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【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

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摘要:投影儀目前已廣泛應用于演示和家庭影院中。在投影儀內部生成投影圖像的元件有3類,根據元件的使用種類和數目,產品的特點也各不同。投影儀的工作原理是投影儀先將光線照射到圖像顯示元件上來產生影像,然后通過鏡頭進行投影。投影儀應用場合廣泛,不同場合對投影儀的不同要求。

【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。

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這是我想要的,不過生產商不可能提供足夠信息給消費者
臨(lin)時用戶 07-29 15:03 舉報 回復
這對我太有用了!不過要多的給知識哦!
臨時用戶 03-14 11:59 舉報 回復
還行!
臨時用戶 03-14 11:56 舉報 回復
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