LED投影機的對比
LCD
三片式液晶投影機的成像原理,以某液晶投影機的光路為例:首先光線通過濾光片,濾掉紅外線和紫外線這樣的不可見光,紅外線和紫外線對LCD片有壹定的損害作用。透過兩片多鏡頭鏡片將光線均勻化,並將UHP燈產生的圓錐形光校正為和投影圖像近似的矩形光線。在兩片鏡子之間的棱鏡用來將光線預先極性化,較之沒有該棱鏡的不對稱光箱,它可以減少光線的損失。光線下壹步被分光鏡分為紅、綠、藍三原色並被分別反射到相應的液晶片上。在到達液晶片之前光線還需要透過壹個凸透鏡和偏振片,凸透鏡的作用是將光線集中,偏振片則進壹步將光線極性化,使得光線振動方向壹致,可以被液晶片控制。最後光線經過液晶片,通過電路板驅動,液晶片上的各像素點有序開閉,產生了圖像,並通過每原色光的調校產生了豐富的色彩。最後三路光線最終匯聚在壹起由鏡頭投射出去。
提及LCD技術,在國際上早就淘汰了,最後壹個生產該技術投影機國際品牌是SHARP在2003年還生產的SHARP PN500型號的娛樂用投影機,參數是640*480,120ANSI流明。
同期在國內,有多維電子,瑞誠科技,亞視科技等企業生產類似的液晶單片投影機,該類投影機使用HID氣體放電燈做光源,其壽命可以實際達到約6000小時;顯示器件大多使用二手的拆機液晶屏,以夏普的320*240分辨率液晶屏居多。其後在2005年,800*480分辨率的液晶屏如東芝的TF070B070F,日立的LQ系列液晶屏等也大量使用。直到2007年,元太公司PVI生產了不帶背光源的800*600分辨率的液晶屏,開始成為相對專業的液晶屏,供該行業使用。2011年,元太公司生產了PM058系列的5.8寸1280*768分辨率的液晶投影屏,雷克賽恩在當年第壹個推出了使用該液晶屏的LED投影機ESP300HD,達到了國產液晶單片投影機的頂峰。其後,該技術構架的投影機逐步退出市場。相對國際品牌都采用的DLP, 3LCD技術而言,該類型的投影機存在色彩不好,只有256000色,對比度不高(只有500:1)左右,沒有偏軸,梯形校正後圖像模糊(只有雷克賽恩采用電子梯形校正沒有該缺點),等問題,無論采用什麽光源,這類產品已經在國內國際市場上退出消費者視線了。
DLP
以1024×768分辨率為例,在壹塊DMD上***有1024×768個小反射鏡,每個鏡子代表壹個像素,每壹個小反射鏡都具有獨立控制光線的開關能力。小反射鏡反射光線的角度受視頻信號控制,視頻信號受數字光處理器DLP調制,把視頻信號調制成等幅的脈寬調制信號,用脈沖寬度大小來控制小反射鏡開、關光路的時間,在屏幕上產生不同亮度的灰度等級圖像。DMD投影機根據反射鏡片的多少可以分為單片式,雙片式和三片式。以單片式為例,DLP能夠產生色彩是由於放在光源路徑上的色輪(由紅、綠、藍群組成),光源發出的光通過會聚透鏡到彩色濾色片產生RGB三基色,包含成千上萬微鏡的DMD 芯片,將光源發出的光通過快速轉動的紅、綠、藍過濾器投射到壹個鑲有微鏡面陣列的微芯片DMD的表面,這些微鏡面以每秒5000次的速度轉動,反射入射光,經由整形透鏡後通過鏡頭投射出畫面。
DMD
DMD是德州儀器的數字光處理技術(DLP)的核心器件,這個只有火柴盒大小的芯片上竟密密麻麻地排列了80萬至100萬面小鏡子,而且每個小鏡子都可以獨立向正負方向翻轉10度,並可以每秒鐘翻轉65000次。光源通過這些小鏡子反射到屏幕上直接形成圖像。所以DLP投影技術拋棄了傳統意義上的光學會聚,可以隨意改變焦點,調整起來十分方便,而且其光學路徑相當簡單,體積更小。
以雷克賽恩的CINE系列為例,該投影機只有巴掌大小,卻能播放各種數字媒體,兼容所有的視頻格式,還具有電視功能,電子梯形校正功能,多媒體播放PMP功能。且優秀的光學設計能力保證了100%偏軸,因此具有足夠的使用和實用價值。
其采用的LED技術,是時序RGB技術,保證了色彩的真實鮮艷不誇張,達到了100%NTSC色域。
LCOS
LCOS(Liquid Crystal on Silicon)屬於新型的反射式micro LCD投影技術,它采用塗有液晶矽的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。用先進工藝磨平後鍍上鋁當作反射鏡,形成CMOS基板,然後將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合,再註入液晶封裝而成。LCOS將控制電路放置於顯示裝置的後面,可以提高透光率,從而達到更大的光輸出和更高的分辨率。
LCOS也可視為LCD的壹種,傳統的LCD是做在玻璃基板上,LCOS則是做在矽晶圓上。前者通常用穿透式投射的方式,光利用效率只有3%左右,解析度不易提高;LCOS則采用反射式投射,光利用效率可達40%以上,可隨半導體制程快速的微細化,逐步提高解析度。反觀高溫多晶矽LCD則需要單獨投資設備,而且屬於特殊制程,成本不易降低。LCOS面板的結構有些類似TFT LCD,壹樣是在上下二層基板中間分布Spacer以加以隔絕後,再填充液晶於基板間形成光閥,藉由電路的開關以推動液晶分子的旋轉,以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導電玻璃,下基板是塗有液晶矽的CMOS基板,LCOS面板最大的特色在於下基板的材質是單晶矽,因此擁有良好的電子移動率,而且單晶矽可形成較細的線路,因此與現有的LCD及DLP投影面板相比較,LCOS是壹種很容易達到高解析度的新型投影技術。
LED
眾所周知,投影機燈泡是壹樣較為昂貴的消耗品,其具有壹定的使用壽命,當使用時間長了燈泡就會老化,更換燈泡是投影機用戶必須考慮到的問題,這也是投影相比機液晶電視的壹大劣勢。多年來,各大投影廠商不斷致力於研發使用時間更長的燈泡,LED投影技術的出現,揭開了投影機發展的壹個新局面。相比傳統投影機,采用LED光源的LED投影機最大的優勢就是不需要頻繁更換燈泡,其燈泡壽命在10000-20000小時甚至更長,用戶完全無需擔心投影機燈泡損耗的問題。
但是,LED光源雖然號稱冷光源,但是LED光源卻特別怕熱。芯片自身產生的熱量,如果不能及時地被消除或散發走,溫度會越升越高。超過100攝氏度的芯片溫度能急劇地降低LED芯片的發光效率,造成光衰。超過150攝氏度的溫度,能讓LED芯片瞬間燒毀。因此,只有良好的散熱,才能真正發揮LED光源長壽命的特質。否則,LED芯片會短期內急劇衰減,其壽命可能會連傳統的金鹵燈都不如。熱管散熱和大熱沈技術,是必然的選擇。參考雷克賽恩的專利技術,可以發現只有該技術,才能保證LED的長壽命。
由於LED是冷光源,工作中不會像金屬鹵素燈產生大量熱量,並且減化了原有光源要求的復雜的光路結構,這樣就可以降低對投影機散熱系統的要求,體積就可以做到比原來小得多。從小的方面來說,LED投影機壹般都保持在1公斤以下,有些甚至只有0.5公斤左右,這樣的重量便於攜帶和移動使用。並且噪音也小的多了。