LCD和DLP投影机区别
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DLP与LCD投影机
众所周知,目前应用最广泛的投影机技术有两大类,分别是DLP与LCD。
它们代表了现今的主流,而DLP以其自身的种种优势正在吞噬LCD投影机的市场。
DLP到底有何魅力能使得它逐渐被人们所接受?是德州仪器的独家垄断还是它有“独门绝技”?本文将带您走进DLP的世界,让我们一起揭开它那“神秘的面纱”。
DLP技术概念定义
DLP全称Digital Light Processing(数字光学处理),它是由美国德州仪器(TI)公司发明的、专门用于投影和显示图像的全数字技术。
DLP技术以数字微镜装置或称作DMD 芯片的光学半导体为基础构成。
DLP技术的发明人和发明时间:德州仪器公司Larry Hornbeck博士于1987年发明。
在DLP技术诞生的年代里,受到科技水平的限制,DLP投影机无法实现量产和真正的商业化。
直到20世纪末DLP技术才逐渐被人们所认识。
DLP技术的工作原理
DLP(Digital Light Processing)投影机的核心技术是DMD芯片(反射微镜)。
单片DLP投影机只有一个DMD成像部件,DMD上有与屏幕图像像素点一一对应的反射微镜。
来自光源的光经分色轮分色后,分时到达DMD,根据像素点的颜色控制DMD上微镜的旋转,三色光分时到达屏幕,生成图像。
三色光使用同一个微镜,因此不存在三色会聚问题。
DLP投影机对比度高,适合文字显示,对比度通常能达到2000∶1,体积小、重量轻,色彩还原达到70~80%,目前高端投影机已经开始采用价格昂贵的3DLP技术。
此类产品以东芝、BenQ等厂商为代表。
DLP技术的应用范围
DLP技术可广泛应用于投影和图像显示领域:
商务投影机:用于销售和技术培训演示;
家庭影院:在大屏幕上放映DVD影片、收看电视节目、玩游戏、欣赏数字照片;
大型电视墙:公共机构监控中心使用的大型视频设备;
商业活动和娱乐:音乐会、企业产品推介活动、颁奖典礼、大型公众活动;
DLP的技术优势(与LCD相比)
首先,DLP技术在全球只有德州仪器一家公司能够生产制造,虽然有它垄断的一面,但是我们不可否认的是,由于生产厂商的唯一性,直接决定了DLP产品拥有令人放心的品质;
DLP技术让商务投影仪、家庭影院、数字电视和大型工程投影机显示的图像更加清晰亮丽、画面还原逼真;
由于DLP投影系统为数码技术,因此投影机在整个使用寿命周期内可以充分的保证优秀的画质,提高常用显示系统性能的可靠性;
DLP技术以半导体器件为基础开发制造。
因此制造商可以借助这一技术开发体积更小、重量更轻、外型更加小巧和超薄的显示系统。
目前采用DLP技术的便携式投影机,亮度可以达到2,000流明,重量仅为两英磅。
新一代宽屏DLP高清电视的厚度仅为7英寸。
以上技术优势都是DLP与生俱来的,这些都是LCD技术所不能企及的。
DLP技术的竞争对手
目前主要的投影和显示技术包括:
CRT(阴极射线管)大部分电视机和计算机监视器的关键部件,该技术早已在投影机领域淘汰;
LCD(液晶显示器)商务投影仪采用的传统设备;
LCoS(反射式液晶)新兴的LCD反射技术,可靠性尚未经过认证,是LCD与DLP相结合的产物;
PDP(等离子显示板)用于生产墙壁固定式平板显示器。
德州仪器不生产投影机产品
德州仪器公司专门致力于DLP技术的研发与不断完善,该公司将一切精力都用在投影设备核心组件的研发上,从来不会自行生产投影机产品。
应用DLP技术、采购德州仪器的DMD芯片、生产投影机的主要合作伙伴厂商有:BARCO、Christie、NEC等世界知名、实力雄厚的大企业。
多年来,德州仪器公司与这些企业紧密合作,确保投影机能够达到DLP指标规定的质量标准。
而与此同时,本身不直接参与设计制造产品的德州仪器公司也成为了名副其实的DLP技术垄断企业。
由DLP派生的DLP Cinema电影放映技术
DLP Cinema技术也是由美国德州仪器公司开发的,它是一种纯数字的投影技术,该技术推动了数字影院的实用化进程。
在家庭影院领域里,DLP Cinema技术功不可没。
德州仪器自20世纪80年代初开始研发DLP Cinema技术,1994年,DLP Cinema技术首次推出后,德州仪器与多家电影制作公司和电影摄影师们合作,开发并完善了DLP Cinema投影技术。
现在,DLP Cinema技术完美再现影片拍摄效果的卓越能力已得到权威放映师的一致认可和赞赏。
DLP Cinema技术可供人们欣赏纯粹的数字画面,画质清晰度高,色彩亮丽,还原效果逼真。
采用DLP Cinema技术,放映画面不会出现普通电影中的褪色、抖动、波纹、划痕和污斑等问题。
DLP Cinema可以有效的保证画面质量的绝对稳定,画质不会随着时间的推移而下降。
无论首映时观赏,还是影片公映数周后再观看,观众们都可以欣赏到原汁原味的纯数字电影。
DLP数字投影机是数字影院配置的唯一设备。
在放映室,数字影片的数据放映前保存在数字存储系统中,或称作服务器。
目前已经有多家公司推出数字影院专用的服务器
产品。
德州仪器公司与这些企业密切合作,以保证这些产品与DLP Cinema投影机的兼容性和互操作性。
令人们欣喜的是:DLP Cinema技术目前正在全球中高档电影院中逐步取代传统的胶片放映机。
与此同时,电影的票价不会因此而大幅度上涨。
DLP Cinema纯数字影院的优势
对于电影制作人员来说,利用数字技术的精确性可以准确地表现影片色彩变化的明暗效果,突出质感,让电影创作中的艺术灵感充分地体现在最终的影片里,不用担心效果的真实度;
对于影片发行商们来说,数字影院可提供更好的观看效果,充分节省影片复制和发行的必要成本;
对于电影放映公司来说,可以保证影片放映始终保持出色的画质,充分提高影片和影院的利用率,因为数字影片绝对没有传统胶片的“磨损”这一概念;
而电影观众可以欣赏更加动人、更富魅力的逼真放映效果,根本不会出现影片画质下降的问题。
DLP Cinema投影机与家用、商用、工程DLP投影机的区别
德州仪器的家用、商用、工程型投影机采用的光调制技术是基本相同的。
这些投影机采用DLP技术,而不是DLP Cinema技术。
DLP Cinema技术经过一些特殊的优化,专门满足好莱坞电影业的要求,可以在世界上面积最大的投影银幕上放映高清晰度影片。
DLP Cinema技术是DLP技术中分辨率最高的,有效像素数达到了210万像素,完全可以满足影片放映时对色彩、安全性、黑色层次和画质效果等诸多方面的特殊要求。
自20世纪90年代中期以来,德州仪器公司一直与好莱坞众多的电影集团紧密合作,从而保证DLP Cinema技术成为满足影业需求的唯一解决方案。
在一定程度上来说,这又是一种垄断的诞生。
DLP Cinema技术的发展历程
DLP Cinema技术是目前唯一实现商品化的数字影院放映技术,现已应用于全球350家影院。
全球七大影业公司均已推出了DLP Cinema电影。
2003年年初,德州仪器公司推出了2K分辨率的DLP Cinema芯片。
目前已经对BARCO、 Christie Digital、NEC Digital Projection International这世界三大投影机制造厂商全面供货,它们所生产的系统已经在美国、泰国和“中国台湾”等国家和地区安装并有大量订货。
结束语:
作为世界上唯一的DLP技术拥有企业,美国德州仪器公司为世人带来了一个又一个的技术奇迹,使逼真的投影画面真正的来到了我们的身边。
虽然LCD技术拥有众多研发机构和生产厂商的广泛支持,但是其技术弱点也逐渐暴露出来,例如它不适合需要经常显示PPT幻灯片或Word文档的商务场合,这无疑会使LCD技术在竞争激烈的技术浪潮中略显失色。
而与此同时,德州仪器公司却携DLP技术争霸市场,它仅凭一家之力就已经占领了接近一半的市场份额,据权威机构的调查和预测分析:到2006年年底,DLP 产品的销量很有可能和LCD产品持平。
但是由于二者各自的优势无法互相代替,所以它们必将长期共存于市场。
当然,德州仪器是绝对不会甘心和LCD共存的,它是否会在创造了无数技术奇迹之后,再次为世人带来投影领域的传奇?让我们拭目以待!
漫谈投影机新技术LCD和DLP技术大比拼
根据用途分类,投影机主要可分为商务用投影机,会堂/剧院用投影机,家庭用投影机,投影电视机。
其中家用视频型和商用数据型,是我们普通用户接触到的投影机的主要应用类型。
其中家用视频型投影机针对视频方面进行优化处理,其特点是亮度都在1000流明左右,对比度较高,投影的画面宽高比多为16:9,各种视频端口齐全,适合播放电影和高清晰电视,适于家用用户使用。
商用数据型投影机主要显示微机输出的信号,用来商务演示办公和日常教学,亮度根据使用环境高低都有不同的选择,投影画面宽高比都为4:3,功能全面,对于图像和文本以及视频都可以演示,基本所有型号都同时具有视频及数字输口。
投影机自问世以来发展至今已形成三大系列:LCD(Liquid Crystal Display)液晶投影机、DLP(Digital Lighting Process)数字光处理器投影机和CRT(Cathode Ray Tube)阴极射线管投影机。
LCD投影机的技术是透射式投影技术,目前最为成熟。
投影画面色彩还原真实鲜艳,色彩饱和度高,光利用效率很高,LCD投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出,目前市场高流明的投影机主要以LCD投影机为主。
它的缺点是黑色层次表现不是很好,对比度一般都在500:1左右徘徊,投影画面的像素结构可以明显看到。
DLP投影机的技术是反射式投影技术,是现在高速发展的投影技术。
它的采用,使投影图像灰度等级、图像信号噪声比大幅度提高,画面质量细腻稳定,尤其在播放动态视频有图像流畅,没有像素结构感,形象自然,数字图像还原真实精确。
由于出于成本和机身体积的考虑,目前DLP投影机多半采用单片DMD芯片设计,所以在图像颜色的还原上比LCD投影机稍逊一筹,色彩不够鲜艳生动。
CRT投影机采用技术与CRT显示器类似,是最早的投影技术。
它的优点是寿命长,显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力。
由于技术的制约,无法在提高分辨率的同时提高流明,直接影响CRT投影机的亮度值,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300流明以下,加上体积较大和操作复杂,已经被淘汰。
投影机的投影方式
外观大体相同的投影机因所使用的显示元件的不同,内部的光学系统各异,有着不同的种类。
现在市场上推出的投影机大致可以分为以下3种方式。
(限于固定像素方式,CRT方式除外)
3LCD方式
这是目前在全球范围内使用最广泛的方式。
采用LCD(HTPS)作为光阀。
从光源射出的光线通过特殊的分色镜分离成红、绿、蓝三原色,然后采用各色专用的LCD绘制图像,经合成后投影。
3LCD投影方式
采用LCD(HTPS)作为光阀。
从光源射出的光线通过一种能够仅让特定的光透过的反射镜(分色镜),分离成红、绿、蓝三原色,然后通过棱镜将经过各色专用液晶板控制的光线进行重新合成、投影。
DLP方式
显示元件采用DMD(Digital Micromirror Device)。
DMD是一种由数十万~百数十万个微米级的微小型反射镜组成的半导体,每一个反射镜对应一个像素,通过反射来自光源的光线来投影图像。
有单片、3片式。
DLP投影方式
DMD在结构上是在半导体基板上铺满反射镜、通过ON/OFF来使这些反射镜倾斜。
DLP 是指使用了DMD的光学系统的总称,使色轮旋转显示出与某个瞬间的色彩一致的画像,能通过每秒进行数千次的旋转来显示全彩色。
LCOS方式
显示元件采用LCOS(Liquid Crystal On Silicon)。
LCOS是一种反射型的液晶显示面板,特点是开口率高。
配线部分和开关元件设在反射层的下面,因此不需要黑色矩阵部分,能够实现无缝连接的图像显示。
有单片式、3片式。
LCOS投影方式
显示元件采用反射型液晶元件LCOS(liquid crystal on silicon)。
充分利用高分辨率元件的特性,实现了3-chip LCOS方式的高性能投影机、背投电视机。
1-chip LCOS 方式的情况下,采用通过把光分解成RGB来投影的旋转棱镜机构的光顺序驱动方式。
LCD投影机介绍:
LCD投影机是液晶技术、照明科技以及集成电路的发展带来的高科技产物。
其关键技术是液晶板的制造。
LCD投影机利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列在电场作用下发生变化,影响其液晶单元的透光率或反射率,从而影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。
LCD与DLP影像比较
现在的LCD投影机最高支持分辨率可以达到1600×1200(UXGA),使用时间可以延长至8小时以上,具有很高的亮度和高保真的图像色彩,可以方便地接入各种视频信号。
它们体积小巧,重量轻,便于携带。
使得投影机的发展进入了一个崭新的纪元。
LCD投影机的底层技术——液晶板一直只有Sony和EPSON两家公司具备研发和生产能力,经过多年发展,液晶板技术日臻成熟。
液晶板技术一直致力于提高性能和降低加工成本两个方面。
在提高性能方面它主要是通过提高开口率来提高光效率,另外还采用微镜阵列技术来提高液晶板的透光率,降低显示图像的像素化,使图像更细腻。
目前LCD 投影机在亮度指标和图像精细程度方面都已经达到相当高的水平。
除了高端影院产品外,在普通应用产品和低端高性能投影机产品中,LCD产品保持了对单片DLP产品的亮
度领先优势。
LCD投影机的生产厂家主要为日韩厂商。
主要有Sony、Epson、NEC、三洋和三菱等等。
LCD投影机有液晶板投影机和液晶光阀投影机两类
液晶板投影机:液晶有活性液晶体和非活性液晶体。
活性液晶体具有透光性,做成LCD液晶板,用在投影机上。
TFT是“thin-film transistor”的缩写,意为“薄膜晶体管”。
TFT活性矩阵利用每一独立的晶体管控制LCD板上的每一个像素,由于TFT活性矩阵液晶板可产生更快的反应速度及对比度,是目前使用最广的液晶板。
通过控制系统,可以控制通过LCD的光的亮度、颜色、对比度等。
LCD液晶板的大小决定着投影机的大小。
LCD越小,则投影机的光学系统就能做得越小,从而使投影机越小。
而要在越小的LCD上做到高分辨率,并且保持高亮度,其技术工艺越难。
液晶板投影机是被动式的投影方式,利用外光源金属卤素灯或U HP灯(冷光源)。
液晶光阀投影机:它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与液晶光阀相结合的产物。
为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾,它采用外光源,也叫被动式投影方式。
液晶光阀是一种可控开关,主要由三部分组成:光电转换器、镜子、光调制器。
通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上,将光信号转换为持续变化的电信号;外光源产生一束强光,投射到光光阀上,由内部的镜子反射,能过光调制器,改变其光学特性,紧随光阀的偏振滤光片,将滤去其它方向的光,而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,这个光与CRT信号相复合,投射到屏幕上。
它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机,亮度可达6000ANSI流明,分辨率为2500×2000,适用于环境光较强,观众较多的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所,但其价格高,体积大,结构复杂不易维修。
LCD投影机原理:三片式液晶投影机的成像原理(参见下图),以某液晶投影机的光路为例:首先光线通过滤光片,滤掉红外线和紫外线这样的不可见光,红外线和紫外线对LCD片有一定的损害作用。
透过两片多镜头镜片将光线均匀化,并将UHP灯产生的圆锥形光校正为和投影图像近似的矩形光线。
在两片镜子之间的棱镜用来将光线预先极性化,较之没有该棱镜的不对称光箱,它可以减少光线的损失。
光线下一步被分光镜分为红、绿、蓝三原色并被分别反射到相应的液晶片上。
在到达液晶片之前光线还需要透过
一个凸透镜和偏振片,凸透镜的作用是将光线集中,偏振片则进一步将光线极性化,使得光线振动方向一致,可以被液晶片控制。
最后光线经过液晶片,通过电路板驱动,液晶片上的各像素点有序开闭,产生了图像,并通过每原色光的调校产生了丰富的色彩。
最后三路光线最终汇聚在一起由镜头投射出去。
LCD投影机特点:
LCD的优点:首先在画面颜色上,现在主流的LCD投影机都为三片机,采用红、绿、蓝三原色独立的 LCD板。
这就可以分别地调整每个彩色通道的亮度和对比度,投影效果非常好,能得到高度保真的色彩。
在同样档次的DLP投影机,还只能用一片DLP,很大程度上由色轮的物理性质和灯的色温决定好坏,没什么好调整的,只能得到较为正确的色彩。
但与同价位的LCD投影机相比,在图像区域的边缘,还是缺乏鲜艳的色调。
LCD 的第二个优点是光效率高。
LCD投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出,在高亮度竞争中,LCD依然占着优势。
7公斤重量级左右的投影机中,能达到3000 ANSI流明以上亮度的,都是LCD投影机。
LCD的缺点:LCD投影机明显缺点是黑色层次表现太差,对比度不是很高。
LCD投影机表现的黑色,看起来总是灰蒙蒙的,阴影部分就显得昏暗而毫无细节。
这点非常不适合播放电影一类的视频,对于文字到是与DLP投影机差别不是很大。
第二个缺点是LCD投影机打出的画面看得见像素结构,观众好像是经过窗格子在观看画面。
SVGA(800×600)格式的LCD投影机,不管屏幕图像的尺寸大小如何,都能看得清楚像素格子,除非用分辨率更高的产品。
现在LCD开始使用起了微透镜阵列(MLA),可以提高XGA格式的LCD板的传输效率,柔化像素格子,使像素格子细微而不明显,且对图像的锐利程度不会带来任何影响。
它能使LCD的像素结构感觉可以减少到几乎与DLP投影机一样,但还是有点差距。
DLP投影机简介
数码光处理投影机是美国德州仪器公司以数字微镜装置 DMD芯片作为成像器件,通过调节反射光实现投射图像的一种投影技术。
它与液晶投影机有很大的不同,它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。
DLP芯片的核心技术一直控制在美国的德州仪器,DLP技术似乎在追逐着Intel Inside的道路,因为它要求所有采用DLP
技术的投影机产品都必须打上DLP的标志。
不管其是否会取得Intel在PC领域那样的成就,至少显示了其领导投影机底层技术的决心。
DLP的生产厂家主要为欧美厂商,如ASK、惠普、丽讯等。
DLP投影机分为:单片DMD机(主要应用在便携式投影产品)、两片DMD机 (应用于大型拼接显示墙)、三片DMD机(应用于超高亮度投影机)。
DLP投影机原理:以1024×768分辨率为例,在一块DMD上共有1024×768个小反射镜,每个镜子代表一个像素,每一个小反射镜都具有独立控制光线的开关能力。
小反射镜反射光线的角度受视频信号控制,视频信号受数字光处理器DLP调制,把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号,用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间,在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。
DMD投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式,双片式和三片式。
以单片式为例,DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮(由红、绿、蓝群组成),光源发出的光通过会聚透镜到彩色滤色片产生RGB三基色,包含成千上万微镜的DMD芯片,将光源发出的光通过快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片DMD的表面,这些微镜面以每秒5000次的速度转动,反射入射光,经由整形透镜后通过镜头投射出画面。
DLP投影机特点:
DLP投影机的技术是反射式投影技术。
反射式DMD器件的应用,DLP投影机拥有反射优势,在对比度和均匀性都非常出色,图像清晰度高、画面均匀、色彩锐利,并且图像噪声消失,画面质量稳定,精确的数字图像可不断再现,而且历久弥新。
由于普通DLP投影机用一片DMD芯片,最明显的优点就是外型小巧,投影机可以做得很紧凑。
现市场上所有的1.5公斤以下的迷你型投影机都是DLP式,大多数LCD投影机要超过2.5公斤。
DLP投影机的另一个优点是图像流畅,反差大。
这些视频优点使其成为家庭影院世界中之首选品种。
有较高的对比度,多数DLP投影机的对比度可做到600:1到800:1
的之间,低价位的也可达450:1。
LCD投影机对比度只在400:1附近,而低价位的才250:1。
画面的视感冲击强烈,没有像素结构感,形象自然。
DLP投影机还有一个优点是颗粒感弱。
在SVGA(800×600)格式分辨率上,DLP投影机的像素结构比LCD弱,只要相对可视距离和投影图像画面大小调得合适,已经看不出像素结构。
我们比较3LCD和DLP投影机的实际测试数据:
3LCD投影机对比度数据中,只有爱普生的EMP-S3达到了535:1,其它产品的对比度皆小于500:1;DLP投影机产品的最大对比度,只有NEC的LT180+的对比度为727:1,其它产品的对比度皆大于1700:1,甚至奥图码的EP719达到了2732:1。
高对比度对于精细图文显示,灰阶辨识,非常有利。
DLP投影机在对比度数值方面拥有绝对优势。
3LCD投影机产品中,只有EMP-S3仅有938流明,其余产品的最大亮度皆大于1100流明,NEC的VT676+的最大亮度达到了1766流明。
DLP投影机产品中,其中奥图码的EP729仅有1120流明,明基PB6245b的最大亮度达到了2190流明。
3LCD和DLP投影机的最大亮度相差不多,彼此优劣不明显。
比较亮度均匀性数据,与采用3LCD或DLP技术没有直接关系。
其中爱普生、富可视、NEC、夏普和优派,这5个品牌的投影机产品的亮度均匀性数值较高。
投影机亮度均匀性较高,实际投影效果会比较优异。