台厂MEMS微型投影仪技术发展
2011-12-11 12:13:58   来源：台湾工研院   评论：0   点击：

一、关键议题说明

MEMS微型投影仪，由于需要采用雷射作为光源，成本较高，尤其是绿光雷射目前呈严重寡佔状态，价格降低速度缓慢，目前仅有少数厂商投入开发，而真正已导入量产的更仅有美厂Microvision的2维扫描式微镜片技术(虽然广义来说，德州仪器的DLP技术也是MEMS的一种，但由于该技术较为成熟，且德州仪器对于DLP技术的专利布局深厚，本文并不将此类微型投影仪列入)。

不过，由于雷射由于具备准直性强的特性，所以和一般以LED作为光源的微型投影仪相较，採用雷射光源的微型投影仪拥有不必手动聚焦的优点，若光源瓶颈解决，仍有机会成为高阶微型投影仪市场主流。因此，目前台湾有2家新兴的微型投影仪业者－先进微系统和宏瞻科技，均自行研发2维扫描式微镜片雷射投影技术，期待打入市场。目前先进微系统主攻消费性电子产品，而宏瞻科技则瞄准汽车应用，并期待于2011年导入市场。

二、宏瞻科技车用微型投影仪可望于2011年车用电子展场亮相

宏瞻科技係于2007年6月成立，其锁定的市场是车用显示器内建微型投影仪的潜在应用，主要係将导航器画面投射至挡风玻璃。由于驾驶人在行车过程中若一直盯着导航器萤幕，易发生危险，故导航器若可将主要行车资讯投影在挡风玻璃，因驾驶人可直视挡风玻璃，将更便于驾驶人观看这些资讯。

宏瞻资讯于2008年初首度推出车用微型投影仪模组试产品，但当时因缺乏寿命较长、价格合理的绿光雷射光源，仅使用单色(蓝色)雷射光源。该试产品解析度为VGA。另外，由于车用微型投影仪必须将画面投影到前挡风玻璃，而非如一般投影仪係投影至投影幕或白色牆壁上，宏瞻资讯更独自开发纳米镀膜技术，将玻璃镀上1层纳米材料，使雷射影像可投射在透明玻璃上。

2010年，随着宏瞻科技解决雷射光斑问题(所谓雷射光斑，係由于雷射是一种单一波长、单一偏振方向的光束，但也因此，雷射光束将发生干涉现象，其所投影出的画面因此出现会移动的阴影，称为光斑，必须透过一些非线性光学处理，才能改善此问题)以及雷射安全防护问题。其投影画质大为改善，并因此获得2010年台北国际光电暨显示展之「杰出光电产品奖」头衔，并准备正式打入全球主要车用电子厂商供应链。不过目前由于绿光雷射成本问题，仍将仅採用蓝光雷射。目前宏瞻科技已将解决雷射光斑问题的技术申请美国等先进国家专利，然目前尚未进入专利公开阶段。

目前宏瞻科技已和多家国际车用电子大厂合作，目前将主打高阶内建式车用显示器，包含多种设计，包括将投影机固定在方向盘正前方，投影影像直接呈现于驾驶人正前方，而透过内部线路和位于车用音响位置的导航装置连接的高阶机种，或是装置于车载式导航器内部，将影像投射于挡风玻璃中央的中阶机种。至于採何种设计，係由车用电子终端厂商决定。目前宏瞻科技暂时不考虑将微型投影仪装于PND上。宏瞻科技预计将于2010年12月举办的资讯月首度公开可量产的样机，并于2011年的台湾车用电子展展示量产品。

至于微型投影仪彩色化进程，目前仍受绿光雷射寡佔状况限制，宏瞻科技短期内暂不考虑，但最终仍将以彩色化为目标。

图1 宏瞻科技车载式微型投影仪使用情境及试产品 

三、先进微系统全彩微型投影仪 从手机内建到车用均将投入

先进微系统成立于2004年，亦採用2维扫描式微镜片技术。和宏瞻科技不同的是，先进微系统一开始就锁定消费性电子应用，因此儘管绿光雷射处于寡佔状态，仍以全彩微型投影仪为唯一的产品取向。

2010年5月，先进微系统在Display Taiwan 2010首度展示其微型投影仪试产品，为独立式微型投影仪。由于尚未进入量产阶段，因此并未公布解析度、辉度等详细规格。不过现有试产品仍有雷射光斑问题，要达到真正量产恐怕还需要一段时间。

除独立式微型投影仪之外，先进微系统并将触角伸向车用及手机内建等应用，针对手机内建微型投影仪，先进微系统目前主要技术进展是强调省电的要求上。

由于雷射微型投影仪是透过雷射的开关来控制光的使用与不使用，而不像一般使用LED光源的投影仪是採用挡住不需要的光的方式，故有机会改善耗电量。目前先进微系统的试产品已可达到10流明／瓦的发光效率，使用时电流可控制在550毫安培(使用投影机时将面板关闭)，若採用1100mAh的锂电池，则可连续使用2小时，而其解析度也可达到WVGA (800×480)甚至720p(1,280×720)。不过目前雷射微型投影仪内建于手机的最大障碍，还是绿光雷射的价格问题。另外，目前先进微系统的微型投影仪试产品，仍有雷射光斑问题有待解决。

除了手机之外，先进微系统亦有意将微型投影仪导入车用显示器应用，而其使用情境则与宏瞻科技的产品雷同。

虽然目前MEMS微型投影仪仍有成本过高、市场规模不足的问题，但台厂在这块市场也已耕耘多年，并建立自有的专利基础。由于该技术的核心专利已经过期，且不像DLP技术，所有关于影像处理、晶片控制的衍生专利均牢牢控制在德仪手中，台厂已可自行建立和Microvision不同的特有MEMS微型投影技术。在雷射光斑问题即将解决状况下，绿光雷射成本难以降低问题，将成为该技术进军高阶产品的最主要障碍。

图2 先进微系统微型投影仪样品