TI DLP Pico微投技术让智能音箱如虎添翼

随着 IoT 解决方案在全球消费市场的普及,智能音箱正在逐步成为家庭消费电子的重要一部分。目前,智能音箱普遍具备按需虚拟助手功能和高品质的音频性能。因此,将显示功能融合到这些“一成不变的”电子产品中,便成为顺理成章的事。


然而,在小型音箱上显示视频内容充满挑战。将从平板电脑到小尺寸电视的显示改装成紧凑、美观的外形设计非常不易,不过借助 TI DLP Pico 技术,可通过小巧的设计来实现大画面的投影显示。


智能音箱中投影显示的作用


向智能音箱添加显示屏以扩展其功能是一个自然而然的事情。汽车环境中的中控台显示屏应用正在迅速兴起,与之类似,家庭信息化/娱乐设备的类似视觉体验也将让消费者受益匪浅。现在,用户通过智能音箱请求内容的方式不同于智能手机或平板电脑交互的方式。由于语音指令是通过智能音箱请求内容的主要模式,因此需要简化的用户界面来有效地沟通结果。显示的图像要做到简洁明了,尽可能降低对触摸交互的需求,同时还提供适合远距离观看的超大图像。


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智能显示可能需要放在高流量区域(如厨房或起居室)附近,需要更加美观且不会造成干扰。采用平板电脑大小的平板显示屏(大约 7 到 10 英寸)会让产品看上去笨重,并限制了消费者对智能音箱的摆放位置。然而,Pico 投影能够通过小型设计投影出超大的画面,并可以将任意表面变为显示屏,从而解决这些难题。想像一下,能够通过大约 45mm x 75mm x 15 mm(略大于 50cc)的光学模组投影出清晰绚丽的 20 至40 英寸图像。


而且,Pico 投影提供以下几种选项:


• 超短焦投影。


• 标准投影。


• 表面投影。


• 自由形状投影。


• 互动投影


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这些选项让用户可以灵活选择任何表面来实现智能显示,甚至可以将智能显示用作两种用途,例如用一台设备实现表面投影和超短焦距影。采用 Pico 投影的智能音箱开发人员可以通过这些选项创新地向市场推出新型的差异化产品。


智能音箱中 TI DLP 技术的工作原理是什么?


DLP 技术的核心是数字微镜芯片(DMD),这是一种调节光线的微机电子系统(MEMS)技术。DMD 上的每个微镜都会在所显示的图像上创建一个或多个像素,并单独与色序照明调整同步以建立各种高性能智能音箱显示。


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TI DLP 产品的 TRP 技术与自适应 DLP IntelliBright™ 算法相结合,让开发人员能够在增加设备亮度的同时降低能耗。与同等解决方案的早期 TI 架构相比,TRP 架构上构建的 DLP 芯片组能够提升两倍的分辨率,并能基于每帧图像处理的基础上,提升 30% 的光学效率和降低高达 50% 的能耗。


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智能音箱的系统和电子注意事项


• 电子子系统包括控制芯片、电源管理和照明驱动芯片。还可能包括前端处理器和接口芯片。


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• 光学子系统包含 DMD、光源(通常为 LED)、光学元件(透镜、滤光片等)和相关的散热和机械部件。这些都集成在一个称为光学引擎的紧凑坚固的组件中。光学引擎的尺寸和外形取决于分辨率、亮度和投射比等规格以及其他设计因素。


智能音箱的独特要求


设计带显示屏的智能音箱时需考虑一些注意事项。投影仪规格取决于所需的图像大小、显示表面类型、集成到终端设备所需的外形以及投影和显示表面之间的距离等因素。


• 投影表面。某些表面(如厨房工作台面或壁纸)由于颜色、图案或表面曲率可能不适合进行投影。通过增加亮度并采用算法来抵消表面几何形状、颜色和图案的影响有望解决这一问题。


• 尺寸和外形。需要的尺寸和外形是附加的系统设计注意事项。需要将投影模块集成到形状独特、外形美观的智能音箱设计中。您所用的光学引擎的大小主要取决于亮度、分辨率和投射比。DLP Pico 光学引擎可以做到紧凑小巧,以集成到智能音箱中。如前面所述,现有的 100 流明设计的尺寸可以小至50cc。


• 亮度。投影仪的总亮度输出取决于所需的图像大小和环境光线条件。如果投影表面有颜色或图案(如厨房工作台面),可能就需要将亮度提高 20-30%。


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• 分辨率。所需的分辨率主要取决于显示的信息内容以及所需的图像大小。nHD (640 x 360) 级的低分辨率就可以满足简单图像和视频的需求,而 qHD(960 x 540)、720p (1280 x 720) 或更高的分辨率则适合呈现更加清晰的显示效果。


• 投射比。投影仪的投射比定义为投影透镜和屏幕之间的距离与投影图像的宽度之比。所需的投射比取决于产品相对于图像表面的放置位置。长焦投影通常定义为投射比大于 2:1。长焦投影适用于显示表面与投影模块的距离较长的情况。短焦投影通常定义为投射比为 0.8:1 至 1:1,超短焦投影通常定义为投射比小于 0.5:1。短焦和超短焦投影适用于投影表面非常靠近或紧临投影模块的情况。正常焦距投影通常定义为投射比等于或大于 1.2:1。


DLP 智能音箱芯片组的应用


DLP 芯片组具有各种尺寸和分辨率,可适应不同的显示对角线、亮度要求和像素密度(分辨率)。下图显示了可用的 DLP 芯片组。每个 DMD 都需要匹配的控制芯片和电源管理 IC 来共同工作。


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智能音箱市场发展迅速,增加显示屏或智能显示屏将提升用户体验和价值。DLP Pico 技术为提供差异化显示选项带来了激动人心的机会。

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