實現(xiàn)新一代汽車抬頭顯示系統(tǒng)

圖1.典型的DLP抬頭顯示系統(tǒng)應(yīng)用

DLP HUD控制器負(fù)責(zé)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(shù)據(jù)，其幀速率高達(dá)60Hz.所接收的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過可編程圖像縮放、灰度、子圖像支持以及邊框調(diào)整因素等處理后，最終數(shù)字輸出給DMD，以呈現(xiàn)最終圖形顯示。此外，DLP HUD控制器還提供啟動紅色、綠色和藍(lán)色LED的頻閃信號，與DMD器件上正在顯示的數(shù)據(jù)保持同步，從而呈現(xiàn)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(tǒng)負(fù)責(zé)精確控制整個工作溫度范圍以及紅色、綠色和藍(lán)色LED的老化范圍內(nèi)的色彩和亮度。此外，它還支持高動態(tài)亮度的自然調(diào)光，適用于HUD應(yīng)用的白天和夜間駕駛情況。

LED控制系統(tǒng)采用基于PWM滯后控制方法的光通量反饋方案。在連續(xù)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(xù)保持固定的光照水平。在斷續(xù)模式（DM）中，每個脈沖幅度由相同的滯后控制環(huán)路控制，但只能啟用已觸發(fā)的脈沖光源。DLP控制器可計量每個LED具體的脈沖數(shù)量。斷續(xù)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(dǎo)致要用更高的電流電平才能產(chǎn)生所需的光通量水平。當(dāng)光通量控制環(huán)路達(dá)到所需的光通量水平之前就已達(dá)到最大的LED電流時，Piccolo MCU會感知到這種情況，并相應(yīng)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(tǒng)可在LED的整個使用壽命提供最佳圖片，并實現(xiàn)終極亮度水平。

LED控制系統(tǒng)通過SPI總線輸入接收來自上行控制光源的亮度/調(diào)光控制命令。Piccolo解析LED控制系統(tǒng)的命令，如RGB LED振幅電平、連續(xù)或斷續(xù)模式，并通過專用I2C總線配置DLP控制器。

DLP電子系統(tǒng)基于汽車級元件，該元件可實現(xiàn)HUD系統(tǒng)操作所需的全部功能。該電子系統(tǒng)包括視頻處理和LED控制系統(tǒng)，支持適用于白天和夜間駕駛情況的高動態(tài)調(diào)光范圍。

高動態(tài)范圍LED控制系統(tǒng)概念

HUD應(yīng)用對動態(tài)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(huán)境中，顯示圖形的亮度不能低于3 cd/m^2.HUD系統(tǒng)必須能夠在目標(biāo)白點處保持全色深的圖形，并且動態(tài)范圍需超過5000：1.LED驅(qū)動器控制系統(tǒng)專為汽車HUD應(yīng)用而開發(fā)，已經(jīng)展示了全系列的功能。

采用Piccolo MCU的LED驅(qū)動器控制系統(tǒng)，可管理紅色、綠色和藍(lán)色LED調(diào)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(guān)的RGB LED使能信號提供高速數(shù)據(jù)。LED驅(qū)動器控制電路選用的每個器件都能采用符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的德州儀器Q1（專為汽車而設(shè)計）元件。

DLP投影系統(tǒng)采用脈寬調(diào)制（PWM）的紅、綠和藍(lán)光打造全色深圖形，在所用的標(biāo)準(zhǔn)PWM技術(shù)內(nèi)集成并同步調(diào)光功能。

該系統(tǒng)采用基于LED光線輸出的光學(xué)滯后反饋，為了獲得更高的亮度，在位段內(nèi)的時段采用連續(xù)反饋模式保持穩(wěn)定狀態(tài)的振幅。該示例如圖2所示。連續(xù)模式反饋已經(jīng)證明可在100：1調(diào)光范圍工作。