從1977年TI（美國德州儀器）DMD項(xiàng)目立項(xiàng)，到1987年DLP芯片（也稱為DMD芯片）發(fā)明成功，歷經(jīng)11年之久。說起來，這個(gè)時(shí)間已經(jīng)夠漫長的了，按說之后的應(yīng)用之路應(yīng)該快些了吧。但事實(shí)是，又花費(fèi)了11年時(shí)間，首臺DLP芯片投影機(jī)才問世，這其中發(fā)生了怎樣的故事和波折呢？我們今天就來聊一聊。
DLP芯片發(fā)明后的挑戰(zhàn)
1987年11月，耗費(fèi)TI工程師Larry Hornbeck 11年心血的DMD芯片終于死磕完成，但如果以為這就可以舉杯歡慶了，還為時(shí)尚早。
這是因?yàn)檫@個(gè)芯片只不過證明了可行性，但還不能直接應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品中。于是，DMD芯片發(fā)明人Larry又開始了DMD微鏡耐久性以及開關(guān)特性等多個(gè)項(xiàng)目的評估。
然而，隨著評估實(shí)驗(yàn)的不斷深入，新的問題開始不斷涌現(xiàn)出來。如微鏡與電極座在接觸數(shù)百萬次后，前端就會刺入電極座。刺入之后，不僅微鏡的運(yùn)動性能變差，還可能變得不可控制。
這只是其中最顯著的問題，同時(shí)還存在其他各種問題。
Larry 繼續(xù)發(fā)揚(yáng)死磕精神，經(jīng)過不懈努力，終于找到了微鏡刺入電極座的原因。原來是因?yàn)楸砻娈a(chǎn)生了范德瓦爾斯力（又叫范德華力，是指存在于中性分子或原子之間的一種弱堿性的電性吸引力）。
找到原因，就成功了一半。不久，Larry就想出了以電方式消除微鏡端部與電極座之間吸引力的方法。
具體做法是：通過將電壓脈沖外加在橫梁上，使橫梁發(fā)生變形。隨后使其釋放出能量，橫梁便像彈簧一樣變軟，并脫離接觸部位。
采用這種吸力消除技術(shù)的DMD微鏡陣列，應(yīng)用到打印機(jī)上后效果不錯(cuò)。1988年，DMD打印機(jī)試制機(jī)制造完成。
機(jī)票打印機(jī)首秀
試制機(jī)的完成證明DMD方案是可行的，接下來就是找到具體應(yīng)用場景。
經(jīng)過多次討論，大家認(rèn)為航空公司售票處使用的打印機(jī)，可能是目前最有需求、最適合應(yīng)用的領(lǐng)域。因?yàn)楝F(xiàn)有的打印機(jī)速度太慢，經(jīng)常引發(fā)排隊(duì)，而DMD 微鏡陣列的應(yīng)用，則有望大大提高打印 速度。
不久，TI開發(fā)團(tuán)隊(duì)就設(shè)計(jì)出了專門面向打印機(jī)的840×1像素的DMD 微鏡陣列，采用這種DMD的機(jī)票打印機(jī)可以實(shí)現(xiàn)每分鐘40張機(jī)票的高速打印。 1990年，高速機(jī)票打印機(jī)成品正式面世。
面向投影機(jī)的初探索
除了打印機(jī)，面向其他應(yīng)用的探索也在進(jìn)行之中，這其中有一項(xiàng)就是投影電視。
灰階表現(xiàn)對于投影電視精致畫面的顯示至關(guān)重要，而這正是 DMD的專長。DMD 微鏡器件是一種數(shù)字式的光開關(guān)，其功能類似于打開及關(guān)閉電燈。如果提高開關(guān)速度，則會大大提升灰階表現(xiàn)。
1990年，TI內(nèi)部進(jìn)行了DMD芯片投影電視的初次演示。以目前的眼光來看，這次演示做得相當(dāng)簡陋。當(dāng)時(shí)還沒有投影電視專用DMD芯片，用的是打印機(jī)用DMD 芯片。在這種芯片上裝上可旋轉(zhuǎn)的彩色濾光片，以時(shí)分復(fù)用方式顯示紅綠藍(lán)三色，當(dāng)時(shí)只能顯示2條直線。
但不久之后，TI就試制出了投影電視用的首款芯片。進(jìn)而在1991年，又成功試制了2048×1152像素的演示用芯片。
加速DMD應(yīng)用開拓
1991年12月，為了實(shí)現(xiàn)DMD商業(yè)化，TI啟動了DIVP(Digital Imaging Venture Project )項(xiàng)目，更多資金和人員投入其中，DMD應(yīng)用開拓開始加速。
DIVP項(xiàng)目的啟動，使得DMD在架構(gòu)、制造工藝、封裝及測試方法等許多方面都獲得了提升。DMD 的名稱也發(fā)生了變化，從此前的 “Deformable Mirror Device”變成了“ Digital Micromirror Device”。
開發(fā)速度也加快了。1992年5月TI完成了768×576像素DMD的投影電視用器件的實(shí)際演示，1993年又完成了HD高清畫質(zhì)的DMD試制。
之后TI 開始尋找DMD投影電視芯片的買家，日本一家著名電視廠商表示出興趣，TI隨即派人赴日進(jìn)行演示。
心驚膽戰(zhàn)的演示
這是一場心驚膽戰(zhàn)的演示。雖然現(xiàn)在DMD 能保證10萬小時(shí)的使用壽命，但當(dāng)時(shí)的試制品使用壽命只有幾小時(shí)，根據(jù)使用條件的不同，甚至只有幾分鐘。
這是因?yàn)橐桓咭幌隆⑾褴E蹺板一樣左右傾斜的 DMD 微鏡，有時(shí)會吸附在一方的底板上無法復(fù)位，原因在于鉸鏈的金屬疲勞。這樣一來，畫面就會進(jìn)入死機(jī)狀態(tài)。由于是剛剛試制出的HD畫質(zhì)DMD ，因此TI還沒有足夠的時(shí)間來改進(jìn)使用壽命。
為了讓DMD微鏡的故障不那么明顯，TI的演示人員開始頻繁地切換場景進(jìn)行演示。因?yàn)榍袚Q場景，可以使吸附在底板上的微鏡有可能復(fù)原。
10分鐘后演示結(jié)束了，TI緊張地等待著客戶的回應(yīng)，還好聽到了肯定地聲音，看來頻繁切換場景的做法奏效了。
前投式投影機(jī)
盡管在日本電視廠商面前進(jìn)行的演示還算成功，但之后并未帶來商業(yè)定單，其他電視廠商對DMD也并表現(xiàn)出濃厚興趣。雖然TI人員有些失落，但還得繼續(xù)，之后他們將重心轉(zhuǎn)向了前投式投影機(jī)。
單片DLP引擎成像的光學(xué)原理
不久后，TI研發(fā)人員就做出了以DMD微鏡器件為中心，與驅(qū)動用 ASIC 和背照燈及透鏡等光學(xué)系統(tǒng)組合在一起的前投式投影機(jī)參考設(shè)計(jì)。TI 將這個(gè)參考設(shè)計(jì)稱為“Engine”。
那時(shí)，采納液晶面板的前投式投影機(jī)已經(jīng)開始投放市場。但TI人員認(rèn)為DMD前投式投影機(jī)會更具優(yōu)勢，因?yàn)樗梢詫?shí)現(xiàn)比液晶投影機(jī)更高的亮度。
為了實(shí)現(xiàn)DMD在前投的應(yīng)用，TI 決定將 “Engine”拿到展會上展出。
1995年，“Electronics Show 95”展會在日本大阪舉行，TI的DLP演示機(jī)首次向公眾亮相，日本普樂士(PLUS)對TI的這個(gè)演示表示出了極大的興趣。
與普樂士（PLUS）結(jié)緣
展會上，普樂士(PLUS)對TI展示的“Engine” 非常感興趣。展會后，雙方進(jìn)行了密切接觸。普樂士管理層認(rèn)為“Engine”是一項(xiàng)非常有前途的技術(shù)，決定使用 TI 供應(yīng)的“ Engine ”來試制前投式投影機(jī)。
試制過程中，普樂士發(fā)現(xiàn)TI的光學(xué)系統(tǒng)還可以進(jìn)行大幅簡化，以往必不可少的棱鏡不再需要，透鏡也可實(shí)現(xiàn)小型化，這可以削減相當(dāng)大的成本。這會讓DLP投影機(jī)比液晶投影機(jī)更具成本優(yōu)勢。
初期DLP試制機(jī)的體積與當(dāng)時(shí)的液晶投影機(jī)差不多。為了進(jìn)一步提升優(yōu)勢，普樂士研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用了自己的光學(xué)技術(shù)，與TI的DMD進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。 1997年年初，普樂士將DLP試制機(jī)的體積縮小到了原來的一半。
厚度只有10厘米
普樂士開發(fā)團(tuán)隊(duì)與DMD芯片發(fā)明者Larr y Hornbeck一樣，都具有死磕精神。
他們想，體積還能不能繼續(xù)縮小呢？能不能將厚度做到10厘米以下，重量做到10磅以下呢？這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對于當(dāng)時(shí)的前投
式投影機(jī)來說，簡直是像夢幻一般的數(shù)字。如果能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，反響肯定非同一般。普樂士團(tuán)隊(duì)相信，這種尺寸可以做到，他們對自己的小型化技術(shù)充滿自信。
普樂士定下的目標(biāo)是在1997年6月完成試制機(jī)，為的是在同月美國舉行的“Infocomm”展會上展出。此時(shí)，距離展會開展只有幾個(gè)月時(shí)間了，開發(fā)人員不得不每天加班加點(diǎn)到深夜。
在 Infocomm 展會開幕前幾天，開發(fā)團(tuán)隊(duì)終于完成了2臺厚度不足10厘米的DLP投影儀試制機(jī)，并帶到了展會現(xiàn)場。
人們不敢相信這么小的投影機(jī)還能正常工作，參觀者蜂擁而至，媒體也進(jìn)行了大肆報(bào)道，許多人表達(dá)了想要購買的欲望，希望普樂士趕快投產(chǎn)。
UP-800問世
為了不讓競爭對手趕上來，普樂士決定爭分奪秒馬上投產(chǎn)。
管理層定下的目標(biāo)是在1997年內(nèi)投放市場，只有短短的6個(gè)月時(shí)間，能完成嗎？
難度很大！因?yàn)樵囍茩C(jī)與量產(chǎn)機(jī)在許多方面截然不同，部件的選用也要重新進(jìn)行，幾乎相當(dāng)于重新設(shè)計(jì)。
加班到深夜的工作模式又開啟了，經(jīng)過努力，這個(gè)目標(biāo)在1997年底居然難以置信的實(shí)現(xiàn)了。
這是一款型號為UP-800的單片DLP產(chǎn)品，采用800×600像素 SVGA 畫質(zhì)DMD，亮度600流明，重量4.5公斤。這在當(dāng)時(shí)可謂是劃時(shí)代的產(chǎn)品。
1998年2月，普樂士在東京舉行了產(chǎn)品發(fā)布會上，現(xiàn)場聚集了2000多名觀眾，大家都是為了一睹厚度不足10厘米的UP-800而來。
此時(shí)，距離1987年DLP芯片問世，已過去了11年，DLP投影機(jī)終于實(shí)現(xiàn)了商業(yè)應(yīng)用。
普樂士的成功，為身為DLP芯片供貨方的TI打下了良好的基礎(chǔ)。TI由此開始向更多投影機(jī)廠商提供DLP，DLP投影機(jī)陣營迅速壯大，直至如今占據(jù)了80%以上的市場份額。
雖然花費(fèi)了11年，但看著DLP目前的風(fēng)頭無兩，所付出的一切都值了。