Бум пикопроекторов
Представьте себе устройство не больше спичечного коробка, которое позволяет проецировать цветное изображение размером с лист формата А4 или даже А3. В это трудно поверить, но уже до конца текущего года в продаже могут появиться первые модели мобильных устройств, оснащенные встроенными миниатюрными проекторами.
Всплеск интереса к миниатюрным проекторам может показаться странным и неожиданным. Действительно, многие ли читатели предпочтут заменить монитор своего компьютера на проектор? Мультимедиапроекторы выпускаются на протяжении уже более двух десятков лет, однако говорить о прямой конкуренции с дисплейными панелями пока еще преждевременно (за исключением, пожалуй, сегмента домашних кинотеатров).
Однако с точки зрения использования их в мобильных устройствах именно размер имеет определяющее значение. Тенденции развития портативной электронной и компьютерной техники таковы, что размеры устройств становятся все меньше, в то время как набор всевозможных функций постоянно расширяется. Десять лет тому назад нормой для мобильного телефона был монохромный дисплей, вмещающий пару строк текста. Сейчас выпускается немало моделей, в которых экран встроенного дисплея занимает практически всю лицевую панель. Ведь, например, для использования полноценного веб-браузера необходим цветной экран с разрешением как минимум VGA. В результате возникает противоречие: устройство необходимо сделать как можно меньше, но при этом его экран должен быть как можно больше.
Встроенный проектор позволит демонстрировать
изображение, многократно превосходящее размеры
мобильного устройства (фото Explay)
Таким образом, одним из необходимых условий для дальнейшего наращивания функциональности мобильных устройств становится увеличение разрешающей способности и физических размеров экрана встроенного дисплея. Вполне очевидно, что в случае использования ЖК- или OLED-дисплея размеры экрана будут ограничены габаритами устройства. Преодолеть это противоречие можно только путем перехода к принципиально иной технологии, и проекционные устройства являются одним из подходящих вариантов.
Технологии
Чтобы адаптировать уже существующие технологии проецирования цифрового изображения к использованию в весьма компактных устройствах, инженерам и ученым пришлось решить целый ряд весьма непростых технических проблем. Но, как бы там ни было, к настоящему времени уже создано несколько вариантов миниатюрных проекционных модулей, потенциально пригодных для использования в серийно выпускаемых продуктах. Рассмотрим некоторые из них.
Пикопроектор TI на базе DLP
Информация о работах по созданию миниатюрных проекторов начала регулярно появляться в новостных лентах начиная с 2006 года. Именно тогда стало известно о том, что инженеры компании Texas Instruments (TI) занимаются адаптацией технологии DLP для использования в миниатюрных проекционных устройствах, впоследствии получивших название пикопроекторов (pico-projectors).
На состоявшейся в конце марта 2007 года конференции CTIA Wireless 2007 представители TI впервые продемонстрировали работающий прототип ультракомпактного проектора, созданный на базе технологии DLP. В дни проведения форума SID 2007 (Society for Information Display) компания TI официально представила прототип пикопроектора второго поколения, тоже созданный по технологии DLP. Этот модуль, длина которого составляет 40 мм, а толщина — всего 10 мм, позволяет проецировать цветное изображение размером примерно с лист формата А4.
Прототип встраиваемого модуля
пикопроектора, созданный инженерами компании
Texas Instruments, умещается на одном пальце
По информации представителей компании, роль источников света в пикопроекторе TI второго поколения выполняют три полупроводниковых лазера (красного, зеленого и синего цветов), а в качестве модулятора используется DMD-матрица. Как и в «больших» одноматричных DLP-проекторах, цветное изображение формируется путем быстрого чередования образов цветовых слоев. Благодаря применению лазерных источников света разработчикам удалось отказаться от использования вращающегося светофильтра. Изменение цвета луча, падающего на DMD-матрицу, обеспечивается за счет быстрого переключения лазеров. Сначала включается красный лазер и DMD-матрица формирует образ красного слоя, а затем красный лазер отключается, включается зеленый и т.д. Благодаря инерционности зрительного аппарата человека сменяющие друг друга с высокой частотой образы отдельных цветовых слоев изображения воспринимаются как цветная картинка.
Разрешающая способность пикопроектора TI второго поколения составляет 640x240 пикселов. Стоит также отметить, что он оснащен пассивной системой охлаждения, а в его конструкции отсутствуют движущиеся части, что обеспечивает высокую надежность. Благодаря небольшим размерам данный модуль можно встраивать в портативные электронные устройства — мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты и медиаплееры.
Представители Texas Instruments уже объявили о достижении предварительной договоренности с тремя крупными производителями (Foxconn, Sypro Optics и Young Optics), которые планируют разрабатывать и выпускать устройства, оснащенные встроенными пикопроекторами. Компания TI собирается начать поставки первых партий модулей пикопроекторов производителям мобильных устройств во второй половине 2008 года.
PicoP
В минувшем году компания Microvision представила миниатюрный проекционный модуль PicoP. Интересно отметить, что в конструкции этого устройства использован ряд решений и компонентов, которые изначально были разработаны для VRD-дисплеев.
Первыми увидеть в работе прототип миниатюрного лазерного модуля PicoP, позволяющего проецировать цветное изображение с разрешением WVGA (854x480 пикселов), смогли участники и посетители форума SID 2007.
В качестве источников света в модуле PicoP используются три полупроводниковых лазера (красного, зеленого и синего цветов), работой которых управляет быстродействующий электронный чип. В отличие от описанного выше пикопроектора Texas Instruments, в модуле PicoP три лазера работают одновременно, а их лучи совмещаются при помощи специального оптического элемента. Варьируя яркость каждого лазера, на выходе оптического элемента можно получать свет различных оттенков. Далее луч попадает на устройство развертки, оснащенное миниатюрным подвижным зеркалом и микроэлектромеханическими приводами (MEMS). Приводы позволяют отклонять миниатюрное зеркало в двух плоскостях и таким образом изменять направление отраженного луча.
Применение лазеров в качестве источников света
позволяет использовать для демонстрации
изображений практически любую доступную поверхность
(фото Microvision)
Изображение в модуле PicoP формируется последовательно, пиксел за пикселом. Отраженный зеркалом устройства развертки луч последовательно пробегает каждую из строчек картинки. При переходе от одного пиксела к другому цвет луча изменяется в соответствии с цветовыми координатами текущего пиксела.
Устройство развертки луча с подвижным микрозеркалом,
используемое в проекционном модуле PicoP (фото Microvision)
Необходимо отметить, что такой способ формирования изображения обладает определенными недостатками — в частности использование развертки неизбежно влечет за собой эффект мерцания изображения, характерный для дисплеев на базе ЭЛТ (причем даже более заметный, поскольку в случае ЭЛТ мерцание более или менее сглаживается за счет инерционного люминофора). Однако у него есть и определенные преимущества: благодаря применению лазеров можно получать четкое изображение даже при проецировании на криволинейную поверхность.
Проекционный модуль PicoP (фото Microvision)
В конце июля 2007 года было официально объявлено о подписании соглашения между компаниями Microvision и Motorola, предусматривающего совместные работы в области внедрения миниатюрных проекционных систем на базе лазерного модуля PicoP в мобильных телефонах. Таким образом, в наступившем году уже можно ожидать появления если не серийных моделей, то по крайней мере прототипов мобильных телефонов Motorola со встроенными проекторами.
Компания Motorola планирует уже в ближайшее время
представить первые модели мобильных телефонов
со встроенными проекторами
В октябре компания Microvision заключила соглашение с рядом производителей портативной электроники Азиатского региона, условия которого предусматривают сотрудничество в области создания и серийного выпуска мобильных устройств, таких как сотовые телефоны, портативные медиаплееры, цифровые фото- и видеокамеры и пр., оснащенных встроенными проекторами.
OnDeGo
Специалисты израильской компании Explay разработали собственную конструкцию миниатюрного проекционного модуля, который получил название OnDeGo. Интересной особенностью этого модуля является использование комбинированного источника света, в котором объединены полупроводниковые лазеры и светодиоды. Лазерные источники применяются для получения зеленого и красного света, а синюю составляющую излучает светодиод. В качестве модулятора используется 0,24-дюймовая ЖК-панель с интегрированным массивом микролинз, имеющая разрешение QVGA (320x240 пикселов). Цветное изображение, как и в случае одноматричного DLP-проектора, формируется путем быстрого чередования образов цветовых слоев.
Применение лазера в качестве источника света неизбежно порождает специфический гранулированный шум (speckle noise), который является следствием когерентной природы излучаемого лазером света и хорошо заметен на проецируемом изображении. Однако разработчики Explay утверждают, что им удалось справиться с данной проблемой благодаря использованию фирменной технологии ExPlay Despeckling Technology (EDT). Кроме того, применяемые лазеры соответствуют требованиям Class 1 и не причинят вреда даже при случайном попадании луча в глаз зрителя. Это немаловажно, поскольку Explay планирует поставлять проекционные модули в том числе и для интеграции в игровые устройства, которыми будут пользоваться дети.
Прототип миниатюрного проектора oio,
созданный сотрудниками компании Explay
(фото Explay)
По размеру модуль OnDeGo не больше спичечного коробка, но при этом позволяет проецировать изображение размером от 7 до 30 дюймов (17,8-76,2 см) по диагонали. Световой поток составляет 7 люмен. Модуль отличается низким уровнем энергопотребления (порядка 1 Вт) и может работать от аккумуляторов или батареек.
По мнению разработчиков, проекционные модули OnDeGo найдут применение во многих портативных электронных устройствах: мобильных телефонах с развитыми мультимедийными функциями и высокоскоростным доступом в Интернет, цифровых фото- и видеокамерах, портативных медиаплеерах и игровых консолях, ноутбуках и т.д.
Помимо встраиваемых модулей компания Explay собирается выпускать и миниатюрные проекторы, выполненные в виде отдельных устройств. На конференциях SID 2007 и CEDIA-07 представители Explay продемонстрировали действующий прототип карманного проектора oio, созданного на базе модуля OnDeGo. Это устройство позволяет проецировать изображение размером от 10 до 30 дюймов по диагонали и способно более двух часов работать от одного комплекта батареек.
В нынешнем году Explay планирует представить проекционный модуль следующего поколения, имеющий разрешение 640x480 пикселов и обеспечивающий световой поток 12 люмен. Кроме того, ожидается появление в продаже серийной версии карманного проектора oio.
FLCoS
Еще один вариант реализации миниатюрного проекционного модуля предложили инженеры компании Displaytech, специализирующейся на производстве микродисплейных панелей (в том числе используемых в электронных видоискателях многих цифровых фото- и видеокамер). В качестве источника света в них применяются светодиоды, а модулятор создан по технологии FLCoS (Ferroelectric Liquid Crystal on Silicon). Компания уже готова к производству подобных модулей, позволяющих проецировать цветное изображение с разрешением 640x480 или 800x600 пикселов. Одним из важных преимуществ такого решения является низкий уровень энергопотребления — менее 100 мВт.
В конце ноября 2007 года компания Displaytech объявила о начале поставок миниатюрных проекционных модулей 13 компаниям, выпускающим мобильные телефоны, КПК, цифровые фотокамеры и портативные медиаплееры. Как предполагают представители Displaytech, уже в январе 2008 года на стендах CES 2008 можно ожидать появления первых прототипов устройств, оснащенных миниатюрными проекторами на базе FLCOS.
Перспективы
Итак, уже существует несколько технологий, на базе которых можно создавать миниатюрные проекторы — как выполненные в виде отдельных устройств, так и встраиваемые в различные портативные аппараты. Правда, пока еще сложно сказать, как воспримут необычную новинку покупатели, — многое будет зависеть от того, насколько удачными окажутся первые модели. По мнению экспертов, разработчикам еще предстоит решить немало проблем, в первую очередь касающихся обеспечения приемлемого качества проецируемого изображения. Ведь если для работы со стационарными проекторами обычно используют специальные экраны, то концепция применения встраиваемых проекторов подразумевает возможность проецирования изображений на стены, одежду и т.д.
Немаловажным фактором станет и цена. Как считает вице-президент по маркетингу компании Explay Голан Мэнор (Golan Manor), устройства по цене менее 300 долл. (речь идет о миниатюрных проекторах, выполненных в виде отдельных аппаратов) смогут занять сегмент карманных проекторов класса high-end, однако привлечь массового покупателя можно будет только тогда, когда цена на них опустится ниже 100 долл.
 |
|
