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口袋式微型投影發展現狀及未來趨勢簡析

口袋式微型投影發展現狀及未來趨勢簡析

中國投影網投影資訊 來源:中國投影網 2011-12-22 9:31:53 編輯:木鐸 [ ]
  【中國投影網資訊】隨著投影產業的蓬勃發展, 投影機市場日益擴大, 投影已經深入到普通大眾的日常生活當中,在我們的身邊,隨處可見各式各樣的投影,大到大型會議室,IMAX電影院,小到今天要介紹的微型投影。
  微型投影機是2011年最熱門的一個數碼新品,而影音已成為現代城市人娛樂生活的主旋律。因此,便攜型影音播放器也越來越受青睞,微型投影機以其投射出大尺寸畫面成為了各大廠商主要推動要點。
由此可見微型投影機市場應用領域十分廣泛。

口袋式微型投影發展現狀及未來趨勢簡析
深圳大運會合作伙伴雅圖口袋式投影機 PICO S1+


  口袋式微型投影機的概念
  在產業迅猛發展的同時,投影的技術也得到了不斷的革新,各式各樣的新應用也應運而生。人們的各種奇思秒想在投影的平臺上大肆綻放,可以說,作為顯示技術的一種,投影產業的未來必將前途無量。
  
  提及口袋式微型投影機,通常很多人會有一些誤解,口袋式微型投影往往會和迷你投影機產生混淆。

  通常所謂的口袋式微型投影機,在國外有個專門的單詞(Pico-Projector)作為其名字。通常對該投影機的2個方面有一定的限制,尺寸:通常尺寸為手機大;電池續航:要求在不接電情況下至少有2個小時或以上的續航時間。此外,其一般重量不會超過0.2Kg,有些甚至還不需要風扇散熱或超小靜音風扇散熱。可以隨身攜帶(可放入口袋),屏幕可以投影至50寸或以上,因此,有時也會稱之為袖珍式口袋投影機(pocket projector)。

口袋式微型投影發展現狀及未來趨勢簡析
3M口袋式投影機與iphone4比較


  而產生混淆的迷你投影機,國外一般稱之為(Mini-Projector),其本身就是一個傳統投影的縮小版,它與口袋微型投影機的區別在與:尺寸通常會略大,一般與一本字典大小相當,重量一般也會到0.5Kg或更重,絕大部分的迷你投影機隨機沒有電池,即使有電池的,由于其本身功耗比較大,也基本無法續航到半小時以上。此外,內置風扇一般可見,且有一定噪音。

  口袋微型投影技術分類
  大家如果對投影機有所了解,應該都知道投影機主要的工作原理都是由光源發出光,通過一系列的光學照明系統,將光源的光均勻的照射到顯示芯片上,而信號通過電路系統在顯示芯片上實現色階以及灰階,顯示出圖像,此后由投影前端的投影鏡頭將顯示芯片上的圖象放大投射到相應的屏幕上。在投影系統里面,光學主要分為成像光學系以及照明光學系,而其中最為關鍵的元器件則為顯示芯片以及照明組件(即光源)。

  因此,口袋微型投影機可以從2個方面進行分類:從光源的角度分類,微型投影可分為LED和激光光源;從顯示芯片角度分,可分為LCoS技術以及DLP技術,其中LCoS對色彩的實現方式又分為色序型以及彩色濾光型2種方式。

  口袋微型投影機技術優劣介紹
  尺寸 、光電效率是微型投影很重要一個指標,作為普通投影機,由于有電源供電,一般亮度為其非常重要指標,而微型投影,由于要兼顧亮度,電池續航,散熱等等系統問題,因此,不簡單將亮度而將亮度效率作為其關鍵指標。
  c).分辨率:芯片的分辨率,例如VGA(640*480),QVGA(320*240)等。
  d).色純度:色彩表現力的指標,通常國際上有NTSC的色域范圍衡量。
  e).對比度:衡量圖像易分辨力的指標(簡單定義顯示的亮態暗態比值)。

口袋式微型投影發展現狀及未來趨勢簡析
LG嵌入式口袋投影機


  DLP技術
  作為迷你投影機(mini-projector)的主要推動者,TI公司在口袋式微型投影(pico-projector)上也下足了力度,自2008年至今,DLP不間斷推出了其最新一代的DMD芯片。
目前,在全世界,僅有美國德州儀器(TI)能夠提供商品化的DMD芯片產品,其原理主要是通過對微反射鏡的控制,達到對光進行開關,從而實現對色階以及灰階的,在小小的DMD芯片上,擁有近百萬個比頭發絲還細微型的小反射鏡。

  LCoS技術
  與DLP技術由TI一家公司壟斷相比,LCoS的芯片商相對來說就比較多,例如Himax,Displaytech(Micron),Syndiant等等。此外LCoS技術平臺比DLP開放許多,相對來說發展潛力更大。作為LCoS技術,其主要顯像原理類似與液晶LCD,也是通過微電路控制電壓,使液晶發生扭轉,通過液晶對偏振光的控制,打到對光進行開關,從而實現色階以及灰階。LCoS(Liquid Crystal on Silicon)與液晶不同之處在于其本身是反射進行光控制,而液晶是透射光控制,這樣LCoS本身從技術理論上開口率就要大于液晶。

  作為LCoS技術,從08年開始發展到現在,也有當初的彩色濾光型(Color Filter)發展為目前的色序型(Color Sequential),其色彩表現力以及光利用效率都得到了大幅提升,目前色序型已經成為LCoS主流技術。

  DLP技術與LCoS技術比較

  說起DLP技術與LCoS的技術優劣,其實,在目前使用的會議室(教育)商用投影機,就有關于DLP技術與LCoS技術之爭,當然作為微型投影,雖然大致的原理類似,但由于實現方式略有不同,還是有些不一樣,下面也會從前述的幾個技術指標上進行一一作詳細比較。

  尺寸:就目前而言,2種技術最終實現的產品尺寸都基本相同,沒有太大的區別。從芯片角度上來看,由于液晶產業的蓬勃發展,LCoS的實現主要是標準液晶封裝工藝,大致通過一些ITO玻璃印刷實現電路,而DLP的微反射鏡陣列其實現方式是機械實現,每個微反射鏡像素下有非常復雜的機械結構,因此,像素點距的減小對工藝提高要求非常高。難度相對要比LCoS實現大很多。

  光電效率:目前,2種技術實現的亮度效率大致相同,每瓦的光輸出7,8個流明。但是從2種技術本身上看,LCoS對信號的要求可以直接由電路接入,而DLP由于是由機械方式實現,在載有DMD芯片的主板上,還有相應的處理器(Processor)以及內存(Memory),這部分的功耗在光引擎整體中永遠無法避免,可以認為是DLP技術在效率上的一個缺點,特別是在微型投影整體系統中,如果再考慮散熱問題,LCoS芯片優勢更明顯。相對而言,LCoS的功耗可以做到小于0.1W,從長遠來看,LCoS也會有一定的優勢。

  分辨率:與尺寸相同,DLP在同樣大小的芯片上要實現分辨率的提高,同樣是對工藝要求非常高,從第一代的DLP光引擎可以看到,320×480的分辨率已經落后與LCoS的640×480,雖然在第二代推出了800×480的芯片,但還是落后于LCoS技術,純粹技術上看,發展前景LCoS要比DLP好。
色純度:LCoS通過技術進步,目前通過色序型實現,理論上的實現發式已基本一致,因此色純度上已經基本一致,都已經高于目前顯示器以及電視。

  對比度:DLP是通過微反射鏡反射,而LCoS則是通過液晶扭轉實現光開關,在開光完全上,液晶一直就存在暗態漏光問題,與傳統商務投影機類似,DLP在對比度上的優勢在微型投影上依舊存在,但由于在實際使用環境中,由于外界光對對比度影響對微型投影更大,因此,DLP在對比度上的優勢相對與其商務投影機來說也相應削弱。另外,前面提到的3M公司的特殊PBS材料,其對比度也能做到250:1,與DLP技術的500:1即使在全黑外界環境下,也應該說差距不大了。

  產業:DLP由于是Ti一家公司獨有技術,因此,產業不確定性較大,相對于LCoS幾家爭鳴來比,以及將來技術上看,LCoS由于其特有的半導體產業基礎,將來應該也會大有作為。
綜上所述,筆者認為長遠來看,如果Ti公司沒有重大的技術突破或較好的市場策略,在將來,隨著微型投影產業的井噴,LCoS會比DLP技術占有優勢,就目前使用特殊偏振光控制膜的LCoS光引擎在性能上已經比DLP略勝一籌,隨著技術的進步,相信作為一個更加開放的LCoS平臺,一定會有不錯的表現。

  LED光源以及激光光源
  近年來,LED光源技術迅速發展,在照明、家電、IT產品、行業設備里中使用越來越廣泛,不僅改善了產品的性能,更為節能環保做出了貢獻。對于投影機而言,隨著LED光源技術的提升,它也將迎來一個新的產業應用。
LED(Light Emitting Diode),發光二極管,簡稱LED,是一種能夠直接把電能轉化為可見光的固態半導體器件。它具有易控制、低壓直流驅動、組合后色彩表現豐富、使用壽命長等優點,以往被廣泛應用于城市工程大屏幕顯示系統中,目前在液晶顯示器,液晶電視中已經得到廣泛采用。特別在LED進入液晶電視應用以后,隨著LED產業在顯示領域壯大,LED的發展也遵循著大家熟知的摩爾定律,成幾何式的發展,成本,效率,產業鏈,等等,等等各個方面,已經非常成熟,相信在微型投影行業里,也將大放光芒!

  激光光源
  作為微型投影光源技術的另外一種,Microvision公司是該技術的主要代表公司,于09年推出了激光光源的微型投影儀

  就激光光源來看,其成像效果上,整體感覺要比LED光源方式實現的目前大部分投影儀都要好,但其同樣存在成像散斑的問題。此外,高額的成本成為了制約其商業化的主要瓶頸。再則,由于激光本身對人眼的安全性問題,在微型投影主要的消費電子市場,其推廣難度也可想而知。整體上來看,激光光源在成本上沒有大幅下降的情況下,短期前景無法與LED光源相提并論。

口袋式微型投影發展現狀及未來趨勢簡析
口袋式投影機


  在上面的介紹中已經可以看到,LED在成本,產業化,安全性,產業鏈等等方面都有激光無可比擬的優勢,這些優勢在目前LED迅猛發展的短期內筆者認為激光難以逾越,但作為激光,成像質量上的優勢以及可以自動聚焦功能,期待其在不久的將來,能有更大的突破。

  微型投影儀的發展趨勢
  從目前來看口袋式微型投影儀,在其應用上大部分還是以單機應用為主,基本的應用基本上都以MP3/MP4作為娛樂方面,PDF/PPT演示等作為商務方面應用,在最近的CES上又看到內嵌入手機的微型投影產品,作為將來的發展方向,以手機本身的市場容量,微型投影必定會在這里大放異彩,此外筆記本上的微型投影,不帶屏幕的微型投影電腦以及許多目前僅僅在電源中看到的應用等等等等,都會成為微型投影技術綻放光彩的舞臺。

  微型投影,自21世紀開始,就有科學家以及一些大公司開始研究,作為投影產業的一個分支,其意義對于投影產業是非常巨大的。自3M發明投影儀以來的近半個多世紀以來,投影作為應用也僅僅局限在一些辦公,商用的特殊場合下。雖然在2004年前后,大背投投影電視曾經試圖進入消費電子行業,但最終由于液晶的驚人發展而銷聲匿跡,現如今,我們已經看到微型投影在單機消費電子上的許多應用,各家投影廠商也隨之重磅出擊,應該說微型投影時代已經來臨,相信隨著將來的內嵌式微型投影產品的越來越多面世,微型投影的將來一定更加光明,投影產業也將成為繼液晶產業后顯示領域的一個新熱點!

  結束語:雖然當前微型投影機還尚未為哪個行業帶來很大的影響,但隨著微型投影機市場的發展,將會為越來越多的行業帶來好處,其應用領域也會不斷的擴大。不過,微型投影機企業要想得到更大的突破,就需要將微型投影機加入mp4、mp5、手機等顯示設備,這樣消費者接受度相對比較容易。國內單一的微型投影機產品要想擁有大市場,還有很長的路要走。



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