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投影機的基本技術知識簡介

來源:中國數字音視網        編輯:數字音視工程    2009-07-17 00:00:00     加入收藏    咨詢

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投影機的基本技術知識簡介

  隨著投影設備的日益普及,在日常生活中,大家都經常會接觸到投影機,而投影機是較為昂貴的產品,用戶在選購投影機時需要格外注意,對于投影機的一些基本參數和基本含義應該有所了解,下面就來為大家簡單介紹一下投影機的一些概念性的知識。

投影機分辨率

  投影機分辨率的表示方法是用畫面中水平像素數乘以垂直像素數。投影機的分辨率不是指投影機可以接收的信號的分辨率,而是指它們的核心光引擎(DMD芯片、LCD面板、LCOS面板等)的物理分辨率。盡管投影機通常可以接收多種分辨率的信號,但是當信號分辨率高于投影機物理分辨率時,畫面細節就會出現明顯損失。常見分辨率和表示方法如下:
  SVGA: 800x600經濟型投影機常見分辨率
  XGA:  1024x768主流商務和教育投影機采用的分辨率
  SXGA+: 1400x1050面向圖像等高端專業應用的高檔投影機采用的分辨率
  480p: 852x480低端家用投影機采用的分辨率
  720p: 1280x720或1280x768中檔家用投影機采用的分辨率
  1080p: 1920x1080或1920x1200高檔家用投影機采用的分辨率

LCD

  三片式液晶投影機的成像原理,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液晶片上。在到達液晶片之前光線還需要透過一個凸透鏡和偏振片,凸透鏡的作用是將光線集中,偏振片則進一步將光線極性化,使得光線振動方向一致,可以被液晶片控制。最后光線經過液晶片,通過電路板驅動,液晶片上的各像素點有序開閉,產生了圖像,并通過每原色光的調校產生了豐富的色彩。最后三路光線最終匯聚在一起由鏡頭投射出去。

DLP

 以1024×768分辨率為例,在一塊DMD上共有1024×768個小反射鏡,每個鏡子代表一個像素,每一個小反射鏡都具有獨立控制光線的開關能力。小反射鏡反射光線的角度受視頻信號控制,視頻信號受數字光處理器DLP調制,把視頻信號調制成等幅的脈寬調制信號,用脈沖寬度大小來控制小反射鏡開、關光路的時間,在屏幕上產生不同亮度的灰度等級圖像。DMD投影機根據反射鏡片的多少可以分為單片式,雙片式和三片式。以單片式為例,DLP能夠產生色彩是由于放在光源路徑上的色輪(由紅、綠、藍群組成),光源發出的光通過會聚透鏡到彩色濾色片產生RGB三基色,包含成千上萬微鏡的DMD 芯片,將光源發出的光通過快速轉動的紅、綠、藍過濾器投射到一個鑲有微鏡面陣列的微芯片DMD的表面,這些微鏡面以每秒5000次的速度轉動,反射入射光,經由整形透鏡后通過鏡頭投射出畫面。

DMD

  DMD是德州儀器的數字光處理技術(DLP)的核心器件,這個只有火柴盒大小的芯片上竟密密麻麻地排列了80萬至100萬面小鏡子,而且每個小鏡子都可以獨立向正負方向翻轉10度,并可以每秒鐘翻轉65000次。光源通過這些小鏡子反射到屏幕上直接形成圖像。所以DLP投影技術拋棄了傳統意義上的光學會聚,可以隨意改變焦點,調整起來十分方便,而且其光學路徑相當簡單,體積更小。

LCOS

  LCOS(Liquid Crystal on Silicon)屬于新型的反射式micro LCD投影技術,它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片。用先進工藝磨平后鍍上鋁當作反射鏡,形成CMOS基板,然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合,再注入液晶封裝而成。LCOS將控制電路放置于顯示裝置的后面,可以提高透光率,從而達到更大的光輸出和更高的分辨率。

  LCOS也可視為LCD的一種,傳統的LCD是做在玻璃基板上,LCOS則是做在硅晶圓上。前者通常用穿透式投射的方式,光利用效率只有3%左右,解析度不易提高;LCOS則采用反射式投射,光利用效率可達40%以上,而且它的最大優勢是可利用目前廣泛使用、便宜的CMOS制作技術來生產,毋需額外的投資,并可隨半導體制程快速的微細化,逐步提高解析度。反觀高溫多晶硅LCD則需要單獨投資設備,而且屬于特殊制程,成本不易降低。LCOS面板的結構有些類似TFT LCD,一樣是在上下二層基板中間分布Spacer以加以隔絕后,再填充液晶于基板間形成光閥,藉由電路的開關以推動液晶分子的旋轉,以決定畫面的明與暗。LCOS面板的上基板是ITO導電玻璃,下基板是涂有液晶硅的CMOS基板,LCOS面板最大的特色在于下基板的材質是單晶硅,因此擁有良好的電子移動率,而且單晶硅可形成較細的線路,因此與現有的LCD及DLP投影面板相比較,LCOS是一種很容易達到高解析度的新型投影技術。

LED光源

  眾所周知,投影機燈泡是一樣較為昂貴的消耗品,其具有一定的使用壽命,當使用時間長了燈泡就會老化,更換燈泡是投影機用戶必須考慮到的問題,這也是投影相比機液晶電視的一大劣勢。多年來,各大投影廠商不斷致力于研發使用時間更長的燈泡,LED投影技術的出現,揭開了投影機發展的一個新局面。相比傳統投影機,采用LED光源的投影機最大的優勢就是不需要更換燈泡,其燈泡壽命在10000-20000小時甚至更長,用戶完全無需擔心投影機燈泡損耗的問題。

  LED(LightEmittingDiode)又稱為發光二極管,這種技術很早以前就開始應用在顯示和照明領域。它的主體是一塊電致發光的半導體材料,在它兩端加上正向電壓,電流會從LED陽極流向陰極,半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線,電流越強,發光越強。LED發光原理不同于傳統UHE、UHP燈泡,它在發光過程中不會產生大量熱量,因此壽命都可以達到10000小時以上。由于LED是冷光源,工作中不會像金屬鹵素燈產生大量熱量,并且減化了原有光源要求的復雜的光路結構,這樣就可以降低對投影機散熱系統的要求,體積就可以做到比原來小得多。從小的方面來說,LED投影機一般都保持在1公斤以下,有些甚至只有0.5公斤左右,這樣的重量便于攜帶和移動使用。并且噪音也小的多了。

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