移動投影技術(shù)應(yīng)用與廠商發(fā)展現(xiàn)況分析

劉大鵬

產(chǎn)品定義與分類

移動投影裝置泛指重量1公斤以下的便攜式投影機(jī)，其又可分為口袋型投影機(jī)（Pocket Projector）與移動投影機(jī)或稱微型投影機(jī)（Mobile projector or Pico projector）。前者外型與傳統(tǒng)投影機(jī)相似，但重量與體積更為輕薄，亮度約在200lm以下，采用LED光源；后者外型又較前者更輕薄，厚度通常僅有1公分或是更薄，重量也在50公克以下，一般會結(jié)合其它移動裝置，如移動電話、數(shù)碼相機(jī)等，或是以獨立移動投影機(jī)的形式存在。亮度僅有20lm以下，光源以激光光源（Laser Diode）為主，但也有采用LED光源。本文內(nèi)容將以移動投影為探討的主軸。

表一　口袋型投影機(jī)與移動投影機(jī)的規(guī)格差異

圖一　口袋型投影機(jī)與移動投影機(jī)

　　應(yīng)用市場發(fā)展

嵌入型移動投影機(jī)（Embedded Mobile Projector）
移動投影機(jī)在概念上，可分為內(nèi)建在各種移動裝置的嵌入式與獨立型兩種方式，由于內(nèi)建在移動裝置的概念相當(dāng)具有吸引力，吸引不少廠商關(guān)注。特別是移動電話廠商，如Motorola等皆計劃推出具有移動投影功能的移動電話，不過截至目前為止仍未有雛型機(jī)（Prototype）發(fā)表。

圖二　內(nèi)建在各種移動裝置的移動投影機(jī)

獨立型移動投影機(jī)（Stand alone Mobile Projector）
目前發(fā)展進(jìn)度較快則是以外接方式的獨立型（Stand alone）移動投影機(jī)，透過連接線可以與移動電話、數(shù)碼相機(jī)、MP4、筆記型計算機(jī)等連接。MicroVision、TI、3M等分別于2007年與2008年展出雛型機(jī)，其中TI與3M計劃于2008年第二季與第三季投入量產(chǎn)。

圖三　外接式移動投影機(jī)

盡管現(xiàn)在不少廠商均看好移動電話嵌入型移動投影裝置，但由于內(nèi)建于移動電話可能導(dǎo)致耗電問題，初期外接式產(chǎn)品的市場機(jī)會較為看好，包括移動電話、數(shù)碼相機(jī)、便攜式影音播放器(Portable Media Player，PMP)等都可應(yīng)用外接式產(chǎn)品，使得投影畫質(zhì)達(dá)到電視的質(zhì)量。

預(yù)期未來內(nèi)建投影功能的移動電話上市，必然定位為高端或商務(wù)機(jī)種；考慮市場劃分，產(chǎn)品定價勢必屬于中高價位，預(yù)計將落在600美元左右。由于目前外接式產(chǎn)品價格區(qū)間為200~300美元之間，價差1倍以上，對于移動電話汰換快速的使用者，外接式產(chǎn)品在價格和實用性上都較有優(yōu)勢。

其次，目前移動電話內(nèi)建投影功能仍處于技術(shù)和規(guī)格無法兼顧的狀況，移動電話廠商開出的要求是耗電量必須在1.5W以內(nèi)，且亮度達(dá)到10lm以上，但短期內(nèi)要兩者兼具的難度很高。因此，預(yù)計2008~2009年將以外接式的移動投影產(chǎn)品為主，內(nèi)建移動投影的移動電話產(chǎn)品正式上市則可能在2009下半年。

根據(jù)廠商對移動投影機(jī)的發(fā)展計劃，以移動商務(wù)、個人娛樂為主要應(yīng)用范圍。與口袋型投影機(jī)不同之處，移動投影機(jī)將更強調(diào)隨時隨地分享訊息、交換情報、分享個人興趣等，因此口袋型投影機(jī)仍然以較正式的商務(wù)簡報為主要用途，而移動投影機(jī)可以用在非正式、隨機(jī)的場合。因此體積、重量與耗電量成為移動投影機(jī)發(fā)展的重要考慮因素。

技術(shù)發(fā)展趨勢

移動投影技術(shù)可區(qū)分為LCD、DLP 、LCoS和MEMS 微型掃瞄器(Micro Scanner)等4種，前3者是利用現(xiàn)有的技術(shù)，發(fā)展已久，但目前仍無絕對之主流技術(shù)；后者是則新技術(shù)，由于在光學(xué)效率、成本及消耗功率上均占有優(yōu)勢，未來具發(fā)展?jié)摿?。光源上則是采用激光或是LED，由于采用紅綠藍(lán)三種顏色的激光或LED來形成彩色化，因此其中的光學(xué)架構(gòu)也與傳統(tǒng)投影機(jī)有所不同。

移動投影技術(shù)在光源的使用上，目前推出的機(jī)種仍以激光光源居多，由于激光在光波的范圍只有1至2nm，比LED光波范圍10至20nm小，因此可以達(dá)到更高的色彩飽和度。目前仍有部分廠商采用LED作為光源，但LED光學(xué)效率較差，平均轉(zhuǎn)換僅達(dá)20%~30%，耗電量大，且綠光LED的色彩表現(xiàn)較差。

然而激光光源也有技術(shù)瓶頸待解決，包括激光綠光反應(yīng)速度不夠快、投影產(chǎn)生“激光班點”(Speckle) 現(xiàn)象等問題；而激光的優(yōu)勢在于亮度高、光學(xué)效率達(dá)到70~80%，耗電量在1W至5W之間，較LED低，使用壽命長達(dá)2萬小時，且光學(xué)引擎可以縮小到1公分，符合微型化的要求。

廠商發(fā)展動態(tài)

在發(fā)展廠商方面，目前積極發(fā)展移動投影技術(shù)的廠商有TI、Microvision、Explay、3M、Displaytech、Aurora、Light Blue Optics等，投入產(chǎn)品以投影引擎模塊為主，因此仍須與消費電子系統(tǒng)廠商配合開發(fā)終端產(chǎn)品。其中TI、Displaytech、Aurora等原本即為顯示組件廠商，由于近兩、三年來平板電視價格快速下降，每年平均下降20%至30%，嚴(yán)重壓縮背投電視市場，導(dǎo)致許多電視機(jī)大廠逐漸退出背投電視的領(lǐng)域。因此微型顯示組件廠商積極開發(fā)微型移動投影技術(shù)，希望藉此來彌補原先背投電視市場萎縮產(chǎn)生的缺口。

TI（德州儀器）

TI于2007年3月舉行的“2007 CTIA Wireless Convention”展出采用DLP技術(shù)的移動投影組件，大小如同指尖。其為一具有100萬個微鏡片的DMD（Digital Micromirror Device）芯片的投影技術(shù)，一個微鏡片即代表一個像素。

TI在移動投影技術(shù)的發(fā)展，建立在2006年推出DLP的口袋型投影機(jī)技術(shù)之上。目前口袋型投影產(chǎn)品已獲得其它制造商如Mitsubishi、Samsung與Toshiba等采用。

DLP投影技術(shù)的主要優(yōu)勢包括畫質(zhì)細(xì)膩自然，且不會生產(chǎn)“紗窗效應(yīng)”；影像移動快速，讓畫面看起來清晰且明亮；與其它投影技術(shù)相較，具備長期放映后不會產(chǎn)生衰減、褪色或黃化現(xiàn)象的高度可靠性。因此，整體平均表現(xiàn)可謂TI DLP技術(shù)的競爭優(yōu)勢。[!--empirenews.page--]

TI于2007年10月2至3日在美國圣地亞哥舉辦“SID Mobile Display Conference”再度展出第二代移動投影組件。第二代移動投影組件較先前展示的更小更輕，更容易整合到各種移動裝置如移動電話、數(shù)碼相機(jī)、與PMP等，最新的雛型機(jī)外型是薄型的移動電話，厚度僅約1公分。

此外，2008年2月11日在西班牙巴塞隆納“WMC 2008”展覽中，TI宣布將生產(chǎn)DLP移動投影組件，預(yù)計將在2008年下半年投產(chǎn)。目前已有富士康、Sypro Optics、陽明光學(xué)等3廠商宣布將使用DLP投影模塊進(jìn)行移動投影裝置的設(shè)計開發(fā)。

　　Microvision
Microvision在“CES 2008”展出如PDA大小、全彩的激光投影裝置。此移動投影機(jī)的核心為Microvision的PicoP顯示引擎，體積約5cc，厚度大約7mm。Microvision所展示的PicoP顯示引擎不僅可使用于外接式移動投影裝置，同時也可以直接內(nèi)建在移動消費型產(chǎn)品上，如移動電話、筆記型計算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)、PMP、便攜式游戲機(jī)，以及汽車顯示器等。

PicoP顯示引擎主要由MEMS微型掃瞄器、紅綠藍(lán)激光光源、光學(xué)組件與電子組件等所組成。PicoP顯示引擎也包含驅(qū)動電路，功能是取得與處理數(shù)據(jù)信號，以及個別像素色彩混合與定位的同步化。激光光源為美國Novalux公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體激光NECSEL。

Microvision開發(fā)出的單片式微鏡激光掃瞄顯示技術(shù)（Single Micro-mirror Laser Scanning Display Technology），以MEMS掃瞄微鏡控制光束導(dǎo)向移動投影機(jī)的投影表面，也即PicoP顯示引擎使用單一光束與小型的掃瞄微鏡以產(chǎn)生影像，從小型投影裝置投射產(chǎn)生大尺寸影像。由于Microvision采用單一的鏡片來產(chǎn)生所有的像素，理論上尺寸可以更小、成本更低。

每一色彩像素的產(chǎn)生是結(jié)合已調(diào)變的紅藍(lán)綠三種顏色激光光源。每束光的強度均隨著色彩與陰影調(diào)配而有所不同。例如，紅色像素需要紅光激光點亮，同時藍(lán)光與綠光激光熄滅，紫色像素則需紅光與藍(lán)光激光同時點亮，而綠光激光熄滅。

目前Microvision已經(jīng)與多家客戶簽約，其中包括Motorola將把該技術(shù)應(yīng)用于其移動投影機(jī)；以及幾家未透露名稱的汽車供貨商與亞洲大型消費性電子制造商，都表示將應(yīng)用于車載超小型投影機(jī)、移動電話、數(shù)碼相機(jī)或PMP等產(chǎn)品上。Microvision計劃在2008年推出一款單機(jī)便攜式投影機(jī)，可以附接在iPod上，且2009年將開始把5立方公分的投影機(jī)模塊整合在移動電話以及PMP之中。

3M
3M于2008年1月7日舉行的“CES 2008”展出采用LED光源的移動投影引擎，可以整合至個人電子裝置，整個大小相當(dāng)于無線耳機(jī)，厚度僅0.5吋，且可以達(dá)到VGA等級的分辨率。此投影引擎采用先進(jìn)的LCoS組件，并搭配3M的光學(xué)技術(shù)。

目前3M已與臺灣廠商奇景光電策略聯(lián)盟，共同發(fā)展LCoS移動投影技術(shù)；3M開發(fā)與提供微型的LED投影引擎，奇景光電則提供單片式LCoS模塊以及完整的驅(qū)動電路與相關(guān)電子部分。未來兩公司將持續(xù)加強合作，不僅在產(chǎn)品開發(fā)方面，也包含開拓客戶基礎(chǔ)與市場發(fā)展。

此移動投影模塊可以廣泛地應(yīng)用在移動電話、PMP、數(shù)碼相機(jī)，以及筆記型計算機(jī)等產(chǎn)品上。

Explay

2006年1月Kopin與以色列公司Explay宣布開發(fā)出超小型的Nano-Projection，其最關(guān)鍵在于低耗電的情況下，能夠達(dá)到高亮度。而藉由結(jié)合Kopin的高穿透率微型顯示器與Explay的Nano-Projector特殊設(shè)計的光學(xué)引擎，達(dá)成低耗電、高亮度、嵌入型投影引擎之目標(biāo)。在“SID 2007”展覽上，Explay也展出新一代“OiO”Nano-Projector。

在顯示組件上，Explay采用名為Advanced Spatial Light Modulator (ASLM)的單片式LCD微型顯示器，并搭配微透鏡數(shù)組技術(shù)(Micro-Lens-Array Technology)，以將光源調(diào)變的效率從25%提升至60%。Explay開發(fā)的高效率的繞射與折射光束成行技術(shù)有效地收集與修正光束，并將其引導(dǎo)至微型顯示器，大幅度降低消耗電力。在光源的采用上，Explay采用激光與LED混合光源系統(tǒng)，提供高效率與低成本光源。

Displaytech

Displaytech于2008年1月7日舉行的“CES 2008”中，展出移動投影機(jī)，其采用Displaytech的FLCOS(Ferroelectric Liquid-Crystal-on-Silicon)微型顯示器與OSRAM Opto Semiconductors的高亮度投影機(jī)用LED的組合，使移動投影機(jī)產(chǎn)生6至8lm的亮度，清晰地投射出30吋的畫面。此外，Displaytech的LightView FLCOS面板，分辨率為SVGA(800 × 600)，提供高畫質(zhì)的影像。

Displaytech已開發(fā)出LightView VGA、WVGA和SVGA (LV-VGA、LV-WVGA、LV-SVGA)微型顯示組件，將可符合移動投影裝置、移動通訊設(shè)備、頭戴式顯示器等下一代消費電子設(shè)備所需的高畫質(zhì)和效能，并能降低制造成本，縮短上市時間。該三種微型顯示器都整合了溫度補償功能，能支持消費電子各種溫度范圍，耗電量亦低，一般只有100mw甚至更低。目前已有iView選擇LightView LDP-SVGA微型顯示器作為移動投影機(jī)的顯示組件。