搶占“第三代家庭投影”制高點，投影光閥3LCoS有何過人之處？

（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/章鷹）2024年，中國投影機市場喜憂參半。喜悅的是，在2024第四屆CSPC中國智能投影產(chǎn)業(yè)峰會”上，中國電子視像行業(yè)協(xié)會秘書長董敏先生指出，中國已成為全球投影產(chǎn)業(yè)最大的生產(chǎn)基地和創(chuàng)新源地。洛圖科技認為，中國智能投影行業(yè)正處于新舊交替的周期轉(zhuǎn)化之中， 2024年市場規(guī)模仍將達到614萬臺。2024年全球投影機的出貨量接近2000萬臺，形成百億美元的大市場，中國占據(jù)全球30%的份額。

憂慮的是，第三季度中國智能投影儀市場出現(xiàn)增速回落，根據(jù)洛圖科技（RUNTO）相關(guān)報告，2024年第三季度，中國智能投影市場（不含激光電視）的全渠道銷量為127.0萬臺，同比下降9.7%；銷額為18.9億元，同比下降5.9%。

為何在長期投影機市場增長看好的大勢下，短期智能投影儀出現(xiàn)了銷量下滑的情況。在大型體育賽事、國產(chǎn)制作大片和3A游戲《黑神話：悟空》等大火的情況下，大屏彩電的銷售出現(xiàn)上升，反映大屏觀影需求的回暖。Counterpoint調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，第二季度，高端電視總出貨量同比增長45%，預(yù)計全年同比增長率為22%。大屏幕將推動2024年的增長，75英寸及以上高端LCD電視出貨量預(yù)計增長105%。特別是今年以來，年青人青睞的以激光電視為主要品類的100英寸高端彩電增長2倍以上。

2024年上半年，投影儀行業(yè)瘋狂向低端化內(nèi)卷，大量低端投影儀以低價方式搶占市場，破壞了消費者對投影體驗的認知。而今年5月份，國家發(fā)改委、廣電總局等六部委聯(lián)合印發(fā)通知實施高清、超高清設(shè)備更新提升行動。隨著超高清時代的到來，現(xiàn)在家庭投影能力上已經(jīng)不能滿足了，但由于LCD和DLP光閥技術(shù)本身的缺陷，很難再進一步提升或演進。

家庭投影機市場發(fā)展的動力猶在，源于大屏趨勢和消費者兩大根本動力沒有改變。如何在投影“芯”動力—光閥技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)消費者對家庭投影產(chǎn)品的回歸。投影機必須在質(zhì)量和體驗上有革命性的提升，以LCoS技術(shù)驅(qū)動的“第三代家庭投影”呼之欲出。

聚焦超高清畫質(zhì)、便攜性和智能交互，第三代家庭投影升級方向已現(xiàn)

縱觀投影儀的發(fā)展歷史，我們看到最早的投影儀其實來自中國的民間藝術(shù)-皮影戲，漢代已經(jīng)出現(xiàn)，也有了最早的記載。到了元代時，皮影戲曾傳到各個國家，這種源于中國的藝術(shù)形式，吸引了許多國外戲迷，人們親切地稱它為“中國影燈”。

公元1640年，一名叫奇瑟的耶穌教會教士運用鏡頭及鏡子反射光線的原理，將一連串的圖片反射在墻面上，發(fā)明了幻燈機，這是最早的幻燈機。到1845年，隨著工業(yè)革命的蓬勃發(fā)展，幻燈機也進入了工業(yè)化時代，光源改為煤氣燈，后改為電燈。

1972年，愛普生、索尼等公司生產(chǎn)出了最早的彩色投影機，采用的是CRT技術(shù)，即陰極射線管。其原理是把信號源分解成RGB三個通道，分別打到三個CRT管熒光屏上。至此第一代投影儀-CRT投影儀誕生，這代投影儀的優(yōu)點是成本低、色澤均勻，響應(yīng)快，缺點是體積大、噪音大、調(diào)試難、分辨率低。

1988年，第一臺LCD投影誕生，結(jié)束當時投影市場只有CRT投影機的現(xiàn)象。1989年，愛普生生產(chǎn)出3LCD彩色投影機（燈泡機），在色彩和穩(wěn)定性方面具有更大優(yōu)勢，不過使用壽命較短，需要更換燈泡，維護成本較高。當下，大多數(shù)現(xiàn)代 LCD 成像器的分辨率高達 1920x1200 （WUXGA）；家庭影院型號通常使用 1920x1080 （1080p） 成像器。資料顯示，LCD顯示屏的技術(shù)進步日新月異，主要改變?yōu)椴捎玫蜏囟嗑Ч杓夹g(shù)TFT之后，驅(qū)動效率和開口率的提升，液晶面板制備工藝進步使得顯示像素密度大幅度提升，但是由于1LCD技術(shù)原理和特點，導(dǎo)致分辨率指標、亮度指標和對比度指標等均面臨著很大的技術(shù)瓶頸。

1987年，美國德州儀器公司研發(fā)出第一塊數(shù)字顯微鏡裝置（DMD芯片），到1996年，數(shù)據(jù)光學(xué)處理技術(shù)（DLP技術(shù)）商品化走向市場，第一款DLP投影儀面世。至此，以LCD和DLP技術(shù)為特征的第二代投影儀出現(xiàn)。DLP投影相比1LCD投影在分辨率、亮度和對比度等各項指標均有突破。在家用智能投影細分市場中，TI有0.33英寸/0.47英寸等不同規(guī)格的產(chǎn)品。

LCoS是LCD的一種變體，通用電氣公司在1970年首次展示低分辨率的LCoS投影儀，直到 1998 年，JVC 才推出了其第一臺采用 LCoS 技術(shù)的 SXGA+ （1400x1050） 投影儀，該公司將其稱為 D-ILA（直接驅(qū)動圖像光放大器）。2005 年，索尼推出了其第一款 1080p 家庭影院型號 VPL-VW100，2006年，推出升級版VLP-VW50，帶來1080P顯示解像度及高達15,000:1的超高對比度。價格貴，均面向高端娛樂市場。

不管是基于1LCD第一代數(shù)字投影和還是基于DLP的第二代數(shù)字投影，主要產(chǎn)品特點是200-1000的亮度，固態(tài)光源、體積縮小，功能增加和智能化、價格低廉；投影行業(yè)專家表示，第二代家庭投影在畫質(zhì)方面具備較高分辨率和對比度，未來第三代家庭投影，則是畫質(zhì)能力、音視頻和智能交互要躍升一個層級。

具體看，畫質(zhì)方面向高分辨率、高對比度和高刷新率演進，比如能夠支持4K、8K超高分辨率和60Hz到120Hz的超高刷新率，能夠滿足播放4K、8K視頻和大片，支持3A大制作游戲顯示需求；在音頻領(lǐng)域，由現(xiàn)在的二代家庭投影儀內(nèi)置360°環(huán)繞揚聲器，升級為基于星閃技術(shù)的多聲道音箱方案，與Audio Vivid菁彩聲一起構(gòu)建7.1.4多聲道環(huán)繞音箱系統(tǒng)，提供類似影院級的沉浸式體驗和高保真音響效果。在智能交互方面，實現(xiàn)手機和大屏的直連交互和體驗融合也是重要趨勢。

在家庭投影儀領(lǐng)域，中國廠商是后進入者，但是發(fā)展非常迅猛，極米、峰米、當貝、堅果等主流投影機廠商分別推出了2K、4K家用投影儀設(shè)備。洛圖科技的調(diào)研顯示，在2024年雙十一大促期間，4K產(chǎn)品的在線銷售達到52個，銷售份額達到15.7%，較前三季度上升8.8%，顯示了消費者對于超高分辨率的中高端家庭投影機喜好度上升。

圖：海思鴻鵠LCoS芯片

2024年3月，在AWE展期間上海海思全球首發(fā)3LCoS投影解決方案，引起行業(yè)矚目。在第三代家庭投影啟動之際，LCoS技術(shù)緣何被看好成為第三代家庭投影的光閥主流技術(shù)，源于其技術(shù)原理和中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的突破。

第三代投影光閥，LCoS技術(shù)比較DLP技術(shù)更勝一籌

目前，投影市場的主流技術(shù)主要包括DLP、LCD、3LCD等，很多廠商的高端投影儀都在使用DLP技術(shù)或者3LCD技術(shù)，只有索尼、JVC兩家高端投影產(chǎn)品選擇LCoS成像技術(shù)。而LCoS技術(shù)因為顯示效果優(yōu)異，通常只有在影院級投影儀中才會出現(xiàn)。由于制造工藝要求高，良品率難以把控，制造成本較高，國際廠商LCoS投影儀售價一直居高不下。超高清時代將有可能成就LCoS技術(shù)的崛起。

LCoS，英文全稱是Liquid Crystal On Silicon，中文意思是“液晶硅上芯片”，它屬于新型的反射式micro LCD投影技術(shù)，采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，用先進工藝磨平后鍍上鋁當作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。

海外專家認為，對比LCD和DLP，LCoS 通常被認為具有所有數(shù)字投影技術(shù)中最好的原始對比度和高分辨率。當然，動態(tài)光圈和/或動態(tài)照明調(diào)制可以進一步改善黑色和對比度。

比較DLP技術(shù)，LCoS技術(shù)具備三大優(yōu)勢：一、LCoS在高分辨率優(yōu)勢明顯，由于采用CMOS工藝，相對于DLP的MEMS工藝，演進空間更大，潛力更大，邁向超高清顯示時代，LCoS優(yōu)勢更加明顯；二、LCoS在高對比度方面優(yōu)勢明顯，由于采用液晶偏振調(diào)灰階，可以實現(xiàn)超過10000:1對比度，暗部細節(jié)表現(xiàn)更好；三、LCoS畫質(zhì)細膩優(yōu)勢明顯，由于具備更高的填充率，圖像柵格效應(yīng)很小，圖像質(zhì)量更好。

DLP光閥，雖然也采用CMOS驅(qū)動結(jié)構(gòu)，但是其表面以微機電反射鏡為像素——雖然是微機電結(jié)構(gòu)，但是本質(zhì)依然是機械運動部件，無法做到液晶分子級的小體積。此外，DLP技術(shù)在4K上，原生分辨率能力不足，不得不采用“抖動技術(shù)實現(xiàn)虛擬像素倍增”。如0.47英寸光閥4K產(chǎn)品。而虛擬像素的倍增是要成倍數(shù)占用刷新率的，4K刷新率可能就降維到60Hz。

LCoS的優(yōu)勢主要來自于反射式成像擁有的70%以上，不亞于DLP的光效；以及非機械的LCD光學(xué)面極高的平整度。上海海思3LCoS解決方案采用影院級別的同源三片式架構(gòu)，主要聚焦三大關(guān)鍵點：一是三片式架構(gòu)，三個激光器全時點亮，具備更高光源利用率，比較單片DLP單個光源，光源利用率優(yōu)勢明顯；二是三片式架構(gòu)光源，產(chǎn)生的彩色流明與白色流明一樣多，從而產(chǎn)生更明亮、更鮮艷的色彩，而DLP單片式架構(gòu)，色彩亮度和白色亮度是不同的，色彩亮度偏低；三、三片式光學(xué)系統(tǒng)色彩穩(wěn)定性高，從架構(gòu)上避免出現(xiàn)彩虹效應(yīng)。

我們注意到，當下中國年輕人喜歡視頻交互、彈幕刷新很快，單片式DLP投影儀顯示的畫面會出現(xiàn)彩虹紋，視覺感官差，LCoS技術(shù)很好避免這個使用的痛點問題。

國內(nèi)LCoS光閥產(chǎn)品創(chuàng)新疊起，為超高清時代到來打下基礎(chǔ)

目前，在海外市場，JVC和索尼紛紛推出了4K LCoS投影機產(chǎn)品。今年10月，日本JVC推出了全球最小的原生4K投影機“DLA-NZ700”，可顯示 4,096 x 2,160 像素圖像和 80,000：1 原生對比度。JVC 0.69英寸光閥達到4096x2160的物理分辨率，且這些產(chǎn)品均提供120HZ的高刷新率。由于采用緊湊性設(shè)計，體積比上一代減少35%，適合家庭影院和商業(yè)展示等多種應(yīng)用場景。

觀察國內(nèi)LCoS光閥市場，我們看到上海海思3LCoS投影方案亦主打高分辨率、高刷新率和高對比度的技術(shù)優(yōu)勢。芯鼎微公司已實現(xiàn)并量產(chǎn)全球唯一場色序型單片式超高清4K LCOS，0.55英寸的4K光閥產(chǎn)品，LCoS則具有最高12000ppi的像素密度；豪威科技在CES2024上展會上發(fā)布新品OPO03050，這款LCoS面板在單個芯片在單個芯片中集成了 LCOS 陣列、驅(qū)動電路、幀緩沖器和接口，用于增強現(xiàn)實（AR）、擴展現(xiàn)實（XR）和混合現(xiàn)實（MR）眼鏡和頭戴式顯示器。

國內(nèi)專家對LCoS技術(shù)的樂觀預(yù)期，正式源于對LCoS技術(shù)強大生命力。LCoS技術(shù)可以令設(shè)備實現(xiàn)小型化、高分辨率和高刷新率，未來在車載AR-HUD、可穿戴設(shè)備XR、VR/AR、3D打印、實驗儀器、光通信調(diào)制等應(yīng)用場景可是實現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

中國電子視像行業(yè)協(xié)會秘書長董敏先生指出，中國智能投影產(chǎn)業(yè)的成功，關(guān)鍵在于核心技術(shù)和關(guān)鍵部件的攻堅創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的開放合作以及對智慧生活體驗的連接和驅(qū)動能力。中外LCoS領(lǐng)域的知名廠商紛紛下場，LCoS光閥芯片破局已成，讓我們期待一下明年中國廠商自主研發(fā)和設(shè)計的LCoS投影機產(chǎn)品批量上市，將積極推動第三代家庭投影的風(fēng)口形成。

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