發布日期：2022-07-15 點擊率：12
隨著數字電視和高清晰度電視時代的到來,常規CRT背投影電視將無法勝任高清晰度和高亮度的需要。于是人們就把目光投向了數字顯示技術,其中液晶(LCD)投影由于其成熟的技術和工藝,成為了人們的首選技術。
液晶投影技術從開始商業化到現在,已經經過了十多個年頭。從最早的分辨率不足VGA、亮度不到100流明的視頻投影機,發展到現在分辨率超過SXGA、亮度超過三千多流明的數據投影機。目前LCD投影機已經占據商用投影機的大部分市場,LCD投影機進入家庭也隨著這一技術成本的降低而成為可能,特別是數字高清晰度電視的即將開播,使液晶背投影電視進入中國普通家庭將為時不遠。
液晶投影電視的關鍵部件是液晶板和光學引擎,光學引擎也就是背投電視中的光學機芯。在光學引擎中,光源發出的光線通過分色鏡被分解成紅綠藍三種顏色的色光,然后這三色光分別照明三個液晶板,通過合色鏡和鏡頭,把三色圖像投影到屏幕上,實現彩色圖像的顯示。光引擎中最關鍵的技術有幾個,一是光的利用效率,另一個是三色光的色純度。光源效率是燈源發出的光和最終投射到屏幕上光強的比例,效率越高,意味著投影屏幕上的亮度越高。反過來講,在相同的屏幕亮度下,效率高的投影機可以使用功率低的燈源。這是非常重要的,因為燈源發出的光除了投射到屏幕上之外,其它能量將都被封閉在光引擎中,最終成為熱量散發出來,而溫度的提高將影響LCD壽命。此外三色光的色純度關系到圖像的色彩,在光引擎中,紅綠藍三基色的產生是由光學薄膜實現的,高質量的光學薄膜是保證投影機色純度的基礎。
和其它投影技術相比,LCD投影有其獨特的優點。首先,LCD目前采用薄膜晶體管(TFT)作為圖像尋址器件,其尋址方式和常規電視不同。傳統電視機在顯示圖像時,圖像通過一行行掃描得到,當顯示完一行后,電視機就把這一行扔掉,而去顯示下一行。因此上一行的圖像會隨著掃描線的離開而逐漸變暗,產生畫面的閃爍。通常解決的方法是把掃描頻率增加,所以人眼實際觀測到的圖像是一個交流信號。而TFT尋址不同,當LCD顯示完一行圖像后,相關的圖像還保留在原來位置,因此LCD投影得到的圖像是一個直流信號。其相互的區別就如同日光燈發出的光(交流)和太陽光(直流)一樣,這一特性使LCD的圖像更加接近自然。因此相對來說,LCD對人眼的刺激要小。其次,LCD投影采用三個液晶板投影,光源被分色后又合成,幾乎很少有能量損失,最大限度地利用了光源的能量,使LCD投影較其它投影在亮度上要略勝一籌。而單芯片投影技術顏色通過調制器分時調制而得到,即在某一瞬間,人眼看到的是一種單色圖像,經過顏色的快速變化實現彩色顯示,這是一種“欺騙”眼睛的做法,它的缺點除了是一種和自然光不同的交變信號外,還存在能量利用率偏低以及快速運動存在色邊緣等不利因素。
LCD背投影電視的壽命是很多人關心的問題,目前投影機中的背投影用燈源壽命已超過15,000小時。飛利浦公司表示,今后幾年內背投影燈的壽命還將成倍增加。在LCD方面,LCD生產商也在不斷地研究長壽命液晶芯片。LCD的壽命與光能和溫度有關,在背投影應用中,由于燈源功率較低,光學引擎的溫度和商用投影機相比已下降了很多,一般液晶板的溫度控制在50度以下。由于背投影機的光輸出在300～500流明就已經足夠,因此LCD的壽命較商用投影機有成倍的提高。
在對比度方面,目前LCD背投影一般能達到400:1以上的對比度,這對一般用戶已經足夠。相對于人眼來說,當一幅圖像的對比度達到100:1時,人眼已經無法區分它和高于100:1對比度之間的區別了。在一般居住環境下,人們觀看電視節目時電視機能達到的對比度一般在50:1左右。為此無限制提高對比度并不能無限制提高圖像的質量。在家庭使用中,居室內的燈光會把高對比度全部“吃掉”,而選擇亮度適當高一點的液晶背投影電視,就能在環境光的包圍中保持自己的圖像對比度。此外液晶背投影由于亮度高,往往可以選擇視角稍大的屏幕,也就是說你可以在側面觀看到比較清晰明亮的圖像,這對于那些在餐廳吃飯而又想觀看放置于客廳中的電視節目的人來說無疑是一個福音。
目前LCD背投影電視的發展很快,特別是歐美等國,隨著數字高清晰電視信號的開播,對LCD高清晰度電視的需求量也不斷在上升。國際的一些著名電視機廠商如索尼、日立、松下、三星等都在歐美相繼推出了LCD背投影電視。目前LCD背投影電視的屏幕尺寸一般在40～60英寸之間。價格也從幾年前的5,000～10,000美元下降到目前的3,000～4,000美元。隨著液晶背投影電視價格的不斷下降,居民住房面積的擴大,以及中國高清晰數字電視的推廣,相信LCD背投影電視不久就會進入中國普通消費者家庭。
作者:李海峰
浙江大學光電顯示技術研究所
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