综观现在的投影机,从芯片的作业原理上无非便是CRT、LCD、DLP、LCOS这几种。CRT作为一种技能最老练的产品,其广大的色域是其它几种投影机所无法比美的!但其无法进行工业化出产导致其价格昂贵、粗笨的体积、烦琐的调整使其摆脱不了“廉颇老亦”的结局。但优异的显现功用,使其还在高端范畴运用,这种投影机以SONY G90为代表,使其在航空、帆海等范畴的模拟器中大显身手。现在在商业及家用商场,根本上被LCD、DLP投影机这两种投影机所分割。但LCOS投影机也呈现出生气勃勃。
CRT、LCD、DLP及LCOS的原理、特色及技能开展:
1 、CRT投影机的原理、特色及技能开展:
CRT投影机又叫三枪投影机,它首要是由三个CRT管组成。CRT(Cathode Ray Tube)是阴极射线管,首要是由电子枪、偏转线圈及管屏组成。为了使CRT管在屏幕上显现图画信息,CRT投影机把输入的信号源分化到R(红)、G(绿)、B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,荧光粉在高压作用下发光,通过光学体系扩大和集聚,在大屏幕上显现出五颜六色图画。
(图片为三枪CRT显现原理图)
2、 LCD投影机的原理、特色及技能开展:
液晶显现技能运用了液晶的光电效应。液晶的光电效应是指液晶分子的某一摆放状况因为外加电场而改动液晶单元的透光率或反射率。LCD投影机运用金属卤素灯或UHP(冷光源)供给外光源,将液晶板作为光的操控层,通过操控体系发生的电信号操控相应像素的液晶,液晶通明度的改变操控了通过液晶的光的强度,发生具有不同灰度层次及颜色的信号,显现输出图画,归于被动式投影方法。
(图片为三片LCD显现原理图)
现在商场上最常见的LCD投影机有三片机、单片机,一般三片机是用红绿蓝三块液晶板别离作为红绿蓝三色光的操控层。光源发射出来的白色光通过镜头组集聚抵达分色镜组,赤色光首要被分离出来,投射到赤色液晶板上,液晶板上相应的像素接纳到来自傲号源的电子信号,呈现为不同的通明度,以通明度表明的图画信息被投射,生成了图画中的赤色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上,构成图画中的绿色光信息,相同蓝色光经蓝色液晶板生成图画中的蓝色光信息。三种独自颜色的光在棱镜中集聚,由投影镜头投射到投影幕上构成一幅全五颜六色图画。除了三片式LCD投影机外,还有一种单片机。它是在一片液晶板集成出红绿蓝三基色,然后在荧幕上进行空间混色,这种单片机具有机体积小,分量轻,操作、带着极端便当,价格低价等长处,但因其液晶单色开孔率低,混色原理为空间混色,颗粒感较显着等缺点,现在现已根本被筛选,现在仅在等级低投影机中运用。
近几年液晶板技能也有了长足的前进,首要体现在以下几个方面:1、微透镜技能的运用:在液晶板的每一个像素点上都规划了1个微透镜,它的长处是进步了液晶的开孔率,进步了LCD投影机的亮度,也使投影图画的颗粒感有所削弱。2、跟着0.5英寸液晶板的推出,LCD投影机比较较于DLP投影机在小型化方面的缺点,现在也有了很大的改进,小尺度液晶板的推出也为LCD投影机很多工业化出产,下降价格铺平道路。
3 、DLP投影机的原理、特色及技能开展:
DLP技能专利为美国德州仪器(TI)公司具有,现在DMD芯片、DMD操控器等核心部件仍是由TI独家供给。通过几年的开展,现在DLP技能的运用范畴在逐渐扩张,其运用范畴触及数字电影、大屏幕拼接显现、前投式投影机一向到背投电视等大屏幕显现的方方面面。 DLP技能的长处有:DLP技能以反射式DMD为根底,是一种纯数字的显现方法,图画中的每一个像素点都是由数字式操控的3原色生成,每种颜色有8位到10位的灰度等级,DLP技能的这种数字特性能够取得准确数字灰度等级以及颜色再现。与透射式液晶显现LCD技能比较,投射出来的画面愈加细腻;不需求偏振光,在光功率的运用上较高;此外,DLP技能投影产品投射印象的像素距离很小,构成简直能够无缝的画面图画。正是依据以上原因,DLP投影机产品一般比照度都比较高,对错图画明晰锋利,暗部层次丰厚,细节体现丰厚;在体现计算机信号对错文本时画面准确、颜色纯粹,边际概括明晰。
(图片为单片DLP显现原理图)
依据DLP投影机中包含的DMD数字微镜的片数,人们又将投影机分为单片DLP投影机,两片DLP投影机和三片DLP投影机。
现在商场上呈现的DLP投影机,有许多都归于单片机,这种单片DLP投影机首要适用在各种便携式投影产品中,这种投影机的整个机身一般小于A4纸张的面积,专为活动行政人员而规划,外壳一般是高雅美丽的镁合金外壳,不要看这种单片DLP投影机的体积细巧,但它的功用可强壮的很呢,明晰度高、画面均匀,颜色锋利,有了这种投影机,我们要作业时,能够随时把它塞进公文包里,立刻动身,直接给客户展现颜色美丽、画面明晰的作用。
两片DLP投影机与单片DLP投影机比较,多运用了一片DMD芯片,其间一片独自操控赤色光,另一片操控蓝、绿色光的反射,与单片DLP投影机相同的,运用了高速旋转的色轮来发生全五颜六色的投影图画,它首要运用于大型的显现墙,适用于一些大型的文娱场合和需求大面积显现屏幕的用户。
三片DLP投影机,三片DMD芯片别离反射三原色中的一种颜色,现已不需求再运用色轮来滤光了;运用三片DMD芯片制作的投影机亮度最高可到达12000ANSI流明,它扔掉了传统意义上的集聚,可随意变焦,调整十分便当;仅仅分辨率不高,不经紧缩分辨率只能到达1280×1024这样的规范,它常常用于对亮度要求十分高的特别场合下。
现在,DLP技能正在向着低本钱、高画质的方向开展,在下降本钱方面,TI公司一方面改进自己的出产加工工艺,进步DMD的良品率,另一方面完善DMD产品系列,然后合适不同层次的产品运用需求。在进步DLP投影机画面质量的技能完成上,TI发布了SCR(Sequential Color Recapture,次序颜色重捕技能)技能用于提高投影机的亮度和颜色体现;2002年下半年,DLP投影机光路上选用六段式色轮,进一步进步了颜色和亮度。
4、 LCOS投影机的原理、特色及技能开展:
LCOS(Liquid Crystal On Silicon,硅上液晶或片上液晶)投影机的根本原理与LCD投影机类似,仅仅LCOS投影机是运用LCOS面板来调变由光源发射出来欲投影至屏幕的光信号。LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板及反射层,液晶被注入于CMOS%&&&&&%芯片和通明玻璃基板之间,CMOS芯片被磨平抛光后当作反射镜,光线透过玻璃基板和液晶材料,经调光后从芯片外表反射出来。
(图片为三片LCOS显现原理图)
与LCD投影机最大的不同是LCD投影机是运用光源穿过LCD作调变,归于穿透式,而LCOS投影机中是运用反射的架构,所以光源发射出来的光并不会穿透LCOS面板,归于反射式。
选用LCOS技能的投影机一般都选用三片LCOS面板。LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板,无法让光线直接穿过,因而在LCOS投影机体系中,LCOS面板前均多加了PBS(Polarization Beam Spliter,偏极化分光镜),将入射LCOS面板的光束与反射后的光束分隔。除了PBS以外,LCOS投影机的首要结构在导光及分光合光部分的规划与LCD投影机迥然不同。
LCOS投影技能是2000年今后开展起来的最新投影技能,LCOS投影机在高分辨率投影方面十分具有潜力。现在商场上的LCOS投影机一般都是SXGA(1365×1024)或更高。因为LCOS的晶体管及驱动线路都制作于硅基板内,坐落反射面之下,不占外外表积,所以仅有像素空隙占用开口面积。而在穿透式LCD投影机中,作为像素点开关操控的晶体管被做在液晶板上相应方位上,在光源透射过程中,晶体管自身将阻挠部分光线,因而选用透射式液晶技能的投影机的光源运用功率不高,仅有3~10%。故理论上LCOS不管分辨率或开口率都会比穿透式LCD高,画面上像素栅格结构简直不可见,光运用功率可达40%以上,然后到达更大的光输出和更充沛的颜色体现。相关于DLP微镜带来的锋利的数字画面,LCOS投影机的像素边际显得愈加滑润,有用消除了图画的锯齿现象,合适喜爱天然、柔软画面的用户。
LCOS投影机的制作技能分为前道的半导体CMOS制作及后道的液晶面板贴合封装制作。前道的半导体CMOS制作已有老练的规划、仿真、制作及测验技能,所以现在良品率已达90%以上,本钱极为低价。后道的液晶面板贴合封装制作,现在的良品率较低,听说只要30%左右。在现在看来,LCOS投影机受其价格影响,销量远不及LCD和DLP投影机,但LCOS毕竟是技能本钱最低的投影技能,液晶面板制作的老练,为LCOS的良品率供给了提高的空间,产品的制作本钱有望进一步下降。
LCOS投影机现在在产品技能方面还面对以下问题。首要,LCOS投影机的比照度一般在500:1~800:1之间,不及DLP投影机。LCOS投影机的分量也无法同便携式的LCD和DLP投影机比较较,现在最轻的LCOS投影机重约5.5kg,相关于LCD和DLP,LCOS更合适在固定的会议室或许家庭影院中运用。
LCOS是一个遍及的投影技能,包含有不同的品种,现在正呈现两极化开展:一是运用于大尺度的背投影电视,这是现在LCOS的干流运用产品,二是运用于小尺度的高分辨率可携式产品,其间来自JVC的D-ILA技能较为老练。在量产及本钱问题处理后,该类产品将有时机在前投影商场上取得更广泛的运用。
CRT、LCD、DLP及LCOS投影芯片的参数比较:
CRT、LCD、DLP及LCOS投影芯片,各有各的技能特色,以CRT投影的色域为规范,从下图能够显着看出,LCD与其衍生出来的LCOS投影芯片的色域是十分广大的,其色域规模要远远大于CRT及DLP芯片所能体现的规模。
(三种干流投影机芯片色域图:黑三角为CRT电视规范;品赤色为DLP;黄色为LCD和LCOS。)
作为关于色域规模灵敏的运用范畴,三片式LCD及LCOS投影芯片是这些范畴的首选。但因为其芯片上集成了很多的TFT(ThinFilmTransistor薄膜晶体管),在出产过程中不免有损坏、失效的TFT,其一向处在导通或截止状况,不可避免的造成了镜像中呈现的亮点或暗点,并且,这种损坏的TFT还跟着运用时间的延伸而持续增多。这是现在LCD、LCOS芯片的软肋。DLP的特色是高比照度及高可靠性。
注1:因没有相关方面的材料介绍,所以该参数为类比于LCD的参数。
注2:CRT没有开孔率这一参数,该参数为比照后三者的类比参数。
注3:分辨率这一参数是在相同技能条件、出产工艺老练的情况下的产品。
注4:易损件这一项参数的罗列是针对不同芯片相关于其它的元件呈现毛病的几率而罗列的,并非该元件便是特别简略损坏的(或该元件在机器运用寿命停止前肯定要损坏的!)
注5:色轮电机仅在单片及两片DLP机中存在,三片DLP投影机中无此元件。
CRT、LCD、DLP及LCOS投影商场占有率及开展:
现在商场上的投影机产品首要是LCD投影机和DLP投影机两种。自1996年第一台DLP投影机面世以来,DLP投影机在我国投影机商场上的占有率已由2000年的15.4%上升到2002年26.4%。来自太平洋媒体协会(Pacific Media Associates)的信息显现, DLP产品在2004年前投显现器范畴的全球商场份额取得了令人瞩目的增加,到2004年终停止,DLP前投影产品的全球商场占有率到达47%,比较同年第三季度,增加幅度创下了8%的空前新高,一起比2003年第四季度增加了近14个百分点。据太平洋媒体协会的数据显现,DLP技能在对视觉作用有极高要求的高端家庭影院商场(一万美元外加市价)中已到达77%的商场占有率。
正是DLP技能所独有的优势——超凡的画面明晰度、不烧屏、不褪色、丰厚美丽的颜色体现,以及抢先业界的惊人比照度等等——才招引了越来越多的运用者挑选该产品。
可是因为单片DLP产品的色域狭隘、多片DLP产品的本钱问题仍是影响了DLP一大部分人的购买要素,LCD(液晶)投影机的长处是分辨率高(到达XGA规范)、价格便宜、亮度高、画面均匀,一般选用UHP冷光源,图象颜色丰厚,画面层次感好,缺点是需求杰出的散热条件,可广泛运用于教育、大型会场演示、商务工作、多媒体影院及移动工作等范畴。就现在而言,LCD的商场占有率仍是远远高于DLP,可见部分人在挑选投影机时对显色色域、灵活多样的分辨率及价格上的需求。
(单片LCD、三片LCD及单片DLP作用比照图)
CRT投影机的长处是显现的图画颜色丰厚,还原性好,具有丰厚的几许失真调整才能,缺点是图画分辨率与亮度彼此限制,CRT投影机一般体积较大,许多CRT投影机质量都在50Kg以上。
现在公认的干流投影技能是LCD和DLP,两者简直现已构成了不相上下的格式。在底层技能范畴,LCD技能和DLP技能依然操纵着投影机商场,被寄予厚望的LCOS技能,因为其固有的一些技能缺点依然没有得到很好地处理,更多地停留在工程样机阶段,短时间内很难在投影机范畴有所作为。但LCOS技能一旦处理了制作工艺上的限制后,产品结构简略,具有低本钱优势一定会从LCD与DLP的商场份额中抢得一杯羹,构成LCOS、LCD与DLP三分全国的格式。