微型投影仪的原理和技术详情介绍

大家如果对投影机有所了解，应该都知道投影机主要的工作原理都是由光源发出光，下面我们一起来看看微型投影仪的原理和技术详情介绍。

    微型投影仪的原理和技术详情介绍

    通常对该投影机对2个方面有一定的限制：

    a）、尺寸：通常尺寸为手机大小。

    b）、电池续航：要求在不接电情况下至少有1-2个小时或以上的续航时间。

    此外，其一般重量不会超过0.2Kg，有些甚至还不需要风扇散热或超小静音风扇散热。可以随身携带（可放入口袋），屏幕可以投影至40-50寸或以上，因此，有时我们也会称之为微型投影机或口袋投影机。

    2010年瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）附属Lemoptix公司与马赫·卡亚实验室合作，也开发出一种微型投影仪，这种未来型投影仪的放映头仅有1立方厘米，整机比一张信用卡还小。其能安装在便携式计算机、手机甚至MP3播放器上。Lemoptix公司技术总监尼古拉斯·阿贝勒说，这种微型投影仪于2010年9月初完成开发。

    通过一系列的光学照明系统，将光源的光均匀的照射到显示芯片上，而信号通过电路系统在显示芯片上实现色阶以及灰阶，显示出图像，此后由投影前端的投影镜头将显示芯片上的图象放大投射到相应的屏幕上。在投影系统里面，光学主要分为成像光学系以及照明光学系，而其中最为关键的元器件则为显示芯片以及照明组件（即光源）。

    因此，手持投影机可以从2个方面进行分类：

    1、从光源的角度分类，微型投影可分为LED和激光光源。

    2、从显示芯片角度分，可分为LCoS技术以及DLP技术，其中LCoS对色彩的实现方式又分为色序型以及彩色滤光型2种方式。　　

   手持投影机按照多媒体影音解码和内存装置功能商进行分类分为两类：

    分多媒体式：多媒体式则是本机自带内存储存空间甚至可以扩展，并且可自动影音解码播放影音文件。

    非多媒体式：非多媒体式则是与传统机相似，必须要与电脑链接即可投放。

    大家如果对投影机有所了解，应该都知道投影机主要的工作原理都是由光源发出光，通过一系列的光学照明系统，将光源的光均匀的照射到显示芯片上，而信号通过电路系统在显示芯片上实现色阶以及灰阶，显示出图像，此后由投影前端的投影镜头将显示芯片上的图象放大投射到相应的屏幕上。在投影系统里面，光学主要分为成像光学系以及照明光学系，而其中最为关键的元器件则为显示芯片以及照明组件（即光源）。

    技术指标

    a）、尺寸TRT-725

    b）、光电效率：单位功耗（每瓦）能输出的光通量（流明）

    该指标是微型投影很重要一个指标，作为普通投影机，由于有电源供电，一般亮度为其非常重要指标，而微型投影，由于要兼顾亮度，电池续航，散热等等系统问题，因此，不简单将亮度而将亮度效率作为其关键指标。

    c）、分辨率：芯片的分辨率，例如VGA（640*480），QVGA（320*240）等。

    d）、色纯度：色彩表现力的指标，通常国际上有NTSC的色域范围衡量。

    e）、对比度：衡量图像易分辨力的指标（简单定义显示的亮态暗态比值）。

    主要技术

    DLP技术

    作为掌上投影机（mini-projector）的主要推动者，TI公司在手持投影（pico-projector）上也下足了力度，自2008年以来，最近DLP也推出了其最新一代的DMD芯片。

    目前，在全世界，仅有美国德州仪器（TI）能够提供商品化的DMD芯片产品，其原理主要是通过对微反射镜的控制，达到对光进行开关，从而实现对色阶以及灰阶的，在小小的DMD芯片上，拥有近百万个比头发丝还细微型的小反射镜。

    LCoS技术

    与DLP技术由TI一家公司垄断相比，LCoS的芯片商相对来说就比较多，例如Himax，Displaytech（Micron），Syndiant等等。此外LCoS技术平台比DLP开放许多，相对来说发展潜力更大。作为LCoS技术，其主要显像原理类似与液晶LCD，也是通过微电路控制电压，使液晶发生扭转，通过液晶对偏振光的控制，打到对光进行开关，从而实现色阶以及灰阶。LCoS（LiquidCrystalonSilicon）与液晶不同之处在于其本身是反射进行光控制，而液晶是透射光控制，这样LCoS本身从技术理论上开口率就要大于液晶。

    作为LCoS技术，从08年开始发展到现在，也有当初的彩色滤光型（ColorFilter）发展为目前的色序型（ColorSequential），其色彩表现力以及光利用效率都得到了大幅提升，目前色序型已经成为LCoS主流技术。

    谈到LCoS技术，不得不提一下3M公司，作为全世界第一个发布光学引擎的3M公司同样是一家世界500强企业，其企业文化就以创新而着名，在显示技术领域，从投影仪的发明到08年推出全球首款光学引擎，3M公司也成为LCoS技术的一面大旗。此外，由于3M公司在液晶偏振光控制上的长期的技术领先，其本身又开发出一种偏振控制膜，利用该膜制成的PBS（PolarizingBeamSplitter）偏振控光元器件，可以使同性能的LCoS光引擎减少体积30%以上，工艺复杂性大大降低，此外，与普通LCoS光引擎相比，还可以将对比度大幅提高。

    技术优劣

    DLP技术与LCoS技术比较

    说起DLP技术与LCoS的技术优劣，其实，在目前使用的会议室（教育）商用投影机，就有关于DLP技术与LCoS技术之争，当然作为微型投影，虽然大致的原理类似，但由于实现方式略有不同，还是有些不一样，下面也会从前述的几个技术指标上进行一一作详细比较。

    a）、尺寸：

    就目前而言，2种技术最终实现的产品尺寸都基本相同，没有太大的区别。从芯片角度上来看，由于液晶产业的蓬勃发展，LCoS的实现主要是标准液晶封装工艺，大致通过一些ITO玻璃印刷实现电路，而DLP的微反射镜阵列其实现方式是机械实现，每个微反射镜像素下有非常复杂的机械结构，因此，像素点距的减小对工艺提高要求非常高。难度相对要比LCoS实现大很多。

    b）、光电效率：

    目前，2种技术实现的亮度效率大致相同，每瓦的光输出7，8个流明。但是从2种技术本身上看，LCoS对信号的要求可以直接由电路接入，而DLP由于是由机械方式实现，在载有DMD芯片的主板上，还有相应的处理器（Processor）以及内存（Memory），这部分的功耗在光引擎整体中永远无法避免，可以认为是DLP技术在效率上的一个缺点，特别是在手持投影整体系统中，如果再考虑散热问题，LCoS芯片优势更明显。相对而言，LCoS的功耗可以做到小于0.1W，从长远来看，LCoS也会有一定的优势。

    c）、分辨率：

    与尺寸相同，DLP在同样大小的芯片上要实现分辨率的提高，同样是对工艺要求非常高，从第一代的DLP光引擎可以看到，320×480的分辨率已经落后与LCoS的640×480，虽然在第二代推出了800×480的芯片，但还是落后于LCoS技术，纯粹技术上看，发展前景LCoS要比DLP好。

    d）、色纯度：

    LCoS通过技术进步，目前通过色序型实现，理论上的实现发式已基本一致，因此色纯度上已经基本一致，都已经高于目前显示器以及电视。

    e）、对比度：

    DLP是通过微反射镜反射，而LCoS则是通过液晶扭转实现光开关，在开光完全上，液晶一直就存在暗态漏光问题，与传统商务投影机类似，DLP在对比度上的优势在微型投影上依旧存在，但由于在实际使用环境中，由于外界光对对比度影响对微型投影更大，因此，DLP在对比度上的优势相对与其商务投影机来说也相应削弱。另外，前面提到的3M公司的特殊PBS材料，其对比度也能做到250:1,与DLP技术的500:1即使在全黑外界环境下，也应该说差距不大了。

    f）、产业：

    DLP由于是Ti一家公司独有技术，因此，产业不确定性较大，相对于LCoS几家争鸣来比，以及将来技术上看，LCoS由于其特有的半导体产业基础，将来应该也会大有作为。

    综上所述，笔者认为长远来看，如果Ti公司没有重大的技术突破或较好的市场策略，在将来，随着微型投影产业的井喷，LCoS会比DLP技术占有优势，就目前使用特殊偏振光控制膜的LCoS光引擎在性能上已经比DLP略胜一筹，随着技术的进步，相信作为一个更加开放的LCoS平台，一定会有不错的表现。