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光電/顯示技術  

利用MEMS技術 可與手機整合的超小投影機問世

上網時間: 2008年01月15日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:超小投影機  MEMS  CES 

透過已經量產的LCD技術,現今的數位投影機為行動簡報帶來了變革;甚至已有廠商把相關元件的尺寸縮小、功耗降低,生產出採用微型影像顯示技術,僅手機大小的數位投影機。在今年的美國國際消費性電子展(CES)上,一家美國業者Microvision即展示了一種超小投影機原型,利用微機電系統(MEMS)技術把數位投影機縮小至電池供電的PDA大小。

不久前德州儀器(TI)發表了一種採用DLP技術、行動電話大小的投影機原型;該原型採用了一種具備100萬個微鏡面的MEMS晶片來投影。而現在Microvision則聲稱,透過用採用其單鏡面MEMS晶片來取代TI的百萬鏡面MEMS晶片,已經縮小了超小投影機的尺寸;該公司並指出,這種投影機可以低成本生產,並成為未來行動電話上的標準設備。

「我們的MEMS晶片與TI的DLP在根本上有所不同;」Microvision的資深產品行銷經理Russell Hannigan表示:「TI的DLP每一個像素採用一個獨立的鏡面,因此100萬像素的顯示器就需要100萬個微鏡面,而我們採用單一的鏡面來產生所有的像素,因而使我們的設備尺寸要小得多、且廉價得多。」

Microvision並已經與多家客戶簽約,其中包括摩托羅拉(Motorola),將把該技術應用於其手持式投影機模組;一家未透露名稱的汽車供應商,將應用於車載超小型投影儀;另一家也不願透露名稱的亞洲“大型消費性電子製造商”,則將應用於行動電話、數位相機以及個人媒體播放器。該公司承諾在2008年宣佈新的OEM交易,屆時將開始把第一種模組提供給客戶。

長達10年的開發期

Microvision是經過將近10年的開發,才成功研發了基於MEMS的超小投影機;這種設備以獨特的MEMS技術平台為基礎,其中所採用的雷射掃描技術借用了Microvision成功的條碼閱讀器產品中的技術。與單一數位微鏡面組合在同一微型模組中的固體雷射,由於不需要任何光學鏡頭,因而簡化了整個投影系統。

控制電路以掃描光柵(raster-scanning pattern)瞄準雷射,透過轉動一個鏡面,就可以把它的相干光束(coherent beam)調變到顯示器的每一個像素上,因而不論距離如何,均能保持影像的聚焦。

「我們如此安排是為了保持影像──從200公釐(millimeter)到兩公尺距離開外──總是保持聚焦狀態,因此不需要採用鏡頭來調節它,你可以把影像從牆壁移動到天花板,它將一直保持聚焦。」Hannigan表示。

單一鏡面從一個像素位置到另一個像素位置逐一掃描,就像陰極射線管(cathode-ray tube)一樣,但並不是採用電子束,而是採用紅、綠、藍雷射。因此不需要聚焦鏡頭,因為雷射不需要外部光學元件就已經對銳利的點進行了補償。這就使得全色譜(full spectrum of colors)以及灰度梯度被照亮在100萬像素的顯示器上成為可能,因而使所產出的超小投影機只有7公釐厚,總體積恰好為5立方公分。

鏡面本身是圓形的,直徑大約為1公釐,並且在x和y兩個平面上同時偏轉。因為鏡面掃描是從左到右、從上到下,三束雷射經調變以便顯示器中的每一個像素合適地混合紅、綠和藍光線,因而精確地給場景著色。

與目前的手提箱型數位投影儀相較,Microvison的超小投影機主要缺點,在於亮度僅為大約10流明(lumens),而前者為100流明以上。然而,超小投影機比採用目前競爭技術的投影儀的功耗要小得多,因為它不依賴於一直點亮的高亮度電燈泡。

「我們的設備的功耗要低得多,通常是我們的競爭對手的設備功耗的一半;」Hannigan指出:「例如採用DLP,光源必須總是打開,但我們的光源只是在需要時才打開,這對於電池供電的設備來說是非常重要的。」

Microvision在CES期間向特定的OEM客戶展示其超小投影機。該公司將在2008年中發表的掌上型投影機,將具有2.5小時的電池壽命,但在CES上展示的原型將僅實現大約1.5小時的電池壽命。該原型採用寬螢幕WVGA,像素為848×480,可以達到DVD那樣的影像品質。「我們的確需要看到影像在2~4吋格式內具有DVD一樣的品質,這樣才能顯示它的良好顯示效果。」Hannigan表示。

Microvision表示,在採用其它小型投影儀技術太大且太耗電的地方,希望消費者會採用這種超小投影機,例如躺在床上觀看YouTube視訊,或在早餐桌上觀看MSN新聞廣播,或把PowerPoint展示文件投影在午餐桌上的餐巾。對於可攜式播放器來說,該設備將提供足夠的電池壽命,以便在飛機上觀看完整的長篇電影。

該公司預期在2008年最初推出一款單機可攜式投影機,可以附接在iPod上;而2009年該公司預期OEM將開始把5立方公分的投影機模組整合在行動電話以及可攜式媒體播放器之中。

(參考原文: Palm-sized 'pico-projector' enabled by MEMS)

(R. Colin Johnson)




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