沉寂20年的軍用黑科技終於等到翻身機會，強勢轉向汽車和安防市場

激光投影是個有點歷史的技術，顧名思義，就是採用激光作為光源，並利用 MEMS 玻璃結構反射在物體表面上的成像技術，其優勢在於能夠把投影結構做到非常小，甚至可放到智能手機中，且即便是非平整表面，也能聚焦成像，不用在鏡頭額外設計對焦機制。但過去因為在應用以及成本限制過多，導致其在市場上並不多見。

也因為早期難以投放到一般消費市場，早期投入激光投影技術的公司，如 MicroVision 就轉而以軍用設備作為激光投影的試金石，其為美國軍方設計出頭戴式戰場信息顯示設備，基本功能就有如現在的 AR 顯示設備，通過基板導向繼電器（Substrate Guided Relay,SGR）光學器件，也就是一種具有特殊的光學特性的透明透鏡，Microvision應用自行開發的PicoP技術，將圖像泵入，並將地圖、照片、實時視頻等畫面反射到佩戴者的眼睛，作為溝通戰場局勢與戰略的有用工具。

圖|戰場信息視覺回饋示意圖

圖|美軍的戰場 AR 視覺回饋系統

MicroVision 在 1990 年代開始的波灣戰爭中，因提供美軍大量的 AR 戰場顯示設備而獲得相當不錯的收入，但是戰爭結束之後，由於需求急劇下降，MicroVision 也開始積極布局一般消費市場，把過去給軍方使用的黑科技民用化。

圖|激光投影光機結構為三色激光通過 MEMS 光機後投射出影像，具有畫質銳利的優點

對 MicroVision 而言，現有的微型投影機技術其實應用範圍還是太狹窄，若只能做為家庭或辦公室簡報使用，那麼未來發展空間有限。因此像 MicroVision 就轉以微型化投影模塊為核心，期望將之嵌入到生活中的各種角落。

目前激光投影的主要應用層面，包含了車用顯示、家庭智能終端顯示、商用顯示及移動顯示等。

圖|未來激光投影與 IR 3D sensing 技術的應用展望

在車用顯示技術方面將以車窗投影為主，其中包含兩種方向，一種是廣告影像的播放，受眾是車外的路人以及其他司機，另一種是對駕駛本身的，也就是傳統抬頭顯示的取代，藉助內嵌在汽車上的顯示模塊，將汽車信息投放在車窗玻璃，作為導航或實時監控行車信息的方法。在汽車顯示方面，可能會偏重於後裝市場，由於激光模塊本身還比較難以推出符合車規嚴苛需求的產品，要打進前裝市場還需要一段時間的改良，但後裝市場市場上已經開始流通應用，比如說中國不少市場已經開始投放汽車車窗投射廣告了。

圖|利用激光投影技術的車窗投射廣告

而在家庭智能終端顯示方面，考慮到目前智能音箱一般只能通過語音播報信息，如果信息內容很長，那麼語音時間會拖很長，比如說要了解未來幾天的天氣這種結構式的信息，那麼具備顯示能力的產品反而更直覺。另外，通過智能音箱購物的話，也無法看到產品的實際外貌，也有可能發生買到的東西不符預期的狀況。

圖|雖然有點違反初衷，但內建屏幕的智能音箱越來越多，但外型也被屏幕給限制住了

另外，已經有不少智能音箱計劃或已經把顯示屏幕做到產品中，但是這類產品受限於顯示屏幕的大小，外觀無法有更大膽的設計，若採用激光微型投影模塊，不僅投射出來的畫面可以依照需要重設大小，也可以投放到家中牆壁或白色柜子等各種平面或非平整的表面，不需對焦也能擁有相當不錯的投影畫質。

另外，在商用嵌入式投影方面，比如說商店商品展示，可將商品互動頁面直接投影到貼了偏光膜的玻璃櫥窗上，且甚至可利用 IR 感測能力實時進行互動，或者是直接進行購物。

圖|可進行互動的投射式展示櫥窗

在移動顯示方面，過去 MicroVision 和聯想、Sony 合作研發過不少產品，聯想因為市場策略的調整，最終產品並沒有上市。但 Sony 的激光微型投影機不僅價格相對合宜，體積輕薄，解析度也要比市場上的競爭者更優秀，價格也更低廉，不過 Sony 是採用架構授權方式，向 MicroVision 購買相關技術專利的使用權，並以之設計自己的商品。

圖|聯想曾規劃要推出基於激光投影與 IR 感測技術的 Smart Cast 投影手機，只可惜因聯想營運狀況不佳而胎死腹中

在波灣戰爭中，美國軍方大量使用基於激光投影的個人顯示設備，做為戰場信息的溝通與命令的傳達，當時就已經可以做到在有限硬體大小限制中做到彩色顯示，可連上軍用網路，並可顯示和現實場景疊加的虛擬信息圖像，指揮官可實時掌握戰場上資源與戰力的分布狀況，並且將命令轉化為視覺概念，同步到所有使用該設備的士兵視野中，方便進行戰場管理，而配合 GPS 定位與地圖顯示，即便在視野極差的情況下，也能夠實時同步掌握自己和僚軍的位置，甚至標示出敵軍的所在地。

在虛擬信息與現實場景疊加的概念上，和我們現今使用的 AR 技術相當一致，但 AR 設備到 2018 年才有機會商業化，基於激光投影的軍用 AR 設備卻早在上個世紀 90 年代就被美國軍方廣為使用。

最後，目前方興未艾的 AR、VR 技術方面，激光投影也同樣可以幫助整個系統更加輕薄，並帶來更好的顯示效果，當然，而除了傳統的 AR、VR 機構設計，Microvision 未來也將會發展直接將影像投射到視網膜的技術。這時可能會有人聯想到，AMOLED 有燒屏的問題，那直接投射到視網膜的激光會不會燒視網膜？但其實不用太擔心，要投影到眼睛的光線強度會調整到人體可承受的範圍內，否則根本不可能通過審批，兼顧安全又要能擁有良好的顯示效果，本來就是此類技術的兩難，但這並不是不可能，目前還需要更嚴謹的技術發展以及驗證。

投入嵌入式投影與 AR、VR 設備成像技術研發

Microvision PicoP 核心其實結合了激光投影與掃描技術，通過激光發射器與 MEMS 光機的搭配，加上 IR 發射與感測能力，能夠在任何物體表面上聚焦成像，甚至同時還能達成 3D Sensing 的效果，偵測並實時建立立體的物體表面。

圖|來自日本 Explay Japan 的激光投影光機，同樣走小型化設計方向

而除了 Microvision 以外，日本 Explay Japan 也有推出類似的激光投影光機解決方案，同樣是以小型化為主打設計方向，不過 Microvision 已經搶先一步把激光投影做到手機產品中，並且結合紅外線掃描能力，而 Explay Japan 還未有類似產品。

激光投影其實是以激光作為光源，搭配 MEMS 光機結構特性的一種顯示技術，與 LCD、DLP 並列投影三大技術，後二者的光源使用傳統燈泡，較新的機種也有採用 LED 光源，而因為光機結構的不同，激光投影的技術門坎明顯高了很多，且因為激光功率的限制，亮度很難有效提升，因此激光投影過去多朝向小型化投影技術發展，而 LCD、DLP 則走向大屏幕顯示。

而在技術原理方面，激光投影技術為利用激光的高聚焦特性，再搭配 MEMS 進行光源的偏向掃描處理，將激光的點狀光源轉換成掃描線，同時進階處理為面的顯像，概念有點像早期的陰極射線顯像管顯示屏（CRT 顯示器），只不過陰極射線顯像管投射的是電子束，激光投影機是激光。

Microvision 三原色皆採用激光源，但也有競爭企業僅在紅光與綠光，採用半導體激光器為光源設計，藍光半導體激光器因成本較高，改用 LED 光源來替代藍色激光器，來達到大小與成本的均衡，但這種方案體積還是會比純激光方案大些。

圖|MicroVision 的 PicoP 微投影技術具有永遠對焦、廣視角以及顏色鮮明等優勢

不過因為激光投影結構的複雜度高，成本很難有效下降，加上過去微投影因設備電池、處理性能等技術的限制，市場非常小，所以激光投影的市場規模一直無法與其他投影技術相提並論。而因為 DLP 的光機結構也能做到小型化的需求，所以近年來的微型投影機幾乎都是以 LED 作為光源的 DLP 技術主宰市場。

通過 3D Sensing 技術打入車用與安防 Lidar 技術

前面也提到，除了激光投影以外，其基於激光以及紅外線的 3D Sensing 技術也是目前 MicroVision 主打的核心技術之一，與其投影技術搭配，可做到遠程對象偵測、動作偵測，甚至可操作手勢和投影內容進行互動等等。而此 3D Sensing 技術亦可做成目前自動駕駛所不可或缺的 LiDAR 產品，而因為 MicroVision 的技術優勢，其機構尺寸可以遠小於市場上的競爭者，方便整車產品整合更多 LiDAR，或者是不必遷就 LiDAR 的大小而變更原本的車體設計，而 MicroVision 的 LiDAR 技術也能夠很清晰的辨明所掃描物體的外型與立體特徵，其他同類型的產品難以達到類似的效果。

傳統 LiDAR 使用激光作為發射光源，再根據接收——反射的時間間隔來確定目標物體的實際距離。然後根據距離及激光發射的角度，通過簡單的幾何變化可以推導出物體的位置信息。由於激光的傳播受外界影響小，LiDAR 能夠檢測的距離一般可達 100m 以上。與傳統雷達使用無線電波相比較，LiDAR 使用激光射線，商用 LiDAR 使用的激光射線波長一般在 600nm 到 1000nm 之間，遠遠低於傳統雷達所使用的波長。因此 LiDAR 在測量物體距離和表面形狀上可達到更高的精準度，一般可以達到厘米級。

圖｜傳統 LiDAR 技術，基於激光投影，感測距離遠，但機構大小需要有一定空間容納，很難進一步小型化

MicroVision 的 LiDAR 產品在感測距離方面其實屬於中距離產品，且還在研發階段，雖然有不少客戶有興趣，但仍需要一段時間的打磨才有辦法投入市場。但以及小型化結構和低成本設計，將可為汽車市場的感測設計帶來不同的思維。

圖｜Microvision 的 Lidar 設計其實和其激光投影光機大小差不多，目前受限於車規激光模塊還在研發，還無法投入市場，且感測距離較短

激光投影技術潛力高，嵌入式設計可擴大應用廣度

雖然車用 Lidar 仍在設計與驗證階段，但針對安防的 LiDAR 產品應該很快就能夠在市場現身。由於 MicroVision LiDAR 的特性就好像傳統陰極射線顯像管的掃描線一樣，可以高速掃過物體表面，並且傳回物體的立體特徵，換言之，如果在足夠近的距離，比如說幾公尺內，是可以做到類似 FaceID 的效果，利用五官的立體特徵來辨識來者何人，精準度可以比傳統僅用攝像頭技術的作法更好。

圖|安防用 LiDAR 技術示意圖

由於 MicroVision 的 LiDAR 尺寸極小，可以很輕易的塞進小機構的機器人中，包含倉儲機器人、掃地機器人等，配合相關係統的地圖生成技術，可和 LiDAR 本身的高精度偵測能力相輔相成，而無人機產品也將會使用 LiDAR 技術，作為閃避障礙物，以及達到在有限空間精準飛行的能力。

MicroVision 在小尺寸影像投射能力上已經被不少產品所驗證，也被相關客戶所肯定，雖然在相關成本方面，以及部分應用的可靠性方面還有改善空間，但是在市場需求的推動之下，相關技術也不斷演進，相信未來基於激光投影的顯示設備會更多元化，應用也更普及。

激光投影在第一波消費性投影市場鎩羽而歸，反依靠技術優勢在軍用市場先行發光發熱，但是其小型化，以及成本獲得改善之後，在緊接而來更龐大的消費性投影、感測產業等市場生態圈中，激光投影技術應可拿到一席之地。

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