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张新房的博客 - 新型智慧城市

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投影机基础知识  

2008-12-14 22:03:18|  分类: 大屏幕显示系统 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.投影机参数

(1)峰值流明

峰值流明就是屏幕中最大亮度点测试得到的亮度。峰值流明的测试方法,在一个白窗口的测试图像上,以扫描线尚清晰可见的情况下,测量白窗口的最大照度(LUX)乘以白窗面积(m2)来确定投影机光通量,峰值流明与ANSI流明间没有任何的对应关系,峰值流明是一台投影机最高可以达到的亮度,而国际标准单位ANSI流明是投影机亮度的一个真实体现,测定环境如下:投影机与幕之间距离是2.4米;幕为60英寸;纯暗环境用测光笔测量投影画面的9个点的亮度;求出9个点亮度的平均值,就是ANSI流明。目前国内一些厂商的投影机所标称亮度为峰值流明,实际亮度并无标称值高,这是在选择投影机时需要注意的问题。

(2)投影机类型

根据所显示源的性质,投影机主要可分为视频型和数据型两类。视频型投影机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;数据型投影机主要显示微机输出的信号,用来商务演示办公和日常教学,亮度根据使用环境高低都有不同的选择,投影画面宽高比都为4:3,功能全面,对于图像和文本以及视频都可以演示,基本所有型号都同时具有视频及数字输口。

(3)对比度

对比度对视觉效果的影响非常关键,一般来说对比度越大,图像越清晰醒目,色彩也越鲜明艳丽;而对比度小,则会让整个画面都灰蒙蒙的。高对比度对于图像的清晰度、细节表现、灰度层次表现都有很大帮助。在一些黑白反差较大的文本显示、CAD显示和黑白照片显示等方面,高对比度产品在黑白反差、清晰度、完整性等方面都具有优势。相对而言,在色彩层次方面,高对比度对图像的影响并不明显。对比度对于动态视频显示效果影响要更大一些,由于动态图像中明暗转换比较快,对比度越高,人的眼睛越容易分辨出这样的转换过程。对比度高的产品在一些暗部场景中的细节表现、清晰度和高速运动物体表现上优势更加明显。

在对比度调节方面,各产品的处理方式也存在着很大的差异,有些产品的对比度调节范围非常小,而且调节过程中更多地偏向于改变图像亮度(增大高亮区域的亮度)。而有些产品的对比度可调范围非常大,不同调节值对于图像的对比度效果差距也比较大,这样用户就可以根据不同的显示内容调节对比度,以达到最佳的显示效果。也有一些产品对比度调节与亮度调节的差异不大,对比度调节可以辅助进行亮度调节。对比度的实现同样与投影机的成像器件和光路设计密切相关,对于液晶投影机来说,首当其冲的因素就是液晶板的像素透光率与阻光率,这个差值越大,投影机的对比度也越大。目前大多数LCD投影机产品的标称对比度都在400:1(ANSI)左右,而大多数DLP投影机的标称对比度都在1500:1(全白/全黑)以上。对比度越高的投影机价格越高,如果仅仅用投影机演示文字和黑白图片则对比度在400:1左右的投影机就可以满足需要,如果用来演示色彩丰富的照片和播放视频动画则最好选择1000:1以上的高对度投影机。

2.投影灯泡

投影机灯泡是投影机的重要部件之一,没有了灯泡的投影机就如同没有墨盒的打印机一样无法使用。而且投影机灯泡还与墨盒一样属于易耗品,具有一定的使用寿命,在投影机使用期限中肯定会遇到灯泡的购买和更换问题,因此用户十分需要对您所用的投影机灯泡进行一定的了解。常见的投影机灯泡品牌有飞利浦(型号:UHP)、爱普生(型号:UHE)、欧司朗(OSRAM 型号:VIP)、Matsushita(型号:UHM)、日本优志旺(USHIO 型号:UMPRD/UMVRD/NSH)、日本凤凰(PHOENIX 型号:SHP)、美国通用电气(GE 型号:SHL)等。从类型上投影机灯泡普遍可分为金属卤素灯泡和超高压汞灯泡,超高压汞灯泡包括UHP,UMPRD,UHE,SHP等几种。

UHP和UMPRD灯泡是一种理想的冷光源,UHP灯产生冷光,在相同功耗下能产生很大光量,寿命较长,一般可以正常使用4000小时以上,而且亮度衰减很小,当衰竭时可即刻熄灭。由于价格较高,一般被用于中高档的投影机上。

UHE灯 泡也是一种冷光源,是目前中档投影机中被广泛采用的理想光源。而且价格适中,亮度稳定,在使用2000小时以前几乎不会衰减。

金属卤素灯泡的优点是价格便宜,缺点是金属卤素灯产生暖光,要求较大功率才能获得与UHP灯同等的光度,半衰期短,一般使用1000小时左右亮度就会降低到原先的一半左右,并且发热量高,对投影机散热系统要求也高,不宜做长时间投影使用。

由于超高压汞灯泡普遍具有亮度较高、发热量小、寿命长等特点,目前以作为主流投影灯泡被广泛采用。建议用户选购使用冷光源的投影机,这将更加有效地保障您的投影机使用效果,同时节省您的投资。另外不同品牌,不同型号投影机使用的灯泡型号也不同,一般是不能互换使用的,因此用户购买灯泡应选择同品牌同型号的投影机灯泡,以免造成不必要的麻烦。

最后 为大家介绍一种未来很有前途的光源----氙灯。氙灯是利用两电极之间放电器产生的电弧发光的一种光源,目前已应用在高端投影机上。由于氙灯的光谱最接近自然光,因此可以提供更优异的色彩。氙灯相比UHP灯还有可随时开关的特点,通常UHP灯从点亮到清晰显示需要大约两分钟的预热时间,而氙灯从点亮到获得清晰的显示所用时间小于60秒,并且氙灯关闭后可马上再次启动,这一点UHP灯是做不到的。

3.投影机术语

(1)流明:

ANSI流明是美国国家标准研究院确定的衡量光通量大小的一个特殊单位。光通量是指在单位时间里通过一个面积的能量流。

(2)分辨率含义:

对于图像信号的分辨率分为数字图像和模拟图像。

数字图像分辨率是指反映整个图像画面垂直和水平方向像素数的乘积。

模拟图像分辨率是指反映整个画面最多的扫描线数。 

对于显示设备的分辨率同样也分为数字和模拟。只是数字图像分辨率是指硬件基础本身所能反映的垂直和水平方向像素数和乘积。

模拟图像分辨率是指硬件本身所能达到的最多扫描线数。

(3)增益含义:

对于正投屏幕来说,增益是反射光线光通量与入射光线光通量的比值;而对于背投屏幕来说,增益则是透射光线光通量与入射光线光通量的比值。

(4)CRT管聚焦性能:

CRT投影机把输入的源信号分解到R(红)、G(绿)、B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,在高压作用下发光,经过信号放大和会聚,在大屏幕上显示出彩色图像。CRT管的聚焦分为静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种,电磁复合聚焦应用较为普遍,它的优点是聚焦性能好、聚焦精度高,可以进行分区聚焦和边角聚焦,让投影画面清晰。

4.投影机原理

(1)CRT投影机工作原理

CRT投影机又名三枪投影机,它主要是由三个CRT管组成。CRT(Cathode Ray Tube)是阴极射线管,主要是由电子枪、偏转线圈及管屏组成。为了使CRT管在屏幕上显示图像信息,CRT投影机把输入的信号源分解到R(红)、G(绿)、B(蓝)三个CRT管的荧光屏上,在高压作用下发光信号放大、会聚在大屏幕上显示出彩色图像。 

CRT投影机根据CRT管的管径不同还可分为三个档次,分别是7英寸管投影机、8英寸管投影机、9英寸管投影机。CRT投影机维修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;缺点是亮度较低,操作复杂,体积庞大,对安装环境要求较高。 CRT投影机的两个特有性能指标:会聚性能会聚是指红绿蓝三种颜色在屏幕上的重合。

对CRT投影机来说,会聚控制性显得格外重要,因为它有RGB三种CRT管,平行安装在支架上,要想做到图像完全会聚,必须对图像各种失真均能校正。机器位置的变化,会聚也要重新调整,因此对会聚的要求,一是全功能,二是方便快捷。会聚有静态会聚和动态会聚,其中动态会聚有倾斜、弓形、幅度、线性、梯形、枕形等功能,每一种功能均可在水平和垂直两个方向上进行调整。除此之外,还可进行非线性平衡,梯形平衡,枕形平衡。聚焦性能
我们知道,图形的最小单元的像素。像素越小,图形分辨率越高。在CRT管中,最小像素是由聚焦性能决定的,所谓可寻址分辨率,即是指最小像素的数目。

CRT管的聚焦机制有静电聚焦、磁聚焦和电磁复合聚焦三种,其中以电磁复合聚焦较为先进,其优点是聚焦性能好(但在高亮度条件下会散焦),且聚焦精度高,可以进行区域聚焦、边缘聚焦、四角聚焦,从而可以做到画面上每一点都很清晰。

(2)LCD投影机工作原理

LCD投影机是被动发光从而成像的,其核心部件为LCD液晶板。右分为液晶板投影机和液晶光阀投影机两类。液晶昌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℃至+77℃。投影机维修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。液晶板投影机成像器件为液晶板,是被动式投影方式。利用外光源金属卤素灯和UHP (冷光源)。按照液晶板的片数,LCD投影机还可分为三片机和单片机。

三片LCD板投影机维修原理是光学系统把强光通过分光镜形成RGB三束光,分别透射过RGB三色液晶板;信号源经过AD转换,调制加到液晶板上,通过控制液晶单元的开启、闭合,从而控制光路的通断,RGB光最后在棱镜中汇聚,由投影镜头投射在屏幕上形成彩色图像。目前,三片板投影机是液晶投影机的主要机种。

LCD单板投影机体积小,重量轻,操作、携带极其方便,价格比较低廉。但其光源寿命短,色彩不够均匀,分辨率较低。目前单板投影机维修的机型已经很少。液晶光阀投影机采用CRT管和液晶光阀作为成像器件,是CRT投影机与液晶与光阀相结合的产物。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。一般的光阀主要由三部分组成:光电转换器、镜子、光调制器,它是一种可控开关。通过CRT输出的光信号照射到光电转换器上,交光信号转换为持续变化的电信号;外光源产生一束强光,投射到光阀上,由内部的镜子反射,通过光调制器,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CRT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维修,亮度可达6000ANSI流明,分辨率为2500×2000,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、光阀不易维修。对追求高分辨率、高亮度、大画面的用户,液晶光阀投影机是他们的首选。

(3)DLP/DMD投影机工作原理

DLP (Digital Lighting Processing) 即数据光处理。DLP投影机的核心部件为DMD (Digital Micromirror Device)即数据微镜装置,其它的部件还有:氙灯泡、光学棱镜和投射镜头。其工作原理是:当光线经过棱镜分解为R、G、B三原色后,投射DMD芯片。DMD芯片上有很多微小的镜片组成 (如果分辨率是800×600,则DMD芯片上有48万个小镜片),每个小镜片均可在+10°与-10°之间自由旋转并且由电磁定位。信号输入后,在经过处理后作用于DMD芯片,从而控制镜片的开启和偏转。入射光线在经过DMD镜片的反射后由投影镜头投影成像。

DLP投影机根据基DMD芯片的数量又分为单片、双片和三片DMD投影机。

DLP投影机是一种继LCD投影机后发展起来的投影显示技术,它的一些显著特点是:由于采用的是反射成像方式,因而光的利用率非常高,所以亮度可以做到最高。另外DLP投影机的色彩和亮度一致性也不错。在分辨率方面,部分机型也达到了1280×1024。可以说DLP投影机正处于一个不断发展完善的过程。

来源:http://www.saus.cn/technic/project.htm

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