डिजिटल माइक्रोमिरर डिवाइस

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एक डीएमडी चिप, जिसका उपयोग अधिकांश प्रोजेक्टर और कुछ टीवी में किया जाता है

डिजिटल माइक्रोमिरर डिवाइस, या डीएमडी, माइक्रोऑप्टोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एमओईएमएस) है जो टेक्सस उपकरण (टीआई) से ट्रेडमार्क वाली डीएलपी प्रोजेक्शन टेक्नोलॉजी का मूल है। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट का डीएमडी सॉलिड-स्टेट भौतिक विज्ञानी और टीआई फेलो एमेरिटस लैरी हॉर्नबेक द्वारा बनाया गया था|डॉ. 1987 में लैरी हॉर्नबेक।[1] हालाँकि, प्रौद्योगिकी 1973 में हार्वे सी. नैथनसन|हार्वे सी. नैथनसन (एमईएमएस सी. 1965 के आविष्कारक) द्वारा डिजिटल प्रोजेक्टर में अब पाए जाने वाले प्रकार का वीडियो डिस्प्ले बनाने के लिए लाखों सूक्ष्म रूप से छोटे गतिमान दर्पणों के उपयोग के साथ वापस चली जाती है।[2]


इतिहास

डीएमडी प्रोजेक्ट 1977 में माइक्रोमैकेनिकल एनालॉग लाइट मॉड्यूलेटर का उपयोग करके विकृत दर्पण डिवाइस के रूप में शुरू हुआ। पहला एनालॉग DMD उत्पाद TI DMD2000 एयरलाइन टिकट प्रिंटर था जो लेजर स्कैनर के बजाय DMD का उपयोग करता था।[3]


निर्माण और उपयोग

एक DMD चिप की सतह पर एक आयताकार सरणी डेटा संरचना में व्यवस्थित कई लाख सूक्ष्म दर्पण होते हैं जो प्रदर्शित होने वाली छवि में पिक्सेल के अनुरूप होते हैं। दर्पणों को व्यक्तिगत रूप से ±10-12° घुमाया जा सकता है, चालू या बंद अवस्था में। ऑन स्टेट में, प्रोजेक्टर बल्ब से प्रकाश लेंस में परिलक्षित होता है जिससे पिक्सेल स्क्रीन पर उज्ज्वल दिखाई देता है। ऑफ स्टेट में, प्रकाश कहीं और निर्देशित होता है (आमतौर पर एक ताप सिंक पर), जिससे पिक्सेल अंधेरा दिखाई देता है। ग्रेस्केल बनाने के लिए, दर्पण को बहुत तेज़ी से चालू और बंद किया जाता है, और समय पर समय का अनुपात उत्पादित छाया (बाइनरी पल्स-चौड़ाई मॉडुलन) को निर्धारित करता है।[4] समकालीन DMD चिप्स 1024 रंगों के ग्रे (10 बिट) तक का उत्पादन कर सकते हैं।[5] डीएमडी-आधारित प्रणालियों में रंगीन छवियों का उत्पादन कैसे किया जाता है, इस पर चर्चा के लिए डिजिटल प्रकाश प्रसंस्करण देखें।

एक डिजिटल माइक्रोमिरर का आरेख जो सस्पेंडेड योक पर लगे हुए दर्पण को दिखा रहा है जिसमें मरोड़ वाला स्प्रिंग नीचे बाएं से ऊपर दाएं (हल्का ग्रे) चल रहा है, नीचे मेमोरी कोशिकाओं के इलेक्ट्रोस्टैटिक पैड के साथ (ऊपर बाएं और नीचे दाएं)

दर्पण स्वयं एल्यूमीनियम से बने होते हैं और लगभग 16 माइक्रोमीटर के होते हैं। प्रत्येक दर्पण को एक जुए पर चढ़ाया जाता है जो बदले में आज्ञाकारी मरोड़ वाले झरनों द्वारा दो समर्थन पदों से जुड़ा होता है। इस प्रकार के हिन्ज में धुरा दोनों सिरों पर स्थिर रहता है और बीच में मुड़ जाता है। छोटे पैमाने के कारण, हिंग थकान (सामग्री) कोई समस्या नहीं है, और परीक्षणों से पता चला है कि यहां तक ​​कि 1 1000000000000 (संख्या) (10)12) के संचालन से ध्यान देने योग्य क्षति नहीं होती है। परीक्षणों से यह भी पता चला है कि हिंज को सामान्य झटके और कंपन से क्षतिग्रस्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह डीएमडी अधिरचना द्वारा अवशोषित होता है।[6]

इलेक्ट्रोड के दो जोड़े इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण द्वारा दर्पण की स्थिति को नियंत्रित करते हैं। प्रत्येक जोड़ी में हिंज के प्रत्येक तरफ एक इलेक्ट्रोड होता है, जिसमें से एक जोड़े को योक पर कार्य करने के लिए तैनात किया जाता है और दूसरा सीधे दर्पण पर कार्य करता है। अधिकांश समय, समान पूर्वाग्रह शुल्क दोनों पक्षों पर एक साथ लागू होते हैं। एक केंद्रीय स्थिति पर फ़्लिप करने के बजाय, जैसा कि कोई उम्मीद कर सकता है, यह वास्तव में दर्पण को उसकी वर्तमान स्थिति में रखता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जिस तरफ दर्पण पहले से झुका हुआ है उस तरफ आकर्षण बल अधिक होता है क्योंकि वह पक्ष इलेक्ट्रोड के करीब होता है।[7] दर्पणों को स्थानांतरित करने के लिए, आवश्यक स्थिति को पहले प्रत्येक पिक्सेल के नीचे स्थित एक स्थिर रैम सेल में लोड किया जाता है, जो इलेक्ट्रोड से भी जुड़ा होता है। एक बार सभी SRAM सेल लोड हो जाने के बाद, बायस वोल्टेज हटा दिया जाता है, जिससे SRAM सेल के चार्ज प्रबल हो जाते हैं, जिससे दर्पण हिल जाता है। जब पूर्वाग्रह बहाल हो जाता है, तो दर्पण को एक बार फिर से स्थिति में रखा जाता है, और अगले आवश्यक आंदोलन को मेमोरी सेल में लोड किया जा सकता है।

पूर्वाग्रह प्रणाली का उपयोग किया जाता है क्योंकि यह पिक्सल को संबोधित करने के लिए आवश्यक वोल्टेज स्तर को कम कर देता है जैसे कि उन्हें सीधे SRAM सेल से चलाया जा सकता है, और यह भी कि पूरे चिप के लिए पूर्वाग्रह वोल्टेज को एक ही समय में हटाया जा सकता है, इसलिए हर दर्पण चलता है उसी क्षण। उत्तरार्द्ध के फायदे अधिक सटीक समय और अधिक पतली परत हैं।

एक टूटी हुई डीएमडी चिप जो स्क्रीन पर सफेद डॉट्स को सफेद पिक्सेल के रूप में दिखाती है।

इन पर वर्णित विफलता मोड आंतरिक संदूषण के कारण होता है, आमतौर पर सील की विफलता के कारण दर्पण का समर्थन करता है।

एक संबंधित विफलता 2007 और 2013 के बीच इस्तेमाल किया गया गोंद था, जिसके तहत गर्मी और प्रकाश खराब हो जाते हैं और बाहर निकल जाते हैं: यह सामान्य रूप से फॉगिंग का कारण बनता है कांच के अंदर और अंततः सफेद/काले पिक्सेल। इसकी आमतौर पर मरम्मत नहीं की जा सकती है, लेकिन दोषपूर्ण DMD चिप्स का उपयोग कभी-कभी कम महत्वपूर्ण परियोजनाओं के लिए किया जा सकता है, जिन्हें तेजी से बदलते पैटर्न की आवश्यकता नहीं होती है, यदि मौजूदा खराब पिक्सेल को अनुमानित छवि का हिस्सा बनाया जा सकता है या 3D स्कैनिंग सहित अन्यथा मैप किया जा सकता है। [8]


अनुप्रयोग

संदर्भ

  1. ↑ "Larry Hornbeck, Digital Micromirror Device, US Patent No. 5,061,049, Inducted in 2009", "National Inventors Hall of Fame"
  2. ↑ US patent 3746911, Nathanson et al, "Electrostatically deflectable light valves for projection displays", issued 1973-7-17 
  3. ↑ Johnson, R. Colin (2007-01-29). "TI fellow on DLP: We did it with mirrors". EE Times. Retrieved 2021-05-29.
  4. ↑ Brennesholtz, Matthew; Stupp, Edward H. (September 15, 2008). "Chapter 5 Microelectromechanical Devices". प्रक्षेपण प्रदर्शित करता है. John Wiley & Sons. pp. 57–69. ISBN 978-0-470-77091-7.
  5. ↑ Akride, Mike; Butler, Tim J.; Moss, Graham H. (August 1, 1999). "डिजिटल माइक्रोमिरर रंगों की उज्ज्वल सरणी पैदा करता है". Laser Focus World. Retrieved 2021-06-07.
  6. ↑ Douglass, M. R. (1998). "Lifetime estimates and unique failure mechanisms of the Digital Micromirror Device (DMD)". 1998 IEEE International Reliability Physics Symposium Proceedings 36th Annual (PDF). pp. 9–16. doi:10.1109/RELPHY.1998.670436. ISBN 0-7803-4400-6. S2CID 33779816.
  7. ↑ Horenstein, Mark N.; Pappas, Seth; Fishov, Asaf; Bifano, Thomas G. (2002). "एक अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली में सबपर्चरिंग के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक माइक्रोमिरर्स" (PDF). Journal of Electrostatics. 54 (3–4): 321–332. doi:10.1016/S0304-3886(01)00159-0.
  8. ↑ Schirmer, Eric. "Explanation of DLP chip failure: white dots and white haze?". DLP® products - DLP products forum. Texas Instruments Inc. Retrieved 2019-12-19.
  9. ↑ "डिजिटल प्रोजेक्शन, सेल्फ-सर्व स्नैक्स के साथ थिएटर खोलने के लिए प्लेनो सिनेमा फर्म". Texas Business. Old Mesquite LLC. 2010-10-25. Archived from the original on 2012-01-26. Retrieved 2011-10-24.
  10. ↑ Barreto, Raul (2011-05-13). "Using DLP® Development Kits for 3D Optical Metrology Systems" (PDF) (Application Report). DLPA026. Texas Instruments. Retrieved 2021-05-29.
  11. ↑ Heath, Daniel J; Feinaeugle, Matthias; Grant-Jacob, James A; Mills, Ben; Eason, Robert W (2015-05-01). "ठोस बहुलक फिल्मों के पैटर्न वाले लेजर-प्रेरित फॉरवर्ड ट्रांसफर के लिए एक डिजिटल माइक्रोमिरर डिवाइस के माध्यम से गतिशील स्थानिक पल्स को आकार देना" (PDF). Optical Materials Express (in English). 5 (5): 1129. Bibcode:2015OMExp...5.1129H. doi:10.1364/ome.5.001129. ISSN 2159-3930.
  12. ↑ Liu et al., 2015 "3D imaging in volumetric scattering media using phase-space measurements"
  13. ↑ Georgieva, Alexandra; Belashov, Andrei; Petrov, Nikolay V. (2022-05-11). "लक्ष्य जटिल वेवफ्रंट के विश्लेषण द्वारा डीएमडी-आधारित स्वतंत्र आयाम और चरण मॉडुलन का अनुकूलन". Scientific Reports (in English). 12 (1): 7754. arXiv:2010.00955. Bibcode:2022NatSR..12.7754G. doi:10.1038/s41598-022-11443-x. ISSN 2045-2322. PMC 9095630. PMID 35546600.
  14. ↑ Lee, Kyeoreh; Kim, Kyoohyun; Kim, Geon; Shin, Seungwoo; Park, Yong-Keun (2017-02-28). "ऑप्टिकल विवर्तन टोमोग्राफी के लिए DMD का उपयोग करके समय-बहुसंकेत संरचित रोशनी". Optics Letters (in English). 42 (5): 999–1002. arXiv:1612.00044. Bibcode:2017OptL...42..999L. doi:10.1364/OL.42.000999. ISSN 0146-9592. PMID 28248352. S2CID 46878533.
  15. ↑ "अत्याधुनिक रोशनी तकनीक". Polygon Cellular-Resolution Optogenetics & Photostimulation. Mightex Systems. Retrieved 2021-05-28.


बाहरी संबंध

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