單片LCD投影技術的新階段

    此前一直被貼上“山寨”標簽的單片LCD投影產品正在重新煥發生機。如果您需要一款2000元上下，并且可以在室光下工作的720P、甚至1080p高清投影機，單片LCD產品將是唯一的選擇。那么，是什么導致了單片LCD投影機，重新獲得市場和行業的肯定呢？

    投影顯示技術是什么呢？對此有著各種 “嚴格”的解釋。但是，筆者想提供一個非常簡潔，也利于最普通消費者理解的思路：投影就是利用放大鏡，看我們所有其他的顯示設備成像的畫面。

    有了放大鏡，哪怕是小小的手機的畫面，看起來都是很大的。如果這個放大鏡系統足夠精致和出色，把一個5英寸手機畫面放大到100甚至400英寸并不難。如果這個5英寸的顯示畫面亮度足夠大；放大鏡的放大效果，在邊緣部分銳度、清晰度和亮度沒有明顯的不均勻性，那么放大后的100或者400英寸的畫面也會足夠漂亮。

    投影系統能夠廉價的提供超大尺寸顯示畫面的關鍵就在于：原有顯示畫面的亮度足夠高（這個前級畫面是液晶、等離子、OLED、LED、CRT、DLP、LCOS，都可以）；畫面放大系統（投影的光學鏡頭）效果要足夠好。以上兩點是一個好的投影系統的最核心部分。但是，這兩部分的技術成熟性卻不一樣：光學鏡頭是一個古老的行業，從天文系統的巨大鏡頭、到眼外科手術用的微型鏡頭，各類出色的低成本產品層出不窮；與此形成鮮明對比的是，高亮度的、亮度足以滿足數百英寸顯示畫面的、體積尺寸“較小”的顯示系統卻是一個科學難題。對后者問題的解決構成了不同投影技術的關鍵差異——如早期的CRT投影，現在的DLP系統、3LCD系統或者3LCOS系統，以及本文要講的單片式LCD系統。

    被用于放大的投影前級畫面要滿足的條件主要是兩個：一是亮度足夠高，二是畫面要盡可能小。后者主要是為了適應投影鏡頭的設計，同時也在很大程度上影響整個系統的成本。但是，前者，亮度才是投影系統效果的關鍵。對于現代投影系統，無論是DLP、3LCD、3LCOS還是單片式LCD，高亮度主要依靠光源系統實現。從光源角度看，投影需要的是高亮度的平行光源。但是，傳統的燈泡光源，例如汞燈，都是點光源，只有光源中心位置，很小截面積下的光束才擁有足夠高的均勻度。

    同時，汞燈等傳統燈泡光源，提升亮度的成本很高。這些成本包括，第一，汞燈的發光效率低，也就是說發熱量高，更高亮度的汞燈意味著更高的溫度控制難度；第二，隨著汞燈等燈泡產品亮度的增加，其穩定工作壽命也會下降；第三，燈泡產品亮度增加，燈泡產品自身的體積也會變大。這些問題都使得采用燈泡光源產品的投影提升亮度的成本很高——高檔工程投影機不僅采用多組燈泡實現高亮度，同時更要采用復雜的水冷降溫系統，以及被壓縮到只有數百小時的燈泡壽命。

    提升投影系統亮度的另一個方法是加大前級畫面的尺寸。比如工程投影機多使用一英寸以上的DMD或者lcos光閥，而普通商用機則使用0.5英寸上下的光閥產品。這個方法雖然能提升投影產品的亮度，但是更大尺寸的光閥產品成本更高、成品率也更低。這樣的系統也意味著需要大口徑的鏡頭——這也會增加系統成本；同時意味著要求光源在更大截面積內保持極佳的均勻性——這提升了光源成本。

    最后這一點是傳統單片式LCD投影機“顯示效果”非常不好的根本原因。因為單片式LCD投影機的思路是，利用大面積單片的帶有三原色濾光膜的低溫多晶硅技術LCD光閥成本低、制備容易、成品率高的特點，實現更低成本的“先進投影系統”。然而，傳統光源技術根本無法保障4-6英寸，甚至更大尺寸下高亮、高均勻、平行光源的設計。這就使得，早期的單片式LCD投影機的亮度比較低、畫面均勻性比較差，產品只能成為DIY玩家、以及KTV等低端應用市場的“廉價”產品。

    尋找更為出色的“高亮、高均勻、平行光源”，是提升單片LCD顯示系統性能的關鍵。隨著LED光源系統的進步，這一技術訴求成為了可能。LED光源產品具有產品光效率高、產品光密度高、穩定性好壽命長的特點，同時更具有產品體積非常非常小的“結構設計優勢”。利用后者這個優勢，可以使用數十顆、甚至上百顆LED光珠形成有序的排列陣列，并通過導光板技術，獲得一個截面積相對有限、但是亮度較高、均勻性較佳的光源系統。這樣的光源系統非常適合于單片式LCD顯示系統。——實際上，這樣的光源技術原理，也是液晶電視、液晶顯示器、手機產品的基本顯示原理。只不過，用于投影的時候，這個系統的亮度被大大強化了而已。

全封閉光機

    因此，可以說現在的高亮度單片式LCD投影技術，就是“放大鏡”外加強化亮度和散熱設計的“手機顯示器”。這種產品的性能效果，一方面決定于上文提到的LED光源系統的進步和設計；另一方面取決于光源前端的LCD光閥的設計。

    近年來，小尺寸LCD顯示屏的技術進步日新月異：主要變現為采用低溫多晶硅技術TFT之后，驅動效率和開口率的提升；液晶面板制備工藝進步使得顯示像素密度的大幅度提升。這兩項技術共同決定了，在5英寸尺寸上實現720P像素顯示的液晶屏的開口率已經今非昔比——這一變化，徹底改善了傳統單片式投影系統畫面網格化嚴重的“核心致命缺陷”。

    應用LED光源和新型液晶顯示技術的單片式LCD投影系統的性能已經大大提升：主要是亮度和畫面的網格效果的改善上。但是，LED光源的技術進步和LCD技術的進步，卻沒有抹殺掉單片式LCD的“廉價”優勢。這構成了目前單片式LCD投影技術的主要市場機遇：性能提升和價格低廉。

    在此，特別值得一提的是，應用于單片式LCD系統的LED光源組，由于體積依然顯著大于傳統LCOs、或者DMD、3LCD投影系統的光閥產品，這使得傳統數字投影產品的主流產品，暫時無緣分享LED陣列光源的高亮度、低成本市場優勢。

技術增強后單片LCD投影產品的主要特點

    目前，市場上“標稱亮度3000-5000”流明的單片式LED光源LCD投影機已經非常之多，大致有十余家企業推出了類似產品，且均價在2000元出頭。這類產品已經成為廉價高清大屏的唯一選擇。但是，便宜還不是這類投影機產品唯一的特點。

    亮度，投影機最關心的技術指標，也曾經是單片式LCD投影機最核心的缺點。七八年前的KTV投影和DIY投影根本不入主流廠商法眼的根本原因也就在于亮度無法有效提升。而現在利用陣列式的led光源，既可以彌補傳統光源高熱、低壽命、低亮度的不足，又能很好的保持畫面亮度的均勻性，尤其是抑制光源系統在畫面四個角落的亮度輸出不足，同時還增強了系統的色彩表現。另一方面，新興的LCD面板技術，也提升了高像素面板的開口率、濾光膜透射率，提高了光源亮度的綜合利用水平。二者結合，LED光源下的單片式LCD投影機以亮度為中心的顯示效果提升明顯。

    分辨率，這是消費者除了價格和亮度之外另一個最關心的產品特征。投影機產品的分辨率主要和光閥產品有關。對于單片式LCD投影機，這個分辨率就是LCD面板的分辨率。近年來，液晶顯示技術最核心的進步就體現在像素密度上，例如蘋果手機的視網膜屏、如彩電領域的4K電視。這種技術進步直接使得單片式LCD投影機在成本不變的情況下，核心光閥的解析度從800*600躍升到了720P，甚至1080P。

明亮環境效果

    畫面網格化，這是所有液晶投影產品的主要缺點之一。即便是三片式的高溫多晶硅LCD投影系統，也難以根本克服這一現象。產生畫面網格化的原因在于液晶面板需要內部的支撐結構，也需要液晶柵格的隔離結構。衡量液晶投影系統網格化程度的主要指標是“面板開口率”：開口率越大，面板網格化越輕。近年來，LCD液晶顯示像素密度的提升的技術積累，有利于提升同等尺寸、同樣分辨率的液晶面板的開口率的。更高的產品開口率，這也是近年來液晶顯示技術進步的主要方向之一。這會顯著改善傳統單片式LCD投影產品的畫面網格化問題。

昏暗環境效果

    像素顆粒化的問題，有很多人將像素顆粒化和畫面網格化理解成同一個問題：如果是3LCD或者3Lcos、DLP等投影技術，這種理解方式是正確的——因為這些投影技術投射的像素點中紅綠藍等不同原色的“亞像素”在空間上是重疊的。但是，對于單片式LCD投影機，其紅綠藍亞像素在空間上是水平排列的：對于單片式LCD 技術的720P投影機在80-120英寸畫面上，一個亞像素大概會擁有高1毫米，寬0.5毫米的尺度。這樣的紅色或者藍色、或者綠色的小方塊，就是所謂的像素顆粒化的問題。但是，對于720P的單片LCD投影機，這個問題并不嚴重：因為這些投影產品像素密度足夠高、亞像素足夠小、面板開口率也足夠高，這三個因素綜合作用可以顯著降低，顆粒化像素對畫質的反作用。不過，此前的800*600分辨率為主的單片式LCD投影機，卻會因為像素顆粒化問題的存在而不能投射出畫質理想的更大尺寸的畫面，比如120英寸——同樣的問題也困擾著3LCD、DLP、或者LCOS投影機：這些投影技術，低分辨率，如800*600的光閥芯片，也不能投射出畫質理想的更大尺寸畫面。而隨著1080p的單片式LCD投影機的增加，這種像素顆粒化的問題，在一百英寸級別的畫面投射上，將幾乎可以忽略。由此可見，影響網格化的主要因素是面板和光閥的開口率；影響像素顆粒化問題的主要因素是畫面的物理分辨率和投影尺寸。這兩個問題既有關聯，又具有顯著的內涵區別。慶幸的是，單片LCD液晶投影技術的發展，已經同時顯著改善了這兩個單片式LCD投影的傳統缺陷。

    壽命，這個要素直接關系著消費者的終身使用成本。早期的單片式LCD投影機的壽命并不理想，這也是市場不認可該類產品的重要原因。但是，現在多數單片式LCD投影企業愿意為該類產品提供2年甚至5年的整機質保。這充分證明了這類產品的壽命提升。實際上，投影機的壽命主要由光閥、光源和鏡頭電子部件決定。其中，最為關鍵的是光閥產品。早期單片式和3Lcd投影機都有使用幾年畫面變黃的問題：即達到有效使用壽命。產生這種問題的原因在于LCD屏的高溫老化。換用LED光源之后，這種光源的效率更高、同等亮度所需功率更低、發熱更少，結合更高耐熱能力的LCD和更好的散熱設計，使得單片式LCD投影產品壽命大幅提升。

    產品體積，對于單片式LCD投影機，這是一個無法破解的難題。因為普遍使用5英寸左右的液晶面板和較大的陣列式的LED光源板，單片式LCD投影機的體積至少會維持在高10厘米，長寬都超過20厘米的大小。難以實現單片式DLP投影機的緊湊設計。不過和多數三片式的LCOS、LCD投影比較，由于采用單片設計，單片式LCD投影的體積膨脹往往在可以接受的范圍內。近年來，單片LCD投影機企業也加強產品工業美學設計，更多的橫式產品，而不是早期的縱式產品成為市場主流，產品體積明顯減小，更容易獲得消費者的認可。

    更多更靈活的功能設計。制造和研發單片式LCD投影機產品的企業，多數都是行業后起之秀，很長時間內被冠以“山寨”之稱。這些企業的生存除了產品便宜的優勢外，更需要積極的產品創新。因此，直接能看電視的產品、智能產品、wifi產品、wifi熱點功能產品、內置電池的便攜產品層出不窮。雖然單片式LCD投影不是行業主流，但在功能創新上，始終走在巨頭品牌的前面。

    上游產業的強大支撐。單片式LCD投影機的特色優勢還表現上游產業上：傳統的3LCD、3LCOS、dlp產品，市場上游都比較集中。其中，掌握DLP技術的核心光閥和驅動IC的只有德州儀器一家，3LCD技術則集中在索尼和愛普生兩者手中，3LCOS實現大量制備的也僅有JVC和索尼兩個企業。對比而言，制造單片式LCD投影機使用的低溫多晶硅技術LCD面板的企業，全球有十余家，相應驅動IC也有很多企業提供。高性能的LED光球產品的供應商也很多。這使得單片是LCD投影的價格更透明、產業鏈更安全。此外，無論是DLP的DMD光閥、3LCD光閥還是LCOS光閥，都面臨一個成品率的問題。尤其是高分辨率的LCOS和DMD光閥，成品率一直是重要的成本因素，關鍵的行業瓶頸。但是，單片式LCD產品使用的液晶面板，卻可以輕松做到九成以上的成品率。

    綜上所述，單片式LCD投影在LED光源時代，尤其是得益于LCD顯示技術的進步，產品性能已經顯著改善，市場價值明顯提升，該類正在成為一股投影市場不可或缺的技術力量。

單片式LCD投影產品的市場價值和風險

    對于提升單片式LCD投影的市場占有率，業界有著充分的理由。我國國內投影機市場，乃至全球市場都有一個特殊的規律，那就是大部分產品都是“廉價”產品。我國甚至超過三分之一的投影機銷量來自于800*600分辨率的2000-3000元產品。這類產品廣泛存在于教育、會議、廉價娛樂市場。

    但是，800*600分辨率的投影機系統，已經越來越與PC、筆記本、電視等產品的寬屏高清顯示不相吻合。市場對高分辨率，尤其是高清級別的寬屏產品是有強烈需求的。只不過，這類型產品往往價格在5000元上下，甚至更高。這樣的價格超過大多數低端市場的預算承受能力。

    那么有沒有一種產品能夠在預算允許的情況下，提供高亮、高清顯示效果呢？答案是2000元上下，720p、甚至1080p的LED光源單片式LCD投影機恰巧符合市場需求。甚至，這類產品還擁有傳統800*600的DLP、3LCD投影不具有的超長壽命光源、冷光源更節能的兩項巨大優勢。

    克服了亮度瓶頸、提升了畫質質量、擁有LED冷光源壽命優勢的單片式LCD投影機的市場價值是如此明顯。不過，市場并沒有像“理想”中那樣接受這類產品。因為，這里還存在一個市場話語權的問題。

    投影機產業的核心話語權掌握在德州儀器、愛普生、索尼三個核心光閥和系統方案商手里面。從終端市場看，索尼、愛普生、日立、NEC、宏基、明基等品牌企業則掌控市場號召力；神州數碼、鴻合、東方中原等渠道企業則掌控國內市場銷售通路。而單片式LCD投影，始終沒有能融入這個主流生態。這就使得，單片式LCD根本不能進入招投標領域（即便進入了也會被“群起而攻”），也就直接決絕了絕大部分的廉價投影市場：教育市場。

    但是，擺在單片式LCD投影面前的行業困境還不僅僅是這一個。未來，隨著OLED技術的發展和成熟，更多的中小面板制造商將轉入OLED工藝。這將使得單片式LCD投影所需要的LCD顯示屏面臨“絕產”的可能。而在此之前，如果單片式LCD產品不能形成足夠大的市場規模，其上游屏幕供應者只有選擇放棄這個“小眾領域”，轉入OLED工藝的顯示產品——畢竟手機、平板電腦，才是真正的小尺寸顯示產品的霸主。某種意義上，留給單片式LCD投影做大做強的時間已經不多了。

產品舉例

    單片LCD式LED光源高亮投影機，是一種優秀的產品。但是，產品生存需要的不僅僅是技術優秀、成本低廉，他還需要行業、產業的多種因素的支持。這正是單片LCD投影產品所面臨的發展瓶頸和風險所在。

    單片式LCD投影廠商，在過去超過10年的發展中，已經積累了諸如創榮、轟天炮這類小有名氣的企業，近年來也興起一批新的追隨者，產品陣營逐漸豐富和多元化，市場運行也逐漸規范和標準化。某種意義上，這類產品從技術上已經渡過爬坡階段、從產業資本上也已經完成初步積累，新的產品也已經獲得了一定的用戶支持，這恰是行業關鍵發展期的基本特征。

    在這樣的一個特殊的產業階段，重新審視這類產品的市場機遇：包括新技術的優勢、廉價大屏的應用特點；行業困境：主要是市場話語權匱乏——對于單片式LCD投影廠商非常重要。

    由以上分析可以看出，眼下投影市場的基本格局是，單片式LCD投影正在享受著LED光源和LCD面板技術進步帶來的行業紅利，但是卻依然改變不了“山寨”和“私生子”的標簽，得不到行業的深度認可和行業市場體系的支持——KTV投影通路和淘寶之類的網購，似乎成了這類產品唯一的生存機會。尤其是在面臨其上游面板供應商擁有整體轉向OLED面板的傾向的背景下，單片LCD投影能否贏得未來依然是一個未知數。