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移动投影技术应用与厂商发展现况分析

导读: 移动投影装置泛指重量1公斤以下的便携式投影机,其又可分为口袋型投影机(Pocket Projector)与移动投影机或称微型投影机(Mobile projector or Pico projector)。前者外型与传统投影机相似,

刘大鹏
                 
 

           产品定义与分类

  移动投影装置泛指重量1公斤以下的便携式投影机,其又可分为口袋型投影机(Pocket Projector)与移动投影机或称微型投影机(Mobile projector or Pico projector)。前者外型与传统投影机相似,但重量与体积更为轻薄,亮度约在200lm以下,采用LED光源;后者外型又较前者更轻薄,厚度通常仅有1公分或是更薄,重量也在50公克以下,一般会结合其它移动装置,如移动电话、数码相机等,或是以独立移动投影机的形式存在。亮度仅有20lm以下,光源以激光光源(Laser Diode)为主,但也有采用LED光源。本文内容将以移动投影为探讨的主轴。

表一 口袋型投影机与移动投影机的规格差异

 

 

图一 口袋型投影机与移动投影机

  应用市场发展

  嵌入型移动投影机(Embedded Mobile Projector)
  移动投影机在概念上,可分为内建在各种移动装置的嵌入式与独立型两种方式,由于内建在移动装置的概念相当具有吸引力,吸引不少厂商关注。特别是移动电话厂商,如Motorola等皆计划推出具有移动投影功能的移动电话,不过截至目前为止仍未有雏型机(Prototype)发表。

图二 内建在各种移动装置的移动投影机

  独立型移动投影机(Stand alone Mobile Projector)
  目前发展进度较快则是以外接方式的独立型(Stand alone)移动投影机,透过连接线可以与移动电话、数码相机、MP4、笔记型计算机等连接。MicroVision、TI、3M等分别于2007年与2008年展出雏型机,其中TI与3M计划于2008年第二季与第三季投入量产。

图三 外接式移动投影机

  尽管现在不少厂商均看好移动电话嵌入型移动投影装置,但由于内建于移动电话可能导致耗电问题,初期外接式产品的市场机会较为看好,包括移动电话、数码相机、便携式影音播放器(Portable Media Player,PMP)等都可应用外接式产品,使得投影画质达到电视的质量。

  预期未来内建投影功能的移动电话上市,必然定位为高端或商务机种;考虑市场划分,产品定价势必属于中高价位,预计将落在600美元左右。由于目前外接式产品价格区间为200~300美元之间,价差1倍以上,对于移动电话汰换快速的使用者,外接式产品在价格和实用性上都较有优势。

  其次,目前移动电话内建投影功能仍处于技术和规格无法兼顾的状况,移动电话厂商开出的要求是耗电量必须在1.5W以内,且亮度达到10lm以上,但短期内要两者兼具的难度很高。因此,预计2008~2009年将以外接式的移动投影产品为主,内建移动投影的移动电话产品正式上市则可能在2009下半年。

  根据厂商对移动投影机的发展计划,以移动商务、个人娱乐为主要应用范围。与口袋型投影机不同之处,移动投影机将更强调随时随地分享讯息、交换情报、分享个人兴趣等,因此口袋型投影机仍然以较正式的商务简报为主要用途,而移动投影机可以用在非正式、随机的场合。因此体积、重量与耗电量成为移动投影机发展的重要考虑因素。

  技术发展趋势

  移动投影技术可区分为LCDDLP 、LCoS和MEMS 微型扫瞄器(Micro Scanner)等4种,前3者是利用现有的技术,发展已久,但目前仍无绝对之主流技术;后者是则新技术,由于在光学效率、成本及消耗功率上均占有优势,未来具发展潜力。光源上则是采用激光或是LED,由于采用红绿蓝三种颜色的激光或LED来形成彩色化,因此其中的光学架构也与传统投影机有所不同。

  移动投影技术在光源的使用上,目前推出的机种仍以激光光源居多,由于激光在光波的范围只有1至2nm,比LED光波范围10至20nm小,因此可以达到更高的色彩饱和度。目前仍有部分厂商采用LED作为光源,但LED光学效率较差,平均转换仅达20%~30%,耗电量大,且绿光LED的色彩表现较差。

  然而激光光源也有技术瓶颈待解决,包括激光绿光反应速度不够快、投影产生“激光班点”(Speckle) 现象等问题;而激光的优势在于亮度高、光学效率达到70~80%,耗电量在1W至5W之间,较LED低,使用寿命长达2万小时,且光学引擎可以缩小到1公分,符合微型化的要求。

  厂商发展动态

  在发展厂商方面,目前积极发展移动投影技术的厂商有TI、Microvision、Explay、3M、Displaytech、Aurora、Light Blue Optics等,投入产品以投影引擎模块为主,因此仍须与消费电子系统厂商配合开发终端产品。其中TI、Displaytech、Aurora等原本即为显示组件厂商,由于近两、三年来平板电视价格快速下降,每年平均下降20%至30%,严重压缩背投电视市场,导致许多电视机大厂逐渐退出背投电视的领域。因此微型显示组件厂商积极开发微型移动投影技术,希望藉此来弥补原先背投电视市场萎缩产生的缺口。

  TI(德州仪器)

  TI于2007年3月举行的“2007 CTIA Wireless Convention”展出采用DLP技术的移动投影组件,大小如同指尖。其为一具有100万个微镜片的DMD(Digital Micromirror Device)芯片的投影技术,一个微镜片即代表一个像素。

  TI在移动投影技术的发展,建立在2006年推出DLP的口袋型投影机技术之上。目前口袋型投影产品已获得其它制造商如Mitsubishi、Samsung与Toshiba等采用。

  DLP投影技术的主要优势包括画质细腻自然,且不会生产“纱窗效应”;影像移动快速,让画面看起来清晰且明亮;与其它投影技术相较,具备长期放映后不会产生衰减、褪色或黄化现象的高度可靠性。因此,整体平均表现可谓TI DLP技术的竞争优势。

  TI于2007年10月2至3日在美国圣地亚哥举办“SID Mobile Display Conference”再度展出第二代移动投影组件。第二代移动投影组件较先前展示的更小更轻,更容易整合到各种移动装置如移动电话、数码相机、与PMP等,最新的雏型机外型是薄型的移动电话,厚度仅约1公分。

  此外,2008年2月11日在西班牙巴塞隆纳“WMC 2008”展览中,TI宣布将生产DLP移动投影组件,预计将在2008年下半年投产。目前已有富士康、Sypro Optics、阳明光学等3厂商宣布将使用DLP投影模块进行移动投影装置的设计开发。

  Microvision
  Microvision在“CES 2008”展出如PDA大小、全彩的激光投影装置。此移动投影机的核心为Microvision的PicoP显示引擎,体积约5cc,厚度大约7mm。Microvision所展示的PicoP显示引擎不仅可使用于外接式移动投影装置,同时也可以直接内建在移动消费型产品上,如移动电话、笔记型计算机、数码相机、摄影机、PMP、便携式游戏机,以及汽车显示器等。

  PicoP显示引擎主要由MEMS微型扫瞄器、红绿蓝激光光源、光学组件与电子组件等所组成。PicoP显示引擎也包含驱动电路,功能是取得与处理数据信号,以及个别像素色彩混合与定位的同步化。激光光源为美国Novalux公司生产的半导体激光NECSEL。

  Microvision开发出的单片式微镜激光扫瞄显示技术(Single Micro-mirror Laser Scanning Display Technology),以MEMS扫瞄微镜控制光束导向移动投影机的投影表面,也即PicoP显示引擎使用单一光束与小型的扫瞄微镜以产生影像,从小型投影装置投射产生大尺寸影像。由于Microvision采用单一的镜片来产生所有的像素,理论上尺寸可以更小、成本更低。

  每一色彩像素的产生是结合已调变的红蓝绿三种颜色激光光源。每束光的强度均随着色彩与阴影调配而有所不同。例如,红色像素需要红光激光点亮,同时蓝光与绿光激光熄灭,紫色像素则需红光与蓝光激光同时点亮,而绿光激光熄灭。

  目前Microvision已经与多家客户签约,其中包括Motorola将把该技术应用于其移动投影机;以及几家未透露名称的汽车供货商与亚洲大型消费性电子制造商,都表示将应用于车载超小型投影机、移动电话、数码相机或PMP等产品上。Microvision计划在2008年推出一款单机便携式投影机,可以附接在iPod上,且2009年将开始把5立方公分的投影机模块整合在移动电话以及PMP之中。

  3M
  3M于2008年1月7日举行的“CES 2008”展出采用LED光源的移动投影引擎,可以整合至个人电子装置,整个大小相当于无线耳机,厚度仅0.5吋,且可以达到VGA等级的分辨率。此投影引擎采用先进的LCoS组件,并搭配3M的光学技术。

  目前3M已与台湾厂商奇景光电策略联盟,共同发展LCoS移动投影技术;3M开发与提供微型的LED投影引擎,奇景光电则提供单片式LCoS模块以及完整的驱动电路与相关电子部分。未来两公司将持续加强合作,不仅在产品开发方面,也包含开拓客户基础与市场发展。

  此移动投影模块可以广泛地应用在移动电话、PMP、数码相机,以及笔记型计算机等产品上。

  Explay

  2006年1月Kopin与以色列公司Explay宣布开发出超小型的Nano-Projection,其最关键在于低耗电的情况下,能够达到高亮度。而藉由结合Kopin的高穿透率微型显示器与Explay的Nano-Projector特殊设计的光学引擎,达成低耗电、高亮度、嵌入型投影引擎之目标。在“SID 2007”展览上,Explay也展出新一代“OiO”Nano-Projector。

  在显示组件上,Explay采用名为Advanced Spatial Light Modulator (ASLM)的单片式LCD微型显示器,并搭配微透镜数组技术(Micro-Lens-Array Technology),以将光源调变的效率从25%提升至60%。Explay开发的高效率的绕射与折射光束成行技术有效地收集与修正光束,并将其引导至微型显示器,大幅度降低消耗电力。在光源的采用上,Explay采用激光与LED混合光源系统,提供高效率与低成本光源。

  Displaytech

  Displaytech于2008年1月7日举行的“CES 2008”中,展出移动投影机,其采用Displaytech的FLCOS(Ferroelectric Liquid-Crystal-on-Silicon)微型显示器与OSRAM Opto Semiconductors的高亮度投影机用LED的组合,使移动投影机产生6至8lm的亮度,清晰地投射出30吋的画面。此外,Displaytech的LightView FLCOS面板,分辨率为SVGA(800 × 600),提供高画质的影像。

  Displaytech已开发出LightView VGA、WVGA和SVGA (LV-VGA、LV-WVGA、LV-SVGA)微型显示组件,将可符合移动投影装置、移动通讯设备、头戴式显示器等下一代消费电子设备所需的高画质和效能,并能降低制造成本,缩短上市时间。该三种微型显示器都整合了温度补偿功能,能支持消费电子各种温度范围,耗电量亦低,一般只有100mw甚至更低。目前已有iView选择LightView LDP-SVGA微型显示器作为移动投影机的显示组件。
 

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