高清FULL HD家用投影機(jī)顯示原理解析

DLP技術(shù)

    DLP是“Digital Light Procession”的縮寫(xiě)，即為數(shù)字光處理，也就是說(shuō)這種技術(shù)要先把影像信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字處理，然后再把光投影出來(lái)。它是基于TI（美國(guó)德州儀器）公司開(kāi)發(fā)的數(shù)字微鏡元件——DMD（Digital Micromirror Device）來(lái)完成可視數(shù)字信息顯示的技術(shù)。說(shuō)得具體點(diǎn)，就是DLP投影技術(shù)應(yīng)用了數(shù)字微鏡晶片（DMD）來(lái)作為主要關(guān)鍵處理元件以實(shí)現(xiàn)數(shù)字光學(xué)處理過(guò)程。其原理是將通過(guò)UHP燈泡發(fā)射出的冷光源通過(guò)冷凝透鏡，通過(guò)Rod將光均勻化，經(jīng)過(guò)處理后的光通過(guò)一個(gè)色輪（Color Wheel），將光分成RGB三色（或者RGBW等更多色），再將色彩由透鏡投射在DMD芯片上，最后反射經(jīng)過(guò)投影鏡頭在投影屏幕上成像。

成像原理

    光源通過(guò)色輪后折射在DMD芯片上，DMD芯片在接受到控制板的控制信號(hào)后將光線發(fā)射到投影屏幕上。DMD芯片外觀看起來(lái)只是一小片鏡子，被封裝在金屬與玻璃組成的密閉空間內(nèi)，事實(shí)上，這面鏡子是由數(shù)十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)個(gè)微鏡所組成的。以XGA解析度的DMD芯片為例，在寬1cm，長(zhǎng)1.4cm的面積里有1024×768=786432個(gè)微鏡單元，每一個(gè)微鏡代表一個(gè)像素，圖像就由這些像素所構(gòu)成。由于像素與芯片本身都相當(dāng)微小，因此業(yè)界也稱這些采用微型顯示裝置的產(chǎn)品為微顯示器。。

    人們常常提到的DLP投影機(jī)弱點(diǎn)只有一個(gè)，即“彩虹效應(yīng)”，具體表現(xiàn)是色彩被簡(jiǎn)單地分離出明顯的紅、綠和藍(lán)三種單色，看起來(lái)像雨后彩虹一樣。這是由于用一個(gè)旋轉(zhuǎn)色輪來(lái)調(diào)制圖像色彩而產(chǎn)生的，同時(shí)因?yàn)橛行┤说囊曈X(jué)系統(tǒng)特別靈敏，能察覺(jué)出一種彩色轉(zhuǎn)換到另一種彩色的過(guò)程，而不是像大多數(shù)人那樣靠視覺(jué)暫留現(xiàn)象把幾種單色混合成新的色彩。除了某些用戶能把色彩分離出來(lái)，還有些用戶可能因?yàn)樯�彩的迅速變化，而產(chǎn)生眼睛脹痛和頭痛的情況。而LCD投影機(jī)和三片式DLP投影機(jī)都不會(huì)有這種現(xiàn)象，它們?cè)谖锢斫Y(jié)構(gòu)上就是把三個(gè)固定的紅、綠、藍(lán)圖像疊加而成。

    DLP顯示板的優(yōu)點(diǎn)是它們有極快的響應(yīng)時(shí)間。你可以在顯示一幀圖像時(shí)將獨(dú)立的像素開(kāi)關(guān)很多次。它使利用一塊顯示板通過(guò)逐場(chǎng)過(guò)濾（field-sequential）方式產(chǎn)生真彩圖像。步驟如下：首先，綠光照射到面板上，機(jī)械鏡子進(jìn)行調(diào)整來(lái)顯示圖像的綠色像素?cái)?shù)據(jù)。 然后鏡子再次為圖像的紅色和藍(lán)色的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。（一些投影儀通過(guò)使用第四種白色區(qū)域來(lái)增加圖像的亮度并獲得明亮的色調(diào)。）所有這些發(fā)生得如此之快，以致人的眼睛無(wú)法察覺(jué)。循序出現(xiàn)的不同顏色的圖像在大腦中重新組合起來(lái)形成一個(gè)完整的全彩色的圖像。

    對(duì)高質(zhì)量的投影系統(tǒng)，可以使用3塊DLP顯示板。每塊板分別被被打上紅色、綠色和藍(lán)色，圖像被重組為一個(gè)單一的真彩色的圖像。這種技術(shù)已經(jīng)被用在一些數(shù)字電影院中的大型投影設(shè)備上。DLP顯示板有高分辨率而且非常可靠。 它們的對(duì)比度大約是多晶硅LCD投影儀的兩倍，這使它們?cè)诿髁恋姆块g中更有效。

技術(shù)缺點(diǎn):

    DLP本身幾乎沒(méi)有什么問(wèn)題，但是它們比多晶硅面板更貴。當(dāng)你仔細(xì)觀察屏幕上移動(dòng)的點(diǎn)的時(shí)候，（尤其是在黑色背景上的白點(diǎn)），你會(huì)發(fā)現(xiàn)采用逐場(chǎng)過(guò)濾方式的圖像將會(huì)分解為不同的顏色。使用投影機(jī)時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)發(fā)出一定的噪音�，F(xiàn)在市面上的一種新的固態(tài)濾色系統(tǒng)可以較好的解決這個(gè)問(wèn)題。

3LCD技術(shù)

    3LCD技術(shù)又稱3片液晶顯示技術(shù)是一種利用三片LCD面板的投影系統(tǒng)，利用分色鏡將光源發(fā)出的白光分解為紅、綠、藍(lán)三種顏色的光束，三色光束分別透過(guò)各自的液晶板，然后通過(guò)棱鏡重新合成后投影到屏幕上。

作為世界領(lǐng)先的微顯示技術(shù)，3LCD具有許多技術(shù)上的優(yōu)勢(shì):

1.更高的圖像

光能利用率高。

    在3LCD系統(tǒng)中，紅綠藍(lán)三種顏色連續(xù)透射出來(lái)，所以光能的利用率高。3LCD投影系統(tǒng)的色域較其他投影系統(tǒng)更廣。所以3LCD投影系統(tǒng)可以透射出更豐富更真實(shí)的顏色。

2.更自然的圖像

    完美的數(shù)字再現(xiàn)，無(wú)數(shù)字噪聲， 對(duì)移動(dòng)圖像的表示更加完美。

    器件的特性：根據(jù)LCD的輸入輸出特性，它能夠在比較灰暗的背景下顯示更多的灰階，從而可以展現(xiàn)更多的圖像細(xì)節(jié)。根據(jù)LCD的特性，3LCD系統(tǒng)可以表示更加精細(xì)的色階。

3.更健康的圖像

    沒(méi)有彩虹現(xiàn)象，對(duì)人的眼睛更加體貼。彩虹現(xiàn)象是顏色順序（非同時(shí)）表示系統(tǒng)的特有現(xiàn)象。它的產(chǎn)生原因是由于顯示物和觀看者的眼睛的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的相互作用，當(dāng)屏幕中的標(biāo)題字幕快速變換或者是觀看者的眼睛一直追隨體育節(jié)目中快速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，這種現(xiàn)實(shí)就會(huì)發(fā)生。

4.當(dāng)播放移動(dòng)圖像時(shí)，更加流暢和清晰。

5.更穩(wěn)定

    在光學(xué)系統(tǒng)中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件，整機(jī)的工作溫度低，關(guān)鍵元器件液晶板有兩個(gè)公司可以提供

6.更先進(jìn)的技術(shù)
    真正的高清（1080p），接收12位數(shù)字信號(hào)

3LCD投影機(jī)的方式

    這是目前在全球范圍內(nèi)使用最廣泛的方式。采用LCD(HTPS)作為光閥。從光源射出的光線通過(guò)特殊的分色鏡分離成紅、綠、藍(lán)三原色，然后采用各色專用的LCD繪制圖像，經(jīng)合成后投影。

索尼SXRD技術(shù)

    SXRD是一種反射式硅晶底板，索尼公司2004年5月18日宣布已研發(fā)成功新一代的4K SXRD高清晰度液晶顯示面板，它使得投影分辨率的實(shí)現(xiàn)了目前最高的4,096 x 2,160，對(duì)比度更是高達(dá)：4000:1，預(yù)示著新一輪的投影變革已經(jīng)開(kāi)始來(lái)臨。產(chǎn)品如SONY　QUALIA-004。

    SXRD顯像技術(shù)的特點(diǎn)：分辨率、亮度及對(duì)比度的表現(xiàn)力均超越傳統(tǒng)的Full HD，再現(xiàn)高質(zhì)素圖像效果。并在顯示屏制作過(guò)程中采用全新的完整晶片嵌入工藝，很好地提高了大尺寸顯示屏的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

    高分辨率：885萬(wàn)像素(4K：高4096 × 寬2160)。Sony可通過(guò)優(yōu)化每一個(gè)像素的驅(qū)動(dòng)電路達(dá)成高分辨率顯示效果，配合以Sony獨(dú)有的信號(hào)刻錄技術(shù)，可確保高品質(zhì)、高分辨率輕易再現(xiàn)，甚至是在超過(guò)300英寸的大屏幕上，也可達(dá)成非凡的影院級(jí)質(zhì)量及圖像精度，杜絕粒狀網(wǎng)紋效果。

    高亮度：達(dá)到同類產(chǎn)品的4倍。當(dāng)燈光的亮度一定時(shí)，投影儀的亮度級(jí)數(shù)是與顯示屏的尺寸成正比的。此新近研發(fā)的1.55英寸顯示屏（原來(lái)為0.78英寸)直接擴(kuò)大了發(fā)光區(qū)域的面積，使其達(dá)到原來(lái)的4倍，從而成功地將反射率由65%提高到72%。從而確保高亮度的輕易輸出。

    高對(duì)比度： 4000：1。通過(guò)在制作液晶單元時(shí)采用垂直陣列液晶材質(zhì)、細(xì)小的液晶單元間隙及無(wú)機(jī)陣列層， SXRD應(yīng)用產(chǎn)品可表現(xiàn)出優(yōu)秀的對(duì)比度效果。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化陣列層的制作工藝，可令陣列層更為持久耐用，并可達(dá)成4000：1的對(duì)比度表現(xiàn)力。

LCOS投影技術(shù)

    LCOS是一種新型的反射式microLCD投影技術(shù)。與穿透式LCD和DLP相比，LCOS具有利用光效率高、體積小、開(kāi)口率高、制造技術(shù)較成熟等特點(diǎn)，它可以很容易的實(shí)現(xiàn)高分辨率和充分的色彩表現(xiàn)。由于LCOS尺寸一般為0.7英寸，所以相關(guān)的光學(xué)儀器尺寸也大大縮小，使LCOS-PTV的總成本大幅下降。HTPS-LCD目前僅有索尼（SONY）及愛(ài)普生（EPSON）擁有專利權(quán)，而DLP則是德州儀器的獨(dú)家專利，LCOS則無(wú)專利權(quán)的問(wèn)題.

    雖然LCOS看起來(lái)簡(jiǎn)單，但要產(chǎn)品化還要有一個(gè)過(guò)程，并不是像想象的那樣容易形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。LCOS技術(shù)一經(jīng)推出便在全世界范圍內(nèi)造成極大影響，但由于制造工藝等方面原因，目前基于LCOS技術(shù)的產(chǎn)品還沒(méi)有形成大規(guī)模量產(chǎn)，只有少數(shù)廠家開(kāi)發(fā)出了應(yīng)用于投影機(jī)的LCOS芯片和應(yīng)用LCOS技術(shù)的投影機(jī)及背投電視機(jī)。LCOS技術(shù)在以后大屏幕顯示應(yīng)用領(lǐng)域具有很大優(yōu)勢(shì)，它沒(méi)有晶元模式，且具有開(kāi)放的架構(gòu)和低成本的潛力。

    近幾年來(lái)，在LCD業(yè)界出現(xiàn)了許多新技術(shù)，其中較熱門(mén)的技術(shù)是LCOS。LCOS最大的優(yōu)點(diǎn)是解析度可以很高，在攜帶型資訊設(shè)備的應(yīng)用上，此優(yōu)點(diǎn)是其他技術(shù)無(wú)法與之看齊的。缺點(diǎn)是模組的制程較為繁瑣，各生產(chǎn)階段良率控制不易，成本難以有競(jìng)爭(zhēng)力。目前只能停留在需要高解析度的特定用途中，如液晶投影器。但自今年3月后，業(yè)者中開(kāi)始將其應(yīng)用到手機(jī)產(chǎn)品中，而且將在第4季起正式供貨。若果真如此，將是LCOS的最重要里程碑。

    什么是LCOS LCOS（Liquid Crystal on Silicon）屬于新型的反射式micro LCD投影技術(shù)，其結(jié)構(gòu)是在矽晶圓上長(zhǎng)電晶體，利用半導(dǎo)體制程制作驅(qū)動(dòng)面板(又稱為CMOS -LCD)，然后在電晶體上透過(guò)研磨技術(shù)磨平，并鍍上鋁當(dāng)作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上玻璃基板貼合，再抽入液晶，進(jìn)行封裝測(cè)試。