微型投影机技术市场概论

微型投影機技術市況概論

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Yo~ 今天就來聊聊微型投影機的技術吧~ 小弟原本並沒有這方面的專業, 很認真的在網路上拜讀了一番, 將微型投影技術整理了一下, 如果有錯誤或不清楚的地方, 還要請大家多多包涵呢~

如前一篇文章所提及, 目前微型投影機技術有三大主流, 分別是數位光源處理技術（Digital Light Processing，DLP）、反射式液晶微型投影技術（Liquid Crystal on Silicone，LCoS)及微機電掃描技術(Scanning MEMS).

三大主流技術簡介

以下就針對三大主流技術做個粗略研究(詳細的光學與作動原理在此則不詳談), 並將三種技術做個綜合比較. 若以成像元件(Image device) 來做分類, 則可分為Pixel Array 與Scanning Mirror 兩種.

Pixel Array技術

Pixel Array包含了兩大主流技術LCOS與DLP, 而LCOS的技術又可分為Ferro LCOS與traditional LCOS 兩種技術. Ferro LCOS技術的主要代表廠商為Displaytech 與Micron;而traditional LCOS技術的主要代表廠商為國內的Himax與Syndiant. traditional LCOS 的技術又再分為兩種: traditional color filter, 簡稱CF LCOS (彩色濾光片法) 與traditional sequential color (色序法) 簡稱CS LCOS. CF LCOS專攻平價機種、量產性高, 目前市面上所量產的機種皆以CF LCOS為主; 而CS LCOS 技術解析度高且色彩鮮豔, 但售價相對較高.

另一主流技術DLP的市佔率則只有LCOS的一半, 發展DLP晶片技術的廠商為TI(德儀). DLP也是採用sequential color (色序法), 其優點為顏色較鮮豔、對比較高, 但技術上提升解析度較為困難(市面上多為480x320 HVGA). DLP晶片的價格大概是同解析度CF LCOS的2~3倍, 耗電也約2~3倍.

我們以下圖一的DLP技術的系統概念圖, 來做個簡單的介紹. 首先RGB 的LED會經由特定的傳遞路徑(經由相關光學鏡片)而照射到DLP 的DMD chip(一些光學成像的演算法與影像都是在此chip中產生), 接著DMD chip上成像光源再被傳送到光機module(光機的功能是將成像均勻的投影出來且能充分發揮DMD面板的高解析度,並提供高畫質的畫面).

DLP技術的系統概念圖來源:揚明光學

Scanning mirror技術

微機(雷射)電掃描技術則是新技術且起步較晚, 因此市佔率在2008至2009趨近於零, 但預計將是未來成長速度最快的技術.雷射掃描技術的概念非常簡單,用雷射光發出光源打到Mirror(mirror需要一面會上下左右偏轉的鏡子, 而且要每秒幾萬次轉動, 才能將雷射光以夠快的速度打到物體上構成影像)(引述:opus). 接著影像即可被投影到任何物體顯示出來

Scanning mirror技術的系統概念圖來源:Opus

微型投影機主流技術總表來源:3M

三種主流技術的比較

在瞭解了微型投影機主流技術種類與市場訊息後, 接下來將微型投影機主流技術做個比較分析,並預估未來幾年的銷售量. 下表一方便我們快速將三種技術做個整體檢視. 三種技術所使用的chip都不同; 在光源部份, DLP與LCOS理論上無論是RGB LED

或Laser都可使用; 而實際上目前市面上多使用RGB LED做為光源, 而微機電技術只能使用RGB Laser.

而在光機的設計部分, LCOS需要一大堆光學原件與機構(濾光片,聚焦鏡頭與可調焦聚裝置參考下列圖四)方能投射出影像, 類似LCOS的架構DLP 也需要一大堆光學原件與機構方能投射出影像. 而微機電技術主要是需要除光斑裝置(De-speckle DOE 因使用laser光源影像會有光斑產生), 並不需要一大堆光學原件與機構來做成像. 雖然微機電技術使用的光學與機構件較少, 但因laser光源較貴, 光源具有不確定危險性, 因此目前普及率相當低. 反之, LCOS與DLP

則因相關技術成熟與價格便宜, 目前幾乎成為市場的主流, 但可預期的問題是隨著消費者對解析度的要求愈高, LCOS與DLP兩種技術有可能隨時被微機電技術追過. 解析度的要求愈高, LCOS與DLP兩種技術所使用的晶片尺寸要隨之增大, 但微型投影機的要求就是輕薄短想小, 所以LCOS與DLP的相關廠商正積極尋求應變以確保不會在下一世代競爭中被淘汰. 而微機電技術之所以讓大家引領期盼的是因為laser的光轉換效率高、免對焦且提高解析度並不需要增加晶片尺寸.

LCoS投影機的光路系統來源:

/tc/mgad.php?sublnk=article&mcontentid=2691& contentid=NDM1XzEwL2luZGV4Lmh0bWw

微型投影機主流技術的比較來源:Opus

市售微型投影機種類

市面上的微型投影機顧名思義指的是掌上型投影設備,它可以是完整單機型態的獨立投影設備(companion ), 也可以嵌入式模組形式(embedded)運用於其他手持裝置中(參考下圖五). 根據DisplaySearch的報告指出,目前微型投影機市場主要由單機型態(companion)的投影設備所主導,單機型投影機可以連接到其他設備,也可以有更多的整合功能. 該機構預估獨立型微型投影機於2018年出貨量將達4,500萬台(參考下圖六), 出貨金額達89億美元. 而如果嵌入式微型投影機能在功耗、尺寸、亮度和價格得到改善, DisplaySearch預估嵌入式微型投影機出貨量有機會於2014年超越獨立型微型投影機, 並在2018年達到9,700萬台出貨量、出貨金額50億美元的市場規模.(引述DisplaySearch)

微型投影機的種類來源: Opus