然而，在小型音箱音箱上顯示視頻內容充滿挑戰。將從平板電腦到小尺寸電視的顯示改裝成緊湊、美觀的外形設計非常不易，不過借助 TI DLP® Pico™ 技術，可通過小巧的設計來實現大畫麵的投影顯示。

 

智能音箱的出現

 

智(zhi)能(neng)音(yin)箱(xiang)最(zui)初(chu)用(yong)作(zuo)無(wu)線(xian)音(yin)頻(pin)播(bo)放(fang)設(she)備(bei)，支(zhi)持(chi)一(yi)些(xie)不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)連(lian)接(jie)功(gong)能(neng)。現(xian)在(zai)

，這(zhe)些(xie)音(yin)箱(xiang)形(xing)狀(zhuang)多(duo)樣(yang)，尺(chi)寸(cun)小(xiao)巧(qiao)，提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)等(deng)級(ji)的(de)音(yin)頻(pin)播(bo)放(fang)性(xing)能(neng)。智(zhi)能(neng)音(yin)箱(xiang)的(de)最(zui)大(da)特(te)性(xing)是(shi)讓(rang)用(yong)戶(hu)能(neng)夠(gou)發(fa)出(chu)語(yu)音(yin)命(ming)令(ling)並(bing)從(cong)虛(xu)擬(ni)助(zhu)手(shou)獲(huo)得(de)響(xiang)應(ying)。而(er)且(qie)，智(zhi)能(neng)音(yin)箱(xiang)能(neng)夠(gou)與(yu)家(jia)裏(li)的(de)其(qi)他(ta)電(dian)器(qi)通(tong)信(xin)，其(qi)定(ding)位(wei)是(shi)家(jia)庭(ting)自(zi)動(dong)化(hua)的(de)中(zhong)控(kong)以(yi)及(ji)做(zuo)為(wei)常(chang)開(kai)/按需的信息源。

 

智能音箱和智能顯示的市場需求預計會繼續呈現出高增長趨勢。據 Juniper Research 預測，到 2022 年
，大多數美國家庭都將安裝 Amazon Echo、Google Home、Apple HomePod 和 Sonos One 等設備。他們還預測，7,000 萬家庭將至少在家中安裝其中一種智能音箱，設備安裝總量將超過 1.75 億台。雖然電視、汽車
、電話和平板電腦等其他消費類產品將繼續融合虛擬助手技術，但家中能有一個可“隨時效勞”的設備將是推動該類設備增長的一個主要因素。

 

圖 1.50-cc 光學引擎尺寸示例

 

智能音箱中投影顯示的作用

 

向智能音箱添加顯示屏以擴展其功能是一個自然而然的事情。汽車環境中的中控台顯示屏應用正在迅速興起，與之類似


，家庭信息化/娛樂設備的類似視覺體驗也將讓消費者受益匪淺。現在
，用戶通過智能音箱請求內容的方式不同於與智能手機或平板電腦交互的方式。

 

youyuyuyinzhilingshitongguozhinengyinxiangqingqiuneirongdezhuyaomoshi，yincixuyaojianhuadeyonghujiemianlaiyouxiaodigoutongjieguo。xianshidetuxiangyaozuodaojianjiemingle
，jinkenengjiangdiduichumojiaohudexuqiu

，tongshihaitigongshiheyuanjuliguankandechaodatuxiang。

 

智能顯示可能需要放在高流量區域（如廚房或起居室）附近，需要更加美觀且不會造成幹擾。采用平板電腦大小的平板顯示屏（大約 7 到 10 英寸）會讓產品看上去笨重，並限製了消費者對智能音箱的擺放位置。

 

然而，Pico 投影能夠通過小型設計投影出超大的畫麵
，並可以將任意表麵變為顯示屏，從而解決這些難題。想像一下，能夠通過大約 45mm x 75mm x 15 mm（略大於 50cc）的光學模組投影出清晰絢麗的 20 至 40 英寸圖像（如圖 1中所示示例。）

 

而且
，Pico 投影提供以下幾種選項：

 

•  超短焦投影；

•  標準投影
；

•  表麵投影；

•  自由形狀投影；

•  互動投影。

 

這(zhe)些(xie)選(xuan)項(xiang)讓(rang)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)靈(ling)活(huo)選(xuan)擇(ze)任(ren)何(he)表(biao)麵(mian)來(lai)實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng)顯(xian)示(shi)
，甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)將(jiang)智(zhi)能(neng)顯(xian)示(shi)用(yong)作(zuo)兩(liang)種(zhong)用(yong)途(tu)，例(li)如(ru)用(yong)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)實(shi)現(xian)表(biao)麵(mian)投(tou)影(ying)和(he)超(chao)短(duan)焦(jiao)距(ju)影(ying)。采(cai)用(yong) Pico 投影的智能音箱開發人員可以通過這些選項創新地向市場推出新型的差異化產品。圖 2 顯示了音箱智能音箱的各種投影顯示選項。

 

圖 2.Pico 投影選項示例

 

智能音箱中 TI DLP 技術的工作原理

 

DLP 技術的核心是數字微鏡芯片 (DMD)，這是一種調節光線的微機電子係統 (MEMS) 技術。DMD 上的每個微鏡都會在所顯示的圖像上創建一個或多個像素，並單獨與色序照明調整同步以建立各種高性能智能音箱顯示。

 

TI DLP 產品的 TRP 技術（圖 3）與自適應 DLP IntelliBright™ 算法相結合
，讓開發人員能夠在增加設備亮度的同時降低能耗。與同等解決方案的早期 TI 架構相比
，TRP 架構上構建的 DLP 芯片組能夠提升兩倍的分辨率
，並能基於每幀圖像處理的基礎上

，提升 30% 的光學效率和降低高達50% 的能耗。

 

圖 3.TI DLP TRP 技術

 

表 1 顯示了智能顯示設計中 TI DLP 技術的設計優勢。

 

表 1.DLP 技術優勢

 

圖 4.智能顯示的被動、“靜音”、無風扇 100 流明散熱設計示例

 

智能音箱的係統和電子注意事項

 

圖 5 顯示了典型 DLP 產品投影係統框圖。此係統由兩個主要子係統構成：

 

•  電子子係統 包括控製芯片
、電源管理和照明驅動芯片。還可能包括前端處理器和接口芯片。

 

•  光學子係統 包含 DMD、光源（通常為 LED）、光學元件（透鏡、濾光片等）和相關的散熱和機械部件。這些都集成在一個稱為光學引擎的緊湊堅固的組件中。光學引擎的尺寸和外形取決於分辨率、亮度和投射比等規格以及其他設計因素。

 

圖 5.DLP Pico 投影係統框圖

 

智能音箱的獨特要求

 

設計帶顯示屏的智能音箱時需考慮一些注意事項。投影儀規格取決於所需的圖像大小
、顯示表麵類型、集成到終端設備所需的外形以及投影和顯示表麵之間的距離等因素。

 

•  投影表麵 某些表麵（如廚房工作台麵或壁紙）由於顏色

、圖案或表麵曲率可能不適合進行投影。通過增加亮度並采用算法來抵消表麵幾何形狀、顏色和圖案的影響有望解決這一問題。

 

•  尺寸和外形 需要的尺寸和外形是附加的係統設計注意事項。需要將投影模塊集成到形狀獨特、外形美觀的智能音箱設計中。您所用的光學引擎的大小主要取決於亮度

、分辨率和投射比。DLP Pico 光學引擎可以做到緊湊小巧，以集成到智能音箱中。如前麵所述
，現有的 100 流明設計的尺寸可以小至 50cc。

 

•  亮度 投影儀的總亮度輸出取決於所需的圖像大小和環境光線條件。如果投影表麵有顏色或圖案（如廚房工作台麵），可能就需要將亮度提高 20–30%。圖 6根據圖像大小和不同的環境光線條件給出了投影儀的建議亮度值。

 

圖 6.給定環境的建議亮度值

 

•  分辨率 所需的分辨率主要取決於顯示的信息內容以及所需的圖像大小。nHD (640 x 360) 級的低分辨率就可以滿足簡單圖像和視頻的需求
，而 qHD (960 x 540)、720p (1280 x 720) 或更高的分辨率則適合呈現更加清晰的顯示效果。

 

•  投射比 投tou影ying儀yi的de投tou射she比bi定ding義yi為wei投tou影ying透tou鏡jing和he屏ping幕mu之zhi間jian的de距ju離li與yu投tou影ying圖tu像xiang的de寬kuan度du之zhi比bi。所suo需xu的de投tou射she比bi取qu決jue於yu產chan品pin相xiang對dui於yu圖tu像xiang表biao麵mian的de放fang置zhi位wei置zhi。長chang焦jiao投tou影ying通tong常chang定ding義yi為wei投tou射she比bi大da於yu 2:1。長焦投影適用於顯示表麵與投影模塊的距離較長的情況。短焦投影通常定義為投射比為 0.8:1 至 1:1
，超短焦投影通常定義為投射比小於 0.5:1。短焦和超短焦投影適用於投影表麵非常靠近或緊臨投影模塊的情況。正常焦距投影通常定義為投射比等於或大於 1.2:1。

 

增值特性

 

幾個特性可以提高投影顯示的效率並增加智能音箱的價值。

 

•  互動 交jiao互hu性xing可ke以yi將jiang投tou影ying圖tu像xiang變bian為wei虛xu擬ni平ping板ban電dian腦nao。根gen據ju使shi用yong場chang合he，簡jian單dan的de手shou勢shi控kong製zhi可ke能neng就jiu夠gou用yong了le，也ye可ke能neng需xu要yao高gao度du準zhun確que的de多duo點dian觸chu控kong功gong能neng。可ke以yi將jiang多duo種zhong技ji術shu集ji成cheng到dao投tou影ying係xi統tong中zhong以yi提ti供gong高gao效xiao的de用yong戶hu界jie麵mian，包bao括kuo立li體ti視shi覺jiao、結構光和飛行時間。

 

•  梯形校正 投(tou)影(ying)係(xi)統(tong)的(de)空(kong)間(jian)限(xian)製(zhi)常(chang)常(chang)會(hui)導(dao)致(zhi)投(tou)影(ying)儀(yi)無(wu)法(fa)相(xiang)對(dui)於(yu)投(tou)影(ying)表(biao)麵(mian)居(ju)中(zhong)和(he)對(dui)齊(qi)，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)類(lei)似(si)於(yu)梯(ti)形(xing)的(de)幾(ji)何(he)失(shi)真(zhen)。梯(ti)形(xing)校(xiao)正(zheng)可(ke)以(yi)補(bu)償(chang)這(zhe)種(zhong)失(shi)真(zhen)，實(shi)現(xian)更(geng)緊(jin)湊(cou)的(de)設(she)備(bei)或(huo)電(dian)器(qi)設(she)計(ji)。大(da)多(duo)數(shu)投(tou)影(ying)儀(yi)都(dou)具(ju)有(you)垂(chui)直(zhi)梯(ti)形(xing)校(xiao)正(zheng)功(gong)能(neng)，對(dui)未(wei)能(neng)在(zai)垂(chui)直(zhi)麵(mian)上(shang)居(ju)中(zhong)的(de)投(tou)影(ying)儀(yi)進(jin)行(xing)校(xiao)正(zheng)。然(ran)而(er)
，當(dang)投(tou)影(ying)儀(yi)無(wu)法(fa)在(zai)垂(chui)直(zhi)麵(mian)上(shang)居(ju)中(zhong)時(shi)，可(ke)能(neng)還(hai)需(xu)要(yao)水(shui)平(ping)梯(ti)形(xing)校(xiao)正(zheng)。

 

•  投影表麵校正 在某些情況下，所需顯示表麵的幾何形狀可能不規則（輪廓線）。先(xian)進(jin)的(de)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)校(xiao)正(zheng)投(tou)影(ying)圖(tu)像(xiang)，以(yi)補(bu)償(chang)這(zhe)種(zhong)輪(lun)廓(kuo)線(xian)，呈(cheng)現(xian)出(chu)不(bu)失(shi)真(zhen)的(de)圖(tu)像(xiang)。同(tong)樣(yang)

，針(zhen)對(dui)表(biao)麵(mian)顏(yan)色(se)和(he)圖(tu)案(an)的(de)自(zi)適(shi)應(ying)校(xiao)正(zheng)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)智(zhi)能(neng)音(yin)箱(xiang)中(zhong)投(tou)影(ying)功(gong)能(neng)的(de)效(xiao)率(lv)。

 

圖 7.DLP Pico 智能音箱產品組合

 

DLP 智能音箱芯片組的應用

 

DLP 芯片組具有各種尺寸和分辨率
，可適應不同的顯示對角線
、亮度要求和像素密度（分辨率）。圖 7 顯示了可用的 DLP 芯片組。每個 DMD 都需要匹配的控製芯片和電源管理 IC 來共同工作。

 

智能音箱市場發展迅速，增加顯示屏或智能顯示屏將提升用戶體驗和價值。DLP Pico 技術為提供差異化顯示選項帶來了激動人心的機會。

 

可以購買評估模塊 (EVM) 以快速開始評估 DLP Pico 芯片組並使用它們進行開發。開發人員還可以利用 DLP Pico 生態係統
，其中包括廣泛的第三方設計工作室
、光學模塊製造商和係統集成商網絡，從而讓開發人員能夠獲得完整的投影係統。

 

 

推薦閱讀：