投影仪的工作原理是什么,投影仪工作原理

发布时间:2020-07-10 18:52:45

投影仪的工作原理是什么,投影仪工作原理

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到目前为止,投影机主要通过三种显示技术实现,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三枪投影机
CRT是英文Cathode Ray Tube的缩写,译作阴极射线管。作为成像器件,它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影机可把输入信号源分解成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系统放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与RT管组成投影管,通常所说的三枪投影机就是由三个投影管组成的投影机,由于使用内光源,也叫主动式投影方式。CRT技术成熟,显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力;但其重要技术指标图像分辨率与亮度相互制约,直接影响CRT投影机的亮度值,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300lm以下。另外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。
2、LCD投影机
LCD是Liquid Cristal Display 的英文缩写。LCD投影机分为液晶板和液晶光阀两种。液晶是介于液体和固体之间的物质,本身不发光,工作性质受温度影响很大,其工作温度为-55ºC~+77ºC。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,从机时影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。下面分别说明两种LCD投影机的原理。
2.1液晶光阀投影机
它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与光阀相结合的产物。为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾,它采用外光源,也叫被动式投影方式。一般的光阀主要由三部分组成:光电转换器、镜子、光调制器,它是一种可控开关。通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上,将光信号转换为持续变化的电信号;外光源产生一束强光,投射到光光阀上,由内部的镜子反射,能过光调制器,改变其光学特性,紧随光阀的偏振滤光片,将滤去其它方向的光,而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,这个光与CRT信号相复合,投射到屏幕上。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。
2.2液晶板投影机
它的成像器件是液晶板,也是一种被动式的投影方式。利用外光源金属卤素灯或UHP(冷光源),若是三块LCD板设计的则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;信号源经过模数转换,调制加到液晶板上,控制液晶单元的开启、闭合,从而控制光路的通过断,再经镜子合光,由光学镜头放大,显示在大屏幕上。目前市场上常见的液晶投影机比较流行单片设计(LCD单板,光线不用分离),这种投影机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格也比较低廉。但其光源寿命短,色彩不很均匀,分辨率较低,最高分辨率为1024×768,多用于临时演示或小型会议。这种投影机虽然也实现了数字化调制信号,但液晶本身的物理特性,决定了它的响应速度慢,随着时间的推移,性能有所下降。
3、数码投影机
DLP是英文Digital Light Porsessor 的缩写,译作数字光处理器。这一新的投影技术的诞生,使我们在拥有捕捉、接收、存储数字信息的能力后,终于实现了数字信息显示。DLP技术是显示领域划时代的革命,正如CD在音频领域产生的巨大影响一样,DLP将为视频投影显示翻开新的一页。它以DMD(Digital Micormirror Device)数字微反射器作为光阀成像器件
DLP投影机的技术关键点如下:首先是数字优势。数字技术的采用,使图像灰度等e799bee5baa6e59b9ee7ad9431333264653464级达256-1024级,色彩达256³-1024³种,图像噪声消失,画面质量稳定,精确的数字图像可不断再现,而且历久弥新。其次是反射优势。反射式DMD器件的应用,使成像器件的总光效率达60%以上,对比度和亮度的均匀性都非常出色。在DMD块上,每一个像素的面积为16µm×16,间隔为1µm。根据所用DMD的片数,DLP投影机可分为:单片机、两片机、三片机。DLP投影机清晰度高、画面均匀,色彩锐利,三片机亮度可达2000流明以上,它抛弃了传统意义上的会聚,可随意变焦,调整十分便利;分辨率高,不经压缩分辨率可达1024×768(有些机型的最新产品的分辨率已经达到1280×1024)。

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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e799bee5baa6e997aee7ad94e78988e69d8331333335333136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。
希望能解决您的问题。
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