主流投影機(jī)顯示技術(shù)淺析

投影機(jī)憑借其自身的優(yōu)勢，在電化教學(xué)中扮演著越來越重要的角色。如何充分了解利用投影機(jī)，成為大家非常關(guān)心的話題。投影機(jī)產(chǎn)品構(gòu)成主要包括核心的投影成像部件、光學(xué)引擎、電氣控制和接口三大主要部件，其中的核心投影成像部件是投影機(jī)產(chǎn)品的核心，在整個投影機(jī)產(chǎn)品的成本構(gòu)成中占有非常重要的部分，其地位頗似計(jì)算機(jī)中的處理器。而教育投影機(jī)市場主要分為LCD和DLP顯示技術(shù)。

　LCD（Liquid Crystal Display 液晶）投影機(jī)

　LCD液晶投影機(jī)是液晶顯示技術(shù)和投影技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用了液晶的電光效應(yīng)，通過電路控制液晶單元的透射率及反射率，從而產(chǎn)生不同灰度層次及多達(dá)1670百萬種色彩的靚麗圖像。LCD投影機(jī)的主要成像器件是液晶板。LCD投影機(jī)的體積取決于液晶板的大小，液晶板越小，投影機(jī)的體積也就越小。

　根據(jù)電光效應(yīng)，液晶材料可分為活性液晶和非活性液晶兩類，其中活性液晶具有較高的透光性和可控制性。液晶板使用的是活性液晶，人們可通過相關(guān)控制系統(tǒng)來控制液晶板的亮度和顏色。與液晶顯示器相同，LCD投影機(jī)采用的是扭曲向列型液晶。LCD投影機(jī)的光源是專用大功率燈泡，發(fā)光能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于利用熒光發(fā)光的CRT投影機(jī)，所以LCD投影機(jī)的亮度和色彩飽和度都高于CRT投影機(jī)。LCD投影機(jī)的像元是液晶板上的液晶單元，液晶板一旦選定，分辨率就基本確定了，所以LCD投影機(jī)調(diào)節(jié)分辨率的功能要比CRT投影機(jī)差。

　LCD投影機(jī)按內(nèi)部液晶板的片數(shù)可分為單片式和三片式兩種，現(xiàn)代液晶投影機(jī)大都采用3片式LCD板。三片式LCD投影機(jī)是用紅、綠、藍(lán)三塊液晶板分別作為紅、綠、藍(lán)三色光的控制層。光源發(fā)射出來的白色光經(jīng)過鏡頭組后會聚到分色鏡組，紅色光首先被分離出來，投射到紅色液晶板上，液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投射生成了圖像中的紅色光信息。綠色光被投射到綠色液晶板上，形成圖像中的綠色光信息，同樣藍(lán)色光經(jīng)藍(lán)色液晶板后生成圖像中的藍(lán)色光信息，三種顏色的光在棱鏡中會聚，由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全彩色圖像。三片式LCD投影機(jī)比單片式LCD投影機(jī)具有更高的圖像質(zhì)量和更高的亮度。LCD投影機(jī)體積較小、重量較輕，制造工藝較簡單，亮度和對比度較高，分辨率適中，現(xiàn)在LCD投影機(jī)占有的市場份額約占總體市場份額的70%以上，是目前市場上占有率最高、應(yīng)用最廣泛的投影機(jī)。

　DLP（Digital Light Processor數(shù)碼光輸出）數(shù)碼投影機(jī)

　DLP投影機(jī)是一種光學(xué)數(shù)字化反射式投射設(shè)備。DLP投影機(jī)的關(guān)鍵成像器件DMD（Digital Micromirror Device：數(shù)字微透鏡裝置）是一種由德州儀器公司自行研制開發(fā)的、可通過二位元脈沖控制的半導(dǎo)體元件。該元件具有快速反射式數(shù)字開關(guān)性能，能夠準(zhǔn)確控制光源。其基本原理是，光束通過一高速旋轉(zhuǎn)的三色透鏡后，再投射在DMD部件上，然后通過光學(xué)透鏡投射在大屏幕上完成圖像投影。DLP投影機(jī)實(shí)際上是一種基于DMD技術(shù)的全數(shù)字反射式投影設(shè)備。一片DMD是由許多個微小的正方形反射鏡片（簡稱微鏡）按行列緊密排列在一起貼在一塊硅晶片的電子節(jié)點(diǎn)上形成的，每一個微鏡都對應(yīng)著生成圖像的一個像素。因此，DMD裝置的微鏡數(shù)目決定了一臺DLP投影機(jī)的物理分辨率，平常我們說投影機(jī)的分辨率為600×800的SVGA模式，所指的就是DMD裝置上的微鏡數(shù)目就有600×800=480000個，是相當(dāng)復(fù)雜和精密的。在DMD裝置中每個微鏡，都對應(yīng)著一個存儲器，該存儲器可以控制微鏡在±10度角兩個位置上切換轉(zhuǎn)動。目前，DLP投影機(jī)按其中的DMD裝置的數(shù)目分為一片DLP投影系統(tǒng)，兩片DLP投影系統(tǒng)和三片DLP投影系統(tǒng)。

　DLP投影機(jī)采用微鏡濾光技術(shù)，使用表面由成千上萬個微透鏡組成的芯片高速切換光像素來產(chǎn)生投影圖像。形成DLP圖像的光束沒有經(jīng)過過濾，能量沒有減少，投影圖像信息沒有損失，加上DMD部件具有反射性和密合性的優(yōu)點(diǎn)，光能的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)。配合先進(jìn)的光學(xué)架構(gòu)與高品質(zhì)的光學(xué)鏡頭設(shè)計(jì)，DLP投影機(jī)可以產(chǎn)生清晰度高、畫面均勻、色彩還原性好的圖像，亮度比LCD圖像高，出現(xiàn)條紋和重影的情況也比LCD投影機(jī)少。DLP投影技術(shù)拋棄了傳統(tǒng)意義上的會聚，可以隨意變焦，調(diào)整十分方便，而且其光學(xué)路徑相當(dāng)簡單，體積更小，所以該技術(shù)主要應(yīng)用在超便攜式系統(tǒng)中，現(xiàn)代最輕的DLP超便攜投影機(jī)的重量可以小于1.5公斤。當(dāng)然，縮小體積也帶來了視頻顯示方面的缺陷，使DLP投影機(jī)的視頻顯示效果有些失真。DLP投影機(jī)的光學(xué)機(jī)械特性，也決定了它的移動防振性能要比LCD投影機(jī)差一些。與LCD投影機(jī)一樣，DLP的像元也是固化的，所以它的分辨率調(diào)整功能較差。

　雖然DLP投影機(jī)所占的市場分額遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LCD投影機(jī)，但作為新型產(chǎn)品，DLP投影機(jī)在體積、重量和亮度等方面具有先天優(yōu)勢，更適合現(xiàn)代電子商務(wù)與家庭影院的需要，尤其是其超便攜性能完全超過了LCD投影機(jī)，DLP投影機(jī)已成為繼CRT投影機(jī)和LCD投影機(jī)之后的第三類產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域與市場前景不可估量。

　LCD和DLP技術(shù)類型及規(guī)格：

　LCD的技術(shù)規(guī)格：根據(jù)LCD投影機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能和成本的要求，液晶板具有不同的尺寸規(guī)格。LCD液晶板的大小決定著投影機(jī)的大小，LCD液晶板規(guī)格越小，則投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)就能做得越小，從而使投影機(jī)越小。但是在很小的LCD上做到高分辨率，并且保持高亮度，其技術(shù)之難是可想而知的。目前0.9英寸和0.7英寸的面板產(chǎn)量最大，比例達(dá)到70%以上，1.3英寸產(chǎn)品比例在15%左右，0.5英寸、0.79英寸、0.99英寸和1.0英寸面板也開始用于投影機(jī)產(chǎn)品。在液晶板數(shù)量上，由于單片結(jié)構(gòu)在性能和色彩方面的缺陷，目前已經(jīng)基本被淘汰。主流為3片式LCD投影機(jī)，由于在性能和色彩方面表現(xiàn)出色，在很長一段時(shí)間內(nèi)，都代表了投影機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的最成熟水平。在同等亮度和分辨率的情況下，投影機(jī)體積越小價(jià)格相應(yīng)越高。

　DLP的技術(shù)規(guī)格：與LCD技術(shù)一樣，DMD芯片尺寸是決定投影機(jī)體積和重量的重要因素，目前德州儀器也推出了0.55英寸、0.7英寸、0.9英寸和1.1英寸多種尺寸的芯片。DLP投影機(jī)最常見的結(jié)構(gòu)有單片式和3片式兩種，其中3片式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于影院系統(tǒng)和高性能產(chǎn)品中，市場上常見的普通應(yīng)用的產(chǎn)品全部是單片式結(jié)構(gòu)，人們普遍談?wù)摰腄LP技術(shù)和LCD技術(shù)的比較，也主要是基于單片式DLP技術(shù)和3片式LCD技術(shù)之間的比較。單片式DLP投影機(jī)采用色輪來實(shí)現(xiàn)分色，3原色用同一個成像部件，與三原色各有一套成像系統(tǒng)的3片式LCD投影機(jī)相比，單片式DLP投影機(jī)在色彩飽和度方面一直要比3片LCD投影機(jī)差。第一代DLP投影機(jī)的色輪轉(zhuǎn)速為60Hz，第二代DLP產(chǎn)品的色輪轉(zhuǎn)速提高了一倍，為120Hz，新一代的DLP投影機(jī)的色輪轉(zhuǎn)速仍為120Hz，不過色輪采用了6分色（以前采用3分色），相當(dāng)于把轉(zhuǎn)速又提高了一倍，達(dá)到了240Hz。因此目前的DLP投影機(jī)的色彩表現(xiàn)已經(jīng)得到了很大提高，但是與LCD產(chǎn)品相比，大部分單片DLP投影機(jī)產(chǎn)品的色彩表現(xiàn)還有差距。[!--empirenews.page--]