微投影(無屏電視)這幾年快速在市場上崛起，很大程度上要?dú)w功于DLP技術(shù)的普及，DLP技術(shù)本身最早是為美國軍方設(shè)計(jì)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的商用，德州儀器TI在優(yōu)化的過程中，進(jìn)行了兩次比較大的調(diào)價(jià)，也因此成就了其在投影市場的輝煌成就，目前無論是家庭使用的無屏電視還是商用影院IMAX電影放映機(jī)，均能夠看到TI DLP技術(shù)的身影，也讓其成為了應(yīng)用跨度最大的影像設(shè)備。當(dāng)然DLP技術(shù)并不僅僅是一個(gè)消費(fèi)領(lǐng)域的影像技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域越來越多的看到更多DLP技術(shù)的身影。
TI在最近發(fā)布了更多支持4K分辨率的DMD芯片，TI DLP?產(chǎn)品中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理鄭海兵向筆者分享了TI在DLP技術(shù)領(lǐng)域最新的進(jìn)展。
DLP技術(shù)的核心技術(shù)在于DMD芯片，DMD屬于MEMS技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展非常成熟，在DMD當(dāng)中集成了無數(shù)的小型鏡片形成矩陣式排列，隨著分辨率的提升，從最早的80萬到后來的800萬片，每個(gè)小鏡片都能夠?qū)崿F(xiàn)10度左右的反轉(zhuǎn)，并且每秒鐘可反轉(zhuǎn)65000次，當(dāng)光線傳到DMD芯片上時(shí)，鏡片會根據(jù)光線傳導(dǎo)到不同的角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)，DMD可以用數(shù)字信號控制每一片單獨(dú)的小鏡片做出偏轉(zhuǎn)的動作，控制光線的開合。
德州儀器TI DLP?產(chǎn)品中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理鄭海兵
DLP技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用技術(shù)方向
DLP技術(shù)在1987年由Larry Hornbeck博士發(fā)明，96年擁有了第一套商用產(chǎn)品，在當(dāng)時(shí)以模擬投影為主的時(shí)代，DLP產(chǎn)品作為首款數(shù)字投影儀顯得相當(dāng)超前。90年代末，TI與好萊塢合作，推出了數(shù)字化影院放映機(jī)，拉開了影像行業(yè)由膠片到數(shù)字的逐步過渡的序幕，到今天，TI在全球的院線市場份額已經(jīng)達(dá)到了85%，在中國甚至超過90%。
從整機(jī)結(jié)構(gòu)上看，過去20年DLP技術(shù)一直在引領(lǐng)整個(gè)顯示行業(yè)，投影機(jī)燈泡亮度由于壽命衰減會嚴(yán)重影響觀感體驗(yàn)，但DLP技術(shù)的出現(xiàn)推動了固態(tài)光源的發(fā)展，固態(tài)光源即時(shí)開關(guān)的壽命很長，色彩亮度不會受影響，目前DLP產(chǎn)品在所有固態(tài)光源投影市場占比第一 ，出貨量達(dá)到了1300萬套。
影像顯示領(lǐng)域最重要的指標(biāo)之一是刷新率，DMD的高速響應(yīng)能力帶來了更多創(chuàng)新的應(yīng)用，處理視頻信號的時(shí)候更加流暢。比如單機(jī)3D投影，不需要用兩臺投影儀進(jìn)行疊加，對于高幀率的市場，借助DLP技術(shù)的快速響應(yīng)優(yōu)勢，讓用戶能夠?qū)τ诟邘蕬?yīng)用做出嘗試，這方面包括AR游戲和球賽等高運(yùn)動場景。
高分辨率和高亮度方面，DLP產(chǎn)品也都擁有足夠的優(yōu)勢，目前已經(jīng)有超過10000流明的戶外投影，在這些苛刻的顯示條件下，目前使用的絕大多數(shù)都是DLP技術(shù)。另外對于光譜支持，目前成像技術(shù)均在可見光下生成，但是DLP產(chǎn)品由于自身不發(fā)光，使得它可以支持UV和紅外。這樣就讓DMD在未來很多工業(yè)領(lǐng)域包括人臉識別方面能夠做出很多應(yīng)用。
DLP技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用
在消費(fèi)領(lǐng)域取得成功后，TI將目光投向工業(yè)領(lǐng)域，成立了工業(yè)事業(yè)部，隨之而來的是DMD底層權(quán)限的不斷開放，造就了DLP技術(shù)在新領(lǐng)域的用途，如光譜分析，數(shù)字曝光，3D掃描與打印等大幅度降低了這些行業(yè)入門的成本。
1，近紅外光譜分析涵蓋包括食品和藥品安全等領(lǐng)域，能快速識別食品與藥品有效成分的含量，甚至可以實(shí)現(xiàn)藥品制造中的自動成本控制，通過特定光譜的譜線來識別如敏感成分含量等，目前DLP技術(shù)已經(jīng)在近紅外光方面擁有了成熟的產(chǎn)品，用于糧食成分的檢測，藥品監(jiān)管等。便攜式DLP設(shè)備目前可以支持到1900到1700納米的紅外，如需更高的精度，可提升至2500納米。在目前中國市場的食品與藥品安監(jiān)日益嚴(yán)苛的條件下，擁有廣闊的的前景。
2，3D掃描與3D打印，目前很多工業(yè)場景的應(yīng)用都會用到3D建模，無論是逆向工程還是珠寶設(shè)計(jì)，都需要3D掃描的參與，DLP技術(shù)的3D建模通過的是結(jié)構(gòu)光技術(shù)。后期支持3D打印和3D掃描。當(dāng)DLP技術(shù)用結(jié)構(gòu)光投射向物體的時(shí)候會發(fā)生幾何的形變，通過攝像頭把形變進(jìn)行抓取，再用三坐標(biāo)法就可以生成點(diǎn)云，進(jìn)行逆向重構(gòu)，然后可以選擇進(jìn)行下一步的3D打印，完成三維逆向工程。由于DLP技術(shù)的結(jié)構(gòu)可以做到很小，所以更適合做很多手持式的三維掃描?？梢詫?shí)現(xiàn)更快速的三維的重構(gòu)。
另外TI一部分的重要市場就是3D打印，3D打印目前有很多技術(shù)流派，TI的DLP技術(shù)被算作SLA(光固化)技術(shù)，DLP技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高精度，高速度的打印，3D打印的目前主要的問題是成型速度慢，制約了3D打印的普及，DLP技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的打印精度高，速度很快，在醫(yī)療領(lǐng)域，人工耳膜和一些其他器官的打印，都能保證非常好的精度，收獲良好的效果。
3，數(shù)字曝光是對精度有一定要求的場景，用來做PCB線路板，DLP技術(shù)可以用通過400納米UV的DMD實(shí)現(xiàn)最終的蝕刻，高速自動化線路板制作。在這之前很多用了DLP技術(shù)的線路板生產(chǎn)設(shè)備都是進(jìn)口的，但這幾年TI與很多國產(chǎn)廠商合作實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)線的國產(chǎn)化。
4，HUD，head up display技術(shù)是TI對汽車市場的重要嘗試，初裝于林肯的continental。TI一直在嘗試突破新的領(lǐng)域，進(jìn)行一些新的極限的應(yīng)用。隨著ADAS的流行和主動安全的要求，采用DLP技術(shù)的HUD可以擁有一個(gè)很好的視覺寬度，第二可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的顯示，在實(shí)際駕駛中很有幫助。DLP技術(shù)可以達(dá)到一個(gè)很寬的FOV(視場角)，可顯示很多信息，當(dāng)接入ADAS之后，與VID(虛擬影像距離)結(jié)合后可實(shí)現(xiàn)更多內(nèi)容的顯示。
早在上世紀(jì)80年代已經(jīng)有類似HUD的技術(shù)出現(xiàn)，但是一直很難有實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用突破，目前的TI將FOV推進(jìn)到了12度，未來會到20度，如果做到這樣就可以通過HUD看到旁邊車輛信息的顯示，實(shí)現(xiàn)真正的萬物互聯(lián)，非常有助于駕駛行程中的安全，結(jié)合傳感器對回傳的信息可以做到一個(gè)預(yù)判顯示。
DLP產(chǎn)品的亮度目前已經(jīng)做到了15000尼特，這樣即使車輛開到陽光充足的環(huán)境HUD一樣能夠有出色的顯示。在車輛進(jìn)入隧道等暗場環(huán)境當(dāng)中的時(shí)候DMD可以快速調(diào)節(jié)光亮讓駕駛者獲得最好的體驗(yàn)。
5，高分辨率的智能汽車大燈，用DLP技術(shù)做出的汽車智能燈由于分辨率可以做的很高，所以在防眩光安全性方面有了顯著的提高，光線不再像普通氙氣燈那么刺眼，結(jié)合傳感器也可以解決一些在ADAS實(shí)現(xiàn)后面臨的安全的問題。
擴(kuò)充產(chǎn)品家族實(shí)力
隨著4K的普及，無論從工業(yè)還是民用，1080p分辨率都開始顯得有些落伍，TI也因此加速了4K技術(shù)的建設(shè)，此次發(fā)布的兩款4K新品，分別是470TP，470TE，分別對應(yīng)1500流明和4000流明。加上早先發(fā)布的支持5000流明的DLP660TE，目前TI總共有三款芯片在產(chǎn)，可以兼顧便攜與高亮度。
TI的DMD芯片完全符合4K行業(yè)規(guī)定的830萬像素點(diǎn)規(guī)格，在實(shí)際顯示中，DMD這種單芯片也不會存在像素溢出之類的像素對齊問題。
針對AR和HUD，TI發(fā)布了DLP3010-Q1芯片組，專門對以上兩種場景進(jìn)行了特別的優(yōu)化。提供了更好的軟件開發(fā)環(huán)境和工具的支持，另外封裝尺寸也大幅減小，占用空間減小到了65%在顏色對比度，和亮度都做了提升達(dá)到了15000cd/㎡(流明)，這樣可以給客戶在車內(nèi)設(shè)計(jì)上有更多的靈活性。
TI表示今后也會進(jìn)一步在芯片小型化方面努力，繼續(xù)提高顯示質(zhì)量，讓產(chǎn)品開發(fā)工作變得更加簡單，僅0.2英寸的DLP2000芯片組和DLP? LightCrafter? Display 2000評估模塊(EVM)讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)者擁有更加靈活的設(shè)計(jì)空間，BeagleBoneBlack開發(fā)板代碼實(shí)例有效降低開發(fā)者編程壓力，EVM中雙鏈接器的設(shè)置可為任何靈活GPIO驅(qū)動視頻接口提供支持。此外為客戶提供了全方位的技術(shù)支持與幫助，將基礎(chǔ)的芯片和技術(shù)轉(zhuǎn)化成為可用的產(chǎn)品，通過基礎(chǔ)的文檔資料以及工程師現(xiàn)場支持實(shí)現(xiàn)快速有效的技術(shù)轉(zhuǎn)化，目前TI已經(jīng)建立了自己的生態(tài)鏈，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了50多家生態(tài)合作伙伴的對接，提供多領(lǐng)域的服務(wù)，包括光學(xué)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，讓新進(jìn)客戶能夠快速對DLP技術(shù)進(jìn)行評估，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性，可以能夠更快的與客戶交流，來實(shí)現(xiàn)更快的產(chǎn)品的搭建。
DLP技術(shù)借助其優(yōu)勢，發(fā)展很迅猛，勢頭很強(qiáng)勁，但另一方面DMD芯片由于TI獨(dú)家供應(yīng)，產(chǎn)能和價(jià)格都受到了一些限制，所以工業(yè)端發(fā)力遠(yuǎn)比消費(fèi)端稍弱，而隨著消費(fèi)市場的增量的減少，我們也將看到TI在工業(yè)端更多的發(fā)力。
（轉(zhuǎn)載）
