嵌入式微型投影顯示技術(shù)前景廣闊

　    嵌入式微型投影顯示以實(shí)際手機(jī)產(chǎn)品模型的形式，在2008年美國(guó)拉斯維加斯國(guó)際消費(fèi)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(shù)字顯示等相關(guān)技術(shù)行業(yè)的強(qiáng)烈反響，業(yè)界很快認(rèn)同迷你投影這一新型的嵌入式模組技術(shù)，為各類(lèi)數(shù)字移動(dòng)多媒體和通信系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品提供了全新的便攜顯示平臺(tái)。

　　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(nèi)的全球主要手機(jī)制造廠商相繼宣稱(chēng)，計(jì)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(yù)測(cè)的一樣，行業(yè)普遍認(rèn)為手機(jī)投影將成為手機(jī)攝像之后另一個(gè)重大事件，很可能步GPS(全球定位系統(tǒng))和MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))等手機(jī)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(nèi)成長(zhǎng)為相當(dāng)數(shù)量手機(jī)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時(shí)也會(huì)擴(kuò)展到包括MP4和掌上游戲機(jī)在內(nèi)的移動(dòng)多媒體電子產(chǎn)品以及筆記本電腦等多種數(shù)字電子產(chǎn)品中，受到手機(jī)制造商、移動(dòng)通信、電視服務(wù)廠商、關(guān)鍵顯示元器件、模組系統(tǒng)廠商、半導(dǎo)體芯片制造商的普遍關(guān)注。

　    與手機(jī)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(xiàn)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(yīng)更好的數(shù)字圖像；在提供更佳的觀看者共享效果之外，與攝像傳感器等其他器件相結(jié)合，對(duì)人機(jī)互動(dòng)的支持也同樣不次于機(jī)帶液晶顯示及觸摸屏。

　    無(wú)疑，它將成為手機(jī)及其他便攜數(shù)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(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)，體現(xiàn)在移動(dòng)電話、掌上游戲機(jī)、多媒體機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、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(nèi)的微型投影顯示光機(jī)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)微型光機(jī))，其中最為常見(jiàn)的也相對(duì)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(shù)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(jī)制可分為紅綠藍(lán)三色色彩分時(shí)和白光空間三色合成兩種。

　    延承上世紀(jì)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(lán)三色激光光源的色彩分時(shí)為色彩組合機(jī)制，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)制MEMS微鏡面反射色彩分時(shí)光源實(shí)現(xiàn)空間掃描，配合同步調(diào)制紅綠藍(lán)光源亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)色彩灰度畫(huà)面，其擁有投影光機(jī)系統(tǒng)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(tǒng)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(jī)制，光機(jī)系統(tǒng)也相對(duì)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(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度和成本；而光源配置分紅綠藍(lán)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(duì)應(yīng)的RGB三色真彩點(diǎn)陣膜來(lái)實(shí)現(xiàn)，相對(duì)三色色彩分時(shí)而言其光效率較低，但光源系統(tǒng)設(shè)計(jì)和芯片驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單因而成本較低，對(duì)液晶響應(yīng)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(duì)較低；相比之下， LCOS微顯示芯片及其驅(qū)動(dòng)的功耗最低，部分彌補(bǔ)了在系統(tǒng)整體功耗上的不足；隨著液晶響應(yīng)速度的改進(jìn)，最終采用紅綠藍(lán)三色色彩分時(shí)可以大大提高光效率與系統(tǒng)能耗的比率。

　    DLP反射微投影同樣采用紅綠藍(lán)三色色彩分時(shí)成像機(jī)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(jī)系統(tǒng)較MEMS光掃描微投影略為復(fù)雜。業(yè)界認(rèn)為，配合紅綠藍(lán)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(diào)制結(jié)合LED光源三色分時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)較高的光效率和成像效果?；诟咚傥C(jī)械電調(diào)制，DLP微顯示芯片及其驅(qū)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(shì)，另外，由于芯片制造工藝的復(fù)雜和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的約束，系統(tǒng)成本還有待于提高。

　　功耗將降至1瓦

　    就微型投影顯示光機(jī)系統(tǒng)而言，除了與微顯示芯片相匹配以達(dá)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(jī)普遍都需要考慮一些公共的系統(tǒng)要求，包括良好的散熱性和機(jī)械可靠性(如抗震動(dòng)等)、微型化和重量輕以及與系統(tǒng)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(lán)綠三色LED和白光LED(與紅綠藍(lán)三色色彩分時(shí)和白光空間三色合成相匹配)，而紅藍(lán)綠三色激光光源仍然存在熱穩(wěn)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(tǒng)廠商和用戶(hù)的觀點(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(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模和應(yīng)用，成為數(shù)字顯示技術(shù)的真正增長(zhǎng)點(diǎn)。

　    可喜的是，經(jīng)過(guò)多年來(lái)對(duì)這些主流微顯示芯片技術(shù)及其在大屏幕投影應(yīng)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(tǒng)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(jī)，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(tǒng)應(yīng)用廠商普遍認(rèn)為，一旦達(dá)到這一技術(shù)和成本目標(biāo)，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(jī)在內(nèi)的多種便攜電子終端系統(tǒng)和應(yīng)用，成為數(shù)字顯示技術(shù)又一顆閃耀的新星。