三大类核心投影技术探悉

  在今天追求高效率、快节奏的现代办公中，投影机作为新型办公设备用户可以随处见到它的身影。投影机不但可以应用于临时会议、技术讲座、网络中心、指挥监控中心，还可以与计算机、工作站等进行连接，或接驳录像机、电视机、影碟机以及实物展台等，可以说它是一种应用十分广泛的大屏幕影像设备。下面，就让我们来认识一下各式各样的投影技术。投影机主要技术有CRT（Crystal Ray Tube：阴极射线管）、LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示器）和DLP（Digital Light Processor：数码光路处理器）三大类型。CRT和LCD投影机采用透射式投射方式，DLP采用反射式投射方式。CRT和LCD投影机技术成熟，应用时间较长，性能稳定。而DLP投影机应用时间较短，技术有待于进一步完善，但是该投影机采用微镜反射投影技术，亮度和对比度明显提高，体积和重量明显减少，具有较强的生命力和久远的市场潜力。

元老: CRT扫描式投影机

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。虽然CRT投影机的工作特征与LCD、DLP等投影机有本质区别，且CRT投影机与LCD投影机同属传输型投影机，但CRT投影机是本身发光，是由阴极射线电子束扫描击射在成像面上，使成像面上的荧光粉发光形成图像后，再传输到投影面上。因此，CRT投影机具有CRT技术中成像的所有优点和缺点。即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。特别是CRT投影机在采用当前技术先进的CRT新型荫罩后，亮度也有了较大提高。但CRT投影机毕竟是由成像面上荧光粉发光后再投影到屏幕上的，当有效扫描电子数增加到饱和状态时，再增加有效电子数，荧光粉发光量也增不了多少。因此，与其它类型的投影机相比，在亮度方面，CRT投影机要低得多，这一直是困绕CRT投影机的主要因素。不过，CRT投影机分辨率高,对比度好,色彩饱和度佳,信号的兼容较强，技术十分成熟，加上CRT投影机扫描式的成像特点和在分辨率、亮度、对比度、饱和度、线性、枕形、梯形等方面具有调节功能，CRT投影机在航空航天、遥控监控行业中起到其它投影机无法替代的作用，所以应用于相对高端的专业领域。

主流:LCD液晶投影机

LCD液晶投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物，它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1670百万种色彩的靓丽图像。LCD投影机的主要成像器件是液晶板。LCD投影机的体积取决于液晶板的大小，液晶板越小，投影机的体积也就越小。

根据电光效应，液晶材料可分为活性液晶和非活性液晶两类，其中活性液晶具有较高的透光性和可控制性。液晶板使用的是活性液晶，人们可通过相关控制系统来控制液晶板的亮度和颜色。与液晶显示器相同，LCD投影机采用的是扭曲向列型液晶。LCD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LCD投影机的亮度和色彩饱和度都高于CRT投影机。LCD投影机的像元是液晶板上的液晶单元，液晶板一旦选定，分辨率就基本确定了，所以LCD投影机调节分辨率的功能要比CRT投影机差。

LCD投影机按内部液晶板的片数可分为单片式和三片式两种，现代液晶投影机大都采用3片式LCD板.三片式LCD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。光源发射出来的白色光经过镜头组后会聚到分色镜组，红色光首先被分离出来，投射到红色液晶板上，液晶板“记录”下的以透明度表示的图像信息被投射生成了图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上，形成图像中的绿色光信息，同样蓝色光经蓝色液晶板后生成图像中的蓝色光信息，三种颜色的光在棱镜中会聚，由投影镜头投射到投影幕上形成一幅全彩色图像。三片式LCD投影机比单片式LCD投影机具有更高的图像质量和更高的亮度。LCD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，现在LCD投影机占有的市场份额约占总体市场份额的70%以上，是目前市场上占有率最高、应用最广泛的投影机。
　

三片式液晶投影仪的工作原理

后起之秀:DLP数字投影机

DLP投影机是一种光学数字化反射式投射设备。DLP投影机的关键成像器件DMD（Digital Micromirror Device：数字微透镜装置）是一种由德州仪器公司自行研制开发的、通过二位元脉冲控制的半导体元件。该元件具有快速反射式数字开关性能，能够准确控制光源。其基本原理是，光束通过一高速旋转的三色透镜后，再投射在DMD部件上，然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。DLP投影机实际上是一种基于DMD技术的全数字反射式投影设备。一片DMD是由许多个微小的正方形反射镜片（简称微镜）按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的，每一个微镜都对应着生成图像的一个像素。因此，DMD装置的微镜数目决定了一台DLP投影机的物理分辨率，平常我们说投影机的分辨率为600×800的SVGA模式，所指的就是DMD装置上的微镜数目就有600×800=480000个，是相当复杂和精密的。在DMD装置中每个微镜，都对应着一个存储器，该存储器可以控制微镜在±10度角两个位置上切换转动。目前，DLP投影机按其中的DMD装置的数目分为一片DLP投影系统，两片DLP投影系统和三片DLP投影系统。

DMD器件单个镜片结构

DMD器件成像原理

单片式DLP投影机结构和两片式DLP投影机结构

DLP投影机采用微镜滤光技术，使用表面由成千上万个微透镜组成的芯片高速切换光像素来产生投影图像。形成DLP图像的光束没有经过过滤，能量没有减少，投影图像信息没有损失，加上DMD部件具有反射性和密合性的优点，光能的利用率远远高于传统的光学系统。配合先进的光学架构与高品质的光学镜头设计，DLP投影机可以产生清晰度高、画面均匀、色彩还原性好的图像，亮度比LCD图像高，出现条纹和重影的情况也比LCD投影机少。DLP投影技术抛弃了传统意义上的会聚，可以随意变焦，调整十分方便，而且其光学路径相当简单，体积更小，所以该技术主要应用在超便携式系统中，现代最轻的DLP超便携投影机的重量可以小于1.5公斤。当然，缩小体积也带来了视频显示方面的缺陷，使DLP投影机的视频显示效果有些失真。DLP投影机的光学机械特性，也决定了它的移动防振性能要比LCD投影机差一些。与LCD投影机一样，DLP的像元也是固化的，所以它的分辨率调整功能较差。

虽然DLP投影机所占的市场分额远远低于LCD投影机，但作为新型产品，DLP投影机在体积、重量和亮度等方面具有先天优势，更适合现代电子商务与家庭影院的需要，尤其是其超便携性能完全超过了LCD投影机，DLP投影机已成为继CRT投影机和LCD投影机之后的第三类产品，应用领域与市场前景不可估量。

三片式DLP投影机结构

未来之星：DLV投影机

前三类投影机的工作原理完全不同，在性能上相互补充。为了充分发挥各类投影机的优势，人们想到了将CRT的长处与LCD和DLP的优势结合起来的方法，于是出现了DLV技术的投影机。

DLV（Digital Light Valve：数码光路真空管，简称数字光阀）是一种将CRT透射式投影技术与DLP反射式投影技术结合在一起的新技术。该技术的核心是将小管径CRT作为投影机的成像面，并采用氙灯作为光源，将成像面上的图像射向投影面（图7）。因此，DLV投影机在充分利用CRT投影机的高分辨率和可调性特点的同时，还利用氙灯光源高亮度和色彩还原好的特点，DLV投影机不仅是一款分辨率、对比度、色彩饱和度很高的投影机，还是一款亮度很高的投影机。其分辨率普遍达到1250×1024，最高可达到2500×2000，对比度一般都在250:1以上，色彩数目普遍为24位1670万种，投影亮度普遍在2000～12000 ANSI流明，可以在大型场所中使用。

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