轉攻智慧眼鏡/機器視覺　微投影晶片商另闢獲利蹊徑

開拓嵌入式應用版圖　DLP轉進機器視覺/3D掃描Google Glass不僅掀起一波穿透式智慧眼鏡(Smart Glasses)開發熱潮，也為微投影技術另闢一條康莊大道，包括矽基液晶(LCoS)、數位光源處理(DLP)和微機電系統(MEMS)雷射微投影等技術供應商(表1)均全力搶攻市場商機。現階段，LCoS基於成本較親民、系統體積小且結構精簡等優勢，商用進展最快，可望搭上Google Glass風潮，率先進軍穿戴式電子市場。

事實上，由於微投影晶片商光機模組的厚度及耗電量水準，仍難滿足手機內嵌式微投影的設計要求，導致近年在行動裝置市場上的發展不如預期，即便三星(Samsung)挾一線品牌及多元產品線的優勢，搶先祭出微投影手機--Galaxy Beam試水溫，但銷售狀況也不甚亮眼，遂刺激微投影晶片商加緊轉移產品研發重心，並搶進正日益升溫的穿戴式電子及各種嵌入式視覺應用領域。

穿透式智慧眼鏡夯　LCoS/DLP開拓新大陸

手機內嵌微投影因相關應用不夠成熟，且須克服模組高度問題才能滿足終端產品的輕薄度要求，因此在系統設計上的彈性，反而不比穿透式智慧眼鏡可將微投影模組置於兩旁鏡架來得高，促使微投影晶片及模組廠紛紛加足馬力轉攻穿戴式電子市場。

圖1　立景光電MEMS系統中心副總經理白雙喜認為，在智慧眼鏡市場，LCoS是目前最具競爭力的微投影技術。

立景光電MEMS系統中心副總經理白雙喜(圖1)表示，穿透式智慧眼鏡微投影模組必須將光源投射至使用者雙眼，並將放大後的虛像投影到前方約一公尺距離，以實現結合實際環境和顯示畫面的穿透式設計。基於保護人眼的安全性，以及產品輕薄度設計考量，可透過低功率光源、精簡系統架構達成高解析度微投影功能的LCoS技術，遂率先冒出頭來。

白雙喜進一步分析，目前市面上三大微投影技術分別為LCoS、DLP與MEMS雷射方案；其中，DLP雖有較佳的光效率，但因光學設計結構複雜，不容易微縮模組體積與重量，且光源功率偏高，在長時間使用下恐對人眼帶來負擔；至於MEMS技術則卡在成本偏高，以及雷射光源直射人眼的安全考量上，較難吸引系統廠青睞。

在三種技術優缺點的權衡下，LCoS遂成為開發穿透式智慧眼鏡的首選。白雙喜也透露，立景在5年前即與Google共同投入開發智慧眼鏡微投影模組，近期包括系統節能設計、光機安裝與面板良率方面皆迭有突破，已接近商用量產階段，可望在2014年開始衝量，為沉寂已久的LCoS晶片市場挹注營收成長動能。

事實上，除立景科技可望賺得Google Glass的第一桶金外，另一家LCoS晶片供應商--美商晶典(Syndiant)亦積極發動產品攻勢，並已於近期開始送樣予Google，未來亦可望在穿透式智慧眼鏡應用市場中搶占一席之地。

白雙喜透露，為持續站穩智慧眼鏡微投影模組市場，立景下一步將投入開發LCoS加CMOS影像感測器(CIS)單晶片整合方案，以及可微調焦距的光機技術，以更加精進模組體積與功耗，並提供同步投影與攝影功能，捕捉用戶雙眼所見的每一幕。

儘管比起LCoS技術陣營晚了一步，但獨家擁有DLP微投影技術的德州儀器(TI)仍緊鑼密鼓部署穿戴式電子微投影方案，並在2013年柏林國際電子消費品展(IFA)中，發布新世代DLP微投影晶片組，透過提高光效和電源效率，加速進軍穿戴式電子裝置市場。

據悉，該晶片不僅將尺寸微縮至0.2吋，並結合全新的TRP(Tilt & Roll Pixel)架構，以及IntelliBright演算法套件，與前一代晶片組相比可增強一倍的逐幀亮度、解析度，並減少50%功耗，有助德州儀器跨足穿透式智慧眼鏡市場。

挑戰微投影地位　新興微顯示技術蓄勢待發

除了傳統微投影晶片業者外，看準穿透式智慧眼鏡市場潛力，各種新興微顯示技術陣營也陸續冒出頭來，其中最受矚目的就是OLEDoS(OLED on CMOS)及Micro LED Array兩種方案，皆可望透過自發光的特性，進一步縮減微投影系統體積與功耗，進一步挑戰傳統三大微投影技術的地位。

白雙喜認為，OLEDoS確實是劃時代的技術革新，不僅光學設計極為精簡、可支援高解析度顯示，亦相容CMOS製程，有助降低成本；惟目前光源功率大幅落後現有微投影技術，故無法適應智慧眼鏡在戶外強光下的使用模式，仍須一段時間發展才有機會商用。

據悉，現階段德國Dresden郡弗勞恩霍夫光電微系統研究所(Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems)正致力突破OLEDoS的技術桎梏，並已進入小量試產階段，未來將進軍各種微投影、擴增實境(Augmented Reality)應用。

至於Micro LED Array方面，包括工研院電光所、美商Lumiode、美國德州大學及英國Strathclyde大學皆已提出相關解決方案或推行研究計畫。白雙喜指出，Micro LED Array同樣具有自發光特性，能實現高亮度、奈秒等級的高速響應，且材料較OLED更穩定，未來亦有機會在微投影市場嶄露鋒芒。不過，由於該技術須利用三五族材料特殊製程，且彩色化困難，仍有許多技術環節待克服。

開拓嵌入式應用版圖　DLP轉進機器視覺/3D掃描

圖2　德州儀器DLP技術應用經理賴昇彥指出，DLP未來也將朝車用抬頭顯示器應用領域邁進。

開拓嵌入式應用版圖　DLP轉進機器視覺/3D掃描智慧眼鏡的問世，無疑為微投影提供捲土重來的契機，除此之外，德州儀器DLP技術應用經理賴昇彥(圖2)表示，工業級機器視覺、車用抬頭顯示器(HUD)、3D掃描及辨識等應用亦將掀動新一波微投影導入熱潮，成為相關晶片業者新的迦南美地。

賴昇彥強調，DLP微投影的亮度、解析度及影像處理速度不斷翻升，已開始跨足各種智慧型嵌入式視覺系統，進一步開拓微投影在醫療、工業、汽車，以及3D列印市場的應用版圖。

特別在工業自動化蓬勃發展的推助下，基於DLP設計的機器視覺、3D掃描和量測應用正逐漸發光發熱。賴昇彥強調，DLP的光效率在所有微投影技術中獨占鰲頭，微鏡翻轉速度也比液晶顯示(LCD)開關速度快千倍，且能做到10微米精準度，因而能滿足各種工業級嵌入式視覺應用。

為加速DLP進駐各種嵌入式視覺系統，德州儀器近期也發布全新DLP技術開發套件與PandaBoard參考設計平台，並搭配旗下1GHz雙核心數位訊號處理器(DSP)，協助系統業者開發新一代機器視覺、可攜式裝置、高精準度3D掃描器及實地檢測光譜儀等。

賴昇彥強調，隨著嵌入式視覺系統開發風潮愈發盛行，各家品牌廠也更加積極導入新的加值功能，期吸引消費者注意；因此，德州儀器已將3D成像視為DLP未來的主力應用功能，將擴大與嵌入式系統開發商合作推動各種光學應用，讓虛擬影像與實際物體有更緊密的結合。