背投顯示技術正處于蓬勃發展時期，本文介紹了背投顯示技術的基本光路原理，以及當前技術背景下，幾種主要背投電視技術的應用和發展前景。并且對筆者所從事的LCOS背投領域做一下重點介紹。  

1、 背投顯示技術  

背投(Rear Projector)的定義是相對于傳統的前投(Front Projector)而言的。二者的主要區別在于圖像光線的來源方式。前投系統中，觀察者和投影機位于反射屏幕的同一側，投影機投射出的光線照射到屏幕后，再經過反射到達觀察者；而背投系統中，觀察者和投影機位于顯示屏幕的兩側，從投影機發出的光線照射到半透明的顯示屏幕上，部分透過后形成圖像，所以觀察者看到的是透射出來的光，其原理如圖1：  


  
圖1：背投原理圖  

通常人們提到的多媒體投影機主要是指前投影機，與它們相比背投影的優勢在于背投系統中投影機和屏幕是一個整體，用戶使用時無需進行光學調整，像使用普通電視機一樣簡單。此外背投系統中光學投影機封閉在一個箱體內，投射到屏幕上的光線不會受到外界光線影響，因此在較暗或較亮的環境下都可以完好地顯示圖像。正是基于這些原理產生了背投電視，由于采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。到目前為止，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。鑒于此，隨著其他三種技術的逐漸成熟，市場必將重新分割，誰將占據未來市場的主流呢？下面我將分別介紹一下LCD、DLP 、LCOS三種背投電視投影技術。  

2、 LCD背投技術  

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，亮度和對比度都優于CRT背投。隨著技術的不斷發展，目前困擾業界的燈泡壽命問題，也將得到較好的解決。目前LCD背投沒有成為市場主流的原因主要在于其高成本。此外LCD背投，限于其工作原理上的原因，它的開機預熱和關機后散熱都需要時間，不能做到CRT背投那樣隨開隨關。  

   LCD 投影機按照液晶板的片數分為三片式和單片式。目前，三片式投影機是液晶板投影機的主要機種，其原理示意圖如下：


  
三片式LCD板投影機原理是光學系統把光源發射的強光通過分光鏡形成R、G、B三束光，分別透射過R、G、B三色液晶板；控制信號源經過A/D轉換調制后，加到液晶板上，通過控制液晶單元的開啟、閉合，從而控制R、G、B三色光路的通斷，然后三色光經過合色光路，在合色棱鏡中匯聚，最后經透鏡投射后，在屏幕上形成彩色圖像。  

3、 DLP背投技術  

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的標準半導體制程上，加上一個可調變反射面的旋轉機構形成的器件。通常DMD 芯片有約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，相當于光開關的“開”狀態。微鏡向光源反方向傾斜時，光反射不到鏡頭上，相當于光開關的“關”狀態。其灰度等級由每秒鐘光開關，開關次數比來決定。因此采用同步信號的方法，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，最后投影成像，便可以產生高品質、高灰度等級的圖像。  

目前DLP的投影機主要有單片DMD機、雙片DMD機和三片DMD機。根據各自不同的特點，有著不同的應用。其中單片式主要應用在便攜式投影產品，雙片式應用于大型拼接顯示墻而三片式主要應用于超高亮度投影機。一般DLP背投電視有普通彩電4-5倍的清晰度，而且有著高亮度、高對比度的優勢，可達到1000：1的對比度。此外，由于數字技術的采用，使圖像灰度等級提高，圖像噪聲消失，畫面質量更穩定。但是，德州儀器公司目前是全球DMD芯片的惟一制造商，造成投影機的供給領域薄弱，核心部件供應量不足，成品率較低，價格昂貴，因此在一定程度上限制著這一產品的發展,此外從長遠看DLP投影技術在超高分辨率（2000線以上）方面受到制約。