微型投影儀

微型投影儀

便攜化的将圖像或視頻投射到幕布上的設備
微型投影儀又稱口袋式投影、TRT-3M便攜式投影機,主要通過3M LCOS RGB三色投影光機和720P片解碼技TRT國内首款觸摸頻顯投影儀術,把傳統龐大的投影機精巧化、便攜化、微小化、娛樂化、實用化,使投影技術更加貼近生活和娛樂。具有商務辦公、教學、出差業務、個人娛樂、代替電視等功能。
  • 中文名:微型投影儀
  • 外文名:Mini-projector
  • 用途:
  • 其他外文名:口袋式投影、TRT-3M便攜式投影機
  • 特點::便攜、實用
  • 運用學科:光學

簡介

通常對該投影機對2個方面有一定的限制:

a)、尺寸: 通常尺寸為手機大小。

b)、電池續航:要求在不接電情況下至少有1-2個小時或以上的續航時間。

此外,其一般重量不會超過0.2Kg,有些甚至還不需要風扇散熱或超小靜音風扇散熱。可以随身攜帶(可放入口袋),屏幕可以投影至40-50寸或以上,因此,有時我們也會稱之為微型投影機或口袋投影機。

2010年瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)附屬Lemoptix公司與馬赫·卡亞實驗室合作,也開發出一種微型投影儀,這種未來型投影儀的放映頭僅有1立方厘米,整機比一張信用卡還小。其能安裝在便攜式計算機、手機甚至MP3播放器上。 Lemoptix公司技術總監尼古拉斯·阿貝勒說,這種微型投影儀于2010年9月初完成開發。

分類

因此,手持投影機可以從2個方面進行分類: 1、從光源的角度分類,微型投影可分為LED和激光光源。 2、從顯示芯片角度分,可分為LCoS技術以及DLP技術,其中LCoS對色彩的實現方式又分為色序型以及彩色濾光型2種方式。   

手持投影機按照多媒體影音解碼和内存裝置功能商進行分類分為兩類:

分多媒體式:多媒體式則是本機自帶内存儲存空間甚至可以擴展,并且可自動影音解碼播放影音文件。 

非多媒體式:非多媒體式則是與傳統機相似,必須要與電腦鍊接即可投放。 

工作原理

大家如果對投影機有所了解,應該都知道投影機主要的工作原理都是由光源發出光,通過一系列的光學照明系統,将光源的光均勻的照射到顯示芯片上,而信号通過電路系統在顯示芯片上實現色階以及灰階,顯示出圖像,此後由投影前端的投影鏡頭将顯示芯片上的圖象放大投射到相應的屏幕上。在投影系統裡面,光學主要分為成像光學系以及照明光學系,而其中最為關鍵的元器件則為顯示芯片以及照明組件(即光源)。

技術

 

技術指标

a)、尺寸TRT-725

b)、光電效率:單位功耗(每瓦)能輸出的光通量(流明) 

該指标是微型投影很重要一個指标,作為普通投影機,由于有電源供電,一般亮度為其非常重要指标,而微型投影,由于要兼顧亮度,電池續航,散熱等等系統問題,因此,不簡單将亮度而将亮度效率作為其關鍵指标。 

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

d)、色純度:色彩表現力的指标,通常國際上有NTSC的色域範圍衡量。

e)、對比度:衡量圖像易分辨力的指标(簡單定義顯示的亮态暗态比值) 。

主要技術

DLP技術

作為掌上投影機(mini-projector)的主要推動者,TI公司在手持投影(pico-projector)上也下足了力度,自2008年以來,最近DLP也推出了其最新一代的DMD芯片。 

目前,在全世界,僅有美國德州儀器(TI)能夠提供商品化的DMD芯片産品,其原理主要是通過對微反射鏡的控制,達到對光進行開關,從而實現對色階以及灰階的,在小小的DMD芯片上,擁有近百萬個比頭發絲還細微型的小反射鏡。

LCoS技術 

與DLP技術由TI一家公司壟斷相比,LCoS的芯片商相對來說就比較多,例如Himax,Displaytech(Micron),Syndiant等等。此外LCoS技術平台比DLP開放許多,相對來說發展潛力更大。作為LCoS技術,其主要顯像原理類似與液晶LCD,也是通過微電路控制電壓,使液晶發生扭轉,通過液晶對偏振光的控制,打到對光進行開關,從而實現色階以及灰階。LCoS(Liquid Crystal on Silicon)與液晶不同之處在于其本身是反射進行光控制,而液晶是透射光控制,這樣LCoS本身從技術理論上開口率就要大于液晶。 

作為LCoS技術,從08年開始發展到現在,也有當初的彩色濾光型(Color Filter)發展為目前的色序型(Color Sequential),其色彩表現力以及光利用效率都得到了大幅提升,目前色序型已經成為LCoS主流技術。 

談到LCoS技術,不得不提一下3M公司,作為全世界第一個發布光學引擎的3M公司同樣是一家世界500強企業,其企業文化就以創新而著名,在顯示技術領域,從投影儀的發明到08年推出全球首款光學引擎,3M公司也成為LCoS技術的一面大旗。此外,由于3M公司在液晶偏振光控制上的長期的技術領先,其本身又開發出一種偏振控制膜,利用該膜制成的PBS(Polarizing Beam Splitter)偏振控光元器件,可以使同性能的LCoS光引擎減少體積30%以上,工藝複雜性大大降低,此外,與普通LCoS光引擎相比,還可以将對比度大幅提高。

技術優劣

DLP技術與LCoS技術比較 

說起DLP技術與LCoS的技術優劣,其實,在目前使用的會議室(教育)商用投影機,就有關于DLP技術與LCoS技術之争,當然作為微型投影,雖然大緻的原理類似,但由于實現方式略有不同,還是有些不一樣,下面也會從前述的幾個技術指标上進行一一作詳細比較。 

a)、尺寸: 

就目前而言,2種技術最終實現的産品尺寸都基本相同,沒有太大的區别。從芯片角度上來看,由于液晶産業的蓬勃發展,LCoS的實現主要是标準液晶封裝工藝,大緻通過一些ITO玻璃印刷實現電路,而DLP的微反射鏡陣列其實現方式是機械實現,每個微反射鏡像素下有非常複雜的機械結構,因此,像素點距的減小對工藝提高要求非常高。難度相對要比LCoS實現大很多。 

b)、光電效率: 

目前,2種技術實現的亮度效率大緻相同,每瓦的光輸出7,8個流明。但是從2種技術本身上看,LCoS對信号的要求可以直接由電路接入,而DLP由于是由機械方式實現,在載有DMD芯片的主闆上,還有相應的處理器(Processor)以及内存(Memory),這部分的功耗在光引擎整體中永遠無法避免,可以認為是DLP技術在效率上的一個缺點,特别是在手持投影整體系統中,如果再考慮散熱問題,LCoS芯片優勢更明顯。相對而言,LCoS的功耗可以做到小于0.1W,從長遠來看,LCoS也會有一定的優勢。 

c)、分辨率: 

與尺寸相同,DLP在同樣大小的芯片上要實現分辨率的提高,同樣是對工藝要求非常高,從第一代的DLP光引擎可以看到,320×480的分辨率已經落後與LCoS的640×480,雖然在第二代推出了800×480的芯片,但還是落後于LCoS技術,純粹技術上看,發展前景LCoS要比DLP好。 

d)、色純度: 

LCoS通過技術進步,目前通過色序型實現,理論上的實現發式已基本一緻,因此色純度上已經基本一緻,都已經高于目前顯示器以及電視。 

e)、對比度: 

DLP是通過微反射鏡反射,而LCoS則是通過液晶扭轉實現光開關,在開光完全上,液晶一直就存在暗态漏光問題,與傳統商務投影機類似,DLP在對比度上的優勢在微型投影上依舊存在,但由于在實際使用環境中,由于外界光對對比度影響對微型投影更大,因此,DLP在對比度上的優勢相對與其商務投影機來說也相應削弱。另外,前面提到的3M公司的特殊PBS材料,其對比度也能做到250:1,與DLP技術的500:1即使在全黑外界環境下,也應該說差距不大了。 

f)、産業: 

DLP由于是Ti一家公司獨有技術,因此,産業不确定性較大,相對于LCoS幾家争鳴來比,以及将來技術上看,LCoS由于其特有的半導體産業基礎,将來應該也會大有作為。 

綜上所述,筆者認為長遠來看,如果Ti公司沒有重大的技術突破或較好的市場策略,在将來,随着微型投影産業的井噴,LCoS會比DLP技術占有優勢,就目前使用特殊偏振光控制膜的LCoS光引擎在性能上已經比DLP略勝一籌,随着技術的進步,相信作為一個更加開放的LCoS平台,一定會有不錯的表現。

LED光源以及激光光源 

近年來,LED光源技術迅速發展,在照明、家電、IT産品、行業設備裡中使用越來越廣泛,不僅改善了産品的性能,更為節能環保做出了貢獻。對于投影機而言,随着LED光源技術的提升,它也将迎來一個新的産業應用。 

a)、LED光源 

LED(Light Emitting Diode),發光二極管,簡稱LED,是一種能夠直接把電能轉化為可見光的固态半導體器件。它具有易控制、低壓直流驅動、組合後色彩表現豐富、使用壽命長等優點,以往被廣泛應用于城市工程、大屏幕顯示系統中,目前在液晶顯示器,液晶電視中已經得到廣泛采用。特别在LED進入液晶電視應用以後,随着LED産業在顯示領域壯大,LED的發展也遵循着大家熟知的摩爾定律,成幾何式的發展,成本,效率,産業鍊,等等,等等各個方面,已經非常成熟,相信在微型投影行業裡,也将大放光芒! 

b)、激光光源 

作為手持投影光源技術的另外一種,Microvision公司是該技術的主要代表公司,于09年推出了激光光源的微型投影儀。 

就激光光源來看,其成像效果上,整體感覺要比LED光源方式實現的目前大部分投影儀都要好,但其同樣存在成像散斑的問題。此外,高額的成本成為了制約其商業化的主要瓶頸。再則,由于激光本身對人眼的安全性問題,在微型投影主要的消費電子市場,其推廣難度也可想而知。整體上來看,激光光源在成 本上沒有大幅下降的情況下,短期前景無法與LED光源相提并論。 

在上面的介紹中已經可以看到,LED在成本,産業化,安全性,産業鍊等等方面都有激光無可比拟的優勢,這些優勢在目前LED迅猛發展的短期内筆者認為激光難以逾越,但作為激光,成像質量上的優勢以及可以自動聚焦功能,期待其在不久的将來,能有更大的突破。 

用途

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)附屬Lemoptix公司與馬赫·卡亞實驗室合作開發的“微型投影儀”,比信用卡還小,用途廣泛。根據目前的方案,這種新型投影儀将在2011年可用于工業用途,如汽車行業或劇院,随後将進入消費電子市場。 

該微型投影儀能将文檔和錄像投影在一面牆上,與目前流行的固定投影儀一樣。打開投影儀,就能看到高質量的畫面。通過改變投影儀和投影片表面的距離,圖像大小也能做簡單的調整,調整後的畫面仍然保持清晰。 

微型投影儀的另一個優勢是耗電少,比目前市場流行的matrix或LED技術的投影儀平均降低30%。其最小工作距離為50厘米。Lemoptix公司還設計了一個互動式版本:使人們能觸摸播放的影像,進行縮放或改變屏幕。 

EPFL研究總監馬赫·卡亞解釋了系統的微電子部分。他說,微電子機械系統(MEMS)僅僅是個開始,為下一代光學材料提供實驗陣地。該微型投影儀就是使用了一種不到1毫米厚的微型鏡,放置在一個矽盤上,它們能反射紅、藍和綠色激光束。設備還使用了一個3毫米×3毫米的微型玻璃盒,它振動得非常快,光束能以每秒2萬次的速度掃描物體表面。8月份時,馬赫·卡亞小組首次生成了達到VGA解析度(640×480像素)的彩色圖像。 

研究小組還改進了光學頭結構,使它在容納激光源和MEMS鏡方面更加先進,降低了整個設備的體積和耗電量。改進後的亮度和對比度能替代LCD屏幕。 

研究人員表示,這些技術在市場上有許多競争優勢。這種微型元件能被數以萬計地進行批量制造,且成本低廉。到2011年底,設備将被開發用于工業用途。比如用于汽車制造,直接在擋風玻璃上播放速度、GPS信息等;醫療技術公司也可以用這種投影儀技術直接播放手術信息,外科醫生就不必擡起頭來看屏幕。

趨勢

從目前來看手持投影,在其應用上大部分還是以單機應用為主,基本的應用基本上都以MP3/MP4作為娛樂方面,PDF/PPT演示等作為商務方面應用,在最近的CES上又看到内嵌入手機的微型投影産品,作為将來的發展方向,以手機本身的市場容量,微型投影必定會在這裡大放異彩,此外筆記本上的微型投影,不帶屏幕的微型投影電腦以及許多目前僅僅在電源中看到的應用等等等等,都會成為微型投影技術綻放光彩的舞台。

手持投影,自21世紀開始,就有科學家以及一些大公司開始研究,作為投影産業的一個分支,其意義對于投影産業是非常巨大的。現如今,我們已經看到手持投影在單機消費電子上的許多應用,各家投影廠商也随之重磅出擊,應該說手持投影時代已經來臨,相信随着将來的内嵌式手持投影産品的越來越多面世,手持投影的将來一定更加光明,投影産業也将成為繼液晶産業後顯示領域的一個新熱點。

代表

3M LCOS RGB三色微型投影

相對于往年傳統投影儀占據市場的主導消費地位來看,投影儀市場發生了一些變化,傳統投影儀不再那麼熱銷,體積大,價格相對昂貴,後期維護費用大,使其使用的局限性突出。

而最新一代高清微型投影儀因為方便攜帶,畫質清晰,免後期維護費用而備受青睐,逐漸成為了一種日常電子消費品。

上海環球資源采購交易會專注展示中國及亞洲區電子産品,雲集數百家來自中國大陸、香港、台灣地區及亞洲其他主要供貨市場極富經驗的優質供應商,展會設立500多個展位,展品範圍涵蓋消費類電子産品,通信無線産品,全球定位系統等諸多領域,屆時,很多商家都将展出最新的優質電子産品。

特别是3M公司最新發布的光機, 将RGB三色投影技術運用在微型投影儀上,使其投影效果得到跳躍性的提升,越來越多的消費者趨向選擇這種新型的便捷型産品。

上海展會的相關負責人王先生預測說:環球電子展的熱點會集中在環保,節能,低碳的主題上,受世界杯的影響,一些應用先進技術的微投産品或家用電器會受到青睐。

深圳泰達日晶科技有限公司研發生産的微型投影儀,均采用的是3m公司最新的RGB三色投影技術的光機,其具有便攜性強,功耗低,清晰度高的特點,引起了衆多采購商的關注。  深圳市泰達日晶科技負責人夏先生,對此次參展的效果很有信心,并介紹在今年4月份在香港2010環球資源香港展上,深圳泰達日晶科技就推出了數款自主研發的新型微型投影儀,特别是RGB三色投影技術的微型投影儀,區别于目前市面上常見的白光投影光機,其投影亮度更高,色彩更鮮豔逼真,将微型投影儀真正的成為大衆消費品,展現出了革命性的成果,其投影效果已完全能滿足一般商務、家用高清視頻大畫面的要求。

泰達日晶演示了其中一款型号為TRT-723W的微型投影儀(LcoS RGB三色光源),在1米左右的距離輕松就能投出60英寸高清的大畫面,打在普通白牆上其畫面完全不遜色高清背投,但其機身僅是60英寸背投的百分之一,價格也隻是一款普通大背投的10%左右,的确相當有市場潛力。

使用維護

1、 打開反射鏡蓋輕輕開至最大的角度。動作太大就會損壞投影蓋,導緻微型投影儀無法使用。 

2、打開電源開關,此時燈泡應點亮,風扇應轉動(用手在微型投影儀出風口感覺出風情況或聽聲音來判斷),如風扇不轉,應該立即關閉電源停止使用。

3、打開微型投影櫃,輕放櫃蓋。使微型投影儀和銀幕的距離保持在1.5—2米。在确定所有操作開關處于關閉狀态後,接通電源。

4、掰住支撐杆托架(卡子),扶着支撐杆推至于投影面垂直,此時會有“卡它”聲,表明支撐杆已經到位。注意動作不能猛烈。

5、調整反射鏡、調焦旋鈕、色邊調整旋鈕,最終在銀幕上得到清晰的白色亮面。

6、在投影台上放置投影片,調整調焦旋鈕,使銀幕圖象清晰。(使用帶藥面的投影片時,應使藥膜面朝上)

7、使用完畢後關閉電源開關。一手扶住支撐杆,一手扒起支撐杆插銷,然後慢慢放下支撐杆至支撐杆托架(卡子)上固定。

8、蓋好防塵罩,把電源線收至櫃内,關好門。 

強大功能

微型投影儀沖擊幾大領域

1、完全取代MP5播放器,視頻、讀辦公軟件(PPT,WORD,EXCEL),聽歌曲、玩遊戲、電子書、圖片浏覽等,MP5視頻受物理性能影響,屏幕不能再大,而這個東西屏幕最少30英寸。 

2、商務辦公:代替大型的投影儀,公司開會用途功能;大型的投影儀價格是4000到14000,燈泡壽命1000多個小時,不方便攜帶,微型投影儀,價格在3000塊錢左右,燈泡壽命30000個小時,3年時間不需要換燈泡,方便攜帶,業務員要演示新産品隻需要帶上微型投影儀,即可以達到演示效果。

3、業務出差所用,由于微型投影儀強大的解碼能力,自帶内存和電池,能讀辦公軟件和圖片,PPT等功能,老闆出差直接把資料拷在裡邊,演示給客戶講解公司的産品等。

4、代替電視功能,直接連接機頂盒放電視,白天當30英寸的電視看,晚上當80—100英寸的電視,達到家庭影院效果;方便移動,突破傳統的影視空間,即使你在山上,也同樣可以和戀人分享今天的電視劇、電影、MTV。

5、教學:培訓會議,課堂教學;傳統投影儀不易攜帶,學校教室裡由于學生的頑皮,投影儀放在教室裡不安全,容易被學生弄壞,微型投影儀的便攜性彌補了教學空缺,以後老師講課隻需要把資料存放在投影儀裡就可以展示給學生教學,省去了課本和用鋼筆、粉筆手寫的麻煩。

 微型投影儀家庭影院效果,已經占據了50%的家庭影院市場份額,從2009年到2010年在短短一年時間裡,投影向家庭影院進軍的勢力已經擊敗了彩電占據了市場巅峰,特别是它所獨具CMMB功能和接機頂盒直接看電視的功能,加工内置存儲,可以下載網絡最新電影和聽歌等功能,已經是彩電無法取代的了,微型投影儀必将占據未來家庭影院市場。

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