โปรเจ็กเตอร์ LCD กับโปรเจ็กเตอร์ DLP แตกต่างกันอย่างไร?

อะไรคือความแตกต่างระหว่างโปรเจ็กเตอร์ LCDและโปรเจ็กเตอร์ DLPหลักการทำงานของโปรเจคเตอร์ LCD และโปรเจคเตอร์ DLP คืออะไร?

 

LCD (ย่อมาจาก Liquid Crystal Display) จอแสดงผลคริสตัลเหลว

ก่อนอื่น LCD คืออะไร? เรารู้ว่าสสารมีสามสถานะ ได้แก่ สถานะของแข็ง สถานะของเหลว และสถานะก๊าซ แม้ว่าการจัดเรียงจุดศูนย์กลางมวลของโมเลกุลของเหลวจะไม่มีความสม่ำเสมอ แต่ถ้าโมเลกุลเหล่านี้มีรูปร่างยาว (หรือแบน) การจัดเรียงตัวของโมเลกุลอาจเป็นระเบียบ ดังนั้นเราจึงสามารถแบ่งสถานะของเหลวออกเป็นหลายประเภท ของเหลวที่มีการจัดเรียงตัวของโมเลกุลไม่สม่ำเสมอเรียกว่าของเหลวโดยตรง ในขณะที่ของเหลวที่มีโมเลกุลจัดเรียงตัวในทิศทางที่กำหนดเรียกว่า "ผลึกเหลว" หรือเรียกอีกอย่างว่า "ผลึกเหลว" ผลิตภัณฑ์ผลึกเหลวนั้นไม่ใช่สิ่งแปลกใหม่สำหรับเรา โทรศัพท์มือถือและเครื่องคิดเลขที่เราเห็นบ่อยๆ ล้วนเป็นผลิตภัณฑ์ผลึกเหลว ผลึกเหลวถูกค้นพบโดยนักพฤกษศาสตร์ชาวออสเตรียชื่อ Reinitzer ในปี 1888 มันเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีการจัดเรียงตัวของโมเลกุลอย่างเป็นระเบียบระหว่างของแข็งและของเหลว หลักการของจอแสดงผลผลึกเหลวคือ ผลึกเหลวจะแสดงลักษณะแสงที่แตกต่างกันภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ภายใต้การทำงานของกระแสไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าที่แตกต่างกัน โมเลกุลของผลึกเหลวจะเรียงตัวหมุนอย่างสม่ำเสมอ 90 องศา ส่งผลให้เกิดความแตกต่างในการส่งผ่านแสง ดังนั้นจึงเกิดความแตกต่างระหว่างแสงสว่างและความมืดเมื่อเปิด/ปิดไฟ และแต่ละพิกเซลสามารถควบคุมได้ตามหลักการนี้เพื่อสร้างภาพที่ต้องการ

โปรเจ็กเตอร์ LCD (จอผลึกเหลว) เป็นผลผลิตจากการผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการแสดงผลด้วยผลึกเหลวและเทคโนโลยีการฉายภาพ โดยใช้ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแสงของผลึกเหลวในการควบคุมการส่งผ่านและการสะท้อนแสงของหน่วยผลึกเหลวผ่านวงจร เพื่อสร้างภาพที่มีระดับสีเทาแตกต่างกัน หน้าที่หลักของโปรเจ็กเตอร์ LCD คือ อุปกรณ์สร้างภาพคือแผงผลึกเหลว.

 

หลักการ

หลักการทำงานของจอ LCD แบบเดี่ยวนั้นง่ายมาก กล่าวคือ ใช้แหล่งกำเนิดแสงกำลังสูงส่องไปยังแผง LCD ผ่านเลนส์รวมแสง เนื่องจากแผง LCD เป็นแบบโปร่งแสง ภาพจึงจะถูกฉายไปยังแผง LCD และปรากฏบนหน้าจอผ่านกระจกสะท้อนแสงและเลนส์ด้านหน้า

เทคโนโลยี 3LCD แยกแสงที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟออกเป็นสามสี ได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน แล้วส่งผ่านแผงผลึกเหลวแต่ละสีเพื่อสร้างรูปร่างและการเคลื่อนไหว เนื่องจากสีหลักทั้งสามนี้ถูกฉายออกมาอย่างต่อเนื่อง จึงสามารถใช้แสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ภาพสว่างและคมชัด โปรเจคเตอร์ 3LCD จึงมีคุณลักษณะของภาพที่สว่าง เป็นธรรมชาติ และนุ่มนวล

ข้อได้เปรียบ:

① ในแง่ของสีหน้าจอ โปรเจ็กเตอร์ LCD ที่เป็นที่นิยมในปัจจุบันล้วนเป็นเครื่องแบบสามชิป โดยใช้แผง LCD อิสระสำหรับสีหลักสามสี ได้แก่ แดง เขียว และน้ำเงิน ทำให้สามารถปรับความสว่างและความคมชัดของแต่ละช่องสีได้อย่างอิสระ และการฉายภาพก็ดีมาก ส่งผลให้สีมีความคมชัดสูง (โปรเจ็กเตอร์ DLP ในระดับเดียวกันมักใช้ DLP เพียงชิ้นเดียว ซึ่งส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติทางกายภาพของวงล้อสีและอุณหภูมิสีของหลอดไฟ ไม่สามารถปรับแต่งอะไรได้ และจะได้สีที่ถูกต้องในระดับหนึ่งเท่านั้น แต่โทนสีที่สดใสกว่ายังคงขาดหายไปบริเวณขอบภาพเมื่อเทียบกับโปรเจ็กเตอร์ LCD ที่มีราคาแพงกว่า)

② ข้อดีประการที่สองของ LCD คือประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง โปรเจ็กเตอร์ LCD มีค่าความสว่าง (ANSI lumen) สูงกว่าโปรเจ็กเตอร์ DLP ที่ใช้หลอดไฟกำลังวัตต์เท่ากัน

ข้อเสีย:

① ประสิทธิภาพระดับสีดำแย่เกินไป และความคมชัดไม่สูงนัก สีดำจากโปรเจคเตอร์ LCD มักดูมัวๆ เงาจะมืดและขาดรายละเอียด

②ภาพที่ได้จากโปรเจ็กเตอร์ LCD สามารถมองเห็นโครงสร้างพิกเซลได้ชัดเจน และคุณภาพโดยรวมไม่ดี (ผู้ชมรู้สึกเหมือนกำลังดูภาพผ่านกระจก)

โปรเจ็กเตอร์ DLP

DLP เป็นคำย่อของ "Digital Light Processing" หรือการประมวลผลแสงดิจิทัล เทคโนโลยีนี้จะประมวลผลสัญญาณภาพแบบดิจิทัลก่อน แล้วจึงฉายแสงออกมา โดยอาศัยส่วนประกอบไมโครมิเรอร์ดิจิทัลที่พัฒนาโดย TI (Texas Instruments) - DMD (Digital Micromirror Device) เพื่อสร้างเทคโนโลยีการแสดงผลข้อมูลดิจิทัล DMD เป็นส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์พิเศษที่ผลิตและพัฒนาขึ้นโดย Texas Instruments ชิป DMD ประกอบด้วยกระจกสี่เหลี่ยมขนาดเล็กจำนวนมาก แต่ละไมโครมิเรอร์ในชุดกระจกเหล่านี้แทนพิกเซล พื้นที่ของพิกเซลคือ 16μm×16 และเลนส์จะเรียงกันอย่างใกล้ชิดเป็นแถวและคอลัมน์ และสามารถสลับและหมุนได้สองสถานะคือเปิดหรือปิดโดยการควบคุมหน่วยความจำที่เกี่ยวข้อง เพื่อควบคุมการสะท้อนแสง หลักการของ DLP คือการส่งแสงจากแหล่งกำเนิดแสงผ่านเลนส์รวมแสงเพื่อทำให้แสงสม่ำเสมอ จากนั้นส่งผ่านวงล้อสี (Color Wheel) เพื่อแบ่งแสงออกเป็นสี RGB สามสี (หรือมากกว่านั้น) แล้วฉายสีเหล่านั้นลงบน DMD ผ่านเลนส์ และสุดท้ายฉายภาพออกมาเป็นภาพผ่านเลนส์ฉายภาพ

หลักการ

ตามจำนวนไมโครมิเรอร์ดิจิทัล DMD ที่บรรจุอยู่ในโปรเจคเตอร์ DLP นั้น โปรเจคเตอร์ DLP จะแบ่งออกเป็นโปรเจคเตอร์ DLP แบบชิปเดียว โปรเจคเตอร์ DLP แบบสองชิป และโปรเจคเตอร์ DLP แบบสามชิป

ในระบบฉายภาพ DMD แบบชิปเดี่ยว จำเป็นต้องใช้ล้อสีเพื่อสร้างภาพฉายสีเต็มรูปแบบ ล้อสีประกอบด้วยระบบกรองสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน ซึ่งหมุนด้วยความถี่ 60 เฮิรตซ์ ในการกำหนดค่านี้ DLP ทำงานในโหมดสีแบบลำดับ สัญญาณอินพุตจะถูกแปลงเป็นข้อมูล RGB และข้อมูลจะถูกเขียนลงใน SRAM ของ DMD ตามลำดับ แหล่งกำเนิดแสงสีขาวจะถูกโฟกัสไปที่ล้อสีผ่านเลนส์โฟกัส และแสงที่ผ่านล้อสีจะถูกฉายภาพลงบนพื้นผิวของ DMD เมื่อล้อสีหมุน แสงสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินจะถูกฉายไปยัง DMD ตามลำดับ ล้อสีและภาพวิดีโอเป็นแบบลำดับ ดังนั้นเมื่อแสงสีแดงกระทบ DMD เลนส์จะเอียง "เปิด" ในตำแหน่งและความเข้มที่ควรแสดงข้อมูลสีแดง และเช่นเดียวกันสำหรับแสงสีเขียวและสีน้ำเงินและสัญญาณวิดีโอ เนื่องจากปรากฏการณ์การคงอยู่ของภาพ ระบบการมองเห็นของมนุษย์จะรวมข้อมูลสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน และมองเห็นภาพสีเต็มรูปแบบ ภาพที่ปรากฏบนพื้นผิวของ DMD สามารถฉายไปยังจอขนาดใหญ่ได้ผ่านเลนส์ฉายภาพ

โปรเจ็กเตอร์ DLP แบบชิปเดี่ยวประกอบด้วยชิป DMD เพียงชิปเดียว ชิปนี้ถูกจัดเรียงอย่างใกล้ชิดกับเลนส์สะท้อนแสงรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาดเล็กจำนวนมากบนจุดเชื่อมต่ออิเล็กทรอนิกส์ของชิปซิลิคอน เลนส์สะท้อนแสงแต่ละอันจะสอดคล้องกับพิกเซลของภาพที่สร้างขึ้น ดังนั้น หากชิป DMD แบบไมโครมิเรอร์ดิจิทัลมีเลนส์สะท้อนแสงมากขึ้น ความละเอียดทางกายภาพที่โปรเจ็กเตอร์ DLP ที่ใช้ชิป DMD นั้นจะสามารถทำได้ก็จะสูงขึ้น

ข้อได้เปรียบ:

เทคโนโลยีโปรเจคเตอร์ DLP คือเทคโนโลยีการฉายภาพแบบสะท้อนแสง โดยการใช้ชิป DMD แบบสะท้อนแสง โปรเจคเตอร์ DLP มีข้อดีหลายประการ เช่น การสะท้อนแสง ความคมชัดและความสม่ำเสมอสูง ความละเอียดสูง ภาพสม่ำเสมอ สีสันสดใส และไม่มีสัญญาณรบกวน คุณภาพของภาพคงที่ สามารถสร้างภาพดิจิทัลที่แม่นยำได้อย่างต่อเนื่อง และใช้งานได้ยาวนาน เนื่องจากโปรเจคเตอร์ DLP ทั่วไปใช้ชิป DMD ข้อดีที่เห็นได้ชัดที่สุดคือขนาดกะทัดรัด ทำให้โปรเจคเตอร์มีขนาดเล็กมาก ข้อดีอีกประการหนึ่งของโปรเจคเตอร์ DLP คือภาพที่ราบเรียบและความคมชัดสูง ด้วยความคมชัดสูง ภาพจึงมีผลกระทบทางสายตาอย่างมาก ไม่มีร่องรอยของโครงสร้างพิกเซล และภาพดูเป็นธรรมชาติ

ข้อเสีย:

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือปรากฏการณ์แสงสีรุ้ง เพราะโปรเจคเตอร์ DLP ฉายสีหลักต่างๆ ลงบนหน้าจอฉายภาพผ่านวงล้อสี และผู้ที่มีสายตาไวจะเห็นแสงสีคล้ายรุ้งเป็นวงกลม ประการที่สอง ขึ้นอยู่กับคุณภาพของ DMD ความสามารถในการปรับสี และความเร็วในการหมุนของวงล้อสีด้วย