看四大投影技术演变

"旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。经过多年发展，曾经仅为军队、政府等少数单位机构享用的投影机，当前已经像电脑、打印机一样成为了一种通用办公设备，并日渐进入寻常百姓家。大型赛事、活动、影院，更是高端投影展示的舞台，08年北京奥运会开幕式上借助大型投影创造的梦幻效果、09年亚运会开幕式巨型碗慕惊艳了整个世界。投影作为大屏幕显示的主要方式之一，其显示技术也经历了从早期的CRT一枝独秀、逐渐LCD占据主流，到当前的LCD和DLP两分天下、LCOS蓄势待发的态势。

投影元老——CRT
    接触投影较早的人，对于前方伸出三只“枪管”的CRT投影机一定还记忆犹新。由于它是3个CRT投影管组成的，伸出镜头也形似枪管又名三枪投影机。CRT(Cathode?Ray?Tube)是阴极射线管，主要是由电子枪、偏转线圈及管屏组成。为了使CRT管在屏幕上显示图像信息，CRT投影机把输入的信号源分解到R(红)、G(绿)、B(蓝)三个CRT管的荧光屏上，在高压作用下发光信号放大、会聚在大屏幕上显示出彩色图像。

    CRT投影机是在上个世纪80年代，伴随着CRT电视的迅速发展，开始逐渐进入市场的。早期CRT投影机显示接口比较简单，只能进行视频播放，无法解析数据信号。80年代中后期，随着计算机的广泛应用，对于数据图形处理显示的要求增强，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。根据CRT管的管径，CRT投影分为三个档次，7英寸、8英寸和9英寸管投影机。
CRT投影具有技术成熟、显示图像色彩丰富、还原性好、寿命长、丰富的几何失真调整能力等优势。20世纪80年代和90年初期，CRT在索尼、NEC、松下、三菱等日系厂商的推动下一度辉煌。由于价格高昂，早期，我国仅在军队和政府有所应用，后期随着价格降低，少数影音发烧友把能够拥有一台CRT投影做为无上的荣誉。虽然CRT投影优势很多，但同时存在着亮度较低(300流明以下)、边缘清晰度和会聚较差、体积庞大、操作复杂、对安装环境要求较高、价格昂贵的不足。1989年，爱普生发布了世界上第一台LCD投影机，从此以后，CRT有了真正的对手。LCD技术出现后，发展很快，优越的性价比使其逐渐走俏，超越了CRT。后起DLP投影的加入更使CRT空间急剧缩小。从1993年开始，CRT投影销售份额逐年下滑，1994年，CRT投影机的重要厂商索尼也开始投产LCD投影，随后主流投影机厂商陆续减产停产CRT投影，曾经风靡一时的CRT三枪投影机渐渐退出了历史舞台。
  
一度风流——LCD
    LCD能够崛起，不能不提到爱普生，爱普生是真正把LCD投影技术推向市场的先行者。虽然夏普在上个世纪七十年代就制作出LCD液晶显示器，但只应用在计算器和手表等小型显示器件上，爱普生是首个把LCD技术成功应用在投影并推出产品的厂商。经过多年潜心研究实验，在1989年，爱普生发布了全球第一台LCD投影机——VJP-2000，开创了液晶投影时代，不过在初期由于技术不成熟，液晶投影在色彩、分辨率、开口率、稳定性方面存在着很多不足，并没有被迅速接受。真正功能得以完善并进入量产是在上个世纪90年代中期。期间索尼在LCD核心技术方面也取得突破，与爱普生一起，成为全球仅有的两家能够提供LCD面板的厂商。在众多日系厂商共同推动下，价格低廉、性能更好、体积更小、发光亮度远高于荧光发光的CRT的LCD逐渐代替CRT成为市场新的霸主。
    LCD投影技术的原理是利用液晶分子的光电效应，运用电场作用让液晶分子的排列发生变化，从而使透光率和反射率这两种变化导致液晶的光学特性发生改变，最后产生出不同的灰度层次或颜色图像。

    在LCD投影技术发展过程中，三片式液晶投影占据了绝对主流，三片式液晶投影的三原色光是由三片分离的液晶板组成，对于每一种颜色的亮度和对比度进行了单独的控制，因此能够获得较高的分辨率、画面层次感好、色彩饱和度和亮度也达到了令人满意的效果，使得其在颜色丰富的图片和动态画面的投影输出方面有着良好的表现，此项技术一直沿用至今。除此之外，还曾经短暂出现过单片式和液晶光阀两种过渡技术。单片投影具有体积小、重量轻、价格低廉的特点，但图像质量和亮度较差。液晶光阀投影机是利用液晶的光学开关作用改进CRT投影机的成像效果，能够达到高亮度和高分辨率，但价格高、体积大严重阻碍了其市场发展。随着三片式液晶投影机高分辨率和高亮度问题逐渐得到解决，价格的下降，这两种技术逐渐被抛弃。
    从爱普生公布的历年投影液晶面板的销售数据，我们可以看到液晶投影发展的速度。1994年，爱普生开始全面批量生产LCD-HTP投影液晶面板，2002年10月，完成了第一个千万出货量，2004年第三季度突破2000万片、2007年第一季突破4,000万片，2008年第三季度突破5,000万片。在技术上，从1994年开始，投影机液晶板尺寸不断减小，从初始的1.3英寸慢慢降到了0.5英寸，开口率、刷新频率不断提高。同时伴随着周边光源、模组、整机机构的不断优化，投影机整机性能逐渐完善，色彩、对比度、亮度、稳定性获得大幅提升，体积更为轻巧、操作愈加简便。在LCD的冲击下，到1999年前后，市场上几乎已经很难觅到CRT投影的踪迹。
    LCD技术使投影机变得更加实用、功能更为丰富。量产成本的降低，使主流机型价格也从CRT时代的几十万元降到了10万以内，这也使得更多的用户有能力享用投影带来的便利，曾经仅在军队、政府有所应用的投影机，开始扩展到教育、能源、娱乐、金融、医疗、企事业单位等诸多行业。一时间，LCD风光无限。
将近十年的时间，LCD没有遇到真正的对手，虽然这期间也曾出现过其他的投影技术，这其中就包括虎视眈眈的DLP。直到2003年，索尼宣布停供面板事件及所带来的一系列连锁反应，使得DLP终于抓住了分享LCD投影市场的良机。 
  
共享盛宴——DLP
    DLP是美国德州仪器公司开发的一项技术，作为一种全数字的反射式投影技术，DLP投影机以DMD(Digital Micromirror Device)数字微镜作为成像元件，完成了显示数字的最终环节。1987年美国德州仪器公司开发出了DMD数码微镜器件(Digital Mirror Device)，1996年4月，在LCD投影出现7年后，第一台商用DLP投影机正式诞生。
    采用了高度集成DMD芯片的DLP投影具有功耗较低，不易因为高温、潮湿和震动等环境因素而影响影像品质的特点。反射式数字技术的应用，使得光能的利用率、图像灰度等级、还原性、对比度都得到很大提高，简单的光学路径，让DLP在体积、重量和亮度方面具有先天优势。
    与LCD一样，在发展初期，技术并不成熟，少数几家采用德州仪器DMD生产的DLP投影显示效果与LCD相比还有着不小的差距，市场反应平平。同时DMD核心部件的独家垄断，LCD投影的强势与热销，使得大多数厂家起初对DLP并无多大兴趣，2001年，德州仪器联合合作伙伴费劲心思推广，DLP占据份额仍不到10%。
    2003年，机遇降临，作为LCD投影面板仅有的两家供货商之一的索尼突然宣布，自2004年4月起，停止对其他厂商LCD面板的供应，全部面板只供应索尼投影机及快速成长的索尼背投电视市场。这一举措无疑削弱了LCD阵营在成本竞争的力量以及供应面板的数量。由于少了索尼的供应，中下游厂家的批量生产直接受到影响。而长期以来爱普生、索尼对于非日系企业在面板供应上的保守策略，使得对此早有不满的非日系厂商纷纷投向DLP的怀抱。此时德州仪器乐得收归帐下，并进一步下调DMD价格，DLP阵营迅速壮大。2005年，DLP在全球一举攻下半壁江山。面对DLP的燎原之势，日系厂商紧急应对，2005年初，爱普生、富士通、日立、松下、三洋和索尼六家日系厂商成立“3LCD”同盟，宣称要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。虽然说亡羊补牢，但还是显得有些晚了，两分天下，共享盛宴格局从此形成。

    根据液晶芯片数量，LCD投影有着单片和3片之分，同样DLP投影机根据DMD芯片数量可分为单片、双片和三片式投影机。
    单片式DLP投影机，只含有一片DMD芯片，用一个色轮，采用场序(时序)的方式实现彩色图像的显示，结构简单、成本低廉，是目前市场上销售应用最广阔的产品，占据DLP投影机销量的大部分份额。
    双片式DLP投影，主要用于解决早期DMD面板价格过高、单片系统又亮度不足的问题而出现。采用两片DMD芯片配合分光系统和色轮系统可以实现更高的光利用率。不过这一系统颇为复杂，随着DMD芯片价格下降，基本已不再使用。
    三片式投影机，是通过三片DMD可使来自每一原色的光可直接连续地投射到它自己的DMD上，这样更多的光线到达屏幕，提供更亮的投影图像。同时更高位数的颜色调教技术，可以展示出更加完美的色彩。三片DLP是目前已投入应用的数字投影技术中最好的解决方案，不仅具有DLP投影机传统优势，还融合了LCD液晶投影机的显示优势。不过，由于采用三片DMD微镜芯片，复杂的光路设计，成本不低，价格不菲。因此主要应用在在高端工程投影机和数字影院放映机中。
    由此可见，LCD与DLP的竞争实质是3片LCD投影与单片DLP和3片DLP的竞争。单片DLP具有价格优势，占据中低端，3片DLP影像效果优秀占据高端。3片LCD在中间，向两端延伸，这也是LCD与DLP竞争最为激烈的领域。

极具潜力——LCOS
    就在LCD和DLP两大投影阵营瓜分投影机市场份额的时候，一种新型投影技术产生了，就是LCOS。这是一种全新的数码成像技术，采用半导体CMOS集成电路芯片作为反射式LCD的基片，CMOS芯片上涂有薄薄的一层液晶硅，控制电路置于显示装置的后面，可以提高光利用率，从而实现更大的光输出和更高的分辨率。与LCD、DLP投影机技术相较，LCOS投影技术具高解析度、高亮度、高开口率、高分辨率及低成本的潜力。从技术理论角度上讲，LCOS有着众多优势，但在市场和技术的双重压力下，LCOS发展并不顺利。
    早在二十世纪九十年代后期就有诸多厂商开始研发自己的LCOS技术，JVC公司很快开发出了名为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。到了2001年，LCOS厂商已扩至JVC、索尼、日立、三洋、3M、飞利浦、三星等9家企业，我国大陆和台湾地区也掀起了LCOS技术研发热潮。而表面的热闹并不意味着产品的成功。由于产业链不畅、零件供货不稳、良品率过低、成本过高、无法量产等原因。2004年，曾经雄心勃勃的国际芯片巨头英特尔宣布停止百万像素级LCOS芯片的研发和供货。与此同时，试图将LCOS技术投入商业化生产的飞利浦、惠普、东芝等也都将这一计划搁置了起来。

    一时间业界惶惶，观望犹豫气氛浓烈。此时，索尼、JVC、佳能和日立坚挺LCOS，才使得LCOS没有崩盘。就在英特尔、飞利浦等宣布退出的2004当年，索尼推出了分辨率为4096×2160的LCOS投影机，应用于数字影院放映，之后索尼又发布了VLP-VW100、VLP-VW50，面向高端娱乐市场。佳能在2004年发布了第一款1400×1050高分辨率LCOS投影机SX50后，在2006年连续发布了SX60、SX6、X600三款SXGA+级的高分辨率投影机产品，完善了LCOS投影产品线。日立推出了采用自创的LCOS处理技术的CP-SX5600反射式液晶投影机，JVC更是推出了一款面向高端家庭影院投影市场的LCOS旗舰投影产品DLA-HD10K。2007年，索尼、JVC和佳能等日系厂商开始将LCOS产品导入中国市场，示创等台湾企业也开始重操旧业，国内LCOS产业链在国家发改委、工信部等有关部门的关注下，也呈现新兴景象，业界对LCOS开始重拾信心。
    经过几年的发展，LCOS技术已经有了很大进步，现在已经开发出了主要应用于大型数字高清影院的1.7英寸4K(3840×2048)超高分辨率显示芯片，与三片DLP投影一起成为高端影院投影机产品采用的主要技术。在微型投影方面，随着应用的扩大，LCOS的优势也开始显示。不过到目前为止，LCOS前景仍非明朗，还存在一些问题。一是行业标准不统一，各家推出的LCOS应用产品各具特色，配套产品光学镜头、光机、灯、屏幕等比较复杂，专利技术也不一样。二是LCOS制造工艺还存在瓶颈，良品率受制约，成本相对较高。从目前产品性能、价格与市场综合分析，现阶段LCOS技术还是难以与LCD或DLP技术相抗衡。不过随着产业链的逐渐成熟，LCOS优良的性能和低廉的成本真正显示出来，三分天下甚至独霸天下的日子就为时不远了。