高清FULL HD家用投影機顯示原理解析

DLP技術(shù)

    DLP是“Digital Light Procession”的縮寫，即為數(shù)字光處理，也就是說這種技術(shù)要先把影像信號經(jīng)過數(shù)字處理，然后再把光投影出來。它是基于TI（美國德州儀器）公司開發(fā)的數(shù)字微鏡元件——DMD（Digital Micromirror Device）來完成可視數(shù)字信息顯示的技術(shù)。說得具體點，就是DLP投影技術(shù)應用了數(shù)字微鏡晶片（DMD）來作為主要關(guān)鍵處理元件以實現(xiàn)數(shù)字光學處理過程。其原理是將通過UHP燈泡發(fā)射出的冷光源通過冷凝透鏡，通過Rod將光均勻化，經(jīng)過處理后的光通過一個色輪（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)過投影鏡頭在投影屏幕上成像。

成像原理

    光源通過色輪后折射在DMD芯片上，DMD芯片在接受到控制板的控制信號后將光線發(fā)射到投影屏幕上。DMD芯片外觀看起來只是一小片鏡子，被封裝在金屬與玻璃組成的密閉空間內(nèi)，事實上，這面鏡子是由數(shù)十萬乃至上百萬個微鏡所組成的。以XGA解析度的DMD芯片為例，在寬1cm，長1.4cm的面積里有1024×768=786432個微鏡單元，每一個微鏡代表一個像素，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投影機弱點只有一個，即“彩虹效應”，具體表現(xiàn)是色彩被簡單地分離出明顯的紅、綠和藍三種單色，看起來像雨后彩虹一樣。這是由于用一個旋轉(zhuǎn)色輪來調(diào)制圖像色彩而產(chǎn)生的，同時因為有些人的視覺系統(tǒng)特別靈敏，能察覺出一種彩色轉(zhuǎn)換到另一種彩色的過程，而不是像大多數(shù)人那樣靠視覺暫留現(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，還有些用戶可能因為色彩的迅速變化，而產(chǎn)生眼睛脹痛和頭痛的情況。而LCD投影機和三片式DLP投影機都不會有這種現(xiàn)象，它們在物理結(jié)構(gòu)上就是把三個固定的紅、綠、藍圖像疊加而成。

    DLP顯示板的優(yōu)點是它們有極快的響應時間。你可以在顯示一幀圖像時將獨立的像素開關(guān)很多次。它使利用一塊顯示板通過逐場過濾（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，機械鏡子進行調(diào)整來顯示圖像的綠色像素數(shù)據(jù)。 然后鏡子再次為圖像的紅色和藍色的像素數(shù)據(jù)進行調(diào)整。（一些投影儀通過使用第四種白色區(qū)域來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，以致人的眼睛無法察覺。循序出現(xiàn)的不同顏色的圖像在大腦中重新組合起來形成一個完整的全彩色的圖像。

    對高質(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、綠色和藍色，圖像被重組為一個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�？煽�。 它們的對比度大約是多晶硅LCD投影儀的兩倍，這使它們在明亮的房間中更有效。

技術(shù)缺點:

    DLP本身幾乎沒有什么問題，但是它們比多晶硅面板更貴。當你仔細觀察屏幕上移動的點的時候，（尤其是在黑色背景上的白點），你會發(fā)現(xiàn)采用逐場過濾方式的圖像將會分解為不同的顏色。使用投影機時，電機帶動色輪旋轉(zhuǎn)時會發(fā)出一定的噪音。現(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問題。

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、藍三種顏色的光束，三色光束分別透過各自的液晶板，然后通過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:

1.更高的圖像

光能利用率高。

    在3LCD系統(tǒng)中，紅綠藍三種顏色連續(xù)透射出來，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的顏色。

2.更自然的圖像

    完美的數(shù)字再現(xiàn)，無數(shù)字噪聲， 對移動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)更多的圖像細節(jié)。根據(jù)LCD的特性，3LCD系統(tǒng)可以表示更加精細的色階。

3.更健康的圖像

    沒有彩虹現(xiàn)象，對人的眼睛更加體貼。彩虹現(xiàn)象是顏色順序（非同時）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運動而產(chǎn)生的相互作用，當屏幕中的標題字幕快速變換或者是觀看者的眼睛一直追隨體育節(jié)目中快速運動的物體時，這種現(xiàn)實就會發(fā)生。

4.當播放移動圖像時，更加流暢和清晰。

5.更穩(wěn)定

    在光學系統(tǒng)中沒有運動零件，整機的工作溫度低，關(guān)鍵元器件液晶板有兩個公司可以提供

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

3LCD投影機的方式

    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特殊的分色鏡分離成紅、綠、藍三原色，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現(xiàn)了目前最高的4,096 x 2,160，對比度更是高達：4000:1，預示著新一輪的投影變革已經(jīng)開始來臨。產(chǎn)品如SONY　QUALIA-004。

    SXRD顯像技術(shù)的特點：分辨率、亮度及對比度的表現(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：885萬像素(4K：高4096 × 寬2160)。Sony可通過優(yōu)化每一個像素的驅(qū)動電路達成高分辨率顯示效果，配合以Sony獨有的信號刻錄技術(shù)，可確保高品質(zhì)、高分辨率輕易再現(xiàn)，甚至是在超過300英寸的大屏幕上，也可達成非凡的影院級質(zhì)量及圖像精度，杜絕粒狀網(wǎng)紋效果。

    高亮度：達到同類產(chǎn)品的4倍。當燈光的亮度一定時，投影儀的亮度級數(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（原來為0.78英寸)直接擴大了發(fā)光區(qū)域的面積，使其達到原來的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。

    高對比度： 4000：1。通過在制作液晶單元時采用垂直陣列液晶材質(zhì)、細小的液晶單元間隙及無機陣列層， SXRD應用產(chǎn)品可表現(xiàn)出優(yōu)秀的對比度效果。同時，通過優(yōu)化陣列層的制作工藝，可令陣列層更為持久耐用，并可達成4000：1的對比度表現(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、開口率高、制造技術(shù)較成熟等特點，它可以很容易的實現(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）及愛普生（EPSON）擁有專利權(quán)，而DLP則是德州儀器的獨家專利，LCOS則無專利權(quán)的問題.

    雖然LCOS看起來簡單，但要產(chǎn)品化還要有一個過程，并不是像想象的那樣容易形成一個產(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)品還沒有形成大規(guī)模量產(chǎn)，只有少數(shù)廠家開發(fā)出了應用于投影機的LCOS芯片和應用LCOS技術(shù)的投影機及背投電視機。LCOS技術(shù)在以后大屏幕顯示應用領(lǐng)域具有很大優(yōu)勢，它沒有晶元模式，且具有開放的架構(gòu)和低成本的潛力。

    近幾年來，在LCD業(yè)界出現(xiàn)了許多新技術(shù)，其中較熱門的技術(shù)是LCOS。LCOS最大的優(yōu)點是解析度可以很高，在攜帶型資訊設(shè)備的應用上，此優(yōu)點是其他技術(shù)無法與之看齊的。缺點是模組的制程較為繁瑣，各生產(chǎn)階段良率控制不易，成本難以有競爭力。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)者中開始將其應用到手機產(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)是在矽晶圓上長電晶體，利用半導體制程制作驅(qū)動面板(又稱為CMOS -LCD)，然后在電晶體上透過研磨技術(shù)磨平，并鍍上鋁當作反射鏡，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，進行封裝測試。