3LCD

3LCD的英文全稱為3 liquid crystal display（液晶顯示），3LCD投影機含有三片獨立的LCD面板，分別對應視頻信號的紅、綠、藍三個分量。每個LCD面板都含有數百萬計的像素點，可被設置為開、閉合、或部分閉合的不同狀態來允許光線透過。每個單獨的液態晶體本質上都像一個快門或者百葉窗那樣運作，代表一個單獨的像素"單元"。當紅綠藍三色透過不同的LCD面板時，液態晶體基於該時刻該像素的每種顏色組成，即時地開啓和閉合。藉此對光線進行調製，從而產生出了投射到屏幕上的圖像 ^[1-2]  。

三片式LCD技術架構系採用體型極小的高穿透式高温多晶硅(HTPS)LCD顯示面板， 每一塊HTPS都是由很多個像素組成 ^[7]  ，如分辨率為1024×768的HTPS就是由1024×768個像素組成以對應投射圖像的像素點。每一個像素又包含了信號線、控制線、TFT和開口區。其中開口區包含了以特定方式排列的液晶分子，根據液晶分子在不同電壓下排列方式的變化，改變透過像素光線的振動方向，並與偏振板相結合實現了從全黑到全白狀態下不同灰階的過渡 ^[6]  。

每一個3LCD光路系統都是 由3塊HTPS構成。將燈光源發出的光通過分色鏡A分出紅色光，再通過分色鏡B分為綠色光和藍色光，三種顏色的光分別投射到三塊相對應的液晶板上，並經過中間的稜鏡將三原色光進行混合後投射出不同顏色的圖像 ^[6-7]  。

HTPS是High-Temperature Poly Silicon的簡稱，中文意思為穿透式高温多晶硅，俗稱高温玻璃 ^[11]  。HTPS（高温多晶硅）裝置是一個主動陣列投射式液晶板，這種液晶板在投影機中被用作光閥。這種液晶板的性能優於其他系統中採用的液晶板，它能使投影機的結構更加小巧緊湊，分辨率更高，對比度更高，而且能夠加載內置驅動器。HTPS（高温多晶硅）裝置的各個象素均包括一個由多晶硅構成的薄膜晶體管(TFT)。這些像素晶體管通過改變掃描線的電壓發揮着傳導開關的作用。薄膜晶體管的製造方式與半導體相同，由於開口率高，它能夠輕鬆實現小型化，並通過高温處理將驅動器嵌入基層，從而獲得了極高的可靠性 ^{[3]  [12]}  。

3LCD技術的成像和色彩還原的特點是先將三原色同時進行充分的空間混合，再投射出不同色彩的圖像，又稱為同時空間混合還原 ^[6]  。

3LCD的投影技術是一種透射式投影技術，將燈泡發出的光分解成紅、綠、藍三種顏色的光，每種顏色分別透過各自的液晶板，最後通過稜鏡顯現出明亮清晰的圖像。3LCD的技術由愛普生與索尼兩家公司持有，並推出了多個尺寸與分辨率的液晶面板 ^{[4]  [8]}  。

3LCD投影技術的原理是先利用投影機內的分色鏡將燈泡打出的白色光分解成R(紅)、G(綠)、B(藍)三種顏色(光的三原色)的光，接着三色光束需要分別透過R、G、B三色液晶板。在這個過程中，控制單元會通過控制液晶面板電路的開啓和閉合來形成投影畫面所需的顏色、形狀和動作，最後這些“顏色、動作、形狀”經由稜鏡匯聚後，最終產生了在投影幕上看到的圖像 ^[9-10]  。

特定的分光鏡僅允許特定波長的光通過，並反射其他波長的光；光源發射出的白色光束分別依次通過分光鏡，將白色光分為紅、綠、藍三原色；白色光通過第一個分光鏡，並分離出紅色光；剩餘的光經過第二個分光鏡，分離出綠色光，餘下的即為藍色光譜的光 ^[14]  。

分離出的紅綠藍三色光分別投射到三片高温多晶硅（HTPS）液晶面板（LCD）上，每片液晶面板上的像素可以接受來自成像芯片的電信號，以控制透過該像素的光的多少。當像素關閉時，光不能透過，此時畫面呈現黑色；當像素開啓時，光可以全部透過，此時畫面呈現白色，因為每片液晶面板上面的像素可以被精密控制，允許不同量的光透過，最終成像畫面中每個像素三種原色的濃度可以被精密控制，從而呈現不同的顏色和亮度 ^[14]  。

透過每片液晶板成像的單色畫面（光束）經過特製稜鏡，聚合形成全綵畫面 ^[14]  。

稜鏡合成的畫面經過透鏡組的處理和放大，最終呈現在投影機介質上形成可以觀看的畫面 ^[14]  。

1、高色彩亮度

3LCD是將燈泡發出的光線分離成R、G、B三種顏色的光並分別通過LCD面板聚合投射成像。由於三色光為同時投射，因此其光效率非常高，此時的色彩亮度就是紅綠藍三色畫面亮度輸出值之和，所以使用者可以觀賞明亮和清晰的影像 ^[14-15]  。

由於3LCD投影機所採用的顯示芯片（LCD 面板）在處理色彩上的優勢，其能夠處理和呈現更加複雜的色彩信息，擁有更加細膩精準的色彩表現。因此其色彩還原往往更加準確，過渡更加細膩自然 ^[14]  。

以愛普生為代表的3LCD投影機廠商為新型3LCD投影機配備改進的無機液晶面板和自動光圈控制等技術，大幅增強了 3LCD 投影機的整體對比度表現同時，隨着激光光源技術的採用，新型固體光源技術的獨特優勢進一步增強了 3LCD 投影的對比度表現 ^[14]  。

1、無彩虹效應和頻閃

3LCD因為是3片式成像系統，能夠實現三原色同時處理，實時成像，最終輸出的是全時全綵的圖像畫面，無傳統色輪DLP方案的彩虹現象（也即色彩分離現象），也無所有單片DLP方案可能存在的不同程度的畫面閃爍問題 ^[14]  。

2、無高速閃爍的噪點

3LCD投影機全時全綵成像的特性決定了像素上對比度和色彩變化的控制過程是連續且不間斷的，因此不會出現像素變化時的閃爍和噪點問題 ^[14]  。

單片DLP方案的投影機需要DMD芯片上像素的高速開關變化來控制像素顯（以改變單個像素的對比度和色彩表現），類似新型OLED顯示屏的PWM調光；因此會存在不同程度的像素閃爍和噪點問題 ^[14]  。

3LCD技術的投影機一般都採用較大尺寸的液晶面板芯片，同分辨率（像素開孔）下其單個像素的面積也更大，通光量也就更大，最終能夠呈現更加明亮清晰的畫面。同時由3LCD方案單個像素的通光量遠大於同階DLP方案的DMD芯片單像素通光量，其單個像素的顯示會更加清晰，圖像整體也會顯得更加鋭利 ^[14]  。

3LCD投影機產品採用高質量的光機光學處理鏡片模組，其能儘可能提高從光源到畫面的光學處理效率，降低光路中的光源處理損失；因此本質上達到同樣的畫面亮度（包含色彩亮度），3LCD投影方案所需要的光源功率往往低於同樣表現的DLP方案的功率，實際上更加節能環保 ^[14]  。

正因為3LCD方案能夠兼容複雜的光學處理模組和結構，其能夠結合所採用的光學鏡頭實現大範圍的光學變焦和鏡頭位移，實現真正的無損光學畫面位移和調整，而非多數 DLP方案所宣傳的智能算法調整 ^[14]  。

綜合考量3LCD方案，能夠在有限成本內提供相較於DLP方案更加優秀的核心使用價值（包含色彩、對比度等畫質表現和易用的功能性表現），其對於家用用户來説性價比其實更高 ^[14]  。

3LCD技術是一種透射式投影解決方案，它使用相對簡單的光學結構設計：3片芯片和一個合色稜鏡。在全球投影市場達1億片出貨的3LCD核心投影芯片是具有高可靠性和強大技術，是實現鋭利精美畫面的最佳方式。 ^[13] 

3LCD技術在商用辦公、教育、居家、娛樂、展覽、會務、活動、數字互動等諸多領域已經開展了廣泛的應用 ^[2]  。

3LCD投影機的優異彩色亮度、對比度表現以及易用的功能性表現，使得它成為家庭用户在客廳中觀影或搭建家庭影院的不二之選。

沉浸式光影音樂互動，讓其被稱為全球十大必看展覽之一，而將夢境投影到現實中來的，“光影魔術師”愛普生Epson提供的470台激光工程投影機，所有這些投影機都採用Epson 3LCD核心技術，真實還原色彩，製造夢境，與teamLab獨創的投影系統相結合，一同為觀賞者呈現美輪美奐的光影視覺享受 ^[14]  。

華爾道夫酒店星空下午茶

北京華爾道夫酒店為賓客更好的用餐體驗，為每桌客人提供了專享的3LCD愛普生投影機以烘托出星空氛圍，用先進的動畫投影將神秘的太空近距離呈現在賓客面前，多彩神秘的星雲及漫天星河飄動在桌面上，投影機甚至還可對桌面的不同物體的温度做出多樣化的互動反應，給賓客帶來美輪美奐的下午茶體驗 ^[14]  。

3LCD投影機還廣泛的應用於各大企業、政府機構的中小型會議室以及大型會議廳當中

3LCD投影機不僅可以投影大尺寸畫面，還兼具護眼的特性，適配了教學場景，讓學生在長時間觀看大屏幕課件的同時也不用擔心會對眼睛造成傷害。3LCD投影機廣泛的應用於中小學、高中及大學的教學中 ^[14]  。