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1、投影机的种类 技术论文 推荐精选1LCD投影机 工作原理 LCD（Liquid Crystal Display，液晶显示）投影机是液晶显示技术和投影技术相结合的产物。 液晶显示技术利用了液晶的光电效应。液晶的光电效应是指液晶分子的某一排列状态由于外加电场而改变，影响液晶单元的透光率或反射率。液晶的种类很多，不同的液晶其分子排列顺序也不同。有些液晶在不加电场时是透明的，而加了电场后就变得不透明了；有些则相反，在不加电场时是不透明的，而加了电场后就变得透明了。&#
2、160; 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、颜色等，产生具有不同灰度层次及颜色的信号，显示输出图像，属于被动式投影方式。 目前市场上最常见的LCD投影机是三片式液晶板投影机，通常所指的LCD投影机即为三片式液晶板投影机。图中所示（图片：lcd.jpg；图注：三片式LCD投影机工作原理示意图）即为三片式LCD投影机的工作原理示意图。用红绿蓝三块液晶板分别作为红绿蓝三色光的控制层。光源发射出来的白色光经过镜头
3、组汇聚到达分色镜组，红色光首先被分离出来，投射到红色液晶板上，液晶板上相应的像素接收到来自信号源的电子信号，呈现为不同的透明度，以透明度表示的图像信息被投射，生成了图像中的红色光信息。绿色光被投射到绿色液晶板上，形成图像中的绿色光信息，同样蓝色光经蓝色液晶板生成图像中的蓝色光信息。三种单独颜色的光在棱镜中会聚，由投影镜头投射到投影幕上形成一幅全彩色图像。 除了三片式LCD投影机外，还有一种单板式液晶板投影机。单板LCD投影机体积小，重量轻，操作、携带极其方便，价格比较低廉，但因其光源寿命短，色彩不够均匀，分辨率较低，目前已经基本被淘汰。 LCD投
4、影机技术发展 LCD投影机的核心部件-液晶板的生产技术也主要掌握在Sony和Epson等少数几个厂商手中，因此Sony和Epson公司基本决定了LCD技术的发展方向。作为一种相对成熟的技术，近几年液晶板技术也有了长足的进步，主要体现在以下几个方面：1、微透镜技术的使用：在液晶板的每一个像素点上都设计了1个微透镜，微透镜的使用，一方面提高了液晶板的开口率，提高了光效率，同时为投影机的亮度提升奠定了基础，也使投影图像的像素化现象有所减弱。2、产品系列的完善：为了满足不同定位的投影机产品的需求，液晶板产品系列也在逐步完善，尺寸从1.3英寸（1英寸=2.54cm）到
5、0.9英寸、0.79英寸、0.99英寸等。0.87英寸、0.7英寸非常完善，0.5英寸的液晶板也即将应用到投影机产品中。随着小尺寸液晶板的推出，LCD投影机相比较于DLP投影机在小型化方面的缺陷，目前也有了很大的改善，目前Epson公司使用0.9英寸液晶板的投影机的重量已经达到了1.9kg，相信随着0.5英寸液晶板的使用，LCD投影机的重量和体积还有进一步降低的余地。除此之外，小尺寸液晶板的推出也为LCD投影机成本的降低奠定了基础。 LCD技术还被积极地引入到背投产品中，以满足家庭娱乐消费者对大屏幕显示产品的需求，同时也扩大了LCD投影技术的应用空间和范围。
6、 2 DLP投影机 工作原理 DLP（Digital Light Processing，数字光源处理）投影技术是基于TI（Texas Instruments）开发的DMD（Digital Micromirror Device，数字微镜装置）的一种全数字反射式投影技术。 DLP投影机的核心是DMD装置（图片：2003年12期杂志评测与导购70页；图注：DLP芯片），DMD是拇指甲大小的半导体器件，由许多个微小的正方形反射镜片（简称微镜）按行列
7、紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上，每一个微镜对应着生成图像的一个像素，因此DMD装置的微镜数目决定了一台DLP投影机的物理分辨率。输入的影像或图形信号被转换成数字代码，即由 0 和 1 组成的二进制数据。根据这些代码，与微镜相对应的存储器控制 DMD微镜迎向（即为状态开）或者背向（状态关）DLP投影系统的光源，从而在投影表面生成亮或暗的像素，达到开启或关闭光的作用（图片：微镜2.gif；图注：DMD芯片中的微镜阵列）。微镜翻动的频率可达每秒五千来次，当一个微镜处于开状态的时间多于关状态，它所反射的像素亮度就相对较高；反之，当处于关状态的
8、时间更多，就反射出较暗的像素。通过这种方式，DLP投影系统中的微镜将输入DMD的视频或者图形信号转换成为具有不同亮度等级的光信号。 当 DMD芯片和投影灯、色轮和投影镜头协同工作时，这些翻动的镜面就能够一同将数字图像反射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。 目前，DLP投影机按其中的DMD芯片的数目分为单片式、两片式和三片式DLP投影系统。 在单片式DLP 投影系统中，通过一个以60转秒高速旋转的滤色轮来产生投影图像中的全彩色，滤色轮由RGB（红、绿、蓝）三色块组成。
9、由光源发射的白色光通过旋转着的RGB滤色轮后，RGB三色光会顺序交替照射到DMD表面上。DMD中每个微镜的开或关状态同色轮系统相协调，当RGB三色中的某一种颜色的光照射到DMD表面时，DMD表面中的所有微镜会根据自己所对应的像素中此种颜色光的有无在开和关两个位置上高速切换，切换到开位置的次数是由相应像素中此种颜色的数量而决定的。此种颜色的光由微镜反射后，通过投影镜头投射到投影幕上。同样，当其他两种颜色的光到达DMD表面时，所有微镜会重复上述动作。由于所有动作都在极短的时间内完成，就在人的视觉系统中形成了一幅全彩色图像（图片：1_chip.tif；图注：单片式DLP投影机结构（图片来源：Texa
10、s Instrument）。例如，一个负责投射出紫色像素的微镜只将红色和蓝色光反射到投影表面，我们的眼睛将这些高速切换的红色和蓝色光混合，从而在投影的图像中看到紫色图像。 DLP投影机技术发展 经过几年的发展，DLP技术已经渐渐被人们熟悉。随着数字化技术的应用，DLP作为一种纯数字式显示技术，其发展前景被普遍看好。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技术专利为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，
11、为了避免由于技术专利影响DLP技术的发展和应用普及，TI采取了广泛合作的策略，与InFocus、BenQ和PLUS等厂商共同推进DLP技术的应用。 DLP技术的优势体现在：DLP技术以反射式DMD为基础，不需要偏振光，是一种纯数字的显示方式，图像中的每一个像素点都是由数字式控制的3原色生成，每种颜色有8位到10位的灰度等级，DLP技术的这种数字特性可以获得精确数字灰度等级以及颜色再现。与透射式液晶显示LCD技术相比，投射出来的画面更加细腻；在光效率的应用上，由于 DLP技术中的反射原理，光损失较小，光效率较高；此外，DLP技术投影产品投射影像的像素间距很小，形成几乎可以无缝
12、的画面图像。正是基于以上原因，DLP投影机产品一般对比度都比较高，黑白图像清晰锐利，暗部层次丰富，细节表现丰富；在表现计算机信号黑白文本时画面精确、色彩纯正，边缘轮廓清晰。 目前，DLP技术正在向着低成本、高画质的方向发展，在降低成本方面，TI一方面改良自己的生产加工工艺，提高DMD的良品率，另一方面完善DMD产品系列，从而适合不同层次的产品应用需求。在提高DLP投影机画面质量的技术实现上，TI发布了SCR（Sequential Color Recapture，顺序色彩重捕技术）技术用于提升投影机的亮度和色彩表现；2002年下半年，DLP
13、投影机光路上采用六段式色轮，进一步提高了色彩和亮度。高对比度一直是DLP技术的优势，为了进一步提高对比度，TI推出的新一代DMD芯片，将内部微镜的倾斜角度由±10度提高到了±12度。体积和结构优势也是DLP技术得以迅速发展的一个重要原因，为了进一步减小DLP投影机的体积，TI继续缩小DMD元件的芯片尺寸，最初DMD上的微镜面积为16.7mm2，微镜间隔1mm，目前DMD上的微镜面积减小至13.7mm2，间隔减少至0.8mm。 今后的几年中，业界非常看好应用DLP技术的产品市场，消费电子显示产品领域将为DLP技术提供更广阔的发展空间。 3 LC
14、OS投影设备 工作原理 LCOS（Liquid Crystal On Silicon，硅上液晶或片上液晶）投影机的基本原理与LCD投影机相似，只是LCOS投影机是利用LCOS面板来调变由光源发射出来欲投影至屏幕的光信号。LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板及反射层，液晶被注入于CMOS集成电路芯片和透明玻璃基板之间，CMOS芯片被磨平抛光后当作反射镜，光线透过玻璃基板和液晶材料，经调光后从芯片表面反射出来。（图片：LCOS面板结构图.jpg；图注：LCOS面板结构图） 与LCD投
15、影机最大的不同是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。 采用LCOS技术的投影机通常都采用三片LCOS面板。LCOS面板是以CMOS芯片为电路基板，无法让光线直接穿过，因此在LCOS投影机系统中，LCOS面板前均多加了PBS（Polarization Beam Spliter，偏极化分光镜），将入射LCOS面板的光束与反射后的光束分开。除了PBS以外，LCOS投影机的主要结构在导光及分光合光部分的设计与LCD投影机大同小异。
16、; PBS是由两个45度等腰直角棱镜底边粘合的而成的棱镜，当非线性偏极化光入射PBS时，PBS会反射入射光的S偏光（垂直入射线平面），并且让偏光（平行入射线平面）通过。 由光源所发出的光经由Dichroic Mirror（双色镜）后分成、三色光，此三色光分别通过各自的PBS后，会反射S偏光进入LCOS面板，当液晶显示为亮态时，偏光将改变成偏光，最后以双色棱镜（Dichroic Prism）组合调变过的三道偏极光，投射至屏幕处得到影像。 另外还有一种离轴光学投影系统。入射光和反射光
17、分开，不用PBS，而用偏振膜。此种系统的投影对比度较高，但体积稍微偏大。其结构如下图所示。（图片：LCOS离轴系统.gif；图注：离轴光学投影系统结构） 此外，还有采用单片式结构的LCOS投影设备，其投影原理同采用色轮的单片式DLP投影机相似。 LCOS投影机技术发展 LCOS投影技术是2000年以后发展起来的最新投影技术，LCOS投影机在高分辨率投影方面非常具有潜力。目前市场上的LCOS投影机通常都是SXGA（1365×1024）或更高。由于LCOS的晶体管及驱动线路都制作于硅基板内，位于反射面之下
18、，不占表面面积，所以仅有像素间隙占用开口面积。而在穿透式LCD投影机中，作为像素点开关控制的晶体管被做在液晶板上相应位置上，在光源透射过程中，晶体管本身将阻挡部分光线，因此采用透射式液晶技术的投影机的光源利用效率不高，仅有310。故理论上LCOS不论分辨率或开口率都会比穿透式LCD高，画面上像素栅格结构几乎不可见，光利用效率可达40以上，从而达到更大的光输出和更充分的色彩体现。相对于DLP微镜带来的锐利的数字画面，LCOS投影机的像素边缘显得更加平滑，有效消除了图像的锯齿现象，适合喜欢自然、柔和画面的用户。 LCOS投影机的制造技术分为前道的半导体CMOS制
19、造及后道的液晶面板贴合封装制造。前道的半导体CMOS制造已有成熟的设计、仿真、制作及测试技术，所以目前良品率已达90以上，成本极为低廉。后道的液晶面板贴合封装制造，目前的良品率较低，据说只有30左右。在目前看来，LCOS投影机受其价格影响，销量远不及LCD和DLP投影机，但LCOS毕竟是技术成本最低的投影技术，液晶面板制造的成熟，为LCOS的良品率提供了提升的空间，产品的制造成本有望进一步降低。 LCOS投影机目前在产品技术方面还面临以下问题。首先，LCOS投影机的对比度通常在500：1800：1之间，不及DLP投影机。并且LCOS投影机的灯泡寿命较短，通常
20、在10001500小时之间，增加了用户的使用成本。LCOS投影机的重量也无法同便携式的LCD和DLP投影机相比较，目前最轻的LCOS投影机重约5.5kg，相对于LCD和DLP，LCOS更适合在固定的会议室或者家庭影院中使用。 LCOS是一个普遍的投影技术，包括有不同的种类，如今正呈现两极化发展：一是应用于大尺寸的背投影电视，这是目前LCOS的主流应用产品，二是应用于小尺寸的高分辨率可携式产品，其中来自JVC的D-ILA技术较为成熟。在量产及成本问题解决后，该类产品将有机会在前投影市场上获得更广泛的应用。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 推荐精选