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背投電視是使用紅綠藍三個單色顯像管(稱為「投影管」),或是DLP晶元、三片式液晶等等成像,通過特殊電路以及光學設計會聚成像,並把視頻圖像投影在大面積屏幕上,從而獲得大尺寸電視畫面的一種電視機。若投影裝置是封裝在電視的機殼內,則稱為內投影電視。到2012年年底,背投電視基本退出了市場。

1 背投電視 -簡介

背投就是背後投影的電視機。一種假借投影和反射原理,將屏幕和投影系統置於一體的電視顯像系統。在投影顯示設備中,按其投影方式投影顯示分為正投影(Front Projection)和背投影兩種方式。正投影最直接的應用就是投影機,是指光線投射到屏幕正面顯像。而背投影其原理簡單來說是將投影機安裝在機身內的底部,信號經過反射,投射到半透明的屏幕背面顯像。背投電視就是這種原理的產物。

2 背投電視 -發展過程

背投電視背投電視
背投彩電的圖像質量高低與掃描技術密不可分。第一代背投產品產生於20世紀80年代末,由東芝、索尼等日本著名家電企業研製成功。第一代背投採用的是50Hz隔行掃描技術,每秒鐘只能顯示25幅圖像。清晰度差,亮度低,圖像存在大面積閃爍,無法在日光下觀看。

第二代背投彩電在90年代中後期出現。其主要特徵是「100Hz隔行掃描」和「50Hz逐行掃描」兩種掃描模式,兩種模式都是每秒鐘顯示 50幅圖像,在「100Hz隔行掃描」模式下表現為圖像雖不閃爍但清晰度低,在「50Hz逐行掃描」模式下表現為清晰度雖較高但圖像仍存在大面積閃爍。實際上,真正意義的100Hz逐行掃描背投還不存在。

第三代背投是60Hz逐行掃描背投彩電。60Hz逐行掃描背投運用了「數字變頻+逐行掃描」的最新技術,每秒鐘顯示60幅圖像,圓滿地解決了清晰度和圖像閃爍的問題。第四代背投產品採用的是目前先進的背投技術,75Hz數字變頻逐行掃描背投彩電,每秒鐘顯示圖像高達75幅,每幀圖像掃描線在單位時間內達到了創紀錄的1520線,圖像清晰度、畫面透亮感、穩定性都是背投產品中最好的。第五代背投產品採用的是最新數字視頻處理技術和3D畫質改良方案,像素值達到了206萬,顯像管靈敏度提高近300%,清晰度、亮度均得到大幅的提升;另外還配備了HDTVReady數字電視介面,全面兼容即將播出的數字電視信號。

中國市場上背投電視消費主要集中在長虹、東芝、索尼、飛利浦、三星、LG等品牌上。

3 背投電視 -技術原理

背投電視背投原理圖
背投影彩電與普通彩電的成像原理不同,但它是在普通彩電的基礎上結合了投影技術,研製開發而成的。從其工作原理上看,接收部分的原理與普通彩電基本相同,而最大的區別在於接收電視信號后的處理上。普通彩電收到視頻信號后通過顯像管直接顯示到屏幕上,而背投影彩電接收到信號后,通過電路處理,再經會聚電路和數字濾波電路優化處理,將其傳輸給並排放置的紅(R)、綠(G)、藍(B)3隻單色投影管。3隻投影管產生的電視圖像分別經過透鏡放大,而經反射鏡反射到投影屏上合成為一幅完整的大屏幕彩色圖像。普通彩電所用的顯像管尺寸和電視的尺寸是一致的,如普通的25英寸電視用25英寸的顯像管,而背投影彩電用的是 3個7英寸的小管子,這3隻管子分別發出紅、綠、藍3種顏色的光,它們疊加在一起投影到屏幕上,形成完整的圖像。

投影機投射圖像要經過幾次反射才能投射到熒幕上,所以背投式投影對於反射鏡有很高要求。首先是不能變形,其次是反射率要高。在反射率方面,它和普通光學玻璃反射的方法不同,背投式投影是採用反射率較高的正面反射方式。

投影機是投影顯示系統重要部件,其性能參數主要有亮度、對比度、解析度等等,其性能的好壞就代表著熒幕顯示的好壞。

4 背投電視 -種類

由於採用的不同的投影機種類,背投技術可以分為CRT(陰極射線管)、LCD(液晶)、LCOS(硅基液晶)、DLP(數字光處理)等幾種。

CRT

CRT背投電視的技術最為成熟,生產規模較大,性價比高,依然是國內背投電視市場的主流產品。但CRT背投是靠熒光粉發光,很難提升亮度,容易使顯像管老化,時間長了,畫面會變暗,清晰度降低。

LCD

LCD(Liquid Crystal Display)背投的成像方式為穿透式,成像器件為液晶板,是一種被動式的投影方式。它利用外光源(金屬鹵素燈或UHP燈),因此只要提高燈泡的功率就可以提升亮度。它利用比較成熟的液晶投影技術,色彩還原性好,亮度和對比度都優於CRT背投。LCD 投影機按照液晶板的片數分為三片式和單片式。三片式投影機是液晶板投影機的主要機種。

DLP

DLP(Digital Light Processing)指數字光處理技術,這種技術要先把影像訊號經過數字處理后再投影出來,其投影顯示質量很好。與LCD背投的透射式成像不同,DLP為反射方式。其系統核心是TI(德州儀器)公司開發的數字微鏡器件—DMD(Digital Micro mirror Device),DMD是顯示數字可視信息的最終環節,它是在CMOS的標準半導體製程上,加上一個可調變反射面的旋轉機構形成的器件。通常DMD 晶元有約130萬個鉸接安裝的微鏡,一個微鏡對應一個像素。DLP背投的原理是用一個積分器(Integrator)將光源均勻化,通過一個有色彩三原色的色環(Color Wheel),將光分成R、G、B三色,微鏡向光源傾斜時,光反射到鏡頭上,相當於光開關的「開」狀態。微鏡向光源反方向傾斜時,光反射不到鏡頭上,相當於光開關的「關」狀態。其灰度等級由每秒鐘光開關,開關次數比來決定。因此採用同步信號的方法,處理數字旋轉鏡片的電信號,將連續光轉為灰階,配合R、G、B三種顏色而將色彩表現出來,最後投影成像,便可以產生高品質、高灰度等級的圖像。 

DLP的投影機主要有單片DMD機、雙片DMD機和三片DMD機。

LCOS

LCOS(Liquid Crystal On Silicon)技術結合了半導體與LCD技術,其光學成像原理與DLP同為反射方式。與LCD和DLP兩種背投技術相比,優勢在於高解析度、高亮度的特性,而且結構簡單,成本降低潛力大。

關於LCOS光學系統技術仍在起步階段,所以IBM、ColorQuad、Philip、Hologram等多家廠商都開發了不同的LCOS光學引擎架構。但主要可分為單片式和三片式兩大類。

5 背投電視 -優勢

市場上的背投式彩電屏幕尺寸一般為41至61英寸,巨大的屏幕使電視圖像更具真實感。與普通電視相比,背投式彩電不是利用顯像管,而是採用先進的投影光學系統,使電視亮度和清晰度得到極大提高,同時再配以高質量的揚聲系統,營造出一種強烈的現場感。此外,背投式彩電採用數碼掃描方式進行信號處理,每秒播出上百幅圖像,實現了沒有閃爍的穩定圖像,觀眾長時間看電視也不會感到眼睛疲勞。

6 背投電視 -應用領域

背投電視背投電視
1、辦公領域。以前在辦公會議時候,要觀看電腦內容的時候,往往都需要接上一個投影機,掛上屏幕,而且畫面有時候還不是很清楚,對會議造成一定的影響。而背投一方面使用簡單、方便,另一方面畫面尺寸對會議要求完全符合,因此,在辦公領域具有替代投影的趨勢。

2、學校多媒體應用。背投影電視相對於投影機來說,價格相對便宜,而且使用時間長,又有VGA介面,視角寬,完全可以適應多媒體應用要求,性價比更高。因此,在許多學校都建立起了以背投電視為顯像設備的多媒體教室。

3、家庭影院。隨著「家庭影院」的影音觀念被引入人們的生活,中層收入人員數量也日益成規模,人們對於電視系統的屏幕尺寸、畫質清晰度等提出了更高的要求,而包括純平電視在內的傳統CRT顯像管電視,由於自身技術原理局限,其最大尺寸不可能超出38英寸。因此,家居面積的增大與傳統電視畫面尺寸受限,使背投電視在家庭影院建設中成為首選。

 

7 背投電視 -退出市場

早在2007年9月份IDC的一份研究報告預測背投電視機將會在 2011年結束其歷史使命,隨後索尼、日立、三星和日立相繼退出背投市場,轉向平板電視。

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