投影機(jī)的工作原理是什么?

投影機(jī)的工作原理是什么?

從投影機(jī)產(chǎn)品的構(gòu)成來看，它包括了核心投影成像部件、光學(xué)引擎、電氣控制和接口三大主要部分。其中的核心投影成像部件是投影機(jī)產(chǎn)品的核心，在整個投影機(jī)產(chǎn)品的成本構(gòu)成中占有非常重要的部分，其地位頗似計算機(jī)中的處理器。
投影機(jī)的發(fā)展沿革到目前為止主要經(jīng)過了三個發(fā)展階段，分別是通過三種典型的顯示技術(shù)來加以實現(xiàn)，即CRT投影技術(shù)、LCD投影技術(shù)以及近些年發(fā)展起來的DLP投影技術(shù)。

1、CRT（Cathode Ray Tube，陰極射線管）三槍投影機(jī)
作為成像器件，CRT是實現(xiàn)最早、應(yīng)用最為廣泛的一種顯示技術(shù)。CRT投影機(jī)可以說是投影機(jī)的鼻祖。
CRT投影機(jī)也叫三槍投影機(jī)，其工作原理與CRT顯示器沒有什么不同，其發(fā)光源和成像均為CRT。CRT投影機(jī)的工作特征與LCD、DLP等投影機(jī)存在著本質(zhì)區(qū)別，它是通過本身的發(fā)光，將輸入信號源分解在R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三個CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發(fā)光、放大、會聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。
CRT投影機(jī)分辨率高、對比度好、色彩飽和度佳、對信號的兼容性強(qiáng)，且技術(shù)十分成熟。在亮度方面，CRT投影機(jī)要低得多，到目前為止，其亮度值始終徘徊在300流明以下，同時，CRT投影機(jī)操作復(fù)雜，特別是會聚調(diào)整繁瑣，機(jī)身體積大，只適合安裝于環(huán)境光較弱、相對固定的場所，不宜搬動。因此雖然曾在投影機(jī)市場發(fā)展的早期繁榮一時，但目前CRT投影機(jī)應(yīng)用已經(jīng)很少，基本上退出了前投影機(jī)的市場。

2、LCD（Liquid Crystal Display，液晶）投影機(jī)
LCD顯示技術(shù)是目前投影機(jī)市場上的主導(dǎo)技術(shù)之一，液晶有活性液晶體和非活性液晶體。非活性液晶體反射光，一般用于筆記本電腦、膠片投影儀上。而活性液晶體具有透光性，做成LCD液晶板，用在投影機(jī)上。
LCD投影機(jī)分為液晶板和液晶光閥兩種，我們常見的投影機(jī)多為液晶板投影機(jī)。
A、液晶板投影機(jī)
液晶板投影機(jī)是利用了液晶的電光效應(yīng)，通過電路控制液晶單元的透射率及反射率，從而產(chǎn)生不同灰度層次及多達(dá)16.70百萬種色彩的靚麗圖像。液晶板投影機(jī)的光源是專用大功率燈泡，發(fā)光能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于利用熒光發(fā)光的CRT投影機(jī)，所以液晶板投影機(jī)的亮度和色彩飽和度都高于CRT投影機(jī)。
LCD液晶板的面積大小決定著投影機(jī)的結(jié)構(gòu)和整體體積的大小， LCD液晶板面積小，則投影機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)就能做得越小，從而使投影機(jī)越小。
目前，市場上液晶投影機(jī)面板尺寸多為1.32英寸（1英寸=2.54cm）、0.9英寸和0.7英寸，都可以支持SVGA和XGA的物理分辨率。新型的液晶面板，如高開口率的0.79英寸和0.99英寸面板也已經(jīng)開始有產(chǎn)品面世。
高溫LCD投影液晶面板供應(yīng)商目前僅有日本的Epson和Sony兩家廠商。
LCD投影機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是色彩表現(xiàn)出色，亮度比較高，缺點(diǎn)是由于采用投射方式，光效率受到一定影響，同時在投影圖像中有像素化現(xiàn)象。
液晶板投影機(jī)可分為單片式和三片式兩種，現(xiàn)代液晶板投影機(jī)大都采用3片式LCD板(圖1)。三片式液晶板投影機(jī)是用紅、綠、藍(lán)三塊液晶板分別作為紅、綠、藍(lán)三色光的控制層。
三片式液晶板投影機(jī)比單片式液晶板投影機(jī)具有更高的圖像質(zhì)量和更高的亮度。液晶板投影機(jī)體積較小、重量較輕，制造工藝較簡單，亮度和對比度較高，分辨率適中，是目前市場上占有率最高、應(yīng)用最廣泛的投影機(jī)。

圖1 三片式液晶板投影機(jī)的工作原理
B、液晶光閥投影機(jī)
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)與液晶光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。它是目前為止亮度、分辨率最高的投影機(jī)，亮度可達(dá)6000ANSI流明，分辨率為2500×2000，適用于環(huán)境光較強(qiáng)，觀眾較多的場合，如超大規(guī)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，光閥不易維修。主要品牌有：休斯-JVC、Ampro等。

3、DLP（Digital Light Processor數(shù)碼光輸出）數(shù)碼投影機(jī)
DLP技術(shù)是TI（美國德州儀器公司）的專利技術(shù)?；贒LP顯示技術(shù)的投影機(jī)最早出現(xiàn)于1996年。其成像器件是DMD（Digital Micromirror Device，數(shù)字微鏡裝置）。DMD 芯片包含成千上萬的微鏡，每個鏡子代表一個像素，開或關(guān)的狀態(tài)就代表圖像中像素點(diǎn)的亮和暗。光束通過一高速旋轉(zhuǎn)的色輪（分色裝置），投射在DMD上，再通過光學(xué)透鏡投射在大屏幕上。目前DLP技術(shù)由TI公司專利擁有，該公司也是DMD芯片的惟一供應(yīng)商。
A、DLP投影機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢
首先是數(shù)字優(yōu)勢：數(shù)字技術(shù)的采用，使圖像對比度、灰度等級(256-1024級)、色彩（2563-10243種）、圖像信號噪聲比、畫面質(zhì)量穩(wěn)定等方面都非常出色。
其次是反射優(yōu)勢：由于反射式DMD器件的應(yīng)用，構(gòu)成DLP圖像像素的微鏡面之間的距離很小，使成像器件的透光效率達(dá)到85%以上。產(chǎn)生的圖像非常明亮，清晰度高。
B、DLP投影機(jī)可分為：
單片機(jī)：單片DLP投影機(jī)的優(yōu)勢是光效率高，對比度高，圖像清晰，在黑白圖像和文本方面表現(xiàn)尤為出色，同時單片DLP投影機(jī)體積可以小巧輕薄，缺點(diǎn)是色彩表現(xiàn)不夠真實自然。
三片機(jī)：使用三片DMD芯片制造的DLP投影機(jī)可以實現(xiàn)更亮度和更豐富的色彩，亮度可以高達(dá)10000ANSI流明以上，大都應(yīng)用于數(shù)字影院等特殊場合。

目前LCD技術(shù)及DLP技術(shù)的投影機(jī)是市面上的兩大主要陣營。日本廠商大都采用LCD技術(shù)，歐美廠商可采用LCD 和DLP兩種技術(shù)。LCD 與DLP兩大陣營正處于激烈的競爭中，誰的產(chǎn)品、技術(shù)更好，目前沒有明確的答案，但可以肯定地說，采用DLP的投影機(jī)產(chǎn)生的畫面對比度較高，光路系統(tǒng)設(shè)計得更緊湊，因而在體積、重量方面占優(yōu)勢；而LCD在亮度均勻性、色彩及細(xì)節(jié)的表現(xiàn)上是強(qiáng)項。兩種技術(shù)各具特點(diǎn)、難分仲伯，將在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)共存，除非一方在技術(shù)或在市場策略上有所突破，才有望打破這種平衡，占據(jù)主導(dǎo)地位。