投影机技术参数解释.ppt
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1、投影机技术参数解释,投影机类型,根据投影机的应用环境分类,主要分为以下五类:家庭影院型:主要针对视频方面进行优化处理,其特点是亮度都在1000流明左右,对比度较高,投影的画面宽高比多为16:9,各种视频端口齐全,适合播放电影和高清晰电视,适于家庭用户使用。便携商务型:一般把重量低于2公斤的投影机定义为商务便携型投影机,这个重量跟轻薄型笔记本电脑不相上下。商务便携型投影机的优点有体积小、重量轻、移动性强,是传统的幻灯机和大中型投影机的替代品,轻薄型笔记本电脑跟商务便携型投影机的搭配,是移动商务用户在进行移动商业演示时的首选搭配。教育会议型:一般定位于学校和企业应用,采用主流的分辨率,亮度在200
2、0-3000流明左右,重量适中,散热和防尘做的比较好,适合安装和短距离移动,功能接口比较丰富,容易维护,性能价格比也相对较高,适合大批量采购普及使用。主流工程型:相比主流的普通投影机来讲,工程投影机的投影面积更大、距离更远、光亮度很高,而且一般还支持多灯泡模式,能更好的应付大型多变的安装环境,对于教育、媒体和政府等领域都很适用。专业剧院型:这类投影机更注重稳定性,强调低故障率,其散热性能、网络功能、使用的便捷性等方面做得很强。当然,为了适应各种专业应用场合,工程投影机最主要的特点还是其高亮度,其亮度一般可达5000流明以上,高者可超10000流明。由于体积庞大,重量重,通常用在特殊用途,例如剧
3、院、博物馆、大会堂、公共区域,还可应用于监控交通、公安指挥中心、消防和航空交通控制中心等环境。,投影技术,投影机自问世以来发展至今已形成三大系列:LCD(Liquid Crystal Display)液晶投影机、DLP(Digital Lighting Process)数字光处理器投影机和CRT(Cathode Ray Tube)阴极射线管投影机。1.LCD 投影机的技术是透射式投影技术,目前最为成熟。投影画面色彩还原真实鲜艳,色彩饱和度高,光利用效率很高,LCD 投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出,目前市场高流明的投影机主要以LCD投影机为主。它的缺点是黑色层次
4、表现不是很好,对比度一般都在500:1左右徘徊,投影画面的像素结构可以明显看到。2.DLP投影机的技术是反射式投影技术,是现在高速发展的投影技术。它的采用,使投影图像灰度等级、图像信号噪声比大幅度提高,画面质量细腻稳定,尤其在播放动态视频有图像流畅,没有像素结构感,形象自然,数字图像还原真实精确。由于出于成本和机身体积的考虑,目前DLP投影机多半采用单片DMD芯片设计,所以在图像颜色的还原上比LCD投影机稍逊一筹,色彩不够鲜艳生动。3.CRT投影机采用技术与CRT显示器类似,是最早的投影技术。它的优点是寿命长,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。由于技术的制约,无法在提高
5、分辨率的同时提高流明,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300流明以下,加上体积较大和操作复杂,已经被淘汰。,LCD与DLP影像比较,LCD投影机介绍,LCD投影机是液晶技术、照明科技以及集成电路的发展带来的高科技产物。其关键技术是液晶板的制造。LCD投影机利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列在电场作用下发生变化,影响其液晶单元的透光率或反射率,从而影响它的光学性质,产生具有不同灰度层次及颜色的图像。现在的LCD投影机最高支持分辨率可以达到16001200(UXGA),使用时间可以延长至8小时以上,具有很高的亮度和高保真的图像色彩,可以方便地接入各种视频信号。它们体积
6、小巧,重量轻,便于携带。使得投影机的发展进入了一个崭新的纪元。LCD投影机的底层技术液晶板一直只有Sony和Epson两家公司具备研发和生产能力,经过多年发展,液晶板技术日臻成熟。液晶板技术一直致力于提高性能和降低加工成本两个方面。在提高性能方面它主要是通过提高开口率来提高光效率,另外还采用微镜阵列技术来提高液晶板的透光率,降低显示图像的像素化,使图像更细腻。目前LCD投影机在亮度指标和图像精细程度方面都已经达到相当高的水平。除了高端影院产品外,在普通应用产品和低端高性能投影机产品中,LCD产品保持了对单片DLP产品的亮度领先优势。LCD投影机的生产厂家主要为日韩厂商。主要有Sony、Epso
7、n、NEC、三洋和三菱等等。,LCD投影机种类,LCD投影机有液晶板投影机和液晶光阀投影机两类液晶板投影机:液晶有活性液晶体和非活性液晶体。活性液晶体具有透光性,做成LCD液晶板,用在投影机上。TFT是“thin-film transistor”的缩写,意为“薄膜晶体管”。TFT活性矩阵利用每一独立的晶体管控制LCD板上的每一个像素,由于TFT活性矩阵液晶板可产生更快的反应速度及对比度,是目前使用最广的液晶板。通过控制系统,可以控制通过LCD的光的亮度、颜色、对比度等。LCD液晶板的大小决定着投影机的大小。LCD越小,则投影机的光学系统就能做得越小,从而使投影机越小。而要在越小的LCD上做到高
8、分辨率,并且保持高亮度,其技术工艺越难。液晶板投影机是被动式的投影方式,利用外光源金属卤素灯或UHP灯(冷光源)。液晶光阀投影机:它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与液晶光阀相结合的产物。为了解决图像分辨率与亮度间的矛盾,它采用外光源,也叫被动式投影方式。液晶光阀是一种可控开关,主要由三部分组成:光电转换器、镜子、光调制器。通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上,将光信号转换为持续变化的电信号;外光源产生一束强光,投射到光光阀上,由内部的镜子反射,能过光调制器,改变其光学特性,紧随光阀的偏振滤光片,将滤去其它方向的光,而只允许与其光学缝隙方向一致的光通过,这个光与CR
9、T信号相复合,投射到屏幕上。它是目前为止亮度、分辨率最高的投影机,亮度可达6000ANSI流明,分辨率为25002000,适用于环境光较强,观众较多的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心及大型娱乐场所,但其价格高,体积大,结构复杂不易维修。,LCD投影机原理,三片式液晶投影机的成像原理(参见下图),以某液晶投影机的光路为例:首先光线通过滤光片,滤掉红外线和紫外线这样的不可见光,红外线和紫外线对LCD片有一定的损害作用。透过两片多镜头镜片将光线均匀化,并将UHP灯产生的圆锥形光校正为和投影图像近似的矩形光线。在两片镜子之间的棱镜用来将光线预先极性化,较之没有该棱镜的不对称光箱,它可以减少光线的损
10、失。光线下一步被分光镜分为红、绿、蓝三原色并被分别反射到相应的液晶片上。在到达液晶片之前光线还需要透过一个凸透镜和偏振片,凸透镜的作用是将光线集中,偏振片则进一步将光线极性化,使得光线振动方向一致,可以被液晶片控制。最后光线经过液晶片,通过电路板驱动,液晶片上的各像素点有序开闭,产生了图像,并通过每原色光的调校产生了丰富的色彩。最后三路光线最终汇聚在一起由镜头投射出去。,LCD投影机原理,LCD的优点,LCD的优点:首先在画面颜色上,现在主流的LCD投影机都为三片机,采用红、绿、蓝三原色独立的 LCD板。这就可以分别地调整每个彩色通道的亮度和对比度,投影效果非常好,能得到高度保真的色彩。在同样
11、档次的DLP投影机,还只能用一片DLP,很大程度上由色轮的物理性质和灯的色温决定好坏,没什么好调整的,只能得到较为正确的色彩。但与同价位的LCD投影机相比,在图像区域的边缘,还是缺乏鲜艳的色调。LCD 的第二个优点是光效率高。LCD 投影机比用相同瓦数光源灯的DLP投影机有更高的ANSI流明光输出,在高亮度竞争中,LCD依然占着优势。7公斤重量级左右的投影机中,能达到3000 ANSI流明以上亮度的,都是LCD投影机。,LCD的缺点,LCD的缺点:LCD投影机明显缺点是黑色层次表现太差,对比度不是很高。LCD投影机表现的黑色,看起来总是灰蒙蒙的,阴影部分就显得昏暗而毫无细节。这点非常不适合播放
12、电影一类的视频,对于文字到是与DLP投影机差别不是很大。第二个缺点是LCD投影机打出的画面看得见像素结构,观众好像是经过窗格子在观看画面。SVGA(800600)格式的LCD投影机,不管屏幕图像的尺寸大小如何,都能看得清楚像素格子,除非用分辨率更高的产品。现在LCD开始使用起了微透镜阵列(MLA),可以提高XGA格式的LCD板的传输效率,柔化像素格子,使像素格子细微而不明显,且对图像的锐利程度不会带来任何影响。它能使LCD的像素结构感觉可以减少到几乎与DLP投影机一样,但还是有点差距。,DLP投影机简介及类型,数码光处理投影机是美国德州仪器公司以数字微镜装置 DMD芯片作为成像器件,通过调节反
13、射光实现投射图像的一种投影技术。它与液晶投影机有很大的不同,它的成像是通过成千上万个微小的镜片反射光线来实现的。DLP芯片的核心技术一直控制在美国的德州仪器,DLP技术似乎在追逐着Intel Inside的道路,因为它要求所有采用DLP技术的投影机产品都必须打上DLP的标志。不管其是否会取得Intel在PC领域那样的成就,至少显示了其领导投影机底层技术的决心。DLP的生产厂家主要为欧美厂商,如ASK、惠普、丽讯等。DLP投影机分为:单片DMD机(主要应用在便携式投影产品)、两片DMD机(应用于大型拼接显示墙)、三片DMD机(应用于超高亮度投影机)。,DLP投影机原理,以1024768分辨率为例
14、,在一块DMD上共有1024768个小反射镜,每个镜子代表一个像素,每一个小反射镜都具有独立控制光线的开关能力。小反射镜反射光线的角度受视频信号控制,视频信号受数字光处理器DLP调制,把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号,用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间,在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。DMD投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式,双片式和三片式。以单片式为例,DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮(由红、绿、蓝群组成),光源发出的光通过会聚透镜到彩色滤色片产生RGB三基色,包含成千上万微镜的DMD 芯片,将光源发出的光通过快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列
15、的微芯片DMD的表面,这些微镜面以每秒5000次的速度转动,反射入射光,经由整形透镜后通过镜头投射出画面。,DLP投影机结构,DLP投影机优点,DLP投影机的技术是反射式投影技术。反射式DMD器件的应用,DLP投影机拥有反射优势,在对比度和均匀性都非常出色,图像清晰度高、画面均匀、色彩锐利,并且图像噪声消失,画面质量稳定,精确的数字图像可不断再现,而且历久弥新。由于普通DLP投影机用一片DMD芯片,最明显的优点就是外型小巧,投影机可以做得很紧凑。现市场上所有的1.5公斤以下的迷你型投影机都是DLP式,大多数LCD 投影机要超过2.5公斤。DLP投影机的另一个优点是图像流畅,反差大。这些视频优点
16、使其成为家庭影院世界中之首选品种。有较高的对比度,现在,大多数 DLP投影机的对比度可做到 600:1 到 800:1的之间,低价位的也可达450:1。LCD投影机对比度只在400:1附近,而低价位的才250:1。画面的视感冲击强烈,没有像素结构感,形象自然。DLP投影机还有一个优点是颗粒感弱。在SVGA(800600)格式分辨率上,DLP投影机的像素结构比LCD弱,只要相对可视距离和投影图像画面大小调得合适,已经看不出像素结构。,LCOS投影技术,LCOS(Liquid Crystal on Silicon)属于新型的反射式micro LCD投影技术,它采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作
17、为反射式LCD的基片。用先进工艺磨平后镀上铝当作反射镜,形成CMOS基板,然后将CMOS基板与含有透明电极之上的玻璃基板相贴合,再注入液晶封装而成。LCOS将控制电路放置于显示装置的后面,可以提高透光率,从而达到更大的光输出和更高的分辨率。,LCOS投影技术,LCOS投影技术,LCOS也可视为LCD的一种,传统的LCD是做在玻璃基板上,LCOS则是做在硅晶圆上。前者通常用穿透式投射的方式,光利用效率只有3%左右,解析度不易提高;LCOS则采用反射式投射,光利用效率可达40%以上,而且它的最大优势是可利用目前广泛使用、便宜的CMOS制作技术来生产,毋需额外的投资,并可随半导体制程快速的微细化,逐
18、步提高解析度。反观高温多晶硅LCD则需要单独投资设备,而且属于特殊制程,成本不易降低。LCOS面板的结构有些类似TFT LCD,一样是在上下二层基板中间分布Spacer以加以隔绝后,再填充液晶于基板间形成光阀,藉由电路的开关以推动液晶分子的旋转,以决定画面的明与暗。LCOS面板的上基板是ITO导电玻璃,下基板是涂有液晶硅的CMOS基板,LCOS面板最大的特色在于下基板的材质是单晶硅,因此拥有良好的电子移动率,而且单晶硅可形成较细的线路,因此与现有的LCD及DLP投影面板相比较,LCOS是一种很容易达到高解析度的新型投影技术。,LCD的技术规格,根据LCD投影机产品结构、性能和成本的要求,液晶板
19、具有不同的尺寸规格。LCD液晶板的大小决定着投影机的大小,LCD液晶板规格越小,则投影机的光学系统就能做得越小,从而使投影机越小。但是在很小的LCD上做到高分辨率,并且保持高亮度,其技术之难是可想而知的。目前0.9英寸和0.7英寸的面板产量最大,比例达到70%以上,1.3英寸产品比例在15%左右,0.5英寸、0.79英寸、0.99英寸和1.0英寸面板也开始用于投影机产品。在液晶板数量上,由于单片结构在性能和色彩方面的缺陷,目前已经基本被淘汰。主流为3片式LCD投影机,由于在性能和色彩方面表现出色,在很长一段时间内,都代表了投影机产品发展的最成熟水平。在同等亮度和分辨率的情况下,投影机体积越小价
20、格相应越高。,DLP的技术规格,与LCD技术一样,DMD芯片尺寸是决定投影机体积和重量的重要因素,目前德州仪器也推出了0.55英寸、0.7英寸、0.9英寸和1.1英寸多种尺寸的芯片。DLP投影机最常见的结构有单片式和3片式两种,其中3片式结构主要应用于影院系统和高性能产品中,市场上常见的普通应用的产品全部是单片式结构,人们普遍谈论的DLP技术和LCD技术的比较,也主要是基于单片式DLP技术和3片式LCD技术之间的比较。单片式DLP投影机采用色轮来实现分色,3原色用同一个成像部件,与三原色各有一套成像系统的3片式LCD投影机相比,单片式DLP投影机在色彩饱和度方面一直要比3片LCD投影机差。第一
21、代DLP投影机的色轮转速为60Hz,第二代DLP产品的色轮转速提高了一倍,为120Hz,新一代的DLP投影机的色轮转速仍为120Hz,不过色轮采用了6分色(以前采用3分色),相当于把转速又提高了一倍,达到了240Hz。因此目前的DLP投影机的色彩表现已经得到了很大提高,但是与LCD产品相比,大部分单片DLP投影机产品的色彩表现还有差距。,投影机的亮度,“light out”是投影机主要的技术指标,“light out”通常以光通量来表示,光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力,单位是流明。投影机表示光通量的国际标准单位是ANSI流明,ANSI流明是美国国家标准化协会制定的测量投影
22、机光通量的方法,测定环境如下:1)投影机与幕之间距离:2.4米。2)幕为60英寸。3)用测光笔测量屏幕“田”字形九个交叉点上的各点照度,乘以面积,得到投影画面的9个点的亮度。4)求出9个点亮度的平均值,就是ANSI流明。,投影机的亮度,亮度的比较,LCD投影机属于透射式投影方式,主要依靠提高光源效率、减少光学组件能量损耗、提高液晶面板开口率和加装微透镜等技术手段来提高亮度。DLP技术属于反射式投影方式,其主要通过改进色轮技术、改变微镜倾角和减少光路损耗等手段提高亮度指标。随着投影机产品的发展,各厂家不断推出具有更高亮度的投影机产品,投影机的亮度大多数已经达到2000ANSI流明以上。各种品牌的
23、投影机由于测定环境的不同,虽然ANSI流明相同,但实际的亮度不同。投影机亮度在测试和用户使用中,与投影机距离屏幕的远近和屏幕视角,以及幕的增益指标有很大关系。不同亮度的产品的差异主要表现在图像的清晰度、色彩的明锐度、亮暗部灰度层次上,也就是说,亮度高的产品的图像更清晰、色彩的明锐度更高、亮部和暗部的灰度表现更完整。对于普通的文本应用,亮度差异对图像的影响并不明显。不同的厂商对于亮度调节设置差异也比较大,大多数产品在亮度可调节范围内都可以清晰完整地显示图像,而部分产品在亮度调节到90%以上后,屏幕一片空白,这样的高亮度对于用户的实际应用显然没有什么实际意义。,投影机亮度和幕的选择,亮度是投影机产
24、品输出到屏幕上的光线强度,也是投影图像的明亮程度。一般情况下,投影机的亮度越高,投射到屏幕上的相同尺寸的图像越明亮,图像也就越清晰。然而人眼能够感知的图像的明亮程度并不仅仅取决于投影机的亮度,与环境光强度、图像的尺寸都有很大关系。环境光越强,人眼感知的图像的亮度相对就越暗淡。因此用户一定要根据自己投影机使用的环境条件选择合适的亮度,并不一定是越亮越好。因为在其他指标相同的情况下,亮度越高,投影机的价格也会越高,同时人眼感知图像的亮度会有一定范围,超过这个范围,人眼会感觉到不舒服,尤其是长时间观看亮度过高的图像会使人眼产生疲劳,并造成一定伤害。需要提醒用户的是,用户除了要根据空间大小来选择亮度指
25、标外,还要考虑使用环境的光线条件、屏幕类型等因素。同样的亮度,不同环境光线条件和不同的屏幕类型都会产生不同的显示效果。用户在选择投影机产品时,对于亮度指标要有一个余度。由于投影机的亮度很大程度上取决于投影机中的灯泡,灯泡的亮度输出会随着使用时间而衰减,必然会造成投影机亮度的下降。投影机产品在使用的2000小时后,亮度衰减很快,因此用户在选择投影机产品时,一定要对亮度指标有一个全面的考虑。一般来说,在40-50平方米的家居或会客厅,投影机亮度建议选择800-1200流明之间,幕布对应选择60寸到72寸;在60-100平方米的小型会议室或标准教室,投影机亮度建议选择1500-2000流明之间,幕布
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