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行业新闻

投影仪的工作原理以及投影仪不同类DLP,LCD,CRT工作方式解析

投影仪又称投影机,是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备,可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、
游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所,根据工作方式不同,有CRT,LCD,DLP等不同类型。

1发展编辑

投影机

投影机

投影机又称投影仪,在国家拉动内需的政策及人民收入不断提升的背景下,农村文化共享工程的实施进一步推动了中国投影机市场的快速增长。据统计,2010年中国投影机市场出货量规模达到128万台,相比2009年增长43.6%。分析认为,2011年中国投影机市场仍将保持快速增长,全年出货量将达到167万台,年成长率约投影仪为30%。未来5年,中国投影机市场的复合增长率将达到17.1%。
中国投影机产品消费市场主要集中在经济较发达的华北、华东、华南等大中型城市。教育、商务、政府、家庭娱乐是支撑中国投影机行业的四大主要消费群体。纵观中国投影机市场。无论是从产品的数量、质量还是品种方面,都达到了一定的成熟程度,产品的普及应用使投影机在用户的心理定位从较为专业的显示设备向大众产品转变,行业的销售规模不断扩大,2010年,中国投影机市场销售量为110万台,相比2009年增长37.5%。从这十年中国投影机市场发展情况来看,中国投影机市场规模增长18倍,其年均增长率为39.14%,行业处于高速发展期。
从行业未来的发展形式来看,教育仍是行业未来发展支柱领域。根据统计数字,2010年全国共有幼儿园12.91万所,小学39.42万所、普通中学7.90万所,普通中等院校3047所,高等教育学校1778所,按每个教室配备一台投影机计算,据相关数据显示中国仅教育行业市场容量就达1100万台以上,如果按照投影占有率计算的话,投影机可占14%-28%左右(不包括市场保有量),而2010年教育市场实销量却还不到50万台。
其次,商用投影市场的发展也是左右投影机市场发展的关键力量。虽然中国商务投影市场已经在迅速扩展,但据相关调研机构预计,在未来,中小企业数量将保持7%-8%的增长率,2012年中小企业总数将达到5000万家,行业发展前景无限。另外,就目前国内而言,资产百万以上的富裕家庭数量可以达到200多万家,一些精英、白领对于生活的质量、娱乐设备的需求较大,未来家用市场潜力巨大。
未来中国投影机行业的发展,还依赖政府政策的支持,在公布的“十二五”计划纲要中,文化信息资源共享工程被列入“公共文化服务体系建设工程”,这将在未来几年推进中国投影机行业的发展。此外,在“十二五”规划中,广播电视村村通、农村电影放映工程等公共文投影仪化服务体系建设工程也将得到持续推进,地方政府的IT采购将成为整个IT市场的主要增长点之一。综合以上,未来中国投影机行业发展前景巨大。

2分类编辑

应用环境

1、家庭影院型:其特点是亮度都在2000流明左右(随着投影的发展这个数字在不断的增大,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。
2、便携商务型投影仪:一般把重量低于2公斤的投影仪定义为商务便携型投影仪,这个重量跟轻薄型笔记本电脑不相上下。商务便携型投影仪的优点有体积小、重量轻、移动性强,是传统的幻灯机和大中型投影仪的替代品,轻薄型笔记本电脑跟商务便携型投影仪的搭配,是移动商务用户在进行移动商业演示时的首选搭配。
3、教育会议型投影仪:一般定位于学校和企业应用,采用主流的分辨率,亮度在2000-3000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。
4、主流工程型投影仪:相比主流的普通投影仪来讲,工程投影仪的投影面积更大、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。
5、专业剧院型投影仪:这类投影仪更注重稳定性,强调低故障率,其散热性能、网络功能、使用的便捷性等投影仪方面做得很强。当然,为了适应各种专业应用场合,影仪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。
6、测量投影仪:这类投影仪不同于以上几类投影仪,早期称轮廓投影仪,随着光栅尺的普及,投影仪都安装上高精度的光栅尺,人们便又叫测量投影仪(或投影仪,如国内较著名的测量投影仪有高诚公司生产的CPJ-3015),为与传统的投影仪区别开,这类投影仪便称为测量投影仪。其作用主要是将产品零件通过光的透射形成放大的投影仪,然后用标准胶片或光栅尺等确定产品的尺寸。由于工业化的发展,这种测量投影仪已经成为制造业最常用的检测仪器之一。按期投影的方式分为立式投影仪和卧式投影仪。按其比对的标准不同又分为轮廓投影仪和数字式投影仪。

使用方式

1.台式投影机
  2.便携式投影机
  3.落地式投影机
  4.反射式投影机
  5.透射式投影机
  6.单一功能投影机
  7.多功能投影机

接口类别

1.VGA接口投影机
2.HDMI接口投影机
3.带网口投影机

3成像原理编辑

CRT三枪投影仪

CRT三枪投影机

CRT三枪投影机

CRT是英文Cathode Ray Tube的缩写,译作阴极射线管。作为成像器件,它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。这种投影仪可把输入信号源分解成R(红)、G(绿)B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,荧光粉在高压作用下发光系统放大、会聚、在大屏幕上显示出彩色图像。光学系统与RT管组成投影管,通常所说的三枪投影仪就是由三个投影管组成的投影仪,由于使用内光源,也叫主动式投影方式。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投影仪的亮度值,到目前为止,其亮度值始终徘徊在300lm以下。另外CRT投影仪操作复杂,特别是会聚调整繁琐,机身体积大,只适合安装于环境光较弱、相对固定的场所,不宜搬动。

LCD投影仪

LCD(Liquid Crystal Display)液晶投影仪,可以分成液晶板投影仪和液晶光阀投影仪,前者是投影仪市场上的主要产品。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-55℃~+77℃。投影仪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,影响其液晶单元投影仪的透光率或反射率,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。由于LCD投影仪色彩还原较好、分辨率可达SXGA标准,体积小,重量轻,携带起来也非常方便,是投影仪市场上的主流产品。按照液晶板的片数,LCD投影仪分为三片机和单片机,而单板投影仪的机型已经很少,我们看到最多的还是三片机。
在投影仪中有3块液晶板,其中分布着液晶体。液晶体是介于液体和固体之间的物质,本身不发光,它们象荧光屏上的像素一样整齐的排列着。投影仪利用液晶的光电效应,即液晶分子的排列以及液晶分子本身的状态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。投影仪利用这个原理可以达到利用电信号准确控制通过液晶单元的光线的目的。 液晶投影仪中的光源是金属卤素灯或UHP(冷光源),发出明亮的白光, 经过光路系统中的分光镜,将白光分解为RGB(红色、绿色、蓝色)三种元素颜色的光线。RGB三种元素颜色的光线在精确的位置上穿过液晶体,这时候每一个液晶体的作用类似于光阀门,控制每一个液晶体中光线的通过与否以及通过光线的多少。三种元素颜色的光线就这样,经过投影仪的镜头准确投射到屏幕上,哪一点该是什么颜色、光的强度有多少,都分布的正正好好。就这样,在屏幕上投影组成了与源图像一致的色彩斑斓的图像。普通的LCD投影仪具有色彩好、价格优势和亮度均匀性好等多方面优势,因此目前正在以万元甚至低于万元的价格逐渐普及到家庭和小型商用场所之中。
此外还有液晶光阀投影仪代表了液晶投影仪的高端产品,它采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影仪与液晶与光阀相结合的产物。具有非常高的亮度和分辨率,适用于环境光较强,投影屏幕很大的场合,如超大规模的指挥中心、会议中心或娱乐场所等。

DLP投影仪

DLP是英文Digital Light Processor 的缩写,译作数字光处理器。DLP以DMD(Digital Micromirror Device)数字微反射器作为光阀成像器件。一个DLP电脑板由模数解码器、内存芯片、一个影象处理器及几个数字信号处理器(DSP)组成,所有文字图象就是经过这块板产生一个数字信号,经过处理,数字信号转到DLP系统的心脏--DMD。而光束通过一高速旋转的三色透镜后,被投射在DMD上,然后通过光学透镜投射在大屏幕上完成图像投影。一片DMD是由许多个微小的正方形反射镜片(简称微镜)按行列紧密排列在一起贴在一块硅晶片的电子节点上形成的,每一个微镜都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投影仪的物理分辨率,例如一台投影仪的分辨率为600X800,所指的就是DMD装置上的微镜数目就有600x800=480000个。
DLP投影仪原理

DLP投影仪原理

在DMD装置中每个微镜,都对应着一个存储器,该存储器可以控制微镜在±10度角两个位置上切换转动。而且DMD块上每一个像素的面积为16μm×16,间隔为1μm。根据所用DMD的片数,DLP投影仪可分为:单片机、两片机、三片机。DMD数字信号的红,绿,蓝顺序旋转,小镜子根据像素的位置及色彩的多少被打开或关闭,此时DLP可以看作是只有一个光源和一组投影镜头组成的简单光路系统,镜头放大了DMD的反射影像并直接投射在屏幕上,这样一幅生动、明亮的演示效果就展现在我们面前了。

4主要指标编辑

投影仪的性能指标是区别投影仪档次高低的标志,主要有以下几个指标:

光输出

是指投影仪输出的光能量,单位为“流明”(lm)。与光输出有关的一个物理量是亮度,是指屏幕表面受到光照射发出的光能量与屏幕面积之比,亮度常用的单位是“勒克斯”(lx,1lx=1lm/m2)。当投影仪输出的光通过一定时,投射面积越大亮度越低,反之则亮度越高。决定投影仪光输出的因素有投影及荧光屏面积、性能及镜头性能、通常荧光屏面积大,光输出大。带有液体耦合镜头的投影仪镜头性能好,投影仪光输出也可相应提高。

水平扫描频率(行频)

电子在屏幕上从左至右的运动叫做水平扫描,也叫行扫描。每秒钟扫描次数叫做水平扫描频率,视频投影仪的水平扫描频率是固定的,为15.625KHz(PAL制)或15.725KHz(NTSC制)数据和图形投影仪的扫描频率不是不个频率频段;在这个频段内,投影仪可自动跟踪输入信号行频,由锁相电路实现与输入信号行频的完全同步。水平扫描频率是区分投影仪档次的重要投影仪指标。频率范围在15kHz-60kHz的投影仪通常叫做数据投影仪。上限频率超过60kHz的通常叫做图形投影仪。

垂直扫描频率(场频)

电子束在水平扫描的同时,又从上向下运动,这一过程叫垂直扫描。每扫描一次形成一幅图像,每秒钟扫描的次数叫做垂直扫描频率,垂直扫描频率也叫刷新频率,它表示这幅图像每秒钟刷新的次数。垂直扫描频率一般不低于50Hz,否则图像会有闪烁感。

视频带宽

投影仪的视频通道总的频带宽度,其定义是在视频信号振幅下降至0.707倍时,对应的信号上限频率。0.707倍对应的增量是-3db,因此又叫做-3db带宽。

分辨率

分辨率有:可寻址分辨率、RGB分辨率、视频分辨率三种。
对CRT投影仪来说,可寻址分辨率是指投影管可分辨的最高像素,它主要由投影管的聚焦性能所决定,是投影管质量指标的一个重要参数。可寻址分辨率应高于RGB分辨率。
RGB分辨率是指投影仪在接RGB分辨率视频信号时可过到的最高像素,如分辨率为1024×768,表示水平分辨率为1024,垂直分辨率为768,RGB分辨率与水平扫描频率,垂直扫描频率及视频带宽均有关。
视频分辨率是指投影仪在显示复合视频时的最高分辨率。这里,有必要将视频带、水平扫描频率、垂直扫描频率与RGB分辨率的关系作一分析:首先看看水平扫描频率与垂直扫描频率、的关系。
在投影仪指标中,分辨率是较易混淆的一个概念,投影仪技术指标上常给出的
水平扫描频率=A×垂直扫描频率×垂直分辨率
式中A为常数,约为1.2,垂直扫描频率一般不应低于50Hz,为了保证良好的视觉效果,希望垂直扫描频率高一些好。为了提高图像质量,也要提高垂直分辨率。这些都要求相应地提高水平扫描频率。可见,水平扫描频率是投影仪的一个重要技术指标。例如:当扫描频率为70Hz,垂直分辨率为768时,行频为64.5。
其次再来看视频带宽与水平扫描频率、水平分辨率的关系。
视频带宽=R×水平扫描频率×水平分辨率/2
式中R为约为1.4,其中水平分辨率应比垂直分辨率高,这是由于图像水平与垂直幅度之比是4:3,例如垂直分辨率为768时,水平分辨率一般是1024,此时信号带宽是46MHz。
综合上述两个公式可以得出:
视频带宽=C×水平分辨率×垂直分辨率×垂直扫描频率/2
式中C=A×R。由该公式可以知道要提高图像分辨率,就要提高视频带宽。因而视频带宽也是投影仪的一个重要指标。因此,在区分投影仪质量优劣时,应注重行频和带宽,在看RGB分辨率时,还应注意它的垂直扫描频率,在行频一定时,垂直扫描频率不同时,最高RGB分辨率也不同。例如一台投影仪的最高行频为75kHz,当垂直扫描频率为60Hz时,允许最高RGB分辨率是1280×1024。而如果将垂直扫描频率提高至70Hz时,就达不到1280×1024。



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