从投影技术角度透视投影市场未来发展

　　【神州音响网讯】2012年已经过去，在这一年中，投影机市场有了快速的发展，尤其是近几年以LED、短焦为首的新技术应用逐渐成熟，逐渐成为投影机市场不可或缺的一部分。

　　无独有偶，在新光源技术中，LED光源与激光光源会经常被人们放在一起进行比较，虽然从目前的市场来看，LED光源依旧占据着发展的优势，但很多人还是对激光光源，甚至是LED与激光的混合光源抱有很大的期望。

　　在短焦技术中，号称可以做到“零距离”的反射式超短焦技术，与采用鱼眼镜头的正投式短焦技术，也成为一对竞争者。一个距离更短、一个使用更方便，究竟谁成为市场的主力，也成为留给2013年的一个悬念。

　　此外，在微型投影技术中，LCoS技术取代3LCD，成为DLP的有力竞争者。目前，两种技术都推出了全新一代的产品，分辨率更高、效果更出色，一方面是成本更低廉，在国内众多品牌中应用;另一方面是被众多国际大牌采用，产品性能更强。面对复杂的国内市场，谁能更早的占领市场，也成为2013年的看点。

　　从上面的内容中，我们也可以看到，投影机市场的竞争，从经销商之间的价格战，已经上升到场上之间的技术之争，与核心部件厂商之间的竞争。在新的一年中，投影机市场又将如何发展?下面让我们一一进行盘点与展望。

　　一、新光源谁将称雄?

　　在投影机市场中，光源的革命可以说是近两年最受关注的技术。LED光源的应用较早，也更为成熟，但缺点也相当明显。

　　主要的优点是，首先lED光源的寿命长，理论上可以长达10万小时，已经推出的投影机产品，光源的寿命最长也可以达到5万小时，远远超过传统光源3、4千小时的寿命。其次，目前采用的LED光源多数为三色光，应用于DLP技术中，无需再通过色轮进行分色，可以获得更为纯净的三原色光，因此让投影的画面饱和度更高，画面的色彩还原度也更为真实。还有，LED光源的发热量低，应用于投影机中，无需更大的散热空间和结构，并且无需色轮分色，大大简化了内部结构，让投影机的体积更加小巧。

　　但缺点也更为明显，那就是LED光源投影机在单位面积内的发光效率较低，要实现更高的亮度，在成本和功耗方面，需要大幅的提升，因此在投影机中的应用就显得非常困难。目前，最亮的LED光源投影机，是一款亮度达到1000流明的产品，在机身的体积和重量上，都难以让人满意，大部分的产品亮度都在500流明以内。

　　LED光源的缺点显然非常致命，让其难以成为市场的主流产品，因此激光技术被很多厂商寄予厚望。激光属于集束性光源，光效率极高，因此也更容易实现高亮度。同时，激光光源的波长分布范围较窄，因此可以实现极纯的单色光，在投影机的应用上，具有更高的色彩还原性。

　　早在激光诞生之初，人们就开始尝试把激光引入显示领域。不过受限于当时的技术，激光光源功率较小而体积过于庞大，成本异常高昂，其效果不尽如人意，只是在极小的范围内，用激光作为扫描器件，应用于三维投影或者墙面投影，而不是一般的显示设备，在设计上没有考虑设备的耐久性和可靠特性。

　　国内和国外都在研究固态光源进入显示行业。LED更方便，通过简单地替代传统的阴极射线管，就很方便地用在了液晶电视、显示器上，并且因为液晶领域相对比较成熟，已经有足够的市场空间，国外的多数资源是投入到这个领域的。

　　至于激光，鲜有成果。而且激光的特性决定了它的用途与LED完全不一样。激光是点光源，而LED是典型的面光源，两者在适合的显示设备方面就有差异。如果用LED作为液晶的背光尚好，若是作投影机的光源，这就有些勉为其难了，光路传导的损失将会变得很大，并且也不容易做到亮度很高。激光的点光源特性，决定了激光更适合投影使用。比如通过与反射式的成像器件配合，做成投影机，那就是最好的应用模式。

　　而LED光源与激光混合的光源技术，也成为未来很多厂商关注的焦点。集合了LED光源与激光光源的优势，在实现高亮度的同时，在画面的色彩上也有着不错的表现。多家厂商也曾经透露，这种混合光源技术产品已经提上日程，在明年将会有新产品推出。

　　寸有所长尺有所短

　　短焦技术的推出，也是近两年市场的热点产品。在几年前，刚刚推出短焦技术产品的时候，由于投射距离还没有现在这么短，并且画面的变形较为严重，也因为很难打开市场。随着技术的进步，目前的短焦投影机的投射效果已经有了很大的改善。并且，根据投射方式的不同，分为反射式的超短焦与采用鱼眼镜头的正投式短焦产品。

　　反射式的超短焦产品，从今年看，厂商已经推出“零距离”的产品，也就是投影机的前端，可以紧贴投影的屏幕，做到中间没有距离，想电视机一样的使用。这种技术，主要采用了画面的反射原理，将投影画面投射到一个反光的镜面上，有些厂商采用弧形镜面，有些厂商则采用平面镜，原理大致相同，通过镜面反射到屏幕上，通过这种反射技术，实现超大的画面。

　　虽然这种技术，投射大画面所需要的距离较短，但画面的变形问题依然严重，需要经过不断的调试，才能获得一个比较好的效果。但这个比较好的效果，已经不能再做到“零距离”投射...

　　正投射的产品大都采用了鱼眼镜头，在以前都是DLP技术的产品采用这类镜头，在2011年，多家3LCD技术的厂商也推出了正投式的超短焦产品。最短的投射距离，在不到1米的距离就可以投射100英寸的大画面。更为重要的是，这种技术投射出的画面，其变形的情况已经控制得比较好，部分产品还采用了自动梯形校正的功能，无需在自行调试，就可以获得不错的画面效果。

　　两种短焦技术，各有所长，从目前的情况来看，正投式的短焦技术，在市场上的产品更多，也更受到消费者的欢迎。

　　微投市场谁将胜出?

　　微型投影机，因其机身体积小巧，重量轻，可以随着携带，因此受到很多个人用户的青睐。尤其是很多掌上型的产品，采用了类似于苹果产品的外形设计，还有些产品内置了苹果接口，可以直接播放iPhone、iPod等产品的内容，而受到人们的欢迎。

　　目前市场上，微型投影机市场上，主要也是有两种技术的竞争。一种是，大品牌应用较多的DLP技术，已经推出第二代的微型投影机新品，分辨率从之前的854×480，提升至1280×800，达到了高清的标准，在亮度再次提升后，其应用性也更强。但采用这种技术的产品，制作工艺较好，但其市场售价也较高。

　　另一种是采用LCoS技术的产品，这项技术更加开放，被很多国内的投影机厂商所应用。目前这种技术，主要采用3M的光机，也已经是第二代产品，分辨率达到了800×600的分辨率。但这类技术的优势是价格更加便宜，适合大面积的普及。

　　从目前的市场上来看，DLP技术的产品占据着绝对的优势，推出的产品也更多。主要原因DLP的微投芯片，在性能上更强，通过厂商的努力，技术也更加成熟，产品的应用性也更强。

　　二、激光投影技术原理

　　激光显示是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的下一代显示技术。 激光显示能实现传统显示所达到的所有先进技术指标，如大屏幕、高分辨率、数字化等， 而且以激光作为光源，具有波长可选择性和高光谱亮度等特性，拥有更广的色域，是CRT的两倍。因此能够提供最真实、最丰富、最鲜艳的色彩再现。

　　激光光源与灯炮光源和LED光源完全不同，它们有着极高的光谱纯度：>106W/mm2str;极好的方向性：500：1。同时，激光光源也有极高的效率。激光显示将发展成为多平台应用技术，如，手机投影显示，前投影显示，便携投影显示，背投电视等。其大色域、高效率、长寿命等优点，将显示技术发展提供一种选择。

　　

 

　　图1 激光显示原理图

　　在这里所谓的激光投影技术分两种，一种是单色光，一种是彩色光。单色光投影技术我们已经很常见了，举个最简单的例子，日常使用的激光笔就是一种单色光投影技术。而有些时候我们还可以在单色激光光线前增加各种各样的格栏，这样就能投射出最简单的激光画面了。

　　另一种彩色激光的原理也并不复杂，通过控制三色激光，构筑整个色彩体系，这与CRT的原理一样，不同的是，CRT通过控制不同的电子枪，实现不同的颜色表现，而激光投影机直接控制光线，效率和效果都大大增强了。

　　激光光源的特点

　　(一)色域更广，色彩更亮丽

　　传统投影机只能表现自然界中30%左右的人眼可识别色彩，致使另外70%的色彩无法通过传统显示设备让我们感知。当前的2K数字放映机虽然在色彩及分辨率方面已经接近35mm胶片的质量，但还是有不少电影界人士更欣赏胶片所表现出的丰富色彩及过渡。纯色的LED或激光光源是数字成像的理想光源，激光电影放映机能表现自然界中90%以上的人眼可识别色彩，激光电影放映机能给观者还原出一个更完美的五彩斑斓的真实视界，更好的满足电影的播放需求。

　　(二)真正保持长期高画质

　　传统投影机会在使用一段时间后随着光源的急剧衰减而使图像变暗变黄(如亮度衰减、色饱和度对比度降低等)，在电影院这些高要求使用场合，即使灯泡仍还在发光，也不得不因此而更换灯泡，造成使用成本居高不下。激光电影放映机所使用的是激光器作为显示光源，其寿命可达10000小时以上，其衰退过程也是缓慢的，使得其输出的画质长期保持高亮度、色饱和度和对比度，画面色彩始终亮丽如新。

　　

 

　　图2 激光显示画质高

　　(三)更高的光通量

　　目前传统投影机灯泡(氙灯或汞灯)的最高功率可达到6500W-7000W，单机最高可达到33000流明光通量，其灯泡寿命在此条件下最多只能达到500-800小时。而激光光源属于新一代冷光源，不存在发热量过大而使其温度过高的因素，只需通过增加激光器数量，就可以很轻松的将激光投影机单机的光通量达到10000-50000流明以上，且其光源的使用寿命仍然可以达到10000-20000小时以上，使用该技术的影院投影机，可大大降低影院的长期成本，不再有炸灯的风险，并提升影院的档次和性价比。

　　三、激光投影未来之路

　　激光作为光源早就是人类的梦想，作为未来趋势的激光光源对整个光源历史来说，还算是起步阶段，但起点显然已经很高。

　　激光开数字光源先河

　　激光投影机产品能够带来良好的颜色层次感，自然的高对比度大幅度提高了大场景的细节表现力，使得色彩更为生动。也是因为它的指向性，投影画面的主观感受要比传统投影机柔和，没有那么刺眼。因而它的亮度宽容度也变得更高，既能实现高亮度还能实现高对比度，还能保证色彩的饱和度和层次感觉，这是现在的汞灯、氙灯投影机无法做到的。

　　由于激光投影系统是通过红绿蓝三原色成像叠加到物镜上显示的，所以通过控制三原色不同的比例便可实现显示效果的变化，这是传统光源无法做到的。现在的激光光源产品，通过多个模块进行组合来实现高功率的输出，激光的特性能够保证激光的一致性，而且在多台激光投影机进行拼接的时候，也能够很容易实现显示的一致性。正是因为这个原因，对比传统光源，激光光源体现了全面可调的数字化特征，光源能根据需求来进行调制，从而能够很轻易地实现多屏幕的无缝拼接，并长期保持各拼接单元画面在亮度、色彩上的一致性。

　　目前，在投影机构成的显像系统中，图像信号的部分已经数字化，成像器件已经数字化。在数字化条件下，非数字化的光源已经与数字化的环境格格不入，光源迈入数字化也是必然的进程。通过光源的数字化，在成像的终端，图像品质和感受才会更真切。

　　在测试的现场我们也看到，即便简单地把灯泡替换成为激光光源，投影设备的表现力已经大幅度提高。在色彩饱和度、亮度和层次上，灯泡根本无法与之匹敌。尤其是在色彩纯度和亮度，再加上对比度要求条件下，灯泡基本上只能满足一部分特定需求，而我们面对激光投影的时候，差点忘了这是投影，那鲜花不就如同太阳光下的鲜花吗?在传统的氙灯和汞灯照射下，颜色不可能如此生动。

　　传统的投影机可以通过电路上的处理把灯泡投影机的对比度和亮度提高，但是无法解决颜色层次的问题。尤其是蓝色，被看做是数字成像设备的死穴，一般来说非常死板，没有层次，在我们一般的投影设备中根本无法看到与湛蓝天空相媲美的色彩，激光倒是能够接近这种感受了。所以能够在色彩上呈现巨大的反差，而不仅仅是黑白的巨大反差，这或许是激光那么惊人的根本原因。

　　过于高的对比度和亮度的组合，将会带来不舒服的视觉体验，这在传统光源中是常见的现象。传统光源的光线无方向性，为了达到需求的对比度，光线的浪费比较多，导致需要很高的亮度，这样会刺激眼睛，大幅度降低观看舒适度。激光不同，通过光纤导出的光线经过扩散，投射在成像器件上，还是有方向的，这些光的利用率大幅度提高，从而能够在很高对比度的时候不需要太高的亮度，从而能够保证眼睛的舒适程度。

　　加上激光的RGB三色的纯度相当高，激光特性决定了光谱不漂移，从而保证整个显示画面的一致性。实际上，因为激光光源的特性，对镜头的镀膜要求都降低了，同时透过镜头的热已经大幅度降低，可以大幅度降低镜头设计的难度，并且低的温升也能保证镜头在使用过程中对画面的影响降低到最小。这些优势让激光投影机的画面能够保持一致性，投影画面的一致性能够超过90%。

　　这一切造就了最好的投影品质，激光的画面如同流动的清水，那么清澈而透亮，是目前显示设备中最好的。但是因为目前的采集设备和输出设备都是按照传统光源光谱特性设计和调整的，所以在某些方面，激光替换上去会有过饱和的情况出现。比如红色就是如此。传统的采集设备能够表现不错的红，但是输出的时候红的衰减比较厉害，灯泡的光谱在红端以热能丧失比较多，所以在信号上会做增强。而RGB激光的红，本来就要超越一般灯泡，再加上电路的处理，那就有些过饱和。红和蓝两色，其实是激光的杀手锏，它们的生动程度与否就会影响输出设备的表现力;绿光的主要贡献在于提供足够的照度。

　　色域大战

　　在主观上，我们已经看到了激光投影机的强大威力。相比传统的灯泡，激光模块体积(主要是散热模块)还有些大，但是在效率上已经无与伦比了。Barco的电影投影机采用氙灯，灯泡的功率4KW，标称寿命1000小时，更换成本接近3万元，镜头投射光通量大概15000lm。而激光模块只需要100瓦左右，就能够实现12000lm左右的投射亮度，寿命超过两万小时，两相比较，高下层分已不言自明。

　　近3年来，激光模块的每瓦成本降低到了10倍，随着技术的改进和市场应用的展开，仍然有很大的下降空间。而一个投射2000lm的投影机，只需要20W左右的激光就行了，成本是可以接受的。如果投影机专门为激光光源进行设计的话，激光功率还可以适当降低。当然了，这种光源分离的方式，大幅度提高了投影机的灵活度，比如要制作不同亮度的投影机变得很简单，而不会受到设备早期设计的限制，甚至可以在后期进行提高也没有问题。

　　激光投影机的另外一个好处就是长期能够保持投影的稳定性，激光模块的寿命为两万小时，是真正的长寿命低衰减的光源。像气体的汞灯和氙灯因为其中掺有杂质，色温控制不可能完美，也不可能像激光这么稳定。

　　有人担心，激光这么大功率是不是有危险。透过投影机的镜头往里面看，没有不适应，激光已经被扩散，光的强度已经比激光束大幅度下降。但是打在视网膜上，我们能感受到那种衍射，这是传统光源没有的。同时在投影机镜头前的温度已经非常低，通过光纤，激光的热早被隔绝，而且扩散之后，光的功率密度大幅度下降，温度自然降低了，直视也没有问题了。

　　从测试结果可以看到，激光的色域已经大大超越传统显示设备，是激光投影能够如此清亮动人的根本原因。实际上纯激光出来测试的色域更大，但是经过Barco投影机之后，可能在信号上做了一些均衡，即便测试结果没有200%的NTSC覆盖率，已经相当惊人了，实测超过了170%。

　　激光也要唱主角

　　激光显示设备的到来，提高了显示设备的门槛，在激光面前，任何其他显示设备只能甘拜下风。在色彩、寿命、可靠性等诸方面，拥有无与伦比的优势，而且在光源端实现了数字控制，这一点与LED类似。

　　固态激光的前端也跟LED类似，不过经过放大环节以及声光晶体的频率调制，控制好输出光的波长。LED则是利用基板直接发光，产品没有那么复杂，而控制起来也简单，包含外围电路也简单得多。现在LED背光显示已经逐步走向市场，LED背光电视和LED光源的投影机已经可以买得到。而激光的显示产品，现在成本上还比较高昂，目标客户还局限在行业端。

　　国外与国内同期的产品还有几家，产品还局限在实验室阶段。最相近的是Colorvision的激光系统，但是功率无法匹敌，他们只做到了45W左右，而国内的模块可以组合成超过100W。而且，中国丰富的稀土资源，让中国在激光领域有独特的优势。

　　现在的问题是，产业环境没有启动，而上游的芯片产量比较低，没有达到规模产能，所以综合成本比较高。等上下游产业链构筑完成的时候，激光的未来会相当光明，而且随着成本继续降低，激光显示的普及恐怕就真的到来了。以普通的亮度计算，2000lm的产品就可以在使用成本上比现在的投影机低，而在使用过程中无需担心更换灯泡等类似的问题，最重要的是，这个投影产品能够一直保持这种一致性到寿命的终点，这是除激光之外没有任何一种光源可以做到的。(编辑：小莹)