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探索 TI DLP® 技术 | 第二站:将目标定位在四大市场领域

2019-05-05 02:38:28 PM

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“在 DLP 技术里,zui核心的器件是 DMD 成像器件,里面排列了很多小镜片,可以用数字信号去控制每一个镜片单独去做偏转的动作,当光线投射在 DMD 芯片时,根据镜片的偏转方向,光线传导到不同的角度,从而实现最终显示。”德州仪器(TI)DLP 业务拓展经理郑海兵说道。


TI 的 Michael Mignardi 博士在 TI E2E 社区曾经发表过一篇关于 DLP 开发的博客,在这篇博客中,Michael Mignardi 提到了 DLP 业务的前身为 TI 光电子事业部,zui早的任务是开发一种能引导光电子的 MEMS 技术,之后1987年第一个 DMD 器件诞生。


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zui早的 DMD 器件只有 840 个微镜,如今一个 DMD 器件中拥有 800 多万个微镜。


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图示为典型的DLP产品模块组成,主要分为如下几大模块:DMD、DMD控制器、DMD 微镜驱动、PROM等。


DLP 技术的优势


由于 DLP 技术的特性是反光调制,和液晶有着本质区别,因此也有着一些独到之处,具体包括:


为传统和新兴显示应用提供生动、清晰的图像质量;


产品高可靠性,至今已运行超过20年历史,同时支持各种光源,因此在各种工业和汽车终端产品中受到广泛信任;


DLP 影院技术广受好评,是迄今为止引人注目的投影技术,获得了业界普遍好评;


由于微镜可以高速旋转,再加上功能强大且灵活的芯片组可以为客户提供高速和准确的控制,也可以使数百万像素的数据传输速率高达 60 Gbps 的镜像。


充足的资源支持,简化设计过程,包括网上参考设计、评估模块、软件、E2E社区支持和设计网络解决方案。


由于微镜是反射技术,所以对光源的要求不高,包括灯泡、LED、激光等都有着良好的兼容性。


DLP 技术的发展历程和应用


郑海兵用一张图阐述了 DLP 技术的发展历程,如下所示:

 

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至今 30 年的历程中可以看出,大致可分为三个阶段,第一个阶段是技术预热期,第二个阶段是发展期,主要应用领域是电影院,从 2009 年开始的第三个阶段是 DLP 技术的爆发期,可以看到在微投、汽车、工业等领域,DLP 技术都有了突破性的进展。


目前 DLP 技术在全球数字放映机市场拥有超过85%的市占率,在则超过 90%。


2009 年,我们希望投影仪能够跟消费电子结合,所以推出了 DLP Pico 技术,微型投影模组,可以越来越多的集成在手机配件,便携设备等不断更新的场景中。


郑海兵表示,TI 看到市场有很多开发者买来投影仪并拆掉,之后去尝试其他新产品的开发,所以 TI 为此推出了开发套件,成立了面向工业市场的事业部,“我们发现 DLP 技术在三维扫描、打印、光谱分析、数字曝光等领域出现了。”郑海兵说道。目前,除此之外,在车用 HUD 抬头显示中,TI 同样做到了zui佳的体验效果。


目前,TI 已经将 DLP 定位在四大市场中,包括显示、工业、传感以及车用领域。


显示


显示是 TI DLP 产品应用zui为广泛的市场,在过去 20 多年间,TI 一直不断在尝试引导市场潮流。谈及 DLP 技术在显示领域的优势,郑海兵表示:“首先是光源近几年的革新让 DLP 技术不存在短板问题,固态光源相比传统灯泡使用寿命提高很多,同时色彩丰富,目前 DLP 技术已在固态光源投影机行业占据首位,出货量达 1300 万台。


郑海兵同时表示针对市场,目前 DLP 技术在无屏电视领域发展很快,“这个市场是客户的突破和创新,同时在市场有快速发展。无屏电视充分利用了 DLP 技术,TI 提供的分辨率,小型化,便携化,高亮度,大尺寸等特性给客户带来了好的用户体验。”


郑海兵还强调,DLP 技术在院线市场中,仍保持不断的创新能力,“现在电影行业需要更高的技术,比如采用 120 帧的《比利·林恩的中场战事》,DLP 技术由于速度更快,因此十分适合创新的场景。”


目前 DLP 技术在显示市场拥有各种分辨率、尺寸、亮度的组合,可以满足从 AR 眼镜、口袋式投影、家庭影院、无屏电视到数字影院的各种应用。

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如图所示。


“DLP 技术是唯一的支持跨度如此之大的显示市场的技术。”郑海兵强调道。


今年,TI 宣布推出两款更具性价比的支持 4K UHD 分辨率的 0.47”平台产品,分别为 DLP470TE 和 DLP470TP,其中 470TP 亮度较低但散热更好,适合便携式应用,DLP470TE 支持的亮度更高,支持性价比更高的无屏电视等投影,而 DLP660TE 则用于高端显示。随着显示产品的差异化需求越来越多,TI也在不断将 DLP 产品线细分。


真 4K 需要 830 万像素,而 DLP 技术中有 800 多万个微镜,可以确保一一对应,从而实现真 4K 的需求。


传感


对于传感应用,主要是利用 DLP 技术进行光谱扫描,郑海兵介绍到,目前 DLP 光谱分析主要集中在近红外光,可支持 900 到 2500nm 光谱分析。这也是由于在近红外光部分生物特性比较明显,包括食品anquan,成分检测等领域。


除了光谱扫描,DLP 技术还可用在 3D 扫描建模中,由于 DLP 技术可以灵活的生成各种结构光,同时也支持不同光源,可以方便检测不同物质。


工业


DLP 技术可以支持 405 纳米的紫外线光,所以在工业应用中,尤其是数字曝光等领域具有优势。“传统来讲,PCB 都需要掩膜,电路图的修改掩膜要随之更新。而采用 DLP 数字曝光技术之后,不光可以实现无掩膜板,还可以实现高精度高速度的制造。”郑海兵说道。


此外,在 3D 打印领域,DLP 技术同样可以充分发挥作用。采用 DLP 技术的 SLA 技术可以实现更高的精度和速度,尤其适合医疗、珠宝首饰等领域。


汽车


汽车市场是现如今热门的应用领域,DLP 技术在 AR HUD 抬头显示和智能大灯两方面进行着尝试。


对于 AR HUD 来说,DLP 技术拥有更宽的视角,更远的虚像,更亮的显示效果,支持佩戴太阳镜观看,耐温性更好等特性。


谈到宽视角,郑海兵表示,目前商用 HUD 技术大概 FOV 可视角度为 7-8°,无法显示更多信息,真正具有 AR 特性时,FOV 需要大于 12°,而到 20° 时,HUD 技术可以显示车道信息等其他更多的 ADAS 要素。


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如图所示,随着可视角度不断提高,可承载的内容也就越多。


2017 年,林肯发布的 Continental 豪华车就采用了 DLP 技术进行 HUD 开发,同时 2018 年领航者将装载更亮视角更宽的 DLP HUD。


2017 年,TI 发布了新一代支持 AR HUD 的 DLP3030—Q1 芯片组,郑海兵表示,第二代相比第一代产品提升很多,包括采用 CPGA 封装使芯片尺寸缩小了 65%,支持更高的工作温度,同时提供了更好的软件开发环境和工具,可以帮助车厂、Tie1 等客户更好地进行开发。


另外运营温度是非常关键的,当你在高达一万五千尼特亮度环境下,包括户外环境,你的驾驶室环境高温情况下,能够支持它的稳定工作,所以我们第二代提升到 105 度的车温要求。


对于智能大灯来说,搭载 DLP 技术可以实现防眩光,投射自定义路标等个性化功能。


更强大的生态链

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如图所示,对于光机来说,设计非常复杂,这不是一个电子或芯片公司可以做到的。因此,TI 在国内大力发展了生态合作伙伴。


“我们在过去的几年一直致力于和上下游合作伙伴、方案厂商、终端客户配合,搭建生态环境。迄今为止,我们有超过 50 多家生态合作伙伴,可以提供包括光学设计、系统方案设计、软件设计、整机设计或者系统方案。通过这些伙伴,可以帮助新客户能更快去评估 DLP 技术并可以进行快速开发。”


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TI 创建的庞大的 DLP 产业链


此外,郑海兵强调 TI 还充分利用互联网资源,在 TI 官网上提供了大量设计文档资料,此外还在 E2E Community 和 TI E2ETM 中文社区提供客户和TI工程师的交流。


下面是 TI 的部分合作伙伴展示的基于 DLP 开发的各种产品


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郑海兵正在介绍海信 100 寸激光电视,激光电视相比传统液晶电视,采用光学短焦设计,在安装、摆放、分辨率等都有优势,同时投射光幕采用特殊处理,可抗环境光,和观看电视体验相同。同时,郑海兵也表示,通过直接和电视厂商合作,开发出的激光电视操作环境更像电视。


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各种 DLP 开发套件,郑海兵表示 DLP 技术是光机电一体化产品,很难有单一客户能凭一己之力做出终端产品。因此 TI 提供了从光学设计、机器结构、散热、产品设计等参考设计以及建设了庞大的合作系统合作伙伴,可以简化客户开发门槛。开发套件可以帮客户尽快验证概念或产品设计初步想法,尺寸从 0.2”-0.6”,支持各种分辨率。目前zui便宜的 EVM 仅为 99 美金,让成本不再成为开发的门槛。


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HUD EVM,最近比较热,技术不新只不过技术突破要以人为导向,体验更好,不只是宣传的东西,全球第一个支持 AR,模块可以帮助客户快速,EVM 包含光学引擎控制板。


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坚果 1895 电影播放机式投影


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小米激光电视,手中拿着的即为光机核心部件


郑海兵表示,现在越来越多的客户在投影形态上进行各种创新,由于光源进步,采用激光或 LED 光源可以实现更长寿命,所以也得到了厂商的信赖。


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摩托罗拉投影附件,通过附件形式,可以解决手机待机功耗,尺寸,散热等问题,提高了用户体验。


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由 iView(广景视睿)公司开发的全球zui亮的 LED 光源投影,可以达到 1700 流明。在光源和光路设计方面都有了提升。


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广景视睿其他光机组合


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广景视睿开发的投屏电脑


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点睛创视各种光机组合


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安华光电的光机图大全


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迅达光电产品,联想 yoga 带投影款的笔记本就是采用了该公司方案


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水晶光电的工业级光学引擎产品


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闻亭泰科 PRO9000 型光机,是目前业界高端的光机


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Visitech 公司光机产品


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凯世光研的驱动板和镜头


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天睿视迅嵌入式机器视觉解决方案


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顺宇车载提供的 HUD DLP PGU


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晶华精密提供的 HUD PGU


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