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FPGA在微型投影儀中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-10-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

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本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/148370.htm
微型投影儀使用示例 www.elecfans.com

圖1:使用示例。

目前,由于的價(jià)格昂貴,因此難以在各行業(yè)中普遍使用,但隨著價(jià)格的下降,使用的消費(fèi)類將會(huì)大量涌現(xiàn),并且它將成為便捷、中等分辨率圖像顯示所普遍使用的顯示技術(shù)。器件是唯一能將其從面向高價(jià)的設(shè)備,轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驅(qū)τ诔杀靖用舾械南M(fèi)類產(chǎn)品的器件。

根據(jù)最近的預(yù)測(cè)估計(jì),2009年微型投影儀的出貨量為50萬,2011年的出貨量將是2009年的十幾倍。200多家公司正在開發(fā)更高質(zhì)量和更低成本的微型投影儀產(chǎn)品。

目前的微型投影儀技術(shù)

目前,微型投影儀系統(tǒng)中使用的幾種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)。其中最常用的四種是:數(shù)碼光源投影(DLP)、硅基液晶(LQoS)、激光束偏轉(zhuǎn)控制和全息激光投影(HLP)。

DLP使用光源和微反射鏡來反射光。每個(gè)微反射鏡控制目標(biāo)圖像中每個(gè)像素上光的亮度。鏡子有兩種狀態(tài),開和關(guān),并不斷刷新。亮度通過調(diào)節(jié)鏡子的狀態(tài)來控制。如果微反射鏡關(guān)閉50%的時(shí)間,那么像素的顯示亮度為50%。色彩是通過使用光源和反射鏡之間的色輪將光過濾成紅色/綠色/藍(lán)色來形成,每個(gè)微反射鏡同時(shí)控制三種顏色的光束來形成其像素。

LCoS投影儀采用類似DLP的方法,但它使用液晶硅而不是鏡子來控制每個(gè)像素上光的亮度。采用三片不同的芯片,每片一種顏色(紅/綠/藍(lán))來生成彩色圖像。光束直接通過濾光器或使用分色鏡(只允許特定波長(zhǎng)的光線通過的鏡片)。光源可以是LED或散射的激光。

LBS投影儀一次生成圖像的一個(gè)像素。它使用了三個(gè)不同的激光束(紅/綠/藍(lán)),每一個(gè)以要求的亮度顯示。光學(xué)器件使用鏡子控制每個(gè)光束,并將三個(gè)激光束合并來生成彩色圖像。通過以足夠快的速度(通常在60Hz以上)掃描圖像,眼睛不會(huì)注意到圖像中的每個(gè)像素是依次生成的。

HLP系統(tǒng)將激光照射到全息圖像上,通過激光衍射形成原始的圖像。計(jì)算出所期望得到的二維圖像的衍射圖像,顯示在一個(gè)LCoS微型顯示器上。當(dāng)在相干激光的照射下,就可以投射出所期望的二維圖像,并在任何距離下保持聚焦。

微型投影儀的類型

目前有三種主流的微型投影儀:獨(dú)立式、媒體播放器式和嵌入式。

·獨(dú)立式投影儀:這些設(shè)備基本上是傳統(tǒng)的投影儀。它們通過電纜(A/V、USB等)接收輸入數(shù)據(jù),并且除非使用另一個(gè)設(shè)備來生成視頻信號(hào)流,否則無法顯示任何內(nèi)容。

·媒體播放器式:這些設(shè)備是帶有板上存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)卡插槽的投影儀,并能直接播放存儲(chǔ)器中的文件。投影儀必須支持存儲(chǔ)器中的文件類型——照片、視頻或音頻文件。有些投影儀甚至支持Office文檔、PDF和其他文件類型。

·

·嵌入式投影儀:這些設(shè)備將投影儀添加到現(xiàn)有的設(shè)備(或作為附件),為L(zhǎng)CD顯示提供一種替代選擇(或補(bǔ)充)??捎糜谑謾C(jī)、相機(jī)、筆記本、數(shù)碼相框和PDA等

之前所介紹的每種技術(shù),在實(shí)現(xiàn)三種主流的微型投影儀中的某一種時(shí),都各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如,就媒體播放器式而言,分辨率和響應(yīng)時(shí)間是非常重要的。對(duì)于嵌入式投影儀而言,大小和低功耗是非常重要的。表1中列出了每一種投影儀技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

FPGA為針對(duì)消費(fèi)類的微型投影儀應(yīng)用鋪平了道路(電子工程專輯)

表1:微型投影儀技術(shù)比較表。

隨著設(shè)備集成的發(fā)展潮流,許多微型投影儀將首先用作一些現(xiàn)有設(shè)備的附件。例如用作數(shù)碼相機(jī)的附件,它可以像轉(zhuǎn)換器那樣直接插入相機(jī),來顯示靜止的圖片、幻燈片或視頻。這類示例的系統(tǒng)框圖如圖2所示。系統(tǒng)中的光引擎(光學(xué)器件和一個(gè)接口電路)部分如圖頂部所示,控制器如圖底部所示。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的7:1 LVDS(相機(jī)連接)接口用于從控制器傳輸圖像數(shù)據(jù)到光引擎(雖然這不是現(xiàn)在的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口,但隨著光引擎價(jià)格的下降,如相機(jī)連接這樣的接口將會(huì)成為一種可能的選擇,那么它就可以用于我們目標(biāo)中的光引擎)。

FPGA為針對(duì)消費(fèi)類的微型投影儀應(yīng)用鋪平了道路(電子工程專輯)

圖2:數(shù)碼相機(jī)附件中的微型投影儀示例。


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