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了解數字技術 投影機基本概念大集合
中國投影網資訊 [2005-9-9 10:03:35]
編輯:姻姻
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1、投影技術
投影機自問世以來發展至今已形成三大系列： LCD（Liquid Crystal Display）液晶投影機、DLP（Digital Lighting Process）數字光處理器投影機和CRT（Cathode Ray Tube）陰極射線管投影機。
LCD 投影機的技術是透射式投影技術，目前最為成熟。投影畫面色彩還原真實鮮艷，色彩飽和度高，光利用效率很高，LCD 投影機比用相同瓦數光源燈的DLP投影機有更高的ANSI流明光輸出，目前市場高流明的投影機主要以LCD投影機為主。它的缺點是黑色層次表現不是很好，對比度一般都在500：1左右徘徊，投影畫面的像素結構可以明顯看到。
DLP投影機的技術是反射式投影技術，是現在高速發展的投影技術。它的采用，使投影圖像灰度等級、圖像信號噪聲比大幅度提高，畫面質量細膩穩定，尤其在播放動態視頻有圖像流暢，沒有像素結構感，形象自然，數字圖像還原真實精確。由于出于成本和機身體積的考慮，目前DLP投影機多半采用單片DMD芯片設計，所以在圖像顏色的還原上比LCD投影機稍遜一籌，色彩不夠鮮艷生動。
CRT投影機采用技術與CRT顯示器類似，是最早的投影技術。它的優點是壽命長，顯示的圖像色彩豐富,還原性好,具有豐富的幾何失真調整能力。由于技術的制約，無法在提高分辨率的同時提高流明，直接影響CRT投影機的亮度值，到目前為止,其亮度值始終徘徊在300流明以下，加上體積較大和操作復雜，已經被淘汰。
1）LCD投影機介紹：
LCD投影機是液晶技術、照明科技以及集成電路的發展帶來的高科技產物。其關鍵技術是液晶板的制造。LCD投影機利用液晶的光電效應，即液晶分子的排列在電場作用下發生變化，影響其液晶單元的透光率或反射率，從而影響它的光學性質，產生具有不同灰度層次及顏色的圖像。
現在的LCD投影機最高支持分辨率可以達到1600×1200(UXGA)，使用時間可以延長至8小時以上，具有很高的亮度和高保真的圖像色彩，可以方便地接入各種視頻信號。它們體積小巧，重量輕，便于攜帶。使得投影機的發展進入了一個嶄新的紀元。
LCD投影機的底層技術——液晶板一直只有Sony和Epson兩家公司具備研發和生產能力，經過多年發展，液晶板技術日臻成熟。液晶板技術一直致力于提高性能和降低加工成本兩個方面。在提高性能方面它主要是通過提高開口率來提高光效率，另外還采用微鏡陣列技術來提高液晶板的透光率，降低顯示圖像的像素化，使圖像更細膩。目前LCD投影機在亮度指標和圖像精細程度方面都已經達到相當高的水平。除了高端影院產品外，在普通應用產品和低端高性能投影機產品中，LCD產品保持了對單片DLP產品的亮度領先優勢。LCD投影機的生產廠家主要為日韓廠商。主要有Sony、Epson、NEC、三洋和三菱等等。
LCD投影機有液晶板投影機和液晶光閥投影機兩類
液晶板投影機：液晶有活性液晶體和非活性液晶體。活性液晶體具有透光性，做成LCD液晶板，用在投影機上。TFT是“thin-film transistor”的縮寫，意為“薄膜晶體管”。TFT活性矩陣利用每一獨立的晶體管控制LCD板上的每一個像素，由于TFT活性矩陣液晶板可產生更快的反應速度及對比度，是目前使用最廣的液晶板。通過控制系統，可以控制通過LCD的光的亮度、顏色、對比度等。LCD液晶板的大小決定著投影機的大小。LCD越小，則投影機的光學系統就能做得越小，從而使投影機越小。而要在越小的LCD上做到高分辨率，并且保持高亮度，其技術工藝越難。液晶板投影機是被動式的投影方式，利用外光源金屬鹵素燈或UHP燈（冷光源）。
液晶光閥投影機：它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影機與液晶與液晶光閥相結合的產物。為了解決圖像分辨率與亮度間的矛盾，它采用外光源，也叫被動式投影方式。液晶光閥是一種可控開關，主要由三部分組成：光電轉換器、鏡子、光調制器。通過CRT輸出的光信號照射到光電轉換器上，將光信號轉換為持續變化的電信號；外光源產生一束強光，投射到光光閥上，由內部的鏡子反射，能過光調制器，改變其光學特性，緊隨光閥的偏振濾光片，將濾去其它方向的光，而只允許與其光學縫隙方向一致的光通過，這個光與CRT信號相復合，投射到屏幕上。它是目前為止亮度、分辨率最高的投影機，亮度可達6000ANSI流明，分辨率為2500×2000，適用于環境光較強，觀眾較多的場合，如超大規模的指揮中心、會議中心及大型娛樂場所，但其價格高，體積大，結構復雜不易維修。
LCD投影機原理： 三片式液晶投影機的成像原理(參見下圖)，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。
LCD投影機特點：
LCD的優點：首先在畫面顏色上，現在主流的LCD投影機都為三片機，采用紅、綠、藍三原色獨立的 LCD板。這就可以分別地調整每個彩色通道的亮度和對比度，投影效果非常好,能得到高度保真的色彩。在同樣檔次的DLP投影機，還只能用一片DLP，很大程度上由色輪的物理性質和燈的色溫決定好壞，沒什么好調整的，只能得到較為正確的色彩。但與同價位的LCD投影機相比，在圖像區域的邊緣，還是缺乏鮮艷的色調。
LCD 的第二個優點是光效率高。 LCD 投影機比用相同瓦數光源燈的DLP投影機有更高的ANSI流明光輸出，在高亮度競爭中,LCD依然占著優勢。7公斤重量級左右的投影機中，能達到3000 ANSI流明以上亮度的，都是LCD投影機。
LCD的缺點：LCD投影機明顯缺點是黑色層次表現太差，對比度不是很高。LCD投影機表現的黑色，看起來總是灰蒙蒙的，陰影部分就顯得昏暗而毫無細節。這點非常不適合播放電影一類的視頻，對于文字到是與DLP投影機差別不是很大。
第二個缺點是LCD投影機打出的畫面看得見像素結構，觀眾好像是經過窗格子在觀看畫面。SVGA(800×600)格式的LCD投影機，不管屏幕圖像的尺寸大小如何，都能看得清楚像素格子，除非用分辨率更高的產品。
現在LCD開始使用起了微透鏡陣列(MLA)，可以提高XGA格式的LCD板的傳輸效率，柔化像素格子，使像素格子細微而不明顯，且對圖像的銳利程度不會帶來任何影響。它能使LCD的像素結構感覺可以減少到幾乎與DLP投影機一樣,但還是有點差距。
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