На выставке потребительской электроники в Китае представлен микродисплей Tianmu 80, построенный по отражательной технологии LCoS (жидкие кристаллы на кремнии) и обладающий физической диагональю всего 0,13 дюйма. Размер единичного субпикселя в этой матрице составляет 4,0 на 4,0 микрометра, что формирует сверхвысокую плотность элементов и полностью исключает визуальный эффект москитной сетки, знакомый пользователям ранних проекционных устройств. Нативное разрешение чипа равно 640 x 480 точек, а обмен данными с управляющей электроникой возможен по двум стандартным интерфейсам — MIPI и LVDS.
Технология LCoS, взятая за основу разработчиками Tianmu 80, занимает промежуточное положение между просветными жидкокристаллическими дисплеями и микрозеркальными модуляторами. В отличие от LCD, где свет проходит сквозь матрицу насквозь, LCoS работает на отражение: жидкокристаллический слой нанесён на зеркальную кремниевую подложку, содержащую всю управляющую логику. Свет от внешнего источника падает на чип, модулируется жидкими кристаллами, отражается от зеркального слоя и направляется в оптическую систему проектора или очков дополненной реальности. Такая архитектура обеспечивает очень высокий коэффициент апертуры — отношение активной площади пикселя к общей площади ячейки — поскольку цепи управления спрятаны под отражающим слоем и не загораживают световой поток.
Значение коэффициента апертуры имеет критическое значение для микродисплеев сверхмалого размера. Чем выше этот параметр, тем меньше света теряется в промежутках между пикселями, и тем ярче итоговая картинка при том же энергопотреблении источника подсветки. В случае Tianmu 80 инженерам удалось разместить субпиксели размером 4,0 на 4,0 микрометра таким образом, что физические зазоры между ними практически неразличимы невооружённым глазом даже при значительном оптическом увеличении, применяемом в проекторах и нашлемных дисплеях. Именно это конструктивное решение позволяет говорить об устранении эффекта москитной сетки — явления, при котором пользователь видит тёмную решётку границ пикселей, наложенную поверх изображения.
Диагональ Tianmu 80 составляет 0,13 дюйма, или примерно 3,3 миллиметра. Для сравнения, широко распространённые микродисплеи для очков дополненной реальности обычно имеют диагональ от 0,2 до 0,5 дюйма, а чипы для проекционных часов и нашлемных индикаторов — от 0,2 до 0,7 дюйма. Сокращение габаритов чипа в полтора-три раза по сравнению с типичными аналогами позволяет проектировать ещё более компактные оптические модули, что особенно востребовано в носимых устройствах, где каждый кубический миллиметр объёма на вес золота.
Нативное разрешение 640 на 480 точек при столь малой диагонали даёт плотность порядка 6150 пикселей на дюйм. Хотя разрешение VGA по современным потребительским меркам кажется скромным — рынок смартфонов давно перешагнул рубеж Full HD и движется к 4K — для микродисплеев ситуация выглядит иначе. В очках дополненной реальности и компактных проекторах разрешение чипа определяет не столько детализацию, сколько энергоэффективность, тепловыделение и сложность управляющей электроники. Многие коммерческие продукты в этом сегменте до сих пор используют чипы с разрешением 640 на 480 или 800 на 600 точек, поскольку этого достаточно для отображения текстовой информации, навигационных подсказок и базовой графики. Более высокие разрешения — 1080p и выше — пока остаются уделом дорогих корпоративных устройств и военных систем целеуказания.
Поддержка двух интерфейсов, MIPI и LVDS, указывает на универсальность Tianmu 80 с точки зрения интеграции. Стандарт MIPI DSI широко применяется в мобильных устройствах и обеспечивает высокую скорость передачи при малом количестве проводников, а LVDS остаётся популярным в промышленной и автомобильной электронике благодаря высокой помехозащищённости дифференциальных линий. Наличие обоих вариантов позволяет разработчикам конечных устройств выбирать контроллер в зависимости от целевой платформы, не меняя сам дисплейный чип.
Сведения о частоте обновления, контрастности, максимальной яркости и цветовом охвате Tianmu 80 в открытых источниках на момент публикации отсутствуют. Производитель не раскрыл ни название компании-разработчика, ни страну происхождения технологии, хотя использование доменной зоны ithome.com и упоминание выставки в Китае позволяют предположить, что чип спроектирован одним из китайских исследовательских центров или стартапов в области микроэлектроники. Отсутствие данных о серийном производстве и сроках доступности говорит о том, что показанный образец, вероятно, является прототипом или опытной партией, предназначенной для демонстрации технологических возможностей и поиска заказчиков среди производителей оптического оборудования.
Сфера потенциального применения Tianmu 80 охватывает несколько направлений. В первую очередь это очки дополненной и смешанной реальности, где миниатюрный чип может проецировать информацию непосредственно на сетчатку глаза через систему волноводов или призм. Второе направление — нашлемные индикаторы и системы целеуказания для авиации и наземной техники. Третье — миниатюрные проекторы, встраиваемые в корпуса смартфонов, планшетов и носимых аксессуаров. Четвёртое — медицинская техника, в частности эндоскопы и офтальмологические приборы, где габариты источника изображения критически ограничены диаметром рабочего канала. Во всех этих случаях уменьшение диагонали дисплейного чипа при сохранении достаточного разрешения и высокой апертуры открывает возможности для создания более лёгких, компактных и энергоэффективных приборов.
