買車,先選發(fā)動機(jī),或者說是動力系統(tǒng)。買電腦和手機(jī),先選CPU,也就是中央處理器。買電視,先選什么?答案是屏幕技術(shù)、尺寸和SoC。
每一種商品的選購,都有一個決定“乾坤”的關(guān)鍵部件!對于智能投影、家投大屏、激光電視、私家影院投影儀等產(chǎn)品,也不會例外。這些投影“入坑”,首先要明確的就是投影機(jī)關(guān)鍵部件——“光閥”。目前LCD和DLP是市場最主流的光閥技術(shù)路徑。不過,在此之外,LCoS技術(shù)在“內(nèi)行視角”卻更有價值。 特別是當(dāng)投影機(jī)消費(fèi)日漸進(jìn)入超高分辨率和超高刷新率標(biāo)準(zhǔn)的時刻,LCoS正在成為行業(yè)新寵。
數(shù)字投影的代際發(fā)展
80年代末90年代初,第一款1LCD投影機(jī)面試,這標(biāo)志著數(shù)字投影機(jī)時代的開始?,LCD投影成為第一代的數(shù)字投影。小尺寸LCD顯示屏的技術(shù)進(jìn)步日新月異,主要改變?yōu)椴捎玫蜏囟嗑Ч杓夹g(shù)TFT之后,驅(qū)動效率和開口率的提升,液晶面板制備工藝進(jìn)步使得顯示像素密度的大幅度提升。不過,由于1LCD技術(shù)原理和特點(diǎn),導(dǎo)致分辨率指標(biāo)、亮度指標(biāo)和對比度指標(biāo)等均面臨著很大的技術(shù)瓶頸。
基本在同一時期的稍晚些時候DLP技術(shù)首次應(yīng)用于投影機(jī),第二代的數(shù)字投影就此誕生。1996年,DLP投影機(jī)產(chǎn)品開始銷售,隨后進(jìn)入中國市場。DLP投影相比1LCD投影在分辨率、亮度和對比度等各項(xiàng)指標(biāo)均有突破。然而,遺憾的是,近十余年來并沒有針對家庭市場更革命性的DLP解決方案推出。 目前家用智能投影市場中,1LCD投影和DLP投影依然是主流,銷量也是此消彼長。剛剛結(jié)束的2024年雙十一促銷期間,洛圖數(shù)據(jù)顯示,DLP技術(shù)在整體線上市場的銷量份額達(dá)到47.0%,較2024年前三季度高出了19.4個百分點(diǎn)。1LCD技術(shù)銷量占比為50.1%,較2024年前三季度下降20.8個百分點(diǎn)。 不管是基于LCD第一代和還是基于DLP的第二代數(shù)字投影,主要產(chǎn)品特點(diǎn)是200-1000的亮度,固態(tài)光源、體積縮小,功能增加和智能化、價格低廉;而未來的第三代投影,其主要特點(diǎn)是高亮度2000-4000、4K分辨率、高對比度、功能更為豐富,差異化創(chuàng)新更為完善,切實(shí)滿足高品質(zhì)的100-200英寸巨幕需求及用戶多樣化影音娛樂的需求。
LCoS:
從生不逢時到“恰逢其時”
從技術(shù)優(yōu)勢看,LCoS是基于CMOS硅基半導(dǎo)體驅(qū)動電路的反射式LCD液晶光閥顯示技術(shù)——其集成半導(dǎo)體技術(shù)和平板顯示技術(shù)優(yōu)勢于一身,可謂之“我本是高山”。但是在投影機(jī)市場發(fā)展早期,LCoS技術(shù)卻“空有屠龍術(shù),天下無龍可屠”! 這主要是因?yàn)橐环矫妫珼LP技術(shù)和LCD技術(shù)的發(fā)展長,技術(shù)成熟度更高。這結(jié)合早期投影機(jī)主要用于專業(yè)領(lǐng)域、商用市場,行業(yè)總需求有限的特點(diǎn),讓“早起的鳥兒有食吃”的市場邏輯鮮明展現(xiàn)。
另一方面,2005年之前,擁有720p分辨率就是一臺高端投影機(jī)。直到2015年前后,國內(nèi)投影市場銷量最大的機(jī)型依然是800*600分辨率的“娛樂投影儀”。市場消費(fèi)對“低成本、低分辨率”產(chǎn)品的“熱愛”,讓LCD這種“成本優(yōu)勢更高”、或者DLP這樣“發(fā)展更早”的投影技術(shù),盡顯優(yōu)勢。
但是,LCoS技術(shù)的優(yōu)勢必然如“皓日當(dāng)空”,受到業(yè)內(nèi)企來的關(guān)注,并一直進(jìn)LCoS技術(shù)優(yōu)化的探索、進(jìn)步和實(shí)踐。當(dāng)時間來到“超高清”時代,LCoS多年積累的底蘊(yùn)與嶄新的4K/8K顯示標(biāo)準(zhǔn)在高分辨率、高刷新率、高對比度上的需求,“一拍即合”。
“超高清時代將成就LCoS技術(shù)的崛起!”這一點(diǎn)已經(jīng)成為共識。LCoS與超高清的配合,就像是屠龍刀遇到了真龍,可謂恰逢其時。
高分、高刷、高對比:
LCoS“高山仰止”
基于LCoS光閥的投影機(jī)具有高分辨率、高刷新率和高對比度等優(yōu)勢,但由于技術(shù)的限制,當(dāng)前市場上這類產(chǎn)品體積普遍較大,主要還是用于行業(yè)市場及少量高端家庭。
因此,當(dāng)前LCoS相關(guān)企業(yè)普遍目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“小體積、高分辨率、高刷新”的技術(shù)特色,并在投影儀、車載HUD、VR/AR、3D打印、實(shí)驗(yàn)儀器、光通信調(diào)制等應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。LCoS技術(shù)已經(jīng)成為“微型光調(diào)制”市場快速崛起的新寵。
特別是當(dāng)娛樂視聽市場,日益向4K和高刷升級的今天,包括4K大片、高刷游戲(如《黑神話:悟空》)等成為“真正代表未來的應(yīng)用”,LCoS與智能投影、家用投影、家用大屏的匹配度,前所未有的提升了?!敲?,LCoS如何成就的“高分、高刷、高對比度”神話呢?
高分辨率上,LCoS技術(shù)得益于兩大技術(shù)體系的優(yōu)勢:
第一是,CMOS驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)。這種單晶硅IC系統(tǒng),天然具有更好的載流、電壓特性,并在線寬、線密度和體積上優(yōu)勢明顯。
第二是,LCoS光學(xué)控制采用金屬高效反光層和液晶光閥層結(jié)合的方式。液晶層依靠電壓驅(qū)動,表層布線簡潔,極容易在反射體制下獲得更高的開口率。且分子級運(yùn)動的液晶材料光學(xué)開關(guān),也不會因?yàn)槌叽缈s小到微米,乃至亞微米,而發(fā)生性能顯著衰退。
對比而言,傳統(tǒng)3LCD光閥,沒有CMOS驅(qū)動結(jié)構(gòu)、開口率受限,進(jìn)而像素最小尺寸受限。DLP光閥,雖然也采用CMOS驅(qū)動結(jié)構(gòu),但是其表面以微機(jī)電反射鏡為像素——雖然是微機(jī)電結(jié)構(gòu),但是本質(zhì)依然是機(jī)械運(yùn)動部件,無法做到液晶分子級的小體積;同時,DLP的反射微鏡不僅要實(shí)現(xiàn)成像角度的反射(即白色畫面),也需要在另一個角度實(shí)現(xiàn)非成像反射(即黑色畫面),這等于一個反射鏡“類似于兩個LCD像素開關(guān)”,讓其體積不能太小,否則會造成兩個反射角度光線之間的較多衍射干擾(實(shí)際上,在更微小的像素上,DLP技術(shù)一直通過提供更大的機(jī)械運(yùn)動角度,解決衍射問題;但是機(jī)械運(yùn)動角度更大,也需要更大的空間結(jié)構(gòu))。
所以,LCoS的極高像素密度,是液晶分子、反射成像、CMOS驅(qū)動結(jié)構(gòu)等共同帶來的,是一個綜合性優(yōu)勢。
在高刷新率上,CMOS單晶硅的IC級控制電路的反應(yīng)速度是極高的,是普通顯示需求幾十倍。同時,液晶顯示技術(shù)持續(xù)進(jìn)步,在高刷上,不僅是LCoS得利甚多,包括游戲TV、游戲顯示器,都已經(jīng)向240+HZ的刷新率前進(jìn)。
這一點(diǎn)上,其實(shí)DLP技術(shù)具有天然的“極高刷新率”。這是微機(jī)電工藝的內(nèi)在優(yōu)勢——但是,實(shí)際市場需求的是高分和高刷的結(jié)合:即4K+120HZ是真正高端視聽、游戲享受的門檻。而DLP技術(shù)在4K上,原生分辨率能力不足,不得不采用“抖動技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬像素倍增”。如0.47英寸光閥4K產(chǎn)品。而虛擬像素的倍增是要成倍數(shù)占用刷新率的——例如,本來240HZ的1080P光閥,倍增4K分辨率時,4K刷新率就“降維”到了60HZ。(而且抖動倍增的像素分辨率,較原生像素會有一定的清晰度損失。損失比,有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,高達(dá)3成。)
即,抖動高分技術(shù),實(shí)際是以分辨率清晰度不及原生高分,同時大幅犧牲刷新率為代價的。不過,這一技術(shù)的好處也很明顯:成本更低。由此也可看到,在超高清時代,4K等高分和120HZ等高刷是具有“極緊密聯(lián)系”的性能點(diǎn)。
在對比度上,LCoS的優(yōu)勢主要來自于反射式成像擁有的70%以上,不亞于DLP的光效;以及非機(jī)械的LCD光學(xué)面極高的平整度。而DLP技術(shù)主要的問題在于,微機(jī)電結(jié)構(gòu)的反射像素,雖然光效也達(dá)到70%以上,甚至更高,但是1)平整度上不及LCoS;2)微鏡邊沿的散射;3)像素微鏡關(guān)閉。本質(zhì)是將光線反射到鏡頭之外,這可能產(chǎn)生一定的衍射干擾?!狶CoS技術(shù)恰擁有DLP技術(shù)反射式的高光效,但是沒有以上三個問題,所以帶來了前所未有的高原生對比度體驗(yàn)。
“高分、高刷、高對比”方面LCoS擁有高山仰止一般的優(yōu)秀性能。這是其在大屏超高清時代,更配消費(fèi)者需求的關(guān)鍵,也是其在未來超高清投影時代“后發(fā)先至”的技術(shù)底氣。
第三代投影開啟未來高質(zhì)量
需求之門,LCoS當(dāng)仁不讓
“上一代家用投影的核心消費(fèi)概念是大屏——只要屏幕大就可以。甚至早期國內(nèi)市場每年有30-40萬的800*600分辨率娛樂投影消費(fèi)。但是未來,家用投影的核心一定是‘高質(zhì)量升級’,即必然要實(shí)現(xiàn)大屏與4K高分、高刷、高對比度、高色域的結(jié)合。”
其中,高色域的核心是光源,是三色激光的進(jìn)一步普及。而高分、高刷、高對比度首先取決于光閥的品質(zhì)。因此,選擇更具有性能優(yōu)勢的光閥技術(shù)路線,正在日漸成為從投影產(chǎn)商到消費(fèi)者的共識。在超高清時代來臨的背景下,LCoS投影技術(shù)正在迎來“最好”的時代。這也是年初上海海思鴻鵠3LCoS投影解決方案上新的原因。
家用投影要抓住大屏視聽普及的機(jī)會,LCoS更要在超高清視聽時代“一鳴驚人”!誰能在這一輪消費(fèi)升級中“執(zhí)未來牛耳”,誰就將是未來家用大屏的新王者!
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原文標(biāo)題:超高清時代:LCoS從生不逢時到恰逢其時
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