微型投影產品定義與分類

    微型投影裝置泛指重量1公斤以下的可攜式投影機，其又可分為口袋型投影機（Pocket Projector）與微型投影機或稱微型投影機（Mobile projector or Pico projector）。前者外型與傳統(tǒng)投影機相似，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，一般會結合其他行動裝置，如移動電話、數字相機等，或是以獨立微型投影機的形式存在。亮度僅有20lm以下，光源以雷射（Laser Diode）為主，但也有采用LED光源。本文內容將以微型投影為探討之主軸。

    應用市場發(fā)展

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

    微型投影機在概念上，可分為內建在各種行動裝置的嵌入式與獨立型兩種方式，由于內建在行動裝置的概念相當具有吸引力，吸引不少廠商關注。特別是移動電話業(yè)者，如Motorola等皆計劃推出具有微型投影功能的移動電話，不過截至目前為止仍未有雛型機（Prototype）發(fā)表。

    獨立型微型投影機（Stand alone Mobile Projector）

    目前發(fā)展進度較快則是以外接方式的獨立型（Stand alone）微型投影機，透過連接線可以與移動電話、數字相機、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，其中TI與3M計劃將于2008年第二季與第三季投入量產。

    盡管現在不少業(yè)者均看好移動電話嵌入型微型投影裝置，但由于內建于移動電話可能導致耗電問題，初期外接式產品的市場機會較為看好，包括移動電話、數字相機、可攜式影音播放器(Portable Media Player，PMP)等都可應用外接式產品，使得投影畫質達到電視之質量。

    預期未來內建投影功能的移動電話上市，必然定位為高階或商務機種；考慮市場區(qū)隔，產品定價勢必屬于中高價位，預估將落在600美元左右。由于目前外接式產品價格區(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用戶，外接式產品在價格和實用性上都較有優(yōu)勢。

    其次，目前移動電話內建投影功能仍處于技術和規(guī)格無法兼顧之狀況，移動電話廠商開出的要求是耗電量必須在1.5W以內，且亮度達到10lm以上，但短期內要兩者兼具的難度很高。因此，預估2008~2009年將以外接式的微型投影產品為主，內建微型投影的移動電話產品正式上市則可能在2009下半年。

    根據廠商對微型投影機的發(fā)展計劃，以行動商務、個人娛樂為主要應用范圍。與口袋型投影機不同之處，微型投影機將更強調隨時隨地分享訊息、交換情報、分享個人興趣等，因此口袋型投影機仍然以較正式的商務簡報為主要用途，而微型投影機可以用在非正式、隨機的場合。因此體積、重量與耗電量成為微型投影機發(fā)展之重要考慮因素。

    技術發(fā)展趨勢

    微型投影技術可區(qū)分為LCD、DLP 、LCoS和MEMS 微型掃瞄器(Micro Scanner)等4種，前3者是利用現有的技術，發(fā)展已久，但目前仍無絕對之主流技術；后者是則新技術，由于在光學效率、成本及消耗功率上均占有優(yōu)勢，未來具發(fā)展?jié)摿Α９庠瓷蟿t是采用雷射或是LED，由于采用紅綠藍三種顏色的雷射或LED來形成彩色化，因此其中的光學架構也與傳統(tǒng)投影機有所不同。

    微型投影技術在光源的使用上，目前推出的機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光學效率較差，平均轉換僅達20%~30%，耗電量大，且綠光LED的色彩表現較差。

    然而雷射光源也有技術瓶頸待解決，包括雷射綠光反應速度不夠快、投影產生「雷射班點」(Speckle) 現象等問題；而雷射的優(yōu)勢在于亮度高、光學效率達到70~80%，耗電量在1W至5W之間，較LED低，使用壽命長達2萬小時，且光學引擎可以縮小到1公分，符合微型化的要求。

微型投影機廠商發(fā)展動態(tài)

    在發(fā)展廠商方面，目前積極發(fā)展微型投影技術的廠商有TI、Microvision、Explay、3M、Displaytech、Aurora、Light Blue Optics等，投入產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)終端產品。其中TI、Displaytech、Aurora等原本即為顯示組件廠商，由于近兩、三年來薄型電視價格快速下降，每年平均下降20%至30%，嚴重壓縮背投電視市場，導致許多電視機大廠逐漸退出背投電視的領域。因此微型顯示組件廠商積極開發(fā)微型微型投影技術，希望藉此來彌補原先背投電視市場萎縮產生的缺口。

    TI

    TI于2007年3月舉行的「2007 CTIA Wireless Convention」展出采用DLP技術的微型投影組件，大小如同指尖。其為一具有100萬個微鏡片之DMD（Digital Micromirror Device）芯片的投影技術，一個微鏡片即代表一個畫素。

    TI在微型投影技術的發(fā)展，建立在2006年推出DLP的口袋型投影機技術之上。目前口袋型投影產品已獲得其他制造商如Mitsubishi、Samsung與Toshiba等采用。

    DLP投影技術的主要優(yōu)勢包括畫質細膩自然，且不會生產「紗窗效應」；影像移動快速，讓畫面看起來清晰且明亮；與其他投影技術相較，具備長期放映后不會產生衰減、褪色或黃化現象的高度可靠性。因此，整體平均表現可謂TI DLP技術的競爭優(yōu)勢。

    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裝置如移動電話、數字相機、與PMP等，最新的雛型機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DLP微型投影組件，預計將在2008年下半年投產。目前已有富士康、Sypro Optics、陽明光學等3廠商宣布將使用DLP投影模塊進行微型投影裝置之設計開發(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，同時也可以直接內建在行動消費型產品上，如移動電話、筆記本電腦、數字相機、攝影機、PMP、可攜式游戲機，以及汽車顯示器等。

    PicoP顯示引擎主要由MEMS微型掃瞄器、紅綠藍雷射光源、光學組件與電子組件等所組成。PicoP顯示引擎也包含驅動電路，功能是取得與處理數據訊號，以及個別畫素色彩混合與定位的同步化。雷射光源為美國Novalux公司生產的半導體雷射NECSEL。

    Microvision開發(fā)出的單片式微鏡雷射掃瞄顯示技術（Single Micro-mirror Laser Scanning Display Technology），以MEMS掃瞄微鏡控制光束導向微型投影機的投影表面，亦即PicoP顯示引擎使用單一光束與小型的掃瞄微鏡以產生影像，從小型投影裝置投射產生大尺寸影像。由于Microvision采用單一的鏡片來產生所有的畫素，理論上尺寸可以更小、成本更低。

    每一色彩畫素的產生是結合已調變的紅藍綠三種顏色雷射光源。每束光的強度均隨著色彩與陰影調配而有所不同。例如，紅色畫素需要紅光雷射點亮，同時藍光與綠光雷射熄滅，紫色畫素則需紅光與藍光雷射同時點亮，而綠光雷射熄滅。

    目前Microvision已經與多家客戶簽約，其中包括Motorola將把該技術應用于其微型投影機；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，都表示將應用于車載超小型投影機、移動電話、數字相機或PMP等產品上。Microvision計劃在2008年推出一款單機可攜式投影機，可以附接在iPod上，且2009年將開始把5立方公分的投影機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光源的微型投影引擎，可以整合至個人電子裝置，整個大小相當于無線耳機，厚度僅0.5寸，且可以達到VGA等級的分辨率。此投影引擎采用先進的LCoS組件，并搭配3M的光學技術。

    目前3M已與臺灣廠商奇景光電策略聯盟，共同發(fā)展LCoS微型投影技術；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模塊以及完整的驅動電路與相關電子部分。未來兩公司將持續(xù)加強合作，不僅在產品開發(fā)方面，也包含開拓客戶基礎與市場發(fā)展。

    此微型投影模塊可以廣泛地應用在移動電話、PMP、數字相機，以及筆記本電腦等產品上。

    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，其最關鍵在于低耗電的情況下，能夠達到高亮度。而藉由結合Kopin的高穿透率微型顯示器與Explay的Nano-Projector特殊設計的光學引擎，達成低耗電、高亮度、嵌入型投影引擎之目標。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，并搭配微透鏡數組技術(Micro-Lens-Array Technology)，以將光源調變的效率從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有效地收集與修正光束，并將其引導至微型顯示器，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，其采用Displaytech的FLCOS(Ferroelectric Liquid-Crystal-on-Silicon)微型顯示器與OSRAM Opto Semiconductors的高亮度投影機用LED的組合，使微型投影機產生6至8lm的亮度，清晰地投射出30寸的畫面。此外，Displaytech之LightView FLCOS面板，分辨率為SVGA(800 × 600)，提供高畫質的影像。

    Displaytech已開發(fā)出LightView VGA、WVGA和SVGA (LV-VGA、LV-WVGA、LV-SVGA)微型顯示組件，將可符合微型投影裝置、行動通訊設備、頭戴式顯示器等下一代消費電子設備所需的高畫質和效能，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微型顯示器作為微型投影機的顯示組件。