嵌入式微型投影显示技术的优劣势与发展趋势

　　嵌入式微型投影显示以实际手机产品模型的形式，在2008年美国拉斯维加斯国际消费电子大展（2008CES）上正式亮相，它很快就引起了移动通信与便携多媒体以及数字显示等相关技术行业的强烈反响，业界很快认同迷你投影这一新型的嵌入式模组技术，为各类数字移动多媒体和通信系统技术和产品提供了全新的便携显示平台。

　　移动电子终端最佳辅助功能

　　2008CES展后，包括诺基亚、三星和摩托罗拉在内的全球主要手机制造厂商相继宣称，计划2008年下半年其部分高端产品将配备嵌入式迷你微型投影显示模组，以提供真正意义上的便携投影多媒体显示功能。

　　正如诺基亚两三年前所预测的一样，行业普遍认为手机投影将成为手机摄像之后另一个重大事件，很可能步GPS（全球定位系统）和MEMS（微机电系统）等手机市场最热门新功能器件和技术之后尘，在未来两三年内成长为相当数量手机产品的标准配置。同时也会扩展到包括MP4和掌上游戏机在内的移动多媒体电子产品以及笔记本电脑等多种数字电子产品中，受到手机制造商、移动通信、电视服务厂商、关键显示元器件、模组系统厂商、半导体芯片制造商的普遍关注。

　　与手机的普通平板显示相比，微型投影显示无需特定的显示屏幕而只靠许多现场自然板面，便可以微小的体积提供几十倍尺寸大小、更高分辨率、动态响应更好的数字图像；在提供更佳的观看者共享效果之外，与摄像传感器等其他器件相结合，对人机互动的支持也同样不次于机带液晶显示及触摸屏。

　　无疑，它将成为手机及其他便携数字多媒体产品的最佳辅助显示嵌入式解决方案，因而具有广泛的系统应用市场，体现在移动电话、掌上游戏机、多媒体机、数码相机、笔记本电脑和汽车车载显示等等方面。

　　四大技术各有优劣

　　微型投影显示的核心是微显示光电集成芯片（简称微显示芯片）和包括光源在内的微型投影显示光机系统（简称微型光机），其中最为常见的也相对较为成熟的四种主流技术包括：MEMS光扫描微投影、LCD（液晶微投影技术）透射微投影、DLP（德州仪器公司开发的数字光处理技术）和LCOS（硅基液晶）反射微投影。按照其微显示芯片的投影光学成像原理可分为扫描式、反射式和透射式三类，而按照光源的色彩配置及成像机制可分为红绿蓝三色色彩分时和白光空间三色合成两种。

　　延承上世纪曾经流行的激光扫描背投电视技术，MEMS激光微型扫描投影以红绿蓝三色激光光源的色彩分时为色彩组合机制，通过动态调制MEMS微镜面反射色彩分时光源实现空间扫描，配合同步调制红绿蓝光源亮度来实现动态色彩灰度画面，其拥有投影光机系统简单和光损失率低等突出优点，而较为明显的问题来源于激光光源本身，包括光源成本、功耗和光斑等缺陷仍待进一步改进，以及较为明显的扫描影像缺陷。

　　与传统大屏幕LCD透射三片式投影显示不同，出于微型化和低成本的考虑，LCD透射微投影主要采用单片式白光光源通过三色色彩空间合成的成像机制，光机系统也相对简单、成本较低，光源以成本较低的LED白光单色光源为主，受到偏光的限制，芯片功耗不高但光效率较其他芯片偏低，另外受到微加工工艺的限制，进一步缩小尺寸同时提高分辨率困难较大。

　　LCOS反射微投影也同样采用单片式解决方案，大大降低了光机的系统设计难度和成本；而光源配置分红绿蓝三色色彩分时和白光空间三色合成两种，其中白光空间三色合成是配合与 LCOS微显示芯片像素一一对应的RGB三色真彩点阵膜来实现，相对三色色彩分时而言其光效率较低，但光源系统设计和芯片驱动简单因而成本较低，对液晶响应速度的要求较低，同样受到偏光的限制虽然光效率低但成本也相对较低；相比之下， LCOS微显示芯片及其驱动的功耗最低，部分弥补了在系统整体功耗上的不足；随着液晶响应速度的改进，最终采用红绿蓝三色色彩分时可以大大提高光效率与系统能耗的比率。

　　DLP反射微投影同样采用红绿蓝三色色彩分时成像机制，在消除扫描影像缺陷的同时，延承了MEMS光扫描微投影的高光效率特征，而光机系统较MEMS光扫描微投影略为复杂。业界认为，配合红绿蓝三色LED光源是DLP微显示芯片的最佳组合，高速的DLP像素灰度调制结合LED光源三色分时，可以实现较高的光效率和成像效果。基于高速微机械电调制，DLP微显示芯片及其驱动芯片的功耗相比之下偏高，抵消了部分光利用率的优势，另外，由于芯片制造工艺的复杂和知识产权的约束，系统成本还有待于提高。

　　功耗将降至1瓦

　　就微型投影显示光机系统而言，除了与微显示芯片相匹配以达到最高的光效率、最佳的显示效果和最低的能耗之外，不同的光机普遍都需要考虑一些公共的系统要求，包括良好的散热性和机械可靠性（如抗震动等）、微型化和重量轻以及与系统接口的匹配等，而光源配置也是其关键因素。目前性价比最高无疑是红蓝绿三色LED和白光LED（与红绿蓝三色色彩分时和白光空间三色合成相匹配），而红蓝绿三色激光光源仍然存在热稳定性差、光斑缺陷、成本高以及使用安全性差等问题。

　　从系统厂商和用户的观点来看，任何嵌入式微型投影显示都必须在低成本和低功耗、微型化和光效率四个方面同时取得进一步的突破，才能彻底满足用户的要求、扩大市场规模和应用，成为数字显示技术的真正增长点。

　　可喜的是，经过多年来对这些主流微显示芯片技术及其在大屏幕投影应用技术的不断改进，以及整个产业链及其配套系统的逐步完善。相信在未来的两三年里，主流的嵌入式微型投影显示技术均会在这四个关键领域有明显的飞跃。具体而言，成本将降至200元左右，功耗在1瓦左右，嵌入中薄型手机，并在普通环境亮度下可以产生20英寸-40英寸清晰投影画面的模组产品，这在技术和商业上是可行的。系统应用厂商普遍认为，一旦达到这一技术和成本目标，嵌入式微型投影显示将敲开移动电子产品市场的大门，全面纳入包括手机在内的多种便携电子终端系统和应用，成为数字显示技术又一颗闪耀的新星。