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(jī)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(jī)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(jī)、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(jì)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(shí)現(xiàn)圖像處理全數(shù)字化，具有穩(wěn)定可靠、維護(hù)方便、亮度高、顯示圖像平滑、細(xì)膩、精確的特點(diǎn)，DLP投影技術(shù)廣泛用于桌面投影機(jī)、商務(wù)投影機(jī)、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(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)比較突出。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(jī)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(jìn)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(dá)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(jī)就開始在市場上出現(xiàn)，早期的CRT投影機(jī)主要應(yīng)用于錄像片等視頻信號的放映。隨著投影機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)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(jī)，它將輸入信號源分解成R(紅)、G(綠)B(藍(lán))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(jī)就是由三個投影管組成的投影機(jī)，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(jī)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(jī)操作復(fù)雜，特別是會聚調(diào)整繁瑣，機(jī)身體積大，并且價(jià)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(jī)，系藉由高亮度鹵素?zé)襞?，照射LCD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(jī)內(nèi)部有3片LCD面板，各片分別負(fù)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(jī)也是目前投影機(jī)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(jī)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(jī)色彩還原較好、分辨率可達(dá)SXGA標(biāo)準(zhǔn)，體積小，重量輕，操作、攜帶極其方便，并且價(jià)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(diǎn)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(jī)就顯得體積大、重量也較重，使得LCD在超可攜投影機(jī)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(dá)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(jì)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(fèi)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(diǎn)。DLP固有的數(shù)碼性質(zhì)能達(dá)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?yàn)樗捎肈MD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(xì)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(dá)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(jì)算機(jī)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(jì)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(jī)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(jī)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(OEMs)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(jìn)的紅、綠、藍(lán)(RGB)數(shù)據(jù)，先進(jìn)的RGB數(shù)據(jù)然后格式化為全部二進(jìn)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(hù)。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(xì)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(diǎn)

　　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(xiàng)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(diǎn)是它能忠實(shí)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(yuǎn)超過LCD像素的開關(guān)速度，這能帶來多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，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(lán)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(lán)光使用。

　　單片面板架構(gòu)有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：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(jī)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(xiàng)優(yōu)勢：投影機(jī)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(xì)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(jī)很容易就能達(dá)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(yuǎn)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(xiàng)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(yuǎn)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(diǎn)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(xiàng)優(yōu)點(diǎn);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(xiàng)重要優(yōu)勢。

　　DLP可靠性

　　DLP非常可靠，對于一種在本質(zhì)上屬于機(jī)械性的技術(shù)來說，這確實(shí)令人驚訝。實(shí)驗(yàn)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(shí)了這項(xiàng)預(yù)測。此外，DLP技術(shù)全部采用無機(jī)材料，不會像有機(jī)技術(shù)一樣，因?yàn)殚L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(shí)驗(yàn)室 (Munsell Color Science Laboratory at the University of Rochester) 進(jìn)行一項(xiàng)研究計(jì)劃，對五部可攜式商業(yè)資料液晶投影機(jī)和兩部DLP投影機(jī)的「畫面可靠性」進(jìn)行比較，他們把「畫面可靠性」定義為：投影機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)卻沒有這些問題。研究人員認(rèn)為LCD技術(shù)的影像品質(zhì)會下降，主要是因?yàn)槠獍搴兔姘鍍?nèi)的有機(jī)材料長期曝露在光源和熱源之下。