TI の MEMS ベース製品 DLP® テクノロジー tij.co.jp/dlp 2014 MEMS ベースの DLP® テクノロジー 産業向け、車載向け、企業向け、民生向けの各市場にわたって多様なディスプレイ・アプリケーションや高度な光制御アプリケーション を実現する、柔軟でプログラミング可能な光ソリューション DLP® テクノロジー DLP テクノロジーは、デジタル・マイクロミラー・デバイス （DMD） またはDLP チッ プと呼ばれるMEMS光制御デバイスで、CMOSメモリ上に最大880万個の個別に 制御される極小ミラーを搭載し、高速で光効率の高いデバイスです。可視光、赤 DLP テクノロジーの特長 ● 毎秒20,000サイ クル以上の高速スイッチ きわめて高い開口率 外線、紫外線など、あらゆる種類の光に対応し、多様なディスプレイ・アプリケーショ ● ンおよび高度な光制御アプリケーションを実現します。1996年以降、TIは世界中 ● 偏光に依存しない光学 のお客様に向けて4000万個以上のDLP チップセットを製造してきました。 ● 1030回以上に渡るテストを実施 DLPテクノロジーは、高品質のプロジェクション・アプリケーション向けとして世界 的に知られており、特に、受賞歴もあるDLP Cinema は、世界の9割のデジタル・ シアターで使われています。 ビデオ / データ・ディスプレイ製品 DLP Pico™ チップセットは、DLP Cinema で培かった DLP ディスプレイ・テク ノロジーをベースとしています。世界中のデジタル・シアター、教室、企業などで 使用されているDLPテクノロジーと同じ、高輝度、高効率、高精細プロジェクショ ンを最小サイズのアプリケーションに組み込むことができます。最終製品の開発 を迅速化させるために、TIでは、業界各種の光エンジン・パートナー・メーカー から構成される広範なpico エコシステムを確立しています。映画館から、教室、 スマートフォンなど、TIのDLPテクノロジーは、ほとんどあらゆるアプリケーション とサイズ要件を満たし、曲面などさまざまな形状への投影を可能にします。 アドバンスド・ライト・コントロール製品 TIのDLP チップセットは、産業向けアプリケーションなどさまざまなアプリケー ションに対して、高速で正確な光制御ソリューションを実現します。速度、解像度、 波長に対して最適化されたチップセットにより、紫外線、可視光、近赤外線を含 む多数の困難な課題の解決に役立つ高性能ソリューションを実現します。DLP デザイン・ネットワークと呼ばれるハードウェア/ソフトウェア統合、光学設計、シス テム統合、試作、製造サービス等を提供する、各種設計パートナー社を利用する DLP Cinema 向け DMD（上） アドバンスド・ライト・コントロール向け DMD ビデオ / データ・ディスプレイ向け DMD ことで、製品の開発期間を短縮することができます。 オートモーティブ製品 TIは、車載向けに、アナログ、電源管理、インターフェイス、Hercules™ TMS570 マイコン、ADAS およびインフォテインメント・プロセッサ、ワイヤレス・コネクティビ ティに加え、DLPテクノロジーなど多彩な製品を提供しています。 車載向けDLP チップセットは、DLP Cinema テクノロジーをベースに、堅牢なソ リューション、ヘッドアップ・ディスプレイ向けの明るく鮮明な画質、および適応型 ヘッドライト・アプリケーション向けに高い柔軟性を提供します。リアプロジェク ションにより大型のデジタル・ダッシュボードから曲面の内装にシームレスに統合 できるセンター・コンソールのタッチスクリーン、荒天時の視認性を向上させるス マート・ヘッドランプなど、DLPテクノロジーは、お客様がそれぞれ独自の差別化 や運転のしやすさの向上を支援いたします。 tij.co.jp/dlp 2 ヘッドアップディスプレイ、 センターコンソール タッチスクリーン 2014 DLP テクノロジーのしくみ DMD の動作 デジタル・マイクロミラー・デバイス （DMD）は、 独立して動作する極小ミラーをアレイ構成した Typical DLP system block diagram 光制御用半導体です。独立して動作する各ミ Electronics ラーは画素数に相当する分だけ敷き詰められ ており、例えば、画素数が800×480のWVGA であれば、小型ミラーの個数は38万個ほどにな Source inputs （HDMI, MHL, VGA, other） Front end multimedia processor Controller Power management Applications processor Light engine Flash memory ります。 ミラーは基盤となる各メモリ・セルに 1 または 0 の情報を読み込みます。次に、マイクロミラーの LED/laser lamp リセット用クロック・パルスが供給されることで、 各マイクロミラーが＋12 または−12 傾いた状態 に切り替わります。プロジェクション・システムで は、光をあてた＋12 に傾いた状態のミラーが オ ン＝1 のピクセルで投射レンズを通り映し出され ます。−12 傾いた状態のミラーが オフ＝0 の DMD Illumination driver Illumination optics Projection optics 標準的な DLP システムのブロック図 DLP チップセットは2つの主要な部品から構成されます。デジタル・マイ クロミラー・デバイス （DMD） とDMDコントローラ・チップです。 チップセッ トによっては、電源チップも含まれます。 ピクセルに対応します。この動作により、ミラー のひとつひとつが光スイッチとして機能します。1 ミラー＝1画素に相当し、超高速でオン/オフの 切り替えをします。各ミラーのオン/オフのデュー ティ・サイクルをプログラミングすることで、グレー スケール・パターンを生成し、同時に、複数の光 源が多重化され、RGBフルカラー画像が生成さ れます。高度な光制御アプリケーションでは、± 12 の状態によって、2つの汎用出力ポートに所 定のパターンとその反転とが供給されます。 DMDは、光回路および照明を内蔵した光モ ジュールと連携して、プロジェクション・エンジ マイクロミラー部の拡大写真 正方形の1個1個が DMD™ のマイクロミラー。 比較のために写っているのはアリの足。 ンの核心部分を構成します。コントローラは、光 モジュールの近くにある電子基板に搭載され、 DMDを制御し、必要なデータの形式化および 処理機能を実行します。 TRP アーキテクチャ TI 独自のTRPアーキテクチャと、適応型の画 DLP® IntelliBright™ 質向上機能「DLP IntelliBright™」によって、 開発者は輝度を高めながら、消費電力を削減 することができます。TRPアーキテクチャを含 むTIチップセットは、同等の解像度を持つ以前 のアーキテクチャと比較して、2倍のピクセル数、 30% 高い光効率、およびフレーム単位で最大 50% の省電力が実現可能です。 2014 3 tij.co.jp/dlp DLP テクノロジーおよび製品 性能 ビデオ / データ・ディスプレイ製品群について ● 波形選択 - DLPテクノロジーでは、分散型の光学素子を使用 DLPビデオ/データ・ディスプレイ製品は、明るく高効率、高精 し、DMDチップの表面上で空間的に分離された複数の波長へ 細なプロジェクションを最小のアプリケーションに収めることを と光を拡散します。各 DMD 列でオン/オフになるミラーの数に 可能にします。DLP チップは、きわめて柔軟でプログラミング可 よって、対応する波長を選択および減衰します。その結果、柔 能な光管理を実現し、幅広い範囲のディスプレイ・アプリケーショ 軟で堅牢な分光計が形成され、食品、農業、医薬品、プラスチッ ンに対応します。 クなどの領域で液体および固体の分析が可能となります。 Embedded projection from tablet ● 高画質 - DLPビデオ/データ・ディスプレイ・チップセットは、 DLP Cinemaテクノロジーをベースにしているため、読みやす さ、正確な色再現、高速のデジタル・ビデオ性能、HD 解像度、 Spectroscopy あらゆる光源 （ランプ、LED、レーザー）への対応など、さまざ まな利点を備えています。 ● ● 任意のサイズ - DLP チップはいくつかの解像度およびパッ デジタル露光 - DLPテクノロジーに基づくシステムは、DMD からデジタル・パターンを投影し、感光性樹脂の層を1回の露 ケージ・サイズで提供されるため、産業向け、企業向け、民生 光で選択的に硬化させることができます。これらのシステムで 向けの各市場で幅広いアプリケーションを開発できます。光モ は、ミクロン単位のパターンを実現しながら、ポイント照射のテ ジュールの厚さはわずか5.5mmであり、各種光エンジン・メー クノロジーよりも高いスループットが得られます。今日のPCBリ カーからなるDLPエコシステムにより、あらゆるサイズ要件を ソグラフィーおよび3Dプリンタは、この機能を利用しています。 満足する光モジュールが提供可能です。 ● あらゆる形 - DLP チップ独自のマイクロミラー構造により、曲 面や自由形式の面など、ほとんどあらゆる形の表面に画像を投 影できます。 ● 堅牢なタッチ - DLPテクノロジーは、対話型ディスプレイに変 えることができ、ワイヤ不要のつまみを自由形式のリアプロジェ クション・ディスプレイに搭載することができます。 アドバンスド・ライト・コントロール製品群について TIの高度な光制御テク ノロジーと広範なエコシ ステムが、柔軟な光セン PCB lithography シングおよび 照明を可 さまざまな光源が使用可能 能にします。 DLPテクノロジーは、アプリケーションでのニーズに応じて、 LED、レーザー、UHP、キセノンなど、波長範囲の広い光源を ● 構造化光方式 - DLP テクノロジーはプログ サポートします。また、場合によっては、特定の波長向けに設計 された DLP チップもあり、紫外線（波長365nm）から近赤外線 3D machine vision （2500nm）まで、幅広い波長スペクトルをサポートできます。 ラミング可能な構造化 光パターン投影を実現します。この方法では、目標の対象物 上に一連のパターンが投影され、非平坦な表面によるパターン の歪みをセンサーで検出します。接触座標測定（CCM）または レーザー走査と比較して、DLPシステムは非接触で高精度な 3Dデータをリアルタイムで生成できるため、3Dマシン・ビジョ ンの構築が容易になります。 tij.co.jp/dlp 4 2014 DLP テクノロジーおよび製品 開発ツール TIでは、開発時間短縮のために、柔軟で用途の広いプラット ス （入力データ用） 、および設定用にDLP LightCrafter Display フォームを多数用意しています。すべての評価モジュール（EVM） GUIを搭載しています。 の中心は DLP チップセットであり、これには DMDとコントローラ DLP NIRscan™は、高性能で手頃な価格の近赤外線分光計 が含まれています。 の開発を支援するよう設計された評価モジュール（EVM）です。 DLP® LightCrafter™ Display 2010 EVM は、0.2インチ の このEVMは、DLP 0.45インチWXGA NIRチップセットを搭 載しています。これは業界で初めて、最大2500nmの近赤外線 TRP WVGAディスプレイ・チップセットでの開発に役立つ評価 （NIR） の使用に対して最適化された DLP チップセットです。 モジュールです。光モジュール（約25lum） 、HDMIインターフェイ DLP LightCrafter Display 2010 EVM DLP NIRscan 0.2インチ TRP WVGA ディスプレイ・チップセット 0.45インチ WXGA NIR チップセット DLP4500NIR DMD DLPC350デジタル・コントローラ DLP2010 DMD DLPC3435ディスプレイ・コントローラ DLPA2000電源 /LEDドライバ EVM catalog：video and data display / advanced light control Device Included Name DMD Controller Power IC Software Features DLP LightCrafter Display 2010 DLP2010 DLPC3435 DLPA2005 Yes • Standard HDMI input • USB-based GUI for real-time programming • 50-pin board-to-board connector DLP LightCrafter DLP3000 DLPC300 NO Yes • RGB LED 20L light output • High speed patterns using DLP3000 • WVGA resolution（608 x 684） DLP LightCrafter 4500 DLP4500 DLPC350 NO Yes • RGB LED 150L light output • 0-5A LED driver • High speed pattern display（912 x 1140） DLP4500NIR DLPC350 NO Yes • Spectrometer optical engine • 1350-2450 nm range • ＞30,000:1 SNR（typical） DLP7000；DLP9500 DLPC410 DLPA200 NO • Fast pattern rates for light exposure and image capture • Maximum flexibility to format and sequence light patterns DLP NIRscan DLP Discovery 4100 TI Designs TIではさまざまなリファレンス・デザインを用意しています。TI Designには、回路図またはブロック図、BOM、設計ファイル、テ 向け、防犯向けなどのアプリケーションで高解像度の高精 スト・レポートが含まれ、幅広い範囲のアプリケーションをサポー 度パターンを柔軟に制御できます。 ト。DLPテクノロジーに関連したTI Designsには、以下のものが あります。 ● 液体および固体の光分析向けの近赤外線分光計 ○ ● 近赤外線 （NIR）分光計リファレンス・デザインは、TIのDLP 3D マシン・ビジョン・アプリケーションに対する高精度のポ テクノロジーを単素子のInGaAs 検出回路と組み合わせるこ イント・クラウド生成 とにより、InGaAsアレイ検出回路よりも手頃な価格で、回転 ○ 回折格子アーキテクチャよりも堅牢な、高性能の計測を携帯 3Dマシン・ビジョン・リファレンス・デザインは、TIのDLP ソフトウェア開発キット（SDK）を利用し、TIのDLPテクノロ 型サイズで実現します。NIR分光計は、食品、農業、医薬品、 ジーをカメラ、センサー、モーター、その他の周辺機器と統 プラスチックなど多くの分野のアプリケーションで液体および 合することで、3Dポイント・クラウドを容易に構築できます。 固体の分析に広く利用されています。強力なTI Sitara™ 組 高度に差別化された3Dマシン・ビジョン・システムは、DLP み込みプロセッサおよびアナログ・シグナル・チェーン部品と LightCrafter 4500 EVMを利用し、DLP4500 DMDおよび 組み合わせることで、ハイエンドの研究室向け分光計の能力 DLPC350デジタル・コントローラを搭載し、産業向け、医療 を現場および製造ラインに持ち込むことが可能となります。 2014 5 tij.co.jp/dlp DLP テクノロジーおよび製品 DLP テクノロジーのサポート“ECOSYSTEM” DLPのECOSYSTEMは、DLP Design Networkおよび多くの光エンジン・メー カーから構成され、製品開発の迅速化と早期の市場投入を支援します。 ● DLP Design Networkは、ハードウェア/ソフトウェア統合、光学設計、システ ム統合、プロトタイピング、製造サービス、およびソリューションを世界中のお客 様に提供する企業のグループで、DLPテクノロジーを採用した製品開発の迅 速化と早期の市場投入を支援します。詳細については、ti.com/dlp-design- house をご覧ください。 ● DLP 光エンジン・メーカーは光モジュールを世界中のお客様に提供しています。 これらのモジュールには、デジタル・マイクロミラー・デバイス （DMD） 、LEDベー スの光源、およびプロジェクション・システムの中核として必要な光素子が含ま れます。TIのお客様は、これらの光エンジン・メーカーから直接光モジュール を調達することで、製品開発の迅速化と早期の市場投入が可能になります。詳 ビデオ / データ・ディスプレイ・アプリケーション向けの 光モジュール例 細については、ti.com/dlp-modulesをご覧ください。 アプリケーション別市場 TIのDLPテクノロジーは、高い柔軟性を持ち、産業向け、車載向け、企業向け、医療向け、民生向けの各市場にわたって多様なディス プレイ・アプリケーションや高度な光制御アプリケーションを実現します。 産業向け 企業向け ● 制御パネル ● 政府機関 ● マンマシン・インターフェイス ● 教育 ● 3Dマシン・ビジョン ● ● 分光 3Dプリント ● PCBリソグラフィー ● ● コンシューマ向け ● ゲーム機：デュアル・コンソール、 映画 ● メガネ型接眼ディスプレイ ● 大規模会場 ● 携帯電話 ● モバイル・ プロジェクション ● タブレット ● ラップトップ ● ビデオカメラ ● 3Dプリント 対話型 デジタル・サイネージ：対話型 サーフェス、店頭展示、小売 車載向け DLPのビデオおよびデータ・ディスプレイ・テ 医療向け ● ヘッドアップ・ディスプレイ ● ● センター・コンソール ● ● スマート・ヘッドライト クノロジーは、拡張現実や没入型全視野な ど、幅広い範囲の産業用および民生用のニア 分光 アイ・ディスプレイ・アプリケーションを実現 3Dプリント ● 3Dマシン ・ビジョン 30,000：1の信号対雑音比で1秒 以内に計測できる、手頃な価格の 近赤外線分光計 tij.co.jp/dlp 6 2014 DLP テクノロジーおよび製品 ビデオ / データ・ディスプレイ向け製品 DMD 型番 アレイ 対角 解像度 最大 パターン・ レート PMIC-LED コントローラ ドライバ ピクセル・ ピッチ 最適化波長 854 x 420-700 nm 0.20” DLPC3430/35 DLPA2000/05 RGB 120 Hz DLP2010 480 （visible） 854 x 420-700 nm 0.30” DLPC2607 DLP3000 PAD1000 RGB 120 Hz 480 （visible） 1280 x 420-700 nm 0.30” DLPC3433/38 DLPA2000/05 RGB 120 Hz DLP3010 720 （visible） 1280 x 0.45” 800 DLP4500 DLPC6401 None RGB 120 Hz 420-700 nm （visible） ピクセル 方向 ピクセル・ アーキ テクチャ 5.4 µm Orthogonal TRP 7.6 µm Diamond VSP 5.4 µm Orthogonal TRP 7.6 µm Diamond VSP DMD パッケージ寸法 DMDピン / （長さ x 幅 x 高さ） パッケージ 機能 EVM DLP IntelliBright Parallel interface DLP IntelliBright LVDS and Parallel interface LightCrafter Display 2010 3rd Party EVM LightCrafter Display 3010 15.9 x 5.3 x 3.18 mm 17.62 x 5.92 x 3.1 mm 18.2 x 7 x 3.78 mm 50/FQB None 20.7 x 9.1 x 4.2 mm 80/FQE, FQD 40/FQJ 57/FQK 高度な光制御向け製品 * マイクロミラー・ アレイ アレイ DMD 型番 対角 マイクロミラー・ コントローラ ドライバ 最大 パターン・レート 最適化波長 DMD ピクセル・ ピッチ ピクセル 方向 EVM パッケージ寸法 （長さ x 幅 x 高さ） DLP3000 608 x 684 0.30” DLPC300 – 4,000 Hz（binary） 420-700 nm 7.6 µm Diamond LightCrafter 16.6 x 7 x 3.54 mm DLP4500 912 x 1140 0.45” DLPC350 – 4,225 Hz（binary） 420-700 nm 7.6 µm Diamond LightCrafter 4500 20.7 x 9.1 x 3.33 mm DLP4500NIR 912 x 1140 0.45” DLPC350 – 4,225 Hz（binary） 700-2500 nm 7.6 µm Diamond NIRscan 20.7 x 9.1 x 3.33 mm DLP5500B 1024 x 768 0.55” DLPC200 DLPA200 5,000 Hz（binary） 420-700 nm 10.8 µm Orthogonal – 32.2 x 22.3 x 3.66 mm DLP7000 1024 x 768 0.7” DLPC410 DLPA200 32,552 Hz（binary） 420-700 nm 13.6 µm DLP9500 1920 x 1080 0.95” DLPC410 DLPA200 23,148 Hz（binary） 400-700 nm 10.8 µm Discovery™ 40.64 x 31.75 x 6.01 mm 4100 Discovery 42.16 x 42.16 x 7.03 mm Orthogonal 4100 Orthogonal * アドレス指定可能なピクセル 注 :DMD は複数のパッケージをご用意しています。 詳細は www.tij.co.cp/dlp をご覧ください。 DMD は、あらゆるタイプが提供されています。 ビデオ/データ・ディスプレイ向け製品 アレイ対角：0.2" 解像度：WVGA アレイ対角：0.3" 解像度：720p アレイ対角：0.3" 解像度：WVGA 854x480 1280x720 854x480 アレイ対角：0.45" 解像度：WXGA 1280x800 高度な光制御向け製品 アレイ対角：0.3" マイクロミラー・アレイ： アレイ対角：0.45" マイクロミラー・アレイ： 608x684 912x1140 アレイ対角：0.7" マイクロミラー・アレイ： 1024x768 アレイ対角：0.95" マイクロミラー・アレイ： 1920x768 アレイ対角：0.55" マイクロミラー・アレイ： 1024x768 ※ DLP ®、DLP Cinema®、DLP および DLP Cinema ロゴは、テキサス・インスツルメンツの登録商標です。 ※プラットフォーム・バー、Discovery、IntelliBright、NIRscan および LightCrafter は、テキサス・インスツルメンツの商標です。 ※すべての商標および登録商標は、それぞれの所有者に帰属します。 2014 7 tij.co.jp/dlp ©2014 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 Printed in Japan 2014.11 JAJB071 IMPORTANT NOTICE
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