投影机如何选光阀，细说三代投影光阀：LCD、DLP、LCoS

那山那水　2024-11-27

买车，先选什么？答案是发动机，或者说是动力系统。买电脑和手机，先选什么？答案是CPU，也叫中央处理器。买电视，先选什么？答案是屏幕技术和尺寸。

每一种商品的选购，都有一个决定“乾坤”的关键部件！对于智能投影、家投大屏、激光电视、私家影院投影仪等产品，也不会例外：这些投影“入坑”，首先要明确的就是，投影机关键部件即“光阀”。目前1LCD、DLP、3LCD是市场最主流的光阀技术路径。不过，在此之外，LCoS技术在“内行视角”却更有价值。

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特别是当投影机消费日渐进入超高分辨率和超高刷新率标准的时刻，LCoS正在成为行业新宠。例如，消息称JVCKENWOOD公司将推出全球最小（较上一代产品体积缩小三分之一）的原生4K投影机“DLA-NZ700/RS2200”和“DLA-NZ500/RS1200”。2024年春上海海思也推出了鸿鹄3LCoS智能投影方案。

数字投影的代际发展

80年代末90年代初，爱普生推出第一款1LCD投影机，这标志着LCD数字投影机时代的开始，LCD投影成为第一代的数字投影，这也奠定了爱普生在投影机行业的地位。据资料显示，LCD显示屏的技术进步日新月异，主要改变为采用低温多晶硅技术TFT之后，驱动效率和开口率的提升，液晶面板制备工艺进步使得显示像素密度的大幅度提升。不过，由于1LCD技术原理和特点，导致分辨率指标、亮度指标和对比度指标等均面临着很大的技术瓶颈。多年以来，1LCD投影也在寻求发展，一直被贴上“山寨”标签的单片LCD投影产品也正在重新焕发生机，2023年京东方与合作伙伴的共同努力下，推出全新LCD投影光机系列产品，核心亮点之一就是4K超高清分辨率，配备了5英寸的Real RGB像素LCD显示屏。

投影机如何选光阀，细说三代投影光阀：LCD、DLP、LCoS

1993年，德州仪器（TI）成立了DLP产品部，次年DLP技术首次应用于投影机，第二代的数字投影就此诞生。1996年，DLP投影机产品开始销售，随后进入中国市场。DLP投影相比1LCD投影在分辨率、亮度和对比度等各项指标均有突破。在家用智能投影细分市场中，TI有0.33英寸/0.47英寸等不同规格的产品。

目前家用智能投影市场中，1LCD投影和DLP投影依然是主流，销量也是此消彼长。刚刚结束的2024年双十一促销期间，洛图数据显示，DLP技术在整体线上市场的销量份额达到47.0%，较2024年前三季度高出了19.4个百分点。1LCD技术销量占比为50.1%，较2024年前三季度下降20.8个百分点。

不管是基于1LCD第一代数字投影和还是基于DLP的第二代数字，主要产品特点是200-1000的亮度，固态光源、体积缩小，功能增加和智能化、价格低廉；投影行业人士认为未来的第三代投影，其主要特点是高亮度2000-4000、4K分辨率、高对比度、功能更为丰富，差异化创新更为完善，切实满足高品质的100-200英寸巨幕需求及用户多样化影音娱乐的需求。

第三代投影光阀——LCoS：从生不逢时到“恰逢其时”

从技术优势看，LCoS是基于CMOS硅基半导体驱动电路的反射式LCD液晶光阀显示技术——其集成半导体技术和平板显示技术优势于一身，可谓之“我本是高山”。但是在投影机市场发展早期，LCoS技术却“空有屠龙术，天下无龙可屠”！

这是为什么呢？一方面，DLP技术和LCD技术的发展，时间上更早、长期以来技术成熟度更高。这结合早期投影机主要用于专业领域、商用市场，行业总需求有限的特点，让“早起的鸟儿有食吃”的市场逻辑鲜明展现。

另一方面，2005年之前，拥有720p分辨率就是一台高端投影机。直到2015年前后，国内投影市场销量最大的机型依然是800*600分辨率的“娱乐投影仪”。市场消费对“低成本、低分辨率”产品的“热爱”，让LCD这种“成本优势更高”、或者DLP这样“发展更早”的投影技术，尽显优势。

但是，LCoS技术的优势必然如“皓日当空”，业内企业不会视而不见。所以，市场竞争力有限，也没有妨碍LCoS技术的探索、进步和实践。当时间来到“超高清”时代，LCoS多年积累的底蕴与崭新的4K/8K显示标准在高分辨率、高刷新率、高对比度上的需求，“一拍即合”。

“超高清时代将成就LCoS技术的崛起！”这一点已经成为业内前瞻之士的共识。LCoS与超高清的配合，就像是屠龙刀遇到了真龙，可谓恰逢其时。

高分、高刷、高对比：LCoS的“高山仰止”

目前，索尼、JVC等日系企业，纷纷提供基于3LCoS光学引擎的原生4K投影机产品。其分辨率上，索尼0.61英寸光阀达到3840x2160、JVC 0.69英寸光阀达到4096x2160的物理分辨率，且这些产品均提供120HZ的高刷新率。静态对比度上，更是实现了数万：1、甚至15万：1的极高水平。但这类产品由于体积较大，主要还是用于行业市场及少量高端家庭。

国内LCoS光阀市场上，鸿鹄LCoS投影方案亦主打8K/4K分辨率、高刷新率和高对比度的技术优势。慧新辰2021年推出的LCoS芯片在0.26英寸实现分辨率1280*720P，刷新率高达300HZ以上；芯鼎微LCoS则具有最高12000ppi的像素密度，推出0.55英寸4K光阀产品；芯视元天目Ⅰ-040-B LCoS微显示芯片，亦实现尺寸0.26英寸分辨率为720p的高性能；豪威集团新款OP03050 LCoS面板像素间距为3.0微米，分辨率为1560x1200，频率为120Hz，尺寸更是只有0.23英寸……

由上可见，LCoS相关企业普遍目标是实现“小体积、高分辨率、高刷新”的技术特色，并在投影仪、车载HUD、VR/AR、3D打印、实验仪器、光通信调制等应用场景实现广发应用。LCoS技术已经成为“微型光调制”市场快速崛起的新王。

投影机如何选光阀，细说三代投影光阀：LCD、DLP、LCoS

特别是当娱乐视听市场，日益向4K和高刷升级的今天，包括4K大片、高刷游戏（如《黑神话：悟空》）等成为“真正代表未来的应用”，LCoS与智能投影、家用投影、家用大屏的匹配度，前所未有的提升了。——那么，LCoS如何成就的“高分、高刷、高对比度”神话呢？

高分辨率上，LCoS技术得益于两大技术体系的优势：第一是，CMOS驱动电路结构。这种单晶硅IC系统，天然具有更好的载流、电压特性，并在线宽、线密度和体积上优势明显。第二是，LCoS光学控制采用金属高效反光层和液晶光阀层结合的方式。液晶层依靠电压驱动，表层布线简洁，极容易在反射体制下获得更高的开口率。且分子级运动的液晶材料光学开关，也不会因为尺寸缩小到微米，乃至亚微米，而发生性能显著衰退。

对比而言，传统3LCD光阀，没有CMOS驱动结构、开口率受限，进而像素最小尺寸受限。DLP光阀，虽然也采用CMOS驱动结构，但是其表面以微机电反射镜为像素——虽然是微机电结构，但是本质依然是机械运动部件，无法做到液晶分子级的小体积；同时，DLP的反射微镜不仅要实现成像角度的反射（即白色画面），也需要在另一个角度实现非成像反射（即黑色画面），这等于一个反射镜“类似于两个LCD像素开关”，让其体积不能太小，否则会造成两个反射角度光线之间的较多衍射干扰（实际上，在更微小的像素上，DLP技术一直通过提供更大的机械运动角度，解决衍射问题；但是机械运动角度更大，也需要更大的空间结构）。

所以，LCoS的极高像素密度，是液晶分子、反射成像、CMOS驱动结构等共同带来的，是一个综合性的优势。

在高刷新率上，CMOS单晶硅的IC级控制电路的反应速度是极高的，是普通显示需求几十倍。同时，液晶显示技术持续进步，在高刷上，不仅是LCoS得利甚多，包括游戏TV、游戏显示器，都已经向240+HZ的刷新率前进。

这一点上，其实DLP技术具有天然的“极高刷新率”。这是微机电工艺的内在优势——但是，实际市场需求的是高分和高刷的结合：即4K+120HZ是真正高端视听、游戏享受的门槛。而DLP技术在4K上，原生分辨率能力不足，不得不采用“抖动技术实现虚拟像素倍增”。如0.47英寸光阀4K产品。而虚拟像素的倍增是要成倍数占用刷新率的——例如，本来240HZ的1080P光阀，倍增4K分辨率时，4K刷新率就“降维”到了60HZ。（而且抖动倍增的像素分辨率，较原生像素会有一定的清晰度损失。损失比，有业内人士认为，高达3成。）

即，抖动高分技术，实际是以分辨率清晰度不及原生高分，同时大幅牺牲刷新率为代价的。不过，这一技术的好处也很明显：成本更低。由此也可看到，在超高清时代，4K等高分和120HZ等高刷是具有“极紧密联系”的性能点。

在对比度上，LCoS的优势主要来自于反射式成像拥有的70%以上，不亚于DLP的光效；以及非机械的LCD光学面极高的平整度。据悉，JVC最新4K LCoS机型DLA-NZ700/RS2200就通过同时改进对齐控制和像素平整度，实现了 80,000:1的原生对比度。对比度方面，DLP技术主要的问题在于，微机电结构的反射像素，虽然光效也达到70%以上，甚至更高，但是1）平整度上不及LCoS；2）微镜边沿的散射；3）像素微镜关闭。本质是将光线反射到镜头之外，这可能产生一定的衍射干扰。——LCoS技术恰拥有DLP技术反射式的高光效，但是没有以上三个问题，所以带来了前所未有的高原生对比度体验。

“高分、高刷、高对比”方面LCoS拥有高山仰止一般的优秀性能。这是其在大屏超高清时代，更配消费者需求的关键，也是其在未来超高清投影时代“后发先至”的技术底气。

第三代投影开启未来高质量需求之门，LCoS当仁不让

“上一代家用投影的核心消费概念是大屏——只要屏幕大就可以。甚至早期国内市场每年有30-40万的800*600分辨率娱乐投影消费。但是未来，家用投影的核心一定是‘高质量升级’，即必然要实现大屏与4K高分、高刷、高对比度、高色域的结合。”

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