微型投影光學引擎是光學，結(jié)構(gòu)和電子的綜合技術，其中顯示芯片和光源是技術路線上需要重點考慮的，這兩項無論在成本中所占比例，還是對于最終光學引擎的性能的重要性，都是其他部件無法相比的。目前的微型投影的技術介紹中，常常片面的強調(diào)某些技術或者性能的優(yōu)點，而不去談整體性能的平衡，這是對于最終用戶的誤導，本文將對顯示芯片和投影光源這兩項技術在微型投影引擎中的性能做一個全面性的概述，幫助最終用戶對于微型投影引擎技術有一個全面的了解。

　　一 顯示芯片

　　目前在微型投影中主流的應用是LCOS和DMD顯示芯片，美國德州儀器公司（TI）擁有很多DMD芯片的專利技術，目前僅有TI能夠提供商品化的產(chǎn)品。LCOS芯片的來源相對較多，如Himax，Displaytech，Syndiant等，LCOS芯片還分為彩色濾光片型（color filter）和色彩時序型(color sequential)。由于目前主流的技術應用都是基于色彩時序型LCOS和LED，以下的顯示芯片的性能討論主要基于LED和色彩時序型的LCOS。

　　1 亮度效率

　　微型投影引擎主要應用于便攜移動設備中，引擎的亮度必須基于給定的整體功率，即亮度效率。

　　LCOS技術需要使用偏振光源，而LED是一種非偏振光源，因此需要將其轉(zhuǎn)換為偏振光后才能使用。在采用偏振回收的情況下，LCOS光引擎中一般仍有30%到40%的光無法被轉(zhuǎn)換成需要的偏振光而被浪費掉。DLP技術使用非偏振光就可以，在整體的光能的利用率上要高于LCOS技術。

　　同時必須注意到，LCOS的顯示芯片和驅(qū)動芯片的功耗要遠低于DLP技術所采用的DMD顯示芯片及其驅(qū)動芯片。因此，在相同的整體功耗情況下，LCOS光機將更多的功耗消耗在LED上，而DLP光機將更多的功耗消耗在DMD芯片和驅(qū)動芯片上。

　　就目前看到的整體功耗在2-2.5W的LCOS和DLP光學引擎中，整體的亮度效率是基本相當?shù)摹?

　　2 分辨率

　　LCOS技術毫無疑問在分辨率方面要優(yōu)于DMD技術。由于采用標準的CMOS和液晶封裝工藝，LCOS芯片的像素尺寸都小于10微米，每個像素尺寸小于5微米也是很容易達到的，即可以在0.45英寸的芯片上實現(xiàn)1920×1080的高清顯示。而且，由于像素之間的間隔可以做到很小，像素尺寸達到5微米時仍可以有很高的開口率。

　　DMD技術在相同芯片尺寸上提高分辨率面臨諸多技術難題。首先，更小的像素需要更小的運動部件，芯片的良率將會進一步的下降。其次，更多的像素將使其顯示芯片及驅(qū)動芯片的功耗進一步增加。最后，在像素間隔難以減小的情況下，其開口率的減小將減小光學效率。就目前來看，DMD芯片一般采用Wobulation技術來提高分辨率且降低芯片成本，即采用菱形排布方式用一半的實際像素抖動插值得到更高的分辨率。

　　3 色純度

　　由于采用相同的色彩時序法，LCOS和DLP光引擎在色純度上沒有本質(zhì)性的區(qū)別。當然，這兩種光引擎也都可以采用一些技術方法去降低色純度而獲得更高的亮度效率。

　　4 對比度

　　由于采用的光學元件較少，DLP光引擎在對比度上要優(yōu)于LCOS光引擎。全黑全白對比度上，DLP光引擎一般可以做到500：1 ，LCOS光引擎可以做到250：1 。

　　但在實際使用中，除非是在一個全黑的空間中，這個差別是無關重要的。例如，對于一個10lm的投影引擎，當投影到一個20寸的屏幕上時，白場的照度是80Lux，DLP的暗場照度為0.16Lux，LCOS的暗場照度為0.32Lux。假設在開一盞燈的情況下，燈對墻面的照度為5Lux。這時，實際看到的對比度分別是16.5：1 和16：1，顯然差別是非常小的。

　　5 可靠性

　　DLP技術已經(jīng)在大的投影顯示中已經(jīng)有較長時間的應用，無論TI公司公布的實驗數(shù)據(jù)和實際應用都顯示其芯片能夠滿足移動設備所需要的幾千小時的壽命。

　　LCOS雖然在大尺寸投影顯示中沒有DLP技術應用那么多，僅僅在背投影顯示中有過一些量產(chǎn)，但Displaytech公司的芯片在移動設備中已經(jīng)有過大量的應用。注意到微型投影引擎的亮度輸出一般都是在10lm左右，對比背投顯示的300lm和前投影顯示的1000-3000lm，目前的亮度對于LCOS芯片的可靠性影響是幾乎可以忽略不計的。

　　二 光源

　　LED光源是目前微型光引擎中主要的光源，半導體激光（LD）光源是另一種討論的較多的光源，半導體激光光源具有單波長，準直，偏振輸出等優(yōu)點。

　　我們首先討論一下半導體激光光源對于LCOS和DLP光引擎的影響。由于激光光源輸出的光源是一種偏振光，因此LCOS光引擎不再需要偏振轉(zhuǎn)換，整體的亮度效率將會提高。激光光源的準直性也有助于簡化LCOS光學系統(tǒng)，從而提高LCOS光引擎的對比度。 DLP光引擎在這兩方面都不會因為采用激光光源而得到太多的提高。總體而言，激光光源對于LCOS光引擎的意義要遠大于DLP光引擎。

　　激光光源雖然有很多優(yōu)點，但仍有諸多不足而影響其在微型投影光引擎中的應用。

　　1 產(chǎn)業(yè)化

　　對于紅色激光光源，目前的DVD光驅(qū)中的光源已經(jīng)有了很好的產(chǎn)業(yè)基礎。而藍光光驅(qū)中的光源的波長（405nm）與投影顯示所需要的波長(430-460nm)不同，綠色激光光源沒有類似的相關產(chǎn)業(yè)應用，還需要通過紅外激光光源倍頻后獲得，這兩種激光器都需要專門為投影顯示而研發(fā)。

　　對比LED光源，其在普通照明，汽車照明，LCD顯示等方面都有大量的市場需求，大量資金推動LED的亮度效率與成本比迅速提高，顯然其對于微型投影引擎的量產(chǎn)是更合適的。

　　2 散斑（speckle）

　　散斑現(xiàn)象是由激光光源的相干性造成的，散斑會在顯示畫面上呈現(xiàn)明暗細小顆粒，嚴重影響畫面效果。一般通過一些去相關的方法來減弱散斑現(xiàn)象，一方面目前還未看到完全消除散斑的激光為光源的引擎，另一方面去相關的方法一般都伴隨著光能損失，從而降低了激光光源準直性和偏振性所帶來的亮度效率的提高。

　　3 安全性

　　激光光源由于準直好，能量能夠集中在較小的點上，即使較小的能量也可能造成人眼的損傷。目前微投影所需使用的都是ANSI Z136標準中有可能對人眼造成傷害的等級2以上的激光器，是否能夠安全的在微投影引擎中安全使用，需要經(jīng)過仔細的失效模式分析以及與政府部門溝通后才能得到結(jié)論，目前還沒有看到肯定的權威部門關于微投影應用的結(jié)論

　　總之，激光光源是一種性能良好的光源，其對于LCOS技術具有更好的性能提高作用。但由于其在散斑及安全性上的問題以及量產(chǎn)并推動成本下降的速度較慢，目前尚未看到近期內(nèi)能夠大量進入產(chǎn)品化的可能。