投影儀分類及成像原理

1、投影儀分類及成像原理pkucyh2007-07-2411:35發(fā)表到目前為止，投影機主要通過三種顯示技術實現(xiàn)，即CRT投影技術、LCD投影技術以及近些年發(fā)展起來的DLP投影技術。CRT三槍投影機CRT是英文CathodeRayTube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成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)光系統(tǒng)放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學系統(tǒng)與RT管組成投影管，通常所說的三槍投影機就是由三個投影管組成的投影機，由于使用內(nèi)光源，也叫主動式投影方式。CRT技術成熟，顯示的圖像色

2、彩豐富，還原性好，具有豐富的幾何失真調(diào)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3001m以下。另外CRT投影機操作復雜，特別是會聚調(diào)整繁瑣，機身體積大，只適合安裝于環(huán)境光較弱、相對固定的場所，不宜搬動。LCD是LiquidCristalDisplay的英文縮寫。LCD投影機分為液晶板和液晶光閥兩種。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-55oC+77oCo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，從機時影響它的光學性質，產(chǎn)生具有

3、不同灰度層次及顏色的圖像。下面分別說明兩種LCD投影機的原理。液晶光閥投影機它采用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(chǎn)物。為了解決圖像分辨率與亮度間的矛盾，它采用外光源，也叫被動式投影方式。一般的光閥主要由三部分組成：光電轉換器、鏡子、光調(diào)制器，它是一種可控開關。通過CRT輸出的光信號照射到光電轉換器上，將光信號轉換為持續(xù)變化的電信號；外光源產(chǎn)生一束強光，投射到光光閥上，由內(nèi)部的鏡子反射，能過光調(diào)制器，改變其光學特性，緊隨光閥的偏振濾光片，將濾去其它方向的光，而只允許與其光學縫隙方向一致的光通過，這個光與CRT信號相復合，投射到屏幕上。它是目前為止亮度、分辨率最

4、高的投影機，亮度可達6000ANSI流明，分辨率為2500X2000,適用于環(huán)境光較強，觀眾較多的場合，如超大規(guī)模的指揮中心、會議中心及大型娛樂場所，但其價格高，體積大，光閥不易維修。主要品牌有：休斯-JVC、Ampro等。液晶板投影機它的成像器件是液晶板，也是一種被動式的投影方式。利用外光源金屬鹵素燈或UHP（冷光源），若是三塊LCD板設計的則把強光通過分光鏡形成RGB三束光，分別透射過RGB三色液晶板；信號源經(jīng)過模數(shù)轉換，調(diào)制加到液晶板上，控制液晶單元的開啟、閉合，從而控制光路的通過斷，再經(jīng)鏡子合光，由光學鏡頭放大，顯示在大屏幕上。目前市場上常見的液晶投影機比較流行單片設計（LCD單板，光

5、線不用分離），這種投影機體積小，重量輕，操作、攜帶極其方便，價格也比較低廉。但其光源壽命短，色彩不很均勻，分辨率較低，最高分辨率為1024X768,多用于臨時演示或小型會議。這種投影機雖然也實現(xiàn)了數(shù)字化調(diào)制信號，但液晶本身的物理特性，決定了它的響應速度慢，隨著時間的推移，性能有所下降。數(shù)碼投影機DLP是英文DigitalLightPorsessor的縮寫，譯作數(shù)字光處理器。這一新的投影技術的誕生，使我們在擁有捕捉、接收、存儲數(shù)字信息的能力后，終于實現(xiàn)了數(shù)字信息顯示。DLP技術是顯示領域劃時代的革命,正如CD在音頻領域產(chǎn)生的巨大影響一樣，DLP將為視頻投影顯示翻開新的一頁。它以DMD(Digit

6、alMicormirrorDevice)數(shù)字微反射器作為光閥成像器件DLP投影機的技術關鍵點如下：首先是數(shù)字優(yōu)勢。數(shù)字技術的采用，使圖像灰度等級達256-1024級，色彩達2563-10243種，圖像噪聲消失，畫面質量穩(wěn)定，精確的數(shù)字圖像可不斷再現(xiàn)，而且歷久彌新。其次是反射優(yōu)勢。反射式DMD器件的應用，使成像器件的總光效率達60%以上，對比度和亮度的均勻性都非常出色。在DMD塊上，每一個像素的面積為16Vmx16,間隔為1vm。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。DLP投影機清晰度高、畫面均勻，色彩銳利，三片機亮度可達2000流明以上，它拋棄了傳統(tǒng)意義上的會聚，可

7、隨意變焦，調(diào)整十分便利；分辨率高，不經(jīng)壓縮分辨率可達1024X768(有些機型的最新產(chǎn)品的分辨率已經(jīng)達到1280X1024)如果你曾經(jīng)用過一個LCD投影機來把一個電腦里的形象顯示在一個屏幕上，你就會知道，所顯示的形象并不是你想要的那么清晰，明了。DigitalLightProcessing(DLP)作為來自TexasInstruments的一項獨創(chuàng)性的新光學技術，有了重要的改進。DLP不是使用傳遞性的技術(阻塞光源的各個部分來建立形象)，而是使用微小的鏡子來反射光，產(chǎn)生一個光亮得足以在一個正常光線的房間里看得清的形象。這些小鏡子是一個DigitalMicromirrorDevice(DMD)裝

8、置的一部分，是一個特殊的微晶片，上面覆蓋有微小的，四方形的鋁反射物，可繞軸旋轉。當某一特定鏡子單元向顯示屏的光系統(tǒng)傾斜時，象點出現(xiàn)了；否則，就沒有出現(xiàn)。大多數(shù)DLP投影單元依靠于一個單面設計，其中一個旋轉的顏色輪為投影機提供連續(xù)的紅、綠和藍色光。因為每個象點都是由一個單個的鏡子處理的，你不會遇到在常規(guī)的三面投影機中普遍的聚合問題。因為這些鏡子實際上覆蓋了整個晶片表面，你將看到一個較整潔的圖像，沒有用active-matrixLCD時?？吹降挠憛挼暮谏喞Ｈ娓叨藛卧部捎?，我們看到的來自于InFocus等公司的第一批DLP投影機很出色，產(chǎn)生的圖像比以前的投影機的更清晰、明了。DLP投影機分兩

9、種：VGA和SVGA。SVGA有微鏡晶片，使用了更多的鏡子，由于它們的較大表面，因此顯示的圖像也較亮。在不久的未來，我們期望DLP技術在所有各種顯示屏上都有巨大影響?，F(xiàn)在，我們不用關閉房間的燈就可以顯示鮮艷奪目的圖像了DLP如何工作將資料收集起來，輸入電腦，制作成圖文并茂，活潑生動的演示軟件。一旦演示效果準備好，將電腦接上DLP投影機以后，所有文字圖形及錄象就會被送入DLP電路板。一個典型的DLP電腦板由模數(shù)解碼器，內(nèi)存芯片，一個影象處理器及幾個數(shù)字信號處理器(DSPs)組成，所有文字圖象就是經(jīng)過這塊板產(chǎn)生一個純粹的數(shù)字信號，其影像的色調(diào)和色彩質量直逼攝影膠片。經(jīng)過處理，數(shù)字信號轉到DLP系統(tǒng)

10、的心臟-DMD。這塊革命性的DMD運作簡單得象一個電燈開關。一臺SVGA的投影機由超過500,000微型反射鏡組成，每塊鏡子根據(jù)數(shù)字信號的輸入情況在兩種狀態(tài)(開或關)下不斷切換每個像素的光線。通過非常快速的開關這些小鏡子，在DMD的反射表面就會形成一幅影象DMD對于商用投影機，通過一個色彩環(huán)系統(tǒng)過濾掉部分光線所產(chǎn)生的色彩加進影象中。該色彩輪依送入數(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到這時，DLP變成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，將一幅生動，精細，明亮的演示效果展現(xiàn)在我們面前。因為這種處理是完全數(shù)

11、字化的，DLP投影系統(tǒng)能夠作為一種數(shù)字顯示界面，在會議室，戲院，電腦及電視得到廣泛應用。比較傳統(tǒng)的并迅速過時的模擬技術。您大可為擁有這樣一種跨世紀高素質的數(shù)碼技術而感到自豪。LCD（液晶投影機）與DLP（數(shù)碼投影機）的影像比較單片LCD液晶機三片LCD液晶機單片DLP數(shù)碼機LCD投影機原理三片式液晶投影機的成像原理（參見下圖），以某液晶投影機的光路為例：首先光線通過濾光片，濾掉紅外線和紫外線這樣的不可見光，紅外線和紫外線對LCD片有一定的損害作用。透過兩片多鏡頭鏡片將光線均勻化，并將UHP燈產(chǎn)生的圓錐形光校正為和投影圖像近似的矩形光線。在兩片鏡子之間的棱鏡用來將光線預先極性化，較之沒有該棱鏡的不對稱光箱，它可以減少光線的損失。光線下一步被分光鏡分為紅、綠、藍三原色并被分別反射到相應的