单片DLP与三片LCD投影机的技术对比

一. 基本技术的比较

单片DLP投影机使用一个数字微镜光学处理引擎（即DMD）成像，如图一：由灯泡产生的白光经由透镜聚焦后投射在色轮上，色轮的截面将白光分光为某一时段需要的颜色，也即意味着在同一时间只有红、绿、蓝单种颜色的光输出（根据色轮的类型不同，也可以是同一时间有红、绿、蓝、白单种颜色输出）。色轮基本上分为RGBW和RGBRGB两种类型。

图一

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RGBW类型的色轮在红色、绿色和蓝色之后增加了一道白色区域，以每秒120转进行高速旋转，如图二：色轮的白色区域为输出白色光发挥了很大的作用，因为无需依靠RGB混色产生白光，有利提升了光的利用率，Barco ID-R600使用的即是RGBW色轮。

图二

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RGBRGB色轮只有红、绿、蓝三种颜色区域，如图三：全白光依靠RGB三基色混合组成，光的利用率比较低，主要应用在家庭影院的投影机范围。

图三

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DLP（Digital Light Processor）数字光处理器是一项全新的投影显示技术，它以DMD 数字微反射器（Digital Micromirror Device）作为光阀成像器件，采用数字光学处理技术调制视频信号，驱动DMD光路系统，通过投影透镜获取大屏幕图像。DMD板的每一个微镜即代表一个基本的像素，比如SXGA+分辨率的DMD板至少分布有1400×1050个微镜。由于DLP采用反射光的成像技术，不存在LCD投影机由于高温工作环境而出现液晶板老化等问题，典型使用的寿命明显优于LCD投影机。 DMD芯片的一百多万个微镜装置虽然高速转动，但不会影响微镜的可靠性，而且通过低温到高温转换的各种环境质量测试，目前没有出现过由于机械运动而使微镜损坏、破碎等现象。如图四：基于每个微镜下面连接的金属铰链，使用了一种工艺技术相当复杂的特殊材料做成，具有很高的可靠性。微镜运行时虽然高速转动，但它们的动作范围非常小，制作材料的老化年限和使用寿命很长，基本上不会影响到铰链的寿命。

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图四

三片LCD 投影机使用独立的R、G、B液晶板，如图五：由灯泡产生的白光经由光路系统的分光、反射后产生了红绿蓝三道光束，分别穿透对应的液晶板，液晶板受电子电路的控制决定每一个像素的开关状态，最后由混色矩阵系统、镜头输出彩色图像。由于白光在所有的时段都被分解成红、绿、蓝三种颜色，有效提升了光的利用率和彩色深度。

图五

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投影机内置的液晶板也有大小区分，常见的投影机液晶板多为0.5"、0.7"、1.0"、1.4"、1.65"、1.8"对角，液晶板的大小也基本上决定了投影机的大小：液晶板越小，投影机的光学系统就能做得越小，从而使投影机越小。液晶板越小，光穿透的能量越大，而要在很小的液晶板上做到高分辨率，并且保持高亮度和长寿命使用，其技术难度可想而知。目前，基于0.5"和0.7"液晶板技术的投影机在使用1000~1500小时之后老化现象已经比较明显，普遍应用在一些超小型体积、低亮度、低分辨率（800×600以下）投影机；而基于1.0"液晶板技术的投影机在使用2000~3000小时之后老化现象已经比较明显，普遍应用于一些中型体积、高亮度、高分辨率（1024×768以下）的商务投影机，基于1.4"、1.65"和1.8"的投影机在使用时间5000~12000小时之后，老化的现象并不会很明显，所以普遍应用于多数大型体积、超高亮度、超高分辨率（1024×768以上）的专业工程投影机，比如Barco IQ-R500（5000ANSI流明，1400×1050分辨率）投影机使用的是1.4"的液晶板，而Barco ICON-H600（6000ANSI流明，1920×1080分辨率）投影机使用的是1.65"的液晶板。

二. 图像质量的比较 我们使用Barco ID-R600与Barco IQ-R500进行了同等条件下的图像质量对比，当应用在比较高的白色图像显示时（比如Excel数据或Word文字），ID-R600发挥了白色色轮的优点，有效率高达46%，RGB色轮的有效率高达54%，光利用率接近100%，画面的亮度、稳定性、一致性都表现得很出色；而IQ-R500这时因为依靠RGB各占33%的比例混合成像，光利用率同样接近100%，所以画面亮度、一致性的表现也很好，但长时间运行的稳定性稍差。

图六

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当应用在比较丰富的彩色图像显示时（比如幻灯片、图片、媒体播放器），IQ-R500投影机发挥了非常优秀的彩色深度，因为RGB三片液晶板这时被完全利用；而ID-R600的白色色轮在这种图像的显示模式时大部分时间是没有贡献的，所以光的利用率比较低，甚至只能达到黑白模式显示状态时的40%（如图七），而且颜色的深度稍差，但稳定性和一致性依然表现很出色。

图七

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对于视频图像，比如DVD、电视信号的应用对比，与显示彩色图像时的对比结果非常类似，但是当显示黑背景图像时，ID-R600的均一性明显优于IQ-R500，因为ID-R600显示黑电平的能力更高。另外，当显示快速移动的图像时，由于单片DLP产生的是连续而非同时到达的RGB基色，这种时间上的差异可能会产生在视觉上所谓的“彩虹效应”。

三. 质量比较的汇总 综合上述的对比，我们可以得知，单片DLP投影机与三片LCD投影机在亮度、色彩、对比度、一致性、稳定性等各方面各自具备不同的优缺点，没有哪种技术具备压倒式的优势，这些客观的对比能够使用户明白应该根据实际应用的选择符合工程需求的投影机类型。下表把上述的技术对比进行了汇总： 应用质量对比白色图像显示彩色图像显示视频图像显示性价比多屏应用的能力单片DLP投影机++（能够显示非常丰富的白色内容）0（白色色轮没有贡献）0（白色色轮没有贡献，色彩分离）++（非常好的性价比）*++（一致性和均匀度良好）三片LCD投影机+（一致性次于单片DLP投影机）++（能够显示非常好的彩色深度）*++（彩色深度和一致性良好）*+（与投影机亮度成正比）0（一致性和均匀度次于单片DLP投影机）* 同样适用于三片DLP投影机

光利用率对比三片LCD投影机单片DLP投影机：RGBW色轮单片DLP投影机：RGBRGB色轮白色图像显示90%100%55%彩色图像显示90%50%55%

技术规格对比ID-R600IQ-R500光学系统1×0.95" DMD3×1.4" LCD亮度（ANSI流明）60005000全屏亮度均匀性>95%>95%峰值对比度1500:01:00800:01:00物理真实分辨率1400×10501400×1050最高输入分辨率1600×12001600×1200灯泡规格2×250W UHP2×250W UHP典型灯泡寿命1500小时1500小时单灯模式寿命3000小时3000小时功率消耗最大620W最大620W运行噪音<38 dBA<38 dBA总量（不含镜头）17.5Kg17.5Kg