解析Microvision单镜面MEMS芯片技术

在今年的消费电子展上，位于华盛顿Redmond的Microvision将展示它的一种原型超小投影仪，其中，采用微机电系统(MEMS)技术把数字投影仪缩小至可由电池供电的掌上型设备的大小。

德州仪器公司已经展示了一种蜂窝电话大小的原型数字光线投影仪(DLP)，其中，采用了一种具有一百万微镜面的MEMS芯片来投影图像。现在，Microvision公司声称，通过用它自己的单镜面MEMS芯片来取代TI的百万镜面MEMS芯片，已经缩小了超小投影仪的尺寸。该公司声称，这种投影仪可以足够廉价地生产，从而成为未来蜂窝电话上的标准设备。

“我们的MEMS芯片与TI的DLP有根本不同，”Microvision公司的高级产品市场经理Russell Hannigan说，“TI公司的DLP每一个像素采用一个独立的镜面，对于一百万像素的显示器，就需要一百万微晶面，而我们采用单一的镜面来创建所有的像素，从而使我们的设备要小得多且廉价得多。”

Microvision公司的超小投影仪赢得了FrostSullivan Research颁发的消费电子设备创新奖。Microvision公司已经与若干客户签约，其中包括：摩托罗拉公司的移动设备部，用于手持投影模块；一家未透露名称的汽车供应商，用于车载超小型投影仪；以及一家未透露名称的亚洲“大型消费电子制造商”，用于蜂窝电话、数字相机以及个人媒体播放机。该公司承诺在2008年发布新的OEM交易，届时将开始把第一种模块提供给客户。

长达10年的开发

经过几乎10年的开发，Microvision公司研发成功了基于MEMS的超小投影仪，这种设备以独特的MEMS技术平台为基础，其中所采用的激光扫描技术借用了Microvision公司成功的条码阅读器产品中的技术。与单一数字微镜面组合在同一微型模块中的固体激光，由于不需要任何光学镜头，因而简化了整个投影系统。控制电路以扫描光栅瞄准激光，通过转动一个镜面，就可以把它的相干光束调制到显示器的每一个像素上，从而不论距离如何均能保持图像的聚焦。

“我们如此安排是为了保持图像从200毫米到两米距离开外总是处于聚焦状态，因此不需要采用镜头来调节它，你可以把图像确切地从墙壁移动到天花板，它将总是保持聚焦，”Hannigan说。

不需要镜头

单一镜面从一个像素位置到另一个像素位置逐一扫描，就像阴极射线管一样，但是，不是采用电子束，而是采用红、绿、蓝激光。因此，不需要聚焦镜头，因为激光不需要外部光学部件就已经对锐利的点进行了补偿。这就使得全色谱以及灰度梯度被照亮在一百万像素的显示器上成为可能，从而使做出的超小投影仪只有7毫米厚，总体积刚好5立方厘米。

镜面本身是圆形的，直径大约为1毫米，并且在x和y两个平面上同时偏转。因为镜面扫描是从左到右、从上到下，三束激光经调制以便显示器中的每一个像素合适地混合红、绿和蓝光线，从而精确地给场景着色。

与当今的手提箱型数字投影仪相比，Microvison公司的超小投影仪的主要缺点在于亮度仅仅为大约10流明，而前者为100流明以上。然而，超小投影仪比采用当今竞争技术的投影仪的功耗要小得多，因为它不依赖于一直点亮的高亮度电灯泡。

“我们的设备的功耗要低得多，通常是我们的竞争对手的设备功耗的一半，”Hannigan说，“例如，采用DLP，光源必须总是打开，但是，我们的光源只是在需要时才打开，这对于电池供电的设备来说是非常重要的。”

Microvision公司在CES上将私下向精选的OEM展示其超小投影仪。在2008年中发布的掌上型投影仪将具有2.5小时的电池寿命，但是，在CES上展示的原型将仅仅实现大约1.5小时的电池寿命。该原型采用宽屏幕WVGA，像素为848 X 480，可以达到DVD那样的图像质量。

“我们的确需要看到图像在2-4英寸格式内具有DVD一样的质量，这样才会欣赏它的良好显示效果，”Hannigan说。

Microvision公司表示，在采用其它小型投影仪技术太大且太耗电的地方，希望消费者会采用这种超小投影仪，如躺在床上观看YouTube视频，或在早餐桌上观看MSN新闻广播，或把PowerPoint演示文件投影在中餐鸡尾酒餐巾上。对于便携式播放机来说，该设备将提供足够的电池寿命，以便在飞机上观看完整的长篇故事片。

该公司预期在2008年最初推出一款盒式便携式投影仪，你可以附接在iPod上，但是，2009年公司预期OEM将开始把5立方厘米的投影仪模块集成到蜂窝电话以及便携式媒体播放器之中。