手机内建置投影机将促进微型投影发展

2010年05月27日 10:36 来源：中国数字视听网作者：july 字体【大中小】

　　手机这几年的发展突飞猛进，从单纯打电话开始，变成可以拍照、摄影、看电视，而现在最新的发展是可以当作投影机！手机讲究的是精巧、好携带，但小巧机器可以安装的屏幕也很小，不要说看电影，连检视拍摄的相片都有点辛苦了，这实在是个鱼与熊掌的两难。直至最近，微型投影机终于可望解决这个问题。

　　投影机的特点是，不需要固定的屏幕，只要有可投射影像的平面，就可以呈现影像。虽然投影的面积越大画面会越暗，但只要画面大于现有的屏幕尺寸，而亮度又可以接受，对于手机来说，这也是个不错的显示方式。

投影机略分为LCD与DLP技术

　　十年前，数字投影机还是个非常高价的奢侈玩意儿，当年一台XGA分辨率1024×768的投影机，可能要价新台币50万之谱，但是随着LCD与DLP等当代数字投影技术的成熟，现在偶尔会在网络上看到破盘价不到两万的机种，这种崩盘的速度比CPU降价还惊人。

　　现在市面上买得到的投影机，可分为LCD与DLP两种技术，前者是以LCD做成像组件，有许多公司都有能力生产，而后者则是以一种称为DMD的微机电组件作为核心，这是德州仪器(Texas Instruments，TI)的独家技术。不论是LCD或DLP投影机，技术原理都很类似，由光源发出光线，经过LCD或DMD的处理，呈现所需要的光线，经过镜头投影到屏幕上，就是我们所看到的影像了。

　　最近投影机的进步不少，以光源的改进来说，以往的投影机，需要一个很大很贵的灯泡，每颗动辄两三百瓦，比汽车大灯还亮，而且寿命又短，很少工作1000小时后，你看了还会觉得满意。1000小时有多短呢？大概是每天看三个小时，一年就报废了。

　　省电小空间的LED背光源

　　现在的高阶LCD，尤其笔记本电脑使用的，不是流行LED背光吗？投影机也一样，LED的效率高、寿命长、体积又迷你，在投影机上也可以大放异彩，最近已有LED光源投影机出现了，事实上去年世贸光电展时，台湾的工研院电光所，就展示了一台手掌大小的LED投影机；而市面上也出现三星等公司推出LED光源投影机，亮度比两年前的机种提高了五、六倍之谱。

　　除了LED，另一种光源的改进是镭射，就是用红、蓝、绿色三种颜色的镭射光取代现有灯泡，由于镭射光是一种颜色非常纯的光源，所以展示的图形色彩可以做到令人惊叹的地步，市面上有绿光镭射笔可以购得，用过的人就知道，颜色之纯不是一般LCD可以比拟的。

　　投影机之所以能够塞入手机内，与光源的改进有很大的关系。电影《阿波罗13号》里面，科学家可以想办法把圆形跟方形的管子接在一起，而现实中就算有办法把拳头大的灯泡塞入手机内，我想也没人要用这种手机；所以要利用LED或是镭射等固态光源，才不会增加手机的大小。

　　从扫描到投影的显示原理

　　电视机发明近百年了，以前的电子技术受到很多限制，所以不论是电子摄影，或是电子成像(电视)，都是用扫描的方式，以一个点为单位，将之横向扫描，构成一条水平线，接着将扫描点向下移动一些，重新扫描下一条线，如此构成一个画面。虽然一次只有一个点，但眼睛有视觉残留的特殊功能，看起来就是不间断的画面。

　　电视机的CRT扫描技术，用电子枪发射出电子束，打在屏幕表面的发光物质上，发光呈现影像，这技术只需要简单的电场跟磁场产生器，让电子束偏折打到我们希望他出现的位置即可，但需要一个专用的映像管才能工作，而且这管子一点都不小，几乎等同整台电视的体积。

　　现在的LCD与DLP投影机并不是这样，它的微型面板与您桌上的液晶显示器相同，整个画面同时都出现影像，例如一个1024×768的屏幕，光源的光线是同时打到整个面板，七十几万个像素同时都在工作。这样的好处是不需要一个让光线来回偏折的机制，而且也避开了扫描所带来的屏幕闪烁问题，缺点呢？光学部分很复杂，一台投影机内的光学零件比电子零件贵上许多。

　　固态光源的微型投影机

　　与手机结合的投影机，可以有效解除手机上装不了大屏幕的缺陷，所以这是很多厂商垂涎的市场，一旦有高效率而迷你体积的固态光源，首先就会拿来改进现有的投影设备。德州仪器在桌上型投影机大有斩获后，接着是进军迷你投影机的市场，他们将DLP投影机的核心“DMD芯片”，从邮票大小缩到指尖尺寸，一样装进了百万片微小镜片，搭配固态光源与新设计的光机引擎，就是为手机设计的迷你投影机。

　　附图是德州仪器新的投影机光机引擎照片，可以看出真的是非常小，用高亮度LED当作光源，完全颠覆了传统投影机的笨重印象。和手机实体比较一下，便知道这厚度不到一公分的光机引擎装进手机毫无问题，TI已经有展示机可以行动投影，包括台湾的扬明光学、富士康及Sypro等大厂都宣布将会进行量产。

　　看来面板成像技术不但在LCD、电视机、从大到小的投影机都大获全胜，传统的扫描技术只有在不知何时将被淘汰的CRT电视上才能找到了。不过，隔壁的阿妈常说，十年风水轮流转，换人做做看，在大家以为扫描成像技术将被淘汰后，没想到才短短几年又受到重视。现在最新的镭射扫描投影机，其实就是以前的扫描成像技术再次出马，最新的镭射光源搭配古老的扫描技术，老狗当场变出新把戏了。

　　镭射扫描投影技术

　　镭射扫描技术的概念非常简单，用镭射光发出光源，直接打在任何物体上，不论是一张纸，还是一面墙，甚至是一颗球都行，就构成影像了。但镭射扫描技术需要一面会上下左右偏转的镜子，而且要每秒几万次转动，才能将镭射光以够快的速度打到物体上构成影像。也就是说，我们用一片转动的镜子，取代CRT电视中的电子束偏转技术。

　　这技术的来源其实没几个地方，现在能够商品化，是因为微机电技术(MEMS)的进展，工程师做出了够小、够可靠的微小镜片，符合上述要求做出光线偏转的动作，一秒钟来回扫描几万次。就像小时候常拿镜子将太阳光反射到墙壁上，速度够快也可以画出线条，只是人家用的是高科技MEMS，笔者还留在跟隔壁小妹妹胡闹的阶段而已。

　　笔者曾在某个会场亲眼见识到镭射扫描投影技术，真的是非常令人惊艳，手机大小的机器指向哪，影像就投影在哪，虽然屏幕不大，但A4投影面积已经可以与大部分的笔电相比，足够在外做简报或躲在床上看电影之用了。而且最特殊的一点是，镭射扫描投影机没有对焦需求，所谓的指到哪投到哪，意思是根本不管屏幕跟你的距离。调过家用投影机的人一定知道，更换投影机位置时一定要调整焦距，不然画面会模糊，所以想要自由自在得边移动边投影，免对焦是基本需求。

　　电射扫描技术的优缺点

　　为什么镭射扫描很适合手机投影使用？首先他的光学引擎很小，也就是负责让光线构成影像的一大箱镜片、镜头、固定机构等物，事实上才几个小零件而已，不会比数位相机的镜头复杂到那边去。第二是他的光线使用效率高得惊人，镭射光线本身会聚集成一直线，不会四处散开浪费能量，而最重要的一点是，MEMS扫描组件的反射率相当高，理论值可到九成以上。相比之下，LCD的光学利用率就比较低，灯源发出的光线，能有百分之十构成影像就不错了。也就是说一样的设计，LCD投影机必须装备十倍大的电池，或是只能工作十分之一的时间。用过手机的人都知道，体积跟电池寿命永远是最重要的事情，从这边思考就能了解镭射扫描投影与手机是很好的搭配。

　　镭射扫描投影并非没有缺陷，首次见到的人，都会觉得怎么画面好像有很多噪声，那是镭射的Speckle(镭射光斑)，这东西在镭射光上都会看到。有兴趣的读者不妨试试看，拿个常见的红色镭射指示器(Laser Pointer)，将红点打在桌面上不要关闭，仔细看光点，会有很多光斑跑来跑去，就算你的手很稳定，光斑还是继续移动，造成一种迷蒙的效果。

　　镭射扫描投影也有这问题，因为他只有经过简单的光学机构，不足以消除光斑，所以整个画面都有这种现象，不管是细细的一条线，还是整块面积，除了黑色外通通看得到光斑。老实说，光斑不会影响你所看到的影像或文字，但也不可能忽略到处移动的班点。但笔者悲观的认为，在有效降低光斑之前，镭射扫描投影机比较适合作为简报或是指示用途，并不适合观赏影片。

　　不论上市前是否可以消除讨厌的光斑，目前镭射扫描投影机以美国MicroVision为代表，他们也一样在前不久的CES中展示了雏形产品，与德州仪器相同都是采用手机外壳，按一下就投射出数倍于手机本身的画面，完全克服了手机没办法安装大LCD的缺陷。

　　微型投影机的发展现况

　　由于德州仪器与MicroVision都已有成熟度很高的展示机，笔者相信应该在两年内可看到支持投影的手机，也许搭配摄影机或播放数字电视节目，甚至投影记忆卡中的影片，但这件事也会带来其它的缺点，现在可以播放影片的掌上型产品，电池寿命实在有待加强，不论是手机或PMP，甚至是GPS导航器，才刚享受一部电影，就要担心电池还能工作多久。虽然迷你投影机的耗电量，不见得比LCD的背光板还大，但是在电池技术有重大突破之前，想要为其装上电池随身携带，还是个实现起来有点痛苦的想法。

(编辑小罗)