DLP數位光處理技術實現於AR/VR的創新顯示應用

德州儀器工業DLP半導體行銷與應用產品資深應用工程師李姿宜。

一提到德州儀器(TI)，馬上就聯想到DLP(數位光處理)技術，以一種微機電(MEMS) 元件為基礎，稱為數位微型反射鏡元件(Digital Micromirror Device；DMD)。1987年由Larry Hornbeck博士發明後，1996年即應用到投影顯示。爾後DLP更在消費性電子、汽車、工業電子領域扮演重要角色。而德州儀器的DLP Pico顯示技術特色在於，高解析度、亮度高、高能效、小尺寸、色域豐富適應多種光線波長。

既然與光處理技術有關，DLP對AR/VR的顯示有何應用？德州儀器半導體行銷與應用產品DLP資深應用工程師李姿宜說明，AR/VR與影像密不可分，目前VR的眩暈感與刷新率有關，因此德州儀器在DLP的核心技術，希望提升算法和技術，來滿足AR/VR設計。提供與影像顯示技術以外，還有虛擬實境的3D建模、觸控等整套解決方案。

李姿宜進一步提到，如果把DLP單晶片進行拆解，底層是CMOS電路，中間有一層機械結構，最上層則是鋁質反射鏡。所以DMD簡單來說，就是整合光機電三合一的裝置。而單片式DLP技術原理，則是利用一組聚光鏡，將燈泡發出的光線聚焦在穿透性色輪(Transmissive Color Wheel)，接著讓第二組鏡片將通過色輪的光線，均勻聚焦在DMD元件表面。最後隨著反射鏡旋轉狀態角度(+12度或-12度)，光線再反射進入或離開投影鏡頭的透光孔。

而DLP Pico顯示技術，目前應用在AR/VR穿戴式裝置有哪些方案？李姿宜說目前依據功能、視野範圍、體積等可略分為四大類。

其一，Glance-able(例如Google Glass，可透視且不能遮擋所有視野，但能提供輔助資訊，例如來電提醒、導航)。其二，AR專用眼鏡(與外在環境有關，需要廣角視野，且在日正當中戴眼鏡，需要高流明數Im)。其三，家庭劇院眼鏡(需要更有沉浸式效果，屬於前罩式，具備Dual Eye特色)。其四，VR頭盔(具備最大程度的視域Field of Eye、Low Latency、Dual Eye、Higher Brightness等屬性)。

目前業界VR頭盔設備顯示技術，主要有目鏡放大式和光瞳成像式。前者特色在於設計簡單、製造容易、價格便宜，可用在醫療用、軍用夜視鏡。但缺點是需聚焦在離眼球很近的平面上。而德州儀器DLP Pico DMD技術，則採取光瞳成像式，特色是較複雜的設計，但可合理配置鏡片、配戴舒適性佳。

至於AR/VR穿戴式裝置，目前業界最在乎的就是影像品質的控制。李姿宜說明，目前衡量指標包含：影像品質(亮度比、色彩準確度、色光飽和度)、動態對比度Dynamic Contrast Ratio、解析度(業界目前有nHD 640x360、WVGA854x480、720p 1280x720、1080p 1920x1080 )。

另外評估參數也跟電子技術有關，例如Display Latency(影像傳輸過程，需要先解壓縮，這就會有時間延遲)，另一則是電力，是否能提供低功耗，以及做到電池、鏡片平衡配置等功能。

因德州儀器DLP有速度上的優勢，開關速度快且延遲性低，若運用在VR頭戴式顯示裝置，並結合無人機應用，翻轉速度就成為相當重要的關鍵。德州儀器將持續優化DLP的高填滿率(Fill Factor)、高光效率、低功耗等技術，讓AR/VR的影像顯示應用，邁向更完備的整體解決方案。