投影机(投影仪)的基本知识

从投影机产品的构成来看,它包括了核心投影成像部件、光学引擎、电气控制和接口三大主要部分。其中的核心投影成像部件是投影机产品的核心,在整个投影机产品的成本构成中占有非常重要的部分,其地位颇似计算机中的处理器。
投影机的发展沿革到目前为止主要经过了三个发展阶段,分别是通过三种典型的显示技术来加以实现,即CRT投影技术、LCD投影技术以及近些年发展起来的DLP投影技术。

1、CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)三枪投影机
作为成像器件,CRT是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。CRT投影机可以说是投影机的鼻祖。
CRT投影机也叫三枪投影机,其工作原理与CRT显示器没有什么不同,其发光源和成像均为CRT。CRT投影机的工作特征与LCD、DLP等投影机存在着本质区别,它是通过本身的发光,将输入信号源分解在R(红)、G(绿)、B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,荧光粉在高压作用下发光、放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。
CRT投影机分辨率高、对比度好、色彩饱和度佳、对信号的兼容性强,且技术十分成熟。在亮度方面,CRT投影机要低得多,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300流明以下,同时,CRT投影机操作复杂,特别是会聚调整繁琐,机身体积大,只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所,不宜搬动。因此虽然曾在投影机市场发展的早期繁荣一时,但目前CRT投影机应用已经很少,基本上退出了前投影机的市场。

2、LCD(Liquid Crystal Display,液晶)投影机
LCD显示技术是目前投影机市场上的主导技术之一,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。
LCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种,我们常见的投影机多为液晶板投影机。
A、液晶板投影机
液晶板投影机是利用了液晶的电光效应,通过电路控制液晶单元的透射率及反射率,从而产生不同灰度层次及多达16.70百万种色彩的靓丽图像。液晶板投影机的光源是专用大功率灯泡,发光能量远远高于利用荧光发光的CRT投影机,所以液晶板投影机的亮度和色彩饱和度都高于CRT投影机。
LCD液晶板的面积大小决定着投影机的结构和整体体积的大小, LCD液晶板面积小,则投影机的光学系统就能做得越小,从而使投影机越小。
目前,市场上液晶投影机面板尺寸多为1.32英寸(1英寸=2.54cm)、0.9英寸和0.7英寸,都可以支持SVGA和XGA的物理分辨率。新型的液晶面板,如高开口率的0.79英寸和0.99英寸面板也已经开始有产品面世。
高温LCD投影液晶面板供应商目前仅有日本的Epson和Sony两家厂商。
LCD投影机的优点是色彩表现出色,亮度比较高,缺点是由于采用投射方式,光效率受到一定影响,同时在投影图像中有像素化现象。
液晶板投影机可分为单片式和三片式两种,现代液晶板投影机大都采用3片式LCD板(图1)。三片式液晶板投影机是用红、绿、蓝三块液晶板分别作为红、绿、蓝三色光的控制层。
三片式液晶板投影机比单片式液晶板投影机具有更高的图像质量和更高的亮度。液晶板投影机体积较小、重量较轻,制造工艺较简单,亮度和对比度较高,分辨率适中,是目前市场上占有率最高、应用最广泛的投影机。

图1 三片式液晶板投影机的工作原理
B、液晶光阀投影机
液晶光阀投影机采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶光阀相结合的产物。它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机,亮度可达6000ANSI流明,分辨率为2500×2000,适用于环境光较强,观众较多的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所,但其价格高,体积大,光阀不易维修。主要品牌有:休斯-JVC、Ampro等。

3、DLP(Digital Light Processor数码光输出)数码投影机
DLP技术是TI(美国德州仪器公司)的专利技术。基于DLP显示技术的投影机最早出现于1996年。其成像器件是DMD(Digital Micromirror Device,数字微镜装置)。DMD 芯片包含成千上万的微镜,每个镜子代表一个像素,开或关的状态就代表图像中像素点的亮和暗。光束通过一高速旋转的色轮(分色装置),投射在DMD上,再通过光学透镜投射在大屏幕上。目前DLP技术由TI公司专利拥有,该公司也是DMD芯片的惟一供应商。
A、DLP投影机的技术优势
首先是数字优势:数字技术的采用,使图像对比度、灰度等级(256-1024级)、色彩(2563-10243种)、图像信号噪声比、画面质量稳定等方面都非常出色。
其次是反射优势:由于反射式DMD器件的应用,构成DLP图像像素的微镜面之间的距离很小,使成像器件的透光效率达到85%以上。产生的图像非常明亮,清晰度高。
B、DLP投影机可分为:
单片机:单片DLP投影机的优势是光效率高,对比度高,图像清晰,在黑白图像和文本方面表现尤为出色,同时单片DLP投影机体积可以小巧轻薄,缺点是色彩表现不够真实自然。
三片机:使用三片DMD芯片制造的DLP投影机可以实现更亮度和更丰富的色彩,亮度可以高达10000ANSI流明以上,大都应用于数字影院等特殊场合。

目前LCD技术及DLP技术的投影机是市面上的两大主要阵营。日本厂商大都采用LCD技术,欧美厂商可采用LCD 和DLP两种技术。LCD 与DLP两大阵营正处于激烈的竞争中,谁的产品、技术更好,目前没有明确的答案,但可以肯定地说,采用DLP的投影机产生的画面对比度较高,光路系统设计得更紧凑,因而在体积、重量方面占优势;而LCD在亮度均匀性、色彩及细节的表现上是强项。两种技术各具特点、难分仲伯,将在未来相当长的一段时间内共存,除非一方在技术或在市场策略上有所突破,才有望打破这种平衡,占据主导地位,

LCD投影机与DLP投影机各有利弊!

LCD投影机原理:三片式液晶投影机的成像原理(参见下图),以某液晶投影机的光路为例:首先光线通过滤光片,滤掉红外线和紫外线这样的不可见光,红外线和紫外线对LCD片有一定的损害作用。透过两片多镜头镜片将光线均匀化,并将UHP灯产生的圆锥形光校正为和投影图像近似的矩形光线。在两片镜子之间的棱镜用来将光线预先极性化,较之没有该棱镜的不对称光箱,它可以减少光线的损失。光线下一步被分光镜分为红、绿、蓝三原色并被分别反射到相应的液晶片上。在到达液晶片之前光线还需要透过一个凸透镜和偏振片,凸透镜的作用是将光线集中,偏振片则进一步将光线极性化,使得光线振动方向一致,可以被液晶片控制。最后光线经过液晶片,通过电路板驱动,液晶片上的各像素点有序开闭,产生了图像,并通过每原色光的调校产生了丰富的色彩。最后三路光线最终汇聚在一起由镜头投射出去。

LCD投影机特点:

LCD的优点:首先在画面颜色上,现在主流的LCD投影机都为三片机,采用红、绿、蓝三原色独立的LCD板。这就可以分别地调整每个彩色通道的亮度和对比度,投影效果非常好,能得到高度保真的色彩。在同样档次的DLP投影机,还只能用一片DLP,很大程度上由色轮的物理性质和灯的色温决定好坏,没什么好调整的,只能得到较为正确的色彩。但与同价位的LCD投影机相比,在图像区域的边缘,还是缺乏鲜艳的色调。

LCD的第二个优点是光效率高。LCD投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出,在高亮度竞争中,LCD依然占着优势。7公斤重量级左右的投影机中,能达到3000ANSI流明以上亮度的,都是LCD投影机。

LCD的缺点:LCD投影机明显缺点是黑色层次表现太差,对比度不是很高。LCD投影机表现的黑色,看起来总是灰蒙蒙的,阴影部分就显得昏暗而毫无细节。这点非常不适合播放电影一类的视频,对于文字到是与DLP投影机差别不是很大。

第二个缺点是LCD投影机打出的画面看得见像素结构,观众好像是经过窗格子在观看画面。SVGA(800×600)格式的LCD投影机,不管屏幕图像的尺寸大小如何,都能看得清楚像素格子,除非用分辨率更高的产品。

现在LCD开始使用起了微透镜阵列(MLA),可以提高XGA格式的LCD板的传输效率,柔化像素格子,使像素格子细微而不明显,且对图像的锐利程度不会带来任何影响。它能使LCD的像素结构感觉可以减少到几乎与DLP投影机一样,但还是有点差距。

从目前的市场表现来看,单片式DLP投影机凭借性价比的优势在低端市场占据了大部分的市场份额,在高端市场中3DLP技术则掌握着绝对的话语权。目前正在日益流行的LED微型投影机中,也大多采用DLP技术。但是,在传统的中端行业市场中,DLP表现还不够突出,有很大的提升空间。

DLP投影机的优点

从技术角度来看,DLP投影机主要具有原生对比度高、机器小型化、光路采用封闭式三大特点。在前文中我们提到DMD芯片采用的是机械式工作方式,镜片的移动可控性更高,原生对比度较高就在意料之中了。DLP投影机采用的是反射式原理,实现高开口率更为简单,相同配置的产品DLP光路系统更小,机器当然可以做到更小。另外,DMD芯片采用的是半导体结构,在高温下运作镜片也不易发生太大的变化,所以DLP投影机采用封闭式光路,降低了灰尘进入了概率。

DLP投影机缺点

DLP投影机的色彩效果依靠色轮和DMD芯片运动息息相关,单芯片DLP投影系统采用的反射式结构,特别是在中低端产品中,单芯片DLP投影系统在图像颜色的还原上比采用三原色混合LCD投影机稍逊一筹,色彩不够鲜艳生动。

总的来说LCD机是透过三色片反射成图象的,长期使用,散热不好,会烧坏和损耗光片,用久了,幕的两边色彩就会发黄,用久了色彩就不那么好,

DLP是三色轮构造的,散热快,所以最好的一点是耐用~~而且蕊片是由单片组成,所以大多数体积小,方便轻带,对比度高!用在文字方面比较好,但图片就不那么高清,色度没有LCD那么高,大多数用在教育方面好,但目前市场上主打产品还是LCD技术投影机~

投影机分辨率高,色彩就越高,图片就有鲜明感!对比度越高,就是投影到白色背景与黑色文字的层次感就越好,锐度高,字体结实而有力,流明度,就指光度,也是指亮度,越高就越光,但很多睇电影的机器分辨率高,对比度高,但流明度不高,因为流明度高很伤眼睛,流明度去到1000到1500左右,是一个柔和的亮度去睇电影!最好的~

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