投影顯示是一種古老的顯示技術(shù),也是一種與時(shí)俱進(jìn)的顯示技術(shù)。近幾年來,LED投影成為新寵。下面簡介一下當(dāng)前幾種的主流投影顯示技術(shù)。
LED投影的優(yōu)勢(shì)
第一、使用壽命長,節(jié)能環(huán)保。LED光源衰減慢,1萬小時(shí)只衰減5%,科學(xué)合理的使用情況下,壽命可達(dá)到5萬個(gè)小時(shí)。整機(jī)功率不超過38瓦,相當(dāng)節(jié)能。一年內(nèi)可節(jié)省電費(fèi)400-500元左右整機(jī)功率不超過38瓦,相當(dāng)節(jié)能。一年內(nèi)可節(jié)省電費(fèi)400-500元左右。傳統(tǒng)投影機(jī)一般都200W以上,甚至更高。LED稱為冷光源,光線中不含紅外線和紫外線,畫面無閃爍,潤眼護(hù)眼。而且一般投影燈為氣體放電燈,均含有有害環(huán)境及人體的汞,而LED光源不包含汞等。且具備普通電器的即開即亮、即關(guān)即滅特性,免去用普通投影機(jī)的令人厭煩的開機(jī)和關(guān)機(jī)等待。
第二、由于LED投影機(jī)的長壽、發(fā)熱量小、高可靠性,帶來其整機(jī)的維護(hù)、售后成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)投影機(jī)。它無需傳統(tǒng)投影機(jī)頻繁的定期維護(hù)、高昂的維修配件費(fèi)等。
第三、小巧、便攜、功能豐富,與隨身數(shù)碼設(shè)備強(qiáng)大的互聯(lián)互通性;可以接電腦、手機(jī)、PDA、等隨身數(shù)碼設(shè)備;也可以插SD卡、U盤、移動(dòng)硬盤等移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備;支持市面上絕大多數(shù)的多媒體文件(包括RMVB文件)的直接流暢播放,是超強(qiáng)的便攜式多媒體播放器和投影設(shè)備。
第四、工作、生活兩不誤:上班時(shí)是我們的工作助手,隨時(shí)隨地的做商務(wù)簡報(bào),小型會(huì)議;下班往隨身口袋一放帶回家無論是接機(jī)頂盒看電視,還是接DVD看大片,或者接上PSP、Wii、X-BOX打游戲,這些都沒問題。
LCOS投影顯示器
普通液晶顯示器由于采用透射式工作方式,會(huì)造成照射光被吸收,從而導(dǎo)致亮度不高,因而液晶顯示器用途受到一定的限制。而硅基液晶(LiquidCrystalOnSilicon,LCOS)顯示器由于采用了反射式裝置,在功耗相同的情況下,光源產(chǎn)生的光將更多地通過光學(xué)傳輸介質(zhì),從而提高了顯示器亮度。
LCOS顯示是一種新型微顯示技術(shù),也是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù),也稱為數(shù)字硅基反射液晶顯示技術(shù),它是采用半導(dǎo)體CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。CMOS芯片上涂有薄薄的一層液晶,控制電路置于顯示裝置的后面,可以提高透光率,從而實(shí)現(xiàn)更大的光輸出和更高的分辨率。
LCOS投影顯示器的工作原理是,因單晶硅片下面制造了控制電路,可控制每個(gè)液晶像素的工作狀態(tài)。當(dāng)穿過液晶像素的光被下層硅片上的反射電極反射回去,再次穿過液晶像素時(shí),利用液晶分子對(duì)光源透過率的改變,而形成圖像光信號(hào)。這種圖像光信號(hào),再通過光學(xué)系統(tǒng)和投影系統(tǒng),把圖像光信號(hào)聚焦、放大而投射到屏幕上,以形成彩色圖像。
LCOS投影顯示器的圖像失真小,全屏清晰度相同,會(huì)聚不受地磁場(chǎng)影響;可以消除行間閃爍和圖像大面積閃爍;分辯率高,能實(shí)現(xiàn)HDTV顯示;但成品率低,售價(jià)高,芯片制造困難。目前它正朝著擴(kuò)展可視角、降低惰性、降低價(jià)格、提高背光源(燈泡)壽命等方面發(fā)展,并已取得了可喜進(jìn)展。
DLP投影成像系統(tǒng)
DLP(digitallightprocessor)是數(shù)字光學(xué)處理器,它主要是利用美國德州儀器的數(shù)字微鏡器件DMD(digitalmicro-mirrordevice)的成像器件,這是一種快速響應(yīng)、反射式的數(shù)字光開關(guān)器件。它為DLP的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)保障,從而開辟了投影機(jī)技術(shù)發(fā)展的數(shù)字時(shí)代。
其原理是將光源藉由一個(gè)積分器(Integrator),將光均勻化,通過一個(gè)有色彩三原色的色環(huán)(ColorWheel),將光分成R、G、B三色,再將色彩由透鏡成像在DMD上。以同步訊號(hào)的方法,把數(shù)字旋轉(zhuǎn)鏡片的電訊號(hào),將連續(xù)光轉(zhuǎn)為灰階,配合R、G、B三種顏色而將色彩表現(xiàn)出來,最后在經(jīng)過鏡頭投影成像。
目前,DMD顯示分辨率已達(dá)2048×1080像素。一塊1280×1024像素的DMD,它含有130萬個(gè)規(guī)則排列相互鉸接的微型反射鏡,每個(gè)反射鏡的大小約16μm×16μm,反射鏡之間的間隔約1μm。因此,可以將DMD與圖像信號(hào)、光源和光學(xué)投影單元,彼此協(xié)調(diào)組合成一個(gè)圖像顯示系統(tǒng)。
DLP投影成像系統(tǒng)有用在便攜式投影產(chǎn)品的單片DMD式;有用于大型拼接顯示墻的二片式;有用于屏幕和高亮度應(yīng)用領(lǐng)域的三片式,如數(shù)字電影院。DLP投影機(jī)清晰度高,畫面均勻,色彩銳利,三片機(jī)可達(dá)到很高的亮度,且可隨意變焦,調(diào)整十分方便。
由于便攜式投影機(jī)亮度非常高,可不使用專用屏幕,直接投在白色或淺色墻壁上即可;背投影式的投影機(jī)位于半透明的屏幕之后,而觀眾在屏幕的前方觀看。顯然,它需要將輸出的光線經(jīng)處理反射到屏幕上,很多大屏幕投影電視就是采用這種顯示方法。由于其優(yōu)越的技術(shù)性能,DMD近年在多媒體數(shù)字投影儀、高清晰度電視和數(shù)字電影院系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。
投影顯示光閥LV
光閥(lightvalve,LV)是一種在光路中,起通斷光路并對(duì)光路強(qiáng)行進(jìn)行調(diào)制和放大的應(yīng)用光電子器件。在投影顯示技術(shù)中,光閥相當(dāng)于一個(gè)圖像亮度增強(qiáng)器,它利用微弱的圖像信號(hào)輸入改變器件的電光性能(如偏振、折射率等)或幾何微結(jié)構(gòu)特性。外部讀出光被光閥(反射或透射)作用后,再經(jīng)投影物鏡投影,最后在投影屏幕上得到與微弱輸入圖像結(jié)構(gòu)相同,但強(qiáng)度和尺寸已得到增強(qiáng)放大的圖像。
目前商業(yè)化應(yīng)用的投影顯示光閥主要有:數(shù)字微鏡器件(DMD)光閥;液晶光閥(LCLV)和油膜光閥(OFLV)。目前,液晶光閥投影和DMD(也稱為DLP)投影技術(shù)都是大屏幕投影顯示的主流技術(shù)。
由于液晶光閥投影是目前亮度、分辨率最高的投影技術(shù)之一,因而適用于環(huán)境光較強(qiáng)、面積較大的投影顯示場(chǎng)合,目前廣泛用于控制中心,電教中心,會(huì)議演示中心,以及各類民用場(chǎng)所。
激光投影顯示技術(shù)
當(dāng)前投影式激光顯示即微顯示投影機(jī)采用激光光源。激光顯示具有色域?qū)?、亮度高、?jié)約資源、節(jié)省能源、優(yōu)化環(huán)境、能夠?qū)崿F(xiàn)不用眼鏡的真三維顯示等優(yōu)點(diǎn)。激光顯示技術(shù)是新型顯示技術(shù),是一種具有前瞻性的顯示技術(shù),國家將激光顯示列入“十二五”規(guī)劃,特別是國家“十二五”科學(xué)技術(shù)規(guī)劃,在新一代信息技術(shù)中將激光顯示列為新型顯示首位加以發(fā)展,要求激光產(chǎn)品做到高可靠、低成本、長壽命。
激光顯示系統(tǒng)工作原理如下圖所示。
由圖可知,它主要由三基色激光光源、光學(xué)引擎和屏幕三部分組成。其中,光學(xué)引擎則主要由紅綠藍(lán)三色光閥、合束X棱鏡、投影鏡頭和驅(qū)動(dòng)光閥組成。紅、綠、藍(lán)三色激光分別經(jīng)過擴(kuò)束、勻場(chǎng)、消相干后入射到相對(duì)應(yīng)的光閥上,光閥上加有圖像調(diào)制信號(hào),經(jīng)調(diào)制后的三色激光由X棱鏡合色后入射到投影物鏡,最后經(jīng)投影物鏡投射到屏幕,就可得到激光全色顯示圖像。
激光顯示技術(shù)是以高飽和度的紅、綠、藍(lán)(RGB)三基色激光為光源的顯示技術(shù),它充分利用激光波長可選擇性和高光譜亮度的特點(diǎn),使顯示圖像具有更大的色域表現(xiàn)空間,色域覆蓋率可達(dá)90%(人眼所能看到的色域中,液晶只能再現(xiàn)27%,等離子為32%,而激光的理論值超過90%),可實(shí)現(xiàn)2倍于傳統(tǒng)光源的色彩再現(xiàn)能力,色彩飽和度為傳統(tǒng)顯示的100倍以上。
因此,激光顯示技術(shù)最大程度地能展現(xiàn)人眼可以識(shí)別的色彩,真實(shí)地再現(xiàn)客觀世界豐富、艷麗的色彩,提供更具震撼的表現(xiàn)力。同時(shí),它完全繼承數(shù)字時(shí)代的高分辨率、數(shù)字信號(hào)等特征,實(shí)現(xiàn)人類有史以來最完美的色彩還原。所以,激光顯示將成為下一代顯示即大色域全色顯示時(shí)代的主流技術(shù)。
激光顯示作為新一代的節(jié)能顯示技術(shù)具有卓越的低能耗特點(diǎn)。以1,000萬臺(tái)LED電視每天工作4小時(shí)計(jì)算,年耗電共計(jì)29億度,如果這些家庭采用更節(jié)能的激光電視每年將節(jié)電20億度,近于幾個(gè)大型火力發(fā)電廠年發(fā)電量的總和,相當(dāng)于每年減少173萬噸二氧化碳的排放。同時(shí),激光顯示的核心部件在生產(chǎn)過程中不使用任何重金屬,沒有廢水、廢氣、廢物排放,是名副其實(shí)的環(huán)境友好型光源。
在應(yīng)用層面,激光顯示技術(shù)將成為未來高端顯示的主流。其在公共信息大屏幕、激光電視、數(shù)碼影院、手機(jī)投影顯示、便攜式投影顯示、大屏幕指揮及個(gè)性化頭盔顯示系統(tǒng)等領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間和廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景??稍诔笃聊徽宫F(xiàn)更逼真、更絢麗的動(dòng)態(tài)圖像,實(shí)現(xiàn)其他顯示技術(shù)所不能達(dá)到的視覺震撼效果。