微型投影仪的未来发展前景

　　由于LED亮度提升以及其它投影技术逐渐成熟，微型投影仪自去年起已渐渐为前期使用者所接受，市场也呈现加温状态。在众多厂商争相投入该产业的情况下，预计未来2~3年将出现爆发性成长，其中不乏专业投影仪大厂以及以多媒体影音相关产业为主的消费类电子大厂的身影。回顾过去两年的发展可以发现，微型投影虽然只是刚起步的新兴产品，但已经呈现每年30%~40%的复合成长率，同时也从低亮度高耗电慢慢演进为一般使用者所能接受的产品等级，甚至以投影模块方式嵌入其它系统。展望未来3~5年，微型投影仪将继续保持30%以上的年增率。

　　产品及市场背景分析

　　3LCD以及DLP显示技术是传统投影仪市场的主流，但由于3LCD不易小型化，已经被LCOS技术取代，在微型投影市场与DLP技术分庭抗礼(参见表1)。目前，美国德州仪器(TI)是DLP的主要供货商，提供包含DLP显示以及主控芯片在内的产品。系统开发商几乎可以从TI那里一次性购足所需的关键器件，但缺点是供货商单一、产品价格较高。

　　

　　表1：微型投影技术比较

　　LCOS阵营目前有四大供货商，包含***奇景/立景光电(Himax Display)、收购了DisplayTech的美光科技(Micron)、收购Aurora的豪威科技(OmniVision)以及美商晶典科技(Syndiant)。在这其中，仅Himax同时生产以白光光源为主的Color Filter LCOS与RGB Sequential LCOS显示芯片，剩余三家均以RGB Sequential光源的LCOS显示芯片为主。由于在功耗、对比度以及光利用率方面的差异，以RGB LED光源为主的Color Sequential循序扫瞄方式将渐渐在未来取代白光光源，成为中高端产品的主要显示方式。不过目前其缺点是与白光相比价格仍然较高。

　　在轻薄短小的体积诉求下，除了最初的随身简报以及玩具投影外，高端微型投影应用的功能在不断加强，俨然已成为随身娱乐产品，并正式由商务市场跨足到了消费类电子产品市场。如表2所示，目前市面上大致以体积与亮度对产品进行分类：一般情况下，体积小于250g被归类为Pico projector，例如奥图码(Optoma)的PK201和PK301，3M mPro150产品;1公斤以下为Micro投影仪，如宏碁(Acer)的K11、明碁(BenQ)的P1;五公斤以下为便携式投影仪，如Acer的P3251。

　　

　　表2：微型投影机基本分类

　　至于产品功能，也从最初仅支持VGA与AV in，到2010年开始增加影音多媒体以及HDMI输入与USB输入显示投影等更多应用。USB显示方式由于便利性更高，已逐渐被终端用户接受，用以取代VGA输入连接计算机做投影显示。在高端应用方面，2011年起将增加更多商务文书功能，如办公室文件与PDF档案格式支持、WiFi无线连接等。多媒体影音功能，也将更进一步提升到720p/1080p H.264视频播放，以符合手机与相机的录像格式要求。

　　发展趋势与挑战

　　针对未来微型投影应用，目前的主要趋势与挑战在于：

　　* 亮度与色彩提升：LED发光效率在近年来以每年约10~15%幅度提升，因此我们可以预见未来即便是微型投影仪，也将可适用在越来越多场合，而且更加不易受周围环境光的影响。同时因为RGB光源的导入，色彩与对比度将提升到接近传统大型投影仪水平。但LED价格高昂，在微型投影仪这么小的体积内要解决其所带来的高热也是一大挑战。而在系统平台上面临的问题，亦要求需要针对颜色与RGB光源进行控制，以便在大量生产时有效控制质量与颜色调校。

　　* 多媒体功能要求：如今便携式电子产品如手机与数字相机，录像功能都已经向上提升到720p/1,080p，与此同时，随着网络带宽的增加，越来越多消费者将网络影音下载作为其中的一个娱乐用途。因此，在微型投影多媒体功能上，一个能支持记忆卡与随身碟，并能流畅播放各种影音格式的SoC也是必备的一个要求。随之带来的问题，就是要如何才能提供这样兼容大多影音格式的产品?

　　* 多样输入：早期微型投影仪透过AV in连接手机或其它视频输出，或是以VGA接头连接计算机，但由于VGA接头体积较大，线缆收纳不易，越来越多使用者倾向以USB接线取代VGA，或是改由HDMI输出到微型投影仪。但是由此带来的缺点是，USB受限于现今较普及的USB2.0频宽，在高分辨率投影时会有频宽不足问题，需要使用USB3.0解决频宽问题。同时，内建USB3.0以及HDMI输出的计算机目前尚不普遍。即便如此，从长期发展来看，USB3.0必将取代USB2.0，未来更可能渐渐由无线传输取代有线连接。今后，可以通过Wi-Fi，将简报画面传送到投影仪直接显示。这部分的产品应用开发与整合将日趋重要。

　　* 商务应用：由于SoC平台功能日益强大，因此旧有的简报方式(以PC/NB做简报输出源)也会渐渐改变。越来越多使用者期待能透过微型投影仪，将一般文档存放在USB随身碟或是快闪记忆卡中，直接由微型投影仪播放显示，而不需要再带着笨重的计算机出门，这对长期在办公室外讲求轻便的商务人士而言尤其有吸引力。如此一来，就可以达到真正随身简报功能。这样做的缺点是，由于嵌入式操作系统限制，一般而言仍会发生部分文档兼容性与显示排版错误问题，同时对简报的特效也通常加以剔除以提升播放效率。部分厂商在商务应用中还提供了功能完整的转换软件，透过该软件可以将相关简报档案转换到可支持的格式，以避免可能发生的档案兼容性问题，甚至可以完整保留原简报所使用的特效功能。

　　* 省电与微小化：亮度在投影仪产品中至关重要，一个好的低功耗系统平台，在有限的电能提供下，将可提供更多电力供LED光源来使用，这部分可以通过IC工艺的进展来降低功耗使用，并以更小的芯片封装来达到小的PCB面积，以提供更大的散热空间给系统。

　　* 其它附加功能：当价格下滑同时亮度提升时，微型投影因为没有了传统投影仪的笨重体积以及高热高耗电问题，在地狭人稠的空间将更适合做一个影音娱乐平台。其它附加功能如网络影音串流播放、数字电视支持等，也将慢慢普及。使用者最常面对的图形接口，也由传统贴图演变到需要绘图引擎加速的动态式图形菜单，同时未来也有可能以开放式OS平台如Linux或Android等系统支持，来达到更高的产品竞争力。

　　

　　F1: 微型投影仪产品发展趋势

　　最新高性能SoC平台

　　如前所述，由于消费类电子产品需求，微型投影产品上的功能要求也日趋多样，一个具有多功能且易开发的高性能SoC平台越来越被开发商所重视。这部分，将主要介绍炬力北方((Actions Microelectronic)针对未来高端微型投影仪技术应用的最新平台。

　　AM7555是一款高度集成的SoC，以MIPS24K高速RISC CPU为硬件核心，最高频率可达到300MHz。系统内整合硬件译码、DDR内存控制器、HDMI射频、LCD时序控制器、电源管理单元、2D/3D绘图加速引擎、USB 2.0 OTG、Video数字模拟转换等，以0.11um省电制程制造，Linux操作系统核心，是一个低价位、高整合、高效能与低耗电的解决方案。

　　针对Pico Projector所需要的多媒体译码功能，AM7555芯片内整合了业界最先进的1,080p硬件译码器，可支持MPEG1/2/4/、H.264等影片格式，分辨率高达1920x1080@30fps，同时也支持RM/RMVB影片格式译码，分辨率可达到1280x720@30fps。另外一般常见的照片格式JPEG与音乐格式如MP3、WMA、OGG以及AAC等也均完整支持。除了整合多媒体硬件译码外，针对GUI设计，AM7555还特别整合了2D/3D Flash绘图加速引擎

　　AM7555同时提供了多样的输出入接口供硬件工程师在做系统规划时进行选择，内建的HDMI射频处理器可直接输出HDMI给后端芯片，抑或是以传统的TTL或模拟RGB输出等接口，可搭配多样化的后端处理。在前端输入部分，可透过BT656数字输入来搭配系统设计，提供类似CVBS输入功能。支持NOR或MLC NAND闪存，并以硬件24Bit ECC错误校正提供更稳定系统的储存空间，以及UFD随身碟与SD卡读写功能。

　　在其它客户重视的附加功能如USB显示与Office文件读取方面，AM7555也提供了EZ Display，就是俗称的Display over USB，可以通过USB与PC连接显示，使用者不需使用VGA连接，将USB接头接上PC后便可以达到随插即用的便利性。而Office与PDF相关文档，AM7555平台也提供直接读取显示，或是可以PC转档保留特效的两种不同支持方式供客户选择。此外，在2011年第一季前也将会完成无线显示功能(WiFi Display)以提升产品竞争力。

　　

　　F2: AM7555 Block Diagram

　　

　　F3: AM7555系统设计方块图