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微型投影仪市场真的开始变得疯狂
微型投影释放了小尺寸手持设备实现大屏幕的潜能,将投影图像放大到50至100英寸。微光学机电系统(MOEMS)器件极大地缩小了移动投影仪的体积,甚至可以嵌入纤薄的手机当中。
但手机并不是微型投影仪唯一的市场。各种移动设备制造商正在为多样的设备评估内置微型投影仪,如摄像机、数码相机、笔记本电脑、多媒体播放器、PDA、游戏机、玩具甚至用于汽车、医疗、工业和军事用途的智能显示器。由于完整的模块尺寸仅毫米数量级,微投影模块将逐渐成为下一种常用的电子子系统,就像数码照相模块成为移动手机的标配一样。
“微型投影仪市场真的开始变得疯狂。”Pacific Media Associates公司分析师William Coggshall表示,“这个市场发展很快,现在每年的市场规模呈三倍增加,不过初始量非常小。”
事实上,去年全球投影仪销售收入仅6,900万美元,销售量为22.4万台,但这些数字到2014年预计将增加到17.6亿美元和2,380万台,Pacific Media公司透露。
不过,这种微型模块达到普及还有很长的路要走。“今天许多最终用户微型投影仪的购买价格约200美元——我们认为这是足够低至启动强劲需求的主流价格点。”Insight Media公司总裁Chris Chinnock表示,“更低的价格当然会促进更多的销售,但你不会那么快地看到微投影模块进入每部手机。”
图:LCOS微型投影仪工作原理
“手机上的相机模块在1-2个美元数量级,这是几乎每部手机都有相机模块的原因。在4至5年的时间内,微型投影仪模块的价格可能下降到20至30美元范围,但仍是很高的价格点。”
三大主流微投技术
目前有三种主流的竞争性微型投影仪技术,每种都基于不同的硅片,它们是DLP、硅基液晶(LCOS)和扫描型激光器。
DLP从微机电系统微镜阵列反射光线,芯片上有数千个数字镜片。LCOS从硅片表面上的完整LCD反射光线。激光扫描仪从单个MEMS微镜芯片反射光线,这个芯片将图像通过光栅扫描反映到屏幕上,非常像以前用电子束通过光栅扫描反映到阴极射线管。
“DLP和LCOS都有可能普及,”Gartner分析师Amy Teng表示,“这两种技术都可以使用LED进行照明。因此与昂贵的激光照明相比,基于LED的微型投影仪更有可能普及。”
除了芯片和LED或激光照明源外,微型投影仪还需要光学透镜进行投影和聚焦。“这些模块非常复杂,涉及机械、光学和电子的校准,”Teng指出,“微投影模块制造商正致力于改进性能。”
这些模块“很有可能变成日用品,就像数码相机于移动手机和网络相机于笔记本一样,但价格取决于良率的改进和经济规模的扩张。”Teng补充道,“一旦一些主要的手持设备供应商采用这种硬件进行设计,并且有杀手级软件和感兴趣的消费者,那么增加经济规模将有助于推动价格下降。”
DLP是三种竞争性技术中最成熟的一种。从1997年开始DLP就开始了批量生产,同年美国电影艺术和科学研究院率先选择这种技术在奥斯卡颁奖典礼上投影奥斯卡影片。TI公司则在不断改进DLP,从模拟发展到数字,至今交付了2,000万台以上的DLP子系统。DLP还应用于全球19,000个数字影院设备中,其中10,000个设备提供基于DLP的三维投影。
LCOS是第二种最成熟的技术,已被成功应用于背投电视和摄像机中的直接浏览电子取景器以及像头戴式显示器之类的近眼装置。但LCOS的开发之路并不平坦,而且在交付数量上也没达到DLP的水平。
C工艺“很难把握,有许多LCOS公司倒下便是明证。”Pacific Media公司的Coggshall表示,“LCOS供应链也很复杂,从而带来额外的挑战。”
除了商业和大众化消费市场外,还有一些专业应用可以使所有这三种主要的微型投影仪技术实现商用。例如在低端市场,只有几百个像素的小型超低价LCOS显示板可能在大众化市场应用中流行,如儿童玩具。在高端市场,用于军事、汽车、工业和医疗设备的智能显示器组可以利用激光投影仪的固定焦点(Focus Free)功能在汽车挡风玻璃上显示速度等战术或实时控制信息。即使艺术家也使用固定焦点功能。例如日本艺术家三上圣子,最近在日本山口艺术媒体中心展示了一种交互式视频装置,这种装置在机器人手臂上安装了6台Microvision公司的固定焦点激光扫描仪,这些扫描仪可以将观众的活动图像投影到12英尺高的昆虫眼(insect eye)的多个面上。
不同的架构
目前的微型投影仪要么使用基于显示板的架构,要么使用扫描式架构。基于显示板的投影仪引擎在硅片(LCOS或DLP显示板)上对整个屏幕编码。基于扫描的系统工作在对显示器进行逐行扫描的光栅模式下,使用微镜将光源偏转到特定像素位置。
DLP采用二元微镜组成的图像阵列,这些微镜可以映射整幅画面,并且只需翻转与相关像素有关的镜子就能随机改变画面的任意部分。
微型投影仪的其他主要元件就是光源——LED或微型激光器。目前LED比激光器要便宜得多,因此供不应求。虽然激光器的亮度比LED高,但使用高强度LED的最亮微型投影仪在电池供电的设备(如摩影的MOY192)上也可以产生高达100流明的亮度。
对基于显示板的微型投影仪来说,LED可以是白色的,用于基于彩色滤波器的显示板(它们会把全部三种颜色同时投影到屏幕上);也可以是红、蓝和绿三种LED,用于颜色连续的显示板(这种显示板在RGB三种颜色中循环,用一种颜色照明整个显示板)。颜色连续的显示板依赖于人类眼脑系统对红、蓝、绿三种颜色的平均,这三种颜色切换非常快(360Hz),因此看不出分离效果。
基于显示板和基于扫描仪的微型投影仪对激光器速度有不同的要求。照明DLP或LCOS显示板只是意味着以360Hz速度从容地开关激光器。然而,对基于扫描仪的设计来说,激光器必须针对显示器上的每个像素进行脉冲式开关,结果导致MHz级的速度要求,而越快的激光器价格越贵。
绿色微型激光器是最近才推向市场的,在2011年前可能一直处于供不应求的状态,而且价格奇贵。