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拼接显示墙的种类及其技术原理解析

来源:投影时代 更新日期:2007-12-18 作者:夏天

背投原理简析

    显示技术发展到今天,可谓是百家争鸣,各有所长,特别是背投(DLP)、等离子(PDP)、液晶(LCD)的相继推出,向人们提供了对比选择的空间。毫无疑问,更大、更薄,更先进是技术发展的方向,对于拼接幕墙(电视墙),也从传统的CRT向背投、等离子、液晶方向发展。

    那么,背投、等离子和液晶拼接幕墙那一种更有技术优势,更能满足各种应用场所的需要呢?我们下面将为大家进一步介绍这几种技术,并分析它们各自的优点,对于将在组建大屏幕墙的单位或部门的相关人员可要仔细看哦。

   背投的实现原理很简单,在设备内部设置一部投影机,发出的图像经透镜放大后投射到屏幕背面,就是背投。正是基于这种原理诞生的背投,由于采用不同的投影机种类,可分为CRT(阴极射线管)、LCD(液晶)、DLP(数字光处理)等几种。

    CRT背投属于背投阵营中的低端产品,也是最为成熟,低价也比较低,但CRT背投体积较大,主要是靠荧光粉发光,很难提升亮度,容易使显像管老化,时间长了,画面会变暗,清晰度降低。因此,随着其他技术的逐渐成熟,目前已很少应用。

    单就体积来讲,DLP及LCD均比传统CRT背投有明显改善,而且LCD背投清晰度较高;拼接缝较小。但LCD投影机存在着几个致命缺陷,就是对比度低、光栅效应明显、单台投影机的颜色一致性差、长时间使用后色彩衰变快等等;这些缺陷也使得LCD投影技术无法占据背投拼接显示领域的主流位置。目前只有少数工程使用LCD投影机作为拼墙系统的显示设备。

    DLP投影机是美国德州仪器公司(TI)发明的,它拥有专利。DLP投影机是新一代的投影机,它比传统的CRT和LCD投影机亮度更均匀,色彩更一致,更适合做拼墙。它主要由DMD芯片和色轮等组成。

    目前,大部分的大屏幕拼墙系统主要是指以DLP投影机为主并配以图象处理器组成的高亮度、高分辨率、彩色逼真的电视墙。其功能强大,能显示各种计算机(工作站)、网络信号及各种视频信号,画面能任意漫游、开窗、放大缩小和迭加。且能够长时间的连续运行,其应用领域随着数字化时代的来临越来越广泛,当前应用较多的是监控、集中调度和通信系统,应用的行业主要分布在公安110报警、交警的道路交通指挥、电力调度、政府部门的监控、电信及娱乐场所。

    另外,现在还有采用LCOS技术的背投拼接单元,不过由于目前LCOS技术在大屏拼接领域仍处于起步阶段,其技术还远远没有达到完善的程度,量产技术尚未成熟,在面板供货上也缺乏稳定,成品率比较低且其质量和稳定性都不能得到保证。虽然有日立、索尼等公司推出了几款大有前途的LCOS产品,但真正用于拼接的为数还不是很多。在未来的发展中,这是一个比较有发展前景的方向。对于以上几种技术的背投影单元,我们另外有文章进行了较为详细的介绍,读者可点击“背投影拼接显示墙的组成及其种类”进行查阅,在此不再重复。

液晶屏拼接显示墙

    液晶拼接幕墙是一种全新的大屏幕拼接方式,其最大的特点就是可以无限地拼接。

液晶原理简析

    液晶是利用液状晶体在电压的作用下发生偏转的原理。由于组成屏幕的液状晶体在同一点上可以显示红、绿、蓝三基色,或者说液晶的一个点是由三个点叠加起来的,它们按照一定的顺序排列,通过电压来刺激这些液状晶体,就可以呈现出不同的颜色,不同比例的搭配可以呈现出千变万化的色彩。液晶本身是不发光的,它靠背光管来发光,因此液晶屏的取决于背光管。由于液晶采用点成像的原因,因此屏幕里面构成的点越多,成像效果越精细,纵横的点数就构成了液晶电视的分辨率,分辨率越高,效果越好。

   日前用于液晶拼接幕墙的屏幕较为先进的主要是DID TFT LCD液晶屏。 DID(Digital Infomation Display) TFT(Thin-Film Transistor) LCD(Liquid Crystal Display)是专用产品液晶屏。它是根据应用于安防、广播电视、医疗、工业及公共媒体发布等领域转业监视器的技术要求而设计和生产的,是继NB、PC以TV之后的第四代LCD产品。其以卓越的显示性能,已经成为人们认同的当前最高端、最理想的液晶监视器显示屏。DID TFT LCD液晶屏具有高亮度、 高对比度、更好的彩色饱和度、更宽的视角、可靠性更好、纯平面显示、亮度均匀、影像稳定不闪烁、120HZ倍频刷新频率、更长使用寿命等特征。具体具有如下突出特征:

   · 高亮度
    与TV和PC液晶屏相比,DID液晶屏拥有更高的亮度。TV或PC液晶屏的亮度一般只有250~300cd/m2(≤ 20.1”)和400~500 cd/m2(≥ 26”),而DID液晶屏的亮度可以达到300~500 cd/m2(≤20.1”)和700~800 cd/m2(≥26”)。

   · 高对比度
    DID 液晶屏具有1000:1( <=20.1”)1500:1( ≥ 26”)对比度,比传统PC或TV液晶屏要高出一倍以上,是一般背投的三倍。

   · 更好的彩色饱和度
    目前普通LCD和CRT的彩色饱和度只有72%,而DID LCD可以达到92%的高彩色饱和度,这得益于DID新开发的色彩校准技术,通过这个技术,除了对静止画面进行色彩校准外,还能对动态画面进行色彩的校准,这样才能确保画面输出的精确和稳定。

   · 更宽的视角
    PVA(Patterned Vertical Alignment)技术即“图像垂直调整技术”,利用这种技术,可视角度可达双170°以上(横向和纵向)。

   · 可靠性更好
    普通液晶屏为电视,PC显示器设计,不支持日夜连续使用;DID液晶屏为监视器、广告牌设计,支持在公众场合日夜连续使用。

   · 纯平面显示
    LCD是平板显示设备的代表,是真正的纯平显示器,完全无曲率大画面,无变形失真。

   · 亮度均匀,影像稳定不闪烁
    由于LCD每一个点在接收到信号后就一直保持那种色彩和亮度,而不像CRT那样需要不断刷新亮点。因此,LCD亮度均匀、画质高而且绝对不会闪烁。

   · 120HZ倍频刷新频率
    专利的120Hz倍频液晶显示技术,能有效解决图像快速运动过程中的拖尾和模糊,增强图像的清晰度和对比度,使画面更清澈,人眼长时间观看也不易疲劳。

   · 更长使用寿命
    普通的NB、PC及TV使用的LCD液晶屏其背光源的使用寿命为1万至3万小时,而DID LCD液晶屏背光源的使用寿命均可达5万小时以上,这就确保了拼接幕墙使用的每片液晶屏在长时间使用后的亮度、对比度和色度的一致性并且确保幕墙的使用寿命不低于5万小时。

   · 超薄窄边设计
    DID液晶屏在拥有超大显示面积的同时,还有厚度薄,重量轻等优势,可以方便地拼接、安装。一般40英寸的DID LCD,其重量只有12.5KG,厚度不到10公分,拼接专用的液晶屏,其优秀的窄边设计,使其边缘只有1公分,相对于40寸的大屏幕来说,这么小的边缘完全不影响幕墙的整体显示效果。

等离子屏拼接显示墙

等离子体:

    在了解等离子显示原理之前,我们先得了解一下---Plasma/等离子体,当惰性气体达到一定温度,气体内部电子充分电离,当正离子(+)、自由电子(-)数量基本相当,加上少量不带电的中性粒子,该气体即称为等离子体。等离子体具有良好的导电性。

等离子原理简析

    等离子显示器是一种利用气体放电发光的显示装置,其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件,屏幕上每一个等离子管对应一个像素,屏幕以玻璃作为基板,基板间隔一定距离,形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质,在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压,放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象,也称电浆效应。等离子体放电产生紫外线,紫外线激发涂有红绿蓝荧光粉的荧光屏,荧光屏发射出可见光,显现出图像。优点:颜色鲜艳、高亮度、高对比度;缺点:耗电与发热量很大,严重灼伤现象,画质随时间递减。

等离子显示发展史

    等离子体显示的概念最早由美国伊利诺伊州立大学的科学家于1964年7月提出,最早的实验性样品只是一些简单的发光点阵。六十年代后期该项技术得到了进一步发展,但受到材料和工艺的限制,当时的屏幕尺寸很小,且显示质量较差。

    不过,随着电子计算机及信息产业的发展,为等离子显示的进步提供了契机。独特的发光原理和构造所带来的诸多优点,使等离子显示器逐渐被人们认同为最理想的大屏幕显示技术。由于新工艺和材料的应用,等离子显示技术已经日臻完善。目前全球共有七家厂商具备等离子屏(模块)生产技术和能力,等离子显示器正得到越来越广泛的应用。

    现在的等离子显示器机身可以做得比较薄,具有超大的显示面积,在多种环境下均有卓越显示性能,是目前最先进的大屏幕显示设备之一。等离子显示器的核心部件是等离子屏,其中每个像素单元由红、绿、蓝三个像素点组成,发光的外屏内表面荧光体类似于CRT显像管内的荧光体,这种荧光体主动发光的显示方式能够提供生动丰富的色彩、极短的响应时间和非常广阔的可视角度。每一个像素单元都由单独的电极控制,视频信号经转化后,各电极做出响应,通过三种原色不同亮度的组合,每一个像素点能够产生1670万种以上的颜色。

等离子电视显示特征

    高分辨率与传统CRT电视机相比,PDP电视拥有更高的分辨率。PDP可以显示XGA、SVGA、VGA等分辨率的电脑信号,同时可以显示DTV或高清晰的HDTV信号。

    画面无闪烁传统CRT显像管利用电子束对荧光层进行扫描,激发荧光体发光,由于扫描频率限制,会产生闪烁及可见的扫描线。PDP每一个像素点由独立电极控制,并配备双倍扫描电路,因此即使是普通的电视信号或VCR录像带,也能呈现精细完美的画面。

    精确的色彩还原能力高端等离子显示器通常能显示高达1,677万种以上的色彩,提供了完美的色阶,辅以丰富灰阶,能够呈现色彩更饱满、更艳丽的画面。

    宽屏显示模式等离子显示器屏幕比例多为16:9,而非传统的4:3,这是为用户欣赏大多数DVD影碟以及显示未来的HDTV(画面比例16:9)信号而准备的。当然,您也可以通过选择4:3格式观赏普通电视节目信号。
完美的纯平面显示PDP 等离子显示器是真正的纯平面显示器。完全无曲率的大画面,即使边角部分也绝无变形和失真。

    亮度均匀大多数其他主流显示技术都存在屏幕亮度不均匀的现象(如投影、液晶、CRT 等),而由于PDP独特的显示原理,等离子显示器的亮度非常均匀,不会出现边角部分发暗的情况。

    超薄的机身设计PDP 在拥有超大显示面积的同时,机身超薄,方便安置在任何场所和位置。一般等离子显示器机身厚度仅为8)11cm,42”等离子的整机重量也仅为30Kg左右。超轻超薄的优点使等离子显示器成为室内大屏幕显示的最佳设备。

    超宽观看角度由于PDP自身带有发光源,无需外部光源来发光,这种主动发光的特性使PDP的可视角度极为宽广,在水平和垂直双方向上都高于160度。

关键性能对比表

性能指标
液晶
背投    
等离子
结论/备注
CRT
LCD
DLP
LCOS
亮度
500~800/m2
中间≤500cd/m2
640~1000
cd/m2
亮度和对比度密不可分,在这两项关键指标上,等离子似乎技高一筹,这是由于等离子全白全黑的测算方式造成的,如果按照美国国家标准ANSI来测算,等离子的对比度就和液晶差不多了,这种测算方式是对同一幅图像显示的黑色和白色进行对比。
对比度
1000:1~1500:1
300:1~500:1
3000:1
甚至更高
分辨率
1280*1024以上
640*480
800*600 
800*600
1024*768
1280*1024 
1400*1050
之上 
854*480
分辨率决定了清楚度,在这指标上,液晶具有无可比拟的优势。
功耗
35W/19”、20”等小尺寸液晶单元,150W/40”等大尺寸液晶单元
300W~500W/单元
500W/42”
液晶耗能只有其它的三分之一至四分之一,此指标液晶明显拥有巨大的优势。
寿命
50000小时
大于10000
处决于采用的光源
静止高亮度60000小时,
动态画面30000小时
背投的使用寿命没法跟液晶和等离子相提并论,而液晶相对于等离子,在寿命方面也有巨大的优势,液晶仅需更换背光的灯管,便可处长寿命,等离子的影像色泽大幅消退之际只能整个换新,没有其它办法。
 
 
色彩饱和度
一般是72%,而DID屏是92%
色还原性最好 
一般
93%
就色彩的表现能力,等离子和液晶不相上下。
灼伤
不会灼伤
会灼伤
静态画面
灼伤严重
当静止的图像长时间出现在等离子屏幕同一位置上时,就会出现灼伤现象。即开关机时,屏幕上会隐约地出现长时间播放的那张图像,好像屏幕上的烙印一样。
体积
轻薄
最大
一般
轻薄
液晶和等离子同属于平板显示,都十分轻薄。
拼缝
较小
最大
成本
DLP、LCD、LCOS需要更換灯泡,液晶与等离子寿命长,且液晶可更换背光灯管延长寿命
支持厂商
博睿科技
威创
三菱
鸿源数显
欧丽安

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