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根据MEMS的车载激光投影仪规划

汽车内的显示和信息系统非常丰富,层出不穷地包围着我们,有些信息非常重要,有些则是为了舒适性或娱乐,有的则仅仅是提供资讯,这很有价值,但又非必需。作为一名驾驶者,我们最需要的是关于汽车工作状况的关键数据

轿车内的显现和信息体系十分丰富,层出不穷地包围着咱们,有些信息十分重要,有些则是为了舒适性或文娱,有的则仅仅是供给资讯,这很有价值,但又非必需。作为一名驾驶者,咱们最需求的是关于轿车作业状况的要害数据——而且是实时的。

轿车制造商选用各种技能为驾驶员供给这类要害信息,包含分立式LED、外表盘和液晶显现技能。虽然每辆车的类型不同,但供给信息的办法十分共同,简直每个乘员都能很快习惯不熟悉的车型并从中获取信息。别的,还可使用平视显现(HUD)体系将这些数据和信息虚拟投影到车辆前方驾驶员的视野内。跟着显现技能的不断发展,HUD在奢华轿车内已十分遍及。而跟着本钱的下降和尺度的减小以及功用的提高,这些HUD体系也开端不断地被中端轿车所选用,而且很快会遍及到经济型轿车内。

最新的HUD技能选用移动MEMS反射镜和五颜六色激光,即所谓的微型激光投影仪。这些激光投影仪具有无限对焦、阳光下明晰可读、超凡的颜色饱和度以及小尺度等优势,使其成为轿车信息文娱体系的抱负前言。

本文经过分析轿车范畴的现代HUD技能,提出了选用微型激光投影仪的新方案。集成式“桥接芯片”解决方案选用高功用三通道激光驱动器,相关于旧式TFT、CRT和DLP技能,其减小了尺度、下降了本钱和规划复杂度,所有这些长处都得益于激光。

HUD技能根底

最新HUD技能的中心是一个微型激光投影仪(图1),它是一种小型MEMS成像体系,可以将像素阵列投射至简直恣意外表。微型激光投影仪没有选用辐射技能(TFT和CRT),而是发射一束五颜六色光制作图画、外表和指示灯。光束扫描一个类似于CRT电视的光栅图。经过三原色的色度和亮度组合,发生每个像素(见图1)。

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图1. 微型投影仪的中心是R、G和B激光器,以及移动MEMS反射镜。

使用MAX3601激光驱动器集成的8位DAC,每个像素可发生24位颜色丰满的RGB颜色,然后发生1600万种共同的颜色。因为激光器以天壤之别的频率发射每种颜色,所以颜色艳丽而且可以“过饱和”,以招引驾驶者的留意。在树林或森林环境下,特意使绿色呈现出不同寻常的颜色,以杰出显现。

组合光束被送至扫描MEMS反射镜芯片,后者经过水平扫描发生一条扫描线,然后纵向斜线改变,将扫描线组合为一个显现面。发生的高清图画以60Hz的频率改写而且一直精确对焦——这是激光技能的另一长处,特别关于弧形的轿车挡风玻璃。

驱动微型投影仪面对的应战

在阴极射线管(CRT)中,每条扫描线从左边开端,选用回扫办法快速回来至每行的起点(图2)。微型激光投影仪凭仗现代化数字技能,以正向办法扫描奇数行,以反向办法扫描偶数行(图3)。

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图2. 在CRT的消隐期间,电子束封闭,并回扫回来至下一行。

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图3. 关于微型投影仪,从左至右制作每行时,激光翻开;然后在笔直下降的无效视频区域封闭;当从右至左制作有用视频时,激光再次翻开。

CRT与微型激光投影仪技能的另一不同之处是时序改变,这依赖于像素在水平扫描线上的方位。因为选用MEMS技能,反射镜必须在每行的开端和结尾加快和减速。因为MEMS反射镜惯性的原因,在抵达每个结尾之前变慢,因而强制以稳定像素时钟发送的像素在结尾“扎堆”。假如不加批改,这种像素扎堆现象会表现出从左至右的较高的边际亮度及坐标失真(图4)。

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图4. 上部的一行五颜六色点表明MEMS像素空间。因为移动反射镜是机械式的,加快和减速都需求时刻。选用奇妙的办法对这种角速度失真进行补偿。

批改扎堆现象的办法之一是发生虚拟像素,并在扫描线的各个段内刺进子像素。在扫描线的中段,MEMS反射镜的扫描速率最快,这里会以每个虚拟视频时钟发送一个子像素的速率发射子像素。而在边际,则每隔3个、4个或5个时钟发送一个子像素图5)。

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图5. 在左边边际,内插像素——每4个子像素时钟1个像素;在中段,每一个子像素时钟1个像素。

传统激光投影仪规划的复杂度

操控每个高速激光像素要求器材可以将像素快速翻开和封闭,外加许多高档接口、资源以及功用电路(图6)。MAX3601 RGB激光驱动器(图7)可以在1ns内调制像素边际,所以十分合适用于该使用。因为激光具有高容性、理性负载,所以关断激光像素极具应战性。使用Maxim独有的像素关断辅佐(Pixel-Off Assist)功用,使得1ns关断边际速率成为可能。三通道DAC作业在250MHz及以上,保证高清分辨率下的视频速度。

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图6. 微型激光投影仪SoC的传统架构,要求许多高档接口、资源和功用电路。

LCD、DLP及其它背光技能在夜间及地道条件下面对很大应战,背光走漏会发生暗影或虚影。而激光投影仪不存在该问题,因为激光选用前照光的办法点亮每个像素。因为激光投影仪逐像素添加照耀,除激光偏置电流外,功率一直小于100%全开。消隐期间以及像素为黑电平常,可关断电源。依照这种办法,关于全黑场景,功耗下降至80mW。MAX3601具有倍增DAC,可调制从漆黑环境下1流明一直到太阳光下30k流明的光输出功率。

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