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图1：ANSI对比度随着时间变化曲线
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图2：红色色度比较
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图3：绿色色度比较
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图4：兰色色度比较
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图5：白色色度比较
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图6：图像可靠性(出现图像质量无法
接受的时间与光调制器组件有关)
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德州仪器在2002年5月进行了一项实验，研究数字微镜装置(DMD)的现场可靠性并且通过与其它竞争技术相比较，进一步了解数字光处理技术。该实验的目的是得到有关DMD的客观数据，以及在模拟的最终使用环境中其它数据投影机的光调制器的数据，为未来营销和可靠性活动的比较确定基准。在寿命测试中，采用DMD和LCD光调制器的投影机是同台进行的。测试的目的是深入了解光学性能随时间的变化。定期测量参数并评估图像质量，从而获得每台受测试投影机的可用寿命或者出现图像质量无法接受的时间。
在德州仪器的指导下，罗彻斯特技术学院的蒙赛尔色彩科学实验室进行了这项研究。蒙赛尔色彩科学实验室负责实验数据采集以及投影机的使用与维护。德州仪器负责对数据进行评估与解释。
最终的目标不仅仅是通过与LCD比较，确认DMD的可靠性能，而且还要了解投影机成品中光调制器的性能随时间的变化。实验室的测试表明DMD的性能可以历经数千小时而不劣化，不过，还没有最终用户使用数据来证明实验室中所看到的现象。但是，LCD投影机并不敢这样说。德州仪器的质量保证部门自告奋勇进行一项高水平的研究，以了解数据投影机性能随着时间变化，并且确定如何与其它相比技术进行竞争。
虽然这项研究是一次初步调查，但是这项研究得出以下有效假设：
* DMD图像可靠性将确保在投影机使用寿命期间的质量稳定。
* LCD光学性能和图像质量将随着时间的推移而劣化。
* LCD光学性能故障即使在更换灯泡后也不可修复。
* LCD光学性能劣化就意味着出现无法接受的图像质量缺陷。
测试方法
德州仪器选择了一些具有代表性的商用数据投影机作为样本，包括5台LCD和2台DMD投影机。在特定的价格范围内，投影机样本在面板尺寸、重量、分辨率、亮度方面有所不同。所有投影机都安放在蒙赛尔色彩科学实验室的一个暗室内，室温大约为25℃，连续开机。
实验使用ANSI/NAPM IT7.228-1997标准(视音频系统-电子投影-固定分辨率投影机)，蒙赛尔色彩科学实验室定期收集以下参数：
* 亮度
* 全场，或者全开/全关对比度
* ANSI对比度
* 均匀度
* 红、绿、蓝的全场和ANSI对比度
* 白、红、绿和蓝色的色度
所有参加实验的投影机的输入信号来自同一个信号源。通过板上系统或者没有板上系统时用1/2起动流明(ANSI标准)来确定是否要更换灯泡。
实验测量结果
开机大约4700小时之后，从所得数据以下观测到以下结果和变化趋势：
正如预测的结果那样，LCD投影机的全场和ANSI对比度随时间而劣化，但是DMD投影机仍然保持稳定。(参见图1)
LCD光学性能的劣化使屏幕图像看上去像水洗过一样，还使图像变暗。颜色对比度的趋势与白屏状况下收集的全场和ANSI数据一致。所有投影机暗亮度值也支持对比度数据的有效性。
就两类受测光调制器而言，采集的屏幕亮度和均匀度数据并不产生任何一致的结论。这两项参数似乎更多地是受到灯泡而不是调制器件的影响。
色度值的明显变化支持LCD屏幕图像质量劣化的说法(参见图2、3、4和5)。DMD的色度则保持稳定。
选择“图像可靠性”这个术语来描述图像质量随着时间而变化。在本次实验中，图像可靠性的定义是“由于光调制器组件而导致图像质量出现无法接受现象的时间”。本项研究中包括了图像可靠性的图示(参见图6)。
正如我们所看到的那样，LCD投影机连续开机1368小时后，第一次出现了由光学性能劣化而产生的图像缺陷(图7是采样基准，图8是运行4700小时后出现的样图缺陷)。
大多数的LCD投影机的屏幕图像显得微黄，然后会发展成为一个蓝色的暗点(图9是“变黄的”样子)。
DLP投影机的图像质量保持稳定(图10样图，图11是在大约使用4700小时后的样图)。
结论
测试数据明确支持我们的假设。随着时间的推移，LCD投影机和DMD投影机在光学性能和图像可靠性方面均有着显著差别。
LCD光调制器的劣化而导致的图像质量缺陷已在预料之中，而且在运行初期就出现了这种现象。
所有的参数均显示LCD在光学性能方面持续的向下趋势。即使在规定的时间更换了灯泡之后，LCD的性能仍然继续劣化。灯泡的更换不会带来任何参数的改善。
LCD在屏幕上看得到性能变化不是渐进的。在正常的观察条件下，它的出现是突然的而且不可接受的。即使图像有微弱的变黄，对于肉眼而言也是非常明显的，因此微黄的变化也是不可接受的。
测试数据显示DMD的性能要么随着时间的推移保持稳定，要么随着灯泡的更换而出现波动。这一点在均匀度方面尤为明显。DMD的均匀度参数直接受灯泡变化的影响。
就这两种受测试的光调制器而言，屏幕上采集的流明和均匀度数据不产生任何一致性结论。这两个参数似乎更多地是受到灯泡而不是调制器的影响。
结束语
这项研究显然证实了这两种投影技术的中/长期图像质量有着显著差别。它指出了LCD光调制器技术的根本缺陷。这种缺陷导致投影机在预计结束寿命之前图像质量会显著劣化。在另一方面，DMD光调制器技术则没有这样的特征，在整个测试期间，它的图像质量明显保持不变。
这些比较数据对于任何一个计划购买投影机的最端用户来说都十分重要。基于DMD光调制器技术的数据投影机在整个使用寿命期间将持续提供完美的图像质量，而基于LCD技术的数据投影机则不能。LCD投影机可能会在灯泡失效的同时出现故障。然而，灯泡可以更换，但是光调制器却不能更换。调制器的故障将要求用户把投影机送回制造商，修理费用将是昂贵的。基于数字光学处理技术的数据投影机只要求用户定期更换灯泡，这样就可以恢复图像质量。
只有DMD技术不会劣化，其图像可靠性能够确保在整个投影机使用寿命期间保持一贯的性能。
市场研究公司Pacific Media Associates估算，一个公司的多媒体会议室其投影机每月平均使用75小时左右。这项研究提出了许多额外的问题。比如，有多少用户会实际上让他们的LCD投影机处于这次实验中不可思议的过程？如果这些投影机象在正常使用中一样定时关闭一段时间会怎么样？投影机性能下降还会这么快吗？这些研究成果也适用于公共场所24×7小时全天候使用的LCD平板显示器吗？
这项研究很有意义，但不能回答这些重要问题。今后，必然会更多的、有知名LCD投影机制造商发起的相关研究。 |
