【導讀】昨日，小編跟大家簡(jiǎn)單說(shuō)了幾個(gè)全息投影系統的微顯示模組幾個(gè)大廠(chǎng)的方案。德州儀器的DLP Pico 1080p高清投影、奇景光電的Lcos發(fā)射式投影系列、3M 面向消費級家庭娛樂(lè )公共設置的投影系統。那么今天，小編還是繼續跟大家分享關(guān)于全息投影顯示技術(shù)相關(guān)內容。
要知道，在之前的投影機市場(chǎng)，投影光源主要以led光源為主，自06年三菱推出首款40英寸激光電視樣機以來(lái)，經(jīng)過(guò)14年國際激光顯示技術(shù)產(chǎn)業(yè)化前期創(chuàng )新發(fā)展與技術(shù)沉淀，到16年的時(shí)候，激光投影市場(chǎng)才逐漸被打開(kāi)，就去年的市場(chǎng)數據顯示，激光投影產(chǎn)品銷(xiāo)量已經(jīng)達到11萬(wàn)臺，相比上一年增長(cháng)了4倍之多。激光顯示作為第四代顯示技術(shù)，在我國以中科院光電研究院為首提前20多年布局研發(fā)搶占先機，逐步引導了全球激光顯示技術(shù)的發(fā)展。在“中國制造2025“戰略推動(dòng)下，未來(lái)極有可能由中國品牌引領(lǐng)全球激光顯示產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新。
目前，微投影技術(shù)正在向著(zhù)光電集成芯片的方向發(fā)展，從而衍生出各式各樣的微投影集成顯示芯片，其中最常見(jiàn)的就包括：MEMS光掃描微投影、LCD（液晶微型投影技術(shù)）透射微投影、DLP（由德州儀器開(kāi)發(fā)的數字光學(xué)處理技術(shù)）以及LCoS（硅基液晶）反射式微投影 四種主要的顯示技術(shù)。
微視（MicroVision）發(fā)明的單個(gè)微型MEMS掃描鏡組件
從16年底，美國微視公司就與意法半導體（ST）宣布合作開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及推廣激光束掃描（LBS）技術(shù)，其中LBS解決方案開(kāi)發(fā)的內容就包括微型投影儀和平視顯示器（HUD）。目前，在微電機系統（MEMS）技術(shù)已經(jīng)在硅基片中構成了完整的微顯示器，無(wú)須再制造附加的上層結構。
MicroVision MEMS 掃描鏡結構與原理
MEMS掃描鏡內部構造
MEMS鏡組件中有一個(gè)反射鏡懸浮在常平架（Gimbal Frame）內，常平架上有一個(gè)微加工的通電線(xiàn)圈。MEMS裸片周?chē)惭b有永磁體，用于提供磁場(chǎng)。在MEMS鏡組件工作時(shí)，只要給MEMS線(xiàn)圈施加一個(gè)電流，就能在常平架上產(chǎn)生一個(gè)磁力扭矩，并沿旋轉軸的兩個(gè)方向產(chǎn)生分量。扭矩的兩個(gè)分量分別負責常平架?chē)@撓曲懸架旋轉和掃描鏡諧振模式振動(dòng)，通過(guò)水平和垂直波的簡(jiǎn)單疊加，從而使得MEMS鏡面產(chǎn)生雙軸轉動(dòng)。
紅、藍和綠色激光二極管與 MEMS掃描鏡集成在一起形成一個(gè)緊湊的彩色顯示引擎。其中，掃描鏡系統在設計中使用了MEMS和小型激光器。
PicoP激光束掃描技術(shù)工作原理
PicoP掃描技術(shù)的工作原理
當需要顯示某種顏色的單個(gè)像素時(shí)， 系統中的激光器會(huì )打開(kāi)。若由于圖像內容而不需使用三個(gè)激光器中的某一個(gè)時(shí)，可將其關(guān)閉，從而最大程度地減小功耗。
這個(gè)系統可以產(chǎn)生720p、1280×720的圖形顯示分辨率，亮度可達25lm，在1.1m的投影距離上可以形成對角線(xiàn)尺寸約為1m的圖像。因此這種設計具有功耗低和體積小的特點(diǎn)。使用激光光源的另外一個(gè)優(yōu)勢是，圖像在任何投影距離點(diǎn)都處于聚焦狀態(tài)，不需要任何調整。使用激光光源還能給顯示器提供很寬的色域，產(chǎn)生鮮艷生動(dòng)的顏色，如下圖中的CIE色度圖。
激光光源可以提供很寬的色域，并且能夠產(chǎn)生鮮艷的色彩。
顯示引擎與視頻和MEMS驅動(dòng)電路集成在一起。這種系統形成了PicoP掃描引擎。
PicoP掃描引擎由兩個(gè)單元組成：
- 一體化光電模塊（IPM）
- 電子平臺模塊（EPM）
在激光投影領(lǐng)域，索尼旗下就推出過(guò)一款混合光源1080p微型投影機，在之后又相繼推出面向家庭游戲主機用途的激光微型投影機MPCL1。在2014年2月，索尼公司就對外宣布正在研發(fā)一種高清分辨率的微型投影核心部件，該部件采用的正是美國MicroVision（MVIS）公司的PicoP移動(dòng)投影技術(shù)。
PicoP掃描引擎內部工作流程圖
二、全普光電MEMS微激光投影系統
從08年開(kāi)始，全譜光電就已經(jīng)與美國微視（Microvision）達成戰略合作，將MEMS微激光顯示系統的技術(shù)進(jìn)一步提升。
全譜光電所研發(fā)的MEMS微激光顯示模組，從起初的600x480分辨率、直至后來(lái)的960x640、1080x720，至今目前分辨率已達到1920x720，是現今市場(chǎng)上最具競爭力的微激光投影模組。
全普光電的MEMS微激光投影技術(shù)結構主要有兩大部分
一是由激光模組中的紅綠藍三基色（RGB）激光管通過(guò)內部光學(xué)系統產(chǎn)生一顏色光強可變且具有高度空間相關(guān)性的單像素點(diǎn)激光束，以實(shí)現無(wú)需調焦投影。
二是將單像素點(diǎn)激光束投射至同步掃描的雙軸MEMS微鏡上，利用像素陣列掃描模式的微鏡運動(dòng)將圖像一點(diǎn)一點(diǎn)地“畫(huà)”在投影屏上。
與傳統投影設備中的鹵化物燈相比，激光是一種非常高效的光源。激光投影系統的機械部件很少，激光束可以通過(guò)鏡面進(jìn)行偏轉，系統穩定性好。運行時(shí)間長(cháng)達1萬(wàn)多個(gè)小時(shí)。
各像素點(diǎn)激光的顏色及亮度受圖像信號調制，在每個(gè)像素點(diǎn)上可產(chǎn)生1600萬(wàn)種顏色（24位真彩）。這樣產(chǎn)生出來(lái)的圖像具有極其鮮亮的色彩。激光管可關(guān)可開(kāi)。這樣的系統功耗小且圖像對比度高。
單像素點(diǎn)光學(xué)系統的設計保證了激光束的高度空間相關(guān)性，所以投影出來(lái)的圖像總是聚焦的，清晰的。換言之，全普光電的MEMS微激光投影無(wú)需對焦。不管是以垂直或傾斜角度投影到平面上，還是投到任意三維體的表面，圖像都是清晰的，是真正意義上的隨時(shí)隨地，隨心所欲的投影技術(shù)。截至目前為止，市面上所有的投影設備當投影距離改變時(shí)都需要對焦，給便攜投影體驗帶來(lái)困擾。
全譜光電MEMS微激光投影技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：
結構簡(jiǎn)單、體積小，光路損耗?。s3%的損耗）、功耗低、色彩范圍廣、對比度大、分辨率高，無(wú)需對焦。
全譜投影系統搭載最先進(jìn)的MEMS微激光模組
三、光峰光電ALPD激光熒光顯示技術(shù)
ALPD是“Advanced Laser Phosphor Display” 的縮寫(xiě)，即為先進(jìn)的激光熒光顯示技術(shù)。ALPD用基于GaN藍光激光激發(fā)運動(dòng)的熒光材料來(lái)產(chǎn)生一種或多種基色用于圖像顯示，是高亮度圖像顯示的最關(guān)鍵核心技術(shù)。
傳統的圖像顯示設備采用HID等高亮度燈泡的光源來(lái)顯示彩色圖像，但這些燈泡都面臨壽命短，效率低，含有毒材料等缺點(diǎn)。自L(fǎng)ED發(fā)明以來(lái)，由于它的高效率和長(cháng)壽命，迅速在圖像顯示設備如電視上得到應用。但LED技術(shù)雖然不斷進(jìn)步，能提供較大的光通量，但受限于較大的光學(xué)擴展量，其亮度不能提供高亮度顯示的要求，甚至不如一些傳統高亮度燈泡，如傳統投影機用的高壓汞燈。而激光具有很好的方向性，激光光斑可聚焦成一個(gè)微?。ㄗ畹涂傻綆讉€(gè)微米直徑）的光斑，它的亮度不僅比LED有100~1，000倍的提升，比傳統的高亮度氙氣燈也有很大的提升。但其高昂的成本，低電光轉換效率及可靠性大大制約了激光在顯示領(lǐng)域的應用。
ALPD熒光激光技術(shù)在保留了傳統激光的固有高亮度的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)，采用了類(lèi)似主流LED照明和顯示的藍光加熒光材料的基礎技術(shù)路線(xiàn)，創(chuàng )新性的發(fā)明了遠程旋轉熒光器件，巧妙的解決了熒光轉換熱淬滅問(wèn)題，在高密度激光的激光激發(fā)下，仍然保持高轉化效率。同時(shí)采用GaN藍光激光和YAG及氮化物的熒光材料，有效的延續了LED的高可靠性和長(cháng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。ALPD激光光源同時(shí)具備了傳統激光和LED的優(yōu)點(diǎn)，又解決了兩者的缺點(diǎn)，是一種顛覆性的新品類(lèi)光源，是照明技術(shù)史上一次重大突破。
由于A(yíng)LPD的高亮度、長(cháng)壽命、優(yōu)畫(huà)質(zhì)及能耗比低的特點(diǎn)，ALPD技術(shù)為高亮度圖像顯示提供了一個(gè)有效的低成本，綠色環(huán)保以及長(cháng)壽命的解決方案，極大地推動(dòng)了高亮度圖像顯示的發(fā)展。
DLP背投系統常見(jiàn)光源對比
由于A(yíng)LPD技術(shù)在關(guān)鍵指標上的技術(shù)優(yōu)勢，ALPD技術(shù)已應用于各種高亮度的顯示產(chǎn)品中：
ALPD技術(shù)已被廣泛應用于投影機、大屏電視、數字影院等新的領(lǐng)域中
- 投影機： ALPD技術(shù)已被應用到投影機中，CASIO在2010年6月推出的XJ-A130已采用光峰光電的ALPD技術(shù)，此技術(shù)在投影機行業(yè)正在被迅速采用。
- 電視： ALPD技術(shù)在大屏幕電視中也被廣泛使用，2013年6月，韓國LG與光峰光電聯(lián)合開(kāi)發(fā)Hecto TV現采用ALPD技術(shù)，產(chǎn)品已引起廣泛的關(guān)注。
- 數字影院：ALPD技術(shù)已被應用于數字影院高亮度投影機，多款采用ALPD技術(shù)的高亮度的數字影院投影機正在開(kāi)發(fā)中。 ALPD技術(shù)以及由此衍生出來(lái)的技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成為高亮度顯示行業(yè)最重要的技術(shù)之一，且被不斷推廣并應用到新的領(lǐng)域之中。
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