投影技術大全

投影技術大全

投影機可以分為CRT、LCD、DLP、DLV三大類，其中占絕對主流地位的是LCD投影機，也就是大家常說的液晶投影機；DLP與CRT投影機也占有一定份額，但目前CRT投影機已瀕臨淘汰，所見不多了。

CRT三槍投影機
CRT是英文Cathode Ray Tube的縮寫，譯作陰極射線管。作為成像器件，它是實現(xiàn)最早、應用最為廣泛的一種顯示技術。這種投影機可把輸入信號源分解到R（紅）、G（綠）、B（藍）三個CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發(fā)光，經過光學系統(tǒng)放大和會聚，在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學系統(tǒng)與CRT管組成投影管，通常所說的三槍投影機就是由3個投影管組成的投影機，由于使用內光源，也叫主動式投影方式。CRT技術成熟，顯示的圖像色彩豐富，還原性好，具有豐富的幾何失真調整能力；但其重要技術指標圖像分辨率與亮度相互制約，直接影響CRT投影機的亮度值，到目前為止，其亮度值始終徘徊在300流明以下。另外CRT投影機操作復雜，特別是會聚調整繁瑣，機身體積大，只適合安裝在環(huán)境光較弱、而且相對固定的場所，移動性也不好。
對于CRT投影機而言，有兩個重要的性能指標：會聚性能和聚焦性能。會聚是指紅綠藍三種顏色在屏幕上的重合效果，因為CRT投影機有RGB三種CRT管發(fā)出的光，要想做到相同的像素完全會聚到一點，就必須校正圖像的各種失真。機器位置變化后，會聚也要重新調整，因此對會聚的要求，一是全功能，二是方便快捷。會聚有靜態(tài)會聚和動態(tài)會聚，其中動態(tài)會聚有傾斜，弓形，幅度，線性，梯形，枕形等功能，每一種功能均可在水平和垂直兩個方向上進行調整。而聚焦性能決定了最小像素的大小，像素越小，可達到的分辨率也就越高。
LCD液晶投影機
LCD（Liquid Crystal Display）液晶投影機，可以分成液晶板投影機和液晶光閥投影機，前者是目前投影機市場上的主要產品。液晶是介于液體和固體之間的物質，本身不發(fā)光，工作性質受溫度影響很大，其工作溫度為-55℃～+77℃。投影機利用液晶的光電效應，即液晶分子的排列在電場作用下發(fā)生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從而影響它的光學性質，產生具有不同灰度層次及顏色的圖像。由于LCD投影機色彩還原較好、分辨率可達SXGA標準，體積小，重量輕，攜帶起來也非常方便，是投影機市場上的主流產品。按照液晶板的片數(shù)，LCD投影機分為三片機和單片機，而單板投影機的機型現(xiàn)在已經很少，我們看到最多的還是三片機。通過示意圖（圖1）可以看到液晶投影機主要由三大部分組成：液晶體、光路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)。電路系統(tǒng)根據(jù)圖像源（例如計算機）的圖像信號，經過映射計算，產生控制液晶體的信號，精確地控制液晶體的動作。在投影儀中有3塊液晶板，其中分布著液晶體。液晶體是介于液體和固體之間的物質，本身不發(fā)光，它們象熒光屏上的像素一樣整齊的排列著。投影機利用液晶的光電效應，即液晶分子的排列以及液晶分子本身的狀態(tài)在電場作用下發(fā)生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率。投影機利用這個原理可以達到利用電信號準確控制通過液晶單元的光線的目的。液晶投影機中的光源是金屬鹵素燈或UHP（冷光源），發(fā)出明亮的白光， 經過光路系統(tǒng)中的分光鏡，將白光分解為RGB（紅色、綠色、藍色）三種元素顏色的光線，RGB三種元素顏色的光線在精確的位置上穿過液晶體，這時候每一個液晶體的作用類似于光閥門，控制每一個液晶體中光線的通過與否以及通過光線的多少。三種元素顏色的光線就這樣，經過投影儀的鏡頭準確投射到屏幕上，哪一點該是什么顏色、光的強度有多少，都分布的正正好好。就這樣，在屏幕上投影組成了與源圖像一致的色彩斑斕的圖像。普通的LCD投影機具有色彩好、價格優(yōu)勢和亮度均勻性好等多方面優(yōu)勢，因此目前正在以萬元甚至低于萬元的價格逐漸普及到家庭和小型商用場所之中。
此外還有液晶光閥投影機代表了液晶投影機的高端產品，它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶與光閥相結合的產物。具有非常高的亮度和分辨率，適用于環(huán)境光較強，投影屏幕很大的場合，如超大規(guī)模的指揮中心、會議中心或娛樂場所等。

數(shù)字投影機
DLP是英文Digital Light Porsessor 的縮寫，譯作數(shù)字光處理器。DLP以DMD（Digital Micormirror Device）數(shù)字微反射器作為光閥成像器件。一個DLP電腦板由模數(shù)解碼器、內存芯片、一個影象處理器及幾個數(shù)字信號處理器(DSP)組成，所有文字圖象就是經過這塊板產生一個數(shù)字信號，經過處理，數(shù)字信號轉到DLP系統(tǒng)的心臟--DMD。而光束通過一高速旋轉的三色透鏡后，被投射在DMD上，然后通過光學透鏡投射在大屏幕上完成圖像投影。一片DMD是由許多個微小的正方形反射鏡片（簡稱微鏡）按行列緊密排列在一起貼在一塊硅晶片的電子節(jié)點上形成的，每一個微鏡都對應著生成圖像的一個像素。因此，DMD裝置的微鏡數(shù)目決定了一臺DLP投影機的物理分辨率，例如一臺投影機的分辨率為600X800，所指的就是DMD裝置上的微鏡數(shù)目就有600x800=480000個。在DMD裝置中每個微鏡，都對應著一個存儲器，該存儲器可以控制微鏡在±10度角兩個位置上切換轉動。而且DMD塊上每一個像素的面積為16μm×16，間隔為1μm。根據(jù)所用DMD的片數(shù)，DLP投影機可分為：單片機、兩片機、三片機。DMD數(shù)字信號的紅，綠，藍順序旋轉，小鏡子根據(jù)像素的位置及色彩的多少被打開或關閉，此時DLP可以看作是只有一個光源和一組投影鏡頭組成的簡單光路系統(tǒng)，鏡頭放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上，這樣一幅生動、明亮的演示效果就展現(xiàn)在我們面前了。


DLP投影機特點：
1．結構緊湊：與三板LCD投影機相比，單板式DLP光學結構簡單，原件體積小，重量輕，最適合投影機瘦身。
2．光效率高：由于原理限制，透射式LCD光利用率不高，再加上像素邊界和電路部分對光線的遮擋，總透光率還不到10%。而DLP采用反射技術，而且反射鏡之間的間隙比較小，光利用率可以達到20%-30%。所以為達到同樣的亮度，DLP投影機需要的光源功率更低，省電而且更可以簡化散熱系統(tǒng)進一步降低體積、重量和噪音。
3．高對比度：DLP技術對比度可以達到800:1-1600:1（全黑全白方式測得），畫面反差好，立體感強。而LCD受液晶材料性能的限制，對比度要遜色一些，只有400:1-800:1。
4．壽命長，畫質穩(wěn)定性好：反射技術使得DMD芯片吸收能量相對較少，而且由于采用半導體器件，耐高溫性能好，長期使用后畫面也不會出現(xiàn)明顯的劣化。而LCD面板中的液晶分子長期受熱被分解破壞，導致圖像質量嚴重下降。另外，LCD面板必須由流動空氣降溫，容易積累灰塵，不僅會影響圖像質量，還會造成熱量集中，進一步降低壽命。由于耐溫性好，DLP可以采用相對密閉的光機結構，避免灰塵沉積引起圖像質量下降。
5．沒有匯聚問題：LCD投影機大多為三板式結構，如果三色光路沒有非常精確地疊加在一起，就會出現(xiàn)三色對齊不準——匯聚失真，和CRT顯示器有些類似。常見的DLP投影機采用單板結構，利用旋轉色輪產生色彩，不存在疊加不準的問題，沒有匯聚失真。
6．響應速度快：DLP畫面切換的響應時間只有幾毫秒，畫面中高速運動的物體也能保持清晰銳利。而LCD由于響應時間在十幾至幾十毫秒，這種切換延遲會造成畫面模糊。
雖然目前DLP投影機所占的市場分額還不及主力LCD投影機，但作為新型的投影機產品，在技術和應用市場方面，與LCD投影技術相比，DLP投影的最大優(yōu)勢在于有高解析度與高亮度等優(yōu)點，圖像更加清晰銳利，黑色和白色更純正，灰度層次更加豐富，更具有體積小和重量輕的優(yōu)勢。其應用正逐漸朝向大型投影機及電影放映機（Digital Cinema）等高端機種以及2kg以下超小型化機型方面，向著兩極化方向發(fā)展，特別是在大型會場投影放映中，目前仍是以DLP投影機一枝獨秀，因此DLP已成為未來投影機發(fā)展的一個重要方向，應用領域與市場前景都是相當被看好的。

　　DLV（Digital Light Valve：數(shù)碼光路真空管，簡稱數(shù)字光閥）是一種將CRT透射式投影技術與DLP反射式投影技術結合在一起的新技術。該技術的核心是將小管徑CRT作為投影機的成像面，并采用氙燈作為光源，將成像面上的圖像射向投影面（圖7）。因此，DLV投影機在充分利用CRT投影機的高分辨率和可調性特點的同時，還利用氙燈光源高亮度和色彩還原好的特點，DLV投影機不僅是一款分辨率、對比度、色彩飽和度很高的投影機，還是一款亮度很高的投影機。其分辨率普遍達到1250×1024，最高可達到2500×2000，對比度一般都在250:1以上，色彩數(shù)目普遍為24位的1670萬種，投影亮度普遍在2000～12000 ANSI流明，可以在大型場所中使用。

液晶光閥投影機使用了CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶光閥相結合的一款新型投影機。為了充分利用傳統(tǒng)CRT投影機圖像分辨率高的優(yōu)勢，克服其亮度較差的缺點，其亮度可以達到6000 ANSI流明，分辨率則可以達到2500×2000。這類投影機非常適合在光線較強、觀眾較多的場合中使用，如超大規(guī)模指揮中心、會議中心及大型娛樂場所等。當然這類投影機的價格較高，體積也較大，而且光閥不易維修，所以銷量有限。