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| DLP技術(shù)與其它技術(shù)的比較 |
更新時間：2008-6-5 10:39:34
�。� 編輯：白云 ）
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DLP技術(shù)與其它技術(shù)的比較 DLP技術(shù)與其它技術(shù)的比較 隨著科技發(fā)展以及顯示的要求，大屏幕系統(tǒng)在各行各業(yè)的應(yīng)用也越來越多，對于大屏幕系統(tǒng)來說，顯示技術(shù)主要有以下幾種:
.CRT顯示技術(shù)。 采用陰極射線管（CRT）技術(shù)的大屏幕投影顯示屏，這種技術(shù)也是最早采用的大屏幕投影機技術(shù)。CRT投影顯示技術(shù)的顯示核心和亮度發(fā)光均由CRT完成，由于CRT投影技術(shù)的亮度和分辨率的矛盾，限制了其繼續(xù)發(fā)展的機會。并且CRT投影技術(shù)要分別用三個投影槍（R、G、B）分別顯示然后匯聚，使得投影的安裝調(diào)試非常困難，現(xiàn)在CRT投影技術(shù)基本上被LCD、DLP以及新型的LCOS等技術(shù)所替代。
.LCD顯示技術(shù)。 此技術(shù)是自90年代起，由日商主導(dǎo)的投影技術(shù)，其技術(shù)的發(fā)展也越來越成熟，并日趨完善，從單晶硅靜態(tài)液晶發(fā)展到現(xiàn)在的多晶硅動態(tài)液晶，其技術(shù)有了長足的發(fā)展，目前主要用于桌面投影機、商務(wù)投影、以及小量的大屏幕投影拼接顯示墻應(yīng)用等。
.DLP純數(shù)字化顯示技術(shù)。 DLP（數(shù)碼光處理）是在投影和顯示訊息方面的一種革命性技術(shù)，根據(jù)美國Texas Instruments（TI）公司開發(fā)的數(shù)碼微鏡無件（DMD）設(shè)計而成，創(chuàng)造出顯示數(shù)碼視像訊息的最后一環(huán)，它采用發(fā)射 光成像原理，實現(xiàn)圖像處理全數(shù)字化，具有穩(wěn)定可靠、維護方便、亮度高、顯示圖像平滑、細膩、精確的特點，DLP投影技術(shù)廣泛用于桌面投影機、商務(wù)投影機、電影院放映，尤其在大屏幕投影拼接顯示領(lǐng)域，它一直處理領(lǐng)導(dǎo)地位。
.LCOS顯示技術(shù)。 它是近幾年來在LCD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新的顯示技術(shù)，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(yīng)用上，此優(yōu)點比較突出。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。
.GLV顯示技術(shù)。 ＧＬＶ技術(shù)的原理和德儀（TI）開發(fā)的數(shù)字微鏡裝置（DMD）晶片有些類似，也是以微機電原理（Micro-Electromechanical System；MEM）為基礎(chǔ)，靠著光線反射來決定影像的顯現(xiàn)與否；而GLV的光線反射元件，則是由一條條帶狀的反射面所組成，依據(jù)基板上提供的電壓，進行極小幅度的上下移動，決定光線的反射與偏折，再加上其反射裝置的超高切換速度，以達成影像的再生。本技術(shù)尚處于研發(fā)階段，沒有形成產(chǎn)業(yè)。
一、CRT顯示技術(shù)
七十年代，由于錄像電影院應(yīng)用的要求，投影顯示技術(shù)也隨之開始出現(xiàn)，并且得到了快速發(fā)展，在1974年，CRT（Cathode Ray Tube）投影機就開始在市場上出現(xiàn)，早期的CRT投影機主要應(yīng)用于錄像片等視頻信號的放映。隨著投影機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，它曾經(jīng)發(fā)展到郵電、交通、銀行、軍事、教育等各各行業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域有監(jiān)控系統(tǒng)、公共信息發(fā)布、3D模擬顯示、會議系統(tǒng)等。對于CRT顯示技術(shù)的投影機，它將輸入信號源分解成R（紅）、G（綠）B（藍）三個CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發(fā)光系統(tǒng)放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學(xué)系統(tǒng)與CRT管組成投影管，通常所說的三槍投影機就是由三個投影管組成的投影機，由于使用內(nèi)光源，也叫主動式投影方式。CRT技術(shù)成熟，顯示的圖像色彩豐富，還原性好，具有豐富的幾何失真調(diào)整能力；但其重要技術(shù)指標(biāo)圖像分辨率與亮度相互制約，直接影響CRT投影機的亮度值，到目前為止，其亮度值始終徘徊在300lm以下。另外CRT投影機操作復(fù)雜，特別是會聚調(diào)整繁瑣，機身體積大，并且價格昂貴，只適合安裝于環(huán)境光較弱、相對固定的場所，不宜搬動，目前已經(jīng)基本退出市場。
二、LCD顯示技術(shù)
LCD投影技術(shù)是自90年代起，由日商主導(dǎo)的投影技術(shù)，其顯影原理類似幻燈機，系藉由高亮度鹵素?zé)襞荩丈銵CD面板，再將影像穿透面板后，經(jīng)過投射鏡頭組的聚焦及放大影像后，投射于屏幕上顯示影像，投影機內(nèi)部有3片LCD面板，各片分別負責(zé)RGB三色的顯像，將此3原色經(jīng)重迭影像后投射出彩色的影像。LCD投影技術(shù)的投射過程主要是將燈泡的光源，通過濾鏡、分光鏡，再于折射鏡頭將影像投射至屏幕上。LCD投影機也是目前投影機市場上的主要產(chǎn)品。液晶是介于液體和固體之間的物質(zhì)，本身不發(fā)光，工作性質(zhì)受溫度影響很大，其工作溫度為-55度～+77度。投影機利用液晶的光電效應(yīng)，即液晶分子的排列在電場作用下發(fā)生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從而影響它的光學(xué)性質(zhì)，產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的圖像。 LCD投影機色彩還原較好、分辨率可達SXGA標(biāo)準(zhǔn)，體積小，重量輕，操作、攜帶極其方便，并且價格比較低廉。目前LCD顯示技術(shù)的核心技術(shù)主要集中于SONY和EPSON兩家。
LCD為目前比較成熟的投影技術(shù)，不過由于受到產(chǎn)品性能的特性，在面臨DLP、LCOS的競爭下，有以下幾點主要技術(shù)問題仍待克服：
. 亮度不足：由于受開口率的限制，光利用率低，此外單片式又加上彩色濾光片吸收的光源，光利用率低于10％，因此在亮度上仍有很大的改善空間，目前廠商以加大芯片尺寸來克服。
.尺寸、重量：相對DLP而言，LCD投影機就顯得體積大、重量也較重，使得LCD在超可攜投影機市場受到DLP的侵蝕。DLP大多余2公斤以下，而LCD大多超過2公斤。
.黑白對比：LCD由于其液晶顯影會有漏光的現(xiàn)象，因此無法作出真實的黑色，黑白對比不佳將影響畫質(zhì)的立體感，這必須藉由液晶排列來改善遮光效果，這點對家庭視訊應(yīng)用上則顯得相當(dāng)重要。
.散熱問題：由于高亮度鹵素?zé)襞莸臏囟雀�，散熱問題對燈泡的壽命影響相當(dāng)大，而因應(yīng)散熱而產(chǎn)生的風(fēng)扇噪音，對往家庭電影院發(fā)展的走向也是亟待解決的事。
.液晶本身的物理特性，決定了它的響應(yīng)速度慢，隨著時間的推移，性能有所下降。1995年以日本公司為首的LCD生產(chǎn)廠家研制出多晶硅（Poly-silicon）的技術(shù)，使得投影顯示系統(tǒng)有更多的選擇。多晶硅（Poly-silicon）技術(shù)采用柱狀點陣，及在LCD液晶板的前面加上了一組微凸透鏡，將平行入鏡光轉(zhuǎn)變?yōu)榻徊婀�，這樣就解決了單晶硅LCD技術(shù)光路的透射效率低的問題，光線的透射率高達95％，因此在同等光源的情況下，提高了亮度。
三、DLP顯示技術(shù)
DLP（數(shù)碼光處理）技術(shù)是在投影和顯示訊息方面的一種革命性技術(shù)，根據(jù)美國Texas Instruments公司開發(fā)的數(shù)碼微鏡無件（DMD）設(shè)計而成，創(chuàng)造出顯示數(shù)碼視像訊息的最后一環(huán)。DLP技術(shù)在消費者、商業(yè)及投射顯示工業(yè)應(yīng)用上提供更高的投影質(zhì)素。與已有的投影技術(shù)比較，DLP具備三種主要優(yōu)點。DLP固有的數(shù)碼性質(zhì)能達成全無雪花的精確影像質(zhì)素，灰度比例與彩色重播更佳，同時也可使DLP位於數(shù)碼影視投射結(jié)構(gòu)的最后一環(huán)。DLP的效率較液晶顯示（LCD）技術(shù)更高，因為它采用DMD反射原理工作不需要極光。最后，微鏡的緊密間隙令投射的影像產(chǎn)生更細致的無縫畫面，分析力特別高。對電影投射、電腦幻燈片放映互動、多人及全球性合作等各方面，DLP在達成數(shù)碼視像溝通上是今日和明日的唯一最佳選擇。
DLP如何工作？
正如中央處理單元（CPU）是計算機的核心一樣，DMD是DLP的基礎(chǔ)。單片、雙片以及多片DLP系統(tǒng)被設(shè)計出來以滿足不同市場的需要。一個DLP為基礎(chǔ)的投影系統(tǒng)包括內(nèi)存及信號處理功能來支持全數(shù)字方法。DLP投影機的其它元素包括一個光源、一個顏色濾波系統(tǒng)、一個冷卻系統(tǒng)、照明及投影光學(xué)元件。
一個DMD可被簡單描述成為一個半導(dǎo)體光開關(guān)。成千上萬個微小的方形16x16um鏡片，被建造在靜態(tài)隨機存取內(nèi)存（SRAM）上方的鉸鏈結(jié)構(gòu)上而組成DMD。每一個鏡片可以通斷一個象素的光。鉸鏈結(jié)構(gòu)允許鏡片在兩個狀態(tài)之間傾斜，+12度為“開”。-12度為“關(guān)”，當(dāng)鏡片不工作時，它們處于0度“停泊”狀態(tài)。
根據(jù)應(yīng)用的需要，一個DLP系統(tǒng)可以接收數(shù)字或模擬信號。模擬信號可在DLP的或原設(shè)備生產(chǎn)廠家（OEM's）的前端處理中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，任何隔行視頻信號通過內(nèi)插處理被轉(zhuǎn)換成一個全圖形幀視頻信號。從此，信號通過DLP視頻處理變成先進的紅、綠、藍（RGB）數(shù)據(jù)，先進的RGB數(shù)據(jù)然后格式化為全部二進制數(shù)據(jù)的平面。
一旦視頻或圖形信號在一種數(shù)字格式下，就被送入DMD。信息的每一個象素按照1：1的比例被直接映射在它自己的鏡片上，提供精確的數(shù)字控制，如果信號是640x480象素，器件中央的640x480鏡片采取動作。這一區(qū)域處的其它鏡片將簡單的被置于“關(guān)”的位置。
DMD的構(gòu)造
每個DMD包含數(shù)萬至百萬微型鋁合金鏡面，例如一個848×600DMD的中央反射部分有508,800塊可傾斜的鏡面，以玻璃窗封密保護。這些鏡面各安裝在一個隱蔽的軛上與扭力鉸連接，下面用柱支持，鉸可讓鏡面轉(zhuǎn)動±10°，支柱與下面的偏壓/調(diào)校器連接使偏壓和調(diào)校電壓可供給每面鏡。以上所有構(gòu)造全部位於一個CMOS線路及一對電極上。
當(dāng)一個電極上有了電壓聯(lián)合鏡面結(jié)構(gòu)的偏壓/調(diào)校壓即產(chǎn)生靜電引力令鏡面傾斜直到接觸降落電極為止并保持相同電位。這時鏡面是以電磁式鎖定。在記憶細胞中置入一個數(shù)碼的1即令鏡面傾斜+12°，如置入0即導(dǎo)致鏡面傾斜-12°。
DMD最多可內(nèi)置2048×1152陣列，每個元件約可產(chǎn)生230萬個鏡面，這種DMD已有能力制成真正高清晰度電視。第一種大量生產(chǎn)的DMD將會是848×600元件，可用於投射NTSC，PAL，VGA和SVGA圖像，亦可顯示16：9的訊源。
DLP的優(yōu)點
對于目前大多數(shù)投影和顯示應(yīng)用，LCD技術(shù)是DLP最主要的競爭對手，但DLP技術(shù)擁有多項優(yōu)勢勝過LCD技術(shù)。
DLP是數(shù)字技術(shù)，每個微反射鏡只會處于「ON」或「OFF」?fàn)顟B(tài)，LCD卻是一種模擬技術(shù)。數(shù)字投影技術(shù)的優(yōu)點是它能忠實而不斷重復(fù)的產(chǎn)生影像，不會受到溫度、濕氣或震動等環(huán)境因素的影響。
DLP技術(shù)核心的微反射鏡能以每秒5,000次速度開關(guān)，遠超過LCD像素的開關(guān)速度，這能帶來多項優(yōu)點，其中最重要的就是DLP技術(shù)只需使用一個投影面板，就能同時調(diào)變紅綠藍三種光束；相形之下，LCD技術(shù)由于速度較慢，因此必須采用三片式投影面板架構(gòu)，第一片面板用來調(diào)變紅光，第二片調(diào)變綠光，第三片給藍光使用。
單片面板架構(gòu)有多項優(yōu)點：首先，單面板架構(gòu)只需一套簡單輕巧的光學(xué)系統(tǒng)，使它能發(fā)展出體積重量都小于三片式面板系統(tǒng)的投影機和顯示器。
簡單輕巧的光學(xué)系統(tǒng)為DLP技術(shù)帶來另一項優(yōu)勢：投影機或大屏幕電視內(nèi)的光線管理要比三片面板架構(gòu)更簡單，這能為它帶來更高的對比值。高對比值可以提供更豐富的畫面細節(jié)，使畫面更逼真，黑顏色會顯得更黑，并讓畫面看起來更清晰銳利，人體視覺器官依賴對比值來分辨物體的邊緣，因此高對比值影像看起來更銳利，采用DLP技術(shù)的投影機很容易就能達到2000:1以上的對比值。
此外，根據(jù)定義，單片面板系統(tǒng)絕不會失焦，但采用三片面板的LCD系統(tǒng)卻可能受到環(huán)境因素的影響而失焦，使得屏幕畫面看起來有些模糊。單片面板系統(tǒng)所提供的畫面卻能永遠保持清晰銳利。
觀眾對于影像畫質(zhì)的好壞還會受到另外一項因素影響，就是它看起來「與電影相似」的程度，在觀看動態(tài)視訊時更是如此。在DLP技術(shù)中，微反射鏡的反射面積遠大于它們之間的距離，因此它能提供很高的「填滿率」（fill factor)，投影畫面看起來也更加完美自然。另一方面，若和像素之間的距離相比，LCD技術(shù)的像素面積卻沒有那么大，使得畫面看起來有點顆粒的感覺，這種情形就像是透過「格狀玻璃」看圖片一樣 。
LCD畫面固有的顆�，F(xiàn)象微反射鏡擁有很高的開關(guān)速度，因此就本質(zhì)而言，它更有能力將畫面的快速動作準(zhǔn)確再生，這是它為DLP技術(shù)帶來的另一項優(yōu)點；LCD技術(shù)由于開關(guān)速度較慢，快速移動的影像畫面看起來會有些模糊不清。
若和其它技術(shù)相比，例如電漿、映像管和LCOS等，DLP技術(shù)也有多項重要優(yōu)勢。
DLP可靠性
DLP非�？煽浚瑢τ谝环N在本質(zhì)上屬于機械性的技術(shù)來說，這確實令人驚訝。實驗室測試結(jié)果顯示，DMD的預(yù)期壽命時間超過100,000小時，客戶反應(yīng)結(jié)果也多半證實了這項預(yù)測。此外，DLP技術(shù)全部采用無機材料，不會像有機技術(shù)一樣，因為長時間曝露在熱源或光源下而逐漸劣化。2002年五月，美國羅徹斯特大學(xué)的孟賽爾色彩科學(xué)實驗室 （Munsell Color Science Laboratory at the University of Rochester) 進行一項研究計劃，對五部可攜式商業(yè)資料液晶投影機和兩部DLP投影機的「畫面可靠性」進行比較，他們把「畫面可靠性」定義為：投影機畫面品質(zhì)下降到無法接受地步的所需工作時間。接受測試的投影機必須日夜不停連續(xù)工作4,000小時；測試期間結(jié)束后研究人員發(fā)現(xiàn)，所有液晶投影機都出現(xiàn)清楚可見而令人不悅的畫面瑕疵，采用DLP技術(shù)的投影機卻沒有這些問題。研究人員認為LCD技術(shù)的影像品質(zhì)會下降，主要是因為偏光板和面板內(nèi)的有機材料長期曝露在光源和熱源之下。
四、LCOS顯示技術(shù)
隨著LCD顯示技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了將半導(dǎo)體與LCD技術(shù)相結(jié)合的反射式液晶投影新技術(shù)——LCOS（Liquid Crystal on Silicon）。LCOS面板最大的特色在于基底的材質(zhì)是單晶硅，因此擁有良好的電子移動率，而且單晶硅可形成較細的線路，是比較容易實現(xiàn)高解析度的投影結(jié)構(gòu)（LCOS結(jié)構(gòu)如下圖)，反射式成像也不會因光線穿透面板而大幅降低光利用率，因此光效率提升;另外因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，故LCOS技術(shù)在理論上還具有低成本優(yōu)勢。
LCOS結(jié)構(gòu)LCOS技術(shù)從問世之初就憑借其高解析度、高亮度、低成本的優(yōu)勢成為業(yè)界關(guān)注和討論的焦點，并吸引了眾多廠家參與研制。但是兩年多來，LCOS技術(shù)發(fā)展緩慢，基本仍處于研發(fā)階段，離市場對它的預(yù)期相差甚遠（今年6月在美國拉斯維加斯舉辦的首屆投影行業(yè)峰會上，曾就LCOS技術(shù)的優(yōu)劣和發(fā)展前景展開過深入的探討）。
目前技術(shù)本身仍有許多問題有待克服，比如：黑白對比不佳；三片式LCOS光學(xué)引擎體積較大；現(xiàn)有LCOS光學(xué)引擎在產(chǎn)品重量、亮度上仍不甚理想。另外LCOS產(chǎn)品量產(chǎn)尚未實現(xiàn)，面板供貨仍不穩(wěn)定，同時由于良率偏低，成本優(yōu)勢也無從發(fā)揮。因此，現(xiàn)階段LCOS產(chǎn)品在前投影機市場上競爭力較弱，市場份額微乎其微。LCOS如今正呈現(xiàn)兩極化發(fā)展：一是應(yīng)用于大尺寸的背投影電視，這是目前LCOS的主流應(yīng)用產(chǎn)品，二是應(yīng)用于小尺寸的高階可攜式產(chǎn)品。未來在量產(chǎn)及成本問題解決后，該類產(chǎn)品將有機會在前投影市場上獲得更廣泛的應(yīng)用。
五、GLV顯示技術(shù)
在投影機產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展中，隨著液晶技術(shù)的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)的成熟，液晶顯示器已被市場看好，逐漸成為投影機市場中的主技術(shù)流技術(shù)，目前不僅廣泛應(yīng)用于用途攜帶式資訊產(chǎn)品用途，而且在高亮度、特大屏幕的影視投影用途中，也正逐漸取代傳統(tǒng)的CRT投影機。正因為看好液晶投影機在未來各種用途場合中的應(yīng)用市場，美、日、韓臺等主要廠商，均在積極開發(fā)相關(guān)液晶投影技術(shù)，包括穿透式高溫多晶矽液晶顯示器（HTPS LCD）、數(shù)字光源處理器（DLP）技術(shù)，以及從去年以來頗受重視的反射式液晶（LCOS）技術(shù)。但這些液晶技術(shù)的投影機目前都有較大的遺憾，那就是液晶面板產(chǎn)品合格率偏低，量產(chǎn)有瓶頸，使用中燈源壽命偏短。針對液晶技術(shù)投影機的這些不足，美國斯坦福大學(xué)和Silicon Light Machine公司研發(fā)的專利技術(shù)"柵狀式光閥（Grating Light Valve），簡稱GLV技術(shù)，正逐漸受到業(yè)界的關(guān)注，未來將發(fā)展成下一代數(shù)字投影機的主流技術(shù)。
所謂GLV技術(shù)，原理和德儀（TI）開發(fā)的數(shù)字微鏡裝置（DMD）晶片有些類似，也是以微機電原理（Micro-Electromechanical System；MEM）為基礎(chǔ)，靠著光線反射來決定影像的顯現(xiàn)與否；而GLV的光線反射元件，則是由一條條帶狀的反射面所組成，依據(jù)基板上提供的電壓，進行極小幅度的上下移動，決定光線的反射與偏折，再加上其反射裝置的超高切換速度，以達成影像的再生。
簡單來說，GLV裝置和多數(shù)液晶投影面板元件最大的差異點在于，不論是穿透式LCD、DLP或LCOS等現(xiàn)有投影面板元件，均是以「面」為顯示區(qū)域，而GLV卻是一線型排列的投影元件，再利用高速的掃瞄，達成面的影像呈現(xiàn)。以XGA（1,024×768）解析度為例，一般投影面板元件需在面積極小的晶片中，安排1,024×768個光線閘道控制器；而GLV卻僅要1×768個作動單位。從純理論角度來說，生產(chǎn)良率可以比LCD、DLP或LCOS等技術(shù)提升1,024倍，大幅增加元件的制造良率。
這一技術(shù)的顯著特點是圖像質(zhì)量可跟標(biāo)準(zhǔn)的CRT-TV機最佳的圖像質(zhì)量相媲美，批量制造的合格率較高，由于是使用激光器件做為投影光源，所以克服了燈源使用壽命短的缺點，亮度也可更高。
但目前這種技術(shù)的投影機的難點在激光源的量產(chǎn)技術(shù)還未突破，尚處于實驗室樣機階段，短期內(nèi)尚無法取代現(xiàn)有投影技術(shù)，預(yù)計尚需3-5年的時間才可推出其商品化產(chǎn)品。據(jù)稱，這項柵狀式光閥投影技術(shù)還可用于高清晰度打印機，光纖通信，家庭影院與數(shù)字式電影院。GLV未來有機會形成對現(xiàn)有液晶投影技術(shù)的強大威脅。
六、LCD（LCOS，PLCD）技術(shù)與DLP技術(shù)的比較
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投影機
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文章來源：大屏幕時代
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