投影機(jī)基礎(chǔ)和原理
出處:chunyang 發(fā)布于:2011-08-31 11:54:18
1.投影機(jī)參數(shù)
(1)峰值流明
峰值流明就是屏幕中亮度點(diǎn)測(cè)試得到的亮度。峰值流明的測(cè)試方法,在一個(gè)白窗口的測(cè)試圖像上,以掃描線尚清晰可見的情況下,測(cè)量白窗口的照度(LUX)乘以白窗面積(m2)來(lái)確定投影機(jī)光通量,峰值流明與ANSI流明間沒(méi)有任何的對(duì)應(yīng)關(guān)系,峰值流明是一臺(tái)投影機(jī)可以達(dá)到的亮度,而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位ANSI流明是投影機(jī)亮度的一個(gè)真實(shí)體現(xiàn),測(cè)定環(huán)境如下:投影機(jī)與幕之間距離是2.4米;幕為60英寸;純暗環(huán)境用測(cè)光筆測(cè)量投影畫面的9個(gè)點(diǎn)的亮度;求出9個(gè)點(diǎn)亮度的平均值,就是ANSI流明。目前國(guó)內(nèi)一些廠商的投影機(jī)所標(biāo)稱亮度為峰值流明,實(shí)際亮度并無(wú)標(biāo)稱值高,這是在選擇投影機(jī)時(shí)需要注意的問(wèn)題。
(2)投影機(jī)類型
根據(jù)所顯示源的性質(zhì),投影機(jī)主要可分為視頻型和數(shù)據(jù)型兩類。視頻型投影機(jī)針對(duì)視頻方面進(jìn)行優(yōu)化處理,其特點(diǎn)是亮度都在1000流明左右,對(duì)比度較高,投影的畫面寬高比多為16:9,各種視頻端口齊全,適合播放電影和高清晰電視;數(shù)據(jù)型投影機(jī)主要顯示微機(jī)輸出的信號(hào),用來(lái)商務(wù)演示辦公和日常教學(xué),亮度根據(jù)使用環(huán)境高低都有不同的選擇,投影畫面寬高比都為4:3,功能全面,對(duì)于圖像和文本以及視頻都可以演示,基本所有型號(hào)都同時(shí)具有視頻及數(shù)字輸口。
(3)對(duì)比度
對(duì)比度對(duì)視覺效果的影響非常關(guān)鍵,一般來(lái)說(shuō)對(duì)比度越大,圖像越清晰醒目,色彩也越鮮明艷麗;而對(duì)比度小,則會(huì)讓整個(gè)畫面都灰蒙蒙的。高對(duì)比度對(duì)于圖像的清晰度、細(xì)節(jié)表現(xiàn)、灰度層次表現(xiàn)都有很大幫助。在一些黑白反差較大的文本顯示、CAD顯示和黑白照片顯示等方面,高對(duì)比度產(chǎn)品在黑白反差、清晰度、完整性等方面都具有優(yōu)勢(shì)。相對(duì)而言,在色彩層次方面,高對(duì)比度對(duì)圖像的影響并不明顯。對(duì)比度對(duì)于動(dòng)態(tài)視頻顯示效果影響要更大一些,由于動(dòng)態(tài)圖像中明暗轉(zhuǎn)換比較快,對(duì)比度越高,人的眼睛越容易分辨出這樣的轉(zhuǎn)換過(guò)程。對(duì)比度高的產(chǎn)品在一些暗部場(chǎng)景中的細(xì)節(jié)表現(xiàn)、清晰度和高速運(yùn)動(dòng)物體表現(xiàn)上優(yōu)勢(shì)更加明顯。
在對(duì)比度調(diào)節(jié)方面,各產(chǎn)品的處理方式也存在著很大的差異,有些產(chǎn)品的對(duì)比度調(diào)節(jié)范圍非常小,而且調(diào)節(jié)過(guò)程中更多地偏向于改變圖像亮度(增大高亮區(qū)域的亮度)。而有些產(chǎn)品的對(duì)比度可調(diào)范圍非常大,不同調(diào)節(jié)值對(duì)于圖像的對(duì)比度效果差距也比較大,這樣用戶就可以根據(jù)不同的顯示內(nèi)容調(diào)節(jié)對(duì)比度,以達(dá)到的顯示效果。也有一些產(chǎn)品對(duì)比度調(diào)節(jié)與亮度調(diào)節(jié)的差異不大,對(duì)比度調(diào)節(jié)可以輔助進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。對(duì)比度的實(shí)現(xiàn)同樣與投影機(jī)的成像器件和光路設(shè)計(jì)密切相關(guān),對(duì)于液晶投影機(jī)來(lái)說(shuō),首當(dāng)其沖的因素就是液晶板的像素透光率與阻光率,這個(gè)差值越大,投影機(jī)的對(duì)比度也越大。目前大多數(shù)LCD投影機(jī)產(chǎn)品的標(biāo)稱對(duì)比度都在400:1(ANSI)左右,而大多數(shù)DLP投影機(jī)的標(biāo)稱對(duì)比度都在1500:1(全白/全黑)以上。對(duì)比度越高的投影機(jī)價(jià)格越高,如果僅僅用投影機(jī)演示文字和黑白圖片則對(duì)比度在400:1左右的投影機(jī)就可以滿足需要,如果用來(lái)演示色彩豐富的照片和播放視頻動(dòng)畫則選擇1000:1以上的高對(duì)度投影機(jī)。
2.投影燈泡
投影機(jī)燈泡是投影機(jī)的重要部件之一,沒(méi)有了燈泡的投影機(jī)就如同沒(méi)有墨盒的打印機(jī)一樣無(wú)法使用。而且投影機(jī)燈泡還與墨盒一樣屬于易耗品,具有一定的使用壽命,在投影機(jī)使用期限中肯定會(huì)遇到燈泡的購(gòu)買和更換問(wèn)題,因此用戶十分需要對(duì)您所用的投影機(jī)燈泡進(jìn)行一定的了解。常見的投影機(jī)燈泡品牌有飛利浦(型號(hào):UHP)、愛普生(型號(hào):UHE)、歐司朗(OSRAM 型號(hào):VIP)、Matsushita(型號(hào):UHM)、日本優(yōu)志旺(USHIO 型號(hào):UMPRD/UMVRD/NSH)、日本鳳凰(PHOENIX 型號(hào):SHP)、美國(guó)奇異(GE 型號(hào):SHL)等。從類型上投影機(jī)燈泡普遍可分為金屬鹵素?zé)襞莺统邏汗療襞?,超高壓汞燈泡包括UHP,UMPRD,UHE,SHP等幾種。
UHP和UMPRD燈泡是一種理想的冷光源,UHP燈產(chǎn)生冷光,在相同功耗下能產(chǎn)生很大光量,壽命較長(zhǎng),一般可以正常使用4000小時(shí)以上,而且亮度衰減很小,當(dāng)衰竭時(shí)可即刻熄滅。由于價(jià)格較高,一般被用于中的投影機(jī)上。
UHE燈 泡也是一種冷光源,是目前中檔投影機(jī)中被廣泛采用的理想光源。而且價(jià)格適中,亮度穩(wěn)定,在使用2000小時(shí)以前幾乎不會(huì)衰減。
金屬鹵素?zé)襞莸膬?yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜,缺點(diǎn)是金屬鹵素?zé)舢a(chǎn)生暖光,要求較大功率才能獲得與UHP燈同等的光度,半衰期短,一般使用1000小時(shí)左右亮度就會(huì)降低到原先的一半左右,并且發(fā)熱量高,對(duì)投影機(jī)散熱系統(tǒng)要求也高,不宜做長(zhǎng)時(shí)間投影使用。
由于超高壓汞燈泡普遍具有亮度較高、發(fā)熱量小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),目前以作為主流投影燈泡被廣泛采用。建議用戶選購(gòu)使用冷光源的投影機(jī),這將更加有效地保障您的投影機(jī)使用效果,同時(shí)節(jié)省您的投資。另外不同品牌,不同型號(hào)投影機(jī)使用的燈泡型號(hào)也不同,一般是不能互換使用的,因此用戶購(gòu)買燈泡應(yīng)選擇同品牌同型號(hào)的投影機(jī)燈泡,以免造成不必要的麻煩。
為大家介紹一種未來(lái)很有前途的光源----氙燈。氙燈是利用兩電極之間放電器產(chǎn)生的電弧發(fā)光的一種光源,目前已應(yīng)用在高端投影機(jī)上。由于氙燈的光譜接近自然光,因此可以提供更優(yōu)異的色彩。氙燈相比UHP燈還有可隨時(shí)開關(guān)的特點(diǎn),通常UHP燈從點(diǎn)亮到清晰顯示需要大約兩分鐘的預(yù)熱時(shí)間,而氙燈從點(diǎn)亮到獲得清晰的顯示所用時(shí)間小于60秒,并且氙燈關(guān)閉后可馬上再次啟動(dòng),這一點(diǎn)UHP燈是做不到的。
3.投影機(jī)原理
(1)CRT投影機(jī)工作原理
CRT投影機(jī)又名三槍投影機(jī),它主要是由三個(gè)CRT管組成。CRT(Cathode Ray Tube)是陰極射線管,主要是由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈及管屏組成。為了使CRT管在屏幕上顯示圖像信息,CRT投影機(jī)把輸入的信號(hào)源分解到R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三個(gè)CRT管的熒光屏上,在高壓作用下發(fā)光信號(hào)放大、會(huì)聚在大屏幕上顯示出彩色圖像。
CRT投影機(jī)根據(jù)CRT管的管徑不同還可分為三個(gè)檔次,分別是7英寸管投影機(jī)、8英寸管投影機(jī)、9英寸管投影機(jī)。CRT投影機(jī)維修顯示的圖像色彩豐富,還原性好,具有豐富的幾何失真調(diào)整能力;缺點(diǎn)是亮度較低,操作復(fù)雜,體積龐大,對(duì)安裝環(huán)境要求較高。 CRT投影機(jī)的兩個(gè)特有性能指標(biāo):會(huì)聚性能
會(huì)聚是指紅綠藍(lán)三種顏色在屏幕上的重合。
對(duì)CRT投影機(jī)來(lái)說(shuō),會(huì)聚控制性顯得格外重要,因?yàn)樗蠷GB三種CRT管,平行安裝在支架上,要想做到圖像完全會(huì)聚,必須對(duì)圖像各種失真均能校正。機(jī)器位置的變化,會(huì)聚也要重新調(diào)整,因此對(duì)會(huì)聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。會(huì)聚有靜態(tài)會(huì)聚和動(dòng)態(tài)會(huì)聚,其中動(dòng)態(tài)會(huì)聚有傾斜、弓形、幅度、線性、梯形、枕形等功能,每一種功能均可在水平和垂直兩個(gè)方向上進(jìn)行調(diào)整。除此之外,還可進(jìn)行非線性平衡,梯形平衡,枕形平衡。聚焦性能
我們知道,圖形的單元的像素。像素越小,圖形分辨率越高。在CRT管中,像素是由聚焦性能決定的,所謂可尋址分辨率,即是指像素的數(shù)目。
CRT管的聚焦機(jī)制有靜電聚焦、磁聚焦和電磁復(fù)合聚焦三種,其中以電磁復(fù)合聚焦較為先進(jìn),其優(yōu)點(diǎn)是聚焦性能好(但在高亮度條件下會(huì)散焦),且聚焦高,可以進(jìn)行區(qū)域聚焦、邊緣聚焦、四角聚焦,從而可以做到畫面上每一點(diǎn)都很清晰。
(2)LCD投影機(jī)工作原理
LCD投影機(jī)是被動(dòng)發(fā)光從而成像的,其部件為L(zhǎng)CD液晶板。右分為液晶板投影機(jī)和液晶光閥投影機(jī)兩類。液晶昌介于液體和固體之間的物質(zhì),本身不發(fā)光,工作性質(zhì)受溫度影響很大,其工作溫度為-55℃至+77℃。投影機(jī)維修利用液晶的光電效應(yīng),即液晶分子的排列在電場(chǎng)作用下發(fā)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(xué)性質(zhì),產(chǎn)生具有不同灰度層次及顏色的圖像。液晶板投影成像器件為液晶板,是被動(dòng)式投影方式。利用外光源金屬鹵素?zé)艉蚒HP (冷光源)。按照液晶板的片數(shù),LCD投影機(jī)還可分為三片機(jī)和單片機(jī)。
三片LCD板投影機(jī)維修原理是光學(xué)系統(tǒng)把強(qiáng)光通過(guò)分光鏡形成RGB三束光,分別透射過(guò)RGB三色液晶板;信號(hào)源經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換,調(diào)制加到液晶板上,通過(guò)控制液晶單元的開啟、閉合,從而控制光路的通斷,RGB光在棱鏡中匯聚,由投影鏡頭投射在屏幕上形成彩色圖像。目前,三片板投影機(jī)是液晶投影機(jī)的主要機(jī)種。
LCD單板投影機(jī)體積小,重量輕,操作、攜帶極其方便,價(jià)格比較低廉。但其光源壽命短,色彩不夠均勻,分辨率較低。目前單板投影機(jī)維修的機(jī)型已經(jīng)很少。液晶光閥投影機(jī)采用CRT管和液晶光閥作為成像器件,是CRT投影機(jī)與液晶與光閥相結(jié)合的產(chǎn)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(dòng)式投影方式。一般的光閥主要由三部分組成:光電轉(zhuǎn)換器、鏡子、光調(diào)制器,它是一種可控開關(guān)。通過(guò)CRT輸出的光信號(hào)照射到光電轉(zhuǎn)換器上,交光信號(hào)轉(zhuǎn)換為持續(xù)變化的電信號(hào);外光源產(chǎn)生一束強(qiáng)光,投射到光閥上,由內(nèi)部的鏡子反射,通過(guò)光調(diào)制器,改變其光學(xué)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(xué)縫隙方向一致的光通過(guò),這個(gè)光與CRT信號(hào)相復(fù)合,投射到屏幕上。它是目前為止亮度、分辨率的投影機(jī)維修,亮度可達(dá)6000ANSI流明,分辨率為2500×2000,適用于環(huán)境光較強(qiáng),觀眾較多的場(chǎng)合,如超大規(guī)模的指揮中心、會(huì)議中心及大型娛樂(lè)場(chǎng)所,但其價(jià)格高、體積大、光閥不易維修。對(duì)追求高分辨率、高亮度、大畫面的用戶,液晶光閥投影機(jī)是他們的。
(3)DLP/DMD投影機(jī)工作原理
DLP (Digital Lighting Processing) 即數(shù)據(jù)光處理。
DLP投影機(jī)的部件為DMD (Digital Micromirror Device)即數(shù)據(jù)微鏡裝置,其它的部件還有:氙燈泡、光學(xué)棱鏡和投射鏡頭。其工作原理是:當(dāng)光線經(jīng)過(guò)棱鏡分解為R、G、B三原色后,投射DMD芯片。DMD芯片上有很多微小的鏡片組成 (如果分辨率是800×600,則DMD芯片上有48萬(wàn)個(gè)小鏡片),每個(gè)小鏡片均可在+10°與-10°之間自由旋轉(zhuǎn)并且由電磁定位。信號(hào)輸入后,在經(jīng)過(guò)處理后作用于DMD芯片,從而控制鏡片的開啟和偏轉(zhuǎn)。入射光線在經(jīng)過(guò)DMD鏡片的反射后由投影鏡頭投影成像?! ?/FONT>
DLP投影機(jī)根據(jù)基DMD芯片的數(shù)量又分為單片、雙片和三片DMD投影機(jī)。
DLP投影機(jī)是一種繼LCD投影機(jī)后發(fā)展起來(lái)的投影顯示技術(shù),它的一些顯著特點(diǎn)是:由于采用的是反射成像方式,因而光的利用率非常高,所以亮度可以做到。另外DLP投影機(jī)的色彩和亮度一致性也不錯(cuò)。在分辨率方面,部分機(jī)型也達(dá)到了1280×1024??梢哉f(shuō)DLP投影機(jī)正處于一個(gè)不斷發(fā)展完善的過(guò)程。
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