标签: 投影仪

在经历了早期智能手机的“带货”后，ToF被大众熟知，经过应用端多样需求的不断打磨，近年来ToF已在诸多应用中确立了价值，如人脸识别、手势识别和多点距离监控等，并在广大的IoT市场扩展出越来越大的需求。 深度信息的带入使得智能手机、汽车、VR/AR等应用的可拓展性变得越来越高，从2D走向3D是未来传感器发展的一大趋势。ToF（Time of Flight），基于光的飞行时间测距，作为3D传感主流技术之一，正成为这一趋势的有力载体。 1 、 拿时间换空间的ToF ToF技术的本质，说白了就是将时间维度的信息转换为空间维度的信息，原理就是小学学过的这则公式：距离=速度*时间。 以基于直方图原理的dToF为例，光速乘以光子的往返飞行时间再除以2，就可以得到被测物体的距离， 如上图左上角所示 ，当前被测物体的距离就是2.1m。 艾迈斯欧司朗资深市场经理王树刚也就dToF的原理做了补充，以上图右侧的直方图为例，横坐标是距离信息，纵坐标是由被测物体反射回的光子Count数，2个峰值，第一个通常是玻璃盖板的距离 （例如手机上的屏幕或者扫地机器人的盖板） ，一般将其定为零点距离；第二个峰值就是目标物体的距离，这里标注为210cm，底噪部分则是环境光带来的干扰。 一般而言，工程师就是利用峰值跟噪声的信噪比来判断所测数值是否可信，如果数值大于16，即判定数值可信。 2 、 追求性能必须有自主算法的加持 对于ToF传感器而言，评估其性能的一个关键指标就是它的 抗油污和灰尘的干扰能力 。 从上图可以得出 玻璃盖板表面没有油污灰尘时得到的光子Count值是1800，但在实际的使用环境中，必然会有灰尘、油污的干扰。 当玻璃盖板有油污时，此时它返回的光子Count值已经达到了18,000 （如上图所示） ，但是只要被测物体检测的信噪比足够大，比如说大于16，就可以有效判断出目标物体的距离，从而规避油污和灰尘带来的干扰。 抗阳光、油污和灰尘的干扰能力也是艾迈斯欧司朗ToF传感器非常大的一个优势。 当被问及背后的原因？ 王树刚表示 这正是基于其自主算法以及自主研发的光学滤光片，而这些投入也帮助其ToF产品同时具备了极佳的抗阳光干扰能力。 事实上，艾迈斯欧司朗在光学领域拥有超过20年的光学设计经验，推出业界最小的ToF Sensor就是其能力表现之一。 不止于此，艾迈斯欧司朗目前还致力于提供包含软硬件一体的整套设计方案，因此才能推出包含MCU的all in one dToF方案 。 3 、 ToF在应用端的多样价值 由于应用场景的不同，不同领域对ToF技术的需求也不同，因此ToF技术还在不断发展，例如，针对室外场景，ToF需要具备更好的抗太阳光等干扰的性能；针对一些高端应用，ToF需要有更高和更稳定的精度性能；针对大量IoT场景，ToF还需要更高的性价比等等。 近年来，经过应用端多样需求的不断打磨，ToF已经在诸多应用中确立了价值，如人脸识别、手势识别和多点距离检测等，正逐渐在广大的IoT市场扩展出越来越大的需求。 就目前的观察，已经可以看到ToF在工业、消费类市场的多种应用，例如笔记本、Pad等智能设备中的 人体在位检测 ；用于投影仪的 快速对焦以及梯形校正功能 ；扫地机器人中的 避障、建图 ；门禁、智能门锁中的 人体接近监测 以及饮水机、智能水杯当下常提到的 液位检测 。 具体到 人体在位检测 ，当其应用在PC或者Pad上时，在 检测到前方有人时，即可解锁亮屏，人走之后就会立即熄屏。如此一来，一方面可以节省功耗，延长电池寿命；另一方面也能更好保护屏幕内容，起到隐私保护的作用。 其实，这里也可以附带 防偷窥 的功能。 比如在办公的时候，如果你的后边有人在看，利用ToF的人体检测功能就可以给你输出一个信息或者帮助你直接熄屏。 在 手势识别 的应用中，一般包含基本的左挥、右挥、单击、双击等手势。艾迈斯欧司朗的ToF方案在这类应用中的一个重要特点就是 高识别率和低误识别率 。 在提高识别率的同时，就意味着用户的很多其他手势都可能会被识别，举个例子，以左挥为例，如果大幅提高识别率，那比如用手扶一下眼镜或者拿水杯的动作，都有可能被识别成左挥。 基于AI算法做大量模拟测算，艾迈斯欧司朗的ToF方案能够更好判断哪些动作是真正的左挥，从而在提高识别率的同时大幅降低误识别率。 正是基于这种性能，手势识别已应用在较多领域，例如，对音响、PC等智能设备、媒体播放器以及PPT演示等的手势控制操作。 设想你在家中看电影时，如果想暂停或者回放一下刚才的精彩镜头，通过手势去操控就会非常便捷，带来更好的使用体验。 4 、 术业有专攻的ToF 针对不同场景中的应用，艾迈斯欧司朗也就ToF产品进一步细化了自己的路线图，比如第一代的TMF8701产品，就主打近距离，从0厘米就可以输出数据，因此广泛应用于智能手机的前置摄像头用以辅助判断以及扫地机器人中的沿边检测和避障功能。 第二代产品TMF8801和TMF8805，将检测距离增加到2.5m内，因此多用于手机后置摄像头中以实现快速对焦，辅助相机拍摄；另外还有投影仪的自动对焦以及饮水机和智能水杯的液位检测。 第三代的 TMF882X系列，则是多点ToF。它可以将目标物体的区域进行划分，最多可以划分八八六十四个区域。同时，配合TMF882X系列的多套自主算法，比如说人体在位检测、手势识别以及用于投影仪上的梯形校正算法，从而提供软硬一体的total solution。 以投影仪的应用场景为例 ，ToF产品应用其中主要是2方面的作用：一是自动对焦，二是梯形校正。 就自动对焦而言，目前主要是手动和传统相机对焦2种形式，但是传统相机对焦的方式会打一个pattern，在使用中影响观感。而在做梯形校正时，由于角度误差，距离较近，如果稍有偏差，校正效果也会很差。 对此，目前的解决方案是以单点ToF实现自动对焦，多点ToF实现自动梯形校正。 如果放在扫地机器人的应用场景 ，仍然可以利用ToF做非常多的检测。 例如在有台阶环境下的跌落检测，还有扫地过程中的沿边检测，如果没有沿边检测的功能，若是扫地机器人在执行任务的过程中撞到了较为贵重的物品就会损失惨重。 更不用提众所周知的建图、避障功能以及基于运动物体的检测。 当然，将多点ToF应用在扫地机器人仍有一个特别优势。比如之前提到的多点ToF可以划分区域，假设当前将其划分为9个区域， 如下图所示 ，如果区域789已经接地，ToF会检测到这里已经到地了，那上面的6个区域可以检测到是墙，如此便可感知扫地机上下是否有着一定的偏转。因为如果有偏转，4和6的距离是不一样，根据距离的不同，也可以判断出偏转的方向。 综上，这套方案不仅在扫地机器人上得到应用，在服务机器人、宠物机器人以及无人机等多样产品上都已经有成功的量产应用案例。 “如果说要在艾迈斯欧司朗的ToF方案优势中再补充一点的话，那就是我们的ToF方案已经被多行业的头部厂商批量采用，例如智能手机、笔记本、机器人、投影仪等等。”

如果问近年来哪些智能单品迅速蹿红？或者说哪些智能单品是送礼优选？ 家用智能投影仪 必居其一。 今年双十一开门红活动刚一结束，各国产投影品牌就纷纷发布了自己的战报，从中不难看出今年大家都收获颇丰。 家用智能投影，以其符合第三消费社会更重视个人、注重精神需求等时代变迁特质， 从信息获取升级为信息享受，渗透提升潜力巨大。 01 中国市场关键词：增长 人们总在探讨投影仪是否会取代传统电视，当然大概率2个产品会并行，但这丝毫不影响智能投影仪精准定位电影及卧室场景种草，实现“打造家庭第二屏幕”的愿景。 我们先通过2个比较来更好定位智能家用投影仪： 与传统投影仪相比，智能投影仪拥有智能操作系统和相应的软件算法，具备画面校正、自动对焦、手机遥控等功能，用户体验佳； 与智能商用投影仪相比，智能家用投影仪的体积更小、功耗更低，适用于家庭多场景。 2017年以来，中国智能家用投影仪行业内玩家逐渐增多，相关产业链趋于成熟，成本降低推动终端价格下降，使产品销量迅速攀升，市场规模随之上涨。据头豹研究院总结，2017~2021年其销售额的年复合增长率为 50.9% ，消费市场呈现迅速上升的态势。 *图源头豹研究院 同时，IDC也统计了2021年中国智能投影设备的出货量为359万台，其中智能家用投影设备达335万台，占比93.3%，家用市场发展前景广阔。 放眼未来，随着中高端智能投影仪的亮度、分辨率、技术方案的差异化程度逐步缩小，行业准入门槛也会逐步降低，伴随而来的就是行业内参与竞争的企业增多。因此，尽管未来的关键词仍然是“增长”，但预计增速会放缓，根据头豹研究院数据，2021至2026年销售额的年复合增长率预计为20.7%。 02 快速增长背后 通常，当我们回头分析一个行业快速成长背后的原因时，才发现一切都不是偶然。 01 租房群体最爱便携性 伴随中国一线和新一线城市的租房群体快速壮大，智能家用投影仪凭借体积小、性价比高等优点获得租房群体的青睐，这在一定程度刺激了智能家用投影行业的快速发展。 据ICCRA统计，2021年中国住房租赁市场规模与2019年相比增幅达到122.9%。 相比于电视，智能家用投影设备的便携性和去客厅化的高空间利用率 ，满足了居住紧凑型青年公寓和租赁式社区的消费者，进一步拉动了智能家用投影仪的消费市场。 02 青少年群体关注护眼效果 中国儿童青少年较高的近视率带动了以家长为主的消费群体对电子产品护眼功能的需求。 根据中国卫健委的专项调查显示，2020年中国儿童青少年总体近视率52.7%，较2019年同比增长2.5%。 相比于iPhone、iPad、电视，投影仪所造成的视觉疲劳程度比更低，其护眼作用更加优异，更多消费者倾向于购买智能家用投影仪来保护眼部健康。 03 品质追求拉动消费升级 此外，相较于电视而言，家用智能投影仪非常明显的另一个差异在于大屏，特别是带来客厅、卧室场景的观影体验。 因此，目前家用智能投影仪的主力用户群体也包括一部分25~35岁对生活品质有要求的年轻人。可以说， 家用智能投影这个品类满足的是消费者内容显示硬件终端升级的需求。 03 光机是关键 从智能投影仪整体成本构成上来看，光机占全部硬件成本的50%-65% ，而光机主要由镜头、光源和芯片等构成。 若根据光源来分，智能家用投影仪可分为灯泡、LED和激光投影仪。除了成本差异，3类光源在性能上各有优势： 灯泡光源： 通常以高压气体灯为主，对应的投影仪产品性能均衡。亮度高，但使用寿命有限，通常不超过1万小时，该类产品随着使用时间的增多会出现光衰现象，在亮度上呈现下降趋势，维护成本较高； LED光源： 主要分为2类：白光LED和RGB LED。整体来说，LED光源发热较小，具有良好的可靠性，相比灯泡光源寿命更长，维护成本低，同时光机尺寸小，是投影仪性能和体积上取得平衡的绝对助力。 特别是RGB LED，其色彩精准，饱和度好，图像质量高，可以极大提升画质细节和成像效果，拥有白光LED无法比拟的优势，因此逐渐在市场上形成一股不可小觑的力量。 激光光源： 亮度更高，可至数万流明，和LED光源类似寿命更长，维护成本低，其对环境光的抵抗力较强，但当前仍有散斑问题困扰。 作为光学解决方案的全球领导者，艾迈斯欧司朗在家用智能投影仪市场一直深耕布局，其产品线覆盖LED光源和灯泡光源，就其目前主推的Ostar Projection Power LED光源系列产品，已在多家客户系列产品上批量应用并带来不错的市场反馈。 特别是投影仪最重要的核心指标亮度，据艾迈斯欧司朗的专家称，其LED光源能将产品亮度提升至2800ANSI流明，因此用户即使在白天也无需拉窗帘即可享受影院级大屏观影体验，进一步屏蔽了环境光的影响。而且，客观来说1800ANSI流明的亮度人眼观看已非常舒服，更高的指标当前意义也不大。 另一方面，智能投影仪也以用户体验为产品优势，例如其快速对焦、CCT校正、亮度控制等功能都是为了给用户的大尺寸观影带来智能而无感的调节、沉浸式的视觉感受、以及不受环境光现影响的震撼感。 而艾迈斯欧司朗在核心的光源方案之外，还配备了 1D ToF方案 便于快速对焦，以及对应的 颜色传感器 便于投影仪根据环境条件调整自身亮度和对比度，从而形成效果更好的投影图像和对比度。 04 不断打磨产品力 展望未来，智能家用投影仪行业的发展趋势将从光源、投影技术以及分辨率3大维度升级，进一步打开高端消费市场，整体渗透率进而继续提升。 光源趋势——LED和激光向上： 由于体积小、启动时间短、寿命长、维护成本低等优势，LED光源和激光光源正在逐渐迭代灯泡光源。 投影技术——DLP技术成为主流，LCoS潜力巨大： 一方面，DLP技术作为当前性价比较高的技术方案，在消费市场具有明显优势而成为主流。它的流明效率较高，是LCoS技术的2倍，同时拥有较低的系统功耗、较高的分辨率以及更好的图像质量。 另一方面，尽管当前LCoS技术由于其硅基液晶面板的封装良品率以及流明效率都不高，致使应用成本偏高。但LCoS技术的画面表现力使其拥有广阔的发展前景，相信未来技术发展成熟后也将是智能家用投影仪的新赛道。 分辨率——超高清为王： 当前，智能投影仪的超高清发展受到中国政府有关部门的政策支持，智能家用投影仪企业正积极拓展。根据洛图科技数据，拥有UHD（3840* 2160）分辨率的智能投影设备在2022年第一季度的销量占比仅为0.6%，超高清智能投影产品的消费市场有明显的上升空间。 *图源头豹研究院 为了更好的触达高端消费市场，智能家用投影仪行业也将会快速向4K和8K发展，提升产品分辨率和相关的核心竞争力。 当然，在形成了自身的产品力后，基于中国企业制造能力的增强和海外电商渗透率提升，智能家用投影仪品牌也有望乘中国企业品牌化出海浪潮，在全球范围内销售产品。 那，就将是另一个故事了，未完待续~

电路和光路部分拆解完成，接下去再细看一下处于辅助地位的散热和防尘设计。灯泡是热源大户，注意左下角两个大风扇。强光的代价就是高温，即使现在用LED光源也难以避免这个副作用。强大的气流可以把热量大部分排出机器，同时也是灰尘进入的通道和噪音源。在风扇静音方面还是有些潜力可挖的，有通过DIY替换静音风扇改造低价投影仪的实例可以参考。 另一个需要散热保护的是投影仪的核心元件——数字微镜晶片（DMD），强光通过这里反射将图像投影出去，晶片后方就是一块巨大的涂了导热硅脂的金属散热器，旁边有个小一点的风扇。突然发现散热器右侧还有个通向灯泡的小型风机，整个内部的通风散热系统就这样连成了一体。 DMD主件散热器的散热风扇其实是在主控制板的下方左侧，这里应该是个进风口，为了防止灰尘进入，风扇前方被一个插卡式的过滤器挡着，维护时常把过滤器抽出来除尘。说实话，这是见过的比较薄和简单的过滤片，目前挡灰尘的海绵层已经老化破烂。 这是灰尘过滤器原先该在的位置，机壳上这里有个插槽。 拆解投影仪的过程是一个有趣的学习的过程，通过一步步地拆解、猜测、查询，逐步理解了整个DLP投影仪的工作原理，从前方来看一遍整个投影仪的内部构造，与初次见面应该看到了更多内容和细节。 作为一个结尾，展示一下组装回去的整机，期待下一回精彩的拆解经历！ 旧投影仪大拆解（1） 旧投影仪大拆解（2） 旧投影仪大拆解（3） 旧投影仪大拆解（4） 旧投影仪大拆解（5）

投影仪电路部分已经拆解得差不多了，引起了管理员的关注，真没想到，看来不认真 还真不行了 末了，叮嘱一句：拍照的时候手别抖！ 之前因为阴雨天拍的，求数量速度了，有些图片拍了就上，确实像是拍时手抖的效果，道个歉了，补张高清图先。红米4拍的，应该能看的比较清晰了，拍电路板部分还真有点难度，因为有反光，光线强了仍有部分会模糊点，技术有待在练习中提高。 下面是光路部分的拆解，光路部分更为精密，感觉是手摸一下就会留下越擦越脏的印迹，尽量保持不去触碰。首先就看到起点的灯泡和末端的镜头。对于光路部分其实比较陌生。百度了一下“明基MP775”，得到如下产品信息：“教育投影机，投影技术：DLP；亮度：3700流明；对比度：2000:1；标准分辨率：1024*768；屏幕比例：4:3/16:9可选；投影尺寸：31～300” 百度得知当年这款投影仪的报价为10900，灯泡报价为2400，难怪这个灯泡从未更换过，封条完好。 旋开封条下方盖了胶盖的螺丝，掀开灯泡盖板，就看到了灯泡组件。这款据称防尘做得很不错的投影仪终究敌不过岁月，组件上积了不少灰尘。有一个固定螺丝和电源接插头和灯泡电源模块连接。 拆下的灯泡组件，出自飞利浦，180W的灯泡。底部机身上的标牌第一次露脸，上面记载了不少信息。 再来张灯泡前脸照片，可以看到灯泡的内芯，2400的主件啊。拍照又出了点问题，实际前脸玻璃上是没有灰尘的，核心防尘还是不错的。 光路通孔和扇热出风口，强光集中，热啊！ 通光孔后面是什么呢？这里又是一个比较重要的部件：色轮（Color Wheel）。百度了一下显示原理的关键技术： DLP是“Digital Light Processing”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。 找到了一幅直观的原理图片： 明基MP775采用了DDP3020芯片和第三代黄金色轮技术，画面色彩更真实，动态画面更流畅。数字光处理技术很强大，一幅彩色画面被分解成RGB三色（或者RGBW等更多色）,在和很短的时间内交替显示到屏幕上，通过视觉暂留效应在观看者的大脑里重新合成原彩色画面。 输出镜头，内陷加镜头盖，也是防尘设计。下回我们再细看下投影仪的防尘和散热部分。 旧投影仪大拆解（1） 旧投影仪大拆解（2） 旧投影仪大拆解（3） 旧投影仪大拆解（4） 旧投影仪大拆解（5）

前面拆开了投影仪的主控制板、液晶显示组件，坛友忆轻狂在前面博文下留言: 查了一下，S1076-7318是数字DMD芯片，是数字微反射镜芯片，这个挺牛的。感谢坛友！自己还没想到去查一查显示组件还有芯片型号的，在面包板论坛共同学习、互帮互助、一起进步，欢迎参与探讨。 在主控制板正下方，是投影仪的电源模块板，有大电容、散热器、变压器、滤波电感等元件，不是很复杂的一个开关电源，通过12针的排针与主控制板相连。另有一路220V的交流电通过电线直接连到了投影仪灯泡的电源模块组件，灯泡是投影仪的耗电大户，连出去的电线较粗。 投影仪灯泡供电模块位于主控制板右侧，灯泡组件右侧，有黑色绝缘塑料皮包裹，卡在机壳右侧边板上。卡得较紧，不易取下，就给个照片，看个大概。 旧投影仪大拆解（1） 旧投影仪大拆解（2） 旧投影仪大拆解（3） 旧投影仪大拆解（4） 旧投影仪大拆解（5）