投影机原理技术篇
操作方法
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随着各种电子产品不停的升级换代，在丰富多彩的计算机外设产品市场中，悄然多了一个亮丽的身影-多媒体数据投影机。据粗略的统计，中关村海龙大厦电子市场中，投影机的型号达到40多种，十几家投影产品经销公司。而2000以前年，在这里还难觅投影机的踪迹。国内各行业的展示中心，几乎每天都有大型的展览，投影机作为最佳的演示工具，被众多的展商看好并应用于各种演示。2001年4月中国国际展览中心的一次计算机展上，用来演示的数据投影机就多达一百余台。人们对大屏幕显示、影像的需求越来越大。 投影机作为新一代的显示设备，近年来其技术发展十分迅速，投影机的各项性能指标在短短的几年间大大提高。但由于国内投影机应用尚未普及，很多用户对投影产品的技术性能了解并不是很多。下面，本文将从不同技术侧面对投影机的技术发展进行简单的分类介绍。 显示方式 从显示方式上，目前市场上的投影机产品分为三种：阴极射线管投影机-CRT（Cathode Ray Tube）、数码光输投影机-DLP（Digital Light Processor）、液晶投影机-LCD( Liquid Crystal Display)。其中广泛应用于教育、商用市场的是基于LCD和DLP显示技术的投影机。CRT投影机应用范围和用户量在逐渐减少。技术篇之原理阴极射线管投影机-CRT（Cathode Ray Tube） 技术上，CRT投影机把输入的源信号分解到R（红）、G（绿）B（蓝）三个CRT管的荧光屏上，在高压作用下发光信号放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。CRT投影机投射的图像画面还原和色彩比较好；但是机器的亮度比较低，需要专业人员进行调试使用，重量和体积较大，不便携带，使用不够方便。应用CRT投影机，需了解它的主要性能：（一）会聚性能。会聚是指红、绿、蓝三种颜色在屏幕上的重叠。CRT投影机要做到图像最佳会聚，要求对投射画面多种情况的失真能够有良好的校正功能。投影机安装后，一般不能随便移动，否则就要重新进行调整会聚。会聚调整画面的倾斜、上下梯形、弧形失真、宽窄幅度等等。（二）聚焦性能。CRT管的分辨率（最小像素数决定画面的分辨率）由聚焦性能决定。CRT管的聚焦分为静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种，电磁复合聚焦应用较为普遍，它的优点是聚焦性能好、聚焦精度高，可以进行分区聚焦和边角聚焦，让投影画面清晰。由于CRT投影机在多媒体投影机市场上已属非主流产品，我们不做更多的介绍了。 阴极射线管投影机CRT（Cathode Ray Tube） 数码光输投影机-DLP（Digital Light Processor） Digital Light Processing数码光输投影机（美国德州仪器公司技术）以表面的数字微镜装置Digital Micromirror Device(DMD)作为反射光投射图像到屏幕的一种投影技术，DMD芯片包含成千上万的微镜，每个镜子代表一个像素，开或关的状态就可投射一幅画面。DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮（由红、绿、蓝群组成）。将光源发出的光通过快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片的表面，这些微镜面以每秒5000次的速度转动，它们反射投射的光来产生图像。这种投影机所产生的图像非常明亮，图像的色彩准确而且精细。DLP投影机的技术是反射式投影技术。数字技术的采用，使图像灰度等级、图像信号噪声比提高，画面质量细腻稳定，数字图像比较精确。反射式DMD器件的应用，由于构成DLP图像像素的微镜面之间的距离很小，使成像器件的总光效率达到85%以上。对比度、亮度、均匀性都非常出色。DLP投影机清晰度高、画面均匀、色彩锐利，目前，大多数DLP投影机都采用单片DMD芯片，用滤色片旋转出色彩。使用三片DMD芯片制造的投影机亮度可达到12000ANSI（美国国家标准协会制定的亮度单位）流明。且可任意变焦，机器调整十分方便。DLP投影机以数字微反射镜器件（DMD）作为成像器件通过信号放大，输出大屏幕图像。目前，世界上主要的投影机供应商大多出产基于DLP技术的投影机产品。 DMD chip DMD微镜装置 DLP投影机工作原理 美国德州仪器公司研发的DMD单元为DLP技术的实现提供技术保障，DLP技术用途广泛，可为数据/视频投影机、视频壁、大型会场投影机、家庭影院及其它演示产品提供完美的影像品质。由于只有TI一家公司提供DMD芯片，某种意义上，有垄断经营的味道。德州仪器公司为了大力推广DLP技术在投影机产品上的应用，目前正在下大力气提高其产品的性能，增强产品的易用性。2000年9月份，德州仪器公司与世界上著名的多媒体投影产品厂商美国InFocus公司达成一项知识产权转让协议，德州仪器公司将购得InFocus独有的Kestral自动同步技术（该技术在模拟转数字的信号转换过程中自动调整象素的时段及频率，既可免去手工操作，又可提供清晰、无噪音的数字影像）通过将Kestral技术植入其DLP装置，德州仪器公司简化了以DLP技术为基础的产品的开发过程。凡生产基于DLP技术的投影机产品的公司均可由此加速开发进程，提高产品的实用性并缩短从产品开发到投入市场所需要的时间，尽快将产品投入市场。该自动同步技术与DLP技术的有机结合还可减少电子元器件的数目，从而使厂商能够设计出更加小巧的产品。德州仪器公司提供的一体化DLP解决方案，方便了投影机的生产厂家，同时也增强了TI开发超级影像及投影技术中的核心竞争力，巩固了自己作为DLP基础技术供应商的地位。 目前DLP投影机市场上，Infocus, Plus,ASK,CTX,DAVIS,ACER…等投影机厂家都有最新的DLP产品上市。 液晶投影机-LCD( Liquid Crystal Display) 液晶有活性液晶体和非活性液晶体。非活性液晶体反射光，一般用于笔记本电脑、胶片投影仪上。而活性液晶体具有透光性，做成LCD液晶板，用在投影机上。通过控制系统，可以控制通过LCD的光的亮度、颜色、对比度等。投影机利用液晶的光电效应，即液晶分子的排列在电场作用下发生变化，影响其液晶单元的透光率或反射率，从而影响它的光学性质，产生具有不同灰度层次及颜色的图像。LCD液晶板的大小决定着投影机的大小。LCD越小，则投影机的光学系统就能做得越小，从而使投影机越小。而要在很小的LCD上做到高分辨率，并且保持高亮度，其技术之难是可想而知的。目前，会议室用投影机多为1.32英寸的LCD液晶板,便携式投影机为0.9英寸和0.7英寸的LCD液晶板并都可以支持SVGA和XGA的物理分辨率。 LCD( Liquid Crystal Display)投影机分为液晶板投影机和液晶光阀投影机两类 液晶板投影机的成像器件为液晶板，是被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯或UHP（冷光源）。按照液晶板的片数，LCD投影机分为三片机和单片机。三片LCD板投影机原理是光学系统把强光通过分光镜形成RGB三束光，分别透射过RGB三色液晶板；信号源经过AD转换，调制加到液晶板上，通过控制液晶单元的开启、闭合，从而控制光路的通断，RGB光最后在棱镜中汇聚，由投影镜头投射在屏幕上形成彩色图像。目前，三片板投影机是液晶板投影机的主要机种。LCD单板投影机机体积小，重量轻，操作、携带极其方便，价格比较低廉。但其光源寿命短，色彩不够均匀，分辨率较低。目前单板投影机的机型已经很少。从图像品质上，单片机的表现要比三片机逊色不少。 投影机用液晶片 三片液晶片投影机工作原理 液晶光阀投影机在整体投影市场上的应用不多且份额极小，这里不再详述。LCD显示技术方面，近来市场上出现了反射式液晶投影新技术LCOS（Liquid Crystal on silicon）。理论上，如果这种技术比较稳定而且能够形成大规模的生产，投影机在成本上会有明显降低。 目前，已经有厂家开发出应用于投影机产品的LCOS芯片（比如Aurora Systems, Inc的ASI系列芯片）由于反射式液晶投影技术LCOS是一种新技术，投影机厂家还没有推出完全成熟的产品。但是，在以后几年内，LCOS投影机也许会成为投影机的主流。 LCD投影机的代表厂商有：Sony, EPSON,ASK,PANASONIC,SHARP…