사람들은 차세대 가전, 자율 로봇 또는 증강현실(AR) 안경에 주문형 프로젝션 디스플레이를 통합하고 있다. 혹은 침대 옆 스탠드에 피트니스 및 수면 통계를 표시할 수 있는 스마트폰 액세서리를 설계하고 있을 수도 있다. 초소형 DLP® 프로젝션 솔루션은 무엇일까? DLP 디지털 마이크로미러 디바이스 (DMD, digital micromirror device) 설계는 프로젝션 모듈 크기에 어떤 영향을 미칠까? 작은 프로젝터는 여전히 밝고 선명한 이미지를 생성할 수 있을까? 저자는 본고에서 이러한 질문들에 답하고, 0.16인치 DLP160CP DMD를 설계하기 위한 TI의 프로세스에 대해 설명할 예정이다.
먼저 DMD 자체를 살펴본 다음 DMD가 프로젝션 모듈의 크기에 미치는 영향에 대해 알아보자.
이 DMD의 이전 세대 버전인 0.2인치 (nHD) DLP2000은 각각 7.6µm 피치(pitch)의 640 × 360 마이크로미러 어레이를 갖추고 있다. 새로 나온 DMD는 최신 5.4µm TRP(tilt-and-roll pixel) 기술을 탑재하여 미러 어레이의 대각선을 0.16인치로 20% 줄였다. 실제로 이로 인해 미러 어레이 면적이 49% 감소하여 DLP Pico 디스플레이 시스템의 gortla 서브 시스템인 광학 모듈의 크기가 크게 줄었다(그림 1 참조).
그림 1: 광학 모듈 예시
이보다 훨씬 더 크기를 축소하려면 DMD 설계가 광 모듈 아키텍처에 미치는 영향에 대한 평가가 필요했다. 그래서 TI의 제품 마케팅팀은 다음 매개변수를 사용하여 가장 작은 광 모듈을 설계하도록 광학팀에 요청했다.
- DLP160CP (그림 2)
- 측면 발광 광학
- 잘 매칭되는 기존 LED
- DLP2000보다 높은 밝기와 효율성
그림 2: 0.16 인치 DLP160CP DMD
광학 설계와 아키텍처 철학
DMD에 빛이 들어가는 방향은 전체 시스템 부피에 큰 영향을 미칠 수 있다. 0.16인치 DLP160CP DMD를 측면 발광형으로 설계하면 직렬 광학 아키텍처가 가능하여 U자형 광학 설계가 필요한 모서리 발광형 0.2인치 DP2000 DMD대비 크기가 대폭 줄어들어 줄어들어 프로젝션 모듈의 높이와 폭을 대폭 줄일 수 있는 인라인 광학 아키텍쳐를 구현할 수 있다.
TI의 제품 마케팅팀과 광학팀은 또한 LED 공급업체(OSRAM 및 Luminus)와 긴밀히 협력하여 DLP160CP에 대한 에탕듀(etendue, 광학 시스템의 처리 능력을 정량화하는 빛의 기하학적 물성) 매칭이 가장 뛰어난 LED를 사용했다. 에탕듀 매칭이 근접하다는 것은 밝기와 전력 효율이 최적화되었고 모듈이 더 콤팩트해졌다는 뜻이다. 오늘날에는 DLP160CP DMD와 잘 매칭되는 여러 LED 옵션이 제공된다.
그렇게 해서 나온 0.16인치 nHD DMD 광학 모듈은 그림 3과 같이 초소형 0.2인치 DLP2000 기반 광학 모듈보다 80% 작고 0.2인치 DLP2010 기반 광학 모듈보다 50% 작다. 그러면 프로젝션 모듈을 소형 제품이나 디스플레이 공간이 협소한 시스템에 탑재할 때 크게 도움이 된다. DLP160CP를 사용하면 제품의 폼 팩터와 크기를 희생하지 않고도 아주 작은 공간에 효율적인 프로젝션 모듈을 장착할 수 있다.
그림 3: 광학 모듈 비교
응용 분야
DLP160CP DMD는 밝고 선명한 이미지를 유지하는 한편 광학 모듈의 크기를 크게 줄여준다. 최대 밝기가 100루멘인 DLP160CP는 그림 4와 같이 작은 프로젝터를 스마트 정보 디스플레이, 가전제품, 완구, AR 글래스, 초소형 피코 프로젝터와 같은 응용 분야에 통합할 수 있을 만큼 다양한 밝기를 제공한다.
그림 4: 응용 분야 예시
결론
새로 나온 0.16인치 DLP160CP DMD는 거의 모든 표면에 밝고 선명한 비디오 또는 정보 이미지를 생성하는 매우 콤팩트한 프로젝션 시스템이 필요한 모든 애플리케이션에 적합하다. 이제는 온디맨드 프로젝션 디스플레이를 차세대 사물인터넷(IoT) 가전제품, 자율 로봇 또는 AR 글래스에서 완벽하게 설계할 수 있다.
추가 리소스
- DLP160CP DMD 데이터 시트 보기
- DLP160CP (0.16 nHD) 광학 레퍼런스 디자인 다운로드
- DLP160CP AR 글래스 광학 레퍼런스 디자인 다운로드
- 참고하여 “TI DLP 피코 시스템 설계: 광학 모듈 Optical Module Specifications” 애플리케이션 광학 모듈 설계 고려 사항에 대해 자세히 알아보기
- “TI DLP 디스플레이 기술로 시작하기” 애플리케이션 보고서 읽어보기
카를로스 다비드 로페즈(Carlos David Lopez), TI 전략 마케팅 매니저
(원문보기)
