列組成的正方形網(wǎng)格。CMOS存儲(chǔ)器陣列通過16位低壓差分信號(hào)（LVDS）雙數(shù)據(jù)速率（DDR）總線逐列寫入。行尋址通過串行控制總線處理。具體的CMOS內(nèi)存訪問協(xié)議由DLPC200數(shù)字控制器處理。

光學(xué)上，DLP5500由786432個(gè)高反射、可數(shù)字切換、微米大小的反射鏡（“微鏡”）組成，由1024個(gè)微鏡列和768個(gè)微鏡行組成（圖3）。每個(gè)鋁微鏡的尺寸約為10.8微米（參考圖3中的“微鏡間距”），可在兩個(gè)離散角度位置之間切換：–12°和+12°。角度位置是相對(duì)于平行于陣列平面的0°“平坦?fàn)顟B(tài)”測(cè)量的（見圖4）。傾斜方向垂直于鉸鏈軸，鉸鏈軸相對(duì)于整體陣列呈對(duì)角線定位，“開啟狀態(tài)”著陸位置朝向設(shè)備包的“第0行，第0列”角（參考圖3中的“微鏡鉸鏈軸方向”）。在視覺顯示領(lǐng)域，1024×768“像素”的分辨率被稱為“XGA”。

每個(gè)單獨(dú)的微鏡都位于相應(yīng)的CMOS存儲(chǔ)單元上。特定微鏡的角度位置由相應(yīng)CMOS存儲(chǔ)單元內(nèi)容的二進(jìn)制狀態(tài)（邏輯0或1）確定。將邏輯1寫入存儲(chǔ)單元將導(dǎo)致相應(yīng)的微鏡切換到+12°位置。將邏輯0寫入存儲(chǔ)單元將導(dǎo)致相應(yīng)的微鏡切換到-12°位置。

在1024×768微鏡陣列的周邊是一個(gè)統(tǒng)一的“邊界”微鏡帶。邊界微鏡不能由用戶尋址。一旦設(shè)備通電，邊界微鏡將降落在-12°位置。在1024x768有源陣列的每側(cè)有10個(gè)邊界微鏡。

單個(gè)微鏡的角度位置（-12°或+12°）與微鏡“時(shí)鐘脈沖”同步變化（而不是與CMOS存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)更新同步）。微鏡“時(shí)鐘脈沖”被稱為鏡復(fù)位。鏡復(fù)位信號(hào)的應(yīng)用導(dǎo)致每個(gè)微鏡被機(jī)電“鎖定”到由相應(yīng)CMOS存儲(chǔ)單元的內(nèi)容所指示的角度位置。微鏡“時(shí)鐘脈沖”通過DLPA200 DMD模擬復(fù)位驅(qū)動(dòng)器提供的16個(gè)“復(fù)位”信號(hào)輸入到DLP5500。

操作上，更新微鏡陣列的角度位置包括首先更新CMOS存儲(chǔ)器的內(nèi)容，然后對(duì)微鏡陣列的全部或部分應(yīng)用鏡像復(fù)位（取決于系統(tǒng)的配置）。反射鏡復(fù)位脈沖由DLPA200產(chǎn)生，脈沖的應(yīng)用由DLPC200控制器協(xié)調(diào)。

相關(guān)文件

以下文檔包含有關(guān)DLP5500設(shè)備使用的附加信息：

可訂購零件號(hào)

設(shè)備標(biāo)識(shí)

設(shè)備標(biāo)記由圖5所示的字段組成。

熱特性

為了獲得最佳的DMD性能，需要對(duì)DMD的最高溫度、有源陣列中任何單個(gè)微鏡的最高溫度、窗口孔徑的最高溫度以及外殼溫度與預(yù)測(cè)的微鏡陣列溫度之間的溫度梯度進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾怼＃ㄒ妶D13）。

有關(guān)適用的溫度限制，請(qǐng)參閱建議的工作條件。

包裝熱阻

DMD設(shè)計(jì)用于將吸收和散熱的熱量傳導(dǎo)到450系列封裝的背面，在那里可以通過適當(dāng)?shù)纳崞瑢⑵淝宄Ｉ崞骱屠鋮s系統(tǒng)必須能夠?qū)C(jī)組維持在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，參見圖13。DMD上的總熱負(fù)荷通常由有源區(qū)吸收的入射光驅(qū)動(dòng)；盡管其他貢獻(xiàn)包括窗孔吸收的光能和陣列的電功率耗散。

外殼溫度

DMD外殼的溫度可以直接測(cè)量。為了一致性，定義了熱測(cè)試點(diǎn)位置TC1和TC2，如圖13所示。

微鏡陣列溫度計(jì)算

微鏡陣列溫度不能直接測(cè)量，因此必須從測(cè)量點(diǎn)（圖13）、封裝熱阻、電功率和照明熱負(fù)荷進(jìn)行分析計(jì)算。微鏡陣列溫度與外殼溫度之間的關(guān)系由以下方程式提供：

其中以下元素定義為：

TArray=計(jì)算的微鏡陣列溫度（°C）

TCeramic=陶瓷溫度（°C）（TC2位置圖13）QArray=DMD陣列總功率（電+吸收）（單位：瓦）

RArray To Ceramic=DMD封裝從陣列到TC2的熱阻（°C/Watt）（參見封裝熱阻電阻）QELE=標(biāo)稱電功率（瓦特）

QILL=吸收的照明能量（瓦特）

下面提供了一個(gè)基于傳統(tǒng)DLP視頻投影系統(tǒng)的示例計(jì)算。DMD的電功率損耗是可變的，取決于電壓、數(shù)據(jù)速率和工作頻率。計(jì)算中使用的標(biāo)稱功耗為2.0瓦。因此，QELE=2.0瓦。從照明光源吸收的功率是可變的，取決于反射鏡的工作狀態(tài)和光源的強(qiáng)度。根據(jù)DLP投影系統(tǒng)的建模和測(cè)量數(shù)據(jù)，QILL=CL2W•SL。其中:

CL2W是流明到瓦特的常數(shù)，估計(jì)為0.00288瓦/流明

SL=屏幕流明標(biāo)稱測(cè)量為2000流明

Qarray=2.0+（0.00288•2000）=7.76瓦，微鏡陣列的估計(jì)總功率

TCeramic=55.0°C，假設(shè)系統(tǒng)測(cè)量值

最后，TArray（微鏡主動(dòng)陣列溫度）是:

有關(guān)DMD機(jī)械和熱計(jì)算和注意事項(xiàng)的更多說明，請(qǐng)參考DLP Series-450 DMD和系統(tǒng)安裝概念（TI文獻(xiàn)編號(hào)DLPA015）。

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