彩色电视机技术盘点

来源 :中国数字电视 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaomei52689
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  标准确定全面启动
  
  2006年我国家电市场上发生的第一件重头事件,就是3月28日信息产业部通过其官方网站发布《数字电视接收设备术语》等25项标准,其为家电市场中争论了四、五年的“什么是高清晰度电视?”、“什么是数字电视?”等问题给出了明确定义。同时,信息产业部公布,《数字电视液晶显示器通用规范》等六项通用规范于2007年1月1日正式实施。事实证明,通过标准的公布和宣讲,2006年下半年,我国彩电市场相对2005年得到一定程度的规范,同时促进和带动了数字电视产业链,如LCD和PDP显示屏上游产品的技术革新和改进;电视机生产企业也在电路、功能和外观等厅面进行了新的设计和提高,以达到我同高清晰度电视的国标要求。
  由中同质量认证中心(CQC)、国家广播电视产品质量监督检验中心和中国电子技术标准化产品认证中心对在市场销售的部分彩色电视机按公布的标准进行了高清晰度电视认证并颁布了高清标志。约30个品牌、200余个型号通过了高清认证。这些型号中,约80%是LCD电视机,20%是PDP、CRT电视机和背投影电视机。
  通过9个多月对25项标准的贯彻,彩电市场初步得到规范,各生产企业正在按已公布标准要求,编制说明书和宣传广告,相信2007年的彩电市场会有较大的改观。
  2006年我国数字电视另一件大事是:数字电视地面广播标准正式发布,意味着数字电视将在我国真正全面启动。
  
  高清认证中反映出的问题
  
  在送检认证的彩电产品中,某些品牌的个别型号没有通过认证,主要问题包括:
  (1)重显率:少数企业在电路设计上仍沿用模拟电视机CRT的显示方式,重显率保持在92%左右,达不到高清电视机95%的要求。因该参数和清晰度值有密切关系,应引起各生产企业的足够重视。
  (2)色域覆盖率:该项参数是在制定数字电视接收设备有关标准过程中参考IEC 61947-1(2002.5.10)和IEC 61988-2-1(2002.6.21)新增加的项目。由于在摸拟CRT电视机中没有该项参数,生产企业在电路设计上对其不够重视。另外,有些显示器件,尤其是背光源液晶电视机或采用以灯泡为光源的前投影机和背投影机,尽管在电路上做了较多的补偿,但因光源的色域比较低,造成电视机或投影机的色域覆盖率较小。
  (3)清晰度:清晰度受多方面因素的影响,主要有显示器件的固有分辨力、视频带宽、激励电路及格式变换等,要达到清晰度为720电视线以上,视频带宽必须在25MHz以上。从理论上讲,当显示屏的固有分辨力满足1366×768以上时,就可以达到720电视线。但我国高清图像分辨力标准为1920×1080,若加到固有分辨力为1366×768的电视机上,需要进行格式变换,如果格式变换的软件设计的不好,仍可能达不到720电视线。
  (4)声音性能:近年来,PDP、LCD平板电视发展比较迅速,各生产企业往往忽视了声音的保真度,因此造成图像可以达到高清晰度的要求,而声音却很差。主要原因在于,为追求平板电视外形的平、薄、轻,而使声学结构不合理,声音没有共鸣空间,不能安装较大、高质量的扬声器;也有个别型号电视机的声音通道电路设计不好,产生噪声较大,左右声道串音等。
  
  新技术透视
  
  一、PDP电视
  由于PDP显示屏的物理结构和技术工艺等原因,2005年以前,50英寸以下PDP显示屏的固有分辨力大部分为852×480,1024×768,1280×720和1024×1024(ALIS屏),很难达到我国高清晰度电视标准的要求。因此,有媒体曾报道,在我国50英寸以下的PDP电视中,一台高清产品都没有——这也是LCD挑战PDP的重要理由之一。
  这种局面已被打破。
  


  2006年下半年,日立率先推出ALIS技术的1280×1080分辨力电视机,并通过我同高清认证,多家厂商纷纷跟进。
  除清晰度外,无论是同外的日立、松下、三星、LG和先锋,还是国内的长虹、海信、厦华等公司,积极采用多种自动调节功能和自动保护功能新技术,克服PDP灼伤和烧伤屏幕的固有缺陷问题;为适应数字电视信号传输的连接,采用双系统的HDMI接口,保证与未来设备连接的可扩展性,同时支持SD/MMC卡及外接USB接口,以获得流媒体文件的读取能为;在努力提高图像质量同时,采用多声道环绕声等技术提高声音质量。
  目前50英寸、65英寸及以上的等离子电视机,固有分辨力基本为1366×768,一般都能达到我国HDTV的要求。
  现以日立ALZS技术为例,来说明在PDP中采用的多种新技术及新特点。
  新技术之一:在PDP显示屏的制造上,采用新的荧光体,扩大了红、绿、蓝部分的可见光谱,增加彩色还原的能力,提高色域覆盖率,如图1所示。从图中可以看到,1080 ALIS屏的色域面积明显大于普通PDP显示屏和CRT显像管的色域面积。
  新技术之二:采用高频率驱动的1080 ALIS屏,提高了亮度,同时在等离子的前玻璃采用DynamicMBP(Multi Band Pass)彩色滤光片,提高黑色再显能力,使图像的彩色还原达到较好效果;并在AR滤光片的表面玻璃上增加了涂层,使画面更加明亮,从而大大提高了对比度。
  新技术之三:采用3D数字彩色处理,在不影响其他颜色的前提下,可以对两个以上所需要颜色进行校正处理,各自独立地调整颜色、色饱和度和亮度,使红、绿、蓝显示更为鲜艳,肤色显示更为真实。
  新技术之四:采用一般信号的处理系统中,显示快速运动图像时易产生锯齿边缘,为了解决这个问题,该产品在电路中采用快速运动补偿技术和高清图像处理技术(Picture Master HD),进行高速存储、运算和补偿,可有效地减少边缘的锯齿,使高速运动图像的边缘更加柔和自然,如图2所示。同时采用画面识别处理技术,可以对每个画面的细节之处进行矩形分析,细腻重现图像细节的明暗程度,使运动图像以最合适的对比度和彩色进行显示。
  
  二、液晶电视机
  随着7代、7.5代和8代液晶面板生产线的投产,液晶屏幕尺寸上不断突破,40~55英寸液晶电视的大量出现,打破了以42英寸区隔液晶与等离子最佳购买的尺寸界限;采用多种新技术减小响应时间和运动图像拖尾时间;采用环境亮度控制和图像亮度控制扩大动态范围,减小整体耗电量;在LCD面板生产上采用多种广视角新技术,增大可视角——这些技术措施在一定程度上克服了液晶电视的自身缺陷,使图像质量得到较大提升。   在外围接口方面,大部分具有HDMI、DVI等数字音、视频接口:在外观设计上更加人性化,声音性能也有较大的改善。因此,2006年下半年液晶电视销量大幅增加,40、42英寸的液晶电视已成为城市消费者首选,总计有150多个型号的液晶电视通过国标高清认证。
  另外,大屏幕液晶电视机普遍增加了智能亮度调节,以减小能耗;内置硬盘,可录制TV、AV信号和节目存储;增加USB接口,兼容数码设备。
  现就液晶电视各项关键指标与新技术做简要说明:
  1.屏幕尺寸
  液晶电视能不能做到40英寸以上并占据主流?是液晶和等离子在2005年论战的焦点之一。
  2006年,随着6代、7代、7_5代和8代液晶面板生产线的投产,液晶屏幕最大尺寸由过去的37英寸,达到40、42、47、50及65英寸,最大可达108英寸。目前市场上40英寸、42英寸的液晶电视已成为消费者首选,在价格上已经低于同等尺寸的等离子电视机,其同有分辨力、显示图像质量也已满足国家标准的要求。
  2.可视角度
  由于LCD的成像原理,观看液晶电视图像时存在最佳图像的角度范围,超出这个角度则图像亮度、对比度、色彩都要发生不同程度的畸变。对于中小屏幕来说(如26英寸以下),可视图像面积较小,屏幕幅型比大部分为4:3,南于人眼的视觉特性,可视角可以较小些。而对于大屏幕电视(如37英寸以上),屏幕幅型比大多为16:9,则消费者观看图像的视角要大。
  为增大可视角度,在6代、7代、7.5代及8代液晶屏生产线上广泛采用了广视角技术,主要包括:垂直取向模式中的MVA技术、PVA技术、ASV技术、CPA技术和ASM技术:平面控制模式广视角技术中的ISP技术、FFS技术、SFT技术及OCB技术等。
  随着新技术、新材料在液晶屏的生产上的广泛应用,液晶电视可视角小的缺陷能得到较大改善。
  3.响应时间
  


  与采用自发光原理的等离子、CRT相比,液晶电视具有较长的响应时间,在显示快速运动图像时,会产生拖尾现象,造成运动图像清晰度下降。2005年以前,液晶电视的响应时间都在12ms以上,2006年,液晶屏厂家普遍采用背光明暗法(Blinking Backlight),插入黑场法(Black Insertion),120Hz驱动(即120Hz刷新频率)法等不同的新技术,使响应时间大大降低。
  尤其是在2006年第三季度量产的120Hz驱动技术面板,较有效地缩短了运动图像的拖尾时间。
  4.色域覆盖率
  为增加色域覆盖率,提高彩色还原能力,出现了多种新技术。例如,改善偏光扳和彩色滤光片的设计,夏普8代生产线上应用4段波背光灯源(红、绿、蓝和深红),运用波长的切割技术,在三基色中添加了深红色,能更好地还原自然界的红色,使色域覆盖率有较大提高。如图3所示。
  采用LED作为背光源提高色域覆盖率,国内外不少企业已做出样机,在2007年会得到广泛的应用。
  
  三、CRT电视
  2006年,CRT电视机虽然受到LCD、PDP电视机的激烈竞争,但销量仍占绝对优势。除继续生产传统的4:3幅型比电视机外,为适应市场和消费者的需要,在彩色显像管和电视机的设计生产上采用了多种新技术、新工艺——
  1.高清晰度:为满足水平和垂直清晰度达到620电视线的国际要求,开发了纳米着色荧光粉、分布式组合场电子枪透统、超高分辨力DCFL电子枪、高频RAC线圈相互配合等技术;精细节距阴罩,配合对电路的改进,使CRT电视机清晰度达到620电视线以上。有些CRT电视机已通过高清晰度电视认证。
  2.宽屏化:为适应我国数字电视、高清晰度电视的图像幅型比16:9的要求,研制生产16:9的显像管,有24英寸、28英寸、32英寸和36英寸等系列。
  3.小屏幕化:16:9的24英寸CRT电视机很受欢迎。
  4.超薄化:为了应对平板电视的挑战,CRT电视努力走向超薄化、平面化。减轻玻璃屏重量的表面压应力工艺和减轻比重材料,减少体积的大偏转角的超薄技术,使CRT的厚度减少了1/3,重量、体积也相对减少。如4:3幅型比21英寸电视机(相当于16:9幅型比24英寸电视机),厚度由40cm降到29.6cm。
  5.细管径化、小DY(偏转线圈)化:可节约能耗。
  6.由双聚焦改为单聚焦:减小了CRT的腔体长度,容易实现超薄化;同时提高了屏的透光率,降低了偏转功率和成本。
  7.进一步改进阴罩结构:采用价格低廉的Ak材料以降低成本。
  
  四、前投影机与背投影机
  目前,在前投影机和背投影机领域的主流技术有:3LCD、DLP和LCOS。
  1.市场走势
  2006年,受家庭影院应用的带动,家用投影机在整个投影机市场中的比例达到20%。适应数字电视高清时代的1920×1080的投影机陆续亮相市场。可以预见,未来几年内前投影机将广泛走人家庭。
  此外,商用投影机、教育用投影机和工程类用投影机,因LCD、DMD芯片性能的改进,图像效果明显提高,投影机由以前的视频输出为主转换到数据输出,已成为电脑显示的外设产品。对于背投产品来说,CRT背投影机生存空间越来越狭小,目前在大城市的家电市场几乎很难觅见。但可喜的是,在2006年的高清认证中,仍有14个型号的CRT背投影机通过认证,并在中小城市的二、三市场保持一定销量。
  三片DMD的DLP背投影机,主要用于电子影院,价格比较昂贵,属于专业型产品。单片DMD的DLP背投影机经过技术革新,图像质量明显提高。
  对于3LCD背投影机来说,EPSON在2006年上半年推出固有分辨力为1920×1080的高清晰度背投影机,清晰度达到720电视线以上。
  LCOS背投影机经过几年努力,获得突破性进展,并开始批量投放市场。如JVC HD-Z70RF7背投影机,应用最新的三片式D-ILA反射芯片,固有分辨力达到1920×1080。
  一系列新产品的面市,为低迷的背投影机市场带来新的活力。未来两年我国的背投影机市场将面临全面转型变革,将由CRT模拟背投影机转向LCD、DLP、LCOS数字背投影机,继续与平板电视同台竞争。
  2.技术创新与应用
  2006年,爱普生推出使用更高开口率技术制造的新一代TN面板(目前还未正式命名)。
  在DIP方面,很多2005年研制成功的新技术被应用到产品中,比如Brilliant Color(极致彩色)、DarkChip、Smooth Piclum(平滑图像)技术等。
  采用Brilliant Color(极致彩色)新色彩处理技术,即采用R、G、B三基色和相应补色青、品红、黄六段色轮,在色域和色饱和度上有较好的提高,可提高亮度20~40%。显示图像的彩色更加鲜艳明亮。
  采用Dark Chip技术,即在微镜下面填加黑色涂镀层,减少光反射、像素间的间隙和支持机械装置的孔径,提高对比度和亮度。
  采用Smooth Picture(平滑图像)技术,使DMD芯片以“钻石型”像素矩阵排列。利用DLP微镜单元,以12°、0°和12°的三个平衡角位,在一对对称的像素位置上,通过脉宽调制(PWM)产生一定灰度白或黑色的像元,而剩余的一个角位用作双像素全黑的光阀关断状态,从而取得单一微镜双像素显示的功效,这样可以在水平方向减少一半的微镜片(即一半的像素)。新型DMD芯片的快速特性能够在一般的时间内,使两片菱形微镜产生偏移,并且部分重叠,这些重叠的子帧像素能有效地消除微镜孔和像素间隙,显著地降低像素化效应,并且产生非常平滑的、无缝的、更加胶片化的影像;因在水平方向减少了一半微镜片,还能有效降低系统成本,并产生同样的高清晰的图像。
  
  结束语
  
  2007年,总体上,市场仍将呈现出模拟电视机、标清电视机、高清电视机共存局面,CRT、PDP、LCD、微显投影产品也将继续多元化发展,高清平板领域的竞争将更加激烈。
  在2006年已崭露头角的新兴显示技术,如SED、LED背光产品,OLED显示器件和激光投影电视也将逐步加入到市场争夺中。同时随着GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》的强制性实施,地面数字电视的试播必将带动全数字化电视机的发展,我国彩电产业将迎来更加辉煌的一年。
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