在现如今追求高效率、快节奏的现代办公中,投影机作为新型办公设备用户可以随处见到它的身影。投影机不但可以应用于临时会议、技术讲座、网络中心、指挥监控中,还可以与计算机、工作站等进行连接,或接驳录像机、电视机、影碟机以及实物展台等,可以说它是一种应用十分广泛的大屏幕影像设备。投影机发展到今天,技术则是最关键因素,而在投影机市场中我们看到最多的就是LCD和DLP两种技术,另外一种投影技术LCOS是在06年家用投影机产品而出现新技术。下面,就让我们来回顾一下这十年的投影技术发展状况。
LCD投影技术发展
一直以来人们都习惯性的认为LCD技术诞生于日本,实际上这项技术最原始的推动者却是美国企业。1968年美国RCA公司科学家G.H.Heilmeier根据动态散射效应,将液晶做成显示屏(Liquid Crystal Display,LCD)形成LCD产业的雏形,但却一直没有将该技术商品化。直到1973年,日本夏普成功开发出以LCD技术为显示面板的计算器和手表,并带动许多厂商如日立、NEC、东芝等加入LCD产品开发生产行列。
而到1989年,将LCD技术应用到投影设备的是爱普生,推出了全球第一台LCD投影机。该技术是利用液晶在电极的作用下发生排列变化,使透过LCD芯片的光源通过镜头投射出图像。尽管作为当时的最新技术,LCD投影机还是基于单片结构而存在性能和色彩方面的缺憾,开口率和分辨率都极低。但该技术直到1995年以单片形式LCD投影机才正式投入市场,紧接着1996年又推出了3LCD技术,在稳定性和色彩表现方面有了突破。到2000年,三片板投影机是液晶板投影机的主要机种。其LCD单板投影机机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格比较低廉。但其光源寿命短,色彩不够均匀,分辨率较低。目前单板投影机的机型已经很少。
2001年, LCD显示技术有所突破,微透镜技术提升了LCD投影机的光效率,使之达到了更高的亮度和对比度。活性矩阵液晶板上的每一个像素点上都有一个控制光开关的小的晶体管,不通明的晶体管将阻挡一部分通过像素点的光线,从而降低了光通量和图像的亮度。微透镜技术就是在液晶板的每一个像素点的背面都设置了一个小的透镜,透镜的作用就是在光线到达像素点以前,将光线进行会聚,从而使通过像素点的光线避开像素点上的晶体光,避免了晶体管对光线的阻挡,从而提高了光通量和图像的亮度。
2002年, 爱普生和索尼分别于推出新型的0.79/0.99英寸LCD面板,爱普生公司还发布了经济型、低价位的0.5英寸TFT多晶硅液晶面板并将之应用于投影机产品。液晶面板尺寸的缩小理论上为液晶投影机成本的下降提供了基础,同时还促成产品重量和体积的减小,使LCD机型在便携性方面缩小与DLP机型的差距。此外,两家公司仍就如何提高光效率进行深入研究,并取得显著成效:新型0.79/0.99英寸液晶面板虽然尺寸缩小,但光效率可与原有0.9/1.3英寸面板相媲美。同时,LCD技术还被积极地引入到背投产品中,以满足家庭娱乐消费者对大屏幕显示产品的需求。
2003年,LCD技术产品主要以“日系”厂商为主,技术已经成熟,价格逐步下降,在诸多领域被广泛认可,特别是教育行业,已经得到广泛的应用。但LCD技术本身也有限制,例如,光源利用率低,亮度难以得到大幅度提升,尺寸和重量下不来 。
2004年,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。标识上部图像设计由红、绿、蓝三片液晶面板搭接而成。借此推广LCD技术,巩固LCD技术在市场中的地位。
2005年,爱普生公司推出了第五代液晶板,在英文当中是“D4”的意思。第五代液晶板上所用的新技术叫做平坦化,是最先进的3片液晶投影技术。 该技术使用了3片高温多晶硅TFT液晶面板(HTPS),能够实现更加“明亮的图像、自然的图像、柔和的图像”,并实现了产品的高画质、高可靠性和制造功效的完美结合。
2006年,由爱普生EMP-TW600上市推出的第六代液晶板,使液晶技术的发展再次实现了突破,第六代液晶板与第五代产品相比,在液晶板的开口率上实现了进一步突破,随之而来的则是亮度和对比度的进一步提高。采用第六代液晶板的TW600,亮度能够达到1600ANSI流明,远高于家用投影机市场上的同类产品,而结合自动Iris功能技术通过改变初始电压下的液晶分子状态可以获得十分纯的黑色,实现了高达5000:1的对比度,更是极大地削弱了DLP投影机以往在对比度方面的领先优势。
2007年,LCD技术取得突破,更高开口率的HTPS面板被主流投影产品采用:透光效率比上一代产品增加20%。在使用同功率灯源的情况下,图像亮度大大增加。这样即使整机使用的是较低瓦数的光源,图像亮度也能得到保证。同样,在使用面积较小的HTPS面板时,这项技术也可以保证获得同样分辨率,使未来投影机的图像能够更明亮、对环境更友好、性价比也更高。3LCD液晶面板进一步小型化取得了进展,最新的面板尺寸从0.55英寸缩减达到了0.47英寸,像素间隔也从之前的14µm 缩减到12µm ,光利用率却特到了很大的提升,从48%提高到71%。
2008年,液晶投影机阵营又创造出一项前所未闻的新技术“4LCD”投影机技术。该技术采用四片,而不是此前广泛应用的三片技术,来大幅度提高光学引擎的光利用率,提升产品的亮度。4LCD技术和传统的3LCD技术的不同之处在于,在三原色分光处理光学引擎中增加一枚新的液晶芯片用于处理“黄色”光束。通过对黄色光束的独立处理,4LCD光学引擎能够平均提高光利用率20%左右。
2009年,爱普生推出全球首款实现4K分辨率的高温多晶硅(HTPS)TFT液晶面板。该面板在对角线尺寸1.64英寸的面板上共包含了4096x2160个像素点,为高画质Full HD分辨率(1920×1080)的四倍,非常适用于需要高分辨率的特殊应用。 此外,4K级芯片有效的解决了当前4K投影机体积庞大、价格昂贵等问题,将大大推进4K投影机的普及进程。而3LCD也将凭着这一优势扩大在高端工程投影机等领域的市场份额。此款芯片的推出了同时也反映出以爱普生为首的3LCD阵营夯实高端市场优势地位的决心和信念。
2010年,3LCD发布了全球第一款反射型高温多晶硅(ReflecTIveHTPS)液晶面板,将投放全球主要市场。此面板对角线尺寸为0.74英寸,支持全高清(1920X1080)并且提升了对比度。新型反射型面板能提供10万:1或更高3原生对比度,能再现明亮、自然、灰阶丰富的画面。它使用反射型电极代替了透射型电极,也使用了在透射型面板中提高对比度的技术。