國產(chǎn)單片液晶投影技術(shù)發(fā)展(二)

  　在液晶投影機(jī)的開發(fā)中，除了至關(guān)重要的光路外，液晶屏及其驅(qū)動(dòng)的選用和開發(fā)也是關(guān)鍵技術(shù)之一。

    國產(chǎn)單片投影機(jī)從早期10萬像素機(jī)(如:2000年瑞誠套件4,解像度約為220*170*3)的出現(xiàn)，到近期推出的100~240萬像素(如:640*480*3,800*480*3，800*600*3，1024*768*3)的投影機(jī)，其像素陣列或分辨率的展現(xiàn)，全由液晶屏本身的像素點(diǎn)決定。10萬像素的投影機(jī)已為過眼云煙，33萬像素投影機(jī)也將會(huì)很快被100萬像素以上的機(jī)型替代。100萬以上像素的液晶屏中，又有傳統(tǒng)的4：3液晶屏和新型的16（15）：9液晶屏。這些液晶屏一般均為世界級(jí)的大公司所生產(chǎn)，如日立、松下、夏普、東芝、愛普生、LG、索尼以及臺(tái)灣的元太、聯(lián)友等公司。目前國產(chǎn)的單片投影機(jī)（100萬像素以上），大多采用數(shù)字屏，其主流品種為：

    1）、7寸日立TX18D11VM1CAA液晶屏，該款液晶屏的優(yōu)勢(shì)在于像素高（800X480），且屏幕為16(15)：9方式，可以做出目前流行的16：9終端顯示設(shè)備。

    2）、7寸松下EDTCB18QCF液晶屏，該屏性能、尺寸與日立TX18D11VM1CAA相同，且數(shù)字接口定義完全相同，大多驅(qū)動(dòng)板可以直接互換使用。由于這兩款都是7英寸800x480的16：9液晶屏，既可以滿足看16：9的大片，也可以由驅(qū)動(dòng)板改變算法顯示主流的4：3電視節(jié)目。是非常理想的單片液晶投影機(jī)液晶屏。

    3）、夏普LQ64SP1/2/3/4/5液晶屏，該類屏為6.4英寸800x600的4:3投影專用液晶屏,其光透過率高、開口率高，且像素較高，是做單片投影機(jī)的優(yōu)選品類（曾廣泛用于數(shù)家知名品牌的正投及背投產(chǎn)品）。

     4）、夏普 LQ64P312/311液晶屏，該款屏為6.4英寸640x480的4:3投影專用液晶屏，其尺寸和LQ64SP1/2/3/4/5類相同，只是其分辨率要低些。該款屏也是做單片投影機(jī)的優(yōu)選品種。目前市面上另有夏普LQ64D343、RLCDP0019CEZZ、RLCDP0032CEZZ與此類似，均可選用。

    5）、夏普LQ08V3DG01液晶屏，該款為8英寸640x480的4:3液晶屏。該屏主要因?yàn)槌叽缙�大，影響整機(jī)體積，只有很少廠家采用。

    6）、其他如：元太3.5英寸640X480液晶屏，東芝5.6英寸 640X480液晶屏及其他廠家的640X480—1024*768）液晶屏也可考慮采用，如：5寸元太P50CB4、4.7寸hannstar  HSD11150MX46-A，TMDISPLAY5.6寸LTD056ETOS,東芝4寸：LTM04C395、LTM04C380S、4寸LTM04C380K，4寸AND   ADNPSI04C380K-HB，6.3寸NEC  NL10276BC12-02 、NL10276BC12-01。 

    對(duì)于單片液晶投影機(jī)，選用哪種液晶屏對(duì)投影出圖像的分辨率和畫質(zhì)是至關(guān)重要，對(duì)于分辨率和畫質(zhì)的影響，大家都可以到書刊上找到解釋，在此不再重復(fù)。但在投影機(jī)的開發(fā)中，卻不能僅僅考慮分辨率和畫質(zhì)，而作為單片投影機(jī)來說，還需要選用液晶屏的透光率較高。這是由于目前國內(nèi)廠家開發(fā)的投影機(jī)，都屬透射式光路，而非反射式光路（三片LCD、DLP、LCOS投影機(jī)均采用反射式光路，區(qū)分主要是光在顯物體上的路徑），而一般液晶板的總光透過率在4%---6%之間，不要小看這百分之幾的差異，在投出畫面亮度上卻可反映出較大的變化。比如用一款光透過率為4%的液晶屏制作的投影機(jī)，其亮度（光輸出）為240流明，而換為光透過率為6%的同規(guī)格液晶屏，在同一臺(tái)機(jī)器上所測(cè)量的亮度（光輸出）將提升到360流明。從此例可以看出，一款液晶屏對(duì)投影機(jī)的光學(xué)設(shè)計(jì)是也非常重要的。在目前主流產(chǎn)品所選用的液晶屏中，其光的透過率排序依次為：LQ64P312/311 > LQ64SP1/2/3/4/5 > LQ08V3DG01 > TX18D11VM1CAA > EDTCB18QCF。

　　選用液晶屏的同時(shí)，還需要注意液晶屏本身的特殊功能，其主要為上/下翻轉(zhuǎn)、左/右鏡像功能。有了這些功能，可使得液晶驅(qū)動(dòng)板的方案選擇更加靈活。以上列舉的液晶屏中，僅有夏普屏自帶上/下翻轉(zhuǎn)、左/右鏡像功能，即只要給定相應(yīng)的控制信號(hào)即可對(duì)其進(jìn)行控制，而更多的數(shù)字液晶屏是不帶上/下翻轉(zhuǎn)、左/右鏡像功能的，這樣給開發(fā)者們帶來了極大的考驗(yàn)。如果熟悉國產(chǎn)單片液晶投影機(jī)市場(chǎng)的不難發(fā)現(xiàn)，很多廠家的產(chǎn)品目前還不具備翻轉(zhuǎn)功能，而是根據(jù)客戶需要，生產(chǎn)不同的正放機(jī)型和吊裝機(jī)型，甚至干脆只有正放機(jī)型。這些設(shè)計(jì)都會(huì)給使用者帶來一些不便。而目前市面上類似性價(jià)比的產(chǎn)品僅僅RC-1208VDT具有上/下翻轉(zhuǎn)、左/右鏡像功能，我們期望其他的廠家盡快完善這一功能。

    液晶屏的使用，均離不開其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)板。對(duì)于不同的液晶屏，其驅(qū)動(dòng)方式也不完全一樣。當(dāng)然，在此所說的驅(qū)動(dòng)板，實(shí)為信號(hào)處理板，而非液晶屏的陣列驅(qū)動(dòng)。這是因?yàn)橐话愕囊壕�屏廠家都給液晶屏配備了陣列驅(qū)動(dòng)，用戶只需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行變換，并滿足陣列驅(qū)動(dòng)板的接口協(xié)議即可。通常，模擬屏的接口主要有：R、G、B輸入端，行、場(chǎng)同步信號(hào)輸入端，及圖像上下翻轉(zhuǎn)、左右鏡像控制端，某些屏陣列驅(qū)動(dòng)板上還有PLA/NTSC制式轉(zhuǎn)換端等。而數(shù)字液晶屏的接口就多一些，雖然輸入的同樣是R、G、B信號(hào)，但對(duì)于不同的屏，其灰度級(jí)數(shù)是不一樣的，有些是6階的，有些是8階的（色彩、層次效果明顯較好）。也就是說將R、G、B三基色信號(hào)各分成6位或8位進(jìn)行處理。一般來說，數(shù)字屏具有TTL或LVDS接口，但由于廠家不同，各屏的引腳定義也不完全一樣。但大致包括：6位或8位R、G、B信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)、行場(chǎng)同步信號(hào)，以及有些屏自帶的圖像上下翻轉(zhuǎn)、左右鏡像控制端等。常用液晶屏驅(qū)動(dòng)芯片有：

    1）、Pixelworks公司的:PW168、PW463、PW465等型號(hào)。
    2）、Genesis公司的:Gm5020、Gmzan3、gm5221等型號(hào)。
    3）、MXIC公司的:MX88L284、MX88L285等型號(hào)。
    4)、Syntek公司的:STK6005等型號(hào)。
    5）、Myson公司的:MTL005F等型號(hào)。
    6）、在市場(chǎng)上還有很多公司如Realtek、Mstar、Mst、Samsung等也有專用液晶驅(qū)動(dòng)芯片。

    作為用于投影機(jī)的液晶驅(qū)動(dòng)板，除了有驅(qū)動(dòng)部分，還包括有視頻數(shù)字解碼和VGA信號(hào)處理等芯片。視頻解碼電路的設(shè)計(jì)，將是影響圖像質(zhì)量的關(guān)鍵，所以一般投影機(jī)廠家不會(huì)在圖像質(zhì)量處理上省錢。常用數(shù)字解碼芯片有：
    1）、Philips公司的:SAA7115、SAA7114、SAA7111等型號(hào)。
    2）、 Samsung公司的:S5D0127等型號(hào)。
    3）、Ti公司的:Tvp5150、Tvp5156等型號(hào)。
    4）、Teckwell公司的:TW99、TW98等型號(hào)。

    將上述驅(qū)動(dòng)芯片與解碼芯片任意組合，都將可構(gòu)成一套完整的液晶屏驅(qū)動(dòng)方案。

    由目前國內(nèi)單片液晶投影機(jī)的設(shè)計(jì)來看，不論從技術(shù)實(shí)力還是市場(chǎng)需求，都將會(huì)引導(dǎo)出更新的產(chǎn)品。而近年國產(chǎn)單片液晶投影機(jī)的液晶屏及驅(qū)動(dòng)板的采用，其發(fā)展趨勢(shì)為：

    1）、液晶屏的小尺寸、高像素化。為了縮小整機(jī)體積，滿足更高的視頻顯示要求，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，故此單片液晶片的選擇將會(huì)在3.5~7寸范圍內(nèi)選擇，而分辨率將會(huì)在640X480~1024X768之間選擇。（注：如果是16：9的屏，則會(huì)在800X480、1280*720間選擇）

    2）、驅(qū)動(dòng)板的功能需要更加完善，包括圖像上下翻轉(zhuǎn)、左右鏡像功能，電子梯形校正功能、色溫調(diào)整功能，對(duì)于16：9的液晶屏還應(yīng)包括有16：9/4：3 顯示模式切換功能等其他輔助功能。

    3）、驅(qū)動(dòng)板的信號(hào)接口豐富化,為了滿足視頻信號(hào)發(fā)展需要，以后的投影機(jī)信號(hào)源輸入接口應(yīng)該包括：VGA，DVI，HDTV，Cvbs，S-VIDEO，YCbCr,TV等。

    4）、視頻信號(hào)的格式應(yīng)滿足PAL/NTSC 雙制式，調(diào)試菜單應(yīng)該多語言調(diào)試菜單，TV伴音制式也應(yīng)該滿足多國（或地區(qū)）的需要。                                    

整機(jī)控制：整機(jī)操作與安全保護(hù)的核心

    投影機(jī)出了前面所介紹的關(guān)鍵技術(shù)外，還有一項(xiàng)重要的技術(shù)——整機(jī)控制技術(shù)。投影機(jī)的整機(jī)控制包括：開/關(guān)機(jī)過程控制、光源散熱系統(tǒng)控制、機(jī)內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)控制、報(bào)警提示及保護(hù)控制等方面。

    目前國內(nèi)廠家多數(shù)直接利用液晶驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行控制開關(guān)機(jī)，再配以單獨(dú)的光源控制、光源散熱控制、機(jī)內(nèi)溫度控制和安全報(bào)警保護(hù)等系統(tǒng)進(jìn)行集成。這些完成單獨(dú)功能的電路有些廠家直接購買成品電路板進(jìn)行拼裝，連線較為復(fù)雜，可靠性低，有些采用專用器件，但大多采用單片機(jī)自己編程實(shí)現(xiàn)這些功能。采用單片機(jī)設(shè)計(jì)，不僅可以完善這些功能，還可根據(jù)廠家自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)開發(fā)一些實(shí)用功能。目前國內(nèi)單片投影機(jī)中常見的單片機(jī)設(shè)計(jì)框圖如下：

    1）、開機(jī)檢測(cè)：檢測(cè)開機(jī)的信號(hào)，有些是檢測(cè)解碼板給出的開機(jī)信號(hào)，有些是直接檢測(cè)紅外遙控的開機(jī)信號(hào)或機(jī)身按鍵信號(hào)。檢測(cè)解碼板的開機(jī)信號(hào)比較通用，因?yàn)殚_發(fā)者可以減少紅外遙控信號(hào)及機(jī)身按鍵信號(hào)的開發(fā)，而直接利用原解碼的開關(guān)機(jī)信號(hào)。而這種設(shè)計(jì)將會(huì)給待機(jī)狀態(tài)的解碼板完全供電，是采用早期電視機(jī)控制的同類設(shè)計(jì)辦法。比較新型的設(shè)計(jì)是將開關(guān)機(jī)信號(hào)直接與主板分離，在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，僅整機(jī)控制部分電路工作，解碼板電源斷開，有效減少解碼板故障率。(注：由于投影機(jī)的畫面調(diào)整等全包含于解碼板上，故此一般整個(gè)紅外遙控核心都在解碼板上。)

　　2）、開機(jī)控制：在檢測(cè)到開機(jī)信號(hào)后，并不是立即執(zhí)行開機(jī)動(dòng)作。而是需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自檢。自檢包括：機(jī)內(nèi)溫度檢測(cè)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況檢測(cè)、光源檢測(cè)等其他項(xiàng)目。在自檢正常后，才執(zhí)行風(fēng)機(jī)快速運(yùn)轉(zhuǎn)操作、點(diǎn)燈操作、點(diǎn)屏操作。在這期間，同樣會(huì)對(duì)溫度、電壓、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況、光源情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在開機(jī)時(shí)段，為了使投影機(jī)正常啟動(dòng)，都會(huì)將其他操作進(jìn)行禁止，在開機(jī)正常后才進(jìn)行解禁。

    3）、風(fēng)機(jī)控制與檢測(cè)：他們是一組對(duì)應(yīng)控制關(guān)系，首先是啟動(dòng)控制，再進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)情況再進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以確保投影機(jī)系統(tǒng)安全可靠工作。

    4）、溫度檢測(cè)：該項(xiàng)檢測(cè)是一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目，它本質(zhì)上是獨(dú)立的。即只要一到溫度極限，則立即關(guān)閉系統(tǒng)，以安全保護(hù)系統(tǒng)。但也有將其與風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制的，即風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)再不僅是受本身好壞或運(yùn)行狀況的控制，還將受到溫度的控制，即智能風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。

    5）、安全保護(hù)：該部分其實(shí)是一個(gè)執(zhí)行部分，他對(duì)所有的影響整機(jī)安全的參數(shù)都進(jìn)行實(shí)時(shí)控制處理，以急時(shí)提示用戶進(jìn)行相關(guān)操作處理或關(guān)閉系統(tǒng)、禁止系統(tǒng)運(yùn)行等。

    6）、操作禁止與開啟：該項(xiàng)設(shè)置主要是防止用戶在開機(jī)或關(guān)機(jī)運(yùn)行時(shí)段進(jìn)行誤操作而有效保護(hù)投影機(jī)。

    7）、警音控制與監(jiān)聽音：警音是指投影機(jī)在對(duì)某種狀態(tài)下發(fā)出的對(duì)應(yīng)提示音，指明投影機(jī)目前的工作狀態(tài)，在國產(chǎn)單片投影機(jī)中，有些采用 “嘟~~嘟~”警音提示，叫了半天用戶不知所云，僅對(duì)專業(yè)的人群如維修工程師有提示作用，有的警音采用了人性化的語音提示，也有些還采用OSD顯示，既將報(bào)警提示以淺顯易懂的圖形疊加顯示在屏幕上，全球通用不存在語言方面的障礙。使用語音提示，可直觀地告訴用戶投影機(jī)出現(xiàn)的故障點(diǎn)及危險(xiǎn)程度，非常親切友好。監(jiān)聽音是指投影機(jī)中附加有對(duì)顯示信號(hào)的音頻放大播放功能，而某些廠家的投影機(jī)關(guān)閉投影機(jī)后，都還有伴音，這種設(shè)計(jì)是欠科學(xué)的，即待機(jī)狀態(tài)電路也在通電工作，白白浪費(fèi)電能，與日益提倡的綠色環(huán)保精神背道而馳。所以，設(shè)計(jì)較周全的機(jī)型，在待機(jī)狀態(tài)下，機(jī)內(nèi)幾乎不工作，耗電應(yīng)在2~4W以下，國際公認(rèn)的努力目標(biāo)是小于1W。

    8）、關(guān)機(jī)檢測(cè)和關(guān)機(jī)操作：執(zhí)行的是開機(jī)檢測(cè)和開機(jī)控制的逆過程。液晶投影機(jī)，基本都作了二次關(guān)機(jī)的設(shè)計(jì)，預(yù)防誤觸開關(guān)機(jī)鍵，不想關(guān)機(jī)而被關(guān)機(jī)，因?yàn)橥队皺C(jī)的開關(guān)不象彩電，關(guān)機(jī)后可以立馬又開機(jī)，投影燈泡熱啟動(dòng)電壓很高，而電路往往不能提供如此高的觸發(fā)電壓，燈泡的冷卻一般需要3~5分鐘，也即投影機(jī)的再啟動(dòng)最少間隔3~5分鐘，很不方便。故此，對(duì)于關(guān)機(jī)時(shí)都將對(duì)第一次執(zhí)行的關(guān)機(jī)動(dòng)作進(jìn)行一次提示予以確認(rèn)，如果是誤操作，可進(jìn)行相應(yīng)的操作返回，有的機(jī)型可直接返回，如確認(rèn)關(guān)機(jī)，再按一次關(guān)機(jī)鍵即可。（注：每個(gè)廠家設(shè)計(jì)的二次關(guān)機(jī)操作都不一樣，但在產(chǎn)品說明書上均有詳細(xì)介紹。）

    整機(jī)控制系統(tǒng)中，一般都采用AT89C2051、AT89C51或PIC16F73等芯片。一般而言，這個(gè)順序代表了功能、性能的檔次高低。AT89C2051的電路復(fù)雜、成本低，可靠性一般，而AT89C51雖然I/O口較多，但對(duì)承擔(dān)整機(jī)控制還是有些不足，常常是功能可以做得多些，但基本上都需要外圍器件支持，硬件多，且性能一般。由PIC系列單片機(jī)組成的整機(jī)控制系統(tǒng)，具有高可靠性、高穩(wěn)定性，且電路簡(jiǎn)單，整個(gè)電路幾乎都可由單片機(jī)本身完成，是單片投影機(jī)整機(jī)控制的優(yōu)選方案之一。

    雖然投影機(jī)的整機(jī)控制不是關(guān)鍵的核心技術(shù)，但對(duì)整機(jī)的穩(wěn)定性和功能擴(kuò)展都起著重要作用。不論是在自己組裝投影機(jī)，還是選購?fù)队皺C(jī)，這些知識(shí)都是很有必要了解的。