浅述3LCD与DLP的对比

2013-03-18 10:24:56

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随着投影机技术的不断的发展和创新,投影机的制造成本也在逐渐的下降,从而使用投影机价格更加趋向于普通的用户所能接受的范围。另一方面人们对需求的增加、这些因素都在让投影机慢慢的走近每个人的身边,投影机产品的普及面在增大。投影机已经不再是那只“旧时王堂燕”,而是慢慢转变成大众化的影音产品之一。

近年来,平面显示产品大型化早已成为一种趋势。大尺寸平面显示器的应用领域如今已扩展至家用市场,并发展出如家庭影院等用途来。放眼现今市场上的平面显示产品,除了等离子电视外,液晶显示器也从过去笔记本电脑、PC用途扩展至家用电视,而各项投影技术的应用也从前投影市场延伸至背投电视市场,这也让平面显示市场呈现百家争鸣之势。而投影技术能提供更大尺寸和更具震撼效果的视觉体验,因此日渐受到消费者的青睐。

目前在投影机产品技术中,3LCDDLP这两大投影主流技术在影像表现和应用层面上各领风骚,两大阵营也将其技术特色发挥得淋漓尽致。

3LCD投影技术和DLP投影技术分庭抗争

现今市场上的投影技术相当多样,其两大主流技术分别为 LCDLiquid Crystal Display)和DLPDigital Light Processing)。LCDDLP投影技术又分为单片和三片式,LCD投影技术目前均以三片式为主(因此业界广泛称之为3LCD技术),DLP则是以单片式最为普遍,三片式DLP投影技术多用于价格昂贵的高端应用,如数码剧院。投影电视若依投影方向不同又可分为前投影显示器(Front Projection Display)和背投影显示器(Rear Projection Display)等。

两项投影技术中,以 3LCD的发展最早,并且其技术非常成熟,所呈现的画面效果和色彩饱和度非常令人满意。也因此,3LCD投影机非常适合色彩丰富的影像和动态画面的输出。而随着投影市场的发展,大量商务应用也加速了投影机在小型化和高亮度上的突破,因此2002年许多便携式投影机也纷纷面世。

3LCD投影技术和DLP投影技术的优点和应用领域

3LCD(三片式)的技术架构是采用体型极小的高穿透式高温多晶矽( High-Temperature Poly SiliconHTPSLCD显示面板,利用分光原理,由分光滤镜将影像光源分为红、绿、蓝(RGB)三色光,再分别透过投影机内部三片LCD面板将影像重叠聚合成一全彩的影像,最后透过镜头将影像投射至屏幕上。

3LCD投影技术将颜色聚合后,其色彩非常正确,不会有色分离(Color Breakup)的现象产生,具备明亮、自然和柔和等优点。其三大特色分别如下:

1.自然的影像(Natural Images

3LCD投影系统可准确控制RGB三色并构成影像的画质,因此可让使用者观赏更自然生动的画面,如人类肤色表现或黑色的色彩梯度均可细腻的呈现。

2.柔和的影像(Gentle on the Eyes

由于画面是由 RGB三片不同色彩的HTPS LCD面板所投射出的影像所构成,因此快速移动画面和影像将不会出现如彩虹现象(rainbow effect)等色分离现象。

3.明亮的影像(Bright Images

3LCD是将灯泡发出的光线分离成RGB三种颜色的光并分别通过LCD面板聚合投射成像。由于三色光为同时投射,因此其光效率非常高,使用者可以观赏明亮和清晰的影像。为了提供更为明亮的影像,业界利用了两项专利,一是Lens Array(累计透镜),一是PS Converter(极化偏光转换元件)。一般灯光打出之后,中间部分都会比起周围来的明亮,加上Lens Array之后,能将光线均匀分布,因此中间部分和四周的亮度会更接近,不但可节省光源,并增加约40%的亮度。此外,虽然光是四散的,但其仍可分为垂直轴向与水平轴向两方向的向量,若使用偏光镜片会将某方向光线完全阻隔,并不适合需求高亮度的投影机使用,而PS Converter可将光源轴向改变,让垂直光源完全转变为水平光源,因此光源亮度可加倍。 

亮丽的视觉享受

1.影像不失真

DLP投影技术能利用微镜片提供清晰、正确、不失真的影像。DMD微镜片之间借由紧密地编排,其间隔可小于一微米,因此影像的像素和像素之间几乎无法察觉其缝隙,可以避免影像的像素化(pixellation)和纱窗效应(Screen Door)现象。另外DLP的动态对比技术(Dynamic Black),可让画面的暗部细节非常明显。DLP芯片监控并改变色彩的变化,其动态调整的方式让消费者可看到更多暗部细节,最高的对比度可达到60001DLP也可解决模拟电视恼人的烙印效应。 

2.画面明亮

DMD微镜片能够将更多的光源带至屏幕上,以提高光效率,不论是家用视听产品或商业简报用途均可提供充足的亮度。而在数码剧院的用途上,其影像亮度更可达到15000流明。

3.色彩丰富

不论是背投电视或家庭影院, DLP投影技术均可提供更为深邃的暗部细节和色调,而DLP Cinema投影技术更可提供高达35兆的色彩,几乎是现在电影院中模拟投影技术的八倍之多,且全球已有285家电影院采用这种投影技术。其优点是电影所呈现的影像正是导演希望观众所看到的,不会有传统电影母带拷贝的影像变质问题。 

DLP投影更具魅力的产品特色

DLP即数字光处理,这种投影技术先把影像讯号经数字处理后,再把画面投影出来。 DLP的投影核心是由TI所开发的DMDDigital Micro-mirror Device)数字微型反射镜元件来处理画面数据,这是在CMOS的标准半导体制程上,加上可改变角度的微镜片以控制光线的反射。DMD芯片以矩阵排列许多微镜片,而一个微镜片就代表画面中的一个像素,例如分辨率为XGA1024*768)的DMD芯片上,就会有1024*768个微镜片。

1.更小体积

DLP投影技术仅需一片DMD芯片核心便可以快速调变影像,如此可让产品体积更小巧,光线更明亮,并空出更多的空间以供系统商加入其他功能。因此设计人员可集中心力在如何让产品更小巧优雅。不但客厅中的DLP背投电视可省下不少空间,商务人员也可携带轻巧的行动投影装置进行演示。 

2.可靠性

DLP投影系统不易因为高温、潮湿和震动等环境因素而影响影像品质。

3.多变性

DLP投影系统全数码影像处理方式可提供更多弹性,不论是观赏电视、家庭影院、上网、玩电子游戏或浏览数码相机的影像,通通可利用DLP投影系统完成。 

二大投影技术产品的比较

 应用厂商

目前,3LCD投影技术中关键的LCD投影面板,全球只有两家厂商可以生产,分别为日本的Seiko EpsonSONY。该两家厂商领导3LCD技术开发,其产品从低档到高档,从商用到家用,清一色均使用3LCD投影技术,并受许多知名厂商欢迎。

但另一方面,目前全球也有超过 75家厂商采用DLP技术生产背投电视和投影机,而目前市场上背投电视和投影机仅DLP机型就超过350款。在2003年时,DLP背投电视只有18种,现在已有50种不同的品牌。并且DLP背投电视在美国市场占有率已达18%

面对 DLP阵营的快速崛起,尤其在移动商务等商务机型的坐大,3LCD阵营的产品正向亮度、分辨率和体积缩小等方向的改善、调节HTPS LCD面板价格等积极作为以继续保有其在投影市场上的主导优势。 

 产品差异性

对 3LCD投影技术来说,由于芯片技术上的差异,对于高亮度如25003000流明以上的需求都可以轻松达成。以现今家用投影机对高画质和高品质的需求来看,3LCD是优于其它投影技术的。台湾厂商较少发展自由品牌,而是以系统组装为其强项,其优点是组装速度快、出货快,并且价格也可压低。然而3LCD投影技术在光学引擎生产中的良品率、制造过程上的模组化问题需要技术经验的累积才得以解决,因此也令许多厂商敬而远之。

3LCD投影技术并非由单一厂商提供,能让产品具备更大的差异性,而主要厂商如EPSON的产量已经在2004年底完成扩充,未来也将更具备足够技术能力以充分支持系统厂商生产,这对所有对3LCD技术有兴趣的厂家来说,无疑是个好消息。

另一方面,虽然 DLP技术均由TI所提供,然而TI并没有自己的品牌,只提供技术部分,不会发生和自身客户竞争的情况,加上DLP的技术特性适合台湾厂商生产,因此DLP日渐受到台湾系统厂商的青睐。DLP技术本身仅为一个光学元件,而就整个产品来说,很多部分需要客户自己去完成,也可借此提高产品的差异性。对TI来说,DLP技术最大的优势在于客户。由于不同的客户发展不同的市场和产品,比如便携式投影机、家庭投影机或剧场用的投影机。因此DLP技术重点在于客户可在自己的市场作创新。相对于3LCD悠久并成熟的发展历史,DLP年级尚轻,将来仍具有创新的机会,并满足市场供需。

 寿命和亮度

若单纯比较投影核心的寿命, DLPDMD芯片由于是半导体制程,比起LCD显示面板稍占优势,其画质和色彩稳定,不会随着时间和使用次数而降低影像色彩和品质。但若以整机寿命进行比较的话,由于DLP投影技术依靠高速旋转的色轮,只要一开机便不停高速转动,因此色轮马达的耗材寿命问题也成为消费者考虑的重点之一。另外,光效率也会影响消费者购买意愿。过去LCD技术常见光耗损的问题,经过EPSON改良HTPS LCD面板制程,提高LCD开口率后已获得解决。而DLP技术在投射单一色光时会阻隔其它两种色光,也将影响其光效率。

三片式 DLP光效率最佳,但其价格昂贵,是属于高级应用的产品,例如电影院所使用的纯数码放映机就是三片式DLP投影设备。当3LCDDLP两种投影机所投影出来的亮度相同时,DLP投影机所需的灯泡瓦数相对较高,由于高亮度金属灯泡的温度非常高,散热效果的好坏将对灯泡寿命产生相当大的影响,而散热时所产生的风扇噪音问题,也是投影机往后需要克服的重点。此外,LCD投影面板会随着使用年限增长稍微影响画面品质,而DLP由于是采用数码方式播放,因此其影像品质较不易随着时间而变化。

3LCDDLP投影机各有市场,过去由于3LCD投影技术的先天限制,因此便携式机型是由DLP投影技术以其小巧体型占有绝大优势,然而借由3LCD投影技术的不断改良,便携式机型由DLP独大的局面已不复存在。轻巧小体积的投影机主要问题在于噪音大。投影机主要的噪音来源为其散热风扇,而DLP投影机由于需要另一颗高速马达来转动色轮,因此开机后同时有两颗马达在机身内部转动,噪音问题较仅有散热风扇马达的3LCD投影机稍大。另外,体积大的投影机因为易于散热,故风扇马达转速较低,透过其内部效果良好的隔音机制,相较于体积小巧的便携式投影设备,更可达到安静的效果,所以家庭影院均为体积较大的产品。

 投影技术新兴应用  

DLP--All in One即时影院(Instant Theater)。 运用 DLP技术的即时影院投影产品,可让消费者以同一款产品便可拥有家庭影院的享受。即时影院产品是结合DLP投影机、DVD播放机和音响系统于一身的平价产品,免除连接零件与接线的困扰,主要针对消费者钟情大屏幕、价格合理与操作简单等需求而设计,只要一个按键就可以轻松享受电影院般的震撼效果。

DLP--携带方便的口袋型投影机。 DLP口袋型投影机结构小巧,体积只有121*47*97mm,重量仅400克,以电池驱动,利用LED光源(发光二极体),因此不必热机,一开机便可使用。可用于观赏电影、数码照片和玩电子游戏等。 

3LCD--结合无线传输的多媒体液晶投影机。 业界首部无线传输多媒体液晶投影机,是 Epson的无线传输规格的投影机,将传输速度由过去11Mbps提升到54Mbps。另外,配合NON-PC时代,以随身CD、存储卡即插即用的功能,可让汇报更轻松。透过无线数据传输技术,其资料传输速度可比同类产品提高四倍,让影像传送更为流畅。而一部笔记本电脑也可同时与四部投影机做无线连接,方便使用者于会议中清楚陈述内容。 

总结:如今投影机市场在不断的升温,3LCDDLP两大技术也在不断向前发展。对于这两种技术谁有谁劣,不能用简单的好和坏来衡量,而是要看自己选择投影机的实用性。未来随着技术的进步,投影市场肯定会有更多精彩的产品,值得消费者期待。

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