抢占“第三代家庭投影”制高点投影光阀3LCoS有何过人之处？

发布时间： 2024-12-08 栏目：视镜系列

  发烧友网报道 文/章鹰）2024年，中国投影机市场喜忧参半。喜悦的是，在2024第四届CSPC中国

  投影产业峰会”上，中国电子视像行业协会秘书长董敏先生指出，中国已成为全世界投影产业最大的生产基地和创新源地。洛图

  认为，中国智能投影行业正处于新旧交替的周期转化之中， 2024年市场规模仍将达到614万台。2024年全球投影机的出货量接近2000万台，形成百亿美元的大市场，中国占据全球30%的份额。

  忧虑的是，第三季度中国智能投影仪市场出现增速回落，根据洛图科技（RUNTO）相关报告，2024年第三季度，中国智能投影市场（不含激光电视）的全渠道销量为127.0万台，同比下降9.7%；销额为18.9亿元，同比下降5.9%。

  为何在长期投影机市场增长看好的大势下，短期智能投影仪出现了销量下滑的情况。在大型体育赛事、国产制作大片和3A游戏《黑神话：悟空》等大火的情况下，大屏彩电的销售出现上升，反映大屏观影需求的回暖。Counterpoint调研多个方面数据显示，第二季度，高端电视总出货量同比增长45%，预计全年同比增长率为22%。大屏幕将推动2024年的增长，75英寸及以上高端LCD电视出货量预计会增长105%。特别是今年以来，年青人青睐的以激光电视为主要品类的100英寸高端彩电增长2倍以上。

  2024年上半年，投影仪行业疯狂向低端化内卷，大量低端投影仪以低价方式抢占市场，破坏了花了钱的人投影体验的认知。而今年5月份，国家发改委、广电总局等六部委联合印发通知实施高清、超高清设备更新提升行动。随着超高清时代的到来，现在家庭投影能力上已经不能够满足了，但由于LCD和DLP光阀技术本身的缺陷，很难再逐步提升或演进。

  家庭投影机市场发展的动力犹在，源于大屏趋势和消费的人两大根本动力没改变。如何在投影“芯”动力—光阀技术创新，引领花了钱的人家庭投影产品的回归。投影机必须在质量和体验上有革命性的提升，以LCoS技术驱动的“第三代家庭投影”呼之欲出。

  纵观投影仪的发展历史，我们正真看到最早的投影仪其实来自中国的民间艺术-皮影戏，汉代已然浮现，也有了最早的记载。到了元代时，皮影戏曾传到各个国家，这种源于中国的艺术形式，吸引了许多国外戏迷，人们亲切地称它为“中国影灯”。

  公元1640年，一名叫奇瑟的耶稣教会教士运用镜头及镜子反射光线的原理，将一连串的图片反射在墙面上，发明了幻灯机，这是最早的幻灯机。到1845年，随着工业革命的蓬勃发展，幻灯机也进入了工业化时代，光源改为煤气灯，后改为电灯。

  1972年，爱普生、索尼等公司生产出了最早的彩色投影机，采用的是CRT技术，即阴极射线管。其原理是把信号源分解成RGB三个通道，分别打到三个CRT管荧光屏上。至此第一代投影仪-CRT投影仪诞生，这代投影仪的优点是成本低、色泽均匀，响应快，缺点是体积大、噪音大、调试难、分辨率低。

  1988年，第一台LCD投影诞生，结束当时投影市场只有CRT投影机的现象。1989年，爱普生生产出3LCD彩色投影机（灯泡机），在色彩和稳定能力方面具有更大优势，不过常规使用的寿命较短，要换掉灯泡，维护成本比较高。当下，大多数现代 LCD 成像器的分辨率高达 1920x1200 （WUXGA）；家庭影院型号通常使用 1920x1080 （1080p） 成像器。资料显示，LCD显示屏的技术进步日新月异，主要改变为采用低温多晶硅技术TFT之后，驱动效率和开口率的提升，液晶面板制备工艺进步使得显示像素密度大幅度提升，但是由于1LCD技术原理和特点，导致分辨率指标、亮度指标和对比度指标等均面临着很大的技术瓶颈。

  1987年，美国德州仪器公司研发出第一块数字显微镜装置（DMD芯片），到1996年，数据光学处理技术（DLP技术）商品化走向市场，第一款DLP投影仪面世。至此，以LCD和DLP技术为特征的第二代投影仪出现。DLP投影相比1LCD投影在分辨率、亮度和对比度等各项指标均有突破。在家用智能投影细分市场中，TI有0.33英寸/0.47英寸等不一样的规格的产品。

  LCoS是LCD的一种变体，通用电气公司在1970年首次展示低分辨率的LCoS投影仪，直到 1998 年，JVC 才推出了其第一台采用 LCoS 技术的 SXGA+ （1400x1050） 投影仪，该公司将其称为 D-ILA（直接驱动图像光放大器）。2005 年，索尼推出了其第一款 1080p 家庭影院型号 VPL-VW100，2006年，推出升级版VLP-VW50，带来1080P显示解像度及高达15,000:1的超高对比度。价格贵，均面向高端娱乐市场。

  不管是基于1LCD第一代数字投影和还是基于DLP的第二代数字投影，基本的产品特点是200-1000的亮度，固态光源、体积缩小，功能增加和智能化、价格低；投影行业专家这样认为，第二代家庭投影在画质方面具备较高分辨率和对比度，未来第三代家庭投影，则是画质能力、音视频和智能交互要跃升一个层级。

  具体看，画质方面向高分辨率、高对比度和高刷新率演进，比如能够支持4K、8K超高分辨率和60Hz到120Hz的超高刷新率，能够很好的满足播放4K、8K视频和大片，支持3A大制作游戏显示需求；在音频领域，由现在的二代家庭投影仪内置360°环绕扬声器，升级为基于星闪技术的多声道音箱方案，与Audio Vivid菁彩声一起构建7.1.4多声道环绕音箱系统，提供类似影院级的沉浸式体验和高保真音响效果。在智能交互方面，实现手机和大屏的直连交互和体验融合也是重要趋势。

  在家庭投影仪领域，中国厂商是后进入者，但是发展非常迅猛，极米、峰米、当贝、坚果等主流投影机厂商分别推出了2K、4K家用投影仪设备。洛图科技的调研显示，在2024年双十一大促期间，4K产品的在线.8%，显示了消费者对于超高分辨率的中高端家庭投影机喜好度上升。

  2024年3月，在AWE展期间上海海思全球首发3LCoS投影解决方案，引起行业瞩目。在第三代家庭投影启动之际，LCoS技术缘何被看好成为第三代家庭投影的光阀主流技术，源于其技术原理和中国相关产业链的突破。

  目前，投影市场的主流技术最重要的包含DLP、LCD、3LCD等，很多厂商的高端投影仪都在使用DLP技术或者3LCD技术，只有索尼、JVC两家高端投影产品选择LCoS成像技术。而LCoS技术因为显示效果优异，通常只有在影院级投影仪中才会出现。由于制造工艺技术要求高，良品率难以把控，制造成本比较高，国际厂商LCoS投影仪售价一直居高不下。超高清时代将有可能成就LCoS技术的崛起。

  LCoS，英文全称是Liquid Crystal On Silicon，中文意思是“液晶硅上芯片”，它属于新型的反射式micro LCD投影技术，采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片，用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合，再注入液晶封装而成。

  海外专家觉得，对比LCD和DLP，LCoS 通常被认为具有所有数字投影技术中最好的原始对比度和高分辨率。当然，动态光圈和/或动态照明调制能更加进一步改善黑色和对比度。

  比较DLP技术，LCoS技术具备三大优势：一、LCoS在高分辨率优势显著，由于采用CMOS工艺，相对于DLP的MEMS工艺，演进空间更大，潜力更大，迈向超高清显示时代，LCoS优势越来越明显；二、LCoS在高对比度方面优势显著，由于采用液晶偏振调灰阶，能轻松实现超过10000:1对比度，暗部细节表现更好；三、LCoS画质细腻优势显著，由于具备更高的填充率，图像栅格效应很小，图像质量更好。

  DLP光阀，虽然也采用CMOS驱动结构，但是其表面以微机电反射镜为像素——虽然是微机电结构，但是本质依然是机械运动部件，没办法做到液晶分子级的小体积。此外，DLP技术在4K上，原生分辨率能力不够，不得不采用“抖动技术实现虚拟像素倍增”。如0.47英寸光阀4K产品。而虚拟像素的倍增是要成倍数占用刷新率的，4K刷新率可能就降维到60Hz。

  LCoS的优势大多数来源于于反射式成像拥有的70%以上，不亚于DLP的光效；以及非机械的LCD光学面极高的平整度。上海海思3LCoS解决方案采用影院级别的同源三片式架构，主要聚焦三大关键点：一是三片式架构，三个激光器全时点亮，具备更高光源利用率，比较单片DLP单个光源，光源利用率优势显著；二是三片式架构光源，产生的彩色流明与白色流明一样多，由此产生更明亮、更鲜艳的色彩，而DLP单片式架构，色彩亮度和白色亮度是不同的，色彩亮度偏低；三、三片式光学系统色彩稳定性高，从架构上防止彩虹效应。

  我们注意到，当下中国年纪轻的人喜欢视频交互、弹幕刷新很快，单片式DLP投影仪显示的画面会出现彩虹纹，视觉感官差，LCoS技术很好避免这个使用的痛点问题。

  目前，在海外市场，JVC和索尼纷纷推出了4K LCoS投影机产品。今年10月，日本JVC推出了全球最小的原生4K投影机“DLA-NZ700”，可显示 4,096 x 2,160 像素图像和 80,000：1 原生对比度。JVC 0.69英寸光阀达到4096x2160的物理分辨率，且这一些产品均提供120HZ的高刷新率。由于采用紧凑性设计，体积比上一代减少35%，适合家庭影院和商业展示等多种应用场景。

  观察国内LCoS光阀市场，我们正真看到上海海思3LCoS投影方案亦主打高分辨率、高刷新率和高对比度的技术优势。芯鼎微公司已实现并量产全球唯一场色序型单片式超高清4K LCOS，0.55英寸的4K光阀产品，LCoS则具有最高12000ppi的像素密度；豪威科技在CES2024上展会上发布新品OPO03050，这款LCoS面板在单个芯片在单个芯片中集成了 LCOS 阵列、驱动电路、帧缓冲器和接口，用于增强现实（AR）、扩展现实（XR）和混合现实（MR）眼镜和头戴式显示器。

  国内专家对LCoS技术的乐观预期，正式源于对LCoS技术强大生命力。LCoS技术能令设备实现小型化、高分辨率和高刷新率，未来在车载AR-HUD、可穿戴设备XR、VR/AR、3D打印、实验仪器、光通信调制等应用场景可是实现广泛应用。

  中国电子视像行业协会秘书长董敏先生指出，中国智能投影产业的成功，重点是核心技术和核心部件的攻坚创新、产业链生态的开放合作以及对智慧生活体验的连接和驱动能力。中外LCoS领域的知名厂商纷纷下场，LCoS光阀芯片破局已成，让我们期待一下明年中国厂商自主研发和设计的LCoS投影机产品批量上市，将积极推动第三代家庭投影的风口形成。

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