微型显示技术（下篇）

微型显示技术（下篇）

三种技术正在争夺投影电视市场的份额，每种技术都在努力改进，消除它们之间的差异。
　　要点
　　LCD、LCOS与DLP这三种具有相同目标的技术都在争夺高性能视频投影机市场
　　这场竞争的奖赏是市场份额将在今后几年上升至80亿美元。
　　竞争正在促进创新，创新将消除这三种技术之间一度很大的差异。
　　终，决定性因素可能是营销与成本。

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　　平板显示，请让位。根据Quixel Research公司提供的市场数据，微型显示背投电视系统走出后台，成为新的“大屏幕”。从而使2003年 ~ 2004年的销售额增长了225%，令人惊讶。微型显示背投电视系统的总销售额超过47亿美元，从而超过了等离子体和液晶两种电视系统的销售额之和。同时，根据Pacific Media Associates说，全部采用微型显示技术的正投电视系统，其销售额增长了42%。
　　微型显示投影电视系统如此大受欢迎，其关键在于德州仪器公司的DLP（数字光学处理）、LCD和LCOS（硅基液晶）这三种微型显示技术的激烈竞争，导致图像质量大大提高。这三种技术各有优缺点，但在克服自身局限性方面也取得了显著的进展。因此，这三种技术全都适应即将出现的高清晰电视市场，而相互之间只有细微的差异。
　　据采用所有三种技术制造器件的JDS Uniphase 公司的营销总监Iain Penny说，这三种技术的四个基本属性决定了它们之间的差异。其一是它们采用的光路控制类型：反射或透射；其二是系统所需的微型显示芯片数量；第三是光控元件的响应时间；是每种技术所能实现的像素尺寸。
　　LCD微型显示器是透射型显示器，它利用采用液晶的偏振效应来控制通过液晶的光。DLP是反射型显示器。DLP显示器包含的数百万个微反射镜，能改变光的方向，使光进入或偏离投射光路。LCOS 也采用液晶的偏振效应来控制光的透射，但液晶矩阵底部的一个反射镜反射光，而不是像 LCD 微型显示器那样透射光。

　　一个器件还是三个器件？
　　光线控制的性质会影响一个投影系统所需器件的数量。如图 1 所示，LCD 微型显示投影系统使用三个器件：红光、绿光、蓝光各一个。分色滤光片让某些波长的光通过，而将其它波长的光反射。它将来自投影灯泡的光分解为三基色。光通过微型显示器后重新混合成全色图像。
　　DLP 技术则完全不同（图 2）。如采用这种技术，一个微型显示器就可处理所有三种基色。一个旋转的色轮依次将红、绿、蓝（有时还有白）光送给 DLP 器件，DLP器件再将光反射至投射透镜。这样形成的瞬时图像只有一种颜色，但人眼的响应时间很慢，足以使三幅图像混合在一起，形成一幅全色图像。

　　LCOS 显示器既有三芯片配量，也有单芯片配量。今天常用的三芯片配量，如同 LCD 显示器那样，要处理三基色（图 3）。但LCOS技术也可以采用与 DLP 类似的单芯片配量。这样使用LCOS的关键在于将其响应时间缩短到这样的程度： 使显示器能足够快地投射三基色，以便人眼能把三基色混合在一起。

　　响应时间就是每个像素改变光路的速度，它基本上决定显示器是使用一个微型显示器件，还是每种颜色需要使用一个微型显示器件。LCD 是速度慢的显示器，具有10ms量级的响应时间，从而只能使用三芯片配量。 DLP的光处理速度快，响应时间为微秒级。

　　LCOS 的折衷方法
　　LCOS 器件介于 LCD 和 DLP 之间，具体情况与制造商有关。例如，索尼公司将其SXRD（硅液晶反射显示器）技术建立在高温多晶硅液晶的基础上；这种显示器可以实现5ms的响应时间，但仍然需要采用三芯片配量。然而，生产LCOS的United Microdisplay Optronics 公司的总裁 JJ Lee 说，进一步改进也是可能的。Lee说：“一种具备极快响应时间的 LCOS 技术是铁电液晶。通过使用铁电液晶和极小的单元间隔，我们已经看到微型显示器达到了几十微秒级的响应时间。”
　　有了那样快的响应时间，LCOS就可以采用单芯片设计。例如，MicroDisplay 公司在 2005 年消费类电子产品展览会上与 Uneed Systems 和 Genoa Color Technology 公司联合展示了一台 1920×1080 像素的高清晰背投电视。该电视系统使用一块 LCOS显示板来处理三种基色。
　　高清晰电视所需要的 1920×1080像素分辨率（逐行扫描）凸显出微型显示器第四个差异因素——像素尺寸的重要性。像素尺寸决定显示器必须多大才能实现这种分辨率。LCD 和LCOS微型显示器都能实现约8mm 的像素间距，而DLP接近于11mm。由于像素间距较大，DLP一直难以实现高清晰度的分辨率。较大的像素间距令器件芯片较大，从而会增加成本，降低成品率。
　　然而，如果 LCD和LCOS两种技术的种种局限性相同，DLP的像素间距限制对制造商来说并不是一种障碍。微型显示器电视市场很快会达到 80 亿美元规模，对这一市场的激烈争夺促使所有三种技术的制造商努力改善各自的产品。

　　竞争促进创新
　　以DLP为例，TI公司开发了Smooth Picture技术（图4）。该技术将数字微反射镜排列成钻石图形，而不是传统的矩形图，并每隔一帧用一个光激励器将光路向一侧移动半个像素。这种综合措施使TI能在只使用一半微反射镜数量的同时,重现一幅高清晰图像中所有像素，终结果是微型显示器的分辨率提高,成本降低。
　　DLP的另一个可察觉到的缺点是所谓的“彩虹效应”。由于图像由连续的 RGB 帧组成，有些观看者在其目光移动过屏幕时，会察觉到这种变化。在眼睛快速移动期间，图像似乎分解成三基色。并非所有观看者都能察觉到这一效应。但这一效应足以察觉出来,所以 DLP 技术需要克服这一缺点才能回击三芯片系统制造商的批评。三芯片系统能够同时提供三种基色，因此不会出现这种效应.