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基于突破性微镜技术的全新DLP Pico芯片组面世

2018年02月12日 05:59 次阅读

德州仪器DLP技术是一种利用数字微镜器件(DMD)调节光线的微机电系统(MEMS)技术。DMD的每个微镜都在屏幕上代表一个像素,并且独立进行调节,与色序照明保持同步,从而打造令人惊叹的显示效果。DLP技术支持全球许多产品的显示,从数字影院投影机到智能手机。2014年,一种基于突破性微镜技术的全新DLP Pico芯片组问世,这种微镜技术被称为DLP TRP(参见图1)。

德州仪器DLP TRP芯片组的像素间距仅为5.4μm,偏转角度增加到了17度,分辨率更高、功耗更低,并增强了图像处理功能,同时依然保持了DLP技术一流的光学效率(图1)。德州仪器TRP芯片组非常适用于任何在紧凑尺寸下要求以低功耗提供高分辨率和高亮度的显示系统。

图1:德州仪器DLP TRP技术:更小、更亮、功耗更低。

图1:德州仪器DLP TRP技术:更小、更亮、功耗更低。

什么是近眼显示器?

近眼显示器(NED) 也称为头戴式显示器(HMD)或可穿戴显示器,在一只眼睛或两只眼睛的视野范围内创建一个虚拟图像。从人眼角度来看,虚拟图像看起来在一段距离以外,比创建图像所用的相对较小的显示板和光学器件要大。为了更好地了解近眼显示器所提供的体验,先来看另一种媒体:音频(图2)。

图2:媒体从大型和共享到便携和个人化的演变。

图2:媒体从大型和共享到便携和个人化的演变。

传统音箱体积大,不便于携带,并且打造的是共享的听觉体验。而耳机和耳塞体积小,便于携带,打造的是个人化的听觉体验。同样,电视和显示器体积大,不便于携带,打造的是共享的视觉体验。而近眼显示相当于显示领域的耳机,打造的是小巧、便携式、个人化的观看体验。

什么是近眼显示器?

近眼显示器(NED) 也称为头戴式显示器(HMD)或可穿戴显示器,在一只眼睛或两只眼睛的视野范围内创建一个虚拟图像。从人眼角度来看,虚拟图像看起来在一段距离以外,比创建图像所用的相对较小的显示板和光学器件要大。

与传统显示器相比,近眼显示有多个关键优势:

● 尺寸小、重量轻、便于携带;

● 功耗极低;

● 可透视。

大屏幕电视体积很大,然而近眼显示可在小巧、可穿戴尺寸的封装内产生看起来与大屏幕电视类似的虚拟图像。

近眼显示器大致可分为两大类:沉浸式和透视式(参见图3):

图3:近眼显示器的两大类别。

图3:近眼显示器的两大类别。

● 沉浸式近眼显示器阻挡用户的现实世界视野,打造大视场角图像,通常,影院眼镜为30度~60度,虚拟现实显示器为90度以上。这些产品可作为用户的个人影院或游戏环境。

● 透视式近眼显示器使用户的现实世界视场处于开放状态,创建透明的图像或非常小的不透明图像,只阻挡用户的小部分周边视觉。透视式类别可分为两种应用:增强现实和智能眼镜。增强现实近眼显示的视场角通常为20度~60度,在用户的现实世界视场之上覆盖信息和图形。智能眼镜(如谷歌眼镜)的视场角通常更小,用户会定期看几眼而不是连续地浏览显示器。

近眼显示器可用于工业控制和消费电子市场的多种应用中(表1)。

表1:近眼显示器可用于工业控制和消费电子市场的多种应用中。

表1:近眼显示器可用于工业控制和消费电子市场的多种应用中。

采用DLP技术的近眼显示器系统光学要素

DLP 技术兼容多种近眼显示光学系统(图4)。通常情况下,采用DLP技术的光学系统必须包含:

● 一个照明系统— 包含光源( 通常为RGB LED)和照明光学器件,把光引导到DMD上;

● DMD—能够智能地反射入射光,从而创建图像;

● 一个光学系统—收集从DMD反射的光,并将这些光导入人眼。

图4:光学系统概述。

图4:光学系统概述。

有关近眼显示器光学系统的一个常见误区是,认为显示是由一个小型投影模块在一个半透明的表面(如眼镜镜片)上投放图像来产生的。这样并不可行,因为眼睛无法将焦点放在离它很近的物体上。实际上,近眼显示器光学系统与传统的投影系统存在很大差别—近眼显示器不在某个表面创建真实的图像,而是形成光瞳,人眼作为光学链路中的最后一个元件,在视网膜上将来自光瞳的光转换为图像。

基于波导的设计(图5)特别有趣,因为这些设计具有透明显示器和光瞳扩张功能。波导在输入处采集光,然后把光传送到人眼。它使微显示器、光学系统和照明可以放在人眼范围以外的地方,例如在头部的一侧,在人眼前面只留下相对较小且轻巧透明的波导光学元件。

图5:采用DLP技术的基本波导光学系统(未展示照明光学器件)。

图5:采用DLP技术的基本波导光学系统(未展示照明光学器件)。

光学设计的权衡

近眼显示系统的光学设计需要多方面的权衡,四个关键参数分别为视场角、分辨率、对比度和系统尺寸。

控制视场角的因素主要有三个:①.DMD尺寸;②。光学系统的光圈值;③。波导输入处的光瞳大小。图6显示了光瞳直径为5mm时,各种DMD尺寸下光圈值与对角线视场角的对比。关键参数包括:

● DMD尺寸——视场角和分辨率要求是DMD对角线尺寸需求的推动因素。视场角越大需要的DMD就越大,进而由于光学系统较大而使系统尺寸增加。尽管D L P光学模块的尺寸因系统要求而不同,但它的尺寸可以缩小至几立方厘米,包括LED、DMD、照明光学器件以及光瞳成形光学器件。

● 光学设计的光圈值——光学系统的光圈值表示镜头焦距长度与入射光瞳直径之比。通常情况下,光圈值较低的系统支持更大的视场角和更大的光学扩展量。然而,代价是增加了光学系统的尺寸。此外,光圈值降低会导致对比度降低。另一方面,光圈值较大的系统能够产生更高的对比度,降低光学设计复杂性,并在牺牲视场角和光学扩展量/亮度的情况下,减少光学器件的大小。

● 波导输入口的光瞳大小——通常情况下,如果用波导扩大光瞳及增加窥视窗(eye box)的大小,5mm光瞳直径便足够了。对于相同的DMD对角线来说,光瞳越大视场角就越小(图7)。

图6:对于各种DMD尺寸,光圈与视场角之间的关系。

图6:对于各种DMD尺寸,光圈与视场角之间的关系。

图6:对于各种DMD尺寸,光圈与视场角之间的关系。

图7:对于各种光瞳大小,光圈与视场角之间的关系。

图7:对于各种光瞳大小,光圈与视场角之间的关系。

照明方向如何影响光学布局和尺寸

5.4μm像素DMD的DLP TRP架构支持两种可能的照明方向:侧面照明或底部照明(图8)。这两种选择提供了较大的光学布局灵活性,例如采用侧面照明的较长但较薄的布局,以及采用底部照明的较短但较厚的布局,如图9所示。可进行多种光学布局,例如盒形、薄型或L形,具体取决于系统要求。例如,薄而长的光学模块可能适用于基于波导的设计,对此,模块位于头部侧面;而短而厚的光学设计可能适用于减少模块的整体体积。

图8:灵活的照明方向——侧面或底部

图8:灵活的照明方向——侧面或底部

图9:侧面照明方向和底部照明方向的光学设计示例

图9:侧面照明方向和底部照明方向的光学设计示例

采用DLP技术的近眼显示器在系统和电子电路方面的注意事项

DLP Pico芯片组配备了小型、高效的控制器和支持集成式可靠系统的PMIC/LED驱动器,具有尺寸小、功耗低的特点。控制器仅为7mm&TImes;7mm,PMIC仅为3.4mm&TImes;3.2mm(参见图10,电路板布局示例)。DMD与控制器组合的典型功耗为150mW~300mW,具体取决于阵列大小和分辨率。图11显示了采用DLP技术解决方案的近眼显示器应用的典型系统框图。

图10:小型电路板设计示例

图10:小型电路板设计示例

图11:系统框图示例

图11:系统框图示例

DLP控制器通过I2C与前端处理器通信,并通过并行接口接收24位RGB视频数据。前端处理器使用PROJ_ON信号控制DLP系统的上下电。PMIC/LED驱动器为控制器和DMD提供所有必需的电源,而集成式LED驱动器提供可配置的RGB LED电流。

表2中的芯片组非常适合近眼显示器应用。

表2,适合近眼显示器的芯片组

表2,适合近眼显示器的芯片组

最大视场角: (1)假定为5mm光瞳直径的理想光学设计,且TRP为F/1.7,VSP DMD为F/2.5

为何为近眼显示器选择DLP技术?

近眼显示器使用DLP技术有以下几个关键优势:

● 光学效率高——DLP技术提供非常高的光学效率。微型铝微镜可将入射光的绝大部分反射出来,能以更低的照明功率创造更明亮的近眼显示。

● 与偏振无关——DLP 技术能与包括LED、激光、激光荧光体和灯泡在内的任何光源一起使用。如果采用LED等非偏振光源,基于DLP的解决方案产生的光学系统效率高,因为它无需进行偏振转换,可以弥补损耗。

光学效率的优势使得DLP技术尤其适合更高亮度的近眼显示应用,如透视与更大视场应用。随着亮度的增加,DLP系统的功耗优势也更加明显(图12)。

图12:随着亮度的增加,光学效率高的系统功耗也随之降低

图12:随着亮度的增加,光学效率高的系统功耗也随之降低

● 高对比度—在最佳光学设计中,DLP技术支持的对比度超过2000:1,能够为沉浸式显示器提供深黑色,为增强现实显示器提供高度透明的背景(参见图13)。

图13:低对比度(左)与高对比(右)

图13:低对比度(左)与高对比(右)

● 高速——低延迟:DLP技术是全球最快的显示技术之一,每个微镜每秒可以翻转数千次。因此,色彩刷新率快、延迟低,这对于近眼显示器应用尤为重要。

此外,德州仪器的TRP芯片组还有一些额外的特性,使其特别适合近眼显示器应用。

● 分辨率更高、尺寸更小——TRP的尺寸比前一代DLP像素技术大约小50%,相同的阵列尺寸可获得2倍的像素。例如,采用TRP的0.3”阵列对角线能支持1280&TImes;720像素,而采用上一代像素技术的0.3”阵列对角线仅支持854&TImes;480像素。

● 灵活的照明方向——TRP可以支持侧面照明和底部两种照明方案,实现灵活的光学设计。

● 低功耗——TRP芯片组在设计时强调了节能。例如,TRP 0.2“WVGA(854×480)芯片组的功耗比上一代WVGA芯片组大约低50%,0.3”720p芯片组的功耗比上一代720p芯片组大约低80%。

● 先进的图像处理算法——DLP IntelliBright算法套件执行两个重要功能:1.内容自适应照明控制—动态地调整每个RGB LED,根据每帧的内容来优化功率;2.局部区域亮度增强—根据环境照明条件,智能增强图像较暗区域。

DLP技术是市场上最成熟的显示技术之一。德州仪器现已售出数百万计的DLP芯片,而且DLP影院是全球近90%的数字影院银幕所选用的技术。面向近眼显示器的DLP芯片组采用相同的核心技术,并将其转换成微型显示器,可在几乎任何近眼显示器应用中创建影院级图像质量。

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发表于 2018-04-02 14:52 365次阅读
芯片设计正在成为半导体新风口

从芯片大厂看中国为何不受国际社会待见

随着全球半导体竞争格局的改变以及中国产业政策的持续支持,中国IC行业获得了蓬勃发展,在世界舞台上崭露...

发表于 2018-04-02 13:41 179次阅读
从芯片大厂看中国为何不受国际社会待见

投资150亿张汝京芯恩签约青岛,广州项目或已流产

昨天全国首个CIDM集成电路项目在青岛西海岸新区签约,该项目由青岛西海岸新区管委、青岛国际经济合作区...

发表于 2018-04-02 11:26 294次阅读
投资150亿张汝京芯恩签约青岛,广州项目或已流产

Synopsys :人工智能时代机遇与挑战并存

2016 年的春天,一场 AlphaGo 和顶级围棋高手李世石的人机世纪对战把全球推上了人工智能(A...

发表于 2018-04-02 10:59 77次阅读
Synopsys :人工智能时代机遇与挑战并存

一句话点评大陆市场_智能音箱突破需要找到真正的卖...

日前外媒报道,比特大陆已经开发出“特殊应用集成电路”(ASIC)芯片,专门用于挖掘以太币,预估今年第...

发表于 2018-04-02 10:21 71次阅读
一句话点评大陆市场_智能音箱突破需要找到真正的卖...

Nvidia与ARM共同合作打造AI芯片专用IP

一年一度的GTC至今已经迎来了第十个年头,虽然它每年或多或少的给网友一些“失望”,但它也终究是代表着...

发表于 2018-04-02 10:13 769次阅读
Nvidia与ARM共同合作打造AI芯片专用IP

余承东:就算没有美国市场 华为也会成为顶级手机制...

据亚洲新闻台3月28日报道,华为公司3月27日在巴黎发布新手机P20、P20 Pro后,华为终端掌门...

发表于 2018-04-02 09:59 142次阅读
余承东:就算没有美国市场 华为也会成为顶级手机制...

边缘计算对“芯”需求 英特尔至强D-1500加速...

近两年来,边缘计算这个词频繁被提及,得益于前期ETSI、3GPP等国际标准组织的推动,2016年在国...

发表于 2018-03-30 17:31 79次阅读
边缘计算对“芯”需求 英特尔至强D-1500加速...

展讯SC8810的参数与功能介绍(含sc8810...

 展讯SC8810的参数与功能介绍SC8810的工艺说明:采用40纳米CMOS工艺,是一款高集成度、...

发表于 2018-03-30 17:10 575次阅读
展讯SC8810的参数与功能介绍(含sc8810...

物联网技术的竞逐舞台上,LoRa强化优势求突围

随着物联网技术这几年被高度关注,耳熟能详如窄频物联网、LTE-M、Wi-SUN及Sigfox等众多的...

发表于 2018-03-30 16:13 553次阅读
物联网技术的竞逐舞台上,LoRa强化优势求突围

s912对比rk3399哪个强

早在一年前这款芯片就已经引起了广泛重视,跳票半年之久后面市为智能机顶盒注入新活力。它拥有64位 八核...

发表于 2018-03-30 15:41 616次阅读
s912对比rk3399哪个强

带你认知主板上的主要芯片

小编带你认知主板上的主要芯片。时钟芯片需要和14.318MHz的晶振连接在一起,为主板上的其他部件提...

发表于 2018-03-30 15:16 461次阅读
带你认知主板上的主要芯片

Marvell宣布推出基于NVMExpress(...

88SS1098和88SS1088是Marvell最新推出的支持单端口和双端口功能、NVMe 1.3...

发表于 2018-03-30 11:39 262次阅读
Marvell宣布推出基于NVMExpress(...

集成电路芯片在哪些新兴应用领域有发展趋势?

从六个方面入手,分析了集成电路芯片在新兴应用领域的发展趋势。从 2010 年开始,在硅麦克风、惯性传...

发表于 2018-03-30 09:55 825次阅读
集成电路芯片在哪些新兴应用领域有发展趋势?

芯片成为中美贸易谈判筹码 高通会是一个关键点

恩智浦是汽车电子等热门领域的市场领先者,而这些市场的增长将会给收购方带来巨大的收益。如果想要在未来取...

发表于 2018-03-29 18:16 217次阅读
芯片成为中美贸易谈判筹码  高通会是一个关键点

雷达芯片让设计公司和半导体企业实现无缝链接

作为欧盟项目SiGe HBT 工艺为基础的DOTSEVEN (0.7Thz)和 RF2THz SIS...

发表于 2018-03-29 16:11 433次阅读
雷达芯片让设计公司和半导体企业实现无缝链接

中美贸易战是否会对集成电路产业造成大的影响?

“特朗普上周正式打响对华贸易战,引发双方唇枪舌战。经过一周的你来我往,事态不断升级,不过最新消息称,...

发表于 2018-03-29 15:40 918次阅读
中美贸易战是否会对集成电路产业造成大的影响?

科技公司合作开发芯片、韩国推出VR试衣、海信打造...

Google、特斯拉、三星、高通等80家科技公司准备组队研发一种新的芯片设计模式,这部分业务正是AR...

发表于 2018-03-29 13:59 699次阅读
科技公司合作开发芯片、韩国推出VR试衣、海信打造...

你知道吗?迷你芯片还能代替人类接受药物实验!

研究人员希望通过这个迷你芯片,了解在制作针对特定器官的药物时,是否会对其它器官产生意想不到的副作用。

发表于 2018-03-29 13:43 196次阅读
你知道吗?迷你芯片还能代替人类接受药物实验!

NVIDIA在美国发布了 Quadro 系列和 ...

而DGX-2 单机箱安装了 16 枚 V100,总体性能达到了惊人的 2PFLOPS——业界第一台超...

发表于 2018-03-29 10:26 534次阅读
NVIDIA在美国发布了 Quadro 系列和 ...

怎样才能快速学习8051单片机呢

学习单片机,你不能没有一本纸质的教程,到本地的书店挑选或便宜的可以到卓越、当当网掏一掏。有了教程能更...

发表于 2018-03-29 09:16 306次阅读
怎样才能快速学习8051单片机呢

全球视频监控设备市场规模分析

权威电子行业研究机构IHS Research发布《中国CCTV与视频监控设备市场研究报告》显示,20...

发表于 2018-03-29 02:04 86次阅读
全球视频监控设备市场规模分析

中国要让3000万辆无人驾驶汽车用上自主芯片_避...

中国计划在未来10年部署3000万辆无人驾驶汽车的抱负,将培育一个新兴的芯片产业,地平线机器人等创业...

发表于 2018-03-28 18:04 100次阅读
中国要让3000万辆无人驾驶汽车用上自主芯片_避...

中美贸易摩擦走向谈判桌 中国或将半导体转向美国采...

随着中美贸易摩擦走向谈判桌、美财长“放风”有望避免贸易战之后,面对美方的诸多苛求,中方将如何“还价”...

发表于 2018-03-28 16:38 922次阅读
中美贸易摩擦走向谈判桌 中国或将半导体转向美国采...

存储器需求迎来“超级周期”_预测2018服务器增...

据中国证券网报道,半导体领域权威研究机构集邦咨询在慕尼黑上海电子展会期间提出,2018年伴随着多个新...

发表于 2018-03-28 16:24 250次阅读
存储器需求迎来“超级周期”_预测2018服务器增...

中国芯片竞争激烈_10年内部署3000万辆自动驾...

中国希望在十年内部署3000万辆自动驾驶汽车,这在中国催生了一个新兴的芯片行业,涌现出地平线机器人(...

发表于 2018-03-28 15:33 42次阅读
中国芯片竞争激烈_10年内部署3000万辆自动驾...

诺基亚3310无愧于一代神机_全球首款4G功能机...

2017年,HMD复刻了这款经典,带来了支持3G网络连接的诺基亚3310 3G,成为Google年度...

发表于 2018-03-28 15:26 325次阅读
诺基亚3310无愧于一代神机_全球首款4G功能机...

国产手机对于自主芯片的缺失,5G时代能够弥补吗?

今年的政作报告要求推动集成电路产业发展。俗称“芯片”行业的集成电路产业,其重要性可以用“工业粮食”来...

发表于 2018-03-28 15:05 544次阅读
国产手机对于自主芯片的缺失,5G时代能够弥补吗?

紫光筹集1800亿资金,表示已完成产业布局

紫光集团董事长赵伟国日前接受中国证券报记者专访时表示,紫光集团已经完成产业布局,将从并购过渡到以自主...

发表于 2018-03-28 14:47 355次阅读
紫光筹集1800亿资金,表示已完成产业布局

南电科技CEO谭春杰:质量就是分销商的生命力

中国的半导体产业一定是上升的,而且一定是大幅度上升的。

发表于 2018-03-28 14:17 212次阅读
南电科技CEO谭春杰:质量就是分销商的生命力

老司机带路:终于有人把芯片元器件贸易商彻底说透了

终于有人把芯片元器件贸易商彻底说透了! 最近涨声四起,缺货声众,贸易商们纷纷摩拳擦掌,芯片业者人人谈...

发表于 2018-03-28 09:01 458次阅读
老司机带路:终于有人把芯片元器件贸易商彻底说透了

BP6308AP 三相正正弦波电机驱动芯片,专用芯片DC6-30V,内置Driver。

发表于 2018-03-27 15:32 191次阅读
BP6308AP 三相正正弦波电机驱动芯片,专用芯片DC6-30V,内置Driver。

中国集成电路行业迎来快速成长

WSTS 预计 2018 年存储器芯片市场的规模将增长 11.6%,模拟芯片和逻辑芯片的市场规模也将...

发表于 2018-03-27 14:03 800次阅读
中国集成电路行业迎来快速成长

中国成功完全自主研发制造出第四代雷达并领先全球

我国成功完全自主研发制造出第四代雷达,并成为目前为止世界上唯一拥有反隐身(先进米波)雷达的国家

发表于 2018-03-27 11:09 319次阅读
中国成功完全自主研发制造出第四代雷达并领先全球

STM32学习—如何选择各个电路部分的主要芯片

最小系统:考虑到小车的主控板可以作为今后做四轴或其他更高级的机器人的基础电路,所以主控选择了STM3...

发表于 2018-03-27 09:59 461次阅读
STM32学习—如何选择各个电路部分的主要芯片

中美双方的制裁与反制裁会给国内半导体产业带来怎样...

芯片是信息科技的基石核心,而在诸多领域国产化率偏低,长期依赖进口,一旦贸易战发生,很容易陷入受制于人...

发表于 2018-03-27 09:02 644次阅读
中美双方的制裁与反制裁会给国内半导体产业带来怎样...

三星Exynos 9610:强化视觉深度学习能力...

三星通过其官方正式发布新一代Exynos 7系列中端移动处理器──Exynos 9610。而这款处理...

发表于 2018-03-26 14:03 377次阅读
三星Exynos 9610:强化视觉深度学习能力...

想要玩转机器视觉系统_就必须要弄懂这十大问题

对象或特征的精确定位是一个检测系统或由视觉引导的运动系统的重要功能。传统的物体定位采用的是灰度值校正...

发表于 2018-03-26 11:20 165次阅读
想要玩转机器视觉系统_就必须要弄懂这十大问题

推荐一款高效能LCD图形加速显示芯片——LT768x

发表于 2018-03-25 21:39 474次阅读
推荐一款高效能LCD图形加速显示芯片——LT768x

[射频芯片] 求推荐性价比高的超低功耗无线射频模块

发表于 2018-03-25 19:57 166次阅读
[射频芯片] 求推荐性价比高的超低功耗无线射频模块

A/D芯片转换速率是个什么梗,欢迎各路神仙指点迷津,不胜感激

发表于 2018-03-24 17:43 393次阅读
A/D芯片转换速率是个什么梗,欢迎各路神仙指点迷津,不胜感激

CFRB芯片

发表于 2018-03-20 09:52 442次阅读
CFRB芯片

查找芯片

发表于 2018-03-20 09:44 573次阅读
查找芯片

关于应用MAX764芯片产生-5V电源的问题

发表于 2018-03-20 01:35 272次阅读
关于应用MAX764芯片产生-5V电源的问题

什么芯片能去做一个频率在500K占空比50%以上的PWM的信号发生器

发表于 2018-03-19 23:31 246次阅读
什么芯片能去做一个频率在500K占空比50%以上的PWM的信号发生器

谁能推荐一个正5v转负5v电压源的芯片,电流1mA,用于ad8038

发表于 2018-03-18 17:15 375次阅读
谁能推荐一个正5v转负5v电压源的芯片,电流1mA,用于ad8038