投影技术及技术指标的发展
LCD显示技术
2004年,中国市场上多媒体数据投影机仍然以LCD(液晶透射式投影)和DLP(数字光输反射式投影)两种显示方式为主。液晶产品除了采用标准的1.3、0.9、0.7英寸三种尺寸的三片式液晶面板,0.79、0.99、0.55和0.5英寸的LCD面板也开始被大量使用,液晶技术已经是投影机产业中非常成熟的技术并广泛应用在产品的制造生产过程中。日本厂商仍然是中国市场液晶投影机的主流供应商。液晶面板尺寸相应的缩小为液晶投影机成本的下降提供了空间,同时还促成产品重量和体积的减小,使LCD机型在便携性方面进一步缩小了与DLP机型的差距。2003年11月,日本松下电器公司发布的基于0.55英寸三片式液晶投影机的重量达到1.6公斤。逼近主流DLP数据投影机。2003年,经济型、低价位的0.5英寸量级的TFT多晶硅液晶面板应用于投影机产品,使得投影机的市场销售价格达到人民币一万元的水平,开创了投影机向消费电子产品演变的新时代。
2004年,液晶面板的技术仍在发展。精工爱普生开发成功了面向投影机的D4系列高温多晶硅(HTPS)TFT液晶面板。开发的包括分辨率1028×772像素的0.7英寸、分辨率(1284×724像素的0.7英寸产品和分辨率1920×1080像素的1.6英寸共三种型号。面向液晶投影机的高温多晶硅液晶面板“HTPS D4系列”以随后开始量产。为了提高投影机的亮度,将用于在加电条件下保持液晶状态的电容器容量增加到了原来的4倍。这是因为如果提高投影机使用的投影灯功率,驱动液晶的TFT受到光激励后,漏电电流就会增加,从而就致使保存在电容器中的电荷急剧减少。电容器沿用了DRAM中使用的电容器技术,采用层叠多层绝缘膜和电极的结构。另外,通过进一步提高像素间的黑色矩阵的精细度,不仅把开口率提高到了60%(0.7英寸XGA格式下),而且在投影灯功率相同的条件下,还能够进一步提高亮度。而原有产品的开口率则为53%(条件同上)。此外,不仅实现了500:1的高对比度,还提高了散热性。与该公司原产品相比提高了亮度、响应速度和对比度等。根据投影时代网站的消息,2004年05月,爱普生发布代表三片高温多晶硅液晶投影技术的最新标识,标志着爱普生公司作为全球核心显示技术供应商的地位的确立。2004年6月,索尼还开发出面向投影机的像素为4096x2160“4Kx2K”的液晶面板。
DLP显示技术
美国德州仪器公司(TI)是DLP技术的发明者和DLP系统的唯一提供商。TI的DLP产品部门对投影机和显示产品制造商提供DLP子系统。2004年,更多的厂商加入DLP投影机的行列。DLP技术的产品于1996年面世,截至2004年3月,TI的DLP子系统出货量达到300万套。采用DLP技术的客户开始增加,DLP产品市场发展非常迅速。2003年,DLP投影机最突出的技术进步表现画面亮度、对比度、色彩表现等方面的明显改善,主流DLP产品开始抛弃SDR DMD芯片组,而采用DDR DMD芯片组。
相对于SDR DMD芯片组,DDR DMD芯片组主要有三点改进:(1)微镜的倾斜角度从10度增加到12度,这使得画面亮度有~20%的提升。(2)在微镜下面,增加了一层黑色金属(DM3)。这种工艺极大程度上减少了微镜阵列下上层结构产生的反射。采用DDR技术的投影机的对比度已经超过了2000:1,而采用SDR技术的投影机只有800:1。(3)相对于SDR芯片组,DDR芯片组具有更高的数据接收速率,使得图像质量大大提高,尤其是在视频图像上效果更为明显。DDP处理芯片还具有高级别的功能性集成和先进的图像增强的特性。到2003年底DLP技术完成了从150mm到200mm晶片生产工艺的转换,可促使每个晶片产出近乎两倍的裸片,同时降低制造工艺的成本。相对于150mm的工艺,200mm工艺生产的破损点更低,产量得到了近一步提升。从封装的角度而言,改善并且简化器件上视窗应用的工艺流程。同时,改进并减少在封装过程中的器件。
2004年,TI的DLP技术应用途广泛,包括商用投影机,家庭影院产品,大尺寸背投电视,商业舞台租赁系统以及数字影院等诸多领域。投影时代网站的观点认为,2004年,投影机产品的性能进一步提升,产品之间的性能差异越来越小,这种差异的缩小不仅表现在同一品牌的产品之间,而且表现在不同品牌之间和不同的投影技术之间。
分辨率
2004年,中国市场销售的主流机型仍然是SVGA(800x600)和XGA(1024x768),SXGA(1280X1024)以上的机型需求有限。2002年,投影机厂家的XGA(1024x768)产品以52.8%的市场占有率在品种和销量上超过了SVGA(800x600)产品的46.2%。2003年,XGA机型被用户更多的选择,但是,经济型投影机的出现使SVGA的市场zai在2004年比例有所回升。
亮度指标
1800-3000ANSI流明的投影机机型占据了2004年中国投影市场的主流,同档机型亮度指标升级后,相比2003年增长了300-500ANSI流明。在2004年,中国市场大型标单采购方面,SVGA/2000-2500ANSI、XGA/2000-3000ANSI的机型将成为标准配置。投影机亮度指标在2004年得到更大的突破,比利时Barco公司的投影机XLM H25画面中心亮度达到了 25000 流明以上。家庭影院产品的机型,由于采用适用于家庭环境的特殊设计,目前亮度指标仍然徘徊在700-1100ANSI之间。
对比度指标
由于DLP技术的突破,2004年,数据投影机对比度指标普遍提升,DLP 机种对比度已经超过2000:1,理论值达到4000:1;液晶投影产品的对比度指标最高也达到800:1,少数家庭影院液晶投影产品达到1000:1
重量指标
小型化一直是投影机的一个重要发展方向,虽然投影机产品小型化后,会带来产品性能下降、散热难以解决、安装过程中位置调节复杂的诸多问题,但小型化后直接带来了产品的移动性和便携性大大提高,使用更加灵活方便。在投影机产品小型化方面,DLP技术相对领先。
2003年,各厂商频频推出的重量在1kg左右的DLP投影产品再次成为投影市场的亮点。低于1公斤的产品陆续由Plus、ViewSonic、InFocus等公司发布,Plus V-1100C、ViewSonic PJ250、 InFocusLP120几款产品性能提高很快,标称亮度都达到了1000ANSI流明,对比度为2000:1,分辨率为XGA,这样的性能与稍大重量级别的产品相比,并没有多少差距。散热问题有了一定程度的改进,虽然与其他产品相比,长时间运行后,温度仍比较高,但相对于以往的超小型产品已经好了很多,对于3小时以下的连续运行没有问题。安装使用方便性方面,为了弥补由于体积小型化后带来的位置调节麻烦,产品都采用了增加数字调节功能的办法,水平和垂直两个方向上的数字梯形校正功能有效缓解了小型化产品位置调节麻烦问题。液晶投影机的重量也得到突破,继EPSON推出1.9公斤轻量级产品后,松下在2003年底推出的重量仅为1.6公斤、目前全球最轻的液晶投影机PT-M1S11。在重量指标方面,进一步拉进了与DLP产品的距离。
投影产品主要功能的发展
2004年,投影机产品除了主要指标的进一步提升,在功能发展方面同样值得关注。产品的性能性、易用性设计不断细化。
梯形校正
美国Pixelworks公司是生产的投影机校正功能数字处理芯片的主要厂家,芯片功能已经可以支持30度以上的水平垂直的梯形校正,半自动梯形校正(四角式定位),自动梯形校正。2003年,投影机厂家进一步完善了梯形校正的设计:Epson公司在2003年高档机型EMP-8300上采用了快速四角调整功能(Quick Corner),水平画面调节达到40度;垂直画面调节达到45度;索尼在2003年陆续推出的CX6/CS6/EX1/ES1全部支持电动倾斜调节功能,当打开电源后会自动将投影角度调节为上一次使用时的角度,并自动校正画面的梯形失真。其他品牌的投影机大都具备梯形校正功能。投影机应用的梯形校正通常有两种方法:光学梯形校正和数码梯形校正。光学梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的,另一种数码梯形校正则是通过软件的方法来实现梯形校正。投影时代网站的资料表明,目前,几乎所有的投影机厂商都采用了数码梯形校正技术,而且采用数码梯形校正的绝大多数投影机都支持垂直梯形校正功能,即投影机在垂直方向可调节自身的高度,由此产生的梯形畸变可通过用投影机进行垂直方向的梯形校正来消除,从而方便了用户的使用。
无线功能
投影机作为现代商务,会议、教学等应用必不可少的工具,应用越来越普及,其重要性正在日益凸现。在投影机中内置无线通讯功能,可使多人共用同一台投影机而无需连线。随着无线笔记本等应用的成熟和普及,无线投影也成为了投影机产业的发展方向之一。目前无线投影机的技术和产品发展水平面临着无线带宽的限制,传输速度慢;动态演示效果不佳;开机设置设置繁琐等问题。2003年,市场上的无线网络投影机产品的价格普遍比较高。价格要比相同档次的产品高出至少人民币5000元,价格差异显然也影响了无线网络技术在投影机领域的应用。
目前出现的无线网络投影机主要有以下几种方式:第一种是内置无线网卡和简单的智能控制系统,通过安装在计算机上的专用无线网络管理软件来管理无线网络,完成无线网络投影,这种方式在目前的产品中应用最为普及,目前市场上的大多数无线网络投影机产品都是基于这种方式。第二种是投影机中除了内置无线网卡外,还配备了一个功能相对比较完善的计算机系统,计算机系统运行Windows CE等标准操作系统,这样使用计算机的投影机端就无需专门的管理软件,直接使用Web浏览器就可以直接访问投影机。这种方式设备成本比较高,但相对比较完善,设备的智能化程度高,独立性强,是目前网络产品发展的一种趋势。第三种方式是采用专门的外置无线投影模块,使没有网络功能的投影机产品实现无线网络功能,外置无线投影模块内置无线网卡,负责无线网络通讯管理,将接收到的显示数据转换为投影机可显示的显示信号传送到投影机,而同样计算机端需要专门的软件来管理无线网络和投影。这种系统的最大优势是系统简单灵活,通用性好,成本相对比较低,而且可以使原本没有网络功能的投影机实现无线网络投影。
2003年,Sony、Panasonic、Epson、NEC、InFocus、Toshiba、国内联想等多家公司发布了无线投影机机型,通过不同实现方式提供具有无线网络功能的投影产品。其中,INFOCUS的LiteShow 采用了方便使用的设计方法,开发了世界首个“即插即演”的零设置无线投影系统。LiteShow包括了LiteShow无线网络投影模块和LiteShow Manager无线网络投影管理软件。LiteShow无线网络投影模块配备了一个M1-D接口,可以连接目前的所有配备了M1-D或M1-D/A接口的投影机产品。而无线网络部分通过外插CF卡式无线网卡实现,为升级到802.11a或802.11g提供了可能。国内联想无线关联技术投影机TDW660提供了真正的满足实际应用需求的无线投影解决方案,在图像获取、图像压缩、数据传输和图像解压还原各个环节拥有核心技术,可以使投影机与笔记本之间自动相互识别,自动完成繁杂的网络设置,只需轻点鼠标就可以完成投影的全过程。联想的关联技术极大地简化了无线投影的全过程。投影时代网站的观点认为,虽然无线投影技术是一大亮点和目前市场发展热点之一,但该类产品还无法实现可观的销售业绩。如果产品易用性得到提高并广为市场所接受,无线投影机需求会有很大的增长。
接口技术
2004年,投影机采用的模拟信号接口与数字视频接口类别越来越多,投影机的接口功能越来越强,并随着计算机和AV技术的发展在不断的提高。模拟信号接口中常见得的有S-Video输入、色差输入、RGBHV输入、VGA-PC15针VGA输入接口。投影机的数字接口中:USB接口被投影机广泛采用,高档投影机产品中,使用IEEE1394接口来传输数字伴音;DVI接口:DVI支持两组TMDS信号传输,最高支持2048*1536 75Hz格式,被应用到普通投影机、等离子显示器、LCD到专业工作站的视频传输。DVI在大约30%-50%的中高档产品中使用。HDMI接口:2003年,支持高清晰度的HDMI标准接口被投影机产品采用。HDMI接口增加了数字音频传输,成为专用的多媒体信息接口。HDMI支持1920*1080P高清晰数字信号,并支持Dolby Digital/DTS数字音频格式。投影时代网站的观点认为,HDMI可望成为未来的视频设备的标准接口。
sRGB标准
sRGB代表了标准的红、绿、蓝三色,即CRT显示器、LCD面板、投影机、打印机以及其他设备再现色彩所使用的三个基本色。sRGB的色彩空间基于独立的色彩坐标,可以使色彩在不同的设备中传输时对应于同一的色彩坐标体系,而不受这些设备各自具有的不同色彩坐标的影响。投影显示系统的sRGB标准可以满足计算机和投影显示需求的色彩管理标准,使得显示设备无需经过特别的色彩信息分析,就可以正确地再现图像。投影机运用sRGB,可以消除因为不同PC外部影像处理设备不同显示输出色彩的问题。真实、准确的进行色彩还原,确保得到一致的色彩。
节能模式/防尘保护
目前许多投影机提供了节能模式,即在投影机中设置两种灯泡使用模式,一般分为普通模式和低功率模式。用户在使用中,可以根据环境光线的具体情况,作出选择。选用低功率模式可以节约能源并延长灯泡使用寿命。这一功能的配备,使投影机可以适用多种环境,并提高了用户对产品的控制与管理,降低使用成本。Philips bSure系列内置的SmartSave(自动待机模式)功能使投影机在一段时间不使用后可自动转换到待机状态,同样降低了维护成本。2004年,投影机的使用着尘问题在产品设计上得到进一步改善。通过采用封闭结构的光学引擎,投影机可以有效避免烟尘的影响,适合投影机的实际使用环境。投影机使用中,灯泡的功率很大程度上决定了投影亮度输出,灯泡寿命也直接关系到整机的使用年限。
智能感光/静音操作
演示过程中,环境光学的强弱能直接影响到投射图像的质量。如果室内光线增强,屏幕上的图像色彩会因此变得不鲜明。InFocus公司推出的产品LP70+一个独特功能就是在机器的后部安装了智能电子感应器,可以用来探测演示环境的光线,自动调节亮度,使投影画面处于最优化的状态。Mitsubishi的投影产品中都内置有室内照明传感器,能自动感应光线的强度和色彩的密度,并加以调节,保证在任何亮度的室内环境下都能投射出理想效果。类似的功能还可见于其它一些产品。投影机工作时由于风扇高速转动散热带来的噪音,有时被认做是一个很大的干扰,尤其是会议、教学的进行中,还有家庭欣赏影片的时候,用户希望低噪音的宁静操作。既要保持良好的散热,又要尽可能降低噪音,这成为投影行业技术专家研讨的重要课题,2003年,许多厂商在此方面取得了进展。Panasonic公司采用了低噪音风扇,结合双重模式转换可将工作噪音减少到30分贝,其新开发的排气扇还可以减少渗透光。NEC开发出全新引擎使得机器工作噪音在ECO模式下仅为29dB。Mitsubishi公司的新产品XL30U设计了离心式风扇并在气室中涂上吸音层,并将风扇前置到机器的中央部分,减少听讲者所受的噪音干扰,其最低工作噪音仅为27分贝。由于噪音的产生与散热风扇密切相关,所以低噪音的工作大都是在低功率模式下进行的。
经济型投影机
2000年,经济型投影机的出现是投影机领域的一大热点,虽然技术指标很低(SVGA/1000-1500ANSI流明)但是,由于价格大都在万元左右,经济型投影机的出现加速了投影机向大众化普及。投影时代网站的观点认为,从经济型投影机上我们可以看到成本对于投影机未来发展的影响。当整个投影需求市场近乎平稳的时候,经济型投影机的出现打破了这种平稳,也让人们看到了未来投影市场的需求潜力。
投影机的功能还有很多。比如移动镜头的使用为投影工程带来了无比的便利。短焦镜头的使用,使投影机适用面得到拓宽,也为在不同大小的会议场所作演示提供了可能。NEC公司在2003年推出WT600是全球第一款采用独有反射式和非球面镜头技术的前投投影机,投影60英寸的画面只需要26厘米左右的投影距离,投影100英寸的画面只需要65厘米,是目前投影机产品中镜头距离屏幕最近的机型,WT600在一定程度上解决了投影环境空间限制的问题。WT600还可以支持无线网络功能和通过电子邮件报告故障信息。同样是NEC公司另一款LT170投影机具有独特的产品外形设计,采用细长型外观设计,充分展示了基于DLP光学引擎技术设计的灵活性,同时可以安装在专门的摄影机支架上使用,给人耳目一新的感觉。3M公司提供了WallDisplay的集成产品,将传统的展示工具(投影仪、投影机、屏幕、电子白板等)集成为一体,提供书写、投影、视频会议等多种功能。