淺談投影機(jī)成像原理

投影儀又稱投影機(jī)，是一種可以將圖像或視頻投射到幕布上的設(shè)備，可以通過不同的接口同計(jì)算機(jī)、VCD、DVD、BD、游戲機(jī)、DV等相連接播放相應(yīng)的視頻信號(hào)。投影儀廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、學(xué)校和娛樂場(chǎng)所，根據(jù)工作方式不同，有CRT，LCD，DLP等不同類型。

投影機(jī)的成像原理：

CRT三槍投影儀

CRT是英文Cathode Ray Tube的縮寫，譯作陰極射線管。作為成像器件，它是實(shí)現(xiàn)最早、應(yīng)用最為廣泛的一種顯示技術(shù)。這種投影儀可把輸入信號(hào)源分解成R（紅）、G（綠）B（藍(lán)）三個(gè)CRT管的熒光屏上，熒光粉在高壓作用下發(fā)光系統(tǒng)放大、會(huì)聚、在大屏幕上顯示出彩色圖像。光學(xué)系統(tǒng)與RT管組成投影管，通常所說(shuō)的三槍投影儀就是由三個(gè)投影管組成的投影儀，由于使用內(nèi)光源，也叫主動(dòng)式投影方式。CRT技術(shù)成熟，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；但其重要技術(shù)指標(biāo)圖像分辨率與亮度相互制約，直接影響CRT投影儀的亮度值，到目前為止，其亮度值始終徘徊在300lm以下。另外CRT投影儀操作復(fù)雜，特別是會(huì)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(duì)固定的場(chǎng)所，不宜搬動(dòng)。

LCD投影儀

LCD（Liquid Crystal Display）液晶投影儀，可以分成液晶板投影儀和液晶光閥投影儀，前者是投影儀市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品。液晶是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℃～+77℃。投影儀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。由于LCD投影儀色彩還原較好、分辨率可達(dá)SXGA標(biāo)準(zhǔn)，體積小，重量輕，攜帶起來(lái)也非常方便，是投影儀市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品。按照液晶板的片數(shù)，LCD投影儀分為三片機(jī)和單片機(jī)，而單板投影儀的機(jī)型已經(jīng)很少，我們看到最多的還是三片機(jī)。

在投影儀中有3塊液晶板，其中分布著液晶體。液晶體是介于液體和固體之間的物質(zhì)，本身不發(fā)光，它們象熒光屏上的像素一樣整齊的排列著。投影儀利用液晶的光電效應(yīng)，即液晶分子的排列以及液晶分子本身的狀態(tài)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。投影儀利用這個(gè)原理可以達(dá)到利用電信號(hào)準(zhǔn)確控制通過液晶單元的光線的目的。 液晶投影儀中的光源是金屬鹵素?zé)艋騏HP（冷光源），發(fā)出明亮的白光， 經(jīng)過光路系統(tǒng)中的分光鏡，將白光分解為RGB（紅色、綠色、藍(lán)色）三種元素顏色的光線。RGB三種元素顏色的光線在精確的位置上穿過液晶體，這時(shí)候每一個(gè)液晶體的作用類似于光閥門，控制每一個(gè)液晶體中光線的通過與否以及通過光線的多少。三種元素顏色的光線就這樣，經(jīng)過投影儀的鏡頭準(zhǔn)確投射到屏幕上，哪一點(diǎn)該是什么顏色、光的強(qiáng)度有多少，都分布的正正好好。就這樣，在屏幕上投影組成了與源圖像一致的色彩斑斕的圖像。普通的LCD投影儀具有色彩好、價(jià)格優(yōu)勢(shì)和亮度均勻性好等多方面優(yōu)勢(shì)，因此目前正在以萬(wàn)元甚至低于萬(wàn)元的價(jià)格逐漸普及到家庭和小型商用場(chǎng)所之中。

此外還有液晶光閥投影儀代表了液晶投影儀的高端產(chǎn)品，它采用CRT管和液晶光閥作為成像器件，是CRT投影儀與液晶與光閥相結(jié)合的產(chǎn)物。具有非常高的亮度和分辨率，適用于環(huán)境光較強(qiáng)，投影屏幕很大的場(chǎng)合，如超大規(guī)模的指揮中心、會(huì)議中心或娛樂場(chǎng)所等。

DLP投影儀

DLP是英文Digital Light Porsessor 的縮寫，譯作數(shù)字光處理器。DLP以DMD（Digital Micromirror Device）數(shù)字微反射器作為光閥成像器件。一個(gè)DLP電腦板由模數(shù)解碼器、內(nèi)存芯片、一個(gè)影象處理器及幾個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)組成，所有文字圖象就是經(jīng)過這塊板產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過處理，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)到DLP系統(tǒng)的心臟--DMD。而光束通過一高速旋轉(zhuǎn)的三色透鏡后，被投射在DMD上，然后通過光學(xué)透鏡投射在大屏幕上完成圖像投影。一片DMD是由許多個(gè)微小的正方形反射鏡片（簡(jiǎn)稱微鏡）按行列緊密排列在一起貼在一塊硅晶片的電子節(jié)點(diǎn)上形成的，每一個(gè)微鏡都對(duì)應(yīng)著生成圖像的一個(gè)像素。因此，DMD裝置的微鏡數(shù)目決定了一臺(tái)DLP投影儀的物理分辨率，例如一臺(tái)投影儀的分辨率為600X800，所指的就是DMD裝置上的微鏡數(shù)目就有600x800=480000個(gè)。在DMD裝置中每個(gè)微鏡，都對(duì)應(yīng)著一個(gè)存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器可以控制微鏡在±10度角兩個(gè)位置上切換轉(zhuǎn)動(dòng)。而且DMD塊上每一個(gè)像素的面積為16μm×16，間隔為1μm。根據(jù)所用DMD的片數(shù)，DLP投影儀可分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)、兩片機(jī)、三片機(jī)。DMD數(shù)字信號(hào)的紅，綠，藍(lán)順序旋轉(zhuǎn)，小鏡子根據(jù)像素的位置及色彩的多少被打開或關(guān)閉，此時(shí)DLP可以看作是只有一個(gè)光源和一組投影鏡頭組成的簡(jiǎn)單光路系統(tǒng)，鏡頭放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上，這樣一幅生動(dòng)、明亮的演示效果就展現(xiàn)在我們面前了。