實現新一代汽車抬頭顯示系統
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德州儀器DLP投影技術是一項被廣泛使用的成熟技術，用于多種顯示應用，包括：手持投影機、會議室和數字影院。DLP技術可滿足先進的HUD系統的需求。DLP電子系統可支持視頻處理和格式化，滿足需要圖形和視頻圖像的未來HUD系統的需求。高動態范圍LED控制系統的概念已被證明可提供在白晝和黑夜觀看的條件。此外，借助基于DLP技術的光學設計實施，相關人員可更加靈活地解決未來汽車HUD系統的光學設計難題、外形規格限制以及熱負荷管理等問題。
DLP電子系統概述
DLP汽車抬頭顯示系統的概念包含兩個子系統，即利用DLP控制器芯片的視頻處理和格式化子系統，以及利用Piccolo微控制器（MCU）的LED控制系統。圖1展示了一個典型的DLP抬頭顯示系統應用。
圖1.典型的DLP抬頭顯示系統應用
DLP HUD控制器負責接收和處理從外部顯示圖形處理器接收到的視頻和命令，它能夠接收24位并行視頻數據，其幀速率高達60Hz.所接收的視頻數據經過可編程圖像縮放、灰度、子圖像支持以及邊框調整因素等處理后，最終數字輸出給DMD，以呈現最終圖形顯示。此外，DLP HUD控制器還提供啟動紅色、綠色和藍色LED的頻閃信號，與DMD器件上正在顯示的數據保持同步，從而呈現高亮度、高度飽和色彩和具有極快顯示速率的高對比度圖形。
基于Piccolo MCU的LED控制系統負責精確控制整個工作溫度范圍以及紅色、綠色和藍色LED的老化范圍內的色彩和亮度。此外，它還支持高動態亮度的自然調光，適用于HUD應用的白天和夜間駕駛情況。
LED控制系統采用基于PWM滯后控制方法的光通量反饋方案。在連續模式（CM）中，整個輸出LED使能脈沖時段都以近直流電（DC）方式開啟LED光源，持續保持固定的光照水平。在斷續模式（DM）中，每個脈沖幅度由相同的滯后控制環路控制，但只能啟用已觸發的脈沖光源。DLP控制器可計量每個LED具體的脈沖數量。斷續模式在保證控制精度的同時，允許采用極低的輸出通量水平。
LED溫度升高和LED老化將導致要用更高的電流電平才能產生所需的光通量水平。當光通量控制環路達到所需的光通量水平之前就已達到最大的LED電流時，Piccolo MCU會感知到這種情況，并相應地按比例降低所有3個LED通量水平，直到所有LED返回到光通量反饋控制之下。通過這種方式，該系統可在LED的整個使用壽命提供最佳圖片，并實現終極亮度水平。
LED控制系統通過SPI總線輸入接收來自上行控制光源的亮度/調光控制命令。Piccolo解析LED控制系統的命令，如RGB LED振幅電平、連續或斷續模式，并通過專用I2C總線配置DLP控制器。
DLP電子系統基于汽車級元件，該元件可實現HUD系統操作所需的全部功能。該電子系統包括視頻處理和LED控制系統，支持適用于白天和夜間駕駛情況的高動態調光范圍。
高動態范圍LED控制系統概念
HUD應用對動態范圍要求非常高，在白天運行時支持的亮度要超過15000 cd/m^2，而在光線非常暗的夜間環境中，顯示圖形的亮度不能低于3 cd/m^2.HUD系統必須能夠在目標白點處保持全色深的圖形，并且動態范圍需超過5000：1.LED驅動器控制系統專為汽車HUD應用而開發，已經展示了全系列的功能。
采用Piccolo MCU的LED驅動器控制系統，可管理紅色、綠色和藍色LED調幅，保持正常的白點，并同步LED照明和DLP控制器。DLP控制器為DMD和相關的RGB LED使能信號提供高速數據。LED驅動器控制電路選用的每個器件都能采用符合汽車標準的德州儀器Q1（專為汽車而設計）元件。
DLP投影系統采用脈寬調制（PWM）的紅、綠和藍光打造全色深圖形，在所用的標準PWM技術內集成并同步調光功能。
該系統采用基于LED光線輸出的光學滯后反饋，為了獲得更高的亮度，在位段內的時段采用連續反饋模式保持穩定狀態的振幅。該示例如圖2所示。連續模式反饋已經證明可在100：1調光范圍工作。
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