• 2010/3/4

微型投影(低階) 微型雷射投影(高階)

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 隨著兩年多前的概念到現在的技術成熟以及經濟的復甦,各種創新科技產品紛紛出籠並商業化,其中微投影的技術具備 省能、體積小、成本低等特徵,近來受到矚目,是相當熱門的應用技術題材。產品形態包含汽車抬頭顯示器(HUD)、可攜型投影裝置、可整合至手持裝置的投影模組等。其應用範圍涵蓋汽車電子、衛星導航、智慧型手機、個人電腦、顯示器、玩具、消費性電子等與台灣密切相關之產業。

透過搭載微型投影機的行動裝置,可以大幅提升檔案分享的便利性;尤其手機的功能愈來愈強大多元,但受制於使用的規格尺寸,能夠展現的畫面大小也有限,微投影正能滿足行動投影的需求。

以工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK)的預估,於2010年前全球至少會有5%的手機將內建微型投影模組,數量約為6,000萬隻,顯見微投影技術的發展潛力。

微投影技術主要還是利用現有成熟的液晶投影機制,改採LED的光源成本也較低廉方便,因此發展較快,易導入產品應用。不過,若運用現有投影技術為基礎,由於需要光學聚焦鏡頭組,除了會有元件成本高、體積較大、色域小、光學效率低等缺點外,同時也因LED需持續點亮,造成功耗大及散熱等問題。因此,以雷射做為微投影技術的核心,將是另一項能有效微型化,並且提高投影品質的解決方案。工研院南分院過去一年積極投入「微型雷射投影技術」的方向。

「微型雷射投影技術」是應用微機電二維微型掃描面鏡及紅綠藍(RGB)雷射,以雷射掃描方式成像,不需對焦且畫面可達無窮遠且可在非平面下撥放;而創新的雙環大角度掃描鏡結構設計,預期可使投影畫面尺寸較一般單環結構掃描鏡增加30%以上,並保持畫面清晰與色彩亮度,達到VGA等級的畫質,而且光損失少、體積小、耗電低(其耗能約為微型投影技術的四分之一至五分之一)

雷射掃描投影技術基礎與現有投影技術差異極大,且其關鍵元件未如微型投影技術之關鍵元件成熟,所以門檻亦較高。目前雷射掃描投影技術之開發公司包含美國的Microvision、Symbol (已於2006年被Motorola併購)與德國的Fraunhofer IPMS,皆與微機電鏡面或其應用相關。 目前以「微型雷射投影技術」所開發的產品模組尺寸,已可達14×8×4mm3左右;若能將所有元件整合於同個IC上,體積還可再縮小,包括未來研發矽基板微型光機系統,以MEMS技術持續進行體積的微型化,將更適合裝載於智慧型手機、數位相機、PDA、NB等3C消費性電子產品上,提供高準度的雷射行動隨身投影功能。
此外,「微型雷射投影技術」也可用在車用螢幕抬頭顯示器,以及生醫感測、工業偵測等用途。因「微型雷射投影技術」的光機具備多種微型元件與技術,因此有機會聯結產業鏈共同研發,包括雷射、微機電結構、系統控制、光學組裝等廠商,提升產業發展效應。

目前全球微型投影技術大致可分3大陣營,分別是奇景、德州儀器(TI)與Microvision。奇景採取LCOS技術,以白光LED為光源;德儀採用數位光學處理器(DLP)技術;Microvision則是採兩軸微機電系統(MEMS)技術,以雷射做為光源。其中,奇景與3M攜手合作、TI和台灣揚明光結盟,Microvision則與亞光策略聯盟。

比較德州儀器(TI)與Microvision 2陣營的投影技術,由於DLP技術良率較高,市場已有相當的產品量,且採用DLP技術的製造成本及終端產品售價較低,比起成本高的雷射微型投影技術擁有較大的市場基礎;然而,雷射微型投影的畫質較佳,挾著這股優勢,市場也認為,只要其終端售價持續降低,不久之後便可望打開市場。如今,亞光宣布將跨足DLP技術的微型投影陣營,與德儀合作開發內建DLP微型投影技術數位相機(DSC),將成為同時具備生產MEMS技術與DLP技術的廠商,熱烈擁抱微型投影的市場。
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