移动投影技术应用与厂商发展现况分析

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LCD、DLP 、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。[!--empirenews.page--]

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。