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前世今生 | 投影机发展史上的那些事儿

2020-04-27

相关图文资料来源于网络,仅供参考

1953年EIKI公司生产出世界上第一台16mm胶片放映机标志着世界上第一台现代投影机诞生。发展至今也不过60多年的历史,然而在这短短的60年中,却是投影机历史上波澜壮阔、从无到有的发展历程。

今天,就让我们来看看,发生在投影机发展史上的那些事儿,投影机的前世今生。

投影仪的前世

2000年前,先秦时期《墨经》记载:“景倒,在午有端,与景长,说在端”,墨家学派创始人墨翟(公元前470年至390年),最早进行了小孔成像实验,对光的直线传播进行了第一次科学解释。希腊哲学家亚里士多德(公元前384年至322年)也了解针孔相机的光学原理。

小孔成像实验示意图

而有记录的资料显示,现代投影机诞生于1640年,由耶稣教会的奇瑟教士发明,他通过运用镜头和镜子反射的原理,在墙上将图片反射出来,当时这种机器被命名为"魔法灯"。

到了1654年,德国人基夏尔记录了首台投影机的模样,即用铁皮做成一个箱子,然后在箱子正前方装一个圆筒,内置可滑动的凸透镜,通过箱内的烛光充当光源,最终形成投影效果。

早期投影仪

灯笼也被称为“提灯”。在18世纪后期,一些表演者用灯笼来制作恐怖节目。这些被称为“幻影秀”。各种各样的可怕的图像被投射出来吓唬观众,例如幽灵投射在烟雾上,给人一种可怕的外观,图像会在墙壁周围移动。放映机通常在半透明的屏幕后面,观众看不见。这大大增加了节目的神秘感。

大型魔术灯

35毫米幻灯片放映机是大型魔术灯的直接后裔,在20世纪50年代首次广泛使用,作为一种偶尔的家庭娱乐形式;家人和朋友会聚在一起观看幻灯片,通常包括在假期和家庭活动中拍摄的讲谈胶卷。幻灯片放映机也广泛应用于教育和其他机构。

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,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。

35mm幻灯片放映机

将时间线回退至二战后,这个时候集成电路技术迅猛发展也带来了投影机的发展。CRT投影机开始出现在商务飞机上,用于投放录像带。

到了80年代,人们对数据投影的需求使得CRT投影逐渐普及,此时投影技术开始慢慢出现在剧院、会议室等地方。

与我们现在常见的投影机不同之处在于,CRT投影机拥有三个镜头,通过分别投射出红绿蓝三种颜色来达到投影目的。这种投影方式不仅显示色彩丰富,同时还拥有还原性好的优势。

然而,CRT投影机的缺点也十分突出:调试复杂、需要空间大、重量惊人,入门级机器都有60斤、风扇噪音大等等。这些缺点的存在客观的将CRT投影机的使用限制在小众领域,因此我们一般很少见到CRT投影机,直到其被时代淘汰。

三枪CRT投影仪

投影仪的今生

1988年是投影机发展史上极为重要的年份。这一年,第一台LCD投影机爱普生VJP-2000正式诞生,结束了当时投影市场上只有CRT投影机的现象。

1987年,美国德州仪器公司LarryHornbeck博士研发出第一块数字显微镜装置,到1996年,数据光学处理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。

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。LCD投影机的面世,开始让更多的人接触到投影产品。同时LCD投影机具备色彩还原度高、亮度高等特性。

但由于其对黑色层次感显示不是很好,以及画面像素结构较为明显、灯泡寿命低等原因,LCD投影机虽然独步市场数十年,但也并未大规模走入平常用户家中,更多的是运用在教室、会议室等环境。

LCD技术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。

LCD(liquid crystal display,液晶显示)投影机含有三片独立的LCD玻璃面板,分别为视频信号的红、绿、蓝三个分量。每个LCD面板都含有数以万计(甚至上百万)的液态晶体,可被配置为开、闭合、或部分闭合的不同位置来允许光线透过。每个单独的液态晶体本质上都像一个快门或者百叶窗那样运作,代表一个单独的像素("图元")。当红绿蓝三色透过不同的LCD面板时,液态晶体基于该时刻该像素的每种颜色各需要多少,即时地开启和闭合。这个行为对光线进行了调制,从而产生出了投射到屏幕上的图像。

1987年,德州仪器公司Larry Hornbeck博士研发出第一块数字显微镜装置(DMD),1996年,数据光学处理(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。它的工作原理和LCD大不相同。与让光线通过的玻璃面板不同,DLP芯片是一个由数以万计(甚至上百万)的微镜片所组成的反射表面。每个微镜片代表一个单独的像素。

“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。

“高端”战略,则是DLP投影机的另一大优势所在。三片式DLP投影机(3DLP)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。

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。其他厂商开始致力于努力研究出新的技术,试图打破垄断。

1995年,LCOS技术在市场的推动下被开始进行研究,1999年,INFOCOMM展览会上,全世界首款LCOS投影机面世。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。

LCOS(LiquidCrystalonSilicon硅基液晶),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,它的基本原理与LCD技术相似,区别在于它利用的是与DLP相似的反射式架构。
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,很多优秀的投影机是以LCoS技术制造的,但是LCOS面板的良率过低,不能有效降低成本,无法量产。

在LCD与DLP两种技术的主导下,投影机在进行不断的革新和变化,近年来以光源的革新最为引人注目,激光投影、LED微型投影相继出现……

投影机是光机电一体的复杂的系统产品, 需要光学, 机械,电子等多方面综合的技术实现, 投影机的光源技术不断的发展,有UHP,氙灯,LED,激光磷粉,三色激光,选择高亮度投影机变得越来越复杂,激光光源和不同的成像单元(3DLP,1DLP,LCD或者LCOS)为用户的确增加了多种选择的可能.

回顾投影机的发展史,我们不难看出60多年以来,美日两国企业在投影机行业的展开了激烈竞争,而这种竞争促使着投影行业的不断发展。随着新技术的产生,我们将来也会看到全球更多的企业参与投影机行业的发展浪潮中。

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