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第1頁:深度解析顯示技術(shù)發(fā)展史及其發(fā)展特點(diǎn)(二)
第2頁:5-1 投影電視的分類
第3頁:5-2 投影電視的組成
第4頁:5-3 三槍式CRT背投影電視機(jī)與普通CRT 電視的區(qū)別
第5頁:5-4 三槍背投影電視機(jī)與普通CRT 電視的異同
第6頁:5-5 LCD背投影電視機(jī)
第7頁:5-6 數(shù)字光路處理器投影電視
5-5 LCD背投影電視機(jī)
5-5-1 透射式液晶背投影電視機(jī)特點(diǎn)
液晶投影電視機(jī)(簡(jiǎn)稱LCD-PTV)主要依靠投射型TFT-LCD器件產(chǎn)生圖像,其原理同平板液晶相同,只是最終成像的方式不同,目前其畫面質(zhì)量已接近CRT但其有不少缺點(diǎn):
a、透過率低,一對(duì)偏振片的透過率只有約0.3;
b、開口率低,不到0.4,光利用率3%;
c、價(jià)格高
5-5-2 LCOS 投影電視
LCOS (Liquid Crystal on Silicon)屬于新型的反射式微LCD投影技術(shù) ,其結(jié)構(gòu)是在硅單晶圓片上,利用半導(dǎo)體技術(shù) 制作驅(qū)動(dòng)面板(又稱為CMOS-LCD),然后將單晶片用研磨技術(shù) 磨平,并鍍上鋁當(dāng)做反光鏡,形成CMOS基板,然后將CMOS基板與含有透明電極的玻璃基板貼合,在充入液晶,進(jìn)行封裝測(cè)試。
由于LCOS 面板是以CMOS 芯片為電路基板,因此無法讓光線直接穿過,其分光合光系統(tǒng)設(shè)計(jì)和LCD有些不同。通常需要在分光合光系統(tǒng)中利用偏極化分光鏡(Polarization Beam Spliter,PBS),將入射LCOS 面板的光束與反射后的光束分開。
PBS是由兩個(gè)450等腰直角棱鏡底邊粘合而成的棱鏡,當(dāng)非線性偏極化光入射PBS時(shí),PBS會(huì)反射入射光的S偏振光(垂直入射線平面),并且讓P偏振光(平行入射線平面)通過。
與穿透式LCD及數(shù)字逛處理器DLP 相比,LCOS 的優(yōu)點(diǎn):
a、光利用效率高。LCOS 與LCD投影顯示器類似,主要差別就是LCOS 屬于反射成像光利用率可達(dá)40%以上,與DLP相當(dāng)而穿透式LCD僅3%—10%;
b、體積小。LCOS 可將驅(qū)動(dòng)IC等外圍線路完全整合在CMOS基板上,減少外圍IC 數(shù)目及封裝成本,并使體積縮;
c、開口率高。由于LCOS 的晶體管及驅(qū)動(dòng)線路都制作在硅基板內(nèi),位于反射面之下,不占表面積,僅像素間隙占用開口面積。LCOS 開口率90%以上;
d、制作技術(shù) 成熟;
e、LCOS 的尺寸一般為0.7英寸,所以相關(guān)的光學(xué)器件尺寸也大大縮小,使LCOS -PTV總成本下降;
f、LCOS 目前無專利問題
下面對(duì)LCOS 投影電視系統(tǒng)及主要部件分別介紹
1、LCOS -PTV系統(tǒng)組成
LCOS -PTV與LCD-PTV的主要結(jié)構(gòu)在導(dǎo)光及分光合光部分的設(shè)計(jì)大同小異,只是在LCOS -PTV中,LCOS 面板前多加了PBS。而由光源發(fā)出的光經(jīng)雙色鏡后,分成R、G、B三色光,此三色光分別通過各自的PBS后,會(huì)反射S偏振光進(jìn)入LCOS 面板,當(dāng)液晶顯示為亮?xí)r態(tài)時(shí),S偏振光將改變?yōu)镻偏振光,最后以雙色鏡組合挑變過的三道偏振光,投射至屏幕處得到圖像,三片式LCOS 背投影電視機(jī)具有較高的亮度 。
在需要結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合,也可使用三片LCOS 屏,而共用一個(gè)PBS和一個(gè)分光復(fù)合三色棱鏡組合(TPA)。在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)里,PBS首先將發(fā)自金屬鹵化物燈的光束起偏振,起偏后的S偏振光進(jìn)入TAP,并在TPA中將光束中的藍(lán)光在BC里面反射,在經(jīng)AB 面的全反射,照到藍(lán)LCD屏。來自藍(lán)LCD屏的反射光被調(diào)制后變成P偏振光,沿著與入射S偏振光相同的光路返回。其它顏色的光也經(jīng)過同藍(lán)相同的方法,由各自的光路返回。最終匯合,照射在屏幕上成像。LCOS 的顯示芯片是整個(gè)系統(tǒng)的核心,它決定了顯示模式、顯示分辨率 、色彩方式以及色深。
2、LCOS 芯片結(jié)構(gòu)
有源NMOS矩陣 中每個(gè)像素由一個(gè)NMOS晶體管及一個(gè)存儲(chǔ)電容構(gòu)成,矩陣 的上下側(cè)為行驅(qū)動(dòng)電路,左側(cè)為列驅(qū)動(dòng)電路。
5-5-3 液晶投影電視機(jī)的光源
光源對(duì)液晶投影電視機(jī)的亮度 和圖像質(zhì)量有重大影響,是非主動(dòng)發(fā)光式投影電視的關(guān)鍵部件。
光源種類有碘鎢燈、短弧氙燈、短弧型金屬鹵化物燈及高壓汞(水銀)燈。
氙燈:優(yōu)勢(shì),發(fā)光光譜特性好(接近太陽光譜)和點(diǎn)光源。劣勢(shì),效率低和價(jià)格高,最近開發(fā)的小型高效的氙燈已經(jīng)用在反射式投影電視上了。
金屬鹵化物燈:使用較多,330W-575W的此類燈在大屏幕 投影電視中使用廣泛,250-300W的已被高壓汞燈代替。
高壓汞燈:這種等的峰值亮度 約為109cd/m2,是鹵化物燈的兩倍,投影電視的主流。
碘鎢燈很少使用。
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