刘德波
发表于 2010-2-5 01:05:10
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消费者的福音 投影机新技术综述
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众所周知,投影机是近些年发展极为迅捷的高科技产品。随着教育信息化进程的加快,各类学校都在加大教育经费的投入,投影机已经成为日常教学工作的必备工具,教育市场甚至有趋于饱和之势;与此同时,各种商务演示活动广泛开展,入门级经济投影产品也是如雨后春笋般涌现;家用投影市场的拓展也已然步入正规,再加上奥运会的刺激,工程类投影产品的普及速度也超出了人们的预期,这些都使得投影机的市场潜力在进一步加大。
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我们可以注意到,当前的投影产品比之以前,已经更具针对性,可以满足各类不同应用人群的需求;更重要的是,大多数厂商都在加快技术更新、加大创新力度,突出自身优势,尽量避免同质化,这也将更为有效的促使投影市场的繁荣和发展。3 l1 }- ?, M- e, j; f
6 @" T! C3 `, O/ E 本文则是向大伙儿介绍一下这一两年在投影机上出现的一些新技术,包括投影产品的核心显示技术、亮度和色彩控制技术、个性化使用技术以及安全防护技术等等。也可以这么说吧,笔者介绍这些主要是面向菜鸟级的消费者,如果您对投影机这些年的发展动向不甚了解,看完本文后,对您选机购机应该会有帮助。' c5 Y# G9 f: S" P1 j9 b9 M
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e! X2 L9 u: F( V 目前,投影机市场上的核心显示技术包括LCD、DLP、Laser、LCOS(SXRD索尼) 和GLV等。通常讲的LCD投影实际上是透射式LCD,也就是液晶板式LCD。它含有三片独立的LCD液晶板。信号源来的图像经过模数转换和处理电路,被分解成红、绿、蓝(R、G、B)的灰度级图像,分别加载到三块单色的液晶板上。利用灯泡光源,通过分光镜形成束光,再把三束光在合成棱镜中会聚,通过投影镜头放大就能在屏幕上产生全彩色图像。5 o, d( D( j$ W8 x5 P: K& Q2 p
; Y* A! x+ s. t5 x2 [# F4 s: \) t1 R DLP显示技术则采用的是DMD数字微镜器件,DMD芯片是一种复杂的光开关器件,它的表面通常有多达50-100万个铰接安装的微反射镜组成矩形阵列,一片微镜对应一个像素,利用采用数字光处理技术调制视频信号。其色彩一般采用包含红、绿、蓝,并由夹有透明滤色镜的色轮来完成的。色轮位于灯光和DMD芯片之间,使光线呈红、绿、蓝交替出现,进而主动调节光线,使产生的图像投影到屏幕上。& ^# z5 R9 ~/ M# P/ u# ?0 s
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目前大部分DLP投影机都是单DMD 芯片的,而3DMD 芯片的DLP投影机由于价格高昂,普及程度很低,仅应用于高端数字影院之上。
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) H- a/ z0 U, E/ N7 U. H$ v 重点介绍一下新兴的LCOS技术,本质上讲,LCOS属于新型的反射式 LCD投影技术,亦被称为液晶光阀LCD,属于反射式LCD,与通常的透射式液晶显示有明显的区别。+ O t6 P& ~( B) n* c0 b
4 c% i. [. y! ` 它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机、液晶、光阀相结合的产物。首先由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,投射到光阀上,紧随光阀的偏振滤光片将滤去其它方向的光,只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,并与CRT信号相复合,进而投射到屏幕上。
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与传统的LCD相比,LCOS可以实现更高的亮度,反射液晶板甚至可以进行全反射,而开口全关时可以实现零反射,所以说对比度也更高。所以,它一般多应用于工程液晶投影显示,适合大规模的公共演示场所。
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: H4 [, b7 S, q5 y3 {" V% q" m) T Laser激光显示技术则是通过显示元件直接将激光投射到屏幕或墙上,没有LCD 的液晶板老化问题,也不会出现DLP 的色轮问题,而且可以独立做到像火柴盒那么小,可内置于手机、PDA、游戏机、甚至是车载设备当中,在未来拥有广阔的应用前景。
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& b! M; T3 p% D1 m' T1 e# n. m. |) m 与LCOS和索尼的SXRD类似,GLV( Grating Light Valve)技术同样是影院级显示技术, 它们最大的共同点是分辨率和对比度都很高,更多的是适合高端数字应用,如数字电影院、大型公共演示设备的组建当中。! L0 R& `8 H% `9 p
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投影机的强光感应技术(DLV) _3 s7 G0 d8 h9 e6 Y# n C
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早期的投影机都有一个通病,那就是灯泡的亮度不够,与室内光线不能形成较高的亮度比,无法在室内正常光线下显示高质量的画面,因而很大程度上限制了其使范围。
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要想根本解决这一问题,就要在光源上下功夫,以提高光源的亮度,现在很多投影机标称亮度已经达到或超过3000流明,即便是一些入门级娱乐机,其亮度都在2000流明以上,亮度不够这一问题已经基本得到解决。然而,亮度上去了,散热量也就大了,这则往往会影响液晶片的使用寿命,因此,还得同步改进投影的散热,这也是颇为麻烦的事情。+ M/ g; q4 E' U' i* V' p$ h" S7 v
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这就可以运用DLV强光感应技术,该技术目前已经发展到了第二代。在强光感应技术的支持下,明亮环境下投影的画面质量可以等同、甚至超过先前同亮度的投影机影像效果的1.5倍,而且投射出来的图像色彩饱满,真实自然。5 w2 [/ A2 f" L; R- J: `7 o& w
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DLV技术工作过程则是这样的,投影机顶部有一个环境光线传感器( ALS),能够自动感应室内光线强弱,从而提高投影机在明亮房间里对色彩的感应度,并把因明亮环境而减弱的颜色分为6 种基础色分别加以精确地控制,再适时根据房间的光线自动识别并自动调整到最佳状态,保证强光下显示的画面质量和计算机上的画面质量相同,而且调整过程非常迅捷,不会出现痕迹。' H! K6 S& \1 i5 j" x5 x8 R
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DLV2则是第二代强光感应技术,它能保证投影投射出更清晰、鲜亮的图像,即使在明亮灯光的房间中也清晰可见,影像效果和亮度可以轻松超过之前的1.5倍,功能颇为强劲。
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投影机的色彩还原技术1 D; l% T" [0 x6 e8 y* i
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想必大家都应该了解,我们衡量一款投影机的重要指标就是色彩还原的能力,色彩表现能力怎样可以决定着投影画面的质量。一般来讲,LCD投影在色彩还原能力要较DLP投影出众。这是因为,DLP 投影大都采用单片DMD,需要采用色轮来完成对色彩的分离和处理,单片DMD投影机色轮在同一时间内一次只能处理一种颜色,因此会带来部分亮度损失。. r/ U2 B3 f. l$ m- M( h
* [/ s# c) ]% h: o# W 与此同时,由于不同颜色光的光谱波长的固有特性存在着差别,芯片还会产生不同的色彩还原,画面色彩往往表现出红色不够鲜艳的特点。因此, 如何使投影机既具有足够的显示亮度,同时又能充分的保证色彩的真实还原便成了众多DLP 投影机厂商的“心病”,它们也大都在色轮技术的设计和解决方案上动脑筋。目前,比较典型的色彩还原技术有德州仪器的极致色彩技术、明基的黄金色轮、东芝的炫彩轮和惠普的双色轮技术等。
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$ t- g9 l' l) q 极致色彩技术5 W* ~ Y f% ^3 b' @! X* z
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咱们知道,单片式DLP投影机的色轮技术虽然使的投影机的成本大幅降低,有利用DLP投影的普及。但它却使得DLP产品的色彩水准长期位于3LCD液晶投影机之下,德州仪器则在这样的大背景下推出了极致色彩技术,希望能够大幅提升单片式DLP投影机的色彩表现。
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& n. x. Q* E8 W0 X$ ]7 W- A* b 这种名为极致色彩技术的色彩处理增强技术诞生于2005年,它在单片式DLP投影机上的应用非常成功。极致色彩技术的本质是采用三原色和三补色结合的色轮,以及适当的色彩调配算法电路,实现单片式投影机显示性能的提升;该技术还表现在提高光利用率,能提供较高的亮度和优质的色彩表现。
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在红绿蓝三原色基础上增加了青黄品红三补色的极致色彩色轮是极致色彩技术重要的组成部分之一。对于这一技术,德州仪器并没有采取封闭的态度,而是允许厂商提出自己的设计。典型的案例就是,德州仪器与三菱联合开发了这项技术,并率先在三菱的DLP投影上被应用。
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