单片DLP与三片LCD投影机的技术对比

2005-11-07  InfoAV China  李世贤  
简述:《信息化视听》作为面向专业AV市场行业的高端综合领路者刊物,对显示演示、音频系统、系统集成、会议系统、数字告示等视听应用的技术及市场进行全方位报道。在近来重点打造的封面关注栏目之外,新设市场观察,技术一线,安装应用,视听界等专栏,增加文章的可读性,增强阅读体验。封面关注将以专题形式,选择具有一定新意、值得探讨、或有一定争议的要点、亮点、热点问题,从技术、市场、应用的不同角度,综合可视化解决的各种应用,进行深入浅出的深入报道和探讨。……

    一. 基本技术的比较
    单片DLP投影机使用一个数字微镜光学处理引擎(即DMD)成像,如图一:由灯泡产生的白光经由透镜聚焦后投射在色轮上,色轮的截面将白光分光为某一时段需要的颜色,也即意味着在同一时间只有红、绿、蓝单种颜色的光输出(根据色轮的类型不同,也可以是同一时间有红、绿、蓝、白单种颜色输出)。色轮基本上分为RGBW和RGBRGB两种类型。
    RGBW类型的色轮在红色、绿色和蓝色之后增加了一道白色区域,以每秒120转进行高速旋转,如图二:色轮的白色区域为输出白色光发挥了很大的作用,因为无需依靠RGB混色产生白光,有利提升了光的利用率,Barco ID-R600使用的即是RGBW色轮。

    RGBRGB色轮只有红、绿、蓝三种颜色区域,如图三:全白光依靠RGB三基色混合组成,光的利用率比较低,主要应用在家庭影院的投影机范围。

    DLP(Digital Light Processor)数字光处理器是一项全新的投影显示技术,它以DMD 数字微反射器(Digital Micromirror Device)作为光阀成像器件,采用数字光学处理技术调制视频信号,驱动DMD光路系统,通过投影透镜获取大屏幕图像。DMD板的每一个微镜即代表一个基本的像素,比如SXGA+分辨率的DMD板至少分布有1400×1050个微镜。由于DLP采用反射光的成像技术,不存在LCD投影机由于高温工作环境而出现液晶板老化等问题,典型使用的寿命明显优于LCD投影机。
    DMD芯片的一百多万个微镜装置虽然高速转动,但不会影响微镜的可靠性,而且通过低温到高温转换的各种环境质量测试,目前没有出现过由于机械运动而使微镜损坏、破碎等现象。如图四:基于每个微镜下面连接的金属铰链,使用了一种工艺技术相当复杂的特殊材料做成,具有很高的可靠性。微镜运行时虽然高速转动,但它们的动作范围非常小,制作材料的老化年限和使用寿命很长,基本上不会影响到铰链的寿命。

    三片LCD 投影机使用独立的R、G、B液晶板,如图五:由灯泡产生的白光经由光路系统的分光、反射后产生了红绿蓝三道光束,分别穿透对应的液晶板,液晶板受电子电路的控制决定每一个像素的开关状态,最后由混色矩阵系统、镜头输出彩色图像。由于白光在所有的时段都被分解成红、绿、蓝三种颜色,有效提升了光的利用率和彩色深度。

    投影机内置的液晶板也有大小区分,常见的投影机液晶板多为0.5"、0.7"、1.0"、1.4"、1.65"、1.8"对角,液晶板的大小也基本上决定了投影机的大小:液晶板越小,投影机的光学系统就能做得越小,从而使投影机越小。液晶板越小,光穿透的能量越大,而要在很小的液晶板上做到高分辨率,并且保持高亮度和长寿命使用,其技术难度可想而知。目前,基于0.5"和0.7"液晶板技术的投影机在使用1000~1500小时之后老化现象已经比较明显,普遍应用在一些超小型体积、低亮度、低分辨率(800×600以下)投影机;而基于1.0"液晶板技术的投影机在使用2000~3000小时之后老化现象已经比较明显,普遍应用于一些中型体积、高亮度、高分辨率(1024×768以下)的商务投影机,基于1.4"、1.65"和1.8"的投影机在使用时间5000~12000小时之后,老化的现象并不会很明显,所以普遍应用于多数大型体积、超高亮度、超高分辨率(1024×768以上)的专业工程投影机,比如Barco IQ-R500(5000ANSI流明,1400×1050分辨率)投影机使用的是1.4"的液晶板,而Barco ICON-H600(6000ANSI流明,1920×1080分辨率)投影机使用的是1.65"的液晶板。

    二. 图像质量的比较
    我们使用Barco ID-R600与Barco IQ-R500进行了同等条件下的图像质量对比,当应用在比较高的白色图像显示时(比如Excel数据或Word文字),ID-R600发挥了白色色轮的优点,有效率高达46%,RGB色轮的有效率高达54%,光利用率接近1

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