DLP数码光处理技术实现于AR/VR的创新显示应用

德州仪器工业DLP半导体行销与应用产品资深应用工程师李姿宜。

一提到德州仪器(TI)，马上就联想到DLP(数码光处理)技术，以一种微机电(MEMS) 元件为基础，称为数码微型反射镜元件(Digital Micromirror Device；DMD)。1987年由Larry Hornbeck博士发明后，1996年即应用到投影显示。尔后DLP更在消费性电子、汽车、工业电子领域扮演重要角色。而德州仪器的DLP Pico显示技术特色在于，高分辨率、亮度高、高能效、小尺寸、色域丰富适应多种光线波长。

既然与光处理技术有关，DLP对AR/VR的显示有何应用？德州仪器半导体行销与应用产品DLP资深应用工程师李姿宜说明，AR/VR与影像密不可分，目前VR的眩晕感与刷新率有关，因此德州仪器在DLP的核心技术，希望提升算法和技术，来满足AR/VR设计。提供与影像显示技术以外，还有虚拟实境的3D建模、触控等整套解决方案。

李姿宜进一步提到，如果把DLP单芯片进行拆解，底层是CMOS电路，中间有一层机械结构，最上层则是铝质反射镜。所以DMD简单来说，就是整合光机电三合一的装置。而单片式DLP技术原理，则是利用一组聚光镜，将灯泡发出的光线聚焦在穿透性色轮(Transmissive Color Wheel)，接着让第二组镜片将通过色轮的光线，均匀聚焦在DMD元件表面。最后随着反射镜旋转状态角度(+12度或-12度)，光线再反射进入或离开投影镜头的透光孔。

而DLP Pico显示技术，目前应用在AR/VR穿戴式装置有哪些方案？李姿宜说目前依据功能、视野范围、体积等可略分为四大类。

其一，Glance-able(例如Google Glass，可透视且不能遮挡所有视野，但能提供辅助信息，例如来电提醒、导航)。其二，AR专用眼镜(与外在环境有关，需要广角视野，且在日正当中戴眼镜，需要高流明数Im)。其三，家庭剧院眼镜(需要更有沉浸式效果，属于前罩式，具备Dual Eye特色)。其四，VR头盔(具备最大程度的视域Field of Eye、Low Latency、Dual Eye、Higher Brightness等属性)。

目前业界VR头盔设备显示技术，主要有目镜放大式和光瞳成像式。前者特色在于设计简单、制造容易、价格便宜，可用在医疗用、军用夜视镜。但缺点是需聚焦在离眼球很近的平面上。而德州仪器DLP Pico DMD技术，则采取光瞳成像式，特色是较复杂的设计，但可合理配置镜片、配戴舒适性佳。

至于AR/VR穿戴式装置，目前业界最在乎的就是影像品质的控制。李姿宜说明，目前衡量指标包含：影像品质(亮度比、色彩准确度、色光饱和度)、动态对比度Dynamic Contrast Ratio、分辨率(业界目前有nHD 640x360、WVGA854x480、720p 1280x720、1080p 1920x1080 )。

另外评估参数也跟电子技术有关，例如Display Latency(影像传输过程，需要先解压缩，这就会有时间延迟)，另一则是电力，是否能提供低功耗，以及做到电池、镜片平衡配置等功能。

因德州仪器DLP有速度上的优势，开关速度快且延迟性低，若运用在VR头戴式显示装置，并结合无人机应用，翻转速度就成为相当重要的关键。德州仪器将持续优化DLP的高填满率(Fill Factor)、高光效率、低功耗等技术，让AR/VR的影像显示应用，迈向更完备的整体解决方案。