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投影机基本原理与技术介绍

时间:2010-04-09 11:00来源:未知 作者:admin 点击:
1、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 rocess)数字光处理器投影机和CRT(Cathode Ray Tube)阴极射线管投影机。
  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。
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。
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,已经被淘汰了 1)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1600×1200(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、Epson、NEC、三洋和三菱等等。 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,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,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投影机特点: 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
2)DLP投影机简介
  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1024×768分辨率为例,在一块DMD上共有1024×768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投影机特点:
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(800×600)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。

2、投影机类型
根据所显示源的性质,投影机主要可分为家用视频型和商用数据型两类。   家用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,适于家用用户使用。
商用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、标称光亮度
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*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。
 亮度的比较:LCD投影机属于透射式投影方式,主要依*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,幕布对应选择80寸到100寸;在120-200平方米的中型会议室和阶梯教室,投影机亮度建议选择2000-3000流明之间,幕布对应选择 120寸到150寸;在300平方米的大型会议室或礼堂,投影机多半要选择3000流明以上的专业工程用机,幕布则都在200寸以上。
4、最大分辨率
也称可显示的最高分辨率,它是指投影机可显示的输入信号的最高分辨率。投影机通过图像处理算法,可对输入信号进行缩放处理,实现信号满屏显示,如果超出 该范围投影机就无法正常显示画面。早期的投影机都采取抽线算法, 即:线性压缩技术,但此算法有掉线问题。目前各家厂商的产品现都已推出新算法用于压缩信 号,即:智能压缩,它可解决掉线问题。建议在其他性能指标相同的条件下,优先选择兼容较高分辨率的产品,这样可以适应更多的信号范围。

5、光亮度均匀值
是指最亮与最暗部分的差异值,就是投影机投射至屏幕,其四个角落的亮度与中心点亮度的比值,一般将中间定义为100%。任何投影机投射出的画面都会出现 中心区域与四角的亮度不同的现象,均匀度反映了边缘亮度与中心亮度的差异,用百分比来表示。当然,理想的均匀度是100%,均匀度越高,画面的亮度一致性 越好。对于投影机而言,影像均匀度的关键因素是光学镜头的成像质量。一般现在的投影机的画面均匀度都在85%以上,有些出色的投影机可以达到95%以上。

6、屏幕宽高比例
是指屏幕画面纵向和横向的比例,屏幕宽高比可以用两个整数的比来表示,也可以用一个小数来 表示,如4: 3或1.33。电脑及数据信号和普通电视信号的宽高比为是4: 3或1.33,电影及DVD和高清晰度电视的宽高比是16: 9或 1.78。当输入源图像的宽高比与显示设备支持的宽高比不一样时,就会有画面变形和缺失的情况出现。16: 9的图像在4:3屏幕上显示时有3种方式:第 一种是变形(Anemographic)方式,在水平充满的情况下,垂直拉长,直到充满屏幕,这样图像看起来比原来瘦;第二种方式是字符框-A (Letterbox-A)方式,16: 9的图像保持其不失真,但在屏幕上下各留下一条黑条;第三种方式是-B(Letterbox-B)方式,是前两 种方式的折中,水平方向两侧各超出屏幕一部分,垂直上下黑条也比第二种窄一些,图像的宽高比为14: 9。目前的家用投影机为了迎合家庭影院的需求,通常 屏幕宽高比为16:9。

7、梯形校正
  在投影机的日常使用中,投影机的位置尽可能要与投影屏幕成直角才 能保证投影效果(如下图) 如果无法保证二者的垂直,画面就会产生梯形。在这种情况下,用户需要使用“梯形校正功能”来校正梯形,保证画面成标准的矩形。   梯形校正通常有二种方法:光学梯形校正和数码梯形校正,光学梯形校正是指通过调整镜头的物理位置来达到调整梯形的目的,另一种数码梯形校正是通过软 件的方法来实现梯形校正。
目前几乎所有的投影机厂商都采用了数码梯形校正技术,而且采用数码梯形校正的绝大多数投影机都支持垂直梯形校正 功能,即投影机在垂直方向可调节自身的高度,由此产生的梯形,通过投影机进行垂直方向的梯形校正,即可使画面成矩形,从而方便了用户的使用。    但 在实际应用中,除了需要垂直梯形校正之外,还常常碰到因投影机水平位置的偏置而产生的梯形。许多投影机厂商已经研发出“水平梯形校正功能”。水平梯形校正 与垂直梯形校正都属于数码梯形校正,都是通过软件插值算法显示前的图像进行形状调整和补偿。水平梯形校正解决了由于投影机镜与屏幕无法垂直而产生的水平方 向的图像梯形失真,从而使投影机可以在屏幕的侧面也可以同样实现标准矩形投影图像。
数码梯形校正对图像精度要求不高的时候,可以很好的解决梯形失真问题,实用性非常强,但对于那些对图像精度要求较高的应用则不甚适宜。因为,图像经校正后,画面的一些线条和字符边缘会出现毛刺和不平滑现象,导致清晰度不是特别理想。


8、灯泡寿命
灯泡作为投影机的唯一消耗材料,在使用一段时间后其亮度会迅速下降到无法正常使用。下图给出常见灯泡的参考使用时间。

9、电视制式
  视频信号是一种模拟信号,由视频模拟数据和视频同步数据构成,用于接收端正确地显示图像。信号的细节取决于应用的视频标准或者“制式”--NTSC (美国全国电视标准委员会,National Television Standards Committee)、PAL(逐行倒相, Phase Alternate Line)以及SECAM(顺序传送与存储彩色电视系统,法国采用的一种电视制式, SEquential Couleur Avec Memoire)。在PC领域,由于使用的制式不同,存在不兼容的情况。就拿分辨率来说,有的制式每帧 有625线(50Hz),有的则每帧只有525线(60 Hz)。后者是北美和日本采用的标准,统称为NTSC。通常,一个视频信号是由一个视频源生成 的,比如摄像机、VCR或者电视调谐器等。为传输图像,视频源首先要生成—个垂直同步信号(V SYNC)。这个信号会重设接收端设备(PC显示器),保 征新图像从屏幕的顶部开始显示。发出VSYNC信号之后,视频源接着扫描图像的第一行。完成后,视频源又生成一个水平同步信号,重设接收端,以便从屏幕左 侧开始显示下一行。并针对图像的每一行,都要发出一条扫描线,以及一个水平同步脉冲信号。
另外,NTSC标准还规定视频源每秒钟需要发送 30幅完整的图像(帧)。假如不作其它处理,闪烁现象会非常严重。为解决这个问题,每帧又被均分为两部分,每部分2 62.5行。一部分全是奇数行,另一 部分则全是偶数行。显示的时候,先扫描奇数行,再扫描偶数行,就可以有效地改善图像显示的稳定性,减少闪烁。目前世界上彩色电视主要有三种制式,即 NTSC、PAL和SECAM制式,三种制式目前尚无法统一。我国采用的是PAL-D制式。一般等离子都兼容以上的电视制式。

10、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。

11、有效扫描频段
有效扫描频段是水平扫描频率和垂直扫描频率总称。
水平扫描频率: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,视频投影机的水平扫描频率是固定的,为 15.625KHz(PAL制)或15.725KHz(NTSC制),在这个频段内,投影机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指标。频率范围在15kHz-60kHz的投影仪通常叫做数据投影机,上限频率超过60kHz的通常叫做图形投 影机。投影机的水平扫描频率都有一个范围,如果来自计算机的输入信号的水平扫描频率超出此范围,则投影机将无法投影。
垂直扫描频率: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,用Hz表示,例如:60Hz或每秒60次,频率越高图像越稳定。垂直扫描频率一般不低于50Hz,否则图像会有闪烁感,如果 来自计算机的输入信号的垂直扫描频率超出此范围,则投影机将无法投影。

12、色彩数
色彩数就是屏幕上最 多显示多少种颜色的总数。对屏幕上的每一个像素来说,256种颜色要用8位二进制数表示,即2的8次方,因此我们也把256色图形叫做8位图;如果每个像 素的颜色用16位二进制数表示,我们就叫它16位图,它可以表达2的16次方即65536种颜色;还有24位彩色图,可以表达16,777,216种颜 色。现在大多数投影机都支持24位真彩色。

13、投影机技术类型及规格
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。

14、投影镜头
F是镜头的透光度。F越小,镜头的透光性越好。f是镜头的放大比率。如,f=1.4时,就是说,在一固定的位 置上,画面可放大1.4倍。镜头的光圈是用数值来表示的,一般从1.6-2.0,为使用方便,一个镜头设置多档光圈,光圈的数值越大,光圈就越小,光通量 也越少,每一个镜头的最大光圈都用数值标在镜头的前方。
焦距也是用数值来表示的,通常从50-210,分为短焦、标准和长焦,还有超短和 超长焦的。数值越小焦距越短,数值越大焦距越长,投影机对镜头焦距的要求正投一般在50-140,背投一般在35左右,焦距决定了打满预定尺寸时投影机与 影幕的距离,焦距越短,投影机与影幕的距离就越近,反之就越远。如果要在短距离投射大画面就需要选择短焦镜头的投影机,反之则需要选择长焦镜头。一般的投 影机都为标准镜头。

15、投影距离
是指投影机镜头与屏幕之间的距离,一般用米来作为单位。在实际的应用 当中,在狭小的空间要获取大画面,需要选用配有广角镜头的投影机,这样就可以在很短的投影距离获得较大的投影画面尺寸;在影院和礼堂的环境投影距离很远的 情况下,要想获得合适大小的画面,就需要选择配有远焦镜头的投影机,这样就可以在较远的投影距离也可以获得合适的画面尺寸,不至于画面太大而超出幕布大 小。普通的投影机为标准镜头,适合大多数用户使用。

16、投影方式
吊顶功能:将投影机倒置吊在屋顶上进行投影,要求投影机投射的图像能实现上下翻转功能。
背投功能:将投影机放在背透幕的后面进行投影,要求投影机投射的图像能实现左右翻转的功能。

17、视频带宽
视频带宽=C×水平分辨率×垂直分辨率×水平扫描频率/2
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机的一个重要指标。因此,在区分投影机质量优劣时,应注重行频和带宽。高带宽的投影机可以显示信号的分辨率范围相对要多一些。

18、投影机灯泡
目前的采用的光源主要包括:UHP灯(超能灯)、UHE灯和金属卤素灯   UHP灯泡是一种理想的冷光源,但由于价格较高,一般应用于高档投影机上。 UHP灯产生冷光,外形小巧,在相同功耗下,能产生大光量,寿命较长,当衰竭时,即刻熄灭。优点是使用寿命长,一般可以正常使用4000小时以上,亮度衰 减很小。
荷兰飞利浦公司于1995年首先开发成功一种超高压汞灯,极距约1.3mm,功率100瓦。在灯工作时,汞蒸气压可达200个大 气压。由于汞蒸气压愈高,灯的亮度也越高,而且汞原子谱线宽度变大,分子连续谱与带电粒子复合光谱也更强,特别是595nm以上的红光辐射随灯内工作压强 的升高而增强,从而使灯的显色性提高。由于该灯放电时电极处于极高的温度,会造成钨材料蒸发并沉积在球壁上造成光衰,现通过在工艺上对灯内充入微量氧一卤 素,有效清洁泡壳,使灯的寿命达12000小时。
UHP光源的电弧亮度能超过小面积高效投影装置所需的1Gcd/m2,为了达到更好的集 光效果,近年来UHP光源的电弧极距减少到1.0mm,其寿命达10000小时以上,功率为200瓦,配备于投影仪产品,重量仅4公斤,体积不到2升,便 于携带,其屏幕照度超过1100流明,能够达到明亮的XGA显示水平。
UHE灯泡也是一种冷光源,UHE灯泡是目前中档投影机中广泛采用的理想光源。优点是价格适中,在使用4000小时以前亮度几乎不衰减。
金属卤素灯泡发热高,对投影机散热系统要求高,不宜做长时间(4小时以上)投影使用。金属卤素灯产生暖光,要求较大功率才能产生与UHP灯同等的光度, 使用寿命较短,与UHP灯不同的是,金属卤素灯坏时表现为渐渐熄灭。金属卤素灯泡的优点是价格便宜,缺点是半衰期短,一般使用1000小时左右亮度就会降 低到原先的一半左右。

19、工作噪音
投影机工作时由于风扇高速转动散热带来的噪音,有时被认做是一个很大的干扰,尤其是会议、教学的进行中,还有家庭欣赏影片的时候,用户希望低噪音的宁静 操作。既要保持良好的散热,又要尽可能降低噪音。投影机所产生的噪音会使人心烦意乱,各厂商都在极力降低噪音。建议购买正常工作状态下散热噪音不超过35 分贝的投影机。

20、输出端子
VGA输出:VGA 接口采用非对称分布的15pin 连接方式,其工作 原理:是将显存内以数字格式存储的图像( 帧) 信号在RAMDAC 里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到投影机成像,这样VGA信号在输入端 ( 投影机内) ,就不必像其它视频信号那样还要经过矩阵解码电路的换算。从前面的视频成像原理可知VGA的视频传输过程是最短的,所以VGA 接口拥有 许多的优点,如无串扰无电路合成分离损耗等。有些投影机可以通过先由VGA接口先将计算机信号输入,然后再有VGA接口输出到显示器或者其他的显示设备同 步显示。

21、画面尺寸
是指投出的画面的大小,有最小图像尺寸和最大图像尺寸,一般用对角线尺寸表示, 单位是英寸。这个指标是由投影光学变焦性能决定的,要投放预定的尺寸,需将投影机放置在与屏幕相应的距离上。根据各种投影机的镜头和亮度不同,画面尺寸与 投影距离的关系有所不同。一般来讲亮度越高的投影机可以投出较大的画面,投影机根据镜头焦距都有一个最小画面尺寸和最大画面尺寸,在这两个尺寸之间投影机 投射的画面可以清晰聚焦,如果超出这个范围,画面可能会出现不清晰和投影效果很差的情况。


22、对比度
是画面 黑与白的比值,也就是从黑到白的渐变层次。比值越大,从黑到白的渐变层次就越多,从而色彩表现越丰富。在投影机行业有2种对比度测试方法,一种是全开/全 关对比度测试方式,即测试投影机输出的全白屏幕与全黑屏幕亮度比值。另一种是ANSI对比度,它采用ANSI标准测试方法测试对比度,ANSI对比度测试 方法采用16点黑白相间色块,8个白色区域亮度平均值和8个黑色区域亮度平均值之间的比值即为ANSI对比度。这两种测量方法得到的对比度值差异非常大, 这也是不同厂商的产品在标称对比度上差异大的一个重要原因。
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。
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