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CRT、LCOS、DLP与LCD投影技术原理全解析

发布时间:2019-06-28 21:21 来源:ZNDS 阅读: 我要投稿

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  综观如今市面上的投影仪,从芯片的工作原理上大致分为四种:CRT、LCD、DLP、LCOS。下面一起来看看这四种显示技术原理都有何区别?

  

一文解析CRT、LCOS、DLP与LCD投影技术原理

 

  一、CRT( Crystal Ray Tube) 投影技术

  CRT作为投影技术领域的先驱,其宽广的色域是其它几种投影仪所无法比拟。但是,由于CRT 投影仪的显示和发光亮度均由CRT来完成,亮度和分辨率的矛盾成为制约CRT 技术在投影仪市场进一步发展的主要因素;此外,CRT 投影仪由红、绿、蓝三枪分别显示,安装调试过程非常复杂。所以,在如今的投影仪市场,CRT技术已基本被LCD、DLP、LCOS 等新技术所取代。

  二、LCD(Liquid Crystal Display)投影技术

  LCD 技术最早出现于1968年,按照液晶板的片数,LCD 投影机分为单片LCD 投影仪和三片 LCD 投影仪。

  1.单片LCD 投影仪

  单片LCD 投影仪的工作原理是将LCD面板的背光部分拆去,然后使用大功率的背光源通过聚光镜照射到LCD面板上,由于LCD面板是透光的,画面就会被照射出去,通过前面的聚焦镜及镜头打到屏幕上而成像。这个原理与教学用的那种投影仪非常相似,普通的投影机使用的均是这一原理。

  2.三片 LCD 投影仪

  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。

  三、DLP(Digital Light Processing) 投影技术

  DLP 技术是由美国德州仪器的 Larry Hornbeck 博士所研发成功。根据DLP 投影仪中使用DMD 芯片的数量,分为单片(使用一片DMD 芯片)、三片(使用三片 DMD 芯片)DLP 投影仪。

  1.单片 DLP 投影仪

  单片 DLP 投影仪内部只安装一片DMD芯片,其光源可采用金属卤素灯、高压汞灯所发出的白光或新光源(如 LED 灯)发出的REG三色。

  采用白光光源的单片 DLP 投影仪通过在光源与 DMD 之间安装一个色轮产生 REG 三色。色轮通常被分为四个区域:红区、绿区、蓝区和一个用来增加亮度的透明区域。由于透明区域会减弱色彩的饱和度,所以在某些型号的投影仪中可能会被禁用或者干脆省略掉。

  DMD 芯片与色轮的转动保持同步,当色轮中蓝色部分位于光源前面的时候,DMD 就显示画面中蓝色的部分。红色和绿色的情况也非常类似。红、绿、蓝三种画面按照顺序以非常高的速度被投射出来,因此就能看见合成的“全彩色”画面。

  2.三片DLP投影仪

  三片 DLP 投影仪内部安装三片 DMD 芯片,光源发出的光被棱镜分离成三路,这三路光线经过滤光分别成为红、绿、蓝三种颜色,然后分别照射到相应的DMD 芯片上。最后,三束经过 DMD 芯片调制的光线借助棱镜再重新合并成一路光线,并通过镜头投射到屏幕上。三片 DLP 系统能够显示 35 万亿种颜色,相比之下,单片 DLP 系统却只能够显示 1670 万种颜色。

  一般的 DLP 投影仪只有一个 DMD 成像部件,三片式 DLP 投影系统可实现非常高的图像质量或非常高的亮度,但成本较高,所以现在市场上绝大部分的DLP 投影机都是单片 DMD 芯片的。

  四、LCOS(Liquid Crystal on Silicon) 投影技术

  LCOS 属于新型的反射式 micro LCD 投影技术,它采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为反射式 LCD 的基片,用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜形成 CMOS 基板,然后将 CMOS 基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合,再注入液晶封装而成。

  1.单片式LCOS投影机

  光学引擎是以快速旋转的色轮将白光形成循序的红、蓝、绿光,并将三原色光与驱动程式产生的红、蓝、绿画面,同步形成分色影像,再藉由人眼视觉暂留的特性,最后在人脑产生彩色的投影画面。

  2.三片式LCOS投影机

  三片式是将光源经分光棱镜将光束分为红、蓝、绿光后,再分别将光束投射入三片 LCOS 面板,将投射出的三色影像经过合光系统加以结合形成彩色影像。

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