DLP® 技术

简介

动态地面照明系统支持高分辨率投影，可实现更清晰的通信和更安全的驾驶。这些系统还需要足够的紧凑和小巧（长度约 50mm，宽度和高度约25mm），这样才能安装在车门、侧视镜、前照灯、尾灯或嵌入在前后保险杠等位置。DLP® 技术可在地面或车辆周围的其他表面上投影动态内容，具有诸多优势：不仅支持车辆与行人通信，还能以更直观的方式向周围车辆传达驾驶员较为复杂的信息。

汽车照明简史

近几十年来，汽车照明系统发生了许多变革…

3D打印通过赋予具体形状，可让想象变为现实。学生可将对现实世界的理解转化为三维物体。设计师可以在投入生产前将想法转化成可以触摸和感觉的实物。牙医可以在办公室里直接制作磨牙牙套，而不需要患者再次复诊。3D打印所带来的可能性是无限的。

 3D打印机的成本从不到1000美元到超过十万美元不等。较低价位的3D打印机通常被称为桌面型或个人3D打印机。桌面3D打印机面临的挑战之一是在保持价格合理的同时保证打印速度和打印质量。在桌面3D打印机领域，目前流行的技术是熔丝制造（FFF）和立体光刻（SLA）。 

尽管价格便宜，但FFF技术——也被称为熔积成型（FDM），有两个基本限制：由于细丝材料的逐点融合而导致的速度和分辨率不足。

SLA也称为光聚合，它使用光和一种称为光敏聚合物或树脂的材料。如图1所示，光敏聚合物在暴露于紫外线（UV）或近紫外光后会发生称为聚合的化学反应，并变成固体。材料化学的最新发展使SLA打印机价格低于1000美元成为可能…

作者：德州仪器Amber Scheurer

想想您在移动设备上查看照片或观看视频的频率。虽然许多人更喜欢便利的可放入口袋的小巧智能手机，但当想要有更舒适的观看体验时，会转而使用有着更大显示屏的平板电脑。

随着5G的出现，将高分辨率内容传输到移动设备会变得更容易更普遍。消费者希望使用更大的显示屏从而广泛使用高清（HD）内容。

使用投影是从小型设备转而实现大屏幕的好方法。过去，设计人员必须选择较低分辨率的成像仪，以创造紧凑的产品。高质量的共享图片或从移动设备观看的视频通常需要1080p分辨率，如图1所示。

图1：利用移动投影仪或智能手机查看全高清内容

借助全新的DLP^® Pico芯片组，您可以将全高清投影仪嵌入到移动产品中，从而满足高分辨率要求，创造独特的用户体验。DLP230NP芯片组采用0.23英寸1080p数字微镜器件（DMD…

利用DLP^® Pico™技术打造卓越的智能显示体验

随着消费者不断采用物联网（IoT）解决方案将家庭内设备连接到外部和内部网络，智能音箱将在越来越多的家庭中普遍应用。事实上，智能音箱市场可能会继续保持高增长态势；据Juniper Research预测，到2022年，Amazon Echo、Google Home、Apple HomePod和Sonos One等设备将在大多数美国家庭中普及。

常规智能音箱采用音频进行反馈，但新一代称为智能显示的产品（或带显示功能的智能音箱）可以通过视觉内容（如讲解视频、食谱和照片）丰富用户体验。但是，大型LCD显示难以封装到紧凑的家用音箱中。DLP^®技术通过投影来取代常规的LCD屏幕，从而为设计师带来更多的可能。

智能显示和虚拟助手如何协同工作

与汽车采用中控台显示类似，消费者要求其家庭信息和娱乐中心提供更多可视内容。

拥有简化的可视界面可以增强当今智能音箱所提供的内容…

作者：DLP China Team

1. 概述

TI近期发布了针对于消费级3D机器视觉和3D打印市场的新型控制器-DLPC347x系列。它可以为主流的3D扫描仪和3D打印机带来精确的光控制和超高的图像质量。

新的DLPC347x系列控制器与针对显示市场的DLPC343x控制器类似。两个系列是pin to pin兼容并且只有几个引脚的定义不同。这意味着客户可以做非常少的修改，就可以将用于显示应用的驱动板修改为用于3D机器视觉和3D打印机应用的光控制驱动板。同时两种驱动板也可以实现兼容设计，这会在下文中讨论。

表1是针对不同DMD的DLPC347x系列…

作者：德州仪器 Michael Firth

通过将关键驾驶信息叠加到真实世界中，增强现实（AR）抬头显示（HUD）将彻底改变驾驶体验。如今，AR显示的最佳示例是用于战斗机，可在飞行员的直接视线中置放大量关键信息。

在汽车环境中，图形直接置放于驾驶员视线内取代了基本警告音或符号，通过这种方式可以传达信息并识别驾驶员视野中的威胁，使其能够立即采取行动。图形表现为真实世界的自然保形延伸；它们不仅仅是现今HUD中的二次信息显示。 

正如我之前在关于阳光负载的博客文章中所讨论的，太阳辐照度对AR HUD设计提出了重大挑战。与传统的HUD不同，AR HUD具有宽视场和长虚像距离，并且需要将车辆的传感器数据与HUD显示进行实时集成。长虚像距离（>7m）及较小程度上的较宽视场（至少水平10度角x垂直4度角）导致太阳能集中度显著提高，并在成像仪面板上发生相应的热升。为了防止太阳辐照度造成的热损伤，您必须仔细设计AR HUD并运行详细的阳光负载模拟以验证操作是否可靠…

作者：德州仪器 Philippe Dollo

DLP® LightCrafter™ Display 2000评估模块（EVM）是一款强大的入门级平台，能够让用户在智能家居显示、抬头显示（HUD）和微投影等应用中评估和设计DLP原型。

与先前的DLP技术评估模块产品不同，LightCrafter Display 2000评估模块与各种嵌入式主处理器相兼容，可以轻松实现独特的DLP技术项目的原型设计。

图 1：LightCrafter Display 2000评估模块侧视图

图1展示了带有光学引擎的完整评估模块。得益于具有与系统兼容的主机端设备驱动程序，该评估模块开箱即可使用，且支持基于Sitara™ AM3358处理器的BeagleBone Black开发板。通过使用BeagleBone Black开发板的大量通用输入/输出（GPIO）引脚，评估模块可以轻松输出带引脚的完整24位RGB888图片。这一功能确保其具有良好的色彩质量和易用性…

作者：德州仪器Mike Firth

TI DLP®技术在增强现实（AR）抬头显示（HUD）等汽车应用中越来越受欢迎，主要原因之一是其具有明亮鲜艳的色彩。为了更好地理解颜色在AR HUD中的作用（如图1所示），我先介绍一下色彩饱和度和色域的概念。

图1：AR HUD示例

色彩饱和度是指图像中色彩的强度。看看图2，您可以轻松分辨出哪种颜色的饱和度更高。色彩的饱和度越低，看起来也就越暗。用技术术语来说，饱和度是表示色彩的纯度，用其复合波长来定义色彩。当一种色彩完全饱和时，它只包含单一波长，因此被认为是最纯粹的色彩。事实上，赫姆霍兹-科尔劳施效应描述了色彩越饱和，看起来就越明亮。色彩饱和度的另一个有趣方面是它会影响反应时间。一项名为“用颜色捕捉用户注意力”的研究表明，色彩越饱和，观察者对该色彩的反应速度也就越快，特别是对于红色（这是许多警告标志都使用红色的原因之一）。

图2：区分色彩饱和度

一个画面准确一致地再现另一个画面中的某种颜色…

作者：德州仪器 Mike Firth

增强现实（AR）抬头显示（HUD）是汽车行业中出现的新一项重大发明。现如今，该技术得到了汽车制造商和一级供应商的关注，进入到积极开发AR挡风玻璃HUD的阶段。

真正的AR显示需要有至少10度的宽视场（FOV）以及7.5米或更大的虚拟图像距离（VID）。FOV表示以度为单位的显示大小，而VID表示图像投影的距离。在汽车HUD中，VID表示图像出现在道路上的距离。

AR技术背后的理念是在现实世界之上叠加数字信息，增强驾驶员对当下情景的了解并改善其驾驶体验。FOV越大，虚拟图像距离越长，显示的效果也就越好。

图 1：AR显示示例

一直以来，设计AR显示面临的两项最大挑战是亮度和太阳能负载的问题。AR显示需要尽可能宽和亮，这就需要成像仪发出大量光。驾驶员还需要尽可能远地将图像投射到道路上。当今的HUD可达到的FOV为7到8度或更小，并且可以在前方2.0到2.5米的道路上“投射”图像。这些图像看起来像漂浮在汽车的引擎盖上…

4K超高清 (UHD) 流媒体、播放器和蓝光影碟业务正在快速增长。4K UHD内容每帧数据包含800多万个像素 – 数量是全高清 (1080p) 内容的四倍多。

面临的挑战是如何呈现4K超高清内容的细节、景深以及身临其境的观感。我们已习惯使用大屏电视，50英寸1080p的电视几乎随处可见，而且4K大电视价格也逐渐亲民。可是，如果想体验到四倍的1080P电视所显示的细节，我们也可以合理假设需要四倍的屏幕尺寸。这就意味着4K UHD投影是唯一能够以合理价格呈现超大画面的显示技术。

在学校或商业环境中，投影显示非常有效，便于观众观看所有的细节。在家庭娱乐中，投影也能带来无比精彩的沉浸式体验。真正的4K UHD显示解决方案可以展现4K UHD规格要求的800万像素，呈现精准、清晰的图像，让你看清楚所有细节。

作者：Michael (DLP) Walker，德州仪器（TI）

物联网(IoT) 正以前所未有的速度实现人、设备和云数据存储服务之间的互联。一些分析人员预测，到2020年，将会有500亿台数字设备与互联网产生连接。

在光谱学、3D机器视觉和智能家居应用等远程传感领域中，客户通过DLP技术创造着具有新型、独特功能的产品。在制药、农业和制造业等各种工业领域，开发人员和工程师使用的物联网功能也日益增多。

物联网的诸多工业可能性

在DLP技术支持下，手持分光计能够连接到存有数以千计参考材料的云支持数据库。例如，医院和药店的医务人员可以使用该解决方案对药物进行远程扫描，确定药物成分是否正确或者药品是否为正品。

在农业应用上，农民也能够从与数据库连接的移动手持分光计中获益。通过扫描谷物，将扫描结果与存储的参考数据进行实时对比，农民可以确定收获谷物的最佳时间。

遍布智能传感器的工厂可以使用3D…

作者：Juan Alvarez，德州仪器（TI）

TI大力研发具有突破性的DLP®投影显示技术。五年前，TI推出了DLP Light Commander，帮助开发人员更方便的使用TI技术。目前，TI支持包括DLP Pico™ display TRP产品线在内的评估模块（EVM），如DLP2010（宽视频图形阵列[WVGA]）、DLP3010（720p）及DLP4710（1080p）产品。

作为投影显示技术的领导者，TI致力于为客户提供最理想的解决方案。

DLP Pico技术已经扩展到诸多应用领域，包括增强现实、虚拟现实、售后市场平视显示器、移动智能电视、销售点、虚拟助理、商业游戏和微型投影仪。随着业务范围及生态系统的扩张，开发人员希望获得更广泛的产品组合，从而覆盖以低成本处理器为主的市场。对于想要评估DLP技术和开发显示应用的开发人员而言…

作者：Frank Moizio，德州仪器（TI） 

大屏电视的使用场景之多无需赘述。但由于某些原因——包括美观性、便携性、显示质量——我们最终转向了其他选择。

但情况正在迅速改变。随着移动智能电视，又称“无屏电视”的发展，我们正在见证许多从“不可能”向“可能”的转变。

从卧室到会议室、到后院甚至到更远的范围，这些小巧紧凑的设备将先进的投影显示与无线连通性组合在一起，从而为用户提供真正随身便携的视觉体验。

目前的移动智能电视采用最先进的光学元件、明亮且持久耐用的发光二极管（LED）光源，以及高效的TI DLP® Pico™ 芯片，从而在多种表面上生成一个准确、高质量图像。

何为移动智能电视？

想象一下，只需把一个小型电子盒子放在桌上，让它向上投影，就能把任何表面都转变成为一个影院屏幕…

作者：Nicole Navinsky，德州仪器（TI）

科技无疑还会不断发展，新技术也正在不断涌现。在这样的快速更迭中，传统电视行业的未来似乎难以捉摸。人们对大屏电视趋之若鹜，但它们是否有可能会大到难于操控且难以移动？激光电视是个极佳的解决方案。

由于其灵活性和便携性，激光电视越来越受到大众的欢迎，它们能够提供的屏幕尺寸超过100英寸，并且可以很轻松地完成从一个房间到另一个房间的转移，或者在不使用时放在看不见的地方。

何为激光电视？

激光电视使用最前沿的激光荧光技术，提供明亮、色彩丰富的显示画面，并且使用寿命高达2万小时。正是由于激光的高效率、更低的养护成本和更高的色域，电影行业很快将它作为光源。同时，消费者也可以通过激光电视随时随地在自己的家中实现影院级别的观影体验。

激光电视系统的另外一个主要优势就是超短焦投影光学元件的集成，这帮助激光电视能够在距离屏幕或墙面几英寸的位置上投射出大幅、明亮的图像…

在今年的美西光电展（SPIE Photonics West）上，德州仪器（TI）主持了题为“基于DMD的新兴系统和应用”会议。美西光电展是一项大型行业会议，今年的参会人数超过20000人，会议期间提交的会议文献和论文超过4800份，共1300多家公司展示了他们的产品，有3个分组主题会议——生物医药成像（BIOS）、激光应用（LASE）和光电子（OPTO），会议期间，通过深入研究数字微镜器件（DMD）而实现的创新型应用不断地为我们带来惊喜。今年也是TI DLP^®产品第九次在美西光电展上赞助DMD会议主题。在此次的DMD 会议上，参会者们共提交了24篇会议文献和论文，所涵盖的主题包括先进制造业、3D计量、光谱分析、生物医药成像、计算成像和光束整形。此外，生物医药成像、激光应用和光电子主题会议上的文献和论文还包含了DMD有关的信息。展会上展出的令人叹为观止的应用范围体现了DMD的多用性和灵活性…

作者：王洋昔，德州仪器（TI）DLP^®产品营销经理

应用于影院、教室或企业会议室中使用的视频投影仪是为了满足人眼的观看需要而设计。然而，并不是所有的投影仪都是为了满足观看的需要。很多工业应用领域——诸如3D机器视觉和动态投影影射——则需要具有更高帧速率和更低延迟的工业用投影仪。这一点在工厂自动化装置中特别重要，其中的工业投影被用来正确地挑选物体、对物体进行定位，或者将这些物体放置在适当的位置上。

你也许会对于帧速率和延迟的重要性感到不解。从字面上看，帧每秒的意思是每秒能够在屏幕上闪现的图像数量。与高速摄像头组合在一起，越高的投影仪帧速率能够在更短的时间周期内捕捉可视信息，这有助于提升机器视觉系统的精度和数据吞吐量。排脚3D印刷电路板（PCB）检查是得益于高帧速率的一个工业应用。它被用来在组装线上检查锡膏量是否合适，以及组件放置的位置是否正确，这有助于提高PCB产量…

实体店的购物体验近年来乏善可陈：你来到商场，在货架前精挑细选，作出选择。与此同时，零售商们仍然主要依靠打印出的标签的方式来吸引消费者的注意力，以期能够重获消费者的积极回应。

这一可靠且真实的零售体验方法在来自Perch Interactive的Jared Schiffman看来无可厚非——无论是对于购物者还是店主来说都是如此。

但他也认为，零售领域该应用一些新技术了。

照片由Perch Interactive提供

他所在的Perch Interactive公司正在用TI DLP^® 技术的投影显示来尝试新技术所带来的全新体验；这样的投影显示设计能够为消费者提供参与性更高的店内购物体验。

重新构想实体店购物经验

试想一下我们在实体店买鞋。现在，消费者看着众多款式的鞋，然后根据样式和价钱挑选出他们喜欢的鞋子。也许他们看到一个醒目的特价促销标志。然后把销售人员叫来…

Jeff Marsh把自己看作一名“戏法大师”。他是德州仪器（TI）的DLP^®产品工程设计经理，监督检查DLP芯片制作的每一步。

“我要同时应对很多独特的挑战，”Jeff说，“不过在TI工作了20年后，我现在做的还算得心应手。”

“得心应手”也许还是一个谦虚的说法。

自从Larry Hornbeck博士在1987年发明第一块DLP芯片以来，新版本的DLP半导体芯片已经实现了广泛的应用。数字微镜器件（DMD）的发明本身彻底改变了电影业，为Hornbeck博士赢得了学院奖*，以奖励他所发明的、用于TI DLP Cinema^® 投影中的DMD。

DLP技术还实现了今天的工业用高速3D打印机和手持式近红外（NIR）光谱分析仪，推动了汽车行业中抬头显示（HUD）解决方案的发展，并且打开了诸如头部安装或可穿戴显示等方面的小型尺寸应用…

作者：Michael Firth，德州仪器（TI）

“车载抬头显示（HUD）未来的走向”这个话题乍一听来似乎会涉及很多技术词汇，但这项显示技术在未来的几年中将有巨大的应用潜力。据HIS Automotive预测，全球范围内，前装HUD的汽车销量将从2012年的120万辆增加至2020年的910万辆——这不包含消费者对其已有车辆使用后装HUD解决方案的数量。

如果你是开发人员或是汽车原始设备制造商（OEM），那么你可能正为将HUD引入下一台车辆——无论是集成式还是后装解决方案——时有哪些注意事项而颇为费心。开发人员在构造不同的产品时需要考虑很多因素，包括视域（FOV）和图像质量。

推动车载HUD未来发展的一个关键领域就是增强现实（AR）。首先，我们想为这里所指的AR做出定义——虽然目前市场上对于AR可谓众说纷纭，但对于AR会如何影响汽车显示的未来的看法则相对一致…

作者：Kent Novak，德州仪器（TI）全球高级副总裁兼DLP^®产品总经理

从汽车到厨房,甚至是更多的场景，装有数百万个闪闪发光的微镜的芯片正在改变我们与新一代消费类电子产品之间的互动。

而这样的转变来自于光学MEMS的技术进步——它们正变得更小、更灵活、质量更佳且更高效。先进MEMS正在将全新且创新型解决方案推进到一些应用领域，比如可穿戴技术、智能住宅和家用电器、汽车平视显示（HUD）、自适应大灯、红外传感器，甚至是全息图像。

在DLP^® 产品部门工作的过去八年间，我经常亲眼见证这些创新，我也相信DLP技术可以在更加广阔的消费类市场有所作为，在刚刚过去的美国国际消费类电子产品展（CES）上，我看到，这项技术已经越来越受欢迎。

市场分析师同样认为DLP技术还有巨大的、未被开发的潜能。根据Yole Development 公司和Grand View Researc…

作者：Vivek Thakur，德州仪器（TI）

大多数人打算在家中使用投影技术时，脑海中浮现的画面往往是一个高科技家庭影院。现在，智能住宅和物联网（IoT）的快速发展为用户提供了一个全新的方法和途径来观看投影显示。

智能住宅和IoT为很多日常使用的设备带来了更强的连通性和更高的智能化程度——从空调和住宅安防系统到灶台和冰箱。这些智能住宅设备的下一代产品有可能将投影显示技术集成在内，以提升智能系统中的人机界面。

针对智能住宅的投影显示

可嵌入、经久耐用且高能效的投影技术为智能住宅设备提供了一个强大且有效的信息显示方法，并且使用户能够通过简单的触摸和手势界面来实现与设备的交互。

例如，与其像以前一样走到干衣机附近去查看剩余时间，现在你只需对着厨房中的投影显示器挥挥手，就可以知道衣服什么时候能洗好。

你可以调整你的恒温器，设定你的喷淋系统，检查冰箱内的存货，查找菜单…

数字微镜器件（DMD）作为空间光调制器可克服传统光谱分析仪架构缺点

作者：Mike Walker，德州仪器（TI）; Hakki Refai，Optecks，LLC

在近红外（NIR）光谱分析领域中，一个将便携性与高性能实验室系统的准确性和功能性组合在一起的系统将极大地改进实时分析。由一块电池供电的小型手持式光谱分析仪的开发可以实现对工业过程、或食品成熟度的评估在现场进行更有效的监控。

大多数色散光谱分析测量在一开始采用的都是同样的方式。被分析的光通过一个小狭缝；这个狭缝与一个光栅组合在一起，共同控制这个仪器的分辨率。这个衍射光栅专门设计用于以已知的角度反射不同波长的光。这个波长的空间分离使得其它系统可以根据波长来测量光强度。

传统光谱测量架构的主要不同之处在于散射光的测量方式。两种常见的方法有（1）与散射光物理扫描组合在一起的单元素…

你也许看到过他们在你家附近走来走去；也许在当地的购物中心中见过他们的身影——据估计，在智能手机上安装的Pokémon Go的每日活跃用户达到了2千万，这些玩家看起来无处不在，并孜孜不倦地力求“把它们全捉光。”

但是，这款游戏最引人注目的一点是它如何把增强现实（AR）带入主流应用。虚拟现实（VR）将用户完全封闭在一个独特且浸入式的、由计算机生成的体验中。AR则不同，它允许用户在处于真实环境中的同时，为用户提供透明的信息内容。

在安装了Pokémon Go之后，具有高分辨率屏幕和摄像头的智能手机被证明是将AR提供给广大用户的最佳设备。但AR在游戏领域的应用也许不是消费者第一次有机会体验这项技术。例如，很多家具零售商和家装中心提供AR智能手机应用，使你能够在购买前就看到房间中摆放新沙发或刷漆之后的效果。

Pokémon Go固然取得了成功，但由于现今智能手机的固有技术规格…