投影技術及技術指標的發展
LCD顯示技術
2004年,中國市場上多媒體數據投影機仍然以LCD(液晶透射式投影)和DLP(數字光輸反射式投影)兩種顯示方式為主。液晶產品除了采用標準的1.3、0.9、0.7英寸三種尺寸的三片式液晶面板,0.79、0.99、0.55和0.5英寸的LCD面板也開始被大量使用,液晶技術已經是投影機產業中非常成熟的技術并廣泛應用在產品的制造生產過程中。日本廠商仍然是中國市場液晶投影機的主流供應商。液晶面板尺寸相應的縮小為液晶投影機成本的下降提供了空間,同時還促成產品重量和體積的減小,使LCD機型在便攜性方面進一步縮小了與DLP機型的差距。2003年11月,日本松下電器公司發布的基于0.55英寸三片式液晶投影機的重量達到1.6公斤。逼近主流DLP數據投影機。2003年,經濟型、低價位的0.5英寸量級的TFT多晶硅液晶面板應用于投影機產品,使得投影機的市場銷售價格達到人民幣一萬元的水平,開創了投影機向消費電子產品演變的新時代。
2004年,液晶面板的技術仍在發展。精工愛普生開發成功了面向投影機的D4系列高溫多晶硅(HTPS)TFT液晶面板。開發的包括分辨率1028×772像素的0.7英寸、分辨率(1284×724像素的0.7英寸產品和分辨率1920×1080像素的1.6英寸共三種型號。面向液晶投影機的高溫多晶硅液晶面板“HTPS D4系列”以隨后開始量產。為了提高投影機的亮度,將用于在加電條件下保持液晶狀態的電容器容量增加到了原來的4倍。這是因為如果提高投影機使用的投影燈功率,驅動液晶的TFT受到光激勵后,漏電電流就會增加,從而就致使保存在電容器中的電荷急劇減少。電容器沿用了DRAM中使用的電容器技術,采用層疊多層絕緣膜和電極的結構。另外,通過進一步提高像素間的黑色矩陣的精細度,不僅把開口率提高到了60%(0.7英寸XGA格式下),而且在投影燈功率相同的條件下,還能夠進一步提高亮度。而原有產品的開口率則為53%(條件同上)。此外,不僅實現了500:1的高對比度,還提高了散熱性。與該公司原產品相比提高了亮度、響應速度和對比度等。根據投影時代網站的消息,2004年05月,愛普生發布代表三片高溫多晶硅液晶投影技術的最新標識,標志著愛普生公司作為全球核心顯示技術供應商的地位的確立。2004年6月,索尼還開發出面向投影機的像素為4096x2160“4Kx2K”的液晶面板。
DLP顯示技術
美國德州儀器公司(TI)是DLP技術的發明者和DLP系統的唯一提供商。TI的DLP產品部門對投影機和顯示產品制造商提供DLP子系統。2004年,更多的廠商加入DLP投影機的行列。DLP技術的產品于1996年面世,截至2004年3月,TI的DLP子系統出貨量達到300萬套。采用DLP技術的客戶開始增加,DLP產品市場發展非常迅速。2003年,DLP投影機最突出的技術進步表現畫面亮度、對比度、色彩表現等方面的明顯改善,主流DLP產品開始拋棄SDR DMD芯片組,而采用DDR DMD芯片組。
相對于SDR DMD芯片組,DDR DMD芯片組主要有三點改進:(1)微鏡的傾斜角度從10度增加到12度,這使得畫面亮度有~20%的提升。(2)在微鏡下面,增加了一層黑色金屬(DM3)。這種工藝極大程度上減少了微鏡陣列下上層結構產生的反射。采用DDR技術的投影機的對比度已經超過了2000:1,而采用SDR技術的投影機只有800:1。(3)相對于SDR芯片組,DDR芯片組具有更高的數據接收速率,使得圖像質量大大提高,尤其是在視頻圖像上效果更為明顯。DDP處理芯片還具有高級別的功能性集成和先進的圖像增強的特性。到2003年底DLP技術完成了從150mm到200mm晶片生產工藝的轉換,可促使每個晶片產出近乎兩倍的裸片,同時降低制造工藝的成本。相對于150mm的工藝,200mm工藝生產的破損點更低,產量得到了近一步提升。從封裝的角度而言,改善并且簡化器件上視窗應用的工藝流程。同時,改進并減少在封裝過程中的器件。
2004年,TI的DLP技術應用途廣泛,包括商用投影機,家庭影院產品,大尺寸背投電視,商業舞臺租賃系統以及數字影院等諸多領域。投影時代網站的觀點認為,2004年,投影機產品的性能進一步提升,產品之間的性能差異越來越小,這種差異的縮小不僅表現在同一品牌的產品之間,而且表現在不同品牌之間和不同的投影技術之間。
分辨率
2004年,中國市場銷售的主流機型仍然是SVGA(800x600)和XGA(1024x768),SXGA(1280X1024)以上的機型需求有限。2002年,投影機廠家的XGA(1024x768)產品以52.8%的市場占有率在品種和銷量上超過了SVGA(800x600)產品的46.2%。2003年,XGA機型被用戶更多的選擇,但是,經濟型投影機的出現使SVGA的市場zai在2004年比例有所回升。
亮度指標
1800-3000ANSI流明的投影機機型占據了2004年中國投影市場的主流,同檔機型亮度指標升級后,相比2003年增長了300-500ANSI流明。在2004年,中國市場大型標單采購方面,SVGA/2000-2500ANSI、XGA/2000-3000ANSI的機型將成為標準配置。投影機亮度指標在2004年得到更大的突破,比利時Barco公司的投影機XLM H25畫面中心亮度達到了 25000 流明以上。家庭影院產品的機型,由于采用適用于家庭環境的特殊設計,目前亮度指標仍然徘徊在700-1100ANSI之間。
對比度指標
由于DLP技術的突破,2004年,數據投影機對比度指標普遍提升,DLP 機種對比度已經超過2000:1,理論值達到4000:1;液晶投影產品的對比度指標最高也達到800:1,少數家庭影院液晶投影產品達到1000:1
重量指標
小型化一直是投影機的一個重要發展方向,雖然投影機產品小型化后,會帶來產品性能下降、散熱難以解決、安裝過程中位置調節復雜的諸多問題,但小型化后直接帶來了產品的移動性和便攜性大大提高,使用更加靈活方便。在投影機產品小型化方面,DLP技術相對領先。
2003年,各廠商頻頻推出的重量在1kg左右的DLP投影產品再次成為投影市場的亮點。低于1公斤的產品陸續由Plus、ViewSonic、InFocus等公司發布,Plus V-1100C、ViewSonic PJ250、 InFocusLP120幾款產品性能提高很快,標稱亮度都達到了1000ANSI流明,對比度為2000:1,分辨率為XGA,這樣的性能與稍大重量級別的產品相比,并沒有多少差距。散熱問題有了一定程度的改進,雖然與其他產品相比,長時間運行后,溫度仍比較高,但相對于以往的超小型產品已經好了很多,對于3小時以下的連續運行沒有問題。安裝使用方便性方面,為了彌補由于體積小型化后帶來的位置調節麻煩,產品都采用了增加數字調節功能的辦法,水平和垂直兩個方向上的數字梯形校正功能有效緩解了小型化產品位置調節麻煩問題。液晶投影機的重量也得到突破,繼EPSON推出1.9公斤輕量級產品后,松下在2003年底推出的重量僅為1.6公斤、目前全球最輕的液晶投影機PT-M1S11。在重量指標方面,進一步拉進了與DLP產品的距離。
投影產品主要功能的發展
2004年,投影機產品除了主要指標的進一步提升,在功能發展方面同樣值得關注。產品的性能性、易用性設計不斷細化。
梯形校正
美國Pixelworks公司是生產的投影機校正功能數字處理芯片的主要廠家,芯片功能已經可以支持30度以上的水平垂直的梯形校正,半自動梯形校正(四角式定位),自動梯形校正。2003年,投影機廠家進一步完善了梯形校正的設計:Epson公司在2003年高檔機型EMP-8300上采用了快速四角調整功能(Quick Corner),水平畫面調節達到40度;垂直畫面調節達到45度;索尼在2003年陸續推出的CX6/CS6/EX1/ES1全部支持電動傾斜調節功能,當打開電源后會自動將投影角度調節為上一次使用時的角度,并自動校正畫面的梯形失真。其他品牌的投影機大都具備梯形校正功能。投影機應用的梯形校正通常有兩種方法:光學梯形校正和數碼梯形校正。光學梯形校正是指通過調整鏡頭的物理位置來達到調整梯形的目的,另一種數碼梯形校正則是通過軟件的方法來實現梯形校正。投影時代網站的資料表明,目前,幾乎所有的投影機廠商都采用了數碼梯形校正技術,而且采用數碼梯形校正的絕大多數投影機都支持垂直梯形校正功能,即投影機在垂直方向可調節自身的高度,由此產生的梯形畸變可通過用投影機進行垂直方向的梯形校正來消除,從而方便了用戶的使用。
無線功能
投影機作為現代商務,會議、教學等應用必不可少的工具,應用越來越普及,其重要性正在日益凸現。在投影機中內置無線通訊功能,可使多人共用同一臺投影機而無需連線。隨著無線筆記本等應用的成熟和普及,無線投影也成為了投影機產業的發展方向之一。目前無線投影機的技術和產品發展水平面臨著無線帶寬的限制,傳輸速度慢;動態演示效果不佳;開機設置設置繁瑣等問題。2003年,市場上的無線網絡投影機產品的價格普遍比較高。價格要比相同檔次的產品高出至少人民幣5000元,價格差異顯然也影響了無線網絡技術在投影機領域的應用。
目前出現的無線網絡投影機主要有以下幾種方式:第一種是內置無線網卡和簡單的智能控制系統,通過安裝在計算機上的專用無線網絡管理軟件來管理無線網絡,完成無線網絡投影,這種方式在目前的產品中應用最為普及,目前市場上的大多數無線網絡投影機產品都是基于這種方式。第二種是投影機中除了內置無線網卡外,還配備了一個功能相對比較完善的計算機系統,計算機系統運行Windows CE等標準操作系統,這樣使用計算機的投影機端就無需專門的管理軟件,直接使用Web瀏覽器就可以直接訪問投影機。這種方式設備成本比較高,但相對比較完善,設備的智能化程度高,獨立性強,是目前網絡產品發展的一種趨勢。第三種方式是采用專門的外置無線投影模塊,使沒有網絡功能的投影機產品實現無線網絡功能,外置無線投影模塊內置無線網卡,負責無線網絡通訊管理,將接收到的顯示數據轉換為投影機可顯示的顯示信號傳送到投影機,而同樣計算機端需要專門的軟件來管理無線網絡和投影。這種系統的最大優勢是系統簡單靈活,通用性好,成本相對比較低,而且可以使原本沒有網絡功能的投影機實現無線網絡投影。
2003年,Sony、Panasonic、Epson、NEC、InFocus、Toshiba、國內聯想等多家公司發布了無線投影機機型,通過不同實現方式提供具有無線網絡功能的投影產品。其中,INFOCUS的LiteShow 采用了方便使用的設計方法,開發了世界首個“即插即演”的零設置無線投影系統。LiteShow包括了LiteShow無線網絡投影模塊和LiteShow Manager無線網絡投影管理軟件。LiteShow無線網絡投影模塊配備了一個M1-D接口,可以連接目前的所有配備了M1-D或M1-D/A接口的投影機產品。而無線網絡部分通過外插CF卡式無線網卡實現,為升級到802.11a或802.11g提供了可能。國內聯想無線關聯技術投影機TDW660提供了真正的滿足實際應用需求的無線投影解決方案,在圖像獲取、圖像壓縮、數據傳輸和圖像解壓還原各個環節擁有核心技術,可以使投影機與筆記本之間自動相互識別,自動完成繁雜的網絡設置,只需輕點鼠標就可以完成投影的全過程。聯想的關聯技術極大地簡化了無線投影的全過程。投影時代網站的觀點認為,雖然無線投影技術是一大亮點和目前市場發展熱點之一,但該類產品還無法實現可觀的銷售業績。如果產品易用性得到提高并廣為市場所接受,無線投影機需求會有很大的增長。
接口技術
2004年,投影機采用的模擬信號接口與數字視頻接口類別越來越多,投影機的接口功能越來越強,并隨著計算機和AV技術的發展在不斷的提高。模擬信號接口中常見得的有S-Video輸入、色差輸入、RGBHV輸入、VGA-PC15針VGA輸入接口。投影機的數字接口中:USB接口被投影機廣泛采用,高檔投影機產品中,使用IEEE1394接口來傳輸數字伴音;DVI接口:DVI支持兩組TMDS信號傳輸,最高支持2048*1536 75Hz格式,被應用到普通投影機、等離子顯示器、LCD到專業工作站的視頻傳輸。DVI在大約30%-50%的中高檔產品中使用。HDMI接口:2003年,支持高清晰度的HDMI標準接口被投影機產品采用。HDMI接口增加了數字音頻傳輸,成為專用的多媒體信息接口。HDMI支持1920*1080P高清晰數字信號,并支持Dolby Digital/DTS數字音頻格式。投影時代網站的觀點認為,HDMI可望成為未來的視頻設備的標準接口。
sRGB標準
sRGB代表了標準的紅、綠、藍三色,即CRT顯示器、LCD面板、投影機、打印機以及其他設備再現色彩所使用的三個基本色。sRGB的色彩空間基于獨立的色彩坐標,可以使色彩在不同的設備中傳輸時對應于同一的色彩坐標體系,而不受這些設備各自具有的不同色彩坐標的影響。投影顯示系統的sRGB標準可以滿足計算機和投影顯示需求的色彩管理標準,使得顯示設備無需經過特別的色彩信息分析,就可以正確地再現圖像。投影機運用sRGB,可以消除因為不同PC外部影像處理設備不同顯示輸出色彩的問題。真實、準確的進行色彩還原,確保得到一致的色彩。
節能模式/防塵保護
目前許多投影機提供了節能模式,即在投影機中設置兩種燈泡使用模式,一般分為普通模式和低功率模式。用戶在使用中,可以根據環境光線的具體情況,作出選擇。選用低功率模式可以節約能源并延長燈泡使用壽命。這一功能的配備,使投影機可以適用多種環境,并提高了用戶對產品的控制與管理,降低使用成本。Philips bSure系列內置的SmartSave(自動待機模式)功能使投影機在一段時間不使用后可自動轉換到待機狀態,同樣降低了維護成本。2004年,投影機的使用著塵問題在產品設計上得到進一步改善。通過采用封閉結構的光學引擎,投影機可以有效避免煙塵的影響,適合投影機的實際使用環境。投影機使用中,燈泡的功率很大程度上決定了投影亮度輸出,燈泡壽命也直接關系到整機的使用年限。
智能感光/靜音操作
演示過程中,環境光學的強弱能直接影響到投射圖像的質量。如果室內光線增強,屏幕上的圖像色彩會因此變得不鮮明。InFocus公司推出的產品LP70+一個獨特功能就是在機器的后部安裝了智能電子感應器,可以用來探測演示環境的光線,自動調節亮度,使投影畫面處于最優化的狀態。Mitsubishi的投影產品中都內置有室內照明傳感器,能自動感應光線的強度和色彩的密度,并加以調節,保證在任何亮度的室內環境下都能投射出理想效果。類似的功能還可見于其它一些產品。投影機工作時由于風扇高速轉動散熱帶來的噪音,有時被認做是一個很大的干擾,尤其是會議、教學的進行中,還有家庭欣賞影片的時候,用戶希望低噪音的寧靜操作。既要保持良好的散熱,又要盡可能降低噪音,這成為投影行業技術專家研討的重要課題,2003年,許多廠商在此方面取得了進展。Panasonic公司采用了低噪音風扇,結合雙重模式轉換可將工作噪音減少到30分貝,其新開發的排氣扇還可以減少滲透光。NEC開發出全新引擎使得機器工作噪音在ECO模式下僅為29dB。Mitsubishi公司的新產品XL30U設計了離心式風扇并在氣室中涂上吸音層,并將風扇前置到機器的中央部分,減少聽講者所受的噪音干擾,其最低工作噪音僅為27分貝。由于噪音的產生與散熱風扇密切相關,所以低噪音的工作大都是在低功率模式下進行的。
經濟型投影機
2000年,經濟型投影機的出現是投影機領域的一大熱點,雖然技術指標很低(SVGA/1000-1500ANSI流明)但是,由于價格大都在萬元左右,經濟型投影機的出現加速了投影機向大眾化普及。投影時代網站的觀點認為,從經濟型投影機上我們可以看到成本對于投影機未來發展的影響。當整個投影需求市場近乎平穩的時候,經濟型投影機的出現打破了這種平穩,也讓人們看到了未來投影市場的需求潛力。
投影機的功能還有很多。比如移動鏡頭的使用為投影工程帶來了無比的便利。短焦鏡頭的使用,使投影機適用面得到拓寬,也為在不同大小的會議場所作演示提供了可能。NEC公司在2003年推出WT600是全球第一款采用獨有反射式和非球面鏡頭技術的前投投影機,投影60英寸的畫面只需要26厘米左右的投影距離,投影100英寸的畫面只需要65厘米,是目前投影機產品中鏡頭距離屏幕最近的機型,WT600在一定程度上解決了投影環境空間限制的問題。WT600還可以支持無線網絡功能和通過電子郵件報告故障信息。同樣是NEC公司另一款LT170投影機具有獨特的產品外形設計,采用細長型外觀設計,充分展示了基于DLP光學引擎技術設計的靈活性,同時可以安裝在專門的攝影機支架上使用,給人耳目一新的感覺。3M公司提供了WallDisplay的集成產品,將傳統的展示工具(投影儀、投影機、屏幕、電子白板等)集成為一體,提供書寫、投影、視頻會議等多種功能。