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投影机的成像原理以及分类

来源:www.cqdo.com 发布时间:2020年06月30日

  投影机的原理和分类
  投影机自问世以来发展至今出现了许多投影技术:CRT(Cathode Ray Tube)阴极射线管投影、LCD(Liquid Crystal Display)液晶投影、DLP(Digital Lighting Process)数字光处理器投影机和LCOS(Liquid Crystal on Silicon)投影技术。

  1、CRT投影技术(Cathode Ray Tube)
译作阴极射线管。作为成像器件,是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。CRT投影机把输入信号源分解成R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色,它们控制电子束分别打在RGB三个CRT管的荧光屏上,光粉在高压作用下发光,在荧光屏上重现一个较亮的图像,经过光学系统放大、会聚,在大屏幕上显示出彩色图像。

  CRT技术成熟,显示的图像色彩丰富,还原性好,具有丰富的几何失真调整能力;但其重要技术指标图像分辨率与亮度相互制约,直接影响CRT投影机的亮度值,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300lm以下。同时,由于操作复杂,机身体积庞大,只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所,并且不宜搬动。目前,CRT投影机已经逐渐被市场淘汰。

  2、LCD投影技术(Liquid Crystal Display)
LCD投影机主要是液晶板投影机。液晶是介于液体和固体之间的物质,本身不发光,工作性质受温度影响很大,其工作温度为-55ºC~+70ºC。LCD投影机利用金属卤素灯或UHP(冷光源)提供外光源,将液晶板作为光的控制层,通过控制系统产生的电信号控制相应像素的液晶,液晶透明度的变化控制了通过液晶的光的强度,产生具有不同灰度层次及颜色的信号,显示输出图像。LCD液晶投影图像色彩饱和度好,层次丰富。但对比度不高,防尘性差,投影机寿命受液晶板影响较大。

 

  3、DLP投影技术(Digital Light Processor)
DLP投影机以DMD(Digital Micormirror Device)数字微镜作为成像器件,采用数字光处理技术调制视频信号,驱动DMD光路系统,通过投影透镜获取屏成像。DLP技术专利为美国德州仪器(TI)公司拥有,目前DMD芯片、DMD控制器等核心部件还是由TI独家提供。经过几年的发展,目前DLP技术的应用领域在逐步扩张,其应用领域涉及数字电影、大屏幕拼接显示、前投式投影机一直到背投电视等大屏幕显示的方方面面。

  DLP投影在画面、清晰度等各方面都相当不错。不足的是DLP投影机的色彩效果依靠色轮和DMD芯片运动息息相关,单芯片DLP投影系统采用的反射式结构,特别是在中低端产品中,单芯片DLP投影系统在图像颜色的还原上比采用三原色混合LCD投影机稍逊一筹,色彩不够鲜艳生动。而两片、三片DLP投影机的成本又过于昂贵。

  4、LCoS 投影技术(Liquid Crystal on Silicon)
LCoS投影机和LCD投影机的基本原理相似,最大的不同是LCD投影机是利用光源穿过LCD作调变,属于穿透式,而LCoS投影机中是利用反射的架构,所以光源发射出来的光并不会穿透LCoS面板,属于反射式。LCoS投影机在高分辨率投影方面非常具有潜力,通常可以达到SXGA(1365×1024)或更高。

  值得一提的是,目前LCoS系统的低成本优势还没有完全体现出来。虽然理论上LCoS应该是最适应数字高清应用的显示技术。但可惜的是,LCoS的量产技术特别困难,其液晶层和CMOS电路控制层分开来制造都不难,可是将它们纹丝不差的每个像素点对应的贴合在一起,却是目前仍然很难克服的高难度制造技术。

  这从根本上导致LCoS的价格非常高昂,尤其是采用更高技术难度开发的采用液晶层垂直排布方式和无机配向膜的两种变种技术:SONY的SXRD和 JVC的D-ILA 。在它们初期推向市场的家庭影院产品的时候,价格分别是20几万人民币的正投和10几万人民币的背投。但这两种技术,无疑改变了传统LCoS的制造工艺,尤其是SONY的SXRD技术,在投影显示的性能上的确是非常出色,而且SONY也正在着手解决更低成本制造的问题。

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