革新可穿戴設(shè)備視覺體驗(yàn) 微投影/顯示技術(shù)熱戰(zhàn)正酣 - 全文

　　可穿戴設(shè)備將成為各種微投影及微顯示技術(shù)的新興應(yīng)用出?？凇？纱┐髟O(shè)備發(fā)展熱潮興起，吸引各種微投影及微顯示技術(shù)開發(fā)商搶搭此波順風(fēng)車，力求能為消費(fèi)者帶來各種革命性的視覺體驗(yàn)，同時(shí)也期盼這股風(fēng)潮能為微投影及顯示器市場帶來另一波成長動(dòng)能。

　　瞄準(zhǔn)智能眼鏡商機(jī)　微投影技術(shù)各顯神通

　　以微投影技術(shù)為例，該技術(shù)目前主要可分為三大技術(shù)陣營，分別為硅基液晶（LCoS）、數(shù)位光源處理（DLP）和微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）雷射微投影；其中，DLP方案一直是微投影市場的霸主，但隨著智能眼鏡的商機(jī)興起，這塊新興市場版圖將有另一番不同以往的新氣象。

　　由于智能眼鏡最重要的價(jià)值主張即在于免手持（Hands Free）以及抬頭顯示（Head-up Display）功能，因此為讓使用者在享受智能眼鏡的便利性之余又能持續(xù)進(jìn)行手邊作業(yè)，可透視（See-Through）的微投影顯示技術(shù)因而被視為智能眼鏡中最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　在各種微投影技術(shù)中，又以LCoS技術(shù)最能順利搭上智能眼鏡順風(fēng)車。由于Google Glass掀起的智能眼鏡話題持續(xù)發(fā)燒，使得愈來愈多廠商投入相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)，正式點(diǎn)燃市場戰(zhàn)火，連帶也讓沉寂已久的LCoS微投影技術(shù)再度成為眾所矚目的焦點(diǎn)。

　　智能眼鏡開案率激增　LCoS技術(shù)大發(fā)利市

　　圖1　晶奇光電總經(jīng)理吳世彬表示，智能眼鏡的話題熱度居高不下，LCoS將順利搭上智能眼鏡順風(fēng)車，在2014年大發(fā)利市。

　　晶奇光電總經(jīng)理吳世彬（圖1）表示，自從Google于2012年展示Google Glass后，智能眼鏡的話題熱度居高不下，許多業(yè)者不再只持觀望態(tài)度，更爭相投入智能眼鏡的開發(fā)；而已被認(rèn)為是智能眼鏡中關(guān)鍵技術(shù)之一的LCoS微投影技術(shù)，在市場上的需求熱度也隨之高漲，讓原本在手機(jī)內(nèi)嵌微投影市場不得其門而入的LCoS技術(shù)，一夕之間從谷底翻身，再度開辟了新的應(yīng)用版圖。

　　吳世彬進(jìn)一步表示，目前LCoS方案在市場上的需求熱度可謂如日中天，光是兩岸三地，在2013年就有近百家的業(yè)者對開發(fā)智能眼鏡躍躍欲試，也為LCoS 應(yīng)用市場挹注強(qiáng)大成長動(dòng)能；以晶奇光電為例，目前與該公司接洽的上百家廠商中，成功開案設(shè)計(jì)LCoS微投影方案的比率約有20%，他并預(yù)期2014年有意投入開發(fā)智能眼鏡廠商的數(shù)量較2013年將增加一點(diǎn)五倍，開案率更可望一舉突破50%。

　　群雄爭相競逐之際，內(nèi)需市場龐大的中國業(yè)者更是火力全開。吳世彬透露，有些中國業(yè)者為了提升品牌能見度，更將于2014年4或5月Google Glass正式開賣之前，搶先Google推出智能眼鏡產(chǎn)品，部分中國一線品牌廠則可望在2014年下半年推出相關(guān)產(chǎn)品，雖然這些產(chǎn)品的較勁意圖大于實(shí)質(zhì)銷售意義，但也不難看出業(yè)者的強(qiáng)烈企圖心；而在群雄如火如荼開發(fā)智能眼鏡之時(shí)，全球的LCoS方案供應(yīng)商亦正卯足全力搶攻此商機(jī)，期盼能切入智能眼鏡供應(yīng)鏈，一掃LCoS近年在手機(jī)內(nèi)嵌微投影市場處處碰壁的陰霾。

　　事實(shí)上，LCoS微投影技術(shù)過去為人詬病的一點(diǎn)，即是發(fā)光效率不佳；以手機(jī)內(nèi)嵌微投影應(yīng)用為例，LCoS微投影技術(shù)雖挾低成本與高解析度的優(yōu)勢，不過在相同的功耗表現(xiàn)下，DLP方案的平均亮度約有25流明（lm），而LCoS方案發(fā)光亮度卻僅有DLP方案的一半，投影效果不甚理想；但若要提高LCoS方案的發(fā)光效率，不僅手機(jī)功耗會大增，且光機(jī)尺寸設(shè)計(jì)也將隨之變大而不利于嵌入手機(jī)內(nèi)，導(dǎo)致LCoS微投影技術(shù)進(jìn)軍該應(yīng)用市場的腳步窒礙難行。

　　不過，LCoS方案在手機(jī)內(nèi)嵌應(yīng)用市場的缺點(diǎn)反而成為可穿戴應(yīng)用市場的優(yōu)點(diǎn)。吳世彬指出，嚴(yán)格來說，頭戴式顯示器（HMD）所需要的并不是「微投影」，而是「近眼（Near Eye）顯示」；投影需要充足的光源，而近眼顯示技術(shù)則恰恰相反，因此LCoS方案發(fā)光效率不佳的疑慮可隨之迎刃而解，且在低功率光源的規(guī)格要求下，LCoS模組的發(fā)光二極體（LED）背光源功耗可因此大幅降低，光機(jī)尺寸也可順利微縮至符合可穿戴設(shè)備需求的大小，因此LCoS模組能一次具備低功耗、小體積、低成本、高解析度等優(yōu)勢。

　　值此智能眼鏡市場方興未艾之際，LCoS開發(fā)商也傾全力開發(fā)各種解決方案。吳世彬表示，由于LCoS的發(fā)展已行之有年，相關(guān)技術(shù)的開發(fā)已經(jīng)相當(dāng)成熟到位，可隨時(shí)根據(jù)市場需求調(diào)整設(shè)計(jì)方案，像是4K×2K解析度等各種高規(guī)格要求，對于LCoS模組開發(fā)商而言都不再是技術(shù)門檻，因此各種殺手級方案將隨著市場需求變動(dòng)傾巢而出；如微顯示光機(jī)模組業(yè)者禾鈶，先前不僅發(fā)布解析度達(dá)4K×2K的8吋晶圓背板（Backplane），更搶先業(yè)界開發(fā)出數(shù)位架構(gòu)的LCoS 微顯示光機(jī)模組以取代傳統(tǒng)類比架構(gòu)，新架構(gòu)具備更高畫面更新率及更高解析度優(yōu)勢，準(zhǔn)備搶攻新一代配備更精細(xì)LCoS螢?zāi)坏闹悄苎坨R商機(jī)。

　　吳世彬認(rèn)為，LCoS微投影技術(shù)已然成熟，現(xiàn)在最需要的就是為生產(chǎn)線挹注大量訂單，以提高LCoS模組的生產(chǎn)良率。

　　據(jù)了解，現(xiàn)階段LCoS面板面臨主要問題為微型顯示器的良率不佳，由于微型顯示器的影像將被放大一百？四百倍，任何細(xì)小的污點(diǎn)、微?；蛄严抖紩环糯笸队?，因此在LCoS製造過程必須避免任何缺陷的產(chǎn)生。他表示，待LCoS模組的生產(chǎn)良率達(dá)到近乎100%，屆時(shí)其原本就有的成本優(yōu)勢將讓其他微投影技術(shù)更加難以望其項(xiàng)背。

　　不過吳世彬坦言，智能眼鏡的開發(fā)門檻相對較高，因此2014年僅能算是智能眼鏡市場的前哨戰(zhàn)，智能眼鏡要真正邁入戰(zhàn)國時(shí)代還得等到2015年，但在這波前哨戰(zhàn)中，LCoS微投影方案無疑是最受矚目的焦點(diǎn)。

　　至于微投影應(yīng)用市場中的常勝軍--DLP陣營，雖然在全球微投影市場擁有超過85%的市占率，不過在新興的智能眼鏡市場中進(jìn)展卻相對牛步，因此DLP陣營亦正快馬加鞭，期能在最短時(shí)間內(nèi)追上與LCoS陣營在可穿戴設(shè)備商用化進(jìn)展上的差距，以免錯(cuò)失此一市場商機(jī)。

　　不讓LCoS陣營專美于前　DLP陣營急起直追

　　德州儀器（TI）DLP產(chǎn)品部門***業(yè)務(wù)經(jīng)理賴昇彥（圖2）表示，為維持DLP技術(shù)陣營在微投影市場一馬當(dāng)先的優(yōu)勢，德州儀器已于2013年發(fā)布全新的 DLP微投影晶片組，其具備了兩項(xiàng)突破性的技術(shù)--Tilt & Roll Pixel（TRP）畫素架構(gòu)，以及IntelliBright影像處理演算法。

　　據(jù)了解，TRP技術(shù)可協(xié)助開發(fā)商在多種設(shè)備及產(chǎn)品上提供更出色的畫面顯示表現(xiàn)，與先前的解決方案相較可提升30%的亮度、減少50%的功耗及提升兩倍的解析度；而IntelliBright影像處理演算法則能智能調(diào)節(jié)影像亮度及對比度，并同時(shí)降低功耗，可提供更逼真的顯像內(nèi)容及更長的電池壽命。

　　圖2　德州儀器DLP產(chǎn)品部門***業(yè)務(wù)經(jīng)理賴昇彥指出，目前德州儀器正積極與許多新創(chuàng)公司緊密合作，以加速各種具創(chuàng)意的智能眼鏡從概念走向原型的速度。

　　賴昇彥進(jìn)一步表示，未來DLP微投影技術(shù)將在尺寸、功耗和亮度這三個(gè)方面持續(xù)改善突破，以求能更加符合未來智能眼鏡的需求；而目前德州儀器DLP部門也正積極與許多新創(chuàng)公司緊密合作，以加速各種具創(chuàng)意的智能眼鏡從設(shè)計(jì)概念走向原型的速度。

　　事實(shí)上，今年的國際消費(fèi)性電子展（CES）上，德州儀器就與Avegant展出利用DLP技術(shù)開發(fā)的虛擬視網(wǎng)膜投影頭戴式顯示器--Glyph。 Glyph系采用DLP Pico技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，無需大空間即可讓使用者享受相當(dāng)于80吋螢?zāi)坏囊曈X效果，其虛擬視網(wǎng)膜投影技術(shù)則讓畫面更為鮮明逼真，可進(jìn)一步解決利用微投影技術(shù)觀看畫面時(shí)常有的暈眩與視覺疲勞問題。

　　賴昇彥透露，除了Avegant頭戴式高畫質(zhì)（HD）顯示設(shè)備外，德州儀器與客戶共同研發(fā)的導(dǎo)航用頭戴式顯示器亦正緊鑼密鼓開發(fā)中。顯見DLP陣營并無懼 LCoS技術(shù)陣營在智能眼鏡市場的浩大聲勢，且未打算將這塊市場大餅拱手讓給敵對陣營，并已開始急起直追，務(wù)求未來能大啖這波可穿戴商機(jī)。

　　除了微投影技術(shù)業(yè)者競相搶灘智能眼鏡市場外，與使用者視覺體驗(yàn)最直接相關(guān)的螢?zāi)伙@示製造商，亦開始發(fā)動(dòng)另一波角力戰(zhàn)。

　　其中，具輕薄、低功耗與日照下可視等優(yōu)勢特性的電子紙（ePaper）技術(shù)，已率先發(fā)動(dòng)攻勢，將應(yīng)用觸角由電子書閱讀器（E-reader）、電子標(biāo)籤等領(lǐng)域，擴(kuò)大至可穿戴設(shè)備市場，可望為相關(guān)顯示器供應(yīng)商開創(chuàng)新的藍(lán)海商機(jī)。

　　搶攻可穿戴市場　電子紙廠商擴(kuò)大戰(zhàn)線

　　圖3　E Ink元太電子紙產(chǎn)品管理總監(jiān)Giovanni Mancini認(rèn)為，電子紙顯示技術(shù)將在可穿戴設(shè)備中大放異彩。

　　E Ink元太電子紙產(chǎn)品管理總監(jiān)Giovanni Mancini（圖3）表示，由于可穿戴設(shè)備極為注重體積與功耗的考量，因此相較于一般玻璃基板的液晶（LCD）螢?zāi)唬邆漭p薄省電優(yōu)勢的電子紙顯示技術(shù)將更適合用于可穿戴設(shè)備。

　　也因此，E Ink元太與索尼（Sony）共同研發(fā)以塑膠基板打造的軟性電子紙--Mobius。Mancini指出，與主動(dòng)式矩陣有機(jī)發(fā)光二極體（AMOLED）、 mirasol等顯示技術(shù)相比，Mobius具有最低功耗的優(yōu)勢，且在眾多電子紙技術(shù)中，只有Mobius能在設(shè)備電力完全消耗時(shí)，仍能保持螢?zāi)灰欢炼?，真正達(dá)到螢?zāi)弧窤lways-on」的愿景。

　　Mancini進(jìn)一步分析，除低功耗外，Mobius的另一優(yōu)勢即是羽量級的極輕重量。據(jù)了解，玻璃基板的面板重量與對角線尺寸的增長呈正相關(guān)，此將大幅影響終端產(chǎn)品的最終重量呈現(xiàn)，而Mobius采用的塑膠基板因免除對玻璃的需求，所以能大幅降低整體面板重量；以一片13.3吋的Mobius軟性電子紙為例，其重量約為63公克，但同尺寸的玻璃基板則重達(dá)144公克。

　　Mancini表示，目前Mobius軟性電子紙最小尺寸為1.73吋，非常適用于小體積的可穿戴產(chǎn)品，因此已獲部分可穿戴設(shè)備開發(fā)商的青睞，如 Sonostar與美國中央標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)（Central Standard Timing， CST），皆已競相發(fā)表搭載E Ink元太電子紙的智能手表。

　　事實(shí)上，電子紙的優(yōu)勢除了輕薄省電之外，日光下可視性也是其一大優(yōu)勢。以mirasol反射式顯示器為例，該技術(shù)能運(yùn)用周圍光源而不須使用背光源，因此極具省電優(yōu)勢，此外還可自動(dòng)依環(huán)境光源調(diào)整亮度，不會因環(huán)境光照度影響螢?zāi)伙@像效果，甚至在戶外強(qiáng)光下也能輕鬆閱讀彩色螢?zāi)划嬅妗?/p>

　　據(jù)了解，高通（Qualcomm）于2013年9月發(fā)布的智能手表--Toq，其目的就在于推廣該公司的低耗電顯示技術(shù)--mirasol，希冀能藉此吸引品牌廠的目光，并加速將mirasol技術(shù)導(dǎo)入至可穿戴設(shè)備中的進(jìn)展。

　　在Toq推出之后，mirasol顯示技術(shù)亦獲得中國品牌廠樂源數(shù)位的青睞，并于2013年11月底推出搭載相同顯示技術(shù)的智能手表 --FashionComm A1；而高通與樂源數(shù)位在今年的CES會場，也連袂展示搭載低耗電mirasol顯示技術(shù)的智能手表，高通更透露該公司正在為智能手表研發(fā)下一代的 mirasol顯示技術(shù)，與競爭對手較勁意味濃厚。

　　對于可穿戴顯示技術(shù)未來的設(shè)計(jì)潮流，Mancini認(rèn)為，除了持續(xù)往輕薄省電等方向發(fā)展外，堅(jiān)固耐用的可撓式面板，亦將是電子紙廠商未來戮力開發(fā)的重點(diǎn)，以助力曲面螢?zāi)唬–urved Display）革新可穿戴設(shè)備視覺體驗(yàn)。

　　事實(shí)上，曲面螢?zāi)辉掝}除在智能手機(jī)及電視領(lǐng)域持續(xù)發(fā)燒之外，亦已在可穿戴應(yīng)用中漸露頭角，讓可穿戴設(shè)備能自然貼合身體曲線，更易于「穿戴」；這不僅為使用者帶來更符合人體工學(xué)的使用經(jīng)驗(yàn)，較大的顯示螢?zāi)灰嘧尶纱┐髟O(shè)備得以釋放更多應(yīng)用潛力。

　　穿戴設(shè)備更吸睛　曲面螢?zāi)宦朵h芒

　　鉅景科技Logic SiP事業(yè)處協(xié)理周儒聰表示，智能手表、智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備，目前面對的最大問題即在于其功能性不強(qiáng)，對于提升使用者的生活便利性而言效果有限，部分系統(tǒng)整合廠的布局腳步因而躊躇不前；而曲面螢?zāi)辉诳纱┐髟O(shè)備的應(yīng)用則可望突破此困境。

　　周儒聰進(jìn)一步分析，相較于智能手機(jī)，曲面螢?zāi)慌c可穿戴設(shè)備的聯(lián)姻可說是天作之合，特別是與智能手表/手環(huán)的結(jié)合。曲面螢?zāi)怀俗尶纱┐髟O(shè)備能更為貼合人體曲線之外，更重要的是它能突破可穿戴設(shè)備顯示螢?zāi)贿^小的桎梏；以往，為了讓可穿戴設(shè)備的體積符合使用者的預(yù)期，螢?zāi)怀叽缫哺芟?，?dǎo)致螢?zāi)簧夏茱@示的資訊少之又少，牽制了可穿戴應(yīng)用發(fā)展的前景；而曲面螢?zāi)粍t讓面板能自然沿著設(shè)備弧度延伸，設(shè)備的體積卻不會因此而受影響，讓可穿戴設(shè)備的應(yīng)用潛力得以爆發(fā)。

　　據(jù)了解，目前積極投入發(fā)展可穿戴顯示設(shè)備的公司包含Google、蘋果（Apple）、微軟（Microsoft）、索尼、高通、三星（Samsung）等；而根據(jù)光電協(xié)進(jìn)會資料顯示，透明、曲面、軟性顯示器更將是可穿戴設(shè)備市場未來的主流趨勢。

　　有鑑于此，包含面板、保護(hù)玻璃在內(nèi)的顯示器業(yè)者除加緊腳步突破曲面螢?zāi)坏募夹g(shù)瓶頸外，亦將可穿戴設(shè)備視為下一個(gè)應(yīng)用出海口，期藉由更輕薄的曲面螢?zāi)晃纱┐髟O(shè)備開發(fā)商的青睞；如玻璃基板大廠康寧（Corning），即于今年的CES展期間，宣布將正式量產(chǎn)該公司的三維（3D）曲面螢?zāi)槐Ｗo(hù)玻璃 --Gorilla Glass，并聲稱該項(xiàng)產(chǎn)品鎖定的市場之一即是可穿戴設(shè)備。

　　事實(shí)上，日本半導(dǎo)體能源實(shí)驗(yàn)室（SEL）在2013年11月中旬，早已向全球展示了有機(jī)發(fā)光二極體（OLED）曲面螢?zāi)慌c智能手表結(jié)合的參考設(shè)備，其配備3.4英吋的可撓性螢?zāi)缓涂蓳闲噪姵兀鋸澢潭饶軌蚴蛊涮椎绞滞笊?，然后再拉直，在在顯示了可穿戴設(shè)備與曲面螢?zāi)唤Y(jié)合的前景無可限量。

　　可以預(yù)期的是，隨著可穿戴設(shè)備話題持續(xù)發(fā)燒，與消費(fèi)者視覺體驗(yàn)最直接相關(guān)的微投影及顯示器技術(shù)業(yè)者，勢將持續(xù)突破各種技術(shù)瓶頸以全力搶攻此商機(jī)，并為消費(fèi)者帶來更為吸睛的視覺體驗(yàn)。