【投影儀原理】投影機原理是什么 投影儀成像原理 投影儀的原理介紹

投影(ying)儀是一種用來放大顯(xian)示圖像的(de)投影(ying)裝置(zhi)。目前已(yi)經(jing)應用于會議室演示以(yi)及在(zai)家庭中通過(guo)連(lian)接DVD影(ying)碟機等設備在(zai)大屏幕上觀看(kan)電影(ying)。在(zai)電影(ying)院(yuan)，也同樣已(yi)開(kai)始(shi)取代老電影(ying)膠(jiao)片的(de)數(shu)(shu)碼影(ying)院(yuan)放映(ying)機，被用作面向硬盤數(shu)(shu)字(zi)數(shu)(shu)據的(de)銀(yin)幕。

投影機原理是什么

說到(dao)投影(ying)(ying)(ying)儀(yi)成像(xiang)(xiang)(xiang)原理(li)，基本上(shang)所有類型(xing)(xing)的(de)投影(ying)(ying)(ying)儀(yi)都一樣。投影(ying)(ying)(ying)儀(yi)先將光(guang)(guang)線照射到(dao)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)顯示元(yuan)件上(shang)來產(chan)生(sheng)影(ying)(ying)(ying)像(xiang)(xiang)(xiang)，然后(hou)(hou)通(tong)過鏡頭(tou)進行投影(ying)(ying)(ying)。投影(ying)(ying)(ying)儀(yi)的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)顯示元(yuan)件包括利用透光(guang)(guang)產(chan)生(sheng)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)透過型(xing)(xing)和利用反射光(guang)(guang)產(chan)生(sheng)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)反射型(xing)(xing)。無論哪(na)一種(zhong)類型(xing)(xing)，都是將投影(ying)(ying)(ying)燈的(de)光(guang)(guang)線分成紅(hong)、綠、藍三色(se)，再產(chan)生(sheng)各種(zhong)顏色(se)的(de)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)。因為元(yuan)件本身只(zhi)能進行單色(se)顯示，因此(ci)就要利用3枚元(yuan)件分別生(sheng)成3色(se)成分。然后(hou)(hou)再通(tong)過棱鏡將這3色(se)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)合成為一個圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，最后(hou)(hou)通(tong)過鏡頭(tou)投影(ying)(ying)(ying)到(dao)屏幕上(shang)。

圖(tu)1：投影(ying)機的原(yuan)理圖(tu)

使用圖(tu)像顯示元件，分別(bie)產生紅、綠、藍三(san)色圖(tu)像，然后通過合成進行投影。

圖(tu)像(xiang)顯示元件包括3類(lei)（見(jian)圖(tu)2）。其中采(cai)(cai)用液晶的有2類(lei)，分別是采(cai)(cai)用光透過(guo)(guo)型液晶的透過(guo)(guo)型液晶元件和采(cai)(cai)用可(ke)反(fan)射光的反(fan)射型液晶的元件。后一種元件是DMD（數字微鏡(jing)元件），每(mei)個像(xiang)素使用一個微鏡(jing)，通過(guo)(guo)改變(bian)反(fan)射光的方向來(lai)生成圖(tu)像(xiang)。

圖2：3種圖像顯示元件(jian)

分別是采用(yong)(yong)液晶(jing)的(de)透過(guo)型(xing)液晶(jing)元件和反(fan)射型(xing)液晶(jing)元件，以及利用(yong)(yong)鏡子(zi)產生像素(su)的(de)DMD。3種元件各有(you)利弊。

圖(tu)3：反射型液(ye)晶元(yuan)件采取的措(cuo)施

投影機使用的反射型液(ye)(ye)晶(jing)(jing)元件大(da)體(ti)上采取如下3種措施：（1）采用無機材(cai)料的定向膜，易于控制液(ye)(ye)晶(jing)(jing)；（2）通(tong)過減小液(ye)(ye)晶(jing)(jing)層厚度，提高響應(ying)速度；（3）通(tong)過取消液(ye)(ye)晶(jing)(jing)中的障礙物即(ji)隔離片（Spacer），提高光(guang)的利用效率。

結構與液晶面板相同的透過型元件

透過型液(ye)(ye)晶(jing)元(yuan)件生成(cheng)圖像的原理與(yu)已經廣泛(fan)用作普(pu)(pu)通(tong)電腦顯示屏的液(ye)(ye)晶(jing)顯示器(qi)相(xiang)同。在日(ri)本國內，精(jing)(jing)工愛普(pu)(pu)生和索(suo)尼兩公(gong)司(si)已經開始提供(gong)這種元(yuan)件。投影(ying)儀用的液(ye)(ye)晶(jing)元(yuan)件是用高溫多晶(jing)硅液(ye)(ye)晶(jing)制(zhi)造的。因為它不(bu)同于普(pu)(pu)通(tong)液(ye)(ye)晶(jing)顯示器(qi)，通(tong)過將(jiang)小像素生成(cheng)的圖像放大(da)至(zhi)數百倍后(hou)進行投影(ying)，因此極其(qi)微(wei)小的缺陷放大(da)后(hou)都會非常明顯，在制(zhi)造的時候需要相(xiang)當高的精(jing)(jing)度。

透過型液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)元件的(de)工作(zuo)原理與液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)顯(xian)示(shi)器完全相同。液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)分子在加電后方向(xiang)就會改變，由液(ye)(ye)晶(jing)(jing)(jing)分子的(de)方向(xiang)來(lai)調(diao)節(jie)是否讓光線通(tong)過，以(yi)此顯(xian)示(shi)白色和黑(hei)色。

其(qi)缺點是光(guang)(guang)的利用效率較差。這是因(yin)為透過型液晶面板由多層構(gou)成，因(yin)此只能保證3成左右的入射光(guang)(guang)通(tong)過。

透過(guo)型液(ye)晶(jing)(jing)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)的尺(chi)寸(cun)越(yue)來越(yue)小(xiao)。透過(guo)型液(ye)晶(jing)(jing)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)一般在0.7～0.8英(ying)寸(cun)之間(jian)，不過(guo)為(wei)(wei)了(le)控制成(cheng)本，主(zhu)流投(tou)影儀使(shi)用的元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)都(dou)在0.7英(ying)寸(cun)左右(you)。然而(er)，元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)越(yue)小(xiao)，透過(guo)光(guang)的面積就(jiu)(jiu)越(yue)小(xiao)，因(yin)而(er)圖像就(jiu)(jiu)越(yue)暗。因(yin)此，使(shi)用小(xiao)元(yuan)(yuan)件(jian)(jian)時為(wei)(wei)了(le)確保(bao)亮(liang)度(du)，投(tou)影燈就(jiu)(jiu)要大一些，而(er)且(qie)為(wei)(wei)了(le)提高透過(guo)光(guang)的效率，光(guang)學系統也會變大。“由于在使(shi)用小(xiao)液(ye)晶(jing)(jing)面板時，為(wei)(wei)了(le)確保(bao)亮(liang)度(du)，必須照射更多的光(guang)線，因(yin)此機身反而(er)會更大。而(er)尺(chi)寸(cun)為(wei)(wei)0.9英(ying)寸(cun)左右(you)的話，不僅(jin)可確保(bao)足夠(gou)的亮(liang)度(du)，同時還能設(she)計到更小(xiao)。”

透過型液晶元件會(hui)因(yin)長時(shi)間使(shi)(shi)用(yong)而(er)老(lao)化(hua)(hua)。這是(shi)因(yin)為用(yong)來調節液晶分子方(fang)向的(de)(de)(de)定向膜和控制(zhi)光(guang)線方(fang)向的(de)(de)(de)偏光(guang)板等采用(yong)的(de)(de)(de)是(shi)有機(ji)材料。由于投(tou)影燈功率(lv)高，因(yin)此不僅發熱，而(er)且光(guang)線很強，所(suo)以會(hui)使(shi)(shi)有機(ji)材料產生(sheng)化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)。材料老(lao)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)程(cheng)度因(yin)投(tou)影燈的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)模式和用(yong)戶使(shi)(shi)用(yong)方(fang)法的(de)(de)(de)不同有很大(da)差異。

適合視頻播放的反射型液晶元件

在(zai)可(ke)實現(xian)高(gao)畫質(zhi)的液(ye)(ye)晶(jing)元件(jian)中有一種反射(she)型液(ye)(ye)晶(jing)。最大的特點是顯(xian)示(shi)視頻時至關(guan)重要的響應速度(du)非常快，而且由于對比度(du)高(gao)，因此(ci)黑色顯(xian)示(shi)得非常清晰。這種液(ye)(ye)晶(jing)適合于顯(xian)示(shi)電影等視頻播放(fang)。

目前已有三家日(ri)本公司開發(fa)成功了這種(zhong)元件。JVC、日(ri)立制作所和索尼(ni)已經分別于1997年、2001年和2003年發(fa)布了這種(zhong)元件。JVC的元件名為“D-ILA”，索尼(ni)的元件名為“SXRD”。

反(fan)射型(xing)液(ye)晶(jing)元件(jian)由于光(guang)的(de)(de)(de)(de)利用(yong)效率比(bi)透(tou)過(guo)型(xing)高(gao)(gao)，因(yin)此能(neng)夠制造出高(gao)(gao)亮度的(de)(de)(de)(de)投影儀。在(zai)(zai)液(ye)晶(jing)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)下面有一層(ceng)反(fan)射光(guang)線(xian)的(de)(de)(de)(de)薄(bo)膜，能(neng)夠反(fan)射6～7成(cheng)的(de)(de)(de)(de)光(guang)線(xian)。對(dui)比(bi)度高(gao)(gao)是因(yin)為(wei)(wei)關閉電(dian)壓(ya)時液(ye)晶(jing)采用(yong)的(de)(de)(de)(de)是垂直排列方(fang)式。這種方(fang)式稱為(wei)(wei)垂直定向。由于不加(jia)壓(ya)時，為(wei)(wei)黑色顯(xian)示(shi)，因(yin)此能(neng)夠更清晰(xi)地表現黑色。反(fan)射型(xing)液(ye)晶(jing)元件(jian)的(de)(de)(de)(de)優點在(zai)(zai)顯(xian)示(shi)暗畫(hua)(hua)面時更容(rong)易理解。在(zai)(zai)漆黑的(de)(de)(de)(de)畫(hua)(hua)面上顯(xian)示(shi)黑衣服和(he)頭發時，能(neng)夠不受背景的(de)(de)(de)(de)影響進行顯(xian)示(shi)。

投影儀用(yong)的(de)(de)反射(she)型液(ye)晶(jing)(jing)元件的(de)(de)響應速(su)度(du)(du)(du)高是因(yin)為在(zai)液(ye)晶(jing)(jing)部(bu)分采取(qu)了(le)(le)一(yi)定(ding)的(de)(de)措施（見(jian)圖3）。通過將液(ye)晶(jing)(jing)層減小到2μm以下，提高了(le)(le)響應速(su)度(du)(du)(du)。一(yi)般來說，液(ye)晶(jing)(jing)面板為了(le)(le)確保均勻的(de)(de)薄(bo)度(du)(du)(du)，要在(zai)液(ye)晶(jing)(jing)中加入名為隔離(li)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)輔(fu)助材料(liao)。這(zhe)種隔離(li)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)就是液(ye)晶(jing)(jing)層的(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)。但(dan)JVC的(de)(de)D-ILA和(he)索尼(ni)的(de)(de)SXRD，通過在(zai)制造方法和(he)封裝材料(liao)上下功(gong)夫，在(zai)不使用(yong)隔離(li)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)情況下實(shi)現了(le)(le)2μm的(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)。“通過取(qu)消隔離(li)片(pian)(pian)(pian)，解決了(le)(le)在(zai)像素顯示部(bu)分會顯出(chu)隔離(li)片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)問題。利用(yong)封裝材料(liao)確保了(le)(le)液(ye)晶(jing)(jing)單(dan)元的(de)(de)厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)。

如何使用透鏡來進行反射

每個(ge)像(xiang)素一個(ge)微鏡(jing)，反射光線(xian)。

投(tou)影(ying)儀(yi)有的還使用(yong)微鏡元件(jian)。這就(jiu)是美國(guo)德州儀(yi)器開發(fa)的DMD。由于(yu)DMD專(zhuan)利歸該公司(si)所有，因此只(zhi)有該公司(si)進行生產和(he)供貨。采(cai)用(yong)DMD的投(tou)影(ying)儀(yi)稱為DLP（數字光處理）投(tou)影(ying)儀(yi)。

DMD的(de)每一(yi)個(ge)像(xiang)(xiang)素都(dou)是一(yi)面(mian)鏡子，在(zai)(zai)半導(dao)體底(di)板(ban)上(shang)排列著和(he)像(xiang)(xiang)素一(yi)樣多的(de)微(wei)(wei)鏡。微(wei)(wei)鏡邊長僅(jin)14μm。使用微(wei)(wei)鏡最多的(de)DMD是大(da)約80萬像(xiang)(xiang)素的(de)型號。通(tong)過在(zai)(zai)0.7英(ying)寸(cun)（對角(jiao)線長度）底(di)板(ban)上(shang)的(de)大(da)約80萬枚微(wei)(wei)鏡逐枚動作(zuo)來顯(xian)示圖像(xiang)(xiang)。

每一枚微鏡(jing)(jing)以對(dui)角線(xian)方向為軸(zhou)左右傾斜(xie)。采用靜電(dian)(dian)引力移動(dong)微鏡(jing)(jing)。微鏡(jing)(jing)本身(shen)施(shi)(shi)(shi)加20V電(dian)(dian)壓，在對(dui)角線(xian)一端下方施(shi)(shi)(shi)加5V，另一個施(shi)(shi)(shi)加0V電(dian)(dian)壓后，由(you)于0V一端的電(dian)(dian)位差(cha)較(jiao)大，因(yin)此微鏡(jing)(jing)就(jiu)將向這一側偏(pian)移。

圖(tu)4：DMD結構（左(zuo)），以及用DMD生成圖(tu)像的(de)原理（右）

利用微(wei)鏡角度改變反(fan)光方向。顯示白色時設置成反(fan)射(she)光朝向鏡頭的角度。顯示黑色時光線則光被吸收(shou)板(ban)所吸收(shou)。

通過(guo)傾(qing)斜(xie)DMD的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)來(lai)(lai)改變光線(xian)反(fan)(fan)射(she)角度，來(lai)(lai)實現白(bai)色和(he)黑(hei)色（圖4右）。當微鏡(jing)向(xiang)(xiang)某個方(fang)向(xiang)(xiang)傾(qing)斜(xie)10度時(shi)(shi)，通過(guo)調整光線(xian)將反(fan)(fan)射(she)到鏡(jing)頭方(fang)向(xiang)(xiang)，反(fan)(fan)方(fang)向(xiang)(xiang)傾(qing)斜(xie)10度時(shi)(shi)光線(xian)將反(fan)(fan)射(she)到光吸收板上。這(zhe)樣一來(lai)(lai)，光線(xian)朝鏡(jing)頭反(fan)(fan)射(she)時(shi)(shi)顯示(shi)白(bai)色，朝光吸收板反(fan)(fan)射(she)時(shi)(shi)顯示(shi)黑(hei)色。中(zhong)間(jian)(jian)色調則通過(guo)在(zai)極短(duan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)內反(fan)(fan)復切換白(bai)色和(he)黑(hei)色來(lai)(lai)實現。

與(yu)液(ye)晶(jing)元件相比，DMD的像(xiang)(xiang)素具有(you)更高(gao)的圖像(xiang)(xiang)顯示性(xing)能。首先是對比度(du)高(gao)。對比度(du)最高(gao)可達3000：1。另(ling)外(wai)對信號的響應(ying)速度(du)快。響應(ying)速度(du)約為15微秒，差(cha)不多是液(ye)晶(jing)的1000倍(bei)。響應(ying)速度(du)越快，越能平滑地顯示視頻圖像(xiang)(xiang)。而且DMD的光利用效率更好。由(you)于(yu)像(xiang)(xiang)素由(you)微鏡組(zu)成(cheng)，因(yin)此照射(she)來(lai)的光線有(you)9成(cheng)會反(fan)射(she)出去。不過，雖然性(xing)能高(gao)，但每個像(xiang)(xiang)素的均(jun)價也高(gao)。

圖5：投(tou)影儀種類和用途

包括4類。單板式DLP投影儀和使用3枚透過型液晶元件的液晶投影儀是面向演示及家庭影院的普(pu)及(ji)(ji)型(xing)產品。使用反(fan)射型(xing)液晶(jing)的液晶(jing)投影儀(yi)(yi)和(he)(he)3板式DLP投影儀(yi)(yi)則是面(mian)向電影院數字放映機和(he)(he)大(da)廳及(ji)(ji)各種大(da)眾(zhong)活動的高(gao)價位產品。

圖6：單板式DLP投影(ying)儀的結(jie)構

只使用一(yi)枚DMD的單板式DLP投(tou)影儀(yi)通過高速旋轉彩色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器，按順序分別向DMD照射紅、綠、藍(lan)三色(se)(se)(se)光。DMD連續顯(xian)示各色(se)(se)(se)圖像(xiang)，然后通過鏡頭進行(xing)投(tou)影。根據日本德州儀(yi)器的公(gong)開資(zi)料制(zhi)作而成。

適合小型化的單板投影儀

適合小型(xing)化(hua)的單板式投影儀

投影儀使用的(de)元件有3類(lei)，而實(shi)際采用這些元件的(de)產品則分為如下(xia)4類(lei)：

（1）只使用1枚DMD的單板(ban)式DLP投影儀；

（2）使用3枚透(tou)過型(xing)液晶(jing)的液晶(jing)投影儀；

（3）使用3枚DMD的3板(ban)式(shi)DLP投影(ying)儀和(he)

（4）使(shi)用3枚(mei)反射型液晶(jing)元件的液晶(jing)投(tou)(tou)影儀(yi)。從顯(xian)示紅、綠、藍三色圖(tu)像的投(tou)(tou)影儀(yi)原理看，基(ji)本上都(dou)是3板式(shi)。然而像DMD一樣圖(tu)像顯(xian)示性能較(jiao)高(gao)的元件有1枚(mei)即可(ke)構(gou)成投(tou)(tou)影儀(yi)。DMD的單枚(mei)價格較(jiao)高(gao)，也是采(cai)用單板式(shi)設計的原因(yin)之一。使(shi)用DMD的DLP投(tou)(tou)影儀(yi)除部分大型產品外基(ji)本上都(dou)是單板式(shi)（見圖(tu)5）。

單板(ban)式DLP投(tou)影儀并(bing)不(bu)預先分離(li)光(guang)線(xian)，而是通(tong)過由紅、綠、藍三(san)色(se)(se)(se)構成一種(zhong)光(guang)線(xian)的(de)彩(cai)色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器，按順序切換三(san)種(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)（見圖(tu)6）。彩(cai)色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器每(mei)秒旋轉60～180次。通(tong)過彩(cai)色(se)(se)(se)濾色(se)(se)(se)器的(de)光(guang)線(xian)照射(she)到DMD上。DMD高速連續(xu)顯示三(san)色(se)(se)(se)圖(tu)像(xiang)(xiang)，照射(she)紅色(se)(se)(se)光(guang)時顯示紅色(se)(se)(se)成分的(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)，照射(she)綠色(se)(se)(se)光(guang)時顯示綠色(se)(se)(se)成分的(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)。被DMD反射(she)的(de)三(san)色(se)(se)(se)圖(tu)像(xiang)(xiang)通(tong)過鏡(jing)頭進行投(tou)影。

單(dan)板(ban)式DLP投影儀由(you)于對比度高、響應(ying)速度快，因此(ci)(ci)適合于家庭影院等(deng)視頻顯示(shi)領(ling)域。而且光學系統不(bu)需(xu)太(tai)大，因此(ci)(ci)設計小巧(qiao)、重量輕(qing)，且便攜(xie)性強，因此(ci)(ci)還適合于與電腦(nao)一起攜(xie)帶(dai)使用（照片(pian)1）。

不(bu)過，也(ye)有(you)人指(zhi)出單板式DLP投影儀使用彩色(se)濾(lv)色(se)器連續顯(xian)示三(san)色(se)圖像也(ye)產(chan)生了(le)相應的(de)缺點。這就(jiu)是高(gao)速(su)的(de)圖像顯(xian)示而導致(zhi)顏色(se)分離的(de)“彩虹現象”。有(you)人指(zhi)出顏色(se)分離會“覺(jue)得晃眼睛”。面向家庭影院(yuan)的(de)產(chan)品通過提高(gao)彩色(se)濾(lv)色(se)器的(de)旋轉(zhuan)速(su)度(du)，并將濾(lv)色(se)器分為(wei)6個，或(huo)除三(san)色(se)外再加上白(bai)色(se)等方法減輕了(le)這種(zhong)分色(se)現象。

照片1：小型DLP投影儀(yi)

日本PLUS Vision推出的DLP投影儀“V-1100”。重約1.0kg，尺寸為寬180×高45×縱(zong)長141mm，一(yi)只手就(jiu)能拿(na)得住。

用特殊鏡片進行分光

采(cai)用投(tou)影(ying)儀(yi)基本結構即3板(ban)式的投(tou)影(ying)儀(yi)包括如下3類：（1）普及型(xing)即采(cai)用透過型(xing)液晶的產(chan)(chan)品；（2）采(cai)用DMD的高價產(chan)(chan)品和采(cai)用反射型(xing)液晶元件的高價產(chan)(chan)品。

下面以液晶投(tou)影(ying)儀為(wei)例介紹一(yi)(yi)下此類產品的(de)(de)結構（圖7）。首(shou)先(xian)(xian)要將(jiang)(jiang)對(dui)(dui)身體有(you)害的(de)(de)紫外(wai)線(xian)(xian)(xian)和(he)影(ying)響到(dao)溫度的(de)(de)紅外(wai)線(xian)(xian)(xian)從(cong)投(tou)影(ying)燈發(fa)出的(de)(de)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)中去(qu)除(chu)掉。然后(hou)根(gen)據(ju)波長將(jiang)(jiang)光(guang)(guang)分(fen)離成紅、綠、藍3色(se)。分(fen)離光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)時(shi)采用一(yi)(yi)種(zhong)名為(wei)“分(fen)色(se)鏡”的(de)(de)特(te)殊鏡片。分(fen)色(se)鏡具有(you)只(zhi)讓特(te)定波長的(de)(de)光(guang)(guang)通過(guo)而(er)反射(she)其(qi)他光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)、或者只(zhi)反射(she)特(te)定光(guang)(guang)而(er)讓剩余(yu)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)通過(guo)的(de)(de)特(te)性(xing)。先(xian)(xian)分(fen)離紅色(se)，接著分(fen)離綠色(se)，最后(hou)剩下的(de)(de)就是藍色(se)光(guang)(guang)。有(you)的(de)(de)產品則按藍、綠、紅的(de)(de)順序進行(xing)分(fen)離。由(you)圖像元件生(sheng)成3色(se)圖像，然后(hou)利(li)用棱鏡將(jiang)(jiang)這些(xie)光(guang)(guang)進行(xing)合成。為(wei)了形成自然色(se)，按紅3、綠6、藍1的(de)(de)比例對(dui)(dui)光(guang)(guang)線(xian)(xian)(xian)進行(xing)合成。

圖(tu)7：液(ye)晶投影(ying)儀的結構(gou)

投影(ying)燈發(fa)出的光(guang)線首先被分割成(cheng)紫外線和紅外線。然后利用名為(wei)分色鏡（Dichroic Mirror）的特(te)殊鏡片將其分成(cheng)紅、綠、藍3種光(guang)。生成(cheng)3色圖像后，利用棱鏡合(he)成(cheng)后進行投影(ying)。

圖8：梯形失真補償技術

減少元(yuan)件上造成梯形(xing)失真部分(fen)的像(xiang)素。分(fen)辨率會因此(ci)而下(xia)降。

各種場合對投影儀的要求不同

會議室使用和家庭使用的要求不同

投影儀根據元(yuan)件種類(lei)及采用的元(yuan)件數量不同，特點也各不相同。不過，實際(ji)產品除(chu)元(yuan)件外還根據用途進(jin)行(xing)了調整。

投影(ying)儀的(de)用(yong)(yong)(yong)途大體(ti)分為3個(ge)方(fang)面。首(shou)先是(shi)會議室等場(chang)(chang)合使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)演示(shi)用(yong)(yong)(yong)途，第二(er)個(ge)是(shi)在家(jia)(jia)庭中觀(guan)看(kan)電(dian)影(ying)的(de)家(jia)(jia)庭影(ying)院用(yong)(yong)(yong)途，第三個(ge)則是(shi)電(dian)影(ying)院等場(chang)(chang)合中放映數字(zi)電(dian)影(ying)的(de)數碼放映機(ji)。

在產品數量最多的演(yan)示和家庭影院(yuan)方面(mian)，12萬～60萬日元(yuan)左右的小(xiao)型產品已經(jing)廣泛使用。此類產品的銷(xiao)量方面(mian)，采(cai)(cai)用透過(guo)型液晶元(yuan)件的約為(wei)8成(cheng)，采(cai)(cai)用DMD的約為(wei)2成(cheng)。在會議室和各類活動中，電影院(yuan)使用的是采(cai)(cai)用3枚DMD的DLP投(tou)影儀和采(cai)(cai)用反射型液晶元(yuan)件的投(tou)影儀。

是否(fou)重視亮(liang)度(du)，是否(fou)重視對比度(du)及(ji)色彩表(biao)現(xian)效果，因(yin)(yin)不同(tong)的(de)用途而(er)異。演(yan)示用投(tou)影儀(yi)主要(yao)設想(xiang)在(zai)會議室使用。在(zai)會議室，為了做記錄，周圍環(huan)境必(bi)須要(yao)達到一定(ding)的(de)亮(liang)度(du)。因(yin)(yin)此對投(tou)影儀(yi)有(you)亮(liang)度(du)要(yao)求。如果亮(liang)度(du)達到1500ANSI流(liu)明(ming)到2000ANSI流(liu)明(ming)之間，即便周圍光線明(ming)亮(liang)，也(ye)可以進行正常投(tou)影。而(er)且由(you)于需要(yao)顯示表(biao)格(ge)等細小文字，因(yin)(yin)此還要(yao)示具有(you)較(jiao)高的(de)分辨率。最近大多都達到了與電腦顯示器相同(tong)的(de)XGA（1024×768像(xiang)素）規格(ge)以上(shang)。

另一(yi)方(fang)(fang)面，家庭影院(yuan)方(fang)(fang)面，由于(yu)可(ke)以降(jiang)低房間亮度(du)(du)，因此亮度(du)(du)要求較(jiao)低。取而(er)代之的(de)(de)是對比度(du)(du)能(neng)否能(neng)夠(gou)更(geng)深地(di)表現(xian)(xian)黑色(se)(se)，能(neng)夠(gou)充分表現(xian)(xian)出對于(yu)表示肌(ji)膚非(fei)常(chang)重(zhong)要的(de)(de)紅色(se)(se)。為了提高色(se)(se)彩表現(xian)(xian)效(xiao)果，“通過改進分光(guang)鏡(jing)的(de)(de)制造工藝，能(neng)夠(gou)充分表現(xian)(xian)出紅色(se)(se)和綠(lv)色(se)(se)效(xiao)果”（三洋電(dian)機消費(fei)者(zhe)企業集團AV解決方(fang)(fang)案(an)公司投影儀(yi)業務部(bu)商品規劃部(bu)商品規劃科(ke)科(ke)長杉村一(yi)人(ren)）。另外，使用反射型液晶元件的(de)(de)高價投影儀(yi)已經開始采用光(guang)波分布接近(jin)自然光(guang)、色(se)(se)彩表現(xian)(xian)效(xiao)果較(jiao)好的(de)(de)佳能(neng)投影燈。

通過加大像素間隔，修正顯示圖像

對于投(tou)(tou)影儀(yi)來(lai)說，雖(sui)然與其他(ta)顯示設(she)備(bei)一樣畫質非常重要(yao)，但(dan)是(shi)(shi)也(ye)存在因(yin)“投(tou)(tou)影”方式(shi)而產生(sheng)的投(tou)(tou)影儀(yi)特有的問題(ti)。一是(shi)(shi)必須調整投(tou)(tou)影角度，二是(shi)(shi)必須在屏幕與投(tou)(tou)影儀(yi)之間留出沒(mei)有障礙物的空間。

投(tou)(tou)影(ying)儀(yi)會因投(tou)(tou)影(ying)角度(du)不正(zheng)而使圖(tu)像出現(xian)梯(ti)形(xing)(xing)失真（見圖(tu)8上(shang)）。房間狹小時(shi)(shi)有時(shi)(shi)就要將投(tou)(tou)影(ying)儀(yi)橫向錯開(kai)放置，或(huo)者必(bi)須從(cong)(cong)斜下方投(tou)(tou)影(ying)。如果(guo)橫向投(tou)(tou)影(ying)，就會產生(sheng)左右加寬的梯(ti)形(xing)(xing)，而從(cong)(cong)斜下方向上(shang)投(tou)(tou)影(ying)時(shi)(shi)則(ze)會形(xing)(xing)成上(shang)寬下窄的梯(ti)形(xing)(xing)。

這種梯形校(xiao)正(zheng)技(ji)術目前已經成熟，并(bing)且已經應用于大多數產品中（見圖8下）。該技(ji)術稱為“梯形失(shi)真校(xiao)正(zheng)”。

以投(tou)(tou)影儀投(tou)(tou)影出(chu)來的(de)(de)畫(hua)面(mian)橫(heng)縱比為4：3為例進行說(shuo)明。上(shang)寬下窄(zhai)的(de)(de)梯(ti)形(xing)(xing)根據下線，將(jiang)畫(hua)面(mian)校(xiao)正成(cheng)(cheng)(cheng)4:3的(de)(de)長(chang)方形(xing)(xing)。為了實現這一點(dian)，就(jiu)(jiu)要(yao)改變元(yuan)(yuan)件生成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)圖像(xiang)。即在元(yuan)(yuan)件上(shang)加大(da)直接投(tou)(tou)影時會變寬的(de)(de)那部(bu)分的(de)(de)像(xiang)素間隔(ge)。也(ye)就(jiu)(jiu)是說(shuo)，通過將(jiang)元(yuan)(yuan)件上(shang)的(de)(de)顯示(shi)(shi)調整成(cheng)(cheng)(cheng)梯(ti)形(xing)(xing)，而使投(tou)(tou)影圖像(xiang)顯示(shi)(shi)成(cheng)(cheng)(cheng)長(chang)方形(xing)(xing)。不過，像(xiang)素間隔(ge)加大(da)的(de)(de)那部(bu)分的(de)(de)分辨率會有(you)所下降。

各種場合對投影儀的要求不同

而(er)(er)且校正(zheng)技術也在(zai)不(bu)斷(duan)進步。有的產品不(bu)僅上下和左右變寬時都能(neng)(neng)校正(zheng)，而(er)(er)且投影時還能(neng)(neng)夠通過傾斜(xie)傳感器檢測機身(shen)角度，自動(dong)校正(zheng)圖像失真。

有一(yi)種(zhong)獨特方(fang)式(shi)就(jiu)是(shi)NEC ViewTechnology開(kai)發(fa)的(de)(de)校正技(ji)術。利用附(fu)帶的(de)(de)遙控器指定顯示畫面的(de)(de)4個角，按(an)一(yi)下設置按(an)鈕(niu)，就(jiu)能校正成由指定的(de)(de)4個點構成的(de)(de)四角形。該公司(si)利用自主開(kai)發(fa)的(de)(de)芯片實(shi)現了這種(zhong)校正技(ji)術。

另外，還在縮短屏幕和(he)投影儀之間(jian)的距(ju)(ju)(ju)離(li)上進(jin)行了研發。因(yin)為要(yao)(yao)想不(bu)把中間(jian)的障礙物投影上去(qu)，投影距(ju)(ju)(ju)離(li)越(yue)短越(yue)好。最(zui)近鏡(jing)(jing)頭(tou)焦(jiao)距(ju)(ju)(ju)較短的產品(pin)需(xu)求(qiu)日趨旺盛。短焦(jiao)鏡(jing)(jing)頭(tou)目前主要(yao)(yao)用(yong)于高分辨率的高價機(ji)型中。不(bu)過，由(you)于鏡(jing)(jing)頭(tou)昂貴，因(yin)此最(zui)初只應用(yong)于高性能的高價產品(pin)中。最(zui)近由(you)于鏡(jing)(jing)頭(tou)價格(ge)已(yi)逐(zhu)步降低，因(yin)此兩年前開始逐(zhu)漸應用(yong)于小型產品(pin)中。

此外，還在(zai)開發(fa)(fa)不(bu)使用鏡(jing)頭而(er)實現(xian)短焦的(de)產品。這就是NEC ViewTechnology開發(fa)(fa)的(de)利用鏡(jing)片(pian)反射(she)光線來調節角(jiao)度的(de)DLP投(tou)(tou)影(ying)(ying)(ying)儀“WT600”。按順序將光線反射(she)到4枚(mei)非球面鏡(jing)片(pian)上進行投(tou)(tou)影(ying)(ying)(ying)。由于可以(yi)將投(tou)(tou)影(ying)(ying)(ying)儀放置在(zai)演示(shi)人員和屏幕之間(jian)，因此不(bu)會(hui)投(tou)(tou)影(ying)(ying)(ying)出人影(ying)(ying)(ying)。“投(tou)(tou)產方面最大的(de)困難是提高亮度。目前已通過改進彩色(se)濾色(se)器，實現(xian)了1200ANSI流明(ming)”

NEC ViewTechnology推出的DLP投影(ying)儀(yi)“WT600”。60英(ying)寸（0.9×1.2m）屏(ping)幕的投影(ying)距離為26cm。