廣州市花都區凱迪威電子廠(以下簡稱“凱迪威”)在區科信局的支持下,聯合清華大學深圳研究生院、中山大學國光電子與通信研究院成功研制出3D高清投影電視,將掀起電視產生革命性變革,為家電產業的升級換代注入活力,為新能源應用作出貢獻。
微型投影電視研發領頭人伍松,從1993年開始從事VCD的開發、設計工作。2006年開始,伍松先生創辦凱迪威,開始專注于新能源、環保、節能的家電替代產品的研發,先后同國內外知名企業合作,著手于微型投影家庭影院的開發,于2008年成功研發出第一款微型投影產品的初樣。為更好地滿足消費者的需求,在花都區科信局支持下,凱迪威聯合清華大學與中山大學共同對微型投影產品的關鍵參數進行最后攻關,于2010年成功研制出國內第一款功率只有40W左右,節省3/4的用電量,可以代替電視和高清播放器的微型投影產品初樣(一臺40寸的液晶電視功率一般在200W以上,傳統投影的功率在250W以上),并申請國家專利,為產品的產業化提供了有力的保障。
一、微型投影電視具有重要社會經濟效益
隨著投影技術的飛速發展,投影機的應用也越來越廣。從市場需求來看,低功耗、高亮度、微型化以及多功能化是當前投影機的主要發展方向。但是,由于目前大多數投影機體積較大、功率高、燈泡使用壽命短、功能單一,且使用還需要連接電腦,所以在移動辦公、家庭娛樂等領域難以普及。凱迪威與有關單位共同研究的“高性能多媒體微型投影系統”采用LCOS和DLP光學引擎技術和高亮度LED光源,具有功耗低、壽命長、發熱量小,體積非常小等特點。在不連接電腦的情況下就可以實現文本顯示、圖片瀏覽和音視頻播放、電視接收等功能,具備多功能讀卡器、USB接口、VCA接口、自帶揚聲器、FM功能,并內置藍牙功能可與藍牙音響系統實現無線連接,是一種高性能的便攜式多媒體投影設備,適合商務、會議、辦公、家庭娛樂。
從技術角度來看,比較成熟的多媒體投影技術主要有LCD、DLP、LCOS三種。其中LCD投影技術是EPSON和SONY的聯合專利,中國大陸都沒有核心知識產權,生產投影設備要向以上公司購買面板,在市場和技術上都十分被動。而LCOS技術還處于高速發展期,沒有形成技術壁壘,因此,發展LCOS投影技術不僅僅是市場需求,同事也是掌握投影機產業中的核心技術,保持我國投影機產業高速、可持續發展的需要。凱迪威通過對LCOS技術的開發,將有機會與美、日、韓大廠一爭高低,擺脫在LCD、DLP投影技術上受制于人的情況,真正把握投影市場的被動。凱迪威研制的新型反射式MicroLCD投影技術采用COMS制成,區別于國外市場現有投影產品技術,為該產品的產業化發展奠定了堅實的基礎。
《電子信息產業調整振興規劃》中提到,要確保視聽產品等骨干產業穩定增長,突破集成電路、新型顯示器件、軟件等核心產品的關鍵技術。而發展多媒體投影技術既可以為新型顯示器件LCOS與新型的反射式MicroLCD投影技術提供機遇,又可以為視聽產品的發展提供新的高速增產股點。
二、微型投影電視技術的先進性及創新性
(一)國內外相關技術的發展情況
國內LCOS芯片技術進展迅速。我國LCOS微顯示芯片的研究始于1998年,南開大學信息學院光電子所在教育部和天津市科委的支持下,在國內率先開展了LCOS微顯示器芯片技術的研究,取得了重大進展,自主研制成功我國第一枚LCOS微顯示芯片。南開大學已經初步掌握了LCOS芯片設計的關鍵技術,在國內半導體生產廠流片,做出的SVGA分辨率的LCOS模塊,采用自主開發的控制電路,可以播放DVD電影。南開大學在LCOS芯片設計和控制電路方面已經申請了多項相關專利。
近兩年,在發展LCOS相關技術方面,我國政府領導、企業家和研發單位都表現了極大的關注。發改委在數學電視專項中,信息產業部在發展基金安排的項目中都給研發單位以一定的科研經費支持。LCOS技術是我國可以獨立自主發展大屏幕投影顯示的核心技術,由于LCOS涉及的技術門類較多,我國對核心技術的投入仍然不足,發展較慢,不能發揮核心技術對產業鏈的拉動作用。
國際市場微型投影產品是各廠家的研究熱電之一,是未來顯示領域的主力軍。美國RCA在CES 2001上推出了L50000,這是一款LCOS背投HDTV屏幕尺寸50英寸,屏寬比為16:9,它采用三片LCOS,分辨率可以達到1280x720,兼容多媒體輸入,能夠很好的處理720p HDTV信號。L50000重量不超過100磅,厚度僅有18英寸,而CRT RPTV一般都在250磅左右,厚度至少為26英寸。L50000的售價大概在6000美元和8000美元之間。
JVC、SONY等也都在進行LCOS與DLP應用于投影特別是背投影電視技術的研究,并相繼推出了自己的LCOS背投電視產品,如JVC推出的像像素為4096x2160的1.7英寸產品,像素間距從10微米減小到9.5微米,而且JVC還打算在北京建立一條年產9萬臺的LCOS生產線。日立也推出LCOS背投影機。由于大屏幕電視市場顯示元件的技術 變化太快,同時考慮到用戶的意見,英特爾決定將LCOS量產時間推遲。
(二)凱迪威“高性能多媒體微型投影系統”的特點
由于LCOS投影技術尚未成熟,此時介入LCOS技術的開發,我國的廠商將有機會與美、日大廠一爭高低,擺脫在LCD\DLP投影技術上受制于人的情況。因此,凱迪威與清華大學和中山大學一起組成技術聯盟,共同投入LCOS與DLP技術開發,已取得相當大的成績,開發出初期樣品。
“高性能多媒體微型投影系統”項目技術的先進性和創新性,在于應用LCOS與DLP顯示技術、高亮度LED光源技術和多功能多媒體集成技術。目前,凱迪威研制出的微型投影電視應用了一種新型的反射式MicroLCD投影技術,與穿透視LCD相比,具有利用光效率高、體積小、開口率高、制造技術較成熟、功率低等特點,它可以很容易地實現高分辨率和充分的色彩表現。在多媒體掌上型投影系統中,充分利用了新型的反射式MicroLCD技術高分辨率、光利用率高的有點。
新型的反射式MicroLCD投影技術最大的特色在于其面板的下基板采用硅晶圓CMOS基板,由于下基板的材質是單晶硅,擁有良好的電子移動率,而且單晶硅可形成較細的線路,因此在便攜式設備中實現高分辨率。
新型的反射式MicroLCD為反射式技術,不會像LCD光學引擎會因為光線穿透面板而大幅度降低光利用率,因此光利用率可提高至80%,與穿透式的LCD的3%相較,可減少耗電,并可產品較高的亮度。在便攜式設備中,可利用較小的光源達到較高的亮度。
LED(Light Emitting Diode),即發光二極管,是一種能夠將電能轉化為可見的固態的半導體器件,它可以直接把電轉化為光。而傳統的白熾燈是先把電轉化為熱,再轉化為光的。所以LED光源還具有體積小,耗電量低,使用壽命長等優點。因此,多媒體掌上型投影系統采用LED光源作為背光源。
為了更好的發揮LED光源的性能,本項目對LED光源驅動技術做了深入的研究,有效的提高系統工作穩定性,延長LED光源壽命,并增加了ESD防護設計。
“高性能多媒體微型投影系統”基于LCOS顯示技術,LED背光源,集成電視接口、多功能讀卡器、USB接口、VGA接口、自帶揚聲器、FM功能、內置藍牙功能,可與藍牙音響系統實現無線連接形成固定或移動式多媒體投影系統,其多媒體功能的完整性以及多樣性處于國內領先水平。
隨著不斷完善與推廣,新一代多媒體微型投影家庭影院系統的成功研發使打破便攜式投影產品由國外公司壟斷的局面,建立具有自主知識產權的便攜式投影技術體系成為可能。產品的投產,將帶動碟機和電視生產廠的轉型,促進便攜式投影高薪技術產業發展。