在三星 (Samsung)、索尼 (Sony)、乐金 (LG) 等大厂宣示将＂电视＂作为智能家庭核心的同时，不禁让人思考：所谓的＂显示＂(Display)，一定只能依托在有形屏幕上？德州仪器 (TI) 认为，投影技术亦能被应用于智能厨房中，例如，直接将食谱投射在流理台，或是将正在烹饪的信息投射在烤箱／微波炉既有玻璃面板上，不仅可节省安装有形屏幕的空间，又能防水、防污。将投影技术整合至智能家庭，可取代按钮、LCD 面板或平板，将居家环境变得更加智慧化、更具互动性并提供＂随选即用＂服务，而基于微机电 (MEMS) 组件的＂数字光源处理＂(DLP) 技术，是重要触媒。
DLP Pico，可在任意表面、以任意形状＂按需＂显示
承袭数字微型反射镜组件 (DMD，一种速度极快的反射性数字光开关) 发展而来的 DLP 技术，已有 30 年历史；它能接收数字影像，产生一系列数字光脉冲信号。这些光脉冲信号进入眼睛后，人类的眼睛会将它解译为彩色模拟影像。只要将 DMD 与适当光源、投影光学系统结合，反射镜就会把入射光反射进入或移开投影镜头的透光孔，利用二位脉冲宽度调制得到灰阶效果；若使用固定式或旋转式彩色滤镜搭配一颗或三颗 DMD 芯片，即可得到彩色显示效果。至于应采用几颗 DMD 芯片？则视系统成本、光源效率、功耗、重量和体积而定。
承袭数字微型反射镜组件 (DMD，一种速度极快的反射性数字光开关) 发展而来的 DLP 技术，已有 30 年历史；它能接收数字影像，产生一系列数字光脉冲信号。这些光脉冲信号进入眼睛后，人类的眼睛会将它解译为彩色模拟影像。只要将 DMD 与适当光源、投影光学系统结合，反射镜就会把入射光反射进入或移开投影镜头的透光孔，利用二位脉冲宽度调制得到灰阶效果；若使用固定式或旋转式彩色滤镜搭配一颗或三颗 DMD 芯片，即可得到彩色显示效果。至于应采用几颗 DMD 芯片？则视系统成本、光源效率、功耗、重量和体积而定。
图1：数字微型反射镜组件 (DMD) 工作原理
资料来源：TI网站
最初问市的 DLP Cinema，迄今已囊括全球近九成的数字投影市场，足迹遍布电影院、大型展演厅、会议室和家庭剧院；而＂Pico＂系列是因应小型设备的高亮度、高效能与高分辨率而生，适用于沉浸式运算、车载抬头显示器 (HUD)、微型投影机及交互式数位广告牌等。DLP Pico 还有一个最吸引眼球的特点是：可在任意表面、以任意形状＂按需＂显示——权衡最佳功率与亮度表现做进阶光学控制，正逐渐向工业、汽车、医疗及消费等＂嵌入式光学感测＂市场渗透，较知名的案例有：用于物质或食安检测的光谱仪、3D 机器视觉、3D 打印机及血管显像仪。
DLP Pico 之所以能灵活调变功率与亮度的秘诀在于：单一 DMD 上的每个微镜，代表屏幕上一个独立调变的像素，会与色序照明同步，故能产生令人惊艳的显示效果。针对智能家庭应用，TI DLP 产品部门台湾业务经理赖升彦表示，DLP Pico 技术除了为家里增加美感外——例如，将灯泡和嵌入式投影安装至标准灯座、分享移动设备内容；将不同风格的影像投射至墙上／天花板当作装饰、变换调和居家气氛；还能运用＂超短焦投影＂技术特点，提供＂实时交互式控制面板＂的人性化接口，方便监控操作、配置智能家居设备或执行＂点播＂功能，加速上手。
照片人物：TI DLP 产品部门台湾业务经理赖升彦
DLP 开发设计网络，建构芯片设计生态系统
“就中枢控制而言，无屏幕显示 (screenless display) 未尝不是一个好选择＂，赖升彦提出他的观点。若将 DLP Pico 与无线技术、移动操作系统链接，就可摆脱固定屏幕或显示载具限制；无论是办公室或居家墙壁、桌面、厨房工作台、卧室天花板，甚至车库大门，随处都可作为控制中枢。他并提到，光学和动作捕捉在保全和居家环境，扮演举足轻重的角色；因此，DLP 特地强化其＂增值特性＂，让开发者能将投射技术与红外线 (IR)、飞行时间 (ToF) 测距、超音波、手势辨识等多种异质接口妥善兼容。进一步拆解 DLP 器件，由电子与光学两部分构成。
“就中枢控制而言，无屏幕显示 (screenless display) 未尝不是一个好选择＂，赖升彦提出他的观点。若将 DLP Pico 与无线技术、移动操作系统链接，就可摆脱固定屏幕或显示载具限制；无论是办公室或居家墙壁、桌面、厨房工作台、卧室天花板，甚至车库大门，随处都可作为控制中枢。他并提到，光学和动作捕捉在保全和居家环境，扮演举足轻重的角色；因此，DLP 特地强化其＂增值特性＂，让开发者能将投射技术与红外线 (IR)、飞行时间 (ToF) 测距、超音波、手势辨识等多种异质接口妥善兼容。进一步拆解 DLP 器件，由电子与光学两部分构成。
电子部分包括控制器、电源管理模块和照明驱动芯片，若外加应用处理器 (AP) 和前端接口处理器，就能支持手势控制或其他互动操作。光学区块内含 DLP DMD、照明器件、透镜／滤波器等光学组件以及相关机械组件，皆被集成到一个统称为＂光引擎＂的器件中，其尺寸和外形取决于分辨率、亮度和投射比等。另有鉴于受体的颜色、图像形态和表面曲率，皆会影响最终呈现效果，TI 备有 IntelliBright 算法套件可供作额外亮度和图像补偿——可自行调控光照、优化功率，并根据环境光智能增强局部亮度。
图2：典型 DLP Pico 显示架构
资料来源：TI网站
万一遭遇投射表面无法与 DMD 对齐、或有俯仰及旋转问题，亦可依据投射表面的指定距离、藉由梯形校正 (Keystone adjustment) 和缩放图像尺寸克服。考虑到熟稔电子专业人士未必擅长光学领域，TI 持续通过 DLP 开发设计网络 (DLP Design Network) 建构广大芯片设计生态系统，可协助电子设计者找到符合所需的＂光引擎＂器件及后援。这是一个独立的芯片设计业者组织，为开发人员提供软／硬件、光学设计、系统整合、原型设计、制造服务与统包方案等第三方资源，必要时亦可直接向生态系统的在线供货商和制造商采购＂光引擎＂。
表：DLP Pico 芯片及评估工具
资料来源：TI官网 (2016/06)
SimpleLink，将语音与多重连网协议完美融合
＂虽然业界有人认为电视或冰箱可望成为智慧家居中枢，但检视目前物联网整体技术——包括：软／硬件、开发平台、网络安全和云端技术等，短期内仍有一定难度。以技术现况来看，机顶盒或许是较佳选项＂，TI 营销与应用嵌入式系统总监詹勋琪接棒剖析。另一方面，着眼于不同的人机接口各有好处，不同使用者在不同环境下亦有自己的使用习惯：像是近年询问度非常高的 Amazon Echo，多少体现了语音输入为用户带来的便利及受欢迎程度；TI 去年亦从善如流、推出基于 SimpleLink 超低功耗平台的＂语音远程控制＂方案。
照片人物：TI 营销与应用嵌入式系统总监詹勋琪
此后，开发人员可将 Bluetooth、ZigBee、RF4CE 等多重联机标准，迅速导入语音远程控制、电视、机顶盒及其他智能家庭设备中。借助 SimpleLink ZigBee RF4CE CC2620 无线微控制器 (MCU) 及现有 Bluetooth CC2640 无线 MCU／多重标准 CC2650 方案，可在不牺牲电池使用寿命的情况下，以语音启动命令、搜寻、手势、触控辨识等先进功能。詹勋琪表示，TI 十分乐见 Google、Amazon 和 Apple 在智慧家庭／物联网开发平台上所投入的研发，不同平台各有所长，此刻定论谁会拔得头筹？尚言之过早；现阶段 TI 的产品策略是同时支持以上三个平台。
TI 观察到：智能家庭的驱动因素和需求度存在很强的地域性——欧洲关注能效和住宅舒适度，北美强调实用、舒适和保全，日本着重安全生活环境 (银发族群尤其是目标族群)；而物联网正是串联这些应用的必要基石。在自身的生态系统开发方面，SimpleLink Wi-Fi CC3100 和 CC3200 平台提供名为＂片上物联网＂(Internet-on-a-chip) 系列，将互联网与 Wi-Fi 局网集于一身，用户可取得快速连接、云端支持和安全协议；经由应用程序或多配置选项 (包括 SmartConfig 技术)，就能为 WPS 和 AP 模式的网络浏览器，轻松而安全地完成 Wi-Fi 连接。
图3：CC3100 硬件 (左) 及软件 (右) 架构
资料来源：TI网站
资料来源：TI网站
灵活度、可编程、强大后援，创造差异化
有了＂片上物联网＂，SimpleLink Wi-Fi 系列形同获得 TI 物联网云端生态圈全员加持；加上 TI 各种套件和软件工具、参考设计、范例应用、开发文文件和 TI E2E 社群支持，以及低成本的 LaunchPad 评估套件和 BoosterPack 插入式模块的 MCU 生态系统相助，即使不具连网产品开发经验的工程师，也能从事嵌入式 IoT 简易开发。特别一提的是，CC3100 拥有高度灵活性，可与任一微控制器 (MCU) 搭配实现多元应用；集成 ARM Cortex-M4 MCU 的可编程 CC3200，则允许用户添加自己的特有代码，创造更多差异化价值和系统整合服务。
有了＂片上物联网＂，SimpleLink Wi-Fi 系列形同获得 TI 物联网云端生态圈全员加持；加上 TI 各种套件和软件工具、参考设计、范例应用、开发文文件和 TI E2E 社群支持，以及低成本的 LaunchPad 评估套件和 BoosterPack 插入式模块的 MCU 生态系统相助，即使不具连网产品开发经验的工程师，也能从事嵌入式 IoT 简易开发。特别一提的是，CC3100 拥有高度灵活性，可与任一微控制器 (MCU) 搭配实现多元应用；集成 ARM Cortex-M4 MCU 的可编程 CC3200，则允许用户添加自己的特有代码，创造更多差异化价值和系统整合服务。
在芯片硬件结构方面，CC3100 和 CC3200 采用 QFN (四方平面无引脚) 封装并具有全整合型射频 (RF) 及模拟功能电路，开发人员可将器件直接布设在电路板上，利于创造低成本、紧凑的易用型系统。
