数字微镜器件（Digital Micro-mirror Device，DMD）是由美国TI的科学家Larry J.Hom-beck在1987年发明的，它是一种快速响应、反射式的数字光开关器件。目前，其显示分辨率已达2048x1080像素。一块1280x1024像素的DMD，它含有130万个规则排列相互皎接的微型反射镜，每个反射镜的大小约为16μm x16μm，反射镜之间的间隔约为1μm，可以将DMD与图像信号、光源和光学投影单元，彼此协调组合成一个图像显示系统。由于其优越的技术性能，DMD近年在多媒体数字投影仪、高清晰度电视和数字电影院系统中得到了广泛的应用。

一块DMD是由成千上万个微小的、可倾斜的铝合金镜片组成的，这些镜片被固定在隐藏的辘上，扭转钗链结构连接轴和支柱，并允许镜片旋转±10°（最新产品为±12°）。支柱连接下面的偏置/复位总线，使得偏置和复位电压能够提供给每个镜片。镜片、钗链结构及支柱都在互补金属氧化物半导体（CMOS）上地址电路及一对地址电极上形成。在一个地址电极上加上电压，连带着把偏置/复位电压加到镜片结构上，将在镜片与地址电极一侧产生一个静电吸引，镜片倾斜直到与具有同样电压的着陆点电极接触为止。在这点，镜片以机电方式锁定在位置上。在存储单元中存入一个二进制数字1，使镜片倾斜+10°；同时在存储单元中存入一个二进制数字0，使镜片倾斜-10°。

图1是一个DMD上单独镜片的结构分解示意图。

图1 DMD中单个反射镜的结构

DMD上每一个16|imxl6gm的镜片包括这样三个物理层和两个“空气隙”层，“空气隙”层分离三个物理层，并且允许镜片倾斜+10°或-10°。

DMD上的每一微反射镜都能将入射的光线从两个方向反射出去，实际反射方向则由底层存储单元的状态而定。当存储单元处于“ON”状态时，反射镜会旋转至+12°，若存储单元处于“OFF”状态，反射镜会旋转至-12°。只要结合DMD以及适当光源和投影光学系统，反射镜就会把入射光反射进入或者离开投影镜头的透光孔，使得“ON”状态的反射镜看起来非常明亮，“OFF”状态的反射镜看起来就很黑暗。利用二位脉冲宽度调变可以得到灰阶效果，如果使用固定式或旋转式彩色滤镜，再搭配一枚或三枚DMD芯片，即可得到彩色显示效果。

DMD的输入是由电流代表的电子字符，输出则是光学字符，这种光调变或开关技术又称为二位脉冲宽度调变，它会把8位数字符送至DMD的每个数字光开关输入端，产生28或256级灰阶。最简单的地址序列是将可供使用的字符时间分成8个部分，再从最高有效位（MSB）到最低有效位（LSB），依序在每个位时间使用一个地址序列。当整个光开关数组都被最高位寻址后，再将各个像素致能（重设），使它们同时对最高有效位的状态（1或0）做出反应。在每个位时间，下个位会被加载内存数组，等到这个位时间结束时，这些像素会被重设，使它们同时对下一个地址位做出反应。此过程会不断重复，直到所有的地址位都加载内存。

入射光进入光开关后，会被光开关切换或调变成为一群光包，然后反射出来，光包时间则由电子字符的个别位所决定。对于观察者来说，由于光包时间远小于眼睛的视觉暂留时间，因此可以看到固定亮度的光线。

DMD为美国德州仪器公司研发的成像器件，它为数字光学处理器（Digital Light Processor，DLP）的实现提供了技术保障，从而使DLP技术开辟了投影机技术发展的数字时代。

DLP投影成像系统有单片DMD式、两片与三片式三种，单片式主要用在便携式投影产品；两片式主要用于大型拼接显示墙；三片式则主要用于屏幕和高亮度应用领域，如数字电影院。DLP投影机清晰度高，画面均匀，色彩锐利，三片机可达到很高的亮度，且可随意变焦，调整十分方便。

使用DMD的投影显示器的基本构架如图2所示，由图可知，使用DMD的投影显示系统主要有下列几个组成部分。

图2 使用DMD的投影显示系统框图

（1）光源。采用Philips公司首创的超高压（UHP）弧光灯，其功率一般在100-200W，寿命一般在3000~6000h。