嵌入式微型投影顯示技術(shù)前景廣闊

標簽：DLP 移動(dòng)電子

嵌入式微型投影顯示以實(shí)際手機產(chǎn)品模型的形式，在2008年美國拉斯維加斯國際消費電子大展(2008CES)上正式亮相，它很快就引起了移動(dòng)通信與便攜多媒體以及數字顯示等相關(guān)技術(shù)行業(yè)的強烈反響，業(yè)界很快認同迷你投影這一新型的嵌入式模組技術(shù)，為各類(lèi)數字移動(dòng)多媒體和通信系統技術(shù)和產(chǎn)品提供了全新的便攜顯示平臺。

移動(dòng)電子終端最佳輔助功能

2008CES展后，包括諾基亞、三星和摩托羅拉在內的全球主要手機制造廠(chǎng)商相繼宣稱(chēng)，計劃2008年下半年其部分高端產(chǎn)品將配備嵌入式迷你微型投影顯示模組，以提供真正意義上的便攜投影多媒體顯示功能。

正如諾基亞兩三年前所預測的一樣，行業(yè)普遍認為手機投影將成為手機攝像之后另一個(gè)重大事件，很可能步GPS(全球定位系統)和MEMS(微機電系統)等手機市場(chǎng)最熱門(mén)新功能器件和技術(shù)之后塵，在未來(lái)兩三年內成長(cháng)為相當數量手機產(chǎn)品的標準配置。同時(shí)也會(huì )擴展到包括MP4和掌上游戲機在內的移動(dòng)多媒體電子產(chǎn)品以及筆記本電腦等多種數字電子產(chǎn)品中，受到手機制造商、移動(dòng)通信、電視服務(wù)廠(chǎng)商、關(guān)鍵顯示元器件、模組系統廠(chǎng)商、半導體芯片制造商的普遍關(guān)注。

與手機的普通平板顯示相比

，微型投影顯示無(wú)需特定的顯示屏幕而只靠許多現場(chǎng)自然板面，便可以微小的體積提供幾十倍尺寸大小、更高分辨率、動(dòng)態(tài)響應更好的數字圖像;在提供更佳的觀(guān)看者共享效果之外，與攝像傳感器等其他器件相結合，對人機互動(dòng)的支持也同樣不次于機帶液晶顯示及觸摸屏。

無(wú)疑，它將成為手機及其他便攜數字多媒體產(chǎn)品的最佳輔助顯示嵌入式解決方案，因而具有廣泛的系統應用市場(chǎng)，體現在移動(dòng)電話(huà)、掌上游戲機、多媒體機、數碼相機、筆記本電腦和汽車(chē)車(chē)載顯示等等方面。

四大技術(shù)各有優(yōu)劣

微型投影顯示的核心是微顯示光電集成芯片(簡(jiǎn)稱(chēng)微顯示芯片)和包括光源在內的微型投影顯示光機系統(簡(jiǎn)稱(chēng)微型光機)，其中最為常見(jiàn)的也相對較為成熟的四種主流技術(shù)包括：MEMS光掃描微投影、LCD(液晶微投影技術(shù))透射微投影、DLP(德州儀器公司開(kāi)發(fā)的數字光處理技術(shù))和LCOS(硅基液晶)反射微投影。按照其微顯示芯片的投影光學(xué)成像原理可分為掃描式、反射式和透射式三類(lèi)，而按照光源的色彩配置及成像機制可分為紅綠藍三色色彩分時(shí)和白光空間三色合成兩種。

延承上世紀曾經(jīng)流行的激光掃描背投電視技術(shù)，MEMS激光微型掃描投影以紅綠藍三色激光光源的色彩分時(shí)為色彩組合機制，通過(guò)動(dòng)態(tài)調制MEMS微鏡面反射色彩分時(shí)光源實(shí)現空間掃描，配合同步調制紅綠藍光源亮度來(lái)實(shí)現動(dòng)態(tài)色彩灰度畫(huà)面，其擁有投影光機系統簡(jiǎn)單和光損失率低等突出優(yōu)點(diǎn)，而較為明顯的問(wèn)題來(lái)源于激光光源本身，包括光源成本、功耗和光斑等缺陷仍待進(jìn)一步改進(jìn)，以及較為明顯的掃描影像缺陷。

與傳統大屏幕LCD透射三片式投影顯示不同，出于微型化和低成本的考慮，LCD透射微投影主要采用單片式白光光源通過(guò)三色色彩空間合成的成像機制，光機系統也相對簡(jiǎn)單、成本較低，光源以成本較低的LED白光單色光源為主，受到偏光的限制，芯片功耗不高但光效率較其他芯片偏低，另外受到微加工工藝的限制，進(jìn)一步縮小尺寸同時(shí)提高分辨率困難較大。

LCOS反射微投影也同樣采用單片式解決方案，大大降低了光機的系統設計難度和成本;而光源配置分紅綠藍三色色彩分時(shí)和白光空間三色合成兩種，其中白光空間三色合成是配合與 LCOS微顯示芯片像素一一對應的RGB三色真彩點(diǎn)陣膜來(lái)實(shí)現，相對三色色彩分時(shí)而言其光效率較低，但光源系統設計和芯片驅動(dòng)簡(jiǎn)單因而成本較低，對液晶響應速度的要求較低，同樣受到偏光的限制雖然光效率低但成本也相對較低;相比之下， LCOS微顯示芯片及其驅動(dòng)的功耗最低，部分彌補了在系統整體功耗上的不足;隨著(zhù)液晶響應速度的改進(jìn)，最終采用紅綠藍三色色彩分時(shí)可以大大提高光效率與系統能耗的比率。

DLP反射微投影同樣采用紅綠藍三色色彩分時(shí)成像機制，在消除掃描影像缺陷的同時(shí)，延承了MEMS光掃描微投影的高光效率特征，而光機系統較MEMS光掃描微投影略為復雜。業(yè)界認為，配合紅綠藍三色LED光源是DLP微顯示芯片的最佳組合，高速的DLP像素灰度調制結合LED光源三色分時(shí)，可以實(shí)現較高的光效率和成像效果?；诟咚傥C械電調制，DLP微顯示芯片及其驅動(dòng)芯片的功耗相比之下偏高，抵消了部分光利用率的優(yōu)勢，另外，由于芯片制造工藝的復雜和知識產(chǎn)權的約束，系統成本還有待于提高。

功耗將降至1瓦

就微型投影顯示光機系統而言，除了與微顯示芯片相匹配以達到最高的光效率、最佳的顯示效果和最低的能耗之外，不同的光機普遍都需要考慮一些公共的系統要求，包括良好的散熱性和機械可靠性(如抗震動(dòng)等)、微型化和重量輕以及與系統接口的匹配等，而光源配置也是其關(guān)鍵因素。目前性?xún)r(jià)比最高無(wú)疑是紅藍綠三色LED和白光LED(與紅綠藍三色色彩分時(shí)和白

光空間三色合成相匹配)，而紅藍綠三色激光光源仍然存在熱穩定性差、光斑缺陷、成本高以及使用安全性差等問(wèn)題。

從系統廠(chǎng)商和用戶(hù)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，任何嵌入式微型投影顯示都必須在低成本和低功耗、微型化和光效率四個(gè)方面同時(shí)取得進(jìn)一步的突破，才能徹底滿(mǎn)足用戶(hù)的要求、擴大市場(chǎng)規模和應用，成為數字顯示技術(shù)的真正增長(cháng)點(diǎn)。

可喜的是，經(jīng)過(guò)多年來(lái)對這些主流微顯示芯片技術(shù)及其在大屏幕投影應用技術(shù)的不斷改進(jìn)，以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈及其配套系統的逐步完善。相信在未來(lái)的兩三年里，主流的嵌入式微型投影顯示技術(shù)均會(huì )在這四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域有明顯的飛躍。具體而言，成本將降至200元左右，功耗在1瓦左右，嵌入中薄型手機，并在普通環(huán)境亮度下可以產(chǎn)生20英寸-40英寸清晰投影畫(huà)面的模組產(chǎn)品，這在技術(shù)和商業(yè)上是可行的。系統應用廠(chǎng)商普遍認為，一旦達到這一技術(shù)和成本目標，嵌入式微型投影顯示將敲開(kāi)移動(dòng)電子產(chǎn)品市場(chǎng)的大門(mén)，全面納入包括手機在內的多種便攜電子終端系統和應用，成為數字顯示技術(shù)又一顆閃耀的新星。