投影显示产业发展现状及趋势研究

2013-03-27 05:43楠,乔
电视技术 2013年4期
关键词:引擎光源投影

薛 楠,乔 维

中国电子信息产业发展研究院,北京 100846

1 投影显示产业市场发展情况

投影产业发展迅速,2009年至2011年全球投影机销售量分别为630万、720万和750万台,2012年销量将达870万台,2013年将达1000万台规模。LCD和DLP类投影机占据绝大多数市场份额。

在市场占有率方面,日本(以爱普生、NEC、日立、松下、索尼、三菱为代表)、台湾(以明基、奥图码、宏碁、优派为代表),以及欧美(富可视、戴尔等)企业,占据90%以上市场份额,其中高端市场被欧美厂商垄断,但整体市场份额很小。

2009年至2011年,我国投影产品销量分别为95万、120万和170万台,在未来3年,每年的年销售量将至少增加50万台,远高于全球的增长速度。

在市场占有率方面,国内市场由日、台、欧美三方占据,其中日系厂商共占据50%的市场份额,爱普生以约15%的份额居于首位,日立、索尼、夏普、NEC、松下、三菱紧随其后;台系品牌(奥图码、明基、宏碁、丽讯)共占据了约25%的市场份额。其余份额基本由富可视、戴尔等欧美品牌占据。

投影显示产业在各国间的竞争日趋激烈。欧美厂商掌握了大量的核心尖端技术,长期垄断着高端工程投影机领域。例如,目前全球所有DLP投影显示的核心技术都掌握在美国的德州仪器(TI)公司手里。日本则在中低端投影产业一直占据着主导地位,其中爱普生和索尼两家日本企业垄断了LCD投影技术。韩国企业一方面依靠成本和销售渠道的优势打入市场,另一方面加强了产品的设计创新,如今,三星和LG已经成为主要的投影机品牌。我国投影显示产业在核心技术、关键产品研发、品牌影响力上与发达国家之间还存在明显的差距,处于产业价值链低端位置,未来面临产业竞争压力严峻[1-2]。

2 产业链发展情况

投影显示产业链包含光源、成像芯片、光学引擎、主芯片、整机和其他设备[3]。

2.1 光源

光源主要有高压汞灯、LED光源和激光光源3种。目前代表传统光源技术的高压汞灯仍旧占据着高达80%的投影显示光源市场;代表未来发展趋势的LED光源和激光光源,市场份额很小,分别为15%和5%[4]。

2.2 成像芯片

按照微投影技术目前所采用的显示芯片类型,把投影系统分为DLP,LCoS,LCD等形式。DLP芯片的核心部件DMD目前只有TI能够生产。

LCOS技术因产业链中供应商竞争较为激烈,国内外研究开发商以及生产企业主要有日本的斯坦雷电气、富士通化成,韩国的Wuyoo,德国的OSRAM SYLVania,中国台湾的瑞仪、大亿以及中国内陆地区的帝光、伟志等。

LCD成像芯片分为单片LCD和3LCD两种,其中以3LCD为主,其中大量专利掌握在日本企业的手中[5]。

2.3 光引擎系统

光引擎系统分为DLP,LCOS和LCD三种。DLP光学引擎主要设计商包括:明基(BenQ)、美国德州仪器(TI)公司、日本普乐士、惠普、奥图码以及国内的大恒公司。LCOS光学引擎有五大设计商:日本Chinontec、昂纳明达、Philips、ZEISS以及韩国KTS。LCD光学引擎主要有精工爱普生和Sony两大设计商。光学引擎的生产商主要有红蝶科技、光景光电、迅达光电、扬明光学、富士康科技等。

2.4 主芯片

主芯片提供图像处理系统和外围功能集成等,是投影产品系统级芯片解决方案。主芯片和成像芯片配套使用,成为投影显示产品的信号处理核心。从事投影显示主芯片的方案上有阳明光学、Mstar、德州仪器、Pixelworks、Action 和Rockchip等。

2.5 整机系统集成

从产品用途角度分类,可以分为微型机、商用机、家用机、工程机等。从光通量的大小看,微型机大约几百流明,用于便携式应用,商用机为1000~5000 lm,工程机为5000 lm以上。后两者市场比较稳定,而便携式微型机市场在持续增长,尤其是与笔记本电脑、平板电脑、手机等连接的微型机,未来应该出现快速增长。另一方面,家用机在引入半导体光源技术后,使用寿命将延长10倍以上,使用成本大大降低,市场会进一步扩大。

2.6 配套设备

2.6.1 屏幕

屏幕分为前投屏幕(反射式)和背投屏幕(透射式)。前投屏幕是将投影机的安装位置与观众在屏幕的同侧,投影机发出的光线投射到屏幕,在屏幕上形成图像,然后光线再反射到人眼。背投屏幕是投影机的安装位置与观众分别位于屏幕的两侧,投影机发出的光线从屏幕的一侧直射到屏幕,光线透过屏幕进入观众眼睛。前投不受屏幕大小的限制,而背投最大程度地减少了环境的干扰,两种方式都有不同的应用场合。

2.6.2 人机交互

随着投影显示的发展,系统集成了更多的功能,用户可通过无线、手势、语音等多种方式控制投影机,实现人机交互,而人机交互必将是投影显示产业链外围设备中重要的一环。投影产品的主芯片商和系统都在展开相关技术的研究,如爱普生、NEC等,未来产业链中将有更多的厂商投入人机交互的研发和生产。

3 发展趋势

3.1 应用范围从行业应用向个人和家庭应用扩展

近年来,随着投影技术的不断进步,产品价格持续下降,从原来的专业应用向个人和家庭应用迅速转变。超短焦、固态光源等新技术不断出现,在技术层面不但解决了家庭环境中的安装布线问题,而且也解决了专业投影机在色彩、灯泡寿命、噪音、污染等方面的问题,使投影机满足了家庭和个人应用的必备条件,扩大了应用范围;应用范围迅速扩大,产品价格不断降低,导致人们的购买能力显著提升,也促进了投影产品大规模进入家庭和个人应用领域。

3.2 应用范围扩大,产业发展空间广阔

随着新技术的快速发展和人们需求的不断增加,投影产品的应用范围不断壮大,投影产业迎来了前所未有大发展时期,成长空间十分广阔。2008年以来投影行业的应用范围从专业应用(商业、工程),逐步扩展到个人和家庭消费应用。随着应用范围的不断扩大,产品产量持续增长,2009年至2011年,全球投影机销售量从630万增加到750万台,年均增长率为10%。据保守估计,2012年全球投影机销量将达到870万台,而2013年超过1000万台几成定局,在未来3年内出货量将保持超过13%的增长速度。以广泛应用在家庭和个人领域的微型投影显示产品为例,从2008年微型投影产品面世以来,微投发展规模呈几何型增长,从最初的2008年10000台到2012年的500万台。产品种类从最初的便携式微投到目前的投影手机、投影相机/DV、玩具投影、故事王、手机投影配件、便携投影、便携家庭影院投影、桌面便携商务投影等。

3.3 产品功能向网络化和智能化方向发展

当前,网络基础设施大规模部署,云计算技术的快速发展,网络应用环境得到了很好的改善,投影显示设备的网络化应用条件基本成熟;对投影产品应用需求的不断提升,促使投影产品必须满足多方面的功能,智能化和人机交互能力不但扩展了它的使用功能,而且增加了其与智能电视、个人电脑和掌上设备之间的互相融合和互联互通,丰富了其应用内容。

3.4 产业专业化分工程度高,企业间竞争激烈

随着市场需求的稳步增长,产品种类的逐步增加,产业链中各厂商专业化分工的程度将越来越高,生产企业数目将迅速增加,企业间的竞争将更加激烈。一方面,由于投影机产业层次多,核心技术相对分散,投影机产业相关企业可以集中力量,从产业链中的一环入手(例如系统整机或者光学元件),取得突破后再沿产业链横向/纵向扩展延伸,这样就形成了分批、逐次、层层深入的生产方式,这种一次性投入小、见效快的生产方式,更适合资金匮乏、技术薄弱的企业参与其中,入行门槛相对较低;另一方面,由于核心技术分散在构成产品的各个层面(光学元件、光源模组、显示芯片、投影镜头、光学引擎、系统整机等),产业链中各厂商专业化分工程度将越来越高,生产企业数目将迅速增长,导致厂商间的竞争将更加激烈。

[1]《电视技术》编辑部.投影显示的未来[J].电视技术,2008,32(7):44-49.

[2]王金菊,宋定宇.LCD、DLP及LCOS投影机技术层面上的差异剖析[J].信息技术与网络服务,2006,31:29-30.

[3]郭斌.投影技术的分析与应用[J].信息系统工程,2012(4):106-107.

[4]赵汉鼎.LCoS投影显示现状与我国LCoS产v业的发展[J].电视技术,2007,31(11):49-52.

[5]张成泉.大屏幕v投影显示系统及其应用[J].智能建筑与城市信息,2009(6):22-28.

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