嵌入式微型投影顯示技術(shù)前景廣闊

標(biāo)簽：DLP  移動電子

嵌入式微型投影顯示以實際手機(jī)產(chǎn)品模型的形式，在2008年美國拉斯維加斯國際消費電子大展(2008CES)上正式亮相，它很快就引起了移動通信與便攜多媒體以及數(shù)字顯示等相關(guān)技術(shù)行業(yè)的強(qiáng)烈反響，業(yè)界很快認(rèn)同迷你投影這一新型的嵌入式模組技術(shù)，為各類數(shù)字移動多媒體和通信系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品提供了全新的便攜顯示平臺。

移動電子終端最佳輔助功能

2008CES展后，包括諾基亞、三星和摩托羅拉在內(nèi)的全球主要手機(jī)制造廠商相繼宣稱，計劃2008年下半年其部分高端產(chǎn)品將配備嵌入式迷你微型投影顯示模組，以提供真正意義上的便攜投影多媒體顯示功能。

正如諾基亞兩三年前所預(yù)測的一樣，行業(yè)普遍認(rèn)為手機(jī)投影將成為手機(jī)攝像之后另一個重大事件，很可能步GPS(全球定位系統(tǒng))和MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))等手機(jī)市場最熱門新功能器件和技術(shù)之后塵，在未來兩三年內(nèi)成長為相當(dāng)數(shù)量手機(jī)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時也會擴(kuò)展到包括MP4和掌上游戲機(jī)在內(nèi)的移動多媒體電子產(chǎn)品以及筆記本電腦等多種數(shù)字電子產(chǎn)品中，受到手機(jī)制造商、移動通信、電視服務(wù)廠商、關(guān)鍵顯示元器件、模組系統(tǒng)廠商、半導(dǎo)體芯片制造商的普遍關(guān)注。

與手機(jī)的普通平板顯示相比

，微型投影顯示無需特定的顯示屏幕而只靠許多現(xiàn)場自然板面，便可以微小的體積提供幾十倍尺寸大小、更高分辨率、動態(tài)響應(yīng)更好的數(shù)字圖像;在提供更佳的觀看者共享效果之外，與攝像傳感器等其他器件相結(jié)合，對人機(jī)互動的支持也同樣不次于機(jī)帶液晶顯示及觸摸屏。

無疑，它將成為手機(jī)及其他便攜數(shù)字多媒體產(chǎn)品的最佳輔助顯示嵌入式解決方案，因而具有廣泛的系統(tǒng)應(yīng)用市場，體現(xiàn)在移動電話、掌上游戲機(jī)、多媒體機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦和汽車車載顯示等等方面。

四大技術(shù)各有優(yōu)劣

微型投影顯示的核心是微顯示光電集成芯片(簡稱微顯示芯片)和包括光源在內(nèi)的微型投影顯示光機(jī)系統(tǒng)(簡稱微型光機(jī))，其中最為常見的也相對較為成熟的四種主流技術(shù)包括：MEMS光掃描微投影、LCD(液晶微投影技術(shù))透射微投影、DLP(德州儀器公司開發(fā)的數(shù)字光處理技術(shù))和LCOS(硅基液晶)反射微投影。按照其微顯示芯片的投影光學(xué)成像原理可分為掃描式、反射式和透射式三類，而按照光源的色彩配置及成像機(jī)制可分為紅綠藍(lán)三色色彩分時和白光空間三色合成兩種。

延承上世紀(jì)曾經(jīng)流行的激光掃描背投電視技術(shù)，MEMS激光微型掃描投影以紅綠藍(lán)三色激光光源的色彩分時為色彩組合機(jī)制，通過動態(tài)調(diào)制MEMS微鏡面反射色彩分時光源實現(xiàn)空間掃描，配合同步調(diào)制紅綠藍(lán)光源亮度來實現(xiàn)動態(tài)色彩灰度畫面，其擁有投影光機(jī)系統(tǒng)簡單和光損失率低等突出優(yōu)點，而較為明顯的問題來源于激光光源本身，包括光源成本、功耗和光斑等缺陷仍待進(jìn)一步改進(jìn)，以及較為明顯的掃描影像缺陷。

與傳統(tǒng)大屏幕LCD透射三片式投影顯示不同，出于微型化和低成本的考慮，LCD透射微投影主要采用單片式白光光源通過三色色彩空間合成的成像機(jī)制，光機(jī)系統(tǒng)也相對簡單、成本較低，光源以成本較低的LED白光單色光源為主，受到偏光的限制，芯片功耗不高但光效率較其他芯片偏低，另外受到微加工工藝的限制，進(jìn)一步縮小尺寸同時提高分辨率困難較大。

LCOS反射微投影也同樣采用單片式解決方案，大大降低了光機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計難度和成本;而光源配置分紅綠藍(lán)三色色彩分時和白光空間三色合成兩種，其中白光空間三色合成是配合與 LCOS微顯示芯片像素一一對應(yīng)的RGB三色真彩點陣膜來實現(xiàn)，相對三色色彩分時而言其光效率較低，但光源系統(tǒng)設(shè)計和芯片驅(qū)動簡單因而成本較低，對液晶響應(yīng)速度的要求較低，同樣受到偏光的限制雖然光效率低但成本也相對較低;相比之下， LCOS微顯示芯片及其驅(qū)動的功耗最低，部分彌補(bǔ)了在系統(tǒng)整體功耗上的不足;隨著液晶響應(yīng)速度的改進(jìn)，最終采用紅綠藍(lán)三色色彩分時可以大大提高光效率與系統(tǒng)能耗的比率。

DLP反射微投影同樣采用紅綠藍(lán)三色色彩分時成像機(jī)制，在消除掃描影像缺陷的同時，延承了MEMS光掃描微投影的高光效率特征，而光機(jī)系統(tǒng)較MEMS光掃描微投影略為復(fù)雜。業(yè)界認(rèn)為，配合紅綠藍(lán)三色LED光源是DLP微顯示芯片的最佳組合，高速的DLP像素灰度調(diào)制結(jié)合LED光源三色分時，可以實現(xiàn)較高的光效率和成像效果。基于高速微機(jī)械電調(diào)制，DLP微顯示芯片及其驅(qū)動芯片的功耗相比之下偏高，抵消了部分光利用率的優(yōu)勢，另外，由于芯片制造工藝的復(fù)雜和知識產(chǎn)權(quán)的約束，系統(tǒng)成本還有待于提高。

功耗將降至1瓦

就微型投影顯示光機(jī)系統(tǒng)而言，除了與微顯示芯片相匹配以達(dá)到最高的光效率、最佳的顯示效果和最低的能耗之外，不同的光機(jī)普遍都需要考慮一些公共的系統(tǒng)要求，包括良好的散熱性和機(jī)械可靠性(如抗震動等)、微型化和重量輕以及與系統(tǒng)接口的匹配等，而光源配置也是其關(guān)鍵因素。目前性價比最高無疑是紅藍(lán)綠三色LED和白光LED(與紅綠藍(lán)三色色彩分時和白

光空間三色合成相匹配)，而紅藍(lán)綠三色激光光源仍然存在熱穩(wěn)定性差、光斑缺陷、成本高以及使用安全性差等問題。

從系統(tǒng)廠商和用戶的觀點來看，任何嵌入式微型投影顯示都必須在低成本和低功耗、微型化和光效率四個方面同時取得進(jìn)一步的突破，才能徹底滿足用戶的要求、擴(kuò)大市場規(guī)模和應(yīng)用，成為數(shù)字顯示技術(shù)的真正增長點。

可喜的是，經(jīng)過多年來對這些主流微顯示芯片技術(shù)及其在大屏幕投影應(yīng)用技術(shù)的不斷改進(jìn)，以及整個產(chǎn)業(yè)鏈及其配套系統(tǒng)的逐步完善。相信在未來的兩三年里，主流的嵌入式微型投影顯示技術(shù)均會在這四個關(guān)鍵領(lǐng)域有明顯的飛躍。具體而言，成本將降至200元左右，功耗在1瓦左右，嵌入中薄型手機(jī)，并在普通環(huán)境亮度下可以產(chǎn)生20英寸-40英寸清晰投影畫面的模組產(chǎn)品，這在技術(shù)和商業(yè)上是可行的。系統(tǒng)應(yīng)用廠商普遍認(rèn)為，一旦達(dá)到這一技術(shù)和成本目標(biāo)，嵌入式微型投影顯示將敲開移動電子產(chǎn)品市場的大門，全面納入包括手機(jī)在內(nèi)的多種便攜電子終端系統(tǒng)和應(yīng)用，成為數(shù)字顯示技術(shù)又一顆閃耀的新星。