2015年2月，手捧著高13.5英寸重8.5磅的奧斯卡小金人，業(yè)已白發(fā)蒼蒼、有些禿頂?shù)腖arry Hornbeck激動(dòng)萬分。年輕時(shí)的死磕，如今得到了至高無上的肯定，值了！

Larry Hornbeck是誰？為什么能獲得奧斯卡獎(jiǎng)？

Larry是數(shù)字微鏡裝置（DMD，或稱為DLP芯片）的發(fā)明人。而DLP的發(fā)明直接推進(jìn)了全球電影產(chǎn)業(yè)從35毫米膠片電影到數(shù)字電影的轉(zhuǎn)型。

與傳統(tǒng)35毫米膠片電影相比，DLP數(shù)字影院投影機(jī)所呈現(xiàn)的影像色彩更鮮艷、更精準(zhǔn)。這種技術(shù)不僅讓電影公司在影片的包裝和發(fā)行上變得更得心應(yīng)手，同時(shí)也讓觀眾能享受到更精彩的視覺盛宴。

目前全球90%以上的影院采用的都是DLP數(shù)字影院投影機(jī)。奧斯卡小金人的頒發(fā)就是對(duì)Larry Hornbeck所做貢獻(xiàn)的充分肯定。

奧斯卡獎(jiǎng)委員會(huì)在宣布該獎(jiǎng)項(xiàng)時(shí)稱：“數(shù)字微鏡裝置DMD是促成了DLP影院技術(shù)成為電影行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)。”
其實(shí)，不只是數(shù)字影院投影機(jī)，目前全球80%以上的各種投影機(jī)采用的都是DLP技術(shù)。

Larry與DLP的結(jié)緣

DLP全稱Digital Light Processing，中文意思是數(shù)字光學(xué)處理技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)是由美國德州儀器（TI）公司研發(fā)出來的， DLP的核心是DMD芯片。DMD芯片是一種數(shù)字微鏡裝置，通過控制微鏡片對(duì)光線的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)顯示投影圖像的目的。

完成DMD開發(fā)的核心人物，是TI的Larry Hornbeck博士。他從1977年著手開發(fā)，到1987年發(fā)明DMD芯片，共花費(fèi)了11年。期間遇到無數(shù)困難，多次都要進(jìn)行不下去了，但Larry一根筋，非要死磕，才使得差點(diǎn)腹死胎中的DMD得以出生。

那么Larry是如何與DLP結(jié)緣的呢？

上個(gè)世紀(jì)70年代后期，信息處理系統(tǒng)已經(jīng)獲得相當(dāng)發(fā)展。為了進(jìn)一步加快信息處理速度，利用光的處理方式受到了人們的關(guān)注。但要想實(shí)現(xiàn)光信息處理，可以讓光的通路實(shí)現(xiàn)變化的元器件必不可少。于是在1977年TI成立了用于光信息處理的空間光調(diào)制器開發(fā)項(xiàng)目小組，Larry有幸成為此項(xiàng)目成員之一。

Larry之所以被選入項(xiàng)目小組，是因?yàn)樗趫D像傳感器方面具有豐富研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，此前他在TI從事照相機(jī)用CCD固體攝像元件的開發(fā)。

DMD的由來

項(xiàng)目小組初期的構(gòu)想是制作有機(jī)械構(gòu)造的微鏡陣列。這種微鏡陣列是將金屬覆膜的薄塑料板載于硅制芯片上而成，不久他們就試制出了用銻對(duì)硝酸纖維素進(jìn)行覆膜的微鏡。

這種微鏡陣列的構(gòu)造非常復(fù)雜。

首先，為了使微鏡可動(dòng)，用等離子蝕刻在微鏡下部設(shè)置了空間。接著，在空間的底部設(shè)置晶體管以及電容器，通過調(diào)整靜電引力使微鏡發(fā)生凹陷。通過微鏡的這種變形，使入射的光發(fā)生散射。

16×16像素微鏡陣列

128×128微鏡陣列演示，通過黑白兩色反轉(zhuǎn)形成花紋

由于微鏡會(huì)變形，Larry等人將它命名為“ Deformable Mirror Device ( DMD )”。

你可能發(fā)現(xiàn)了，這與我們現(xiàn)在熟知的DMD的詮釋 “Digital Micromirror Device”并不相同，原因我們后邊再說。
初期的研究開發(fā)比較順利，1979年16×16像素的微鏡陣列試制成功，兩年后，又成功試制出128×128微鏡陣列。

研究方向轉(zhuǎn)向打印機(jī)

為了演示微鏡的可控性，Larry還讓像素凹陷或不凹陷，從而在陣列上顯示出了簡(jiǎn)單的圖形。
這個(gè)現(xiàn)象，激起了Larry一個(gè)同事的靈感。

他問Larry，“這種DMD，是否可以用在激光打印機(jī)掃描光學(xué)系統(tǒng)上呢？”

Larry一想，DMD 能使光的行進(jìn)方向任意變化，將其用于掃描也許可行。如果能取代現(xiàn)有的激光掃描頭，那將是一個(gè)巨大的市場(chǎng)。

說干就干，此后Larry所在項(xiàng)目小組的研究方向不再只是面向光信息處理，而是轉(zhuǎn)向了打印機(jī)掃描頭。

單支撐懸臂微鏡結(jié)構(gòu)圖

遭遇困難

研發(fā)方向的變化，使得對(duì)DMD的要求條件也變得不同。在評(píng)估過程中，Larry和他的同事發(fā)現(xiàn)，使塑料薄膜發(fā)生彎曲的這種DMD構(gòu)造非常不穩(wěn)定，如應(yīng)用在打印機(jī)上，不僅使用壽命短，而且還會(huì)出現(xiàn)各種問題。

說白了，就是不能用，所以必須采用新的構(gòu)造。

經(jīng)過反復(fù)嘗試，Larry最終找到了在單晶硅上構(gòu)成單支撐懸臂的方法。通過在這種懸臂的制造工藝上下功夫， 1984年他成功試制出了2400×1像素的直線型微鏡陣列。

這回應(yīng)該能夠應(yīng)用了吧？

但答案是：還不行！

因?yàn)閼冶鄣慕嵌龋瑫?huì)隨著使用時(shí)間的增加出現(xiàn)微妙的變化，而激光打印機(jī)要求精度很高，一點(diǎn)點(diǎn)的變化，就會(huì)帶來使用故障，穩(wěn)定性問題依然沒有獲得解決。

困難繼續(xù)

同時(shí)，Larry還發(fā)現(xiàn)，作為可動(dòng)單支撐懸臂與支架體的連接部件的鉸鏈太硬，不實(shí)用。只有既薄又容易變形的鉸鏈才符合要求，否則就不能高速且任意地改變微鏡角度。

 Larry 為了實(shí)現(xiàn)新的單支撐懸臂構(gòu)造導(dǎo)入了新的工藝技術(shù)，想方設(shè)法制造出了又薄又軟的鉸鏈。然而這又使微鏡的動(dòng)作變得不穩(wěn)定，Larry 等人陷入了困境。

他們雖然繼續(xù)沒日沒夜地埋頭研究，但總也無法使單支撐懸臂傾斜振的均一性達(dá)到所要求范圍。

這時(shí)，時(shí)間已經(jīng)到了1987年，距離1977年項(xiàng)目立項(xiàng)，已經(jīng)過去了10年。TI高層正在失去耐心，研發(fā)預(yù)算大幅削減。

面對(duì)遲遲無法突破的研發(fā)難題，除Larry之外的項(xiàng)目小組其他成員也漸漸失去了信心，他們想要放棄DMD的研究。 DMD的研發(fā)到了生死關(guān)頭。

放棄？還是堅(jiān)持？

是放棄？還是堅(jiān)持？Larry做著激烈的思想斗爭(zhēng)。

10年了，人生能有幾個(gè)10年？放棄就意味著10年時(shí)光一無所獲，如果再堅(jiān)持一下，或許一個(gè)前所未有劃時(shí)代的器件就會(huì)誕生。

最終Larry決定，繼續(xù)堅(jiān)持，死磕自己，直到公司叫停這個(gè)項(xiàng)目為止。于是，他又重新投入到DMD微鏡器件構(gòu)造的研發(fā)工作中，連吃飯睡覺都想著這事，像著了魔一樣。

1987年年底的一天，突然一個(gè)此前從未出現(xiàn)的創(chuàng)意在Larry腦海中蹦出。正是這個(gè)創(chuàng)意讓差點(diǎn)腹死胎中的DMD見到了光明。

這是一個(gè)什么創(chuàng)意呢？

新創(chuàng)意的誕生

這是一個(gè)完全改變了之前支撐微鏡構(gòu)造的創(chuàng)意。此前研究的單支撐懸臂式微鏡器件采用的是在1個(gè)部位支撐微鏡的構(gòu)

造。而新的構(gòu)造是在對(duì)角線上配備鉸鏈，以鉸鏈為軸心配有可彎曲的橫梁，該橫梁可彎曲觸及到下部底板上配置的電 極座。

這種構(gòu)造與以往開發(fā)的產(chǎn)品截然不同。此前是以模擬方式使微鏡角度產(chǎn)生微妙變化，此次則是載有微鏡器件的橫梁先發(fā)生傾斜，然后吸附到位于下方底板上的電極座上。

橫梁傾斜的角度，取決于電極座與橫梁之間的空間距離以及橫梁的大小。其傾斜的方向，可通過向配置在對(duì)角線上的成對(duì)地址電極的哪一方外加電壓來進(jìn)行選擇。與以前開發(fā)出的懸臂式微鏡器件相比，工作穩(wěn)定性大幅提高。

Larry 將這個(gè)新器件稱為雙穩(wěn)定DMD。Larry最初試制的芯片為512×1像素的直線型微鏡陣列，這是著眼于在打印機(jī)上應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，目的是為了盡早實(shí)現(xiàn) DMD 的應(yīng)用。

Larry 采用制成的試制芯片，馬上進(jìn)行各種試驗(yàn)。不僅證實(shí)了這種芯片可自由控制明暗，而且還做了打印機(jī)的實(shí)際演示。

另外，他還首次將紅藍(lán)顏色透明塑料板試配在DMD上，成功地顯示出了彩色圖像，這是劃時(shí)代的一步，DLP芯片的雛形誕生了。

記住這一刻

請(qǐng)記住這一刻，1987年11月，Larry發(fā)明了DLP芯片。此后，風(fēng)靡世界的投影機(jī)DLP之路即將展開。

這時(shí)，距離項(xiàng)目開啟的1977年，已經(jīng)過去了11年，距離Larry打算停止研究，不到1年。

“有志者事竟成”，雖然過程艱難，但Larry堅(jiān)持住了， DLP歷史上永遠(yuǎn)留下了Larry的名字。