投影手机能否试水成功？需先跨越四座技术大山

投影手机能否试水成功？需先跨越四座技术大山
时间：2009-11-20 09:21:58 来源：国际电子商情 作者：深圳市半导体行业协会产业调研组刘辉

乔布斯坚持：“苹果的产品必须持续使人惊喜”，那下一个惊喜是什么? 会是业界传出的下一代iPhone上要加入的投影功能吗？由于键盘小和屏幕小，输入和输出不方便一直是手机的先天性限制。苹果iPhone采用触摸输入，大大简化了手机的输入和操控问题，在自己大获成功的同时，也造就了触摸输入的迅速流行。投影作为非常简便的输出技术，能否重复触摸输入在手机上的成功？

除了苹果的传闻外，业界巨头诺基亚已经宣称要推出投影手机，和上一次对触摸功能的反应速度相比，这一次诺基亚快了很多。三星公司更是已经推出了投影手机 W7900，投影面积可达50英寸。国内手机制造商盛泰和微投影光学引擎提供商深圳红蝶科技也合作推出了投影手机E1000，该款手机在08年天津手机展上亮相后，今年已经小批量生产了几K试水国外市场。深圳中电数码科技有限公司的概念投影手机LitPhone也在2009年4月份的香港电子展上初次亮相。


投影手机前的四座大山


随着国内外手机厂商纷纷跟进，业界已经把投影当作手机下一个标配功能而给予厚望，希望它可以重复拍照功能进入手机时的轨迹，但调查公司iSuppli提供的数据显示：2009年，全世界微投影手机的出货量不会超过50K。 iSuppli预测到2013年，微投影手机的出货量将超过300万台，虽然4年时间成长60倍，但和每年超过十几亿的手机出货量比较，显然谈不上标配。


业内厂商也显得比较谨慎，例如台湾微投影引擎制造商扬明光学在09年8月就大幅向下修正了微投影模组的出货比重，由2月预估的占2009年销售额19%下调到5%。而此前因为和投影手机扯上关系，扬明光学的股票曾一度高涨。投身微型投影研发两年多的深圳中电数码，也将09年微投产品出货量目标由60k调整为 30k。


哪些因素影响了微投影进入手机成为标配？成本、功耗、亮度和散热成为横亘在投影手机面前的四座大山。成本问题首当其冲，即使采用相对较为便宜的LCos技术，无论是3lm还是7lm亮度，增加的成本都超过30美元，而采用DLP技术的三星手机加入微投影功能的成本据估计在 85-100美元之间。这样的成本目前只有高端手机可以承载，因此盛泰选择了在海外市场试水。


如何破解成本困局？


那么如何降成本？谈到这个问题，我们先细数一下微投影市场的技术提供商群落。目前微投影主要分为三大阵营：TI独家的数字光处理(DLP)阵营，3M、奇景光电(HIMAX)等支持的硅基液晶(LCos)阵营，以及Microvision支持的以激光为光源的激光微投影阵营。由于安全性和成本限制了激光投影技术的发展，DLP和LCos是目前的两大主流技术。


由于DLP是TI公司独有的技术，该技术的降价动力不足；而掌握LCos面板技术的公司则相对较多，包括台湾奇景光电，美国Displaytech和Aurora公司等，竞争之下，成本的下降会更迅速。深圳红蝶科技产品经理李红宁表示：“相比去年，LCos光学引擎的成本已经下降了一半，而且这种趋势仍在继续。”由于成本低， LCos技术被很多企业尤其是中国大陆众多山寨厂商看中，LCos阵营的发展势头不错。受LCos影响，多家微投影产品制造商都表示，以前不那么容易打交道的TI已经开始主动和他们接触。相比LCos的成本优势，DLP有其技术优势，目前在亮度、分辨率、色彩、功耗方面都略好于LCOS技术。


由于对成本不太敏感，品牌号召力较大的手机厂商比如三星、Nokia、LG、苹果等目前主要采用性能更好的DLP技术，三星自不必说，其出货的投影手机 W7900采用的就是DLP技术，售价高达700美元，而TI和富士康也就DLP技术展开了紧密的合作，富士康则是苹果iPhone的制造商。而以盛泰为代表的弱势品牌或者山寨厂商则更青睐采用LCos技术，因为该技术成本较低、降价空间较大，更容易被大众市场接受。目前LCos技术的成本为30多美元，如果能够再降低一半到达100元人民币，预计会被更多普通消费者接受。


解决亮度、功耗与散热有赖于提高效率


亮度和功耗这对矛盾体则是第二个限制微投影市场起飞的因素，比如采用DLP技术的三星W7900手机，仅实现了7lm的亮度，而采用LCos技术的盛泰E1000投影手机亮度则更低，只有5lm。


即便这样，盛泰E1000手机单投影模块的功耗就将达到2.6W，如果再加上收看移动电视所需的CMMB模块的0.8W功耗，整个的使用功耗将达到接近 4W，使用通常的1,300mAh手机电池，只能支持小于一个小时的节目播放时间——即便是如此短的使用时间，也已经为迁就功耗降低了亮度，因为 7-10lm的亮度提供给用户的观赏体验是不足够的。针对不同应用，目前微投影的亮度基本上按照以下几个标准来划分：5lm以下用于玩具、10-30lm 用于个人娱乐、30lm以上才可用于商务。下一步，20lm应该是手机等手持设备中投影功能比较合适具备的一个亮度，但现在十几W的功耗对于手机来讲过高。


那么如何降低功耗或者在不提高功耗的情况下提高亮度呢？关键在于提高整个微投影系统的效率。现在无论是采用DLP还是LCos 技术的微投影都使用LED光源，由俗称光机的光学引擎和视频处理电路两部分组成微投影系统。要提高微投影系统的效率就要提高光机效率、电路效率和采用更高发光效率LED。


电路效率主要是LED光源的驱动效率，目前采用安森美、Zetex等公司的LED驱动IC，效率可以达到90%，提高空间并不大。LED发光效率和光机效率对整个系统效率的影响最大。在目前商用的LED中，美国Cree公司效率最高的XLamp LED的发光效率是139lm/W。中电数码的梁志君表示：“单颗LED的光效最初以每年30%的速度提高，现在估计每年在10%左右。”回顾一下高功率白光LED的发展历史，从2004年到2008年，效率由约30lm/W提高到了截至2008年年底Cree发布的尚未商用的161lm/W。


关于光机效率，目前普遍的光机中光学系统的效率在10%左右。梁志君介绍：LCos光学系统的效率比半年前又增加了15-20%。光学系统的效率提高依赖于光学设计与镀膜技术，国内的包括台湾杨明光电、香港的iView、大陆深圳的红蝶科技在光学技术方面有一定的积累，其中iView在LCOS光学设计的领先得到业界认可。镀膜技术主要依赖于美国3M公司。


如果我们假设三年后Cree目前业界最高的161lm/W的LED可以实现量产，而假设光学系统的效率按照目前的速度可以提高到15%以上的话，功耗问题将比现在大为改观，如果和现有微投影手机保持相同亮度，使用时间可以延长60%以上。


和功耗相关的还有电池问题，如果在未来可以出现安全的大容量电池，功耗对整个微投影系统的影响也可以被抵消很多。目前1,800mAh以上的电池的稳定性和安全性还存在问题。


还有就是散热。手机等设备的外壳温度控制在40-42摄氏度是可以接受的，据测试如果温度超过45摄氏度的话，就会烫手。中电数码的7lm手机样机，在使用风扇的情况下可以解决散热问题，控制温度在40-42摄氏度以下，而红蝶科技和盛泰合作开发的手机虽然不需要风扇散热，但亮度只达到3-5lm。散热除了影响到用户体验，也是目前手机中投影的亮度不能做高的重要原因，散热问题和系统的散热设计相关，也和整个系统的效率密切相关，效率低才会有更多的能量转化为热量。如果系统的效率可以提高，散热问题也会得到相应的改善。


投影成为手机标配，前路依然漫漫


综合以上各个因素，从目前来看，1-2年内微投影功能可能还只是某些高端手机的专利，而且低于10lm的亮度也远远谈不上用户体验良好。不过也不必过于悲观，拍照功能刚进入手机时，一代机王售价高达4,000元的诺基亚6300也只是具备了今天看起来不值一提的30万像素摄像头。今天，即使在几百元的山寨手机上，130万或者更高像素摄像头也很常见。


微投影功能可以实现通过小设备观看大屏幕的用户体验，这确实是消费者都渴望实现的功能。因此，价格和技术上的进一步突破成为该功能进入手机成为标配的关键。不过和拍照功能进入手机所要克服的问题比较，加入微投影功能要克服的问题会更复杂，LED本身发光效率提高、光学系统效率提高对业界来说都是相当巨大的考验，因此从出现到普及历经的时间也会更加漫长。