在安县敦秀公路最危险的“老虎嘴”路段,二炮工程设计院院长赵如彬、副院长张晨峰、路桥工程师王然江正目不转睛地盯着笔记本电脑屏幕。站在我旁边的是由结构监测系统、三维激光扫描系统和地表裂缝变形监测系统组成的点线面全方位三维智能地质调查“机器人”。
从远处看,支撑在三脚架上的“机器人”看起来像一个指南针。乍一看,“罗盘”里有一个棱镜“眼睛”,不停地为360゜.上下左右旋转在电脑屏幕上,到处都是不断变化的山体表面模型。通过持续观察,地质变化趋势一目了然。
在张晨风背上的盒子里,还有一堆拳头大小的“眼睛”。他说,这些“眼睛”是高精度的光学仪器。无论安装在哪里,“机器人”都能看到它们。鼠标一点,他瞬间打印出了4张“环屏照片”和“点云全图”,比数码相机拍的照片还要清晰,连山上的细小裂缝都清晰。
多台地质监测“机器人”进驻二炮工程部队,就像增添了“智能战士”,一次次确保他们在抗震救灾战斗中削山避险、想去哪就去哪
开山伐中有“侦察兵”。部队向敦秀公路进发时,“机器人”带路。在“虎口”最危险的一段,正当部队展开工作时,“机器人”发现头上一块高十米、宽九点七米的巨石即将滑下,工程部队立即组织人员进行排险。
科学决策有一个“数据员”。以前修路挖渠都是靠经验判断工程量、强度、工期,数据出入大,人设备不准。“机器人”可以通过环屏照片和局部云图,及时准确地勘察受损道路、桥梁的地质情况,为制定施工方案提供科学依据。
CES 2008之后,包括诺基亚、三星、摩托罗拉在内的全球主要手机厂商纷纷宣布,其部分高端产品将于2008年下半年搭载嵌入式mini-mini投影显示模块,提供真正的便携式投影多媒体显示功能。
正如诺基亚在两三年前预测的那样,业界普遍认为手机投影将成为继手机摄像之后的又一重要事件。很可能会效仿手机市场上最热门的新功能器件和技术,如GPS(全球定位系统)、MEMS(微机电系统),在未来两三年内成长为相当一部分手机产品的标准配置。同时,它将扩展到移动多媒体电子产品,包括MP4和手持游戏机,以及许多数码电子产品,如笔记本电脑。受到手机厂商、移动通信、电视服务厂商、关键显示元器件、模组系统厂商、半导体芯片厂商的广泛关注。
微投影显示可以在微小的体积内提供几十倍大小、更高分辨率和更好动态响应的数字图像,而不需要特定的显示屏,只需要依靠现场的许多自然面板;除了提供更好的观众分享效果,结合摄像头传感器等其他设备,对人机交互的支持不亚于LCD和触摸屏。
毫无疑问,它将成为手机和其他便携式数字多媒体产品辅助显示的最佳嵌入式解决方案,因此具有广泛的系统应用市场,如手机、掌上游戏机、多媒体机、数码相机、笔记本电脑和车载显示器等。
微投影显示的核心是微显示光电集成芯片(简称微显示芯片)和包括光源在内的微投影显示光机系统(简称微机械系统)。其中最常见、相对成熟的四种主流技术包括MEMS光学扫描微投影、LCD(液晶微投影技术)透射微投影、DLP(德州仪器公司开发的数字光处理技术)和LCOS(硅上液晶)反射微投影。根据微显示芯片的投影光学成像原理可分为扫描型、反射型和透射型三种,根据光源的颜色配置和成像机理可分为红绿蓝颜色分时和白光空间三色合成两种。
MEMS激光微扫描投影继承了上个世纪流行的激光扫描背投电视技术,以红、绿、蓝激光光源的颜色分时作为调色机制,通过动态调制MEMS微镜反射颜色分时光源实现空间扫描,同步调制红、绿、蓝光源亮度,实现动态彩色灰度图像。它具有投影仪系统简单、光损率低的突出优点,而明显的问题来自激光光源本身,包括光源成本、功耗、光斑等需要进一步改善的缺陷,以及明显的扫描图像缺陷。
与传统的大屏幕液晶透射三片式投影显示不同,由于小型化和低成本,液晶透射微投影主要采用单片白光光源通过三色空间合成的成像机理,光机系统相对简单,成本较低。光源主要是低成本的LED白光单色光源,受偏振限制。该芯片功耗不高,但光效低于其他芯片。此外,由于微加工技术的限制,很难进一步缩小尺寸,提高分辨率。
LCOS反射式微投影也采用了单片解决方案,大大降低了光机系统设计的难度和成本。光源分为分红型、绿蓝三色分时型和白光空间三色合成型两种。白光空间三色合成是通过与LCOS微显示芯片像素一一对应的RGB三色真彩色点阵薄膜匹配实现的。与三色分时相比,其光效低,但光源系统设计和芯片驱动简单,所以成本低,对液晶响应速度要求低。它也受到极化的限制。虽然光效低,但成本相对较低。相比之下,LCOS微显示芯片及其驱动器的功耗最低,部分弥补了系统整体功耗的不足。随着液晶响应速度的提高,采用红、绿、蓝三色分时可以大大提高光效与系统能耗的比值。
DLP反射式微探针还采用了红绿蓝三色分时成像机制,既消除了扫描图像的缺陷,又继承了MEMS光学扫描微探针的高光效率特性,而光机系统比MEMS光学扫描微探针略复杂。业内称,红绿蓝LED光源组合是DLP微显示芯片的最佳组合。高速DLP像素灰度调制结合LED光源三色时分,可以实现更高的光效和成像效果。基于高速MEMS电调制,DLP微显示芯片及其驱动芯片功耗相对较高,抵消了光利用的一些优势。此外,由于芯片制造工艺的复杂性和知识产权的限制,系统成本仍有待提高。
就微型投影显示光机系统而言,除了匹配微型显示芯片实现最高的光效、最佳的显示效果和最低的能耗外,不同的光机系统一般还需要考虑一些共同的系统要求,包括良好的散热和机械可靠性(如抗振)、小型化和轻量化以及与系统接口的匹配等。,光源配置也是关键因素。目前毫无疑问,红蓝绿LED和白光LED是性价比最高的(搭配红绿蓝颜色分时和白光空间三色组合)。但红、蓝、绿激光光源仍存在热稳定性差、点缺陷、成本高、使用安全性差等问题。
从系统厂商和用户的角度来看,任何嵌入式微投影显示器都必须在低成本低功耗、小型化和光效四个方面进一步突破,才能完全满足用户的要求,扩大市场规模和应用,成为数字显示技术真正的增长点。