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

微型投影產(chǎn)品定義與分類(lèi)

    微型投影裝置泛指重量1公斤以下的可攜式投影機(jī)，其又可分為口袋型投影機(jī)（Pocket Projector）與微型投影機(jī)或稱(chēng)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(huì)結(jié)合其他行動(dòng)裝置，如移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)等，或是以獨(dú)立微型投影機(jī)的形式存在。亮度僅有20lm以下，光源以雷射（Laser Diode）為主，但也有采用LED光源。本文內(nèi)容將以微型投影為探討之主軸。

    應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展

    嵌入型微型投影機(jī)（Embedded Mobile Projector）

    微型投影機(jī)在概念上，可分為內(nèi)建在各種行動(dòng)裝置的嵌入式與獨(dú)立型兩種方式，由于內(nèi)建在行動(dòng)裝置的概念相當(dāng)具有吸引力，吸引不少?gòu)S商關(guān)注。特別是移動(dòng)電話業(yè)者，如Motorola等皆計(jì)劃推出具有微型投影功能的移動(dòng)電話，不過(guò)截至目前為止仍未有雛型機(jī)（Prototype）發(fā)表。

    獨(dú)立型微型投影機(jī)（Stand alone Mobile Projector）

    目前發(fā)展進(jìn)度較快則是以外接方式的獨(dú)立型（Stand alone）微型投影機(jī)，透過(guò)連接線可以與移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)、MP4、筆記本電腦等連接。MicroVision、TI、3M等分別于2007年與2008年展出雛型機(jī)，其中TI與3M計(jì)劃將于2008年第二季與第三季投入量產(chǎn)。

    盡管現(xiàn)在不少業(yè)者均看好移動(dòng)電話嵌入型微型投影裝置，但由于內(nèi)建于移動(dòng)電話可能導(dǎo)致耗電問(wèn)題，初期外接式產(chǎn)品的市場(chǎng)機(jī)會(huì)較為看好，包括移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)、可攜式影音播放器(Portable Media Player，PMP)等都可應(yīng)用外接式產(chǎn)品，使得投影畫(huà)質(zhì)達(dá)到電視之質(zhì)量。

    預(yù)期未來(lái)內(nèi)建投影功能的移動(dòng)電話上市，必然定位為高階或商務(wù)機(jī)種；考慮市場(chǎng)區(qū)隔，產(chǎn)品定價(jià)勢(shì)必屬于中高價(jià)位，預(yù)估將落在600美元左右。由于目前外接式產(chǎn)品價(jià)格區(qū)間為200~300美元之間，價(jià)差1倍以上，對(duì)于移動(dòng)電話汰換快速的用戶(hù)，外接式產(chǎn)品在價(jià)格和實(shí)用性上都較有優(yōu)勢(shì)。

    其次，目前移動(dòng)電話內(nèi)建投影功能仍處于技術(shù)和規(guī)格無(wú)法兼顧之狀況，移動(dòng)電話廠商開(kāi)出的要求是耗電量必須在1.5W以?xún)?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)估2008~2009年將以外接式的微型投影產(chǎn)品為主，內(nèi)建微型投影的移動(dòng)電話產(chǎn)品正式上市則可能在2009下半年。

    根據(jù)廠商對(duì)微型投影機(jī)的發(fā)展計(jì)劃，以行動(dòng)商務(wù)、個(gè)人娛樂(lè)為主要應(yīng)用范圍。與口袋型投影機(jī)不同之處，微型投影機(jī)將更強(qiáng)調(diào)隨時(shí)隨地分享訊息、交換情報(bào)、分享個(gè)人興趣等，因此口袋型投影機(jī)仍然以較正式的商務(wù)簡(jiǎn)報(bào)為主要用途，而微型投影機(jī)可以用在非正式、隨機(jī)的場(chǎng)合。因此體積、重量與耗電量成為微型投影機(jī)發(fā)展之重要考慮因素。

    技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

    微型投影技術(shù)可區(qū)分為L(zhǎng)CD、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(wú)絕對(duì)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(shì)，未來(lái)具發(fā)展?jié)摿�。光源上則是采用雷射或是LED，由于采用紅綠藍(lán)三種顏色的雷射或LED來(lái)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。

    微型投影技術(shù)在光源的使用上，目前推出的機(jī)種仍以雷射光源居多，由于雷射在光波的范圍只有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。目前仍有部分業(yè)者采用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。

    然而雷射光源也有技術(shù)瓶頸待解決，包括雷射綠光反應(yīng)速度不夠快、投影產(chǎn)生「雷射班點(diǎn)」(Speckle) 現(xiàn)象等問(wèn)題；而雷射的優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)達(dá)2萬(wàn)小時(shí)，且光學(xué)引擎可以縮小到1公分，符合微型化的要求。

微型投影機(jī)廠商發(fā)展動(dòng)態(tài)

    在發(fā)展廠商方面，目前積極發(fā)展微型投影技術(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(fèi)電子系統(tǒng)廠商配合開(kāi)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(lái)薄型電視價(jià)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(chǎng)，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(kāi)發(fā)微型微型投影技術(shù)，希望藉此來(lái)彌補(bǔ)原先背投電視市場(chǎng)萎縮產(chǎn)生的缺口。

    TI

    TI于2007年3月舉行的「2007 CTIA Wireless Convention」展出采用DLP技術(shù)的微型投影組件，大小如同指尖。其為一具有100萬(wàn)個(gè)微鏡片之DMD（Digital Micromirror Device）芯片的投影技術(shù)，一個(gè)微鏡片即代表一個(gè)畫(huà)素。

    TI在微型投影技術(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)品已獲得其他制造商如Mitsubishi、Samsung與Toshiba等采用。

    DLP投影技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)包括畫(huà)質(zhì)細(xì)膩?zhàn)匀�，且不�?huì)生產(chǎn)「紗窗效應(yīng)」；影像移動(dòng)快速，讓畫(huà)面看起來(lái)清晰且明亮；與其他投影技術(shù)相較，具備長(zhǎng)期放映后不會(huì)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

    TI于2007年10月2至3日在美國(guó)圣地亞哥舉辦「SID Mobile Display Conference」再度展出第二代微型投影組件。第二代微型投影組件較先前展示的更小更輕，更容易整合到各種行動(dòng)裝置如移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)、與PMP等，最新的雛型機(jī)外型是薄型的移動(dòng)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微型投影組件，預(yù)計(jì)將在2008年下半年投產(chǎn)。目前已有富士康、Sypro Optics、陽(yáng)明光學(xué)等3廠商宣布將使用DLP投影模塊進(jìn)行微型投影裝置之設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。

    Microvision

    Microvision在「CES 2008」展出如PDA大小、全彩的雷射投影裝置。此微型投影機(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微型投影裝置，同時(shí)也可以直接內(nèi)建在行動(dòng)消費(fèi)型產(chǎn)品上，如移動(dòng)電話、筆記本電腦、數(shù)字相機(jī)、攝影機(jī)、PMP、可攜式游戲機(jī)，以及汽車(chē)顯示器等。

    PicoP顯示引擎主要由MEMS微型掃瞄器、紅綠藍(lán)雷射光源、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(dòng)電路，功能是取得與處理數(shù)據(jù)訊號(hào)，以及個(gè)別畫(huà)素色彩混合與定位的同步化。雷射光源為美國(guó)Novalux公司生產(chǎn)的半導(dǎo)體雷射N(xiāo)ECSEL。

    Microvision開(kāi)發(fā)出的單片式微鏡雷射掃瞄顯示技術(shù)（Single Micro-mirror Laser Scanning Display Technology），以MEMS掃瞄微鏡控制光束導(dǎo)向微型投影機(jī)的投影表面，亦即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(lái)產(chǎn)生所有的畫(huà)素，理論上尺寸可以更小、成本更低。

    每一色彩畫(huà)素的產(chǎn)生是結(jié)合已調(diào)變的紅藍(lán)綠三種顏色雷射光源。每束光的強(qiáng)度均隨著色彩與陰影調(diào)配而有所不同。例如，紅色畫(huà)素需要紅光雷射點(diǎn)亮，同時(shí)藍(lán)光與綠光雷射熄滅，紫色畫(huà)素則需紅光與藍(lán)光雷射同時(shí)點(diǎn)亮，而綠光雷射熄滅。

    目前Microvision已經(jīng)與多家客戶(hù)簽約，其中包括Motorola將把該技術(shù)應(yīng)用于其微型投影機(jī)；以及幾家未透露名稱(chēng)的汽車(chē)供貨商與亞洲大型消費(fèi)性電子制造商，都表示將應(yīng)用于車(chē)載超小型投影機(jī)、移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)或PMP等產(chǎn)品上。Microvision計(jì)劃在2008年推出一款單機(jī)可攜式投影機(jī)，可以附接在iPod上，且2009年將開(kāi)始把5立方公分的投影機(jī)模塊整合在移動(dòng)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光源的微型投影引擎，可以整合至個(gè)人電子裝置，整個(gè)大小相當(dāng)于無(wú)線耳機(jī)，厚度僅0.5寸，且可以達(dá)到VGA等級(jí)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(tái)灣廠商奇景光電策略聯(lián)盟，共同發(fā)展LCoS微型投影技術(shù)；3M開(kāi)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(dòng)電路與相關(guān)電子部分。未來(lái)兩公司將持續(xù)加強(qiáng)合作，不僅在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面，也包含開(kāi)拓客戶(hù)基礎(chǔ)與市場(chǎng)發(fā)展。

    此微型投影模塊可以廣泛地應(yīng)用在移動(dòng)電話、PMP、數(shù)字相機(jī)，以及筆記本電腦等產(chǎn)品上。

    Explay

    2006年1月Kopin與以色列公司Explay宣布開(kāi)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(jì)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亦展出新一代之「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(kāi)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采用雷射與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，展出微型投影機(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，使微型投影機(jī)產(chǎn)生6至8lm的亮度，清晰地投射出30寸的畫(huà)面。此外，Displaytech之LightView FLCOS面板，分辨率為SVGA(800 × 600)，提供高畫(huà)質(zhì)的影像。

    Displaytech已開(kāi)發(fā)出LightView VGA、WVGA和SVGA (LV-VGA、LV-WVGA、LV-SVGA)微型顯示組件，將可符合微型投影裝置、行動(dòng)通訊設(shè)備、頭戴式顯示器等下一代消費(fèi)電子設(shè)備所需的高畫(huà)質(zhì)和效能，并能降低制造成本，縮短上市時(shí)間。該三種微型顯示器都整合了溫度補(bǔ)償功能，能支持消費(fèi)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微型顯示器作為微型投影機(jī)的顯示組件。