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皮影戏和走马灯也可以算是最早的动画片和电影了,因此,从某种意义上说我们中国与投影有着不可分割的因素。

 真正意义上的投影仪诞生

  1640年,在世界史上注定是不平凡的一年。

首先是轰轰烈烈的英国资产阶级革命拉开了世界近代史的序幕,整个大不列颠乱成一锅粥,贵族起义,查理一世被送上断头台……历史学家们给了这些事件很多评论,诸如世界近代史的开端、人类文明的进步等等,我们姑且不谈这些,我更关注的是投影圈的故事。

在投影史上,1640年也是非同寻常的一年。

一个名叫奇瑟的耶稣教会教士发明了一种叫魔法灯的幻灯机,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,在当时那是了不起的发明,相当的受欢迎,很多人挤破了门槛也看看是怎么回事。

“人怕出名猪怕壮”,这在外国也是同样的道理。

奇瑟因此被拆台的指控施妖术,结果,他带着他的幻灯机到天堂跟上帝放迈克尔?

杰克逊的演唱会去了。

看来,每一次的新发明、新创作要让人们马上接受也是不太容易的,不,过看今日卡通、电影的蓬勃发展,古人的牺牲也是值得的。

1654年,德国的犹太籍人基夏尔首次记述了幻灯机的发明,最初幻灯机的外壳是用铁皮敲成一个方箱,顶部有一类似于烟筒的排气筒,正前方装有一个圆筒,圆筒中用一块可滑动的凸透镜,形成一个简单的镜头,镜头和铁皮箱之间有一块可调节焦距的面板,箱内装有光源,最初的光源是烛光。

使用时,把幻灯机置于一个黑房内,将幻灯片插入凸透镜后面的槽中,点燃蜡烛,光源通过反光镜反射汇聚,通过透明画片和镜头,形成一根光柱映在墙幕上。

  随着工业革命的蓬勃发展,幻灯机也进入了工业化时代。

幻灯机的工业化生产开始于1845年,光源也从初时蜡烛,鸟枪换炮先后改为油灯、汽灯,最后改用为电光源。

为了提高画面的质量和亮度,还在光源的后面安装了凹面反射镜,光源的增大,使得机箱的温度升高,为了散热,在幻灯机中加装了排气散热结构。

输片也改为自动的了。

最早的幻灯片是玻璃制成的,靠人工绘画。

在19世纪中叶,美国发明了赛璐珞胶卷后,幻灯片即开始使用照相移片法生产。

我们今天广泛使用的幻灯机,就是在19世纪幻灯机的基础上发展改进而成的。

  二战后,人类迎来了第三次科技革命,电脑的发明、集成电路的大量出现,也使投影机进入的数字化时代。

1989年,爱普生和索尼拥有了液晶板的核心技术,同年,世界上第一台液晶投影机—爱普生的VPL-2000诞生,在投影界掀起了一次液晶狂潮。

巴可、东芝、科视、明基都纷纷推出自己的投影新产品,一时间,投影界风起云涌。

 投影机技术演变

一、投影机始祖——CRT投影技术

  CRT投影机的历史可以追溯到上世纪50年代,当时主要应用在商务飞机上,进行录像带的播放。

到了80年代,个人电脑的迅速发展,使得文本和数据展示的市场需求越来越大,促使了CRT投影技术的长足发展。

投影技术的应用领域开始渗透到会议室、教师和剧院等。

80年代中后期,随着计算机工作站和图形处理软件的广泛应用,也就相应地产生了能投影高分辨率图形和动画的图形投影机。

1989年第一台LCD投影机面世,结束了投影机市场上只有CRT一种技术的局面。

1994年,家用投影市场萌芽,CRT投影机相对于当时的LCD投影机技术更成熟,因此开始进入高端家庭影院。

但在1996年3LCD技术推出、第一款DLP投影机横空出世,CRT投影技术便开始走下坡路,并迅速淡出人们的视线。

二、独步市场十年的LCD技术

  一直以来人们都习惯性地认为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。

1888年澳大利亚植物学家F.Reinitzer首先发现液态晶体(简称液晶)的存在,并开启了之后相关的基础研究与发展之门。

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(LiquidCrystalDisplay,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产品开发生产的行列。

将LCD技术应用到投影设备的是爱普生,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。

诞生于1989年的爱普生VJP-2000,便是全球第一台LCD投影机。

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。

直到1995年单片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。

索尼也加入到研发LCD芯片的行列,但在2004年宣布停止向外提供其生产的LCD芯片,仅供内部使用。

至此,LCD投影技术被爱普生和索尼两家所垄断。

  从最初的D1代芯片到D6代HTPS-LCD芯片,爱普生LCD投影技术经历了十多年的发展,并独步市场达10年之久,直到2003年DLP投影机后来居上,两分天下的局面方才形成。

面对DLP的燎原之势,爱普生、富士通、日立、松下、三洋和索尼在2005年初成立“3LCD”同盟,在技术发展和产品宣传上加强合作,以保持其市场主导地位。

三、DLP——后来居上的耀眼新秀

  1987年,德州仪器公司LarryHornbeck博士研发出第一块数字显微镜装置(DigitalMicromirrorDevice,DMD),到1996年,数据光学处理(DigitalLightProcessing,DLP)技术正式商品化走向投影显示市场,第一款DLP投影机面世,仅比LCD投影机晚了7年。

  DLP技术的核心是由数以万计被微型链链接固定的镜片所组成的数字显微镜系统,这些镜片沿光源前后倾斜,反射出或亮或暗的灰色阴影,经过色轮过滤后投射出彩色图像。

  最初的DLP芯片雏形分辨率仅16×

16,而早期的DLP投影机亮度亦仅300流明,这意味着只有在较为黑暗的环境里才能看到它。

尽管如此,DLP技术的两个差异化的市场战略还是给其技术发展做出了很好的指导作用,并且迅速占领市场,给LCD投影技术带来很大压力。

一是“便携化”战略,从一开始,DLP投影机已经崭露出来的优势就是“便携”,尽管早期的DLP投影机标准重量达10.5公斤,但较之同期的LCD投影机已算轻便。

DLP投影机在入市初期正是凭借着这一优势,从1997年仅重6磅的InFocus的LP420到2005年三星的口袋投影机,DLP投影机不断推出新品刷新“便携化”的概念,席卷对移动性有着热切需求的商务市场,从而在市场上站稳了脚跟,并在2006年首次在全球市场上拿下超过五成的市场份额,与LCD技术平分秋色。

二是高端战略,三片式DLP投影机被应用于高端的工程和影院项目,弥补了过去LCD投影机无法解决的高分辨率和高稳定性的技术空白。

四、LCOS在坚持与放弃间挣扎

  分别被德州仪器、爱普生和索尼垄断的DLP和LCD投影技术瓜分着日益壮大的市场蛋糕。

眼馋的其他厂商开始努力研究出新的技术,试图打破垄断。

LCOS技术在1995年开始进行研究,很快JVC就开发出名为D-ILA的LCOS专利技术,并在1999年INFOCOMM展览会上推出全世界首款LCOS投影机。

  LCOS的英文全称是LiquidCrystalonSilicon,不难看出这是一项从LCD发展起来的技术,其结构是在基板上涂上一层硅晶。

实际上LCOS技术可以看作是取LCD和DLP两家之长的改良型技术,它的基本原理于LCD技术相似,区别在于它利用的是与DLP相似的反射式架构。

  2001年生产LCOS产品的厂家扩大至9家,包括JVC、日立、三洋、3M、飞利浦、三星、台湾的前锦科技和世界颠峰。

台湾继LCD之后又掀起了LCOS技术的生产热潮,成立了LCOSMicrodisplay企业联盟。

可以说,LCOS技术在发展初期被普遍看好,吸引了众多的厂商进入并不断追加投入。

  但是,转折点出现在短短的4年之后,多个大型厂商相继宣布中止LCOS计划,许多台湾LCOS厂商也放弃LCOS技术,纷纷转向生产LCD和DLP产品。

原因主要在于LCOS面板的良率过低,不能降低成本,遏制量产。

LCOS技术似乎还在导入初期就面临发展的停滞。

在这里,有四个重要厂商的动作值得关注。

  一个是美国的Three-FiveSystems公司,该公司在2000年开始生产LCOS面板,后来还加入了台湾的LCOS企业联盟。

2003年初Three-FiveSystems将LCOS业务剥离,成立了独立的Briilian公司,与中芯国际达成合作协议。

2005年3月,由于生产延误和供应问题,Brillian的LCOS显示市场初步冲击受挫,同年7月面临财务困境,采取了收购LCD电视供应商Syntax的办法,希望通过LCD市场获得更强的财务根基,保持公司发展LCOS技术的生存资金需求。

合并后的SyntaxBrillian与南阳中光学集团合资建立×

×

,启动中国LCOS光学引擎生产线。

  二是索尼公司,在既有LCD技术专利的情况下,也跟进LCOS技术的研发,推出SXRD专利技术。

在2004年生产出分辨率为4096×

2160的LCOS投影机,应用于数字影院放映。

2005年推出VLP-VW100,一年后又推出升级版VLP-VW50,均面向高端娱乐市场。

  三是飞利浦公司,早在2001年就推出单片LCOS显示技术,锁定HDTV市场。

2003年追加2000万欧元投入,用于LCOS芯片量产,但是在2004年继惠普、东芝、三星之后宣布中止LCOS计划。

  四是IT巨头英特尔公司,在2004年1月高调宣布进入LCOS领域,冲击家用市场。

众多OEM厂商和高清电视零部件生产厂商与其合作,开发应用该芯片的产品,包括富可视、TCL、创维、以及台湾的致伸科技等。

但是这个计划一拖再拖,在同年10月份宣布放弃计划。

  后两个企业在中止LCOS计划时公开给出的原因与其他在LCOS征途上倒下的众多厂商几乎是一致的,就是LCOS的技术难题未得到突破,无法使LCOS产品达到预期的性能指标和经济回报。

然而,前两个企业却不屈不挠地一直坚持LCOS技术的研发与应用,并在近期重新点燃人们对该技术的关注,风并非自空穴。

目前LCOS技术的主要生产者包括Syntax-Brillian、Aurora、MircoPix、Mircodisplay、Kopin、Displaytech、SpatiaLight、Varitronix、SONY、HITACHI、JVC、Elcos、Gemidis、奇景、香港科技大学、精电、南开大学。

LCOS投影技术较之目前两种主流技术,具有高分辨率、高光效率、高对比度和高色彩饱和度等优点,而且目前尚未出现垄断状况,颇有市场发展潜力;

但是作为一种尚不完熟的新技术,它还存在生产成本高、性能不稳定等不足。

投影机的工作原理及分类

到目前为止,投影机主要通过三种显示技术实现,即CRT投影技术、LCD投影技术以及近些年发展起来的DLP投影技术。

1、CRT是英文CathodeRayTube的缩写,译作阴极射线管。

作为成像器件,它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。

这种投影机可把输入信号源分解成R(红)、G(绿)B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,荧光粉在高压作用下发光系统放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。

光学系统与RT管组成投影管,通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机,由于使用内光源,也叫主动式投影方式。

CRT技术成熟,显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力;

但其重要技术指标图像分辨率与亮度相互制约,直接影响CRT投影机的亮度值,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300Lm以下。

另外CRT投影机操作复杂,特别是会聚调整繁琐,机身体积大,只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所,不宜搬动。

2、LCD是LiquidCrystalDevice的英文缩写。

LCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种。

液晶是介于液体和固体之间的物质,本身不发光,工作性质受温度影响很大,其工作温度为-55℃~+77℃。

投影机利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列在电场作用下发生变化,影响其液晶单元的透光率或反射率,从机时影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。

下面分别说明两种LCD投影机的原理。

A、液晶光阀投影机

它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与光阀相结合的产物。

为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾,它采用外光源,也叫被动式投影方式。

一般的光阀主要由三部分组成:

光电转换器、镜子、光调制器,它是一种可控开关。

通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上,将光信号转换为持续变化的电信号;

外光源产生一束强光,投射到光阀上,由内部的镜子反射,能过光调制器,改变其光学特性,紧随光阀的偏振滤光片,将滤去其它方向的光,而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,这个光与CRT信号相复合,投射到屏幕上。

它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机,亮度可达6000Lm,分辨率为2500×

2000,适用于环境光较强,观众较多的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所,但其价格高,体积大,光阀不易维修。

主要品牌有:

休斯-JVC、Ampro等。

B、液晶板投影机

它的成像器件是液晶板,也是一种被动式的投影方式。

利用外光源金属卤素灯或UHP(冷光源),若是三块LCD板设计的则把强光通过分光镜形成RGB三束光,分别透射过RGB三色液晶板;

信号源经过模数转换,调制加到液晶板上,控制液晶单元的开启、闭合,从而控制光路的通过断,再经合光棱镜合光,由光学镜头放大,显示在大屏幕上。

目前市场上常见的液晶投影机比较流行单片设计(LCD单板,光线不用分离),这种投影机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格也比较低廉。

但其光源寿命短,色彩不很均匀,分辨率较低,最高分辨率为1024×

768,多用于临时演示或小型会议。

这种投影机虽然也实现了数字化调制信号,但液晶本身的物理特性,决定了它的响应速度慢,随着时间的推移,性能有所下降。

3、DLP是英文DigitalLightProcessor的缩写,译作数字光处理器。

这一新的投影技术的诞生,使我们在拥有捕捉、接收、存储数字信息的能力后,终于实现了数字信息显示。

DLP技术是显示领域划时代的革命,正如CD在音频领域产生的巨大影响一样,DLP将为视频投影显示翻开新的一页。

它以DMD(DigitalMicormirrorDevice)数字微反射器作为光阀成像器件DLP投影机的技术关键点如下:

首先是数字优势。

数字技术的采用,使图像灰度等级达256-1024级,色彩达2563-10243种,图像噪声消失,画面质量稳定,精确的数字图像可不断再现,而且历久弥新。

其次是反射优势。

反射式DMD器件的应用,使成像器件的总光效率达60%以上,对比度和亮度的均匀性都非常出色。

在DMD块上,每一个像素的面积为16μm×

16μm,间隔为1μm。

根据所用DMD的片数,DLP投影机可分为:

单片机、两片机、三片机。

DLP投影机清晰度高、画面均匀,色彩锐利,三片机亮度可达1000lm以上,它抛弃了传统意义上的会聚,可随意变焦,调整十分便利;

只是分辨率不高,不经压缩分辨率为800×

600(有些机型的最新产品的分辨率已经达到1280×

1024)。

但由于是新技术,维修的难度及费用并不低。

DLP市场应用前景展望

(2003-12-0308:

57:

41)

LCD(液晶显示器)与DLP(数字光处理器)技术,是目前投影机市场的两大主流,它们在技术上各自发展,在市场上相互竞争,成为投影机行业中受到持续关注的两个对立面。

早期,采用LCD技术的投影机占到了市场份额的75%左右,可谓先入为主,风头强劲。

不过,DLP投影机凭借其更细腻、更持久可靠的图像质量今年来发展迅猛,大有后来居上之势,戴尔、惠普、IBM等近一年内刚进驻投影机市场的国际大厂都对DLP技术青睐有加,纷纷加入到了DLP阵营,这将对DLP技术与市场的成长起到决定性的推动作用。

DLP代表着业界领先的数字式投影成像技术,具有光路简明、效率更高的光学特性,因而DLP投影机图像更稳定持久、投影画面更细腻清晰。

首先,投影机图像的可靠性直接关系到用户的应用体验和投资的持久性,它已经越来越成为人们关注的热点。

调查结果也表明,61%的消费者认为图像可靠性是很重要或极其重要的购买准则,而高达87%的用户愿意多付20%的金额购买图像可靠性高两倍的投影机。

用过LCD投影机的用户可能都有切身体会:

LCD投影机图像质量会随着使用年限的加长而递减,并且这种图像质量退化是永久性的,即使更换投射灯也无济于事。

而基于DLP技术的投影机则其图像在投影机的寿命内都稳定可靠,不会发生图像衰变现象。

同时,DLP投影机的使用寿命也较LCD投影机长。

因此,综合考虑投影机的性能持续性和使用寿命,投资DLP投影机总体成本要低。

另外,DLP机种所达到的高对比度,让基于LCD技术的投影机望尘莫及。

高对比度对提升视频图像效果起到至关重要的作用,它可使色彩更有层次感,文本阅读更加清晰舒适,避免了在投影场所使用遮光设施的弊端。

另外,高对比度使得在同样光线下,画面反差好,给人感觉亮度更高,这比一味提高明亮度更减少了对人体的伤害。

尤其对于多媒体教学中的动态视频演示,课余娱乐中数码影视的高清晰、高细节表现力需求,DLP的高对比度优势则更可体现得淋漓尽致。

例如惠普推出的DLP投影机vp6100系列,就达到了2000∶1的对比度。

它与DLP技术的拥有者美国德州仪器开展合作,德州仪器将为其提供最新最先进的投影技术。

新型的“双色轮”专利技术,在亮度和色彩对比度需求之间找到了最佳平衡,使DLP产品能够适应更广泛的使用范畴,极大提高了产品的使用效率和实用价值。

作为打印与成像领域的领先者,惠普在影像处理技术方面拥有自己的特色与优势。

目前,这项技术已经成功运用到了hpxp8010中,使用户获得了理想的视觉体验。

同时它还具有先进的网络监控和网络传输功能,适合网络教学和多方视频会议应用。

此外,新型DLP设备有白屏优化模式,这种先进的设计理念使得投影机能够自动监测信号,自动选择输入端口识别功能,具有高亮度模式和高色彩饱和两种模式,前者自动适应数字信号的播放,而后者则自动适应视频信号的播放,尤其适合观看电影。

另外,它带有七个视频连接端口,AV连通性能非常先进,能在多种输入设备和投影机间进行数据切换,加上无线遥控设计,则更易于在多种设备或多个演示者间自由切换,省却了人工插线、拔线的忙乱。

它还附加有用户友好按键及激光指示器,这些人性化的设计使多媒体教学、学术研讨会等集中控制变得简单易行。

(人民邮电报)

2013年已接近年底,LED微型投影机在今年的表现可以说可圈可点。

过去微型投影因为亮度较低,多数只用于小型商务会议办公。

自从今年下半年Acer和奥图码先后发布了亮度高达1000流明的LED微型投影机之后,微投也再次迎来了其在应用方面的春天。

尤其是内置智能操作系统和无线模块功能的微投出现后,现阶段高亮智能微型投影机已经成为家用娱乐的首选,成功的完成了从企业级消费向个人消费的转型。

下面,我们就与大家一起盘点一下LED微型投影机从亮度、智能化、连接方式及无线功能等方面在今年都取得了怎么样的进步。

突破瓶颈亮度提升

  最初的手持LED微型投影机的亮度仅有几十流明,投影效果实在不敢恭维,在光线稍微明亮点的环境下演示,画面就看不清。

要不是因为其具备轻巧、超便携的优点,恐怕连最初的企业级门槛都很难跨越。

 随着二代TI高清微投芯片的问世,不仅体积更小,可实现高清分辨率,同时也更加耐高温,可承受更大功率的灯泡模组,有效的提升光源亮度。

经过技术的不断提升,LED微型投影机的亮度在去年普遍都达到了500流明,有些可达到600流明,分辨率也升级到1280×

800,应用范围得到了更大的扩展。

  LED微型投影机的亮度一直是用户关注的焦点,曾经,LED微投的亮度一直停留在几十流明几百流明,迟迟难以提升,产品的应用随之备受争议。

今年Acer和奥图码先后发布的LED微投打破了这一陈规,两款产品的亮度均达到了1000流明,引起社会的广泛关注。

 

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