微投影機LED、雷射驅動光源各有利弊

微投影光機核心技術發展日趨成熟，周邊廠商可以利用光機整合所需之微投影功能應用產品。AIPTEK

超可攜設備的設計目標，就是在最有限的體積中，塞入應有、甚至超越預期的應用功能。消費者一方面希望產品體積輕巧便於攜帶，但是一方面又希望螢幕尺寸能夠完整顯示充足資訊，但體積輕巧和螢幕寸尺恰好是產品設計上相悖的兩難，不過此一問題，在微投影技術逐漸成熟的情況下，提供小體積、大螢幕設計得以兩全的機會。

微投影技術持續發展，目前正朝極致微縮光機方向提升產品效能，但發展微投影光機設計的關鍵已不在成像設計方面，反而是如何在有限體積內提供高效投影光源，才是微投影光機能否有效微縮模組體積的關鍵。

微投影周邊技術越來越成熟，光機設計尺寸持續微縮，目前量產的3C產品中已有導入微投影光機模組的消費型數位相機、智慧型手機與行動投影機整產品，產品設計五花八門，但關鍵的微投影機設計方案卻在光機光源的設計方案中出現多種選項狀況。

不同光源選擇 光機成本與效能差異大

常見的微投影微縮光源方案，主流選項有雷射光源、LED光源兩種，兩種設計方案各有優劣。雷射光源技術關鍵優勢在於，雷射光在物理條件下具光效率高、應用免對焦優勢，實際個人使用上極為便利，雷射光源本身亦有極度微縮的整合設計條件，在光機設計可用雷射光束調變投射所需光色，簡化省略LED光源必備的光學透鏡系統，可大幅簡省光學材料製作成本與空間問題，亦可呼應微投影光機的「微縮」設計開發方向。

至於LED光源應用，基本關鍵優勢為低成本！LED的微投影光源設計方案在消費性電子產品中，光機的成本限制往往影響用戶是否採納該項設計方案的關鍵，因為LED成本相對較低也使得LED為光源的微投影光機設計，持續搶進微投影光機光源市場。但即便成本極低，但LED光源的微投影光機，也因為光機需搭配光學鏡片處理光型，投射時使用者還須調整對焦，使得其操作複雜度稍高，即便如此，但LED微投影光機整體模組成本相對較雷射微投影光機方案仍低，使得終端3C產品設計也較喜愛整合低成本的LED微投影光機模組。

基本上微投影機或是微投影光機的投映畫面品質，影響光機(Optical Engine)效能關鍵即投射光源的應用選擇，也因為微投影的設計方案主要與常規投影機幾乎相同，只是體積上的大幅微縮設計，為了成就投影畫面，微投影光機的關鍵設計區塊就是應用光源部分，光源的設計需要持續、穩定、高亮度表現的投射光源，但在維持高亮度的同時，也必須針對光機本身的功耗進行一定程度的控制與要求，避免微投影應用形成3C產品核心應用的耗用能源問題來源。

LED投影光源已獲改善 嵌入式光源亮度提升

早期微投影LED光源的設計方案中，因為LED元件的亮度提升效果相當有限，而且紅光LED/綠光LED兩者亮度提升效果有限，初期發展微投影的投影光機在技術門檻上較難跨越，尤其是因應高流明、低功耗要求，LED投映光源一直位有大幅改善突破，但現有LED元件製程已能大幅提升紅光、綠光輸出流明，初步已可滿足微投影光機的投射光源要求，另外針對LED光源進行亮度、驅動功耗等優化元件性能，LED光源在微投影應用已有後來居上態勢。

LED微投影光源應用的技術抬頭，相對於雷射微投影技術在光源的成本較高問題，遲遲未能有用量的的突破，在加上微縮的雷射投射光機製作良率仍須進一步改善，在成本與良率兩個問題上，相較LED光源的低成本攻勢，即便雷射光譏為核心的微投影映技術在免對焦、免光學鏡片模組、體積更小等優勢上勝過LED光源架構的微投影光機設計，在導入實際3C產品整合設計步調中仍小輸LED光源架構的微投影解決方案。

微投影雷射光源方案先進 然安全性與成本瓶頸待突破

但目前雷射光源微投影應用解決方案，其實在技術更為先進完整，因為雷射光源本身就無對焦問題，在進行微投影應用時投映化面的彩度、對比、畫面精細效果遠勝於LED光源表現，即便現在觀察雷射光源微投影解決方案成本較高，但在高階行動投影機應用產品上在體積更小、畫質表現更優異的雷射光源微投影解決方案仍未有退讓之勢，反而積極持續優化解決方案成本問題，持續改善產品的成本架構，積極迎戰LED光源之微投影解決方案。

而雷射投影微投影光機的投影品質優勢，其使用關鍵在於導入微機電MEMS的畫面投映技術，利用類似DLP的多鏡片MEMS微機電控制機制，將雷射色光直節利用MEMS鏡片進行偏向掃描與投映，設計原理算是十分先進，實際的畫面投映效果也令人驚豔，比較可惜的是技術定位較高端，在持續壓縮產品成本結構仍有蠻大的努力空間。

而在雷射光源微投影光機方面，現在一大利多資訊是OSRAM、EpiCrystal及Corning等大廠綠光雷射二極體積極投產後，可帶動更輕、更薄、能源效率更高的光機發展開發基礎更趨完整，微機電MEMS雷射微投影光機模組才能更能滿足導入智慧型手機、平板電腦等行動產品所需的微縮尺寸。

而直接放射之綠光雷射二極體關鍵組件業者導入量產，這將有助於改善雷射光源微投影光機的成本結構，在目前設計方案採用綠光雷射的微投影機設計方案，早已可將光機厚度優化至6~7mm，光機體積薄化、同時兼具投射高解析度畫面的規格要求，這也相對增加了行動裝置製造商導入嵌入式光機設計方案誘因。

現採行紅/綠/藍雷射光源的微投影光機方案、搭配微機電MEMS矽掃描鏡技術，已能在光機僅6cc體積達到極致微縮設計，這幾乎是LED光源微投影光機方案再縮小2成的體積水準，光機具備SVGA(800 × 600)輸出畫質。甚至數位光源處理(DLP)、矽基液晶(LCoS)微投影機技術陣營，也開始嘗試導入雷射光源整合光機設計，而這些微投影設計方案整合雷射光源的直接優勢，即光機尺寸還可在大幅簡省，甚至投映的亮度、對比、畫面解析度都能獲得改善。但即便雷射二極體各大廠積極投產，但其成本仍未能達到接近LED光源微投影解決方案水準，另雷射光源仍有使用安全、光斑問題未解，而微機電導向雷射光束偏向的設計方案，仍須搭配多種光學掃描補償技術整合，才能有更好的投映效果，雷射光源的微投影成像方案仍須持續改善設計架構。

而在LED光源的微投影光機陣營也不示弱，LED大廠紛紛開發嵌入式LED光源解決方案，利用InGaAlP(磷化銦鎵鋁)薄膜晶片、綠色磷粉體設計方案，已可在嵌入式微投影機所應用升級行10~15lm/W光電轉換效率的光機投映效果，可在維持有限尺寸前提下產生近300流明畫面投射亮度。

而在嵌入式LED光源技術改善，以往微投影光機所使用的LED光源，因為綠光LED的效率較低落，為了讓投映畫面有一致水準，整體LED光源微投影光機卻要因為綠光限制降低整體投映亮度，導致畫質無法持續提升問題。現有嵌入式LED設計方案，將綠光輸出改利用藍光高效率輸出搭配磷粉光色微調模擬的綠光輸出，使LED光機輸出不需受限綠光輸出亮度限制而限縮產品使用效能，在光機性能提升、光機成本更低廉、光機尺寸持續微縮等改善下，也讓LED光源微投影解決方案持續改善，成為現有嵌入式投影光機的熱門選項。