解读两大投影技术 3LCD & DLP优劣谈

　　用户需求增加、制造成本下降、技术不断创新和新产品相继问世，均使得投影产品的普及率不停攀升，而投影产品的定位从过去昂贵的专业设备转变为现今大众化影音产品。3LCD和DLP这两大投影主流技术在影像表现和应用层面上各领风骚，两大阵营也将其技术特色发挥得淋漓尽致，但这也让消费者购买时左右为难。。。

　　“走，去看电影吧。”电影院的声光效果精彩且极具震撼力。但是，你有时间在电影院里好上两、三个小时吗？那不如待在家里用PC或电视看DVD影片。只是，呆板的小屏幕局限了影片的特技效果，让人无法忍受。如果客厅空间够大，并且具备不错的音响设备，那么，只要添购一台投影设备，便能让你在自家客厅里，轻松享受和电影院同等级的视听享受。

　　近年来，由于平面显示产品的大型化障碍逐渐被先进的技术所克服，因此大尺寸平面显示器的应用领域已扩展至家用市场，并发展出如家庭影院等用途。放眼现今市场上的平面显示产品，除了等离子电视、液晶显示器也从过去笔记本电脑、PC用途扩展至家用电视，而各项投影技术的应用也从前投影市场延伸至背投电视市场，这也让平面显示市场呈现百家争鸣之势。而投影技术能提供更大尺寸和更具震撼效果的视觉体验，因此日渐受到消费者的青睐。

两大投影技术分庭抗礼

　　现今市场上的投影技术相当多样，其两大主流技术分别为LCD（Liquid Crystal Display）和DLP（Digital Light Processing）。LCD和DLP投影技术又分为单片和三片式，LCD投影技术目前均以三片式为主（因此业界广泛称之为3LCD技术），DLP则是以单片式最为普遍，三片式DLP投影技术多用于价格昂贵的高端应用，如数码剧院。投影电视若依投影方向不同又可分为前投影显示器（Front Projection Display）和背投影显示器（Rear Projection Display）等。

　　两项投影技术中，以3LCD的发展最早，并且其技术非常成熟，所呈现的画面效果和色彩饱和度非常令人满意。也因此，3LCD投影机非常适合色彩丰富的影像和动态画面的输出。而随着投影市场的发展，大量商务应用也加速了投影机在小型化和高亮度上的突破，因此2002年许多便携式投影机也纷纷面世。2004年，以德州仪器DLP投影技术为主的商用和家用投影机的全球市场占有率也突破47%，几乎和3LCD阵营的市场占有率不分仲伯。据日本市场调查组织TSR的数据显示，2004年DLP产品出货超过260万台，而太平洋媒体协会（Pacific Media Associates；PMA）也统计，DLP产品2004年第三季度市场占有率便提高8%，第四季度更增加至14%。在产品占有率方面，2004年3LCD和DLP产品的市场占有率分别为53%和47%。从几乎平分秋色的占有率来看，两大阵营互相较近的意味相当浓厚。

　　下文中将以Epson的3LCD投影技术和TI的DLP投影技术为例，介绍其优点和应用领域。

3LCD

　三片式LCD的技术架构是采用体型极小的高穿透式高温多晶矽（High-Temperature Poly Silicon；HTPS）LCD显示面板，利用分光原理，由分光滤镜将影像光源分为红、绿、蓝（R、G、B）三色光，再分别透过投影机内部三片LCD面板将影像重叠聚合成一全彩的影像，最后透过镜头将影像投射至屏幕上。

3LCD投影技术特色

　　3LCD投影技术将颜色聚合后，其色彩非常正确，不会有色分离（Color Breakup）的现象产生，具备明亮、自然和柔和等优点。其三大特色分别如下：

1.自然的影像（Natural Images）

　　3LCD投影系统可准确控制R、G、B三色并构成影像的画质，因此可让使用者观赏更自然生动的画面，如人类肤色表现或黑色的色彩梯度均可细腻的呈现。

2.柔和的影像（Gentle on the Eyes）

　　由于画面是由R、G、B三片不同色彩的HTPS LCD面板所投射出的影像所构成，因此快速移动画面和影像将不会出现如彩虹现象（rainbow effect）等色分离现象。

3.明亮的影像（Bright Images）

　　3LCD是将灯泡发出的光线分离成R、G、B三种颜色的光并分别通过LCD面板聚合投射成像。由于三色光为同时投射，因此其光效率非常高，使用者可以观赏明亮和清晰的影像。

　　为了提供更为明亮的影像，Epson利用了两项自身专利，一是Lens Array（累计透镜），一是PS Converter（极化偏光转换元件）。

　　Epson电子零件群电子零件技术服务部显示技术经理张德群表示，一般灯光打出之后，中间部分都会比起周围来的明亮，加上Lens Array之后，能将光线均匀分布，因此中间部分和四周的亮度会更接近，不但可节省光源，并增加约40%的亮度。此外，虽然光是四散的，但其仍可分为垂直轴向与水平轴向两方向的向量，若使用偏光镜片会将某方向光线完全阻隔，并不适合需求高亮度的投影机使用，而PS Converter可将光源轴向改变，让垂直光源完全转变为水平光源，因此光源亮度可加倍。

DLP

　　DLP即数字光处理，这种投影技术先把影像讯号经数字处理后，再把画面投影出来。DLP的投影核心是由TI所开发的DMD（Digital Micro-mirror Device）数字微型反射镜元件来处理画面数据，这是在CMOS的标准半导体制程上，加上可改变角度的微镜片以控制光线的反射。DMD芯片以矩阵排列许多微镜片，而一个微镜片就代表画面中的一个像素，例如分辨率为XGA（1024*768）的DMD芯片上，就会有1024*768个微镜片。

亮丽的视觉享受

1.影像不失真

　　DLP投影技术能利用微镜片提供清晰、正确、不失真的影像。DMD微镜片之间借由紧密地编排，其间隔可小于一微米，因此影像的像素和像素之间几乎无法察觉其缝隙，可以避免影像的像素化（pixellation）和纱窗效应（Screen Door）现象。另外DLP的动态对比技术（Dynamic Black），可让画面的暗部细节非常明显。DLP芯片监控并改变色彩的变化，其动态调整的方式让消费者可看到更多暗部细节，最高的对比度可达到6000：1。DLP也可解决模拟电视恼人的烙印效应。

2.画面明亮

　　DMD微镜片能够将更多的光源带至屏幕上，以提高光效率，不论是家用视听产品或商业简报用途均可提供充足的亮度。而在数码剧院的用途上，其影像亮度更可达到15000流明。

3.色彩丰富

　　不论是背投电视或家庭影院，DLP投影技术均可提供更为深邃的暗部细节和色调，而DLP Cinema投影技术更可提供高达35兆的色彩，几乎是现在电影院中模拟投影技术的八倍之多，且全球已有285家电影院采用这种投影技术。其优点是电影所呈现的影像正是导演希望观众所看到的，不会有传统电影母带拷贝的影像变质问题。

更具魅力的产品特色

1.更小体积

　　DLP投影技术仅需一片DMD芯片核心便可以快速调变影像，如此可让产品体积更小巧，光线更明亮，并空出更多的空间以供系统商加入其他功能。因此设计人员可集中心力在如何让产品更小巧优雅。不但客厅中的DLP背投电视可省下不少空间，商务人员也可携带轻巧的行动投影装置进行演示。

2.可靠性

　　DLP投影系统不易因为高温、潮湿和震动等环境因素而影响影像品质。

3.多变性

　　DLP投影系统全数码影像处理方式可提供更多弹性，不论是观赏电视、家庭影院、上网、玩电子游戏或浏览数码相机的影像，通通可利用DLP投影系统完成。

两大技术比一比

　　3LCD投影技术中关键的LCD投影面板，目前全球只有两家厂商可以生产，分别为日本的Seiko Epson和SONY。该两家厂商领导3LCD技术开发，其产品从低档到高档，从商用到家用，清一色均使用3LCD投影技术，并受许多知名厂商欢迎。但另一方面，目前全球也有超过75家厂商采用DLP技术生产背投电视和投影机，而目前市场上背投电视和投影机仅DLP机型就超过350款。在2003年时，DLP背投电视只有18种，现在已有50种不同的品牌。并且DLP背投电视在美国市场占有率已达18%。3LCD阵营面对DLP阵营的快速崛起，尤其在移动商务等商务机型的坐大，于是利用在亮度、分辨率和体积缩小等方向的改善、调节HTPS LCD面板价格等积极作为以继续保有其在投影市场上的主导优势。

产品差异性

　　对3LCD投影技术来说，由于芯片技术上的差异，对于高亮度如2500或3000流明以上的需求都可以轻松达成。EPSON电子零件事业群电子零件技术服务部执行经理高英亿指出，以现今家用投影机对高画质和高品质的需求来看，3LCD是优于其它投影技术的。台湾厂商较少发展自由品牌，而是以系统组装为其强项，其优点是组装速度快、出货快，并且价格也可压低。然而3LCD投影技术在光学引擎生产中的良品率、制造过程上的模组化问题需要技术经验的累积才得以解决，因此也令许多厂商敬而远之。3LCD投影技术并非由单一厂商提供，能让产品具备更大的差异性，而主要厂商如EPSON的产量已经在2004年底完成扩充，未来也将更具备足够技术能力以充分支持系统厂商生产，这对所有对3LCD技术有兴趣的厂家来说，无疑是个好消息。

　　另一方面，虽然DLP技术均由TI所提供，然而TI并没有自己的品牌，只提供技术部分，不会发生和自身客户竞争的情况，加上DLP的技术特性适合台湾厂商生产，因此DLP日渐受到台湾系统厂商的青睐。德州仪器DLP产品亚洲区业务总监Eric Braddom表示，DLP技术本身仅为一个光学元件，而就整个产品来说，很多部分需要客户自己去完成，也可借此提高产品的差异性。对TI来说，DLP技术最大的优势在于客户。由于不同的客户发展不同的市场和产品，比如便携式投影机、家庭投影机或剧场用的投影机。因此DLP技术重点在于客户可在自己的市场作创新。相对于3LCD悠久并成熟的发展历史，DLP年级尚轻，将来仍具有创新的机会，并满足市场供需。

寿命和亮度

　　若单纯比较投影核心的寿命，DLP的DMD芯片由于是半导体制程，比起LCD显示面板稍占优势，其画质和色彩稳定，不会随着时间和使用次数而降低影像色彩和品质。但若以整机寿命进行比较的话，由于DLP投影技术依靠高速旋转的色轮，只要一开机便不停高速转动，因此色轮马达的耗材寿命问题也成为消费者考虑的重点之一。另外，光效率也会影响消费者购买意愿。过去LCD技术常见光耗损的问题，经过EPSON改良HTPS LCD面板制程，提高LCD开口率后已获得解决。而DLP技术在投射单一色光时会阻隔其它两种色光，也将影响其光效率。三片式DLP光效率最佳，但其价格昂贵，是属于高级应用的产品，例如电影院所使用的纯数码放映机就是三片式DLP投影设备。

　　当3LCD和DLP两种投影机所投影出来的亮度相同时，DLP投影机所需的灯泡瓦数相对较高，由于高亮度金属灯泡的温度非常高，散热效果的好坏将对灯泡寿命产生相当大的影响，而散热时所产生的风扇噪音问题，也是投影机往后需要克服的重点。此外，LCD投影面板会随着使用年限增长稍微影响画面品质，而DLP由于是采用数码方式播放，因此其影像品质较不易随着时间而变化。

　　3LCD和DLP投影机各有市场，过去由于3LCD投影技术的先天限制，因此便携式机型是由DLP投影技术以其小巧体型占有绝大优势，然而借由3LCD投影技术的不断改良，便携式机型由DLP独大的局面已不复存在。轻巧小体积的投影机主要问题在于噪音大。投影机主要的噪音来源为其散热风扇，而DLP投影机由于需要另一颗高速马达来转动色轮，因此开机后同时有两颗马达在机身内部转动，噪音问题较仅有散热风扇马达的3LCD投影机稍大。另外，体积大的投影机因为易于散热，故风扇马达转速较低，透过其内部效果良好的隔音机制，相较于体积小巧的便携式投影设备，更可达到安静的效果，所以家庭影院均为体积较大的产品。

投影技术进军平面显示市场

　　除了办公室和家庭应用之外，投影技术另一主要应用领域是背投电视，特别是50英寸以上的机型。大尺寸平面电视现今主要有LCD、PDP和背投影三种技术。LCD电视的发展由于TFT-LCD面板的技术瓶颈而受限制，和一般PC用的LCD显示器相比较，最大差异在于LCD电视对亮度和反应速度的要求较高，并以宽屏幕和尺寸大型化为产品主要需求，而其标准化制程则提升了LCD电视的竞争优势。但即使是七代面板厂所生产出来的玻璃基板最多也只能切出来两块50英寸以上的面板，并且其价格非常昂贵。因此目前LCD电视发展主要均以40英寸以下的平面显示器市场为主。

　　PDP电视是利用惰性气体在真空中放电所产生的等离子效应，借由激发玻璃管壁上的荧光粉发出可见光来产生影像。其优点为尺寸大、体积薄、广视角和体积轻等，但无标准化制程和价格昂贵为其最大弱势。

　　至于背投电视，则是将投影装置放置于机身中，将影像经过反射投影在屏幕上以产生影像。早期主要的CRT投影技术，由于聚焦清晰度、分辨率与明暗对比均不足，因此已渐渐被其他投影显示技术取代。

背投与LCD夹击 PDP屈居弱势

　　比较这些大尺寸平面电视，LCD电视、PDP电视与背投电视在性能表现上各有优劣。PDP电视与背投电视主要专攻50英寸以上大尺寸显示市场，LCD电视目前则以40英寸以下市场为主。日后随着价格的下滑与面板尺寸的突破，三者间的差异将渐趋缩小。也因此，使用者对价格与画质表现的要求将决定何者能在此一市场中脱颖而出。

　　与CRT电视相比，目前LCD电视的价格仍高，因此市场无法大幅度攀升，但未来随着价格下滑，预计在大尺寸平面电视中的增长速度将最为快速。PDP虽然发展较LCD电视早，但碍于价格昂贵，因此仅得到金字塔顶端消费群体青睐，但由于LCD面板尺寸的增大与产量的大量提高，将明显压缩其生存空间，除非PDP能够降低价格，否则难以维持市占率。

　　以42英寸的LCD与42英寸的PDP电视来做比较，虽然PDP电视较为便宜，但将来LCD电视的价格下降速度将更快。另外，以单位尺寸的成本相较，投影技术价格更为经济。以北美市场为例，由于数字电视发展较成熟，客厅中以背投电视为中心的家庭娱乐平台，尺寸都在47英寸以上，并且同时兼具电视、DVD播放以及家庭数码影像中心的功能，单位成本相对LCD电视或PDP来说，更为吸引人。对于PDP生产商来说，需时时刻刻注意其产品良品率，而背投电视重点在其光学引擎，系统商可轻松量产。因此将来PDP电视在面临上有背投电视的压力，下有LCD电视进逼的状况下，其生存空间也将受到压缩。

背投电视前景看好

　　数字电视的开播更推升了背投电视的市场，特别是效能与画面品质改善，使得越来越多消费者转而使用背投电视。背投影电视最大优势便在于单位尺寸的成本较为低廉，一旦克服了体积、重量以及光源寿命等问题后，在大尺寸显示器市场中，其成长前景将无可限量。

投影技术新兴应用

DLP--All in One即时影院（Instant Theater）

　　运用DLP技术的即时影院投影产品，可让消费者以同一款产品便可拥有家庭影院的享受。Eric Braddom表示，即时影院产品是结合DLP投影机、DVD播放机和音响系统于一身的平价产品，免除连接零件与接线的困扰，主要针对消费者钟情大屏幕、价格合理与操作简单等需求而设计，只要一个按键就可以轻松享受电影院般的震撼效果。

DLP--携带方便的口袋型投影机

　　DLP口袋型投影机结构小巧，体积只有121*47*97mm，重量仅400克，以电池驱动，利用LED光源（发光二极体），因此不必热机，一开机便可使用。可用于观赏电影、数码照片和玩电子游戏等。

3LCD--结合无线传输的多媒体液晶投影机

　　Epson的无线传输多媒体液晶投影机，是第一部对应802.11g无线传输规格的投影机，将传输速度由过去11Mbps提升到54Mbps。另外，配合NON-PC时代，以随身CD、存储卡即插即用的功能，可让汇报更轻松。透过无线数据传输技术，其资料传输速度可比同类产品提高四倍，让影像传送更为流畅。而一部笔记本电脑也可同时与四部投影机做无线连接，方便使用者于会议中清楚陈述内容。

总结：

　　用户需求增加、制造成本下降、技术不断创新和新产品相继问世，均使得投影产品的普及率不停攀升，应 用范围也不断扩展。而更为宽广的发展空间也让投影产品的定位从过去昂贵的专业设备转变为现今大众化影音产品。未来随着技术的进步，投影市场肯定会有更多精彩的产品，值得消费者期待。